Раздел 1. Теоретические основы пайки

Лабораторная работа № 1

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ОСНОВНЫХ ФУНКЦИЙ ФЛЮСА

НА РАСТЕКАНИЕ ПРИПОЯ

1. Цель работы

Изучить основные функции флюса и их влияние на растекание припоя.

2. Флюсы и их свойства

Флюсом для пайки называют неметаллическое вещество, применяемое для удаления окисной пленки с поверхности припоя и паяемого металла, для предотвращения ее образования при пайке, для улучшения смачиваемости, растекания и затекания припоя в зазор и в некоторых случаях для высаживания металлического слоя на поверхность паяемого материала с целью его облуживания или в качестве припоя (реактивные флюсы).

Флюс защищает поверхность металла и припоя от окисления, удаляет окислы с паяемой поверхности и поверхности припоя, уменьшает поверхностное натяжение припоя.

В результате обеспечивается физический контакт основного металла с припоем и затекание припоя в зазор.

В работе в роли флюсов используются следующие вещества:

а) щавелевая кислота, она быстро испаряется без обугливания (возгоняется) и быстро теряет покровное действие, хотя и хорошо удаляет окислы с поверхности паяемого металла (меди);

б) глюкоза, хорошо удаляющая окись меди, но не снижающая поверхностного натяжения жидкого припоя;

в) абиетиновая кислота, имеющая хорошую поверхностную активность, но не способная удалять окисную пленку с поверхности меди;

г) раствор аминохлорида в спирте, хорошо удаляющий окислы с поверхности меди.

Для сравнения с этими веществами используется флюс канифольно-спиртовый марки КЭ, широко применяемый для пайки меди легкоплавкими припоями, обладающий всеми требуемыми свойствами флюса.

3. Материалы и оборудование

Материалы

1. Припой ПОС-61, ПОС-40 или олово.

2. Щавелевая кислота, абиетиновая кислота, глюкоза, раствор аминохлорида в спирте.

3. Заготовки образцов из меди M1.

4. Ацетон технический.

5. Наждачная бумага.

6. Вата техническая.

7. Бумага миллиметровая.

8. Калька.

9. Фильтровальная бумага.

Оборудование

1. Муфельная печь МП-2УМ.

2. Потенциометр группы ХК или ХА с термопарой.

3. Приспособление для установки образцов в печь.

4. Пинцеты.

5. Пипетки.

6. Лабораторные аналитические весы.

7. Разновесы.

8. Секундомер.

9. Пассатижи.

10. Кусачки или бокорезы.

4. Программа работы

1. Подготовить 15 квадратных пластин 30x30 мм из меди марки M1, зачистить наждачной бумагой, обезжирить ацетоном, отогнуть один угол.

2. Приготовить 15 компактных навесок (по 0,5 г) оловянно-свинцового припоя (ПОС-61, ПОС-40 или олово). Каждую навеску припоя уложить в центре пластины.

3. После укладки припоя на медную пластину, нанести 0,3…0,5 г одного из исследуемых веществ: щавелевую кислоту, абиетиновую кислоту, глюкозу, абиетиновую кислоту с раствором аминохлорида в спирте. Раствор аминохлорида в спирте наносят осторожно (2 – 3 капли) на образец с абиетиновой кислотой после расплавления припоя.

4. Поместить образцы по одному с помощью приспособления в электропечь, нагретую до 230 °С, и выдержать после нагрева их до этой температуры в течение 1, 2 и 3 минут для каждого из исследуемых веществ. Температура образцов контролируется термопарой, спай которой должен устанавливаться на пластине.

5. Обратить внимание на характер растекания припоя после выема из печи, на форму капли припоя после его расплавления и после затвердевания, на чистоту поверхности меди под веществом, на сохранение покровного действия вещества при его выдержке в печи.

6. Измерить площадь образца под растекшимся припоем путем вычерчивания контура этой площади на кальке и подсчета числа мм² при совмещении контура с миллиметровой бумагой.

7. Занести полученные данные в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Результаты измерений

№ п/п

Температура испытаний

Время выдержки при испытании, с

Площадь под растекшимся припоем, мм2

Примечание