Já se perguntou como é que partículas minúsculas podem fazer ou desfazer os seus dispositivos electrónicos? Neste artigo, exploramos o fascinante mundo do fluxo de soldadura, o herói não celebrado da soldadura e da soldadura. Saiba como este material crucial garante soldaduras fortes e limpas e o que isso significa para a qualidade dos seus aparelhos electrónicos. Prepare-se para mergulhar na ciência por detrás das ligações sem falhas!
O fluxo de soldadura é um granulado material de soldadura que, quando fundido durante a soldadura, forma escória e gás. Esta substância desempenha um papel crucial na proteção do metal fundido e na ajuda ao tratamento metalúrgico.
O fluxo é normalmente uma mistura composta principalmente por colofónia, um material auxiliar que assegura o bom desenrolar do processo de soldadura. A soldadura é um processo importante na montagem eletrónica, e o fluxo é um material auxiliar utilizado durante a soldadura.
A principal função do fluxo é remover os óxidos da solda e da superfície do material de base que está a ser soldado, conseguindo a limpeza necessária da superfície.
Evita a re-oxidação da superfície durante a soldadura, reduz a tensão superficial da solda e melhora o desempenho da soldadura. A qualidade do fluxo afecta diretamente a qualidade dos produtos electrónicos.
O fluxo de soldadura é composto por uma mistura de minerais, incluindo mármore, quartzo, fluorite e outros, bem como produtos químicos como titânio dióxido de carbono e celulose.
A principal aplicação do fluxo de soldadura é na soldadura por arco submerso e na soldadura por escória eléctrica.
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Nas últimas décadas, no processo de soldadura da produção de produtos electrónicos, são frequentemente utilizados fluxos de resina de colofónia compostos principalmente por colofónia, resina, activadores contendo halogenetos, aditivos e solventes orgânicos.
Embora este tipo de fluxo tenha boa soldabilidade e baixo custo, apresenta elevados resíduos pós-soldadura. Estes resíduos contêm iões halogenetos, que gradualmente causam problemas como a diminuição do desempenho do isolamento elétrico e curto-circuitos.
Para resolver este problema, é necessário limpar os resíduos de fluxo de resina de colofónia na placa eletrónica impressa, o que não só aumenta os custos de produção, mas também o solvente utilizado para limpar os resíduos de fluxo de resina de colofónia é principalmente composto de fluorocloro. Este composto é uma substância que empobrece a camada de ozono atmosférica e é atualmente proibido e eliminado progressivamente.
No entanto, por várias razões, muitas empresas continuam a utilizar o processo de soldadura com fluxo de resina de colofónia e, em seguida, a limpeza com um produto de limpeza à base de flúor-cloro, que tem uma baixa eficiência e um custo elevado, e causa uma grave poluição ambiental.
O fluxo não limpo, mais utilizado no mercado e de qualidade superior, é composto por: solventes orgânicos, resinas naturais e seus derivados, tensioactivos de resinas sintéticas, activadores de ácidos orgânicos, agentes anticorrosivos, co-solventes e agentes formadores de película.
Simplificando, é uma solução mista homogénea e transparente formada pela dissolução de vários componentes sólidos em vários líquidos, em que cada componente tem proporções e funções diferentes.
Solventes orgânicos:
Mistura de um ou vários tipos de cetonas, álcoois, ésteres, sendo os mais utilizados o etanol, o propanol, o butanol; a acetona, a tolueno-isobutil-cetona; o acetato de etilo, o acetato de butilo, etc.
Como componente líquido, a sua principal função é dissolver os componentes sólidos no fluxo para formar uma solução homogénea, facilitando a soldadura dos componentes para revestir uniformemente uma quantidade adequada de componentes do fluxo, podendo também limpar a sujidade ligeira e o óleo na superfície do metal.
| Componentes | Função principal | |
| Componentes voláteis | Solvente | Regulação da viscosidade e dispersão de componentes sólidos |
| Composição sólida | Resina | Ingredientes primários, funções de soldadura catalítica |
| Dispersante | Prevenção da separação, características de fluidez | |
| Ativador | Desoxidação | |
Resina natural e seus derivados ou tensioactivos de resina sintética:
Os tensioactivos que contêm halogéneos têm uma atividade e uma capacidade de soldadura elevadas, mas como os iões de halogéneo são difíceis de limpar, os resíduos de iões são elevados e os elementos de halogéneo (principalmente cloretos) têm fortes propriedades corrosivas, não são adequados para serem utilizados como matérias-primas para fluxos não limpos.
Os tensioactivos que não contêm halogéneos têm uma atividade ligeiramente mais fraca, mas menos resíduos iónicos. Os tensioactivos são principalmente tensioactivos não-iónicos da família dos ácidos gordos ou da família dos aromáticos. A sua principal função consiste em reduzir a tensão superficial gerada quando a solda entra em contacto com o metal do chumbo, aumentar a força de molhagem da superfície, aumentar a penetração dos activadores de ácidos orgânicos e desempenhar igualmente um papel de agente espumante.
Ativador de ácidos orgânicos:
Composto por um ou vários tipos de ácidos dicarboxílicos ou ácidos aromáticos, como o ácido succínico, o ácido glutárico, o ácido itacónico, o ácido salicílico, o ácido fumárico, o ácido heptanóico, o ácido málico, o ácido succínico, etc., a sua principal função é remover os óxidos do pé de chumbo e da superfície da solda fundida, e é um dos componentes-chave do fluxo.
Agente anti-corrosivo:
Reduz os resíduos de componentes sólidos, tais como resinas e activadores, após decomposição a alta temperatura.
Co-solvente:
Evita a tendência dos componentes sólidos, como os activadores, para se dessorverem da solução, evitando a má distribuição uniforme dos activadores.
Agente formador de película:
Durante o processo de soldadura do chumbo, o fluxo aplicado precipita e cristaliza para formar uma película uniforme. Os resíduos após a decomposição a alta temperatura podem ser rapidamente solidificados, endurecidos e reduzidos em pegajosidade devido à presença do agente formador de película.
O princípio de funcionamento do fluxo é fácil de compreender. Em poucas palavras: durante todo o processo de soldaduraO fluxo remove a camada de óxido na superfície do material de soldadura através da ação das suas próprias substâncias activas.
Ao mesmo tempo, reduz a tensão superficial entre o líquido de estanho e o material de soldadura, melhorando o fluxo e as propriedades de humedecimento do líquido de estanho, ajudando assim a completar a soldadura. Daí o nome "fluxo".
Para analisar completamente o princípio de funcionamento do fluxo, este envolve a utilização dos activadores no fluxo para limpar os óxidos na superfície do material de soldadura, permitindo que a liga de solda se ligue bem ao material de soldadura e forme um ponto de solda. As substâncias que desempenham um papel importante neste processo são os activadores do fluxo, que podem remover rapidamente os óxidos das almofadas de solda e dos pinos dos componentes e, por vezes, também proteger o material de soldadura de uma maior oxidação antes de a soldadura estar concluída.
Além disso, ao remover a película de óxido, os surfactantes no fluxo também começam a funcionar. Eles podem reduzir significativamente a tensão superficial da solda líquida na superfície do material de soldadura, aumentar a fluidez e a capacidade de espalhamento da solda líquida e garantir que a solda de estanho possa penetrar em cada minúsculo brasagem lacuna.
No processo de soldadura em forno de estanho, no momento em que o corpo soldado sai da superfície do líquido de estanho, devido à ação molhante do fluxo, o excesso de solda de estanho fluirá para baixo ao longo do pino, evitando assim fenómenos pobres como picos de solda e pontes.
Funções do fluxo:
(1) Remover os óxidos do superfície de soldadurareduzir o ponto de fusão e a tensão superficial da solda, e atingir a temperatura de brasagem o mais rapidamente possível.
(2) Proteger o metal de solda em estado líquido de ser afetado por gases nocivos na atmosfera circundante.
(3) Permitir que a solda líquida tenha um caudal adequado para encher a junta de brasagem.
(4) Destruir a película de óxido de metal para limpar a superfície da solda, o que é propício para a molhagem da solda e a geração de ligas de juntas de solda.
(5) Pode cobrir a superfície da solda, impedindo que a solda ou o metal continuem a oxidar.
(6) Melhorar a atividade da solda e a superfície do metal a soldar, reduzindo a tensão superficial da solda.
(7) A solda e o fluxo são fundidos, o que pode aumentar a fluidez da solda e melhorar ainda mais a molhabilidade.
(8) Pode acelerar a transferência de calor da cabeça do ferro de soldar para a superfície da solda e para o objeto soldado.
(9) Um fluxo adequado pode também melhorar o aspeto da junta de soldadura.
Funções do fluxo em submersão soldadura por arco:
(1) . Proteção mecânica: Sob a ação do arco elétrico, o fluxo funde-se na escória superficial, protegendo o metal de solda em estado líquido da intrusão de gases na atmosfera circundante, evitando assim inclusões de gás no cordão de soldadura.
(2) . Transferência necessária elementos metálicos para a poça de fusão.
(3) . Promova uma superfície de costura de solda lisa e reta com boa formação. O ponto de fusão do fluxo deve ser 10-30 ℃ menor do que o ponto de fusão da solda, em circunstâncias especiais, o ponto de fusão do fluxo pode ser maior do que a solda.
Se o ponto de fusão do fluxo for demasiado baixo em comparação com o da solda, o fluxo derreterá prematuramente, fazendo com que a composição do fluxo perca atividade quando a solda derrete devido à evaporação e à interação com o material de base.
A escolha do fundente depende normalmente da natureza da película de óxido. As películas de óxido alcalino, tais como Fe, Ni, Cu, etc., utilizam frequentemente fluxos ácidos que contêm anidrido de boro (B2O3), as películas de óxido ácido, por exemplo, para lidar com ferro fundido que contém uma película de óxido de SiO2 elevada, utilizam frequentemente um fluxo alcalino de Na2CO3 para formar Na2SiO3 facilmente fundido e entrar na escória. Alguns gases fluorados são também frequentemente utilizados como fluxos, reagem uniformemente e não deixam resíduos após a soldadura.
O BF3 é frequentemente misturado com N2 para brasagem de aço inoxidável a altas temperaturas. Os fluxos usados para brasagem abaixo de 450 ℃ são fluxos macios, que são divididos em dois tipos, um é solúvel em água, geralmente composto de soluções salinas simples ou mistas de ácido clorídrico e ácido fosfórico, eles têm alta atividade e forte corrosividade, e precisam ser limpos após a soldagem.
O outro é um fundente orgânico insolúvel em água, geralmente à base de colofónia ou resina sintética, com adição de ácido orgânico, amina orgânica ou o seu sal de HCl ou HBr para aumentar a capacidade e a atividade de remoção de impurezas.
(1) O ponto de fusão deve ser inferior ao da solda.
(2) A tensão superficial, a viscosidade e a densidade devem ser inferiores às da solda.
(3) Não deve corroer o material de base e deve aumentar a fluidez da solda e remover a película de óxido da superfície metálica na temperatura de soldadura.
(4) O resíduo de fluxo é fácil de remover.
(5) Não deve produzir gases e odores tóxicos para evitar danos ao corpo humano e poluição ambiental.
Existem várias formas de classificar o fluxo de soldadura, incluindo a sua utilização, o método de fabrico, a composição química, as propriedades metalúrgicas durante a soldadura e o pH e o tamanho das partículas do fluxo.
Independentemente do método de classificação utilizado, este apenas realça alguns aspectos do fluxo de soldadura e não engloba totalmente todas as suas características.
Os métodos de classificação mais comuns incluem:
Um fluxo de soldadura neutro é aquele que não altera significativamente a composição química do metal depositado ou do fio de soldadura após a soldadura.
Este tipo de fluxo é frequentemente utilizado para a soldadura multipasse, particularmente quando o metal de base tem uma espessura superior a 25 mm.
As características de um fluxo de soldadura neutro são as seguintes
a. O fluxo contém poucos ou nenhuns óxidos, tais como SiO2MnO, e FeO.
b. O fluxo não provoca oxidação no metal de solda.
c. A soldadura de um metal de base seriamente oxidado pode resultar em porosidade e fissuras na cordão de soldadura.
Um fluxo de soldadura ativo é aquele que contém uma pequena quantidade de agentes desoxidantes, como o Mn e o Si. Este tipo de fluxo pode melhorar a resistência à porosidade e à fissuração.
As características de um fluxo de soldadura ativo são as seguintes
a. A presença de desoxidantes como o Mn e o Si pode causar alterações na composição química do metal depositado, à medida que a tensão do arco flutua. Um aumento de Mn e Si pode aumentar a resistência do metal depositado mas diminuir a sua resistência ao impacto. Por isso, é importante controlar rigorosamente a tensão do arco durante a soldadura multi-passos.
b. O fluxo de soldadura ativo tem uma forte capacidade para evitar a porosidade.
Um soldadura de ligas contém componentes de liga adicionais que servem como elementos de transição. A maioria dos soldadura de ligas Os fluxos são sinterizados.
Este tipo de fluxo é utilizado principalmente para soldar aço de baixa liga e para revestimentos resistentes ao desgaste.
O fluxo de soldadura por fusão é produzido através da combinação de matérias-primas de vários minerais numa proporção específica, aquecendo-os a mais de 1300 ℃, fundindo-os e misturando-os completamente, e depois arrefecendo-os em água para formar grânulos.
O processo continua com a secagem, a trituração, a peneiração e a embalagem para utilização.
Na China, uma marca comum de fluxo de soldadura por fusão é "HJ". O primeiro dígito após a designação "HJ" indica o teor de MnO, o segundo dígito representa o teor de SiO2 e CaF2e o terceiro dígito distingue as diferentes marcas do mesmo tipo de fluxo de soldadura.
Após a dosagem dos ingredientes, procede-se à mistura a seco e adiciona-se um aglutinante (copo de água) para a mistura húmida. A mistura é então granulada.
Em seguida, é enviado para um forno de secagem para cura e secagem e, finalmente, sinterizado a cerca de 500 graus.
Na China, uma marca comum de fluxo de soldadura sinterizado é representada por "SJ". O primeiro dígito após a designação "SJ" indica o sistema de escória, enquanto o segundo e o terceiro dígitos distinguem entre diferentes marcas do mesmo tipo de fluxo de sistema de escória.
Os tipos de fluxo podem ser divididos em séries orgânicas, inorgânicas e de resina.
O fundente de resina é normalmente extraído das secreções das árvores. Trata-se de um produto natural com pouca corrosividade. A colofónia é um representante deste tipo de fundente, pelo que também é designado por fundente de colofónia.
Como o fluxo é normalmente utilizado em combinação com a solda, pode ser dividido em fluxo macio e fluxo duro correspondente à solda.
Os fundentes normalmente utilizados na montagem e manutenção de produtos electrónicos são colofónia, mistura de colofónia, pasta de solda e ácido clorídrico e outros fundentes suaves. Devem ser seleccionados de acordo com diferentes peças de trabalho de soldadura em diferentes ocasiões.
Antes de utilizar o fundente, este deve ser previamente cozido de acordo com as instruções do fundente. Esta norma de secagem é obtida através de testes e controlo de inspeção de processos e é um dado correto e de qualidade garantida. Trata-se de uma norma empresarial, e diferentes empresas têm requisitos diferentes.
Em seguida, consulte a temperatura de secagem do fluxo e o tempo de retenção recomendados pelo JB4709-2000 "Procedimento de soldadura para recipientes sob pressão em aço". Geralmente, ao secar o fluxo, a altura da pilha não excede os 5 cm. A biblioteca de materiais de soldadura seca frequentemente mais do que menos de uma só vez, e prefere a espessura à espessura fina no empilhamento. Deve ser aplicada uma gestão rigorosa a este respeito para garantir a qualidade da secagem do fluxo.
Evitar uma espessura de empilhamento excessiva e assegurar uma secagem completa do fluxo, prolongando o tempo de secagem.
A área de soldagem deve ser limpa e os detritos não devem ser misturados ao fluxo, incluindo o fluxo usado para preenchimento de fluxo deve ser emitido de acordo com os regulamentos, de preferência mantido em torno de 50 ℃, reciclagem oportuna do fluxo para evitar contaminação. O fluxo usado repetidamente usa peneiras de 8 e 40 malhas para peneirar e remover impurezas e pó fino, e depois misturado com três vezes o novo fluxo para uso.
Antes de usar, deve ser seco a 250-350 ℃ e mantido quente por 2 horas. Após a secagem, é mantido em uma incubadora de 100-150 ℃ para o próximo uso, e o armazenamento ao ar livre é proibido. Em condições de campo complexas ou alta umidade relativa, o gerenciamento oportuno do local deve ser feito, mantê-lo limpo, realizar testes necessários para resistência à umidade do fluxo e misturas mecânicas, controlar a taxa de absorção de umidade e inclusões mecânicas, evitar empilhamento desordenado e mistura de fluxo.
O fluxo tem certos requisitos de tamanho de partícula, o tamanho de partícula deve ser apropriado, de modo que o fluxo tenha uma certa permeabilidade, o processo de soldadura não emite luz de arco contínua, e evita a poluição do ar para a piscina fundida para formar poros. Os fluxos são geralmente divididos em dois tipos, um com um tamanho de partícula comum de 2,5-0,45 mm (malha 8-40), e o outro com um tamanho de partícula fino de 1,43-0,28 mm (malha 10-60).
O pó fino mais pequeno do que o tamanho de partícula especificado não é geralmente superior a 5%, e o pó grosso maior do que o tamanho de partícula especificado é geralmente superior a 2%. Os ensaios e o controlo da distribuição granulométrica do fluxo devem ser efectuados para determinar a corrente de soldadura utilizada.
Se a camada de fluxo for demasiado fina ou demasiado espessa, causará buracos, manchas e poros na superfície da soldadura, formando uma forma irregular do caminho de soldadura. A espessura da camada de fluxo deve ser rigorosamente controlada dentro do intervalo de 25-40mm. Quando se utiliza fluxo sinterizado, devido à sua baixa densidade, a altura da pilha do fluxo é 20%-50% mais elevada do que a do fluxo fundido. Quanto maior for o diâmetro do fio de soldadura, maior será a corrente de soldadura e, consequentemente, maior será a espessura da camada de fluxo.
Devido ao funcionamento não normalizado do processo de soldadura e ao tratamento injusto do fluxo de pó fino, haverá poços irregulares intermitentes na superfície da soldadura, os ensaios não destrutivos são qualificados, mas a qualidade do aspeto é afetada e a espessura da casca é enfraquecida localmente.
Para os utilizadores, é impossível testar a composição do fundente. Se quiser saber se o solvente do fundente se evapora, pode simplesmente medi-lo a partir da gravidade específica. Se a gravidade específica aumentar muito, pode determinar que o solvente se evaporou.
Ao escolher o fluxo, existem algumas sugestões para os utilizadores:
(1) Cheirar o odor para determinar preliminarmente que tipo de solvente é utilizado. O cheiro do metanol é relativamente pequeno mas pungente, o cheiro do isopropanol é um pouco mais pesado e o etanol tem um cheiro perfumado.
Embora o fornecedor possa também utilizar um solvente misto, está normalmente disposto a fornecer um relatório de composição mediante pedido.
No entanto, o preço do isopropanol é cerca de 3 a 4 vezes superior ao do metanol, pelo que, se pressionar o fornecedor para obter um preço mais baixo, a qualidade pode ser questionável.
(2) Determinar a amostra, este é também o método mais fundamental para muitas empresas escolherem o fluxo. Ao confirmar a amostra, o fornecedor deve ser solicitado a fornecer o relatório de parâmetro relevante e compará-lo com a amostra.
Se a amostra for confirmada como OK, a entrega subsequente deve ser comparada com os parâmetros originais. Se aparecer alguma anomalia, verificar a gravidade específica, o valor da acidez, etc.
(3) O atual mercado de fluxos é misto. Ao escolher, o utilizador deve ter uma noção clara das qualificações do fornecedor.
O fluxo na soldadura é um material utilizado para promover, facilitar e proteger a fusão de metais durante o processo de soldadura. É utilizado para evitar a formação de óxidos e outros subprodutos indesejáveis que se podem formar devido ao calor. O fluxo pode apresentar-se sob a forma de líquido, pasta ou material sólido, e ajuda a criar uma soldadura melhor, mais limpa e mais forte.
Sim, o fluxo é essencial na soldadura por vareta. O elétrodo utilizado na soldadura por vareta, frequentemente designado por "vareta", é coberto com fluxo. À medida que o elétrodo vai sendo utilizado, o fluxo cria um escudo de gás à volta da área de soldadura, protegendo o metal fundido do ar circundante, o que pode levar à contaminação e a soldaduras fracas se não for protegido.
O resistência de uma soldadura é determinada principalmente pela competência do soldador e pela preparação dos materiais, mais do que pelo tipo de soldadura. Dito isto, a soldadura MIG (Metal Inert Gas) tende a produzir soldaduras mais limpas e, por vezes, mais fortes do que a soldadura com núcleo de fluxo, devido à utilização de um gás de proteção. No entanto, a soldadura com fluxo é mais versátil e funciona melhor em materiais mais espessos, sujos e enferrujados.
A soldadura com fluxo é melhor utilizada em situações em que é difícil controlar as condições ambientais, como no exterior ou em condições de correntes de ar. Isto deve-se ao facto de o fluxo criar uma barreira protetora que protege a soldadura dos gases atmosféricos. Também é ótimo para soldar materiais mais espessos e ásperos e para soldar fora de posição. Além disso, é normalmente mais económico e mais fácil de aprender do que outros tipos de soldadura.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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