¿Qué es el fundente de soldadura?
El fundente de soldadura es un material de soldadura granular que, cuando se funde durante la soldadura, forma escoria y gas. Esta sustancia juega un papel crucial en la protección del metal fundido y ayuda en el tratamiento metalúrgico.
El fundente suele ser una mezcla compuesta principalmente de colofonia, un material auxiliar que asegura el buen desarrollo del proceso de soldadura. La soldadura es un proceso importante en el ensamblaje electrónico y el fundente es un material auxiliar que se utiliza durante la soldadura.
La función principal del fundente es eliminar los óxidos de la soldadura y de la superficie del material base a soldar, logrando la limpieza superficial necesaria.
Previene la reoxidación de la superficie durante la soldadura, reduce la tensión superficial de la soldadura y mejora el rendimiento de la soldadura. La calidad del flujo afecta directamente a la calidad de los productos electrónicos.
Composición del flujo
El fundente de soldadura se compone de una mezcla de minerales, como mármol, cuarzo, fluorita y otros, así como de productos químicos como dióxido de titanio y celulosa.
La principal aplicación del fundente para soldadura es la soldadura por arco sumergido y la soldadura por electroescoria.
En las últimas décadas, en el proceso de soldadura de producción de productos electrónicos, se utiliza a menudo un fundente de colofonia compuesto principalmente de colofonia, colofonia, activadores que contienen haluros, aditivos y disolventes orgánicos.
Aunque este tipo de fundente tiene buena soldabilidad y bajo costo, tiene un alto desperdicio post-soldadura. Estos residuos contienen iones de halogenuros, que gradualmente causan problemas como disminución del rendimiento del aislamiento eléctrico y cortocircuitos.
Para resolver este problema, es necesario limpiar los residuos de fundente de colofonia en la placa electrónica impresa, lo que no solo aumenta los costos de producción, sino que además el disolvente utilizado para limpiar los residuos de fundente de colofonia está compuesto principalmente de fluorocloro. Este compuesto es una sustancia que agota la capa de ozono atmosférico y actualmente está prohibido y eliminado paulatinamente.
Sin embargo, por diversas razones, muchas empresas aún utilizan el proceso de soldadura con fundente de resina colofonia y posterior limpieza con limpiador fluoroclorado, que tiene baja eficiencia y alto costo, además de causar una grave contaminación ambiental.
El flux no-clean, más utilizado en el mercado y de mayor calidad, está compuesto por: solventes orgánicos, resinas naturales y sus derivados, tensioactivos de resinas sintéticas, activadores de ácidos orgánicos, agentes anticorrosivos, cosolventes y formadores de película.
En pocas palabras, es una solución mixta transparente homogénea que se forma al disolver varios componentes sólidos en varios líquidos, donde cada componente tiene diferentes proporciones y funciones.
Disolventes orgánicos:
Una mezcla de uno o varios tipos de cetonas, alcoholes, ésteres, los de uso común incluyen etanol, propanol, butanol; acetona, toluenoisobutilcetona; acetato de etilo, acetato de butilo, etc.
Como componente líquido, su función principal es disolver los componentes sólidos del fundente para formar una solución homogénea, facilitando la soldadura de los componentes para cubrir uniformemente una cantidad adecuada de componentes del fundente, al mismo tiempo puede limpiar suciedad ligera y Aceite en la superficie del metal.
| Componentes constituyentes | Función primaria | |
| Componentes volátiles | Solvente | Regulación de viscosidad y dispersión de componentes sólidos. |
| Composición sólida | Resina | Ingredientes primarios, funciones de soldadura catalítica. |
| Dispersante | Prevención de separación, características de flujo. | |
| Activador | Desoxidación | |
Resina Natural y sus Derivados o Tensioactivos de Resina Sintética:
Los tensioactivos que contienen halógenos tienen alta actividad y soldabilidad, pero debido a que los iones halógenos son difíciles de limpiar, los residuos de iones son altos y los elementos halógenos (principalmente cloruros) tienen fuertes propiedades corrosivas, no son adecuados para su uso como materia prima prensada para productos sucios. . fluir.
Los tensioactivos libres de halógenos tienen una actividad ligeramente más débil pero menos residuos iónicos. Los tensioactivos son principalmente tensioactivos no iónicos de la familia de los ácidos grasos o de la familia aromática. Su función principal es reducir la tensión superficial generada cuando la soldadura entra en contacto con el plomo metálico, aumentar la fuerza de humectación de la superficie, aumentar la penetración de activadores de ácidos orgánicos y también desempeñar un papel como agente espumante.
Activador de ácido orgánico:
Compuesto por uno o varios tipos de ácidos dicarboxílicos o ácidos aromáticos, como ácido succínico, ácido glutárico, ácido itacónico, ácido salicílico, ácido fumárico, ácido heptanoico, ácido málico, ácido succínico, etc., su función principal es la de eliminar óxidos de el cable del pie y la superficie de la soldadura fundida, y es uno de los componentes principales del fundente.
Agente anticorrosivo:
Reduce los residuos de componentes sólidos como resinas y activadores tras su descomposición a altas temperaturas.
Cosolvente:
Previene la tendencia de los componentes sólidos, como los activadores, a desorberse de la solución, evitando una mala distribución uniforme de los activadores.
Agente formador de película:
Durante el proceso de soldadura de plomo, el fundente aplicado precipita y cristaliza para formar una película uniforme. Los residuos después de la descomposición a alta temperatura pueden solidificarse, endurecerse y tener una viscosidad reducida rápidamente debido a la presencia de un agente formador de película.
Principio de funcionamiento del flujo
El principio de funcionamiento del flujo es fácil de entender. En resumen: durante todo el proceso de soldadura, el fundente elimina la capa de óxido de la superficie del material de soldadura mediante la acción de sus propias sustancias activas.
Al mismo tiempo, reduce la tensión superficial entre el líquido de estaño y el material de soldadura, mejorando el flujo y las propiedades humectantes del líquido de estaño, ayudando así a completar la soldadura. De ahí el nombre de “flujo”.
Para analizar completamente el principio de funcionamiento del fundente, implica el uso de activadores de fundente para limpiar los óxidos en la superficie del material de soldadura, permitiendo que la aleación de soldadura se una bien con el material de soldadura y forme un punto de soldadura. Las sustancias que desempeñan un papel importante en este proceso son los activadores de fundente, que pueden eliminar rápidamente los óxidos de las almohadillas de soldadura y los pines de los componentes y, a veces, también protegen el material de soldadura de una mayor oxidación antes de que se complete la soldadura.
Además, al eliminar la película de óxido, los tensioactivos del fundente también comienzan a actuar. Pueden reducir significativamente la tensión superficial de la soldadura líquida en la superficie del material de soldadura, aumentar la fluidez y la capacidad de dispersión de la soldadura líquida y garantizar que la soldadura de estaño pueda penetrar cada pequeño espacio de soldadura.
En el proceso de soldadura en horno de estaño, en el momento en que el cuerpo soldado sale de la superficie del estaño líquido, debido a la acción humectante del fundente, el exceso de soldadura de estaño fluirá a lo largo del pasador, evitando así malos fenómenos como soldadura por picos y puentes. . .
Funciones del fundente de soldadura.
Funciones de flujo:
(1) Elimine los óxidos de la superficie de soldadura, reduzca el punto de fusión y la tensión superficial de la soldadura y alcance la temperatura de soldadura lo más rápido posible.
(2) Proteger el metal de soldadura en estado líquido de ser afectado por gases nocivos en la atmósfera circundante.
(3) Permita que la soldadura líquida tenga un caudal adecuado para llenar la costura de soldadura.
(4) Destruya la película de óxido metálico para limpiar la superficie de soldadura, lo que provoca que la soldadura se humedezca y se generen aleaciones para las uniones de soldadura.
(5) Puede cubrir la superficie de la soldadura, evitando que la soldadura o el metal se oxiden aún más.
(6) Aumenta la actividad de la soldadura y la superficie del metal a soldar, reduciendo la tensión superficial de la soldadura.
(7) La soldadura y el fundente están fusionados, lo que puede aumentar la fluidez de la soldadura y mejorar aún más la humectabilidad.
(8) Puede acelerar la transferencia de calor desde el cabezal del soldador a la superficie de la soldadura y al objeto soldado.
(9) Un fundente adecuado también puede mejorar la apariencia de la unión soldada.
Funciones del fundente en soldadura por arco sumergido:
(1) . Protección mecánica: Bajo la acción del arco eléctrico, el fundente se funde en la escoria superficial, protegiendo el metal de soldadura en estado líquido de la intrusión de gases en la atmósfera circundante, evitando así inclusiones de gas en el cordón de soldadura.
(dos) . Transfiera los elementos metálicos necesarios al baño de fusión.
(3) . Promueve una superficie de costura de soldadura lisa y recta con buena formación. El punto de fusión del fundente debe ser entre 10 y 30 ℃ inferior al punto de fusión de la soldadura; En circunstancias especiales, el punto de fusión del fundente puede ser mayor que el de la soldadura.
Si el punto de fusión del fundente es demasiado bajo en comparación con la soldadura, el fundente se fundirá prematuramente, lo que provocará que la composición del fundente pierda actividad cuando la soldadura se derrita debido a la evaporación y la interacción con el material original.
La elección del fundente generalmente depende de la naturaleza de la película de óxido. Las películas de óxido alcalino, como Fe, Ni, Cu, etc., generalmente usan fundentes ácidos que contienen anhídrido de boro (B2O3), películas de óxido ácido, por ejemplo, para tratar con hierro fundido que contiene una película de óxido con alto contenido de SiO2, generalmente usan un flujo alcalino de Na2CO3. para formar Na2SiO3 que se derrite fácilmente y entrar en la escoria. Algunos gases fluorados también se utilizan a menudo como fundentes, reaccionan de manera uniforme y no dejan residuos después de la soldadura.
El BF3 a menudo se mezcla con N2 para soldar acero inoxidable a altas temperaturas. Los fundentes utilizados para soldadura fuerte por debajo de 450 ℃ son fundentes blandos, los cuales se dividen en dos tipos, uno es soluble en agua, generalmente compuesto por soluciones salinas simples o mixtas de ácido clorhídrico y ácido fosfórico, tienen alta actividad y fuerte corrosividad, y necesitan limpiarse después de soldar.
El otro es un fundente orgánico insoluble en agua, generalmente a base de colofonia o resina sintética, con la adición de ácido orgánico, amina orgánica o su sal HCl o HBr para aumentar la capacidad y actividad de eliminación de película.
Condiciones que comúnmente utilizan el flujo.
(1) El punto de fusión debe ser inferior al de la soldadura.
(2) La tensión superficial, la viscosidad y la densidad deben ser inferiores a las de la soldadura.
(3) No debe corroer el material original y debe aumentar la fluidez de la soldadura y eliminar la película de óxido en la superficie del metal a la temperatura de soldadura.
(4) Los residuos de fundente son fáciles de eliminar.
(5) No debe producir gases ni olores tóxicos para evitar daños al cuerpo humano y la contaminación ambiental.
Tipos de fundente de soldadura
Hay varias formas de clasificar el fundente de soldadura, incluido su uso, método de fabricación, composición química, propiedades metalúrgicas durante la soldadura y pH y tamaño de partícula del fundente.
Independientemente del método de clasificación utilizado, sólo destaca algunos aspectos del fundente de soldadura y no cubre completamente todas sus características.
Los métodos de clasificación comunes incluyen:
1. Fundente de soldadura neutro
Un fundente de soldadura neutro es aquel que no cambia significativamente la composición química del metal de soldadura o del alambre de soldadura después de la soldadura.
Este tipo de fundente se utiliza a menudo para soldadura de múltiples pasadas, especialmente cuando el metal base tiene un espesor superior a 25 mm.
Las características de un fundente de soldadura neutro son las siguientes:
El. El fundente contiene pocos o ningún óxido como SiO 2 MnO y FeO.
B. El fundente no causa oxidación en el metal de soldadura.
w. Soldar un metal base muy oxidado puede provocar porosidad y grietas en el cordón de soldadura.
2. Flujo de soldadura activo
Un fundente de soldadura activo es aquel que contiene una pequeña cantidad de agentes desoxidantes como Mn y Si. Este tipo de fundente puede mejorar la resistencia a la porosidad y al agrietamiento.
Las siguientes son las características de un fundente de soldadura activo:
El. La presencia de desoxidantes como Mn y Si puede provocar cambios en la composición química del metal depositado a medida que fluctúa el voltaje del arco. Un aumento de Mn y Si puede aumentar la resistencia del metal depositado, pero disminuir su resistencia al impacto. Por lo tanto, es importante controlar de cerca el voltaje del arco durante la soldadura multipasada.
B. El fundente de soldadura activo tiene una gran capacidad para prevenir la porosidad.
3. Fundente para soldadura de aleaciones
Un fundente de soldadura de aleación contiene componentes de aleación adicionales que sirven como elementos de transición. La mayoría de los fundentes para soldadura de aleaciones están sinterizados.
Este tipo de fundente se utiliza principalmente para soldar aceros de baja aleación y para revestimientos resistentes al desgaste.
4. Fundente para soldadura por fusión
El fundente para soldadura por fusión se produce combinando materias primas de varios minerales en una proporción específica, calentándolas a más de 1300 ℃, derritiéndolas y mezclándolas completamente y luego enfriándolas en agua para formar gránulos.
El proceso continúa con el secado, trituración, tamizado y envasado para su uso.
En China, una marca común de fundente para soldadura por fusión es "HJ". El primer dígito después de la designación “HJ” indica el contenido de MnO, el segundo dígito representa el contenido de SiO 2 y CaF 2 y el tercer dígito distingue entre diferentes marcas del mismo tipo de fundente de soldadura.
5. Fundente de soldadura sinterizado
Luego de dosificar los ingredientes se realiza la mezcla seca y a la mezcla húmeda se le agrega un aglutinante (vaso de agua). A continuación se granula la mezcla.
Luego se envía a un horno de secado para curar y secar y finalmente se sinteriza a aproximadamente 500 grados.
En China, una marca común de fundente de soldadura sinterizado está representada por "SJ". El primer dígito después de la designación "SJ" indica el sistema de escoria, mientras que el segundo y tercer dígito distinguen entre diferentes marcas del mismo tipo de flujo del sistema de escoria.
6. Otros métodos de clasificación
Los tipos de fundente se pueden dividir en líneas generales en series orgánicas, inorgánicas y de resina.
El fundente de resina generalmente se extrae de las secreciones de los árboles. Es un producto natural poco corrosivo. La colofonia es un representante de este tipo de fundente, por lo que también se le llama fundente de colofonia.
Dado que el fundente se utiliza normalmente en combinación con soldadura, se puede dividir en fundente blando y fundente duro correspondientes a la soldadura.
En el montaje y mantenimiento de productos electrónicos se utilizan comúnmente colofonia, fundente mixto de colofonia, pasta de soldadura y ácido clorhídrico y otros fundentes blandos. Deben seleccionarse según la soldadura de diferentes piezas en diferentes ocasiones.
Control de flujo de soldadura
- Control de secado por flujo y preservación del calor.
Antes de utilizar el fundente, primero se debe cocinar según las instrucciones del fundente. Este estándar de secado se obtiene mediante pruebas y control de inspección de procesos y son datos correctos con garantía de calidad. Es un estándar empresarial y diferentes empresas tienen diferentes requisitos.
A continuación, consulte la temperatura de secado del fundente y el tiempo de retención recomendados por JB4709-2000 “Procedimiento de soldadura para recipientes a presión de acero”. Generalmente, al secar el fundente, la altura del pelo no supera los 5 cm. La biblioteca de material de soldadura generalmente se seca más a la vez y prefiere espesor a espesor al apilar. Se debe aplicar una gestión estricta a este respecto para garantizar la calidad del secado del arroyo.
Evite espesores de apilamiento excesivos y asegure el secado completo del flujo prolongando el tiempo de secado.
- Control de gestión de flujo in situ y eliminación de reciclaje.
El área de soldadura debe estar limpia y los residuos no deben mezclarse con el fundente, incluido el fundente utilizado para llenar el fundente. El fundente debe emitirse de acuerdo con las regulaciones, preferiblemente mantenerse a alrededor de 50 ℃, reciclar oportunamente el fundente para evitar la contaminación. El fundente utilizado repetidamente utiliza tamices de malla 8 y 40 para tamizar y eliminar impurezas y polvo fino, y luego se mezcla con tres veces el nuevo fundente para su uso.
Antes de su uso se debe secar a 250-350°C y mantener caliente durante 2 horas. Después del secado, se mantiene en una incubadora a 100-150 ℃ para el siguiente uso y se prohíbe el almacenamiento al aire libre. En condiciones de campo complejas o alta humedad relativa, se debe realizar una gestión oportuna del sitio, mantener limpio, realizar las pruebas necesarias para la resistencia a la humedad del flujo y las mezclas mecánicas, controlar la tasa de absorción de humedad y las inclusiones mecánicas, evitar el apilamiento desordenado y el flujo de mezcla.
- Requisitos de distribución y tamaño de partículas de flujo.
El fundente tiene ciertos requisitos de tamaño de partícula, el tamaño de partícula debe ser apropiado para que el fundente tenga una cierta permeabilidad, el proceso de soldadura no emita luz de arco continuo y evite la contaminación del aire en el baño fundido para formar poros. Los fundentes generalmente se dividen en dos tipos, uno con un tamaño de partícula común de 2,5 a 0,45 mm (malla 8-40) y el otro con un tamaño de partícula fina de 1,43 a 0,28 mm (malla 10 60).
El polvo fino menor que el tamaño de partícula especificado generalmente no supera el 5%, y el polvo grueso mayor que el tamaño de partícula especificado generalmente no supera el 2%. Se deben realizar pruebas y control de la distribución granulométrica del fundente para determinar la corriente de soldadura utilizada.
- Control del tamaño de las partículas del flujo y de la altura de dispersión del pilote.
Si la capa de fundente es demasiado delgada o demasiado gruesa, provocará agujeros, manchas y poros en la superficie de soldadura, formando una forma irregular en el camino de soldadura. El espesor de la capa de fundente debe controlarse estrictamente en el rango de 25 a 40 mm. Cuando se utiliza fundente sinterizado, debido a su baja densidad, la altura de la pila de fundente es entre un 20% y un 50% mayor que la del fundente fundido. Cuanto mayor sea el diámetro del alambre de soldadura, mayor será la corriente de soldadura y, en consecuencia, mayor será el espesor de la capa de fundente.
Debido al funcionamiento no estándar del proceso de soldadura y al tratamiento injusto del fundente de polvo fino, habrá picaduras irregulares intermitentes en la superficie de la soldadura, la prueba no destructiva está calificada, pero la calidad de la apariencia se ve afectada y la El espesor de la cáscara está localmente debilitado.
¿Cómo elegir el flujo correcto ?
A los usuarios les resulta imposible probar la composición del flujo. Si desea saber si el disolvente del fundente se evapora, simplemente mídalo a partir de la gravedad específica. Si la gravedad específica aumenta demasiado, se puede determinar que el disolvente se ha evaporado.
A la hora de elegir el flujo, hay algunas sugerencias para los usuarios:
(1) Huele el olor para determinar preliminarmente qué tipo de disolvente se utiliza. El olor a metanol es relativamente pequeño pero acre, el olor a isopropanol es un poco más intenso y el etanol tiene un olor fragante.
Aunque el proveedor también puede utilizar un disolvente mixto, normalmente está dispuesto a proporcionar un informe de composición si se le solicita.
Sin embargo, el precio del isopropanol es aproximadamente de 3 a 4 veces mayor que el del metanol, por lo que si presiona al proveedor para que le ofrezca un precio más bajo, la calidad puede ser cuestionable.
(2) Determinar la muestra, este es también el método más fundamental para que muchas empresas elijan el flujo. Al confirmar la muestra, se debe pedir al proveedor que proporcione el informe de parámetros relevante y lo compare con la muestra.
Si se confirma que la muestra está bien, la entrega posterior debe compararse con los parámetros originales. Si aparece alguna anomalía comprobar el peso específico, valor de acidez, etc.
(3) El mercado de flujo actual es mixto. Al elegir, es necesario tener una comprensión clara de las calificaciones del proveedor.
Preguntas frecuentes sobre fundentes de soldadura
- ¿Qué es un fundente en soldadura?
El fundente en soldadura es un material utilizado para promover, facilitar y proteger la fusión de metales durante el proceso de soldadura. Se utiliza para prevenir la formación de óxidos y otros subproductos no deseados que pueden formarse debido al calor. El fundente puede estar en forma de líquido, pasta o material sólido y ayuda a crear una soldadura mejor, más limpia y más fuerte.
- ¿Necesita fundente para soldadura electromagnética?
Sí, el fundente es esencial en la soldadura electromagnética. El electrodo utilizado en la soldadura con varilla, a menudo llamado “barra”, está cubierto con fundente. A medida que la barra se agota, el fundente crea una protección de gas alrededor del área de soldadura, protegiendo el metal fundido del aire circundante, lo que puede provocar contaminación y soldaduras débiles si no se protege.
- ¿La soldadura fundente es tan fuerte como la MIG?
La resistencia de una soldadura está determinada principalmente por la habilidad del soldador y la preparación de los materiales, más que por el tipo de soldadura. Dicho esto, la soldadura MIG (Metal Inert Gas) tiende a producir soldaduras más limpias y, a veces, más fuertes que la soldadura con núcleo fundente debido al uso de un gas protector. Sin embargo, la soldadura por fundente es más versátil y funciona mejor en materiales más gruesos, sucios y oxidados.
- ¿Para qué es mejor la soldadura por fundente?
La soldadura por fundente se utiliza mejor en situaciones en las que es difícil controlar las condiciones ambientales, como al aire libre o en condiciones de corrientes de aire. Esto se debe a que el fundente crea una barrera protectora que protege la soldadura de los gases atmosféricos. También es ideal para soldar materiales más gruesos y ásperos y cuando se suelda fuera de posición. Además, generalmente es más económico y fácil de aprender que otros tipos de soldadura.
