O que é fluxo de soldagem?
O fluxo de soldagem é um material de soldagem granular que, quando derretido durante a soldagem, forma escória e gás. Esta substância desempenha um papel crucial na proteção do metal fundido e no auxílio ao tratamento metalúrgico.
O fluxo costuma ser uma mistura composta principalmente por breu, material auxiliar que garante o bom andamento do processo de soldagem. A soldagem é um processo importante na montagem eletrônica e o fluxo é um material auxiliar usado durante a soldagem.
A principal função do fluxo é remover óxidos da solda e da superfície do material base a ser soldado, conseguindo a limpeza superficial necessária.
Previne a reoxidação da superfície durante a soldagem, reduz a tensão superficial da solda e melhora o desempenho da soldagem. A qualidade do fluxo afeta diretamente a qualidade dos produtos eletrônicos.
Composição do Fluxo
O fluxo de soldagem é composto por uma mistura de minerais, incluindo mármore, quartzo, fluorita e outros, além de produtos químicos como dióxido de titânio e celulose.
A principal aplicação do fluxo de soldagem é na soldagem por arco submerso e na soldagem por eletroescória.
Nas últimas décadas, no processo de soldagem da produção de produtos eletrônicos, o fluxo de resina de colofônia composto principalmente de colofônia, resina, ativadores contendo haleto, aditivos e solventes orgânicos é frequentemente usado.
Embora esse tipo de fluxo apresente boa soldabilidade e baixo custo, apresenta elevados resíduos pós-soldagem. Esses resíduos contêm íons haleto, que gradualmente causam problemas como diminuição do desempenho do isolamento elétrico e curtos-circuitos.
Para resolver este problema, é necessário limpar os resíduos de fluxo de resina de colofónia na placa impressa electrónica, 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 compostos de fluorocloro. Este composto é uma substância que empobrece a camada de ozono atmosférica e está actualmente proibida e gradualmente eliminada.
Porém, por diversos motivos, muitas empresas ainda utilizam o processo de soldagem com fluxo de resina de breu e posterior limpeza com limpador de fluorocloro, que apresenta baixa eficiência e alto custo, além de causar grave poluição ambiental.
O fluxo no-clean, mais utilizado no mercado e de maior qualidade, é composto por: solventes orgânicos, resinas naturais e seus derivados, surfactantes de resinas sintéticas, ativadores de ácidos orgânicos, agentes anticorrosivos, co-solventes, e agentes formadores de filmes.
Simplificando, é uma solução mista transparente homogênea formada pela dissolução de vários componentes sólidos em vários líquidos, onde cada componente possui diferentes proporções e funções.
Solventes orgânicos:
Uma mistura de um ou vários tipos de cetonas, álcoois, ésteres, os comumente usados incluem etanol, propanol, butanol; acetona, tolueno isobutil cetona; acetato de etila, acetato de butila, etc.
Como componente líquido, sua principal função é dissolver os componentes sólidos do fluxo para formar uma solução homogênea, facilitando a soldagem dos componentes para revestir uniformemente uma quantidade adequada de componentes do fluxo, ao mesmo tempo que pode limpar sujeira leve e óleo na superfície do metal.
| Componentes Constituintes | Função primária | |
| Componentes Voláteis | Solvente | Regulação da viscosidade e dispersão de componentes sólidos |
| Composição Sólida | Resina | Ingredientes primários, funções de soldagem catalítica |
| Dispersante | Prevenção de separação, características de fluidez | |
| Ativador | Desoxidação | |
Resina Natural e seus Derivados ou Surfactantes de Resina Sintética:
Os surfactantes contendo halogênio têm alta atividade e capacidade de soldagem, mas como os íons halogênio são difíceis de limpar, os resíduos de íons são altos e os elementos halogênio (principalmente cloretos) têm fortes propriedades corrosivas, eles não são adequados para uso como matéria-prima para produtos não limpos. fluxo.
Os surfactantes que não contêm halogênio têm atividade ligeiramente mais fraca, mas menos resíduos iônicos. Os surfactantes são principalmente surfactantes não iônicos da família dos ácidos graxos ou da família dos aromáticos. Sua principal função é reduzir a tensão superficial gerada quando a solda entra em contato com o metal do chumbo, aumentar a força de umedecimento da superfície, aumentar a penetração de ativadores de ácidos orgânicos e também desempenhar um papel como agente espumante.
Ativador de Ácido Orgânico:
Composto por um ou vários tipos de ácidos dicarboxílicos ou ácidos aromáticos, como ácido succínico, ácido glutárico, ácido itacônico, ácido salicílico, ácido fumárico, ácido heptanóico, ácido málico, ácido succínico, etc., tem como principal função remover óxidos de o pé de chumbo e a superfície da solda fundida, e é um dos principais componentes do fluxo.
Agente Anticorrosivo:
Reduz os resíduos de componentes sólidos como resinas e ativadores após decomposição em alta temperatura.
Co-solvente:
Evita a tendência de dessorção de componentes sólidos, como ativadores, da solução, evitando a má distribuição uniforme dos ativadores.
Agente formador de filme:
Durante o processo de soldagem do chumbo, o fluxo aplicado precipita e cristaliza para formar um filme uniforme. Os resíduos após a decomposição em alta temperatura podem ser rapidamente solidificados, endurecidos e com viscosidade reduzida devido à presença do agente formador de filme.
Princípio de funcionamento do fluxo
O princípio de funcionamento do fluxo é fácil de entender. Resumindo: durante todo o processo de soldagem, o fluxo remove a camada de óxido da superfície do material de soldagem através da ação de suas próprias substâncias ativas.
Ao mesmo tempo, reduz a tensão superficial entre o líquido de estanho e o material de soldagem, melhorando o fluxo e as propriedades umectantes do líquido de estanho, ajudando assim a completar a soldagem. Daí o nome “fluxo”.
Para analisar completamente o princípio de funcionamento do fluxo, envolve o uso dos ativadores do fluxo para limpar os óxidos na superfície do material de soldagem, permitindo que a liga de solda se ligue bem ao material de soldagem e forme um ponto de solda. As substâncias que desempenham um papel importante neste processo são os ativadores do fluxo, que podem remover rapidamente os óxidos das almofadas de solda e dos pinos dos componentes e, às vezes, também proteger o material de soldagem de oxidação adicional antes que a soldagem seja concluída.
Além disso, ao remover o filme de óxido, os surfactantes do fluxo também começam a atuar. Eles podem reduzir significativamente a tensão superficial da solda líquida na superfície do material de soldagem, aumentar a fluidez e a capacidade de espalhamento da solda líquida e garantir que a solda de estanho possa penetrar em cada pequena lacuna de brasagem.
No processo de soldagem em forno de estanho, no momento em que o corpo soldado deixa a superfície do líquido de estanho, devido à ação umectante do fluxo, o excesso de solda de estanho fluirá ao longo do pino, evitando assim fenômenos ruins, como picos de solda e pontes. .
Funções do fluxo de soldagem
Funções do fluxo:
(1) Remova os óxidos da superfície de soldagem, reduza o ponto de fusão e a tensão superficial da solda e atinja a temperatura de brasagem o mais rápido possível.
(2) Proteja o metal de solda no estado líquido de ser afetado por gases nocivos na atmosfera circundante.
(3) Permitir que a solda líquida tenha uma vazão apropriada para preencher a costura de brasagem.
(4) Destrua o filme de óxido metálico para limpar a superfície da solda, o que conduz ao umedecimento da solda e à geração de ligas de junta de solda.
(5) Pode cobrir a superfície da solda, evitando que a solda ou o metal continuem a oxidar.
(6) Aumenta a atividade da solda e da superfície do metal a ser soldado, 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 solda para a superfície da solda e do objeto soldado.
(9) Um fluxo apropriado também pode melhorar a aparência da junta de solda.
Funções do fluxo na soldagem por arco submerso:
(1) . Proteção mecânica: Sob a ação do arco elétrico, o fluxo funde-se na escória superficial, protegendo o metal de solda no estado líquido da intrusão de gases na atmosfera circundante, evitando assim inclusões de gases na costura de solda.
(2) . Transfira os elementos metálicos necessários 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 ℃ inferior ao ponto de fusão da solda; em circunstâncias especiais, o ponto de fusão do fluxo pode ser superior ao da solda.
Se o ponto de fusão do fluxo for muito baixo em comparação com a 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 original.
A escolha do fluxo geralmente depende da natureza do filme de óxido. Filmes de óxido alcalino, como Fe, Ni, Cu, etc., geralmente usam fluxos ácidos contendo anidrido de boro (B2O3), filmes de óxido ácido, por exemplo, para lidar com ferro fundido contendo filme de alto óxido de SiO2, geralmente usam fluxo alcalino de Na2CO3 para formam Na2SiO3 facilmente derretido e entram na escória. Alguns gases fluoretos também são frequentemente usados como fluxos, reagem uniformemente e não deixam resíduos após a soldagem.
O BF3 é frequentemente misturado com N2 para brasagem de aço inoxidável em altas temperaturas. Os fluxos utilizados 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, possuem alta atividade e forte corrosividade, e precisam ser limpo após a soldagem.
O outro é um fluxo orgânico insolúvel em água, geralmente à base de colofónia ou resina sintética, com adição de ácido orgânico, amina orgânica ou seu sal HCl ou HBr para aumentar a capacidade e atividade de remoção de película.
Condições que comumente usam fluxo
(1) O ponto de fusão deve ser inferior ao da solda.
(2) A tensão superficial, viscosidade e densidade devem ser menores que as da solda.
(3) Não deve corroer o material original e deve aumentar a fluidez da solda e remover a película de óxido na superfície do metal na temperatura de soldagem.
(4) O resíduo de fluxo é fácil de remover.
(5) Não deve produzir gases tóxicos e odores para evitar danos ao corpo humano e poluição ambiental.
Tipos de fluxo de soldagem
Existem várias maneiras de classificar o fluxo de soldagem, incluindo seu uso, método de fabricação, composição química, propriedades metalúrgicas durante a soldagem e pH e tamanho de partícula do fluxo.
Independentemente do método de classificação utilizado, este apenas destaca alguns aspectos do fluxo de soldagem e não abrange totalmente todas as suas características.
Os métodos de classificação comuns incluem:
1. Fluxo de soldagem neutro
Um fluxo de soldagem neutro é aquele que não altera significativamente a composição química do metal depositado ou do fio de soldagem após a soldagem.
Este tipo de fluxo é frequentemente utilizado para soldagem multipasse, principalmente quando o metal base tem espessura superior a 25 mm.
As características de um fluxo de soldagem neutro são as seguintes:
a. O fluxo contém pouco ou nenhum óxido, como SiO2MnO e FeO.
b. O fluxo não causa oxidação no metal de solda.
c. Soldar um metal base seriamente oxidado pode resultar em porosidade e rachaduras no cordão de solda.
2. Fluxo de soldagem ativo
Um fluxo de soldagem ativo é aquele que contém uma pequena quantidade de agentes desoxidantes, como Mn e Si. Este tipo de fluxo pode melhorar a resistência à porosidade e fissuras.
A seguir estão as características de um fluxo de soldagem ativo:
a. A presença de desoxidantes como Mn e Si pode causar alterações na composição química do metal depositado à medida que a tensão do arco flutua. Um aumento em Mn e Si pode aumentar a resistência do metal depositado, mas diminuir a sua resistência ao impacto. Portanto, é importante controlar de perto a tensão do arco durante a soldagem multipasse.
b. O fluxo de soldagem ativo tem forte capacidade de prevenir a porosidade.
3. Fluxo de soldagem de liga
Um fluxo de soldagem de liga contém componentes de liga adicionais que servem como elementos de transição. A maioria dos fluxos de soldagem de ligas são sinterizados.
Este tipo de fluxo é usado principalmente para soldagem de aço de baixa liga e para revestimentos resistentes ao desgaste.
4. Fluxo de soldagem de fusão
O fluxo de soldagem por fusão é produzido combinando matérias-primas de vários minerais em uma proporção específica, aquecendo-os a mais de 1300 ℃, derretendo-os e misturando-os completamente e, em seguida, resfriando-os em água para formar grânulos.
O processo continua com secagem, trituração, peneiramento e embalagem para uso.
Na China, uma marca comum de fluxo de soldagem por fusão é “HJ”. O primeiro dígito após a designação “HJ” indica o conteúdo de MnO, o segundo dígito representa o conteúdo de SiO2 e CaF2e o terceiro dígito distingue entre diferentes marcas do mesmo tipo de fluxo de soldagem.
5. Fluxo de soldagem sinterizado
Após a dosagem dos ingredientes, a mistura a seco é realizada e um aglutinante (copo d'água) é adicionado para a mistura úmida. A mistura é então granulada.
Em seguida, é enviado para uma estufa de secagem para cura e secagem e, por fim, sinterizado a aproximadamente 500 graus.
Na China, uma marca comum de fluxo de soldagem sinterizado é representada por “SJ”. O primeiro dígito após a designação “SJ” indica o sistema de escória, enquanto o segundo e terceiro dígitos distinguem entre diferentes marcas do mesmo tipo de fluxo do sistema de escória.
6. Outros métodos de classificação
Os tipos de fluxo podem ser amplamente divididos em séries orgânicas, inorgânicas e de resina.
O fluxo de resina geralmente é extraído das secreções das árvores. É um produto natural com pouca corrosividade. A colofónia é um representante deste tipo de fluxo, por isso também é chamada de fluxo de colofónia.
Como o fluxo é normalmente usado em combinação com a solda, ele pode ser dividido em fluxo suave e fluxo duro correspondente à solda.
Comumente usados na montagem e manutenção de produtos eletrônicos são colofónia, fluxo misto de colofónia, pasta de solda e ácido clorídrico e outros fluxos suaves. Eles devem ser selecionados de acordo com diferentes peças de soldagem em diferentes ocasiões.
Controle do Fluxo de Soldagem
- Controle de secagem de fluxo e preservação de calor
Antes de usar o fluxo, ele deve primeiro ser cozido de acordo com as instruções do fluxo. Este padrão de secagem é obtido através de testes e controle de inspeção de processo e é um dado correto e com garantia de qualidade. É um padrão empresarial e empresas diferentes têm requisitos diferentes.
A seguir, consulte a temperatura de secagem do fluxo e o tempo de retenção recomendados pela JB4709-2000 “Procedimento de soldagem para vasos de pressão de aço”. Geralmente, ao secar o fluxo, a altura da pilha não excede 5cm. A biblioteca de materiais de soldagem geralmente seca mais do que menos de uma só vez e prefere a espessura à espessura no empilhamento. Uma gestão rigorosa deve ser aplicada a este respeito para garantir a qualidade da secagem do fluxo.
Evite espessura excessiva de empilhamento e garanta uma secagem completa do fluxo prolongando o tempo de secagem.
- Controle de gerenciamento de fluxo no local e descarte de reciclagem
A área de soldagem deve ser limpa e os detritos não devem ser misturados ao fluxo, inclusive o fluxo usado para preenchimento do 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 malha 8 e 40 para peneirar e remover impurezas e pó fino e, em seguida, misturado com três vezes o novo fluxo para uso.
Antes de usar, deve ser seco a 250-350°C e mantido aquecido por 2 horas. Após a secagem, é mantido em incubadora de 100-150 ℃ para o próximo uso, sendo proibido o armazenamento ao ar livre. Em condições de campo complexas ou alta umidade relativa, deve-se fazer o gerenciamento oportuno do local, mantê-lo limpo, realizar os 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.
- Requisitos de tamanho e distribuição de partículas de fluxo
O fluxo tem certos requisitos de tamanho de partícula, o tamanho de partícula deve ser apropriado, para que o fluxo tenha uma certa permeabilidade, o processo de soldagem não emita luz de arco contínuo e evite a poluição do ar na poça fundida para formar poros. Os fluxos são geralmente divididos em dois tipos, um com tamanho de partícula comum de 2,5-0,45 mm (malha 8-40) e outro com tamanho de partícula fina de 1,43-0,28 mm (malha 10-60).
O pó fino menor que o tamanho de partícula especificado geralmente não é superior a 5%, e o pó grosso maior que o tamanho de partícula especificado é geralmente superior a 2%. Testes e controle da distribuição granulométrica do fluxo devem ser realizados para determinar a corrente de soldagem utilizada.
- Controle do tamanho das partículas de fluxo e altura de dispersão da pilha
Se a camada de fluxo for muito fina ou muito espessa, causará buracos, manchas e poros na superfície da solda, formando um formato irregular do caminho da solda. A espessura da camada de fluxo deve ser estritamente controlada na faixa de 25-40 mm. Ao utilizar fluxo sinterizado, devido à sua baixa densidade, a altura da pilha do fluxo é 20% -50% maior que a do fluxo fundido. Quanto maior o diâmetro do fio de soldagem, maior será a corrente de soldagem e, consequentemente, maior será a espessura da camada de fluxo.
Devido à operação não padronizada do processo de soldagem e ao tratamento injusto do fluxo de pó fino, haverá poços irregulares intermitentes na superfície da solda, o teste não destrutivo é qualificado, mas a qualidade da aparência é afetada, e o casco a espessura é localmente enfraquecida.
Como escolher o fluxo certo?
Para os usuários é impossível testar a composição do fluxo. Se você quiser saber se o solvente do fluxo evapora, basta medi-lo a partir da gravidade específica. Se a gravidade específica aumentar muito, você poderá determinar que o solvente evaporou.
Na hora de escolher o fluxo, existem algumas sugestões para os usuários:
(1) Cheire o odor para determinar preliminarmente que tipo de solvente é usado. 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 também possa utilizar um solvente misto, o fornecedor geralmente está disposto a fornecer um relatório de composição mediante solicitação.
No entanto, o preço do isopropanol é cerca de 3 a 4 vezes superior ao do metanol, por isso, se pressionar o fornecedor por um preço mais baixo, a qualidade pode ser questionável.
(2) Determine a amostra, este também é o método mais fundamental para muitas empresas escolherem o fluxo. Ao confirmar a amostra, o fornecedor deve ser solicitado a fornecer o relatório dos parâmetros relevantes e compará-lo com a amostra.
Se a amostra for confirmada como OK, a entrega subsequente deverá ser comparada com os parâmetros originais. Caso apareça alguma anormalidade, verifique a gravidade específica, valor de acidez, etc.
(3) O atual mercado de fluxo é misto. Ao escolher, você deve ter uma compreensão clara das qualificações do fornecedor.
Perguntas frequentes sobre fluxo de soldagem
- O que é um fluxo na soldagem?
O fluxo na soldagem é um material utilizado para promover, facilitar e proteger a fusão de metais durante o processo de soldagem. É usado para prevenir a formação de óxidos e outros subprodutos indesejados que podem se formar devido ao calor. O fluxo pode estar na forma de um material líquido, pastoso ou sólido e ajuda a criar uma solda melhor, mais limpa e mais forte.
- Você precisa de fluxo para soldagem eletromagnética?
Sim, o fluxo é essencial na soldagem eletromagnética. O eletrodo usado na soldagem com eletrodo, geralmente chamado de “bastão”, é coberto com fluxo. À medida que o bastão se esgota, o fluxo cria uma proteção de gás ao redor da área de solda, protegendo o metal fundido do ar circundante, o que pode levar à contaminação e soldas fracas se não for protegido.
- A soldagem por fluxo é tão forte quanto a MIG?
A resistência de uma solda é determinada principalmente pela habilidade do soldador e pela preparação dos materiais, e não pelo tipo de soldagem. Dito isto, a soldagem MIG (Metal Inert Gas) tende a produzir soldas mais limpas e às vezes mais fortes do que a soldagem com núcleo de fluxo devido ao uso de um gás de proteção. No entanto, a soldagem por fluxo é mais versátil e funciona melhor em materiais mais espessos, sujos e enferrujados.
- Para que é melhor a soldagem por fluxo?
A soldagem por fluxo é melhor utilizada em situações onde é difícil controlar as condições ambientais, como ao ar livre ou em condições de correntes de ar. Isso ocorre porque o fluxo cria uma barreira protetora que protege a solda dos gases atmosféricos. Também é ótimo para soldar materiais mais espessos e ásperos e ao soldar fora de posição. Além disso, geralmente é mais econômico e fácil de aprender do que outros tipos de soldagem.
