Кіріспе
Металл бөлшектерін біріктіруге арналған қорытпа материал. Тіркегіш (/UK/'/s//ɒ//l//d//ə//, /'/s//ə//ʊ//l//d//ə/; NA: '/s//ɒ//d//ər/) – металл бөлшектері арасында берік байланыс жасау үшін қолданылатын балқымалы металл қорытпасы. Тіркегіш балқытылып, қосылатын жерлерді жабады, содан кейін суығаннан кейін бөлшектерге жабысып, біріктіреді. Тіркегіш ретінде пайдаланылатын металдар мен қорытпалардың балқу температурасы біріктірілетін бөлшектерден төмен болуы керек. Сондай-ақ, тіркегіш уақыт өте байланысты нашарлататын тотығу мен коррозия әсерлеріне төзімді болуы тиіс. Электрлік қосылымдар жасау үшін қолданылатын тіркегіштің де қажетті электрлік қасиеттері болуы керек. Жұмсақ тіркегіштің балқу температурасы көбінесе , градус аралығында болады және ол электроникада, сантехникада және жалпақ металл бұйымдарын жасауда жиі қолданылады. аралығында балқитын қорытпалар ең көп қолданылады. Еріту температурасы жоғары қорытпаларды пайдалану арқылы жасалатын тіркегіш "қатты тіркегіш", "күміс тіркегіш" немесе қосыстыру деп аталады. Белгілі пропорцияда кейбір қорытпалар эвтектикалық болып табылады, яғни қорытпаның балқу температурасы осы компоненттердің қоспасы үшін ең төменгі мүмкін температураға тең және қату температурасымен сәйкес келеді. Эвтектикалық емес қорытпалардың сұйық және қатты температуралары айтарлықтай өзгеше болуы мүмкін, себебі оларда сұйық және қатты күйге өту процестері болады. Эвтектикалық емес қоспалар көбінесе төменгі балқу фазасының балқыған матрицасындағы қатты бөлшектердің пастасы түрінде кездеседі, температура жоғарылағанда. Электр жұмыстарында, егер қосылыс толығымен қатып қалмас бұрын осы "паста" күйде бұзылса, нашар электрлік байланыс пайда болуы мүмкін; эвтектикалық тіркегішті пайдалану бұл мәселені азайтады. Эвтектикалық емес тіркегіштің паста тәрізді күйін сантехникада пайдалануға болады, себебі ол салқындау кезінде тіркегішті қалыптауға мүмкіндік береді, мысалы, құбырлардың су өткізбейтін қосылысын жасау үшін, нәтижесінде "тікелей қосылыс" пайда болады. Электр және электроника саласында тіркегіш сымы қолмен тіркелеу үшін әртүрлі қалыңдықтарда қол жетімді (қолмен тіркелеу тіркегіш темір немесе тіркегіш тапаншасын пайдалану арқылы жасалады) және флюс құрамындағы өзектерімен бірге. Ол сондай-ақ бөлме температурасында паста түрінде, механикалық жаппай өндіріске қолайлы жұмыс бөлшегіне сәйкес пішінделген алдын ала дайын фольга түрінде немесе қосылыстың айналасына оралып, темір қолданылмаған немесе қол жетімді емес жағдайда жалынмен балқытылатын кішкентай "тілшелер" түрінде қол жетімді, мысалы, далалық жөндеулерде. Қорғасын мен қалайы қорытпалары бұрын кеңінен қолданылған және әлі де қол жетімді; олар қолмен тіркелеуге өте ыңғайлы. Қорғасынсыз тіркегіштер нормативтік талаптарға байланысты және қорғасын негізіндегі электрондық компоненттерден аулақ болудың денсаулық пен қоршаған ортаға тигізетін пайдасының арқасында қолданылуы артып келеді. Қазіргі кезде олар негізінен тұтынушы электроникасында қолданылады. Сантехниктер көбінесе электрлік қолданбаларда қолданылатын сымнан гөрі қалың тіркегіш таяқшаларын қолданады және ағысты бөлек жағады; көптеген сантехникаға арналған тіркегіш ағындары электрлік немесе электрондық жұмыстарда қолдануға тым коррозиялық (немесе өткізгіш) болады. Зергерлер көбінесе тіркегішті жұқа қабаттарда қолданады, оларды кішкентай бөліктерге кесіп алады.
the material
Solder (/UK/'/s//ɒ//l//d//ə//, /'/s//ə//ʊ//l//d//ə/; NA: '/s//ɒ//d//ər/) is a fusible metal alloy used to create a permanent bond between metal workpieces. Solder is melted in order to wet the parts of the joint, where it adheres to and connects the pieces after cooling. Metals or alloys suitable for use as solder should have a lower melting point than the pieces to be joined. The solder should also be resistant to oxidative and corrosive effects that would degrade the joint over time. Solder used in making electrical connections also needs to have favorable electrical characteristics. Soft solder typically has a melting point range of , and is commonly used in electronics, plumbing, and sheet metal work. Alloys that melt between are the most commonly used. Soldering performed using alloys with a melting point above is called "hard soldering", "silver soldering", or brazing. In specific proportions, some alloys are eutectic — that is, the alloy's melting point is the lowest possible for a mixture of those components, and coincides with the freezing point. Non eutectic alloys can have markedly different solidus and liquidus temperatures, as they have distinct liquid and solid transitions. Non eutectic mixtures often exist as a paste of solid particles in a melted matrix of the lower melting phase as they approach high enough temperatures. In electrical work, if the joint is disturbed while in this "pasty" state before it fully solidifies, a poor electrical connection may result; use of eutectic solder reduces this problem. The pasty state of a non eutectic solder can be exploited in plumbing, as it allows molding of the solder during cooling, e. g. for ensuring watertight joint of pipes, resulting in a so called "wiped joint". For electrical and electronics work, solder wire is available in a range of thicknesses for hand soldering (manual soldering is performed using a soldering iron or soldering gun), and with cores containing flux. It is also available as a room temperature paste, as a preformed foil shaped to match the workpiece which may be more suited for mechanized mass production, or in small "tabs" that can be wrapped around the joint and melted with a flame where an iron isn't usable or available, as for instance in field repairs. Alloys of lead and tin were commonly used in the past and are still available; they are particularly convenient for hand soldering. Lead free solders have been increasing in use due to regulatory requirements plus the health and environmental benefits of avoiding lead based electronic components. They are almost exclusively used today in consumer electronics. Plumbers often use bars of solder, much thicker than the wire used for electrical applications, and apply flux separately; many plumbing suitable soldering fluxes are too corrosive (or conductive) to be used in electrical or electronic work. Jewelers often use solder in thin sheets, which they cut into snippets.
Этимология
Сольдер сөзі орта ағылшын тілінен келген soudur сөзінен, ескі француз тіліндегі solduree және soulder арқылы, латын тілінің solidare сөзінен шыққан, ол "қатты ету" деген мағынаны білдіреді.
Қорғасынсыз
Еуропалық Одақтың Электрлік және Электрондық Жабдықтар Директивасы және Қауіпті Заттарды Шектеу Директивасы 2003 жылдың басында қабылданды және 2006 жылдың 1 шілдесінде күшіне енді, ЕО-да сатылатын көптеген тұтынушылық электроникада қорғасынның қолданылуын шектеді және әлемдік тұтынушылық электроника нарығына кең әсер етті. АҚШ-та өндірушілер қорғасын негізіндегі қосымшаларды азайту арқылы салық жеңілдіктерін алуға мүмкіндік алады. Қазіргі кезде қолданылатын қорғасынсыз қосымшалардың құрамында қалайы, мыс, күміс, висмут, индий, мырыш, антимон және басқа металдардың іздері болуы мүмкін. Көбінесе 60/40 және 63/37 Sn Pb қосымшаларының орнына қолданылатын қорғасынсыз қосымшалардың балқу температурасы 50-200 °C-қа дейін жоғарылайды, бірақ одан да төмен балқу температурасы бар қосымшалар да бар. Қорғасынсыз қосымшаға жеткілікті ылғалдану қабілетін қамтамасыз ету үшін, әдетте, массасының шамамен 2% ағын қосылады. Тізбелі дәнекерлеу кезінде қорғасынсыз қосымша қолданылса, дәнекерлеу ыдысын сәл өзгерту (мысалы, титан қаптамаларын немесе аралағыштарды) қажет болуы мүмкін, бұл жоғары қалайылы қосымшалардың әсерінен туындайтын күтім шығындарын азайтуға көмектеседі. Қорғасынсыз қосымшалар авиация, әскери және медициналық салалардағы сияқты маңызды қолданымдарда қолдануға тыйым салынған, себебі бұл жағдайларда буындардың металдық шаршаудан зақымдануы мүмкін (мысалы, жылулық кеңею мен жиырылу салдарынан). Бұл қасиет дәстүрлі қорғасынды қосымшаларға да тән болғанымен, қорғасынды қосымшалардағы кернеу шаршауының пайда болу деңгейі, әдетте, кездесетін кернеу деңгейінен әлдеқайда жоғары болады. Жапондық өндірушілердің үштен екісі қайта дәнекерлеу және тізбелі дәнекерлеу үшін, ал компаниялардың шамамен 75% қолмен дәнекерлеу үшін қалайы-күміс-мыс (Sn Ag Cu, немесе SAC) қосымшаларын пайдаланады. Бұл танымал қорғасынсыз қосымшалар отбасының кеңінен қолданылуының себебі Sn Ag Cu үштік эвтектикалық қасиетінің төмен балқу температурасымен байланысты (217 °C (423 °F)), бұл 22/78 Sn Ag (салмақтық %) эвтектикасының 221 °C (430 °F) және 99,3/0,7 Sn Cu эвтектикасының 227 °C (441 °F) температурасынан төмен.
Қатты дәнекерлеу
Қатты қосымшалар (дәнекерлеулер) қыздыру арқылы қосылу үшін қолданылады және жоғары температурада еруге бейім. Мыс пен мырыш немесе күміс қоспалары ең көп таралғандары. Күміс қадау немесе әшекей жасау кезінде, талдаудан өтетін арнайы қатты қосымшалар қолданылады. Олардың құрамында қосылатын металлдың үлесі жоғары, ал осы қорытпаларда қорғасын қолданылмайды. Бұл қосымшалардың қаттылығы әртүрлі: "эмальдауға арналған", "қатты", "орташа" және "жеңіл" деп жіктеледі. Эмальдауға арналған қосымшаның еру температурасы өте жоғары, ол материалдың өзіне жақын болады, бұл эмальдау процесінде қыздырғанда қосылған жердің еруын болдырмайды. Қалған қосымша түрлері бұйым жасау кезінде, қаттылығының кему ретімен қолданылады, бұл бұрын қосылған тігіс немесе қосылған жердің қосымша жерлерді қосу кезінде еруын болдырмау үшін жасалады. Жеңіл қосымша да осы себеппен жөндеу жұмыстарына жиі қолданылады. Қосымшаның еруын болдырмау үшін флюс та қолданылады. Күміс қосымшалары металл бөлшектерін біріктіру үшін өндірісте де қолданылады, оларды дәнекерлеу мүмкін емес. Бұл мақсаттар үшін қолданылатын қорытпалардың құрамында күміс көп мөлшерде (40%-ға дейін) болады және кадмий де болуы мүмкін.
Ағымы
Флюкс – электрлік қосылысты және механикалық беріктікті жақсарту үшін металл оксидтерін байланыс нүктелерінде азайтуға (окистенген металдарды металл күйіне қайтаруға) көмектесетін редукциялаушы агент. Флюстың екі негізгі түрі бар: металл жөндеу және сантехникада қолданылатын күшті қышқылдарды қамтитын қышқыл флюкс (кейде "активті флюкс" деп аталады) және электроникада қолданылатын розин флюкс (кейде "пассивті флюкс" деп аталады). Розин флюксының әртүрлі "белсенділік" деңгейлері болады, бұл розиннің органикалық қышқыл компоненттерінің металл беті оксидтерін еріту жылдамдығы мен тиімділігіне сәйкес келеді, соның салдарынан флюкс қалдықтарының коррозиялық қасиеттеріне де байланысты. Атмосфераның ластануы және қауіпті қалдықтарды жою туралы алаңдаулардың арқасында, электрондық өнеркәсіп біртіндеп розин флюксінен суға еритін флюкске көшуде, оны көмірсутектік еріткіштердің орнына деионизацияланған сумен және жуғыш заттармен (detergent) жоюға болады. Суға еритін флюкстер, әдетте, дәстүрлі электрлік/электрондық флюкстерге қарағанда жақсы өткізгіштікке ие, сондықтан схемамен электрлік өзара әрекеттесу ықтималдығы жоғары; дәнекерлеуден кейін олардың іздерін жою қажет. Розин типтес флюкстің іздерін де жою керек, себебі соның да әсері бар. 20-шы ғасырдың ортасынан бері қолмен дәнекерлеуде, барлық металлдан жасалған дәстүрлі таяқшаларды немесе орамды сымдарды қолданып, қосылатын бөлшектерге флюксті қолмен жағудың орнына, флюкс өзекті дәнекерлеу жиі қолданылады. Бұл дәнекерлеу сымы пісірілген түрде жасалады, оның ішіне бойлық бағытта бірыңғай немесе бірнеше үздіксіз қышқыл немесе розин флюкс кіріктірілген. Дәнекерлеу тігісіне ерігенде, ол флюксті босатып, оны да бірге шығарады.
Операция
Қаттылану мінез-құлқы қорытпаның құрамына байланысты. Таза металдар белгілі бір температурада қатып, бір фазалы кристаллдар түзеді. Эвтектикалық қорытпалар да бір температурада қатады, барлық компоненттер бір мезгілде дамып өседі. Эвтектикалық емес құрамдар салқындағанда алдымен эвтектикалық емес фазаны шөгіндіреді; металл болса дендриттер, металл аралық қосылыс болса ірі кристаллдар түзеді. Еріген эвтектикадағы қатты бөлшектердің мұндай қоспасы – қатыру сатысы деп аталады. Сұйықтықтағы қатты заттардың тіпті салыстырмалы түрде аз мөлшері де оның ағымдалуын күрт төмендетеді. Толық қатаю температурасы – қорытпаның солидусы, ал барлық компоненттердің балқыған температурасы – ликвидусы. Қатыру сатысы, қосылысты жасауда белгілі бір пластикалық қасиеттер қажет болғанда, үлкен кеңістіктерді толтыруға немесе қосылыстың үстінен сырғытуға мүмкіндік береді (мысалы, құбырларды дәнекерлеу кезінде) пайдалы. Электрониканы қолмен дәнекерлеу кезінде бұл зиянды болуы мүмкін, себебі қосылыс әлі толық қатып болмаған кезде қатып қалғандай көрінеді. Мұндай қосылысқа ертерек тиісу оның ішкі құрылымын бұзады және механикалық беріктігіне нұқсан келтіреді.