Флюсы, используемые при паянии

В электротехнике, во избежание коррозии в месте пайки и образования защитной «ванны» от воздействия окружающей среды используются препараты – флюсы (Табл.102, 103).

Флюсы, используемые при паянии

Таблица 102

Наименование флюсов	Применение
Соляная кислота	Для пайки цинковых и оцинкованных изделий (мягкими припоями)
Хлористый цинк (травленая цинком соляная кислота)	Для пайки латуни, меди, стали (мягкими припоями)
Хлористый цинк-аммоний (75% – хлористого цинка и 25% – хлористого аммония)	То же
Нашатырь Бура кальцинированная	Для пайки твердыми припоями меди, латуни, чугуна
Канифоль	Для пайки электротехнической аппаратуры

 

Рекомендуемые флюсы

Таблица 103

Состав флюса	Применение
Для пайки твердыми припоями
Плавленные фтористый калий 46,6% и борная кислота 53,4% (по весу)	При пайке алюминиевых бронз припоями ЛОК59-1-0.3, ПСр12м и ПСр45, а также нержавеющих сталей припоями ЛОК59-1-0,3 и ПСр45
Плавленная бура	При пайке припоями ЛК62—0,5, ПМЦ-36, ПМЦ-54, а также при пайке припоями ЛОК59-1-0.3, Кроме алюминиевых бронз и нержавеющих сталей
Механическая смесь плавленой буры 90% и борной кислоты 10%	При пайке припоем ПСр12м, кроме алюминиевых бронз, а также при пайке припоем ПСр45, кроме алюминиевых бронз и нержавеющих сталей
Хлористые: литий 25—35% и цинк 8÷15%, фтористый калий 8÷15%, остальное хлористый калий	При пайке алюминия и его сплавов припоем 34А. После окончания работы остатки флюса тщательно удалить во избежание появления коррозии на запаянном соединении
Для пайки мягкими припоями
ЛТИ-120 состава: спирт-сырец или ректификат 63÷74%, канифоль 20÷25%, диэтиламин солянокислый 3÷5%, триэтаноломин 1 ÷2%	Универсален, пригоден для всех мягких припоев, кроме АВИА-1 и ПОС18, при пайке свинца
Раствор хлористого цинка и нашатыря	При пайке припоями ПОС90, ПОС40 и ПОС30, кроме алюминиевых бронз, кремнистых латуней, цинка и оцинкованного железа
Продолжение таблицы 103
Состав флюса	Применение
Канифоль	При пайке припоями ПОС90, ПОС40 и ПОС30 меди, латуни и оловянистых бронз
Фосфорно-кислый аммоний	При пайке припоем ПОС30 алюминиевых бронз и кремнистых латуней, а также при пайке припоем ПОС18 свинца
Соляная кислота	При пайке припоями ПОСЗО и ПОС18 цинка и оцинкованного железа
Хлористый цинк – 15%, нашатырь – 5%, соляная кислота – 0,6÷0.7% (удельный вес 1,15), остальное – вода	При пайке припоями ПОС30 и ПОС18 углеродистых, легированных и луженых сталей
Хлористые: цинк – 12%, калий–40%, натрий –20%, литий – 15%, магний – 6%, фтористый натрий – 7%, или состава: хлористые – барий – 48%, калий –29%, натрий – 19% и фтористый кальций – 4%	При пайке алюминия и его сплавов припоем АВИА-1. После окончания работы остатки флюса тщательно удалить во из- бежание появления коррозии на паяном соединении

Электролиты для аккумуляторных батарей.

Общие сведения о стартерных аккумуляторных батареях (АКБ)

Аккумулятор - это обратимый химический источник энергии, способный накапливать электрическую энергию и отдавать ее потре­бителям. Электрохимические процессы, происходящие в свинцово-кислых аккумуляторах, заключаются в следующем.

Под действием постоянного электрического тока, протекающего через пластины и электролит, аккумулятор заряжается (рис. 29). При этом образовавшийся на пластинах сульфат свинца превращается на поло­жительной пластине в двуокись свинца, а на отрицательной - в метал­лический губчатый свинец. Освободившиеся ионы сульфата свинца, вступая в реакцию с ионами водорода, образуют серную кислоту. Плот­ность электролита повышается.

В конце заряда, когда сульфат свинца на положительной пластине почти полностью перейдет в двуокись свинца, а на отрицательной пласти­не - в губчатый свинец, часть подводимой к батарее электрической энер­гии будет расходоваться на разложение входящей в состав электролита воды. Этот процесс сопровождается обильным газовыделением, напоми­нающим «кипение» электролита, и называется процессом электролиза.

Рис. 29. Путь тока при заряде аккумулятора, состоящего из двух пластин: 1 - положительная пластина; 2 - отрицательная пластина; 3 - вольтметр; 4 – генератор (зарядное устройство); 5 - амперметр.

Батарея считается заряженной, если плотность электролита боль­ше не повышается, напряжение каждого аккумулятора становится по­стоянным и наблюдается обильное газовыделение.

Заряженный аккумулятор способен сохранять накопленную элек­трическую энергию длительное время. При разряде аккумулятора (рис. 30) значительная часть двуокиси свинца - на положительной и губчатого свинца - на отрицательной пластинах превращается в сульфат свинца. Процесс образования суль­фата свинца при разряде аккумулятора сопровождается понижением плотности электролита.

Химические реакции, протекающие при разряде и заряде аккуму­ляторов, называются реакциями электролиза. Их можно представить таким образом:

До разряда После разряда

Рис. 30. Путь тока при разряде аккумулятора, состоящего из двух пластин: 1 - положительная пластина; 2 - отрицательная пластина; 3 - вольтметр; 4 - потребитель тока; 5 - амперметр

Количество электрической энергии, которое может накопить и отдать аккумулятор, зависит:

–от количества активной массы, участвующей в электрической реакции;

–температуры электролита;

–величины разрядного тока;

–времени протекания разряда.

Основными величинами, которые характеризуют свойства акку­муляторной батареи, являются: электродвижущая сила (ЭДС); напряжение аккумуляторной батареи (АКБ); емкость аккумуляторной батареи. ЭДС при этом представляет собой алгебраическую разность этих по­тенциалов, и в основном она зависит от плотности электролита, нахо­дящегося в данный момент в аккумуляторе. Величина электродвижущей силы в аккумуляторе может быть определена по эмпирической формуле

где Е _а - ЭДС аккумулятора; ρ - плотность электролита (при 15 °С в аккумуляторе).

В отличие от напряжения электродвижущая сила измеряется вольтметром при разомкнутой внешней цепи, т. е. без тока нагрузки. Практически ЭДС измеряется для обнаружения короткого замыкания между пластинами. При неполном коротком замыкании ЭДС аккуму­лятора будет ниже, чем в исправном аккумуляторе, а при полном ко­ротком замыкании ЭДС становится равной нулю.

Напряжение АКБ - это разность потенциалов положительных и отрицательных пластин при прохождении тока через аккумулятор­ную батарею. Напряжение аккумулятора определяется по формуле

в

где U _a - напряжение аккумулятора; Е _а - ЭДС аккумулятора; Ι_r. - вели­чина внутреннего падения напряжения; r - внутреннее сопротивление аккумулятора в омах.

При включении батареи для заряда вначале наблюдается резкое увеличение напряжения (при поддержании постоянной величины за­рядного тока) [16]. В дальнейшем в процессе заряда напряжение на акку­муляторе плавно повышается только до 2,4 В, а затем в конце заряда, когда часть электрической энергии начинает расходоваться на разло­жение воды, напряжение резко возрастает до 2,65÷2,78 В, после чего остается неизменным. Когда напряжение становится постоянным - это один из признаков окончания заряда (рис. 31).

Рис. 31. Зависимость напряжения аккумулятора от продолжительности заряда и разряда

При включении батареи на разряд в первый момент наблюдается незначительное уменьшение напряжения. В дальнейшем, в течение большей части разряда, напряжение падает медленно, а в конце разря­да быстро снижается, так как наступает полный разряд аккумулятора. Разряжать батарею ниже допустимого предела (1,7 В) нельзя, потому что ранее разрядившийся аккумулятор начнет переполюсовываться, а это приведет к разрушению активной массы пластин. Поэтому для каждого режима разряда определена величина конечного разряд­ного напряжения.

Емкостью аккумуляторной батареи называется количество элек­тричества, которое отдает полностью заряженная аккумуляторная батарея при непрерывном разряде ее током постоянной величины до допустимого наименьшего напряжения (1,7 В), соответствующего ус­тановленному разрядному току. Емкость АКБ измеряется в ампер-часах и определяется как про­изведение величины разрядного тока (в амперах) на время разряда (в часах). Поскольку емкость батареи зависит от разрядного тока (рис. 32), то в условном обозначении аккумуляторных батарей указы­вается емкость, соответствующая определенному разрядному режиму. Для автомобильных АКБ за номинальную емкость принимается емкость при 10-часовом режиме разряда. В процессе эксплуатации емкость АКБ зависит: от величины разрядного тока; температуры электролита; плотности электролита; срока службы батареи.

Рис. 32. Зависимость емкости аккумуляторной батареи 6-СТЭН-140М от величины разрядного тока [16].

С увеличением разрядного тока емкость свинцово-кислотных ак­кумуляторов уменьшается. Это объясняется тем, что при большем раз­рядном токе увеличивается расход находящейся в порах пластины серной кислоты (H ₂ S0 ₄), а скорость проникновения (диффузии) ее не­достаточна, чтобы покрыть этот расход. Кроме того, при разряде боль­шими токами образуется сульфат свинца PbS0 ₄ (в основном, в порах у поверхности пластин). Этот сульфат уменьшает сечение пор и ухуд­шает диффузию серной кислоты. При снижении разрядного тока на­пряжение аккумулятора восстанавливается и аккумулятор может от­дать еще дополнительную емкость. Например, АКБ-6-СТЭН-140М, раз­ряженная до допустимого предела током 420 А, при длительном разряде током 12,6 А может отдать еще 60÷70 А·ч.

С понижением температуры емкость батареи уменьшается (рис. 33), так как понижение температуры электролита ведет к увеличению его вязкости и сопротивления. Например, вязкость электролита при 0 °С в два раза больше, чем при 25 °С, а сопротивление электролита при -25 °С в 2 раза больше, чем при 20 °С. Вследствие этого напряжение во время разряда при низкой температуре электролита будет понижен­ным и батарея разрядится раньше, чем при более высокой температу­ре, когда электролит имеет меньшие вязкость и сопротивление.

Таким образом, на каждый градус снижения температуры электролита, начиная с температуры 30 °С, емкость АКБ умень­шается на 1 %.

Рис. 33. Зависимость емкости аккумуляторных батарей от температуры электролита при различных величинах разрядного тока (для аккумуляторной батареи 6-СТЭН-140М) [16].

Так как номинальная емкость батарей гарантируется заводами-изготовителями при температуре электролита 30 °С, то емкость, кото­рую батарея отдает, необходимо для сравнения с номинальной приво­дить к емкости при 30 °С. Приведенная емкость определяется по формуле [16]:

где С _пр - емкость, А·ч, приведенная к 30 °С; С _факт - фактическая полученная емкость, А·ч; Т _ср - средняя температура электролита при разряде.

В процессе эксплуатации АКБ емкость постоянной не остается. В начале эксплуатации она возрастает, так как разрабатывается активная масса пластин. Затем некоторое время она держится стабиль­ной, а к концу срока службы батареи постепенно уменьшается (рис. 34). Когда емкость АКБ уменьшается до 50 %, ее электрическая характе­ристика ухудшается настолько, что батарея становится непригод­ной к дальнейшей эксплуатации.

Уменьшение емкости АКБ объясняется следующими процесса­ми, которые происходят внутри батареи: разбуханием и оплыванием активной массы пластин, в резуль­тате чего происходит необратимая сульфация положительных пластин;

 

Рис. 34. Зависимость емкости аккумуляторных батарей 6-СТЭН-140М от срока службы (в годах) усадкой активной массы и необратимой сульфацией отрица­тельных пластин [16].

При малоинтенсивной эксплуатации, исправном электрооборудо­вании автомобиля, правильном и своевременном обслуживании бата­реи эксплуатационный (амортизационный) срок ее службы может пре­вышать гарантийный.

15. 2. Приготовление электролитов и эксплуатационные требования к ним

Плотность электролита для АКБ зависит от климата района, в котором эксплуатируется автомобиль (табл. 104).

Нормы плотности электролита при температуре 25 °С [16]

Таблица 104

Электролитом в свинцово-кислотных АКБ служит раствор сер­ной аккумуляторной кислоты в дистиллированной воде. Для приготов­ления электролита применяется аккумуляторная кислота плотностью 1,83÷1,84 (ГОСТ 667) с допустимыми примесями (табл. 105). Аккумуляторная серная кислота представляет собой маслянистую про­зрачную жидкость, которую подразделяют на два сорта - А и Б, в зави­симости от количества примесей в ней. Содержание серной кислоты в сортах А и Б должно быть в пределах 92÷ 94 %.

Аккумуляторную серную кислоту обычно разливают в стеклян­ные бутылки емкостью 20÷30 л. Бутылки помещают в ивовые корзи­ны или прочные деревянные обрешетки, доходящие до горла бутылки. Снизу и с боков бутылки тщательно обкладывают соломой или древес­ной стружкой. Отверстия бутылей закрывают притертыми стеклянны­ми пробками. К горлу бутылки подвязывают деревянную бирку, на ко­торой обозначают: наименование завода-изготовителя, название про­дукта, сорт, дату изготовления, номер, вес брутто и нетто, ГОСТ 667. На каждой корзине должен быть ярлык «Берегись ожога», изготовлен­ный на белой бумаге с синей полосой.

Количество допустимых примесей в аккумуляторной серной кислоте [16]

Таблица 105

Название примесей	Сорт А	Сорт Б
Нелетучий осадок	0,03	0,05
Марганец (Мп)	0,00005	0,0001
Железо (Те)	0,006	0,012
Мышьяк (As)	0,00005	0,0001
Хлор (Сl)	0,0005	0,0005
Окислы азота (N 2 O 3)	0,000005	0,0001

 

Готовить электролит непосредственно из кислоты не следует, такой электролит будет сильно разогреваться. Для заливки в аккумуля­торы следует готовить электролит из ранее приготовленного раствора плотностью 1,40 г/см³, для расчета количества воды и кислоты, чтобы получить требуемую плотность, следует пользоваться данными табл. 106.

При приготовлении электролитов, во избежание ожогов кожи, глаз и отравления, необходимо соблюдать правила техники безопасности:

•хранить кислоту в полиэтиленовых баках с плотными крыш­ками или в стеклянных бутылях с притертыми пробками;

•переносить бутылки с кислотой, а также переливать кислоту из бутылей обязательно нужно вдвоем, в одиночку это делать катего­рически запрещено;

•не проливать кислоту на пол;

•пролитую кислоту вытирают тряп­кой, смоченной в растворе едкого калия или кальцинированной соды;

•готовить электролит необходимо в эбонитовой, фаянсовой, керамической или выложенной свинцовыми листами деревянной по­суде, так как другая посуда, в том числе и стеклянная, для этого непри­годна из-за того, что стекло может лопнуть от высокой температуры, которая возникает при вливании кислоты в воду;

•категорически запрещено вливать воду в кислоту, так как вода, влитая в кислоту, быстро нагревается, вскипает и разбрызгивает­ся вместе с кислотой;

всегда нужно вливать тонкой струйкой кислоту в воду, непре­рывно размешивая раствор стеклянной или эбонитовой палочкой;

•при приготовлении, заливке и доливке электролита необходимо надевать защитные очки, кислотощелочестойкие перчатки, брезентовые нарукавники, прорезиненный фартук и резиновые сапоги (рис. 35);

•при попадании серной кислоты на кожу необходимо немедлен­но, до оказания медицинской помощи в течение 5... 10 минут промыть пораженные места обильной струей воды и смочить 10%-ным водным раствором нашатырного спирта или кальцинированной (бельевой) соды;

•при попадании серной кислоты в глаза следует немедленно про­мыть их обильным количеством воды, а затем слабым раствором пить­евой соды;

в случае отравления серной кислотой в качестве нейтрализу­ющего вещества необходимо применять молоко или питьевую соду.

Количество дистиллированной воды, электролита плотностью 1,40 г/см3 при 15 °С или кислоты плотностью 1,83 г/см3 при 15 °С, необходимое для приготовления 1 л электролита требуемой плотности

Таблица 106

Примечание. В результате химической реакции объем приготовленного электролита получается меньше, чем сумма объемов компонентов, участвую­щих в реакции.

Пример. Требуется приготовить из кислоты 32 л электролита плотностью 1,27 г/см3 (при температуре 15 °С).

Метод расчета. По табл. 106 находим, что для приготовления 1 л электро­лита плотностью 1,27 г/см³ при 15 °С требуются 0,778 л воды и 0,269 л кислоты. Для 32 л электролита воды и кислоты потребуется в 32 раза больше, т. е. воды должно быть 0,778 · 32 = 24,896 л, кислоты 0,269 · 32 = 8,608 л.

 

Рис. 35. Средства защиты, применяемые при работе с кислотой

и аккумуляторными батареями: 1 -резиновые сапоги; 2- 10%-ныйраствор нашатырного спирта; 3 -холодная вода; 4 - 10%-ный раствор кальцинированной (бель­евой) соды; 5 - защитные очки с темными стеклами; 6- защитные очки со светлыми стеклами; 7 - прорезиненный фартук; 8 - кис­лотощелочестойкие перчатки; 9 - брезентовые нарукавники

При приготовлении электролитов запрещается применять техни­ческую серную кислоту вследствие того, что в ней содержатся приме­си, разрушающие пластины и снижающие срок службы АКБ. Также запрещается применять для приготовления электролита недистилли­рованную воду, так как речная, озерная, колодезная, ключевая или во­допроводная вода всегда содержит различные примеси (хлор, железо и т. п.). Если смешать аккумуляторную кислоту с такой водой, то элек­тролит загрязнится вредными примесями и его нельзя будет заливать в батареи, так как это приведет к повышенному саморазряду батареи и разрушению пластин.

При обслуживании, а также при отказе аккумуляторной батареи в процессе эксплуатации ее разряженность проверяют измерением плот­ности электролита с помощью кислотомера (денсиметра) или с помо­щью ареометра или мензурки (рис. 14). Для измерения плотности и приготовления электролита в узкий стеклянный сосуд наливают (с помощью резиновой груши) электролит и опускают в него ареометр. Деление на шкале ареометра, совпадающее с уровнем электролита, укажет плотность электролита.

Рис. 36. Измерение плотности электролита: 1 - стеклянный цилиндр; 2 - резиновая груша; 3 - резиновая пробка; 4 - эбонитовая трубка; 5 - ареометр; 6 - мензурка

Для измерения плотности электролита, залитого в аккумулятор, удобнее использовать кислотомер (см. рис. 36). При измерении необходимо следить за тем, чтобы ареометр не «прилипал» к стенкам кислотомера или мензурки, а свободно плавал в электролите. При отсчете показаний ареометра смотреть нужно так, чтобы поверхность электролита была на уровне глаз.

Плотность электролита изменяется в зависимости от температу­ры окружающего воздуха, поэтому если температура электролита бу­дет отличаться от 25 °С, то к показаниям ареометра прибавляют или отнимают температурную поправку (табл. 107).

Температурная поправка на плотность электролита при отклонении

от температуры 25 °С [16]

Таблица 107

Фактическая температура электролита, °С	Значение температурной поправки плотности, г/см3
-40...-26	-0,04
-25...-11	-0,03
-10...+4	-0,02
5...19	-0,01
20...30	0,00
31...45	+0,01

 

При температуре электролита выше 30 °С поправка прибавляет­ся к фактическому показателю ареометра. Если температура электро­лита ниже 20 °С, то поправка вычитается. Когда температура элект­ролита находится в пределах 20÷30 °С, поправка на температуру не учитывается. Неправильные результаты при измерении плотности электролита получают в следующих случаях:

•уровень электролита в аккумуляторной батарее не соответству­ет норме;

•электролит слишком горячий или холодный (оптимальная тем­пература для замера плотности составляет 15... 27 °С);

•сразу после доливки дистиллированной воды, так как необхо­димо выждать, пока электролит перемешается. Если батарея разряже­на, то для этого может потребоваться несколько часов;

•после нескольких включений стартера (следует выждать, пока установится равномерная плотность электролита в элементах батареи);

•при «кипящем» электролите (необходимо выждать, пока пу­зырьки в электролите, набранные в стеклянный цилиндр ареометра, поднимутся на поверхность).

Если при измерении плотности электролита обнаружится, что она чрезмерно высокая (1,3 г/см³ и выше), то необходимо удалить часть электролита из элемента и вместо нее долить дистиллированной воды, выждать некоторое время, пока электролит перемешается с водой, и затем повторно замерить его плотность.

Таким образом, чтобы содержать аккумуляторную батарею (АКБ) в надежном и исправном состоянии, необходимо следить за чистотой электролита, так как применение электролита, загрязненного вредны­ми примесями, ведет к повышенному саморазряду АКБ и разрушению пластин. Так, например, попадание в электролит каких-либо металлов вызывает в АКБ сильный саморазряд и снижает срок ее службы. Все соединения азота (нашатырного спирта) сокращают срок службы пла­стин: у положительных пластин разрушается решетка, а у отрицатель­ных пластин ускоряется сульфация. При попадании в электролит соля­ной кислоты и других соединений происходит усиленный саморазряд батарей и разрушение сепараторов.