Sommario
1. Introduzione
2. Cos'è esattamente il flusso per saldatura?
3. Come funziona il flusso per saldatura
4. Come scegliere il flusso migliore per una saldatura elettronica di alta qualità
5. Qual è la differenza tra flusso per saldatura e pasta saldante?
6. Come utilizzare il flusso per saldatura
7. Domande frequenti
Introduzioni
Perché il flusso per saldatura è fondamentale nella saldatura di schede a circuito stampato (PCB) e nell'assemblaggio di PCB
La saldatura è una delle procedure più importanti nella produzione di dispositivi elettronici, dai semplici progetti hobbistici fino alla complessa saldatura di schede madri e all'assemblaggio di PCB ad alta densità. Un buon giunto saldato non consiste semplicemente nel fondere un filo saldante e sperare che aderisca. Dipende da superfici metalliche pulite, da una temperatura controllata e da un’adeguata preparazione della superficie da saldare. Senza questi elementi, anche un componente posizionato correttamente può fallire a causa di un collegamento debole, irregolare o contaminato dall’ossidazione del metallo.
Questo è il punto in cui la modifica con flussante diventa estremamente importante. Il flussante contribuisce a preparare la superficie della basetta PCB, migliora la bagnabilità, elimina gli ossidi dalle superfici metalliche e garantisce un solido legame metallico tra i terminali dei componenti e le piste della basetta PCB. Sia nella saldatura manuale che nell’assemblaggio automatico delle basette PCB, il flussante rappresenta uno di quegli elementi apparentemente silenziosi ma fondamentali che determinano se una basetta funzionerà in modo affidabile o svilupperà problemi in un secondo momento.
In termini semplici, il flussante non è un "aiuto aggiuntivo" opzionale. È un agente chimico per la pulizia e un attivatore del flussante che rende la saldatura molto più facile, più pulita e decisamente più affidabile. È per questo motivo che ingegneri, tecnici specializzati nella riparazione e appassionati di elettronica scelgono sempre il tipo di flussante più adatto al compito da svolgere.
L'errore comune commesso dai principianti nella saldatura di basette PCB
Un errore molto comune tra i principianti consiste nel tentare di saldare senza usare il flussante appropriato o utilizzando il tipo sbagliato di flussante per l’applicazione specifica. Il risultato è generalmente una giunzione di saldatura difettosa, una circolazione insufficiente della saldatura, ponticelli di saldatura o giunzioni che sembrano correttamente collegate ma si rivelano inadeguate sotto vibrazioni, calore o utilizzo prolungato. Molti di questi problemi si verificano perché la saldatura non riesce a bagnare correttamente una superficie sporca o ossidata.
Quando un metallo è esposto all’aria, forma uno strato sottile di ossido. Questo ossido è spesso invisibile, ma impedisce una corretta adesione tra la saldatura e i terminali del componente o le piste della scheda a circuito stampato (PCB). Il flussante risolve questo problema contribuendo alla rimozione degli ossidi e favorendo il bagnamento da parte della saldatura prima e durante la procedura di saldatura. In sostanza, esso favorisce la creazione delle condizioni necessarie per ottenere una connessione elettrica e meccanica resistente.
Questo è importante sia per i lavori semplici che per quelli ingegnosi. Che tu stia realizzando prototipi di PCB, riparando circuiti o installando componenti SMT su schede spesse con elementi a passo fine, il flussante aumenta le probabilità di successo. Inoltre riduce la necessità di ritocchi, consentendo di risparmiare tempo, abbattere i costi e migliorare l’integrità del PCB.
In che modo il flussante per saldatura migliora i circuiti elettronici e le prestazioni dei PCB
Negli strumenti digitali, anche piccoli difetti possono causare problemi rilevanti. Un punto debole in un circuito elettronico può provocare guasti intermittenti, segnali instabili, surriscaldamento o addirittura il completo malfunzionamento della scheda. Per questo motivo la saldatura dei PCB deve essere considerata una procedura di precisione, non semplicemente un’operazione manuale di assemblaggio.
Il flussante per saldatura migliora il processo in tre modi fondamentali:
Pulizia: aiuta a pulire le superfici metalliche di contatto ed elimina gli inquinanti superficiali.
Bagnabilità: riduce la tensione superficiale affinché la saldatura si distribuisca correttamente.
Protezione: aiuta a prevenire la ri-ossidazione durante la formazione del giunto.
Queste funzioni sono particolarmente essenziali nel saldatura senza piombo, dove temperature più elevate possono aggravare ulteriormente i problemi di ossidazione. Sono altresì fondamentali nei circuiti ad alta frequenza, nei formati di PCB multistrato e nella produzione di PCB ad alte prestazioni, dove la qualità della saldatura influisce sia sull'affidabilità elettrica sia sulla robustezza meccanica.
La scelta del giusto tipo di flussante svolge un ruolo fondamentale nella prevenzione dei problemi sui PCB. Contribuisce a ridurre inconvenienti comuni quali:
giunzioni eccellenti
ponticelli di saldatura
adesione insufficiente
collegamenti deboli
protezione inadeguata delle piste
Perché la scelta del tipo corretto di flussante è fondamentale fin dall'inizio
Non tutti i flussi coincidono. Applicazioni diverse richiedono tipi diversi di flusso e la scelta del flusso sbagliato può causare difficoltà nella pulizia, ruggine o risultati inadeguati. Ad esempio, il flusso a base di resina colofonia è ampiamente utilizzato nell’elettronica poiché è efficace e generalmente sicuro per numerose applicazioni su schede a circuito stampato (PCB). Il flusso a base di acidi organici è più potente ed è spesso impiegato quando è necessaria una rimozione più aggressiva degli ossidi. Il flusso a base di acidi inorganici può pulire metalli più resistenti, come ottone, rame e acciaio inossidabile, ma di norma non è adatto per dispositivi elettronici a causa dei suoi residui aggressivi.
Questo è il motivo per cui comprendere inizialmente il flusso è così importante. Il flusso ideale garantisce:
una preparazione più accurata della superficie della PCB
un processo di saldatura migliore
un miglioramento della qualità dei giunti saldati
una maggiore stabilità elettrica
minori danni durante la riparazione o la modifica della PCB
Inoltre, contribuisce alla finitura e all'aspetto estetico. In alcuni ambiti, in particolare dove è richiesto un rivestimento conformale o un'eccellente qualità estetica della scheda a circuito stampato (PCB), il controllo dei residui diventa altrettanto importante quanto l'efficienza elettrica. Un processo di saldatura che lascia depositi eccessivi di flussante può interferire con gli strati, le ispezioni o l'integrità duratura, qualora non venga rimosso efficacemente.
Che cos'è il flussante per saldatura?
Definizione e funzione del flussante per saldatura nella saldatura di schede a circuito stampato (PCB)
Il flussante per saldatura è un agente chimico pulente utilizzato durante la saldatura per preparare le superfici metalliche al collegamento. Il suo compito principale consiste nell'eliminare gli ossidi presenti sulla superficie del metallo, ridurre la contaminazione e facilitare la diffusione e l'adesione del saldante fuso sulle zone ottimali. Nel settore elettronico, ciò significa generalmente pulire i pad della PCB, i terminali dei componenti e altre aree conduttive affinché possano formare un solido legame metallo-metallo.
A un livello fondamentale, il flusso è necessario perché gli acciai si ossidano quando esposti all’aria. Anche se una piazzola appare lucida, potrebbe già presentare un sottile strato di ossido che impedisce un’adeguata saldatura. Quando viene applicato calore, il flusso diventa attivo e contribuisce a rimuovere tale barriera. Questo processo è comunemente denominato attivazione termica ed è uno dei motivi per cui il flusso risulta così essenziale sia nella saldatura manuale che nell’assemblaggio automatico di schede a circuito stampato (PCB).
Il flusso è disponibile in diverse forme, tra cui:
Pasta per flusso
Liquido per flusso
Pennarello per flusso
Flusso incorporato nel filo saldante o nel filo saldante tubolare
Flusso presente nella pasta saldante per l’assemblaggio SMT
Qual è la funzione effettiva del flusso per saldatura?
Il flusso non è semplicemente un detergente: svolge contemporaneamente diverse funzioni tecniche:
Rimozione degli ossidi: contribuisce a eliminare gli ossidi dalle piste di rame, dai terminali dei componenti e da altre parti metalliche.
Pulizia della superficie: rimuove i contaminanti superficiali leggeri, come polvere, olio e frammenti microscopici.
Miglioramento dell’umidificazione: riduce la tensione superficiale affinché la saldatura si diffonda in modo uniforme, anziché accumularsi irregolarmente.
Supporto all’adesione su acciaio: genera una superficie più pulita, consentendo alla saldatura di formare un giunto più resistente.
Protezione dalla re-ossidazione: protegge l’area riscaldata per un tempo sufficiente a completare la procedura di saldatura.
Queste caratteristiche rendono il flusso per saldatura essenziale nella realizzazione di PCB, nella riprogettazione di PCB e nella riparazione di circuiti. Senza flusso, la saldatura potrebbe non aderire adeguatamente alla superficie metallica, causando problemi, giunti deboli o conducibilità instabile.
Di cosa è composto il flusso per saldatura
La composizione specifica dipende dal tipo di flusso, tuttavia molti prodotti contengono:
Attivatori nel flusso per rimuovere gli ossidi
Materiali o sostanze veicolanti
Solventi come acqua o alcol isopropilico
Ingredienti che regolano il flusso, l'acconto e le attività di attivazione
Alcuni aggiustamenti si basano su prodotti completamente naturali provenienti dalla resina oleoresinosa di conifere sempreverdi. Altri utilizzano acidi naturali come l’acido citrico, l’acido lattico o l’acido stearico. Formule più potenti possono impiegare una chimica decisamente più aggressiva per applicazioni non elettriche di saldatura o per la giunzione industriale dell’acciaio.
Un modo utile per pensare al fondente è il seguente:
Il fondente svolge il lavoro invisibile, in modo che la saldatura possa compiere il lavoro visibile.
Dove viene utilizzato il fondente nell’elettronica
Il fondente è presente in quasi ogni fase della produzione e della riparazione di dispositivi elettronici moderni:
Assemblaggio smt
Saldatura a foro passante
Saldatura a onda
Rifusione della saldatura
Prototipazione PCB
Saldatura di dispositivi elettronici per appassionati
Fissaggio di schede spesse o a passo fine
Preparazione delle schede per lo strato conformale
È particolarmente vantaggioso in scenari in cui la scheda presenta già un certo grado di ossidazione o in cui il formato è spesso. Ad esempio, componenti a passo fine e schede PCB spesse sono più difficili da saldare rapidamente, quindi l’uso del flussante evita la formazione di giunti difettosi e migliora la precisione.
Breve caso di studio: flussante nella riparazione di schede PCB
Un tecnico specializzato nella riparazione di una scheda madre per telefono cellulare potrebbe dover sostituire un connettore danneggiato. La scheda è di piccole dimensioni, i pad sono fragili e i componenti circostanti sono molto ravvicinati. Senza l’uso di flussante, la saldatura potrebbe non bagnare uniformemente i pad e il giunto potrebbe risultare irregolare o creare un cortocircuito con una pista adiacente.
Applicando il flussante con una punta fine o utilizzando una penna dosatrice, il tecnico può:
pulire l’area di saldatura,
favorire un flusso più regolare della saldatura,
ridurre il tempo di riscaldamento,
migliorare la qualità del giunto finale.
Come funziona il flussante per saldatura nel processo di saldatura
I tre compiti principali del flussante
Per comprendere in modo semplice le funzioni del flussante per saldatura, è utile suddividerne il ruolo in tre funzioni fondamentali:
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Funzione
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Cosa Fa
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Perché è importante
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Pulizia
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Rimuove gli ossidi e i contaminanti
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Espone l'acciaio pulito per la formazione del giunto
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Bagnante
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Riduce la tensione superficiale
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Aiuta la saldatura a diffondersi uniformemente
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Protezione
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Previene la ri-ossidazione durante il riscaldamento
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Mantiene l'area saldabile per il tempo sufficiente a completare il giunto
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1. Pulizia mediante flussante: rimozione di ossidi e contaminanti superficiali
La prima cosa che fa il flussante è pulire la superficie metallica. Rame, ottone e altri metalli sviluppano normalmente strati di ossido quando esposti all'aria. Su una scheda a circuito stampato (PCB), tali ossidi possono depositarsi sulle piazzole della PCB, sui terminali dei componenti e sulle superfici da saldare. Inoltre, anche un sottile strato di ossidazione può ridurre l’adesione della saldatura.
Quando la pistola termica riscalda la zona, il flussante entra in azione e inizia a decomporre lo strato di ossido. Spesso, è proprio questa azione che rende possibile realizzare un giunto altrimenti difficoltoso. L’azione pulente contribuisce inoltre a rimuovere contaminazioni leggere, quali:
impronte digitali
polvere
residui della produzione
ossidazione dovuta alla conservazione
piccoli residui derivanti dalla manipolazione
2. Bagnabilità del flussante: favorire il fluire della saldatura
La bagnabilità è uno dei principi più importanti nella saldatura. Quando la saldatura bagna una superficie, si espande uniformemente e aderisce efficacemente. Quando invece non bagna bene, la saldatura può formare gocce isolate, ritirarsi o creare una sfera opaca e fredda, anziché un giunto solido.
La regolazione migliora la bagnabilità riducendo l’ansia legata alla superficie. In termini pratici, ciò significa che la saldatura fusa può muoversi in modo molto più uniforme sulla piazzola e intorno ai terminali del componente. Questo è particolarmente utile nel lavoro con saldature senza piombo, dove la bagnabilità può risultare più difficile poiché il processo richiede generalmente una quantità maggiore di calore.
Ottima bagnabilità favorisce:
smussature di saldatura lisce
una copertura migliore delle piazzole
minore rischio di palline di saldatura
minor numero di difetti di saldatura e di problemi correlati.
collegamenti fisici ed elettrici più robusti.
3. Protezione del flusso: prevenzione della ri-ossidazione
Non appena il metallo viene riscaldato, può ossidarsi nuovamente in modo estremamente rapido. Gli agenti di flusso creano una barriera protettiva immediata sulla superficie calda, consentendo alla saldatura di legarsi prima che l’ossidazione si ripresenti. Questa protezione è essenziale durante la saldatura manuale, dove l’operatore dispone di una finestra temporale molto limitata per applicare il filo di saldatura e completare il giunto.
Queste abitudini di sicurezza sono inoltre fondamentali nel controllo del processo di rifusione delle saldature e della saldatura. Negli impianti produttivi, gli ausili standard per la gestione delle variazioni garantiscono che ogni scheda nella linea di assemblaggio PCB riceva esattamente lo stesso livello di protezione superficiale.
Un semplice esempio di saldatura
Immaginate di saldare un cavo a una piazzola di rame:
La piazzola è leggermente ossidata.
Il flussante viene applicato sulla piazzola.
La fiamma della torcia da saldatura riscalda la zona.
Il flussante si attiva e inizia la pulizia.
Il filo saldante fonde e si diffonde sulla piazzola.
Il giunto si solidifica formando un collegamento robusto e conduttivo.
Intervallo di temperatura e attivazione
Varie modifiche si attivano a diversi livelli di temperatura selezionati. Ciò comporta problemi poiché, se il flusso è anch'esso ridotto al minimo, la modifica potrebbe non pulire correttamente. Se la temperatura è troppo elevata, il flusso può bruciare troppo rapidamente o lasciare residui in quantità maggiore del previsto. Abbinare la tipologia di flusso alla temperatura appropriata rientra nelle migliori pratiche di saldatura.
Come norma generale:
i flussi a bassa attività sono adatti per superfici più pulite.
i flussi più aggressivi sono adatti per superfici maggiormente ossidate.
i flussi per strumenti digitali vengono scelti con estrema cura per garantire la conducibilità elettrica.
Scelta del flusso migliore per una saldatura elettronica di alta qualità
Come scegliere il flusso per saldatura più adatto
Il flusso per saldatura più efficace dipende dall’applicazione specifica, dai materiali utilizzati e dalla quantità di pulizia che è possibile effettuare dopo la saldatura. La scelta di un flusso inadatto può compromettere la qualità dei giunti saldati, causare problemi di residui o ridurre l’efficienza ottimale della scheda a circuito stampato (PCB).
Guida alla scelta del flusso
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Situazione
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Flusso consigliato
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PERCHÉ
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Riparazione di dispositivi elettronici generici
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Flusso di colofonia
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Affidabile, pratico e sicuro per numerosi interventi su schede a circuito stampato (PCB)
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Ossidazione estesa su componenti elettronici
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Modifica con acidi organici, con pulizia completa
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Forte potere di pulizia
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Produzione SMT ad alto volume
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Flux senza pulizia
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Processo più rapido e molto meno pulizia necessaria.
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Lavorazioni non elettriche su ottone/rame/acciaio inossidabile
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Flusso a base di acidi inorganici
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Pulizia intensa su acciai difficili
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Schede che necessitano di rivestimento conformale
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Flusso a base di resina con residui ridotti o flusso senza pulizia
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Migliore compatibilità con le finiture
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La compatibilità dei materiali è fondamentale
Non ogni modifica è sicura per ciascuna area. Ad esempio:
I pad in rame su una scheda a circuito stampato funzionano normalmente bene con modifiche di grado elettronico.
Ottone e acciaio inossidabile potrebbero richiedere modifiche molto più aggressive in applicazioni non elettroniche.
I componenti fragili e le schede ad alta frequenza richiedono flussi a basso residuo e con chimica controllata.
Le schede con lunga vita operativa richiedono modifiche che garantiscano stabilità duratura.
Cosa cercare in un flusso di qualità
Quando si acquistano o si scelgono componenti di ricambio, cercare:
etichettatura chiara per l’uso con dispositivi digitali.
informazioni sulle abitudini di deposizione.
esigenze di pulizia.
intervallo di temperatura raccomandato.
compatibilità con saldature senza piombo.
istruzioni per la sicurezza e lo stoccaggio.
Un ottimo adattamento deve certamente garantire:
giunzioni pulite.
bagnatura quasi completa.
problemi marginali.
gestione agevole durante la revisione della scheda a circuito stampato (PCB).
risultati costanti sia nella progettazione che nella produzione.
Qual è esattamente la differenza tra flussante per saldatura e pasta saldante?
Flussante per saldatura vs pasta saldante
Questi due termini sono spesso confusi, ma non sono identici.
Il flussante per saldatura è un agente pulente e bagnante utilizzato per preparare le superfici alla saldatura. La pasta saldante è una miscela contenente piccole particelle di stagno/piombo o lega senza piombo, flussante e numerosi altri componenti, impiegata prevalentemente nella tecnologia SMT (Surface Mount Technology) e nella saldatura con rifusione.
Perché questa differenza è importante
Se si utilizza il flussante al posto della pasta saldante, i componenti non rimarranno fissati in posizione durante la saldatura con rifusione. Se invece si utilizza la pasta saldante per una piccola riparazione, si potrebbe impiegare troppo materiale, causando cortocircuiti (bridging) o problemi di pulizia.
In termini pratici:
Il flusso ti aiuta a saldare.
La pasta saldante ti consente di applicare contemporaneamente flusso e saldatura.
Questo è particolarmente fondamentale nell’assemblaggio automatico di PCB, dove la procedura di stampa tramite stencil dipende da un volume specifico di pasta. È inoltre importante nella prototipazione e nella riparazione di PCB, dove una penna per flusso potrebbe essere lo strumento più adatto rispetto alla pasta.
Quando la pasta saldante contiene già flusso
La pasta saldante contiene già flusso, quindi potresti non aver bisogno di un flusso aggiuntivo per alcune applicazioni SMT. Tuttavia, l’aggiunta di flusso può comunque risultare utile in determinate situazioni, ad esempio:
riparazione.
piste difficili da saldare.
componenti ossidati.
miglioramento del bagnamento su giunzioni complesse.
Come utilizzare il flusso per saldatura
Come utilizzare correttamente il flussante per saldatura
Utilizzare correttamente il flussante è altrettanto cruciale quanto scegliere il tipo più adatto. Un’applicazione ottimale del flussante migliora la pulizia della zona, favorisce il trasferimento termico e contribuisce a creare un giunto di saldatura resistente, senza sprecare prodotto o lasciare residui indesiderati.
Il flussante è disponibile in diversi tipi:
pasta per flussante.
fluido per flussante.
penna per flussante.
filo saldante con anima di flussante.
cavo saldante tubolare.
Passo 1: Scegliere il flussante
Iniziare selezionando il flussante più adatto per il lavoro.
Considera:
Tipo di PCB: PCB a singolo strato, PCB a doppio strato o PCB multistrato.
strategia di saldatura: saldatura manuale, saldatura ad onda o montaggio SMT.
prodotto: rame, ottone, acciaio inossidabile o area divisa.
esigenze di pulizia: pulizia parziale o pulizia completa.
Passo 2: Pulire la superficie del PCB
Prima di procedere alla saldatura, rimuovere sporco, grasso, residui vecchi e ossidazione evidente. Questa operazione rappresenta una preparazione eccellente della superficie del PCB e migliora le prestazioni della saldatura.
Metodi comuni di pulizia:
pulizia con alcol isopropilico.
tessuto senza pelucchi.
solvente per la pulizia di PCB autorizzato.
pulizia delicata per particelle ostinate.
Passo 3: Applicare il flussante
Applicare uno strato sottile e uniforme di flussante sulla zona da saldare. Non applicare in eccesso, a meno che la procedura non lo richieda.
Buone abitudini di applicazione:
utilizzare una penna per flussante per lavori di precisione.
utilizzare il flussante liquido per le piazzole e le zone di piccole dimensioni.
utilizzare la pasta modificata per riparazioni mirate.
coprire esclusivamente l’area da saldare.
evitare di inondare la scheda.
Passo 4: Riscaldare
Ora riscaldare il saldatore o la stazione di rifusione. Questo è il momento in cui avviene l'attivazione termica. Il flusso inizia a rimuovere gli ossidi, a migliorare la bagnabilità e a preparare la superficie per la circolazione della saldatura.
IMPORTANTE:
non surriscaldare anche il giunto.
consentire al flusso di attivarsi prima di aggiungere la saldatura.
non interrompere troppo presto la rimozione del flusso.
Passo 5: Eseguire la saldatura
Quando il flusso è attivato, applicare il filo di saldatura. Consentire alla saldatura di fluire normalmente nel giunto, invece di premere il filo contro di esso.
Buone pratiche:
appoggiare la saldatura sulla piazzola riscaldata, non solo sulla punta del saldatore.
lasciare che l’azione capillare aiuti la diffusione della saldatura.
cercare un cordone liscio e lucido.
rimanere immobili per evitare di spostare il giunto prima che si raffreddi.
Passo 6: Pulire l'area di lavoro
Se il tipo di saldatura richiede una pulizia, rimuovere i residui dopo la saldatura. Ciò è particolarmente essenziale per le modifiche solubili in acqua e per i flussi a base di acidi inorganici.
Domande frequenti
La pasta saldante è la stessa cosa del flusso?
No. La pasta saldante è composta da polvere di saldatura più flusso. Il flusso per saldatura, da solo, è un agente detergente e bagnante.
Qual è il tipo più comune di flusso utilizzato nella saldatura?
Per i dispositivi elettronici, il flusso a base di resina colofonia è uno dei tipi più comuni e ampiamente utilizzati.
Cos'è il flusso 'no-clean'?
È un flusso a basso residuo progettato per lasciare depositi minimi dopo la saldatura, spesso utilizzato nella produzione.
Il flusso per tubazioni può essere utilizzato su componenti elettronici?
Generalmente no. Le modifiche alle pipeline sono spesso troppo aggressive e potrebbero lasciare depositi corrosivi che danneggiano i dispositivi digitali.
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