Георгий Александров

Главный инженер компании ProSMD

Каждый, кто хоть раз чистил паяльник от нагара, может разделить восторг от появления необгораемых керамических жал. К сожалению, развитие технологий пока не позволяет делать из этого же материала печи для пайки, поэтому в полный рост встает проблема очистки их узлов.

Пытливый читатель может задать вопрос: а нужно ли, собственно, что-то чистить, ведь платы в таких печах контактируют лишь с воздухом – в случае конвекционных/инфракрасных агрегатов, или непосредственно с припоем – в волновых/струйных установках пайки.

Нужно, и на то множество причин:

• чисто механическая – отложения своей липкой коркой начинают влиять на работу их подвижных частей;

• безопасность труда – достаточно толстый слой нагара неизбежно станет вонять и гореть;

• технологическая – мощные отложения образуют непредусмотренную теплоизоляцию, наличие которой может приводить к перегреву, пока оператор задумчиво чешет репу, пытаясь списать постоянные коррекции термопрофиля на включение в цеху отопления.

Чтобы избавиться от нагара, прежде всего, нужно понять, чем он является.

Для простоты, рассмотрим наиболее распространенный случай, который даст представление и о проблеме в целом. Таковым случаем является налет в печах атмосферной пайки – темно-коричневая неприятная субстанция, которую англоговорящие юзеры называют «лак». «Лак» отличается липкостью и наличием исключительных проблем в его отдирании. Достаточно приемлемой аналогией будет старая сковорода с газовой, или еще хуже – дровяной плиты, покрытая сажей и обгоревшим жиром, которую чистят раз в 5 лет изводя уйму воды, стальных губок и неквалифицированного труда.

Если сковороду можно обновить, прогревом до 800 ℃ или продолжительной чисткой в раковине, заполненной горячим раствором щелочи, то детали станков вынуждают нас к более деликатному обращению.

Состав отложений при пайке чуть-чуть отличается от того, что готовится у вас на кухне.

Главную лепту вносит, разумеется, флюс – и неудивительно, поскольку кипит при ощутимо более низкой чем олово (2 602°C) температуре. Канифоль (примем, что по составу и свойствам, она, в общем, тождественна абиетиновой кислоте), синтетические смолы, гомогенизирующие и противослеживающие добавки – гликоли и эфиры, активирующие присадки, такие, как фенилфосфины, дикарбоновые кислоты, а иной раз, галогенные активаторы либо этаноламины.

Все эти компоненты могут претерпевать в ходе нагрева испарение, деполимеризацию, пиролиз и окисление. Находясь в разной стадии разложения, они частично уходят в вытяжку, а частично оседают по всем поверхностям внутри печи, особенно на частях, которые с внешней стороны охлаждаются атмосферным воздухом. 

Канифоль и прочие смолы в ходе пиролиза разлагаются с образованием газообразных продуктов и, более интересующих нас, циклических углеводородов, образующих деготь. Эти соединения, оседают в первую очередь, в то время, как более летучие, включая ксилолы, фенолы, альдегиды и прочий ароматический зоопарк, а также первые члены алканового ряда и крайне полезный для последующих реакций CO, вступают в реакции синтеза и реполимеризации, с образованием высокоинертных термореактивных продуктов.

Кроме того, часть органики доходит до конечной стадии пиролиза, превращаясь в аморфный углерод (сажу), который с радостью включается в структуру отложений, служа прекрасным армирующим материалом в этом хреновом композите. Однако, углерод не является единственным продуктом, который осаждается сразу в твердой фазе – во время испарения вязкой составляющей паяльной пасты, кипящий материал разбрызгивает незначительное количество эмульгированного припоя, который из-за своей малой фракции, оказывается в воздухе. Распыленные металлы частично окисляются и вступают при высокой температуре во взаимодействие с продуктами пиролиза органических кислот, образуя металлополимеры, которые на внутренней поверхности станка оседают в виде плотных включений характерного блеска.

В ходе множества циклов нагрева, достигается наиболее высокая степень пиролиза и окисления, так что остаются в итоге наиболее инертные вещества. Структурно пленка имеет вид плотно спаянных между собой дегтевых слоев, армированных твердыми включениями, которые перемежаются пузырьками газов и конденсированных жидкостей.

Наконец, нужно подумать, как это снимать. Есть мало вещей, которыми вы можете напугать пленку липкой черноты, которую весь день жарят при температуре более двухсот градусов. В их число конечно, входит спирто-бензиновая ванна  и бронзовая щетка, которые вместе, как Святая Инквизиция и огонь, изгонят любую грязь, но будем откровенны – заниматься этим не будет никто. Необходимость разборки и токсичные пары с пылким характером не добавляют методу популярности, особенно для объемных деталей.

Состав средств для удаления нагара должен включать высококипящие органические растворители, которые, воздействуя на поддающиеся им компоненты отложений, нарушают их связность, способствуя, разупрочнению. Высококипящие в том числе потому, что обрабатываемые поверхности, чтобы не ждать остывания и поспособствовать пущему растворению, частенько обрабатывают «на горячую», при температуре до 60 ℃. Для облегчения проникновения растворителей в толщу закопчения, в чистящие жидкости могут добавляться пенетранты, которые ускоряют процедуру.

Естественно, загрязнения должны отделяться от очищаемого объекта, потому добавляются и мыльные ингредиенты, среди которых, по иронии, иногда оказываются алканоламины, подобные тем, которые содержались в пасте изначально. Если же применяются специализированные средства для мытья после применения высокоактивных флюсов, могут комбинироваться лаурилсульфоэтоксилаты со сложными эфирами фосфорной кислоты и старым-добрым гидроксидом натрия.

Удаление нагара должно производиться регулярно, делясь на несколько градаций:

• Ежесменно по необходимости – шторки на атмосферных печах, флюсоуловители на вакуумных;

• Наиболее загрязненных узлов – 3-4 раза в месяц, в их число входят зоны охлаждения и вытяжные узлы;

• Ежемесячно – внутренняя поверхность камеры, ТЭНы, вентиляторы;

• Квартальная/годовая чистка – с остановкой производства, разборкой, мытьем валов, цепей и прочего в специализированной установке, сменой рукавов вытяжки и рекалибровкой термодатчиков.

Более частая чистка требуется при высокой плотности монтажа – из-за большего количества пасты, и при использовании тугоплавких бессвинцовых припоев. Так же, для быстрой очистки применяются другие средства, нежели для ежегодного удаления остекленевшей копоти – не позволяйте соблазну упрощения снабжения сломать вашу печь.

Ну и по традиции, и в оправдание графомании – моя контора также предлагает специализированные средства для снятия нагара в паяльных машинах. Как всегда – наш любимый бренд Wiki и их жижа Wiki-169.

С вами был магистр Георгий – заезжайте, сходим в баньку.