Cínovanie je technika, ktorá sa uplatňuje v značnej miere napr. pri reštaurovaní automobilov-veteránov a umožňuje opravy karosérií, ktorým sa vyrovnávajú nerovnosti, tvarujú hrany, zarovnávajú spoje atď. Pred následným lakovaním sú opravy, kedy sa na povrch karosérie nanáša roztavená cínová spájka, veľmi kvalitné, ale na rozdiel od karosárskych tmelov trochu časovo i odborne náročnejšie na prevedenie a drahšie.
Spájkovacia pasta je forma spájky, ktorá sa používa pri spájkovaní SMD komponentov infračervenými reflow spájkovacími vlnami, alebo pri ručnom osádzaní a následnom teplovzdušnom spájkovaní počas procesu montáže PCB. Spájkovacia pasta poskytuje významné výhody pri výrobe a jej konzistencia umožňuje, aby sa celkový výrobný proces stal jednoduchým a ľahko reprodukovateľným. Spájkovacia pasta je v podstate spájka z práškového kovu suspendovaná v hustóm médiu, ktoré sa nazýva tavidlo. Pridané tavidlo slúži ako dočasné lepidlo, pričom drží komponenty, až kým proces spájkovania spájku neroztopí a neprispájkuje jednotlivé časti dohromady.
Pasta je sivý, tmelovitý materiál. Zloženie spájkovacej pasty sa líši v závislosti od použitia. Napríklad pri spájkovaní komponentov z plastových materiálov (napr. konektory) na PCB dosku so sklenenými vláknami FR4 sú použité spájkovacie zmesi eutektické, Sn-Pb (63% cín, 37% olovo) alebo zliatiny SAC (cín / striebro / meď, pomenované pre elementárnych prvkov). Symboly Sn / Ag / Cu). Ak potrebujete vysokú pevnosť v ťahu a šmyku, môžu sa použiť zliatiny cínu a antimónu (Sn / Sb). Ako naznačuje názov, má textúru pasty, a teda aj jej názov.
Typická konzistencia spájkovacej pasty.
Tradičným zložením do nedávna bol cín a olovo, ale s legislatívou zavedenou po celom svete sa v súčasnosti používajú iba bezolovnaté spájky. Môžu byť vyrobené z rôznych zmesí. Jednou z nich je napr. 99,7% cínu (Sn) a 0,3% medi (Cu). Existujú rôzne druhy spájkovacej pasty a je preto vždy vhodné zvoliť najoptimálnejší typ, ktorý zapadá do použitého procesu montáže PCB.
Zloženie a vlastnosti cínovacej pasty
Základom cínovania je vhodné zloženie cínovacej tyčky. Čistý klampiarsky cín nemá potrebnú "kašovitú" formu. Môžete si jednoduchým testom overiť jej vhodnosť. Stačí malý kúsok, napr. gulička s priemerom do 1cm. Skúste ju ohriať a hladidlom vyformovať.
Pasta na cínovanie: jej úlohou je vytvoriť medzivrstvu, spájajúcu podklad - oceľový plech s výplňou - cínom. Pasta je zmes kovu a rozpúšťadiel korózie. Pri ohreve reaguje s koróziou a rozpúšťa ju.
Cín: tyčky, ktoré používame na spájkovanie sú zmesou cínu a olova. Cínu býva od 15-40%. Zloženie ovplyvňuje vlastnosti a najmä rozmedzie teplôt začiatku tavenia (solidus) a úplného roztavenia (likvidus).
Bezolovnatá spájkovacia pasta tvorená práškom zo zliatiny cínu a tavidla. Vlastnosti spájkovacej hmoty sú odvodené z chovania klasickej spájky v pomere 63/37 teda 63% Sn 37% Pb. Pre zachovanie konštantných vlastností spájkovacej zmesi odporúčame pri dlhodobejšom skladovaní uchovávať pastu v chladničke.
Zliatina cínu, striebra a medi (pomer Sn96,5 / Ag3,0 / Cu0,5) má vyšší bod tavenia ako zliatina SnZn (219 ° C), zato je však menej náchylná k oxidácii. Pre porovnanie uvádzame, že pri olovnatej spájke Sn / Pb je dosiahnutý tekutý stav pri teplote 183 ° C.
Táto zliatina vychádza z vlastností bezolovnatej spájky SN42Bi58. Jeden percentuálny bod obsahu bizmutu je nahradený striebrom, čo prináša zlepšenie mechanických i elektrických vlastností, najmä však zlepšenie priľnavosti. Jednými z používaných substituentov olova v bezolovnatých spájkach sú bizmut (Bi) a striebro (Ag).
Jedným z používaných substituentov olova v bezolovnatých spájkach je bizmut (Bi). Tento prvok v zliatine s cínom výrazne znižuje bod topenia a navyše má priaznivú cenu. Spájka Sn42Bi58 dosahuje veľmi nízkeho bodu topenia - 141 ° C a hodí sa preto na spájkovanie systémov citlivých na tepelné zaťaženie počas spájkovania.
Postup cínovania
Miesto ktoré treba cínovať nahrubo očistite pomocou uhlovej brúsky s lamelovým kotúčom. Miesto je treba očistiť čo najlepšie, vrátane priehlbín a jám. Inak budú problémy s pocínovaním.
Na rovnomerné nanesenie pasty použite štetec. Počas ohrievania sa zmení povrch zo sivého matného na kovovo lesklý. Po ohriatí treba odstrániť prebytočnú pastu a nečistoty z tavidla. Najlepšie sa to robí čistou bavlnenou látkou.
Správne pocínovaný povrch plechu je pripravený na nanesenie spájky. V prípade, že povrch nie je súvislý, treba chyby znovu obrúsiť a opraviť.
Nanesenie cínu chce prax. Na začiatok je dobré mať pocínovanú plochu vodorovne, aby roztavený cín nemal snahu vytiecť.
Tyčku s cínom treba ohriať na teplotu, keď sa začína taviť, ale ešte nie je tekutá. Dá sa to odhadnúť podľa zmeny farby povrchu, najprv trochu zmatnie a potom sa začne lesknúť.
Na hladenie cínu používam drevené hladidlo. Hladiacu plochu namáčam do kvapaliny, ktorá sa používa pri zváraní na obmedzenie lepenia guličiek na zváraný povrch. Hladiacu plochu jemne utriem, aby nebola mokrá. Kvapalinu majte poruke, pri hladení sa drevo ohrieva, treba ho opakovane namáčať.
Po nanesení dostatočného množstva cínu ho treba nahriať do kašovitej formy, aby sa dal roztierať. Ohrievať treba malým plameňom.
Urovnanie povrchu do požadovaného tvaru pomocou dreveného hladidla.
Po ochladnutí cínu môžme začať s brúsením do výsledného tvaru, napr. prípadne oceľovej ihly. Pre urýchlenie brúsenia je možné použiť uhlovú brúsku a lamelový kotúč. Treba brúsiť jemne, inak sa povrch cínu nataví a zalepí kotúč. Natavený povrch už nemusí byť rovný a hladenie bude treba opakovať.
Dôležité aspekty a bezpečnostné opatrenia
Pred vlastným cínovaním sa musí dané miesto nielen dobre očistiť a odmastiť, ale aj správne použiť cínovacia pasta bez obsahu olova (S-Sn97Cu3). Cínovacia spájka bez olova v tyčkách je určená pre cínovanie karosérií, má zloženie S-Sn92Cu8 (92% cínu a 8% medi podľa DIN EN ISO 9453: 2006), cínovej spájky pre stavebné klampiarov, elektrikárov alebo kúrenárov majú iné, pre cínovanie karosérií nevhodné vlastnosti.
Očistenie miesta po cínovaní: zvyšky pasty treba bezpodmienečne odstrániť. Chemické rozpúšťadlá, ktoré nám pomáhajú rozpustiť hrdzu, sú agresívne látky, často kyseliny. Ak ostanú zvyšky rozpúšťadiel po dokončení práce na povrchu kovu, začnú reagovať a vytvárať novú koróziu. To je nebezpečné, preto treba kontrolovať okolie po cínovaní po 2-4 týždňoch a prípadnú hrdzu odstrániť.
Pri práci treba dbať na bezpečnosť: nebezpečné sú výpary, ktoré vznikajú pri cínovaní a aj prach, ktorý vzniká pri brúsení.
Možné poškodenie zdravia: Olovo môže poškodiť reprodukčné schopnosti, plod v tele matky a dojčatá prostredníctvom materského mlieka. Môže tiež spôsobiť poškodenie orgánov pri predĺženej alebo opakovanej expozícii.
Preto je nevyhnutné používať ochranné rukavice, odev, okuliare a v prípade potreby aj respirátor.