Пайки. Данный способ соединения нескольких деталей воедино считается одним из наиболее надежных и простых.
Процесс пайки представляет собой целый ряд технологических мероприятий, результатом которых становится практичное и долговечное соединение. Подобные операции возможны, только если применяются специальные припои и флюсы, которые служат связующим веществом. Таким образом, качество соединения будет напрямую зависеть от свойств и характеристик, которыми обладает получившееся место стыка.
Данный способ соединения двух и более деталей был разработан египтянами более 5 тысячелетий назад. В те же времена был составлен список материалов, которые скрепляются подобным методом. Справедливо будет отметить тот факт, что данный список металлов и в настоящее время широко используется на производстве.
Кроме того, паяльная кислота является отличительной особенностью процесса пайки от процесса сварки. Разберемся в этих понятиях подробнее. Сваривание деталей происходит за счет нагрева их краев до температуры плавления и последующее сплавление этих краев в единое целое. В то же время пайка деталей представляет собой не что иное, как обычный нагрев требуемых участков деталей и дальнейшее наплавление на образованное разогретое пространство вещества, которое носит название "канифоль для пайки". При этом края металлических деталей не изменяют своих свойств, а лишь подвергаются нагреву. Следует отметить, что для соединения материалов используется легко расплавляемое специальное вещество. Благодаря своим отличным характеристикам, изделия, соединенные при помощи процесса пайки, порой являются даже более прочными, чем при сваривании.
Паяльная кислота обладает только одним недостатком: в силу некоторых особенностей соединения, полученные подобным образом, являются неразборными. Это значит, что замена износившихся деталей является невозможной.
В результате развития пластиковых деталей соединения пайкой и сваркой все меньше используются на заводах-производителях и в быту. Однако подобные процессы до сих пор являются незаменимыми для ремонта металлических деталей.
Паяльная кислота, определяемая для того или иного материала деталей, может немного отличаться по своему составу. Как собственно и припои, которые представляют собой сплав двух металлов, имеющих малые и близкие температуры плавления. На техническом языке подобный диапазон именуется зоной плавления.
Все вещества, используемые для соединения деталей, разделяются на три категории, благодаря которым можно получить твердую или мягкую, а также высокотемпературную пайку. Следует отметить, что последняя разновидность запрещена для применения в бытовых условиях именно из-за высоких значений температур.
Твердая пайка наделяет соединения высокой прочностью и тугоплавкостью. В отдельных случаях - ковкостью. В то же время мягкая пайка (основная область, где используется паяльная кислота) придает материалу упругость и гибкость.
Кислота для пайки является флюсом, который находится в особой категории, так как он отличается повышенной агрессивностью к материалам, с которыми работает. Данное вещество распространяется преимущественно в жидком виде, вне зависимости от своей концентрации. Иногда могут продаваться разбавленные разновидность, или же концентрированное вещество, которое можно разбавить самостоятельно. Помимо этого можно еще постараться сделать паяльную кислоту своими руками.
Все свойства материала определяют сферу ее применения. Она предназначена больше для сильно загрязненных металлов, у которых быстро образуются окислы или есть остатки ржавчины на поверхности. Из-за высокой активности материал оказывается опасным для контакта с кожей и поверхностью слизистых оболочек. Нужно знать правила использования кислоты, прежде чем приступать к работе с ней.
Технология, как сделать паяльную кислоту в домашних условиях, предполагает, что в итоге должна получиться субстанция, которая обладала бы свойствами, которые максимально соответствуют ГОСТ 23178-78. Это поможет повысить качество флюса, чтобы получать надежные соединения. Главное, чтобы свойства кислоты проявлялись и после нанесения, так как флюс на металле не только убирает жировые пленки и окислы, но и предотвращает их повторное образование. Стоит также отметить лучшую растекаемость припоя по поверхности и высокий уровень схватываемости с основным материалом.
Физико-химические свойства и состав
Перед тем, как сделать паяльную кислоту, следует ознакомиться с составом материала. В данное вещество входят:
- Кислота соляная;
- Хлорид амония;
- Хлорид цинка;
- Вода деионизированная;
- Смачивающая присадка.
Паяльная кислота в домашних условиях может иметь другие компоненты в своем составе. Главное, чтобы добиться обязательных свойств, которыми обладает этот флюс. Во-первых, здесь должна присутствовать высокая активность материала. Быстрое взаимодействие с элементами придает среде агрессивность и уничтожение практически всех вредных веществ, которые мешают нормальному проведению пайки. Это имеет побочный эффект, так как мелкие детали из металла могут пострадать в результате соприкосновения с кислотой. Подобными свойствами обладает и .
Кислота издает специфический запах и является вредной для здоровья, когда человек вдыхает ее пары. Таким образом, во время работы следует использовать респиратор, а помещение, в котором это все проходит, должно хорошо проветриваться. Требуется исключить попадание флюса на руки, глаза, а также другие поверхности, кроме самой заготовки и припоя.
Необходимые инструменты и материалы для изготовления
Следует понимать, что паяльная кислота в домашних условиях будет иметь несколько иной состав, что в свою очередь делает ее более простой в производстве. Для ее приготовления требуются следующие материалы и инструменты:
- Банка или другая емкость для приготовления и смешивания (желательно стеклянная);
- Гранулированный цинк или вместо него можно применять стаканчики от старых батареек, которые содержат данный элемент;
- Вода, которая служит для разбавления концентрата;
- Концентрированная соляная кислота, которая является основным элементом и может растворять дополнительные примеси.
Технология создания кислоты для пайки своими руками
Первым делом подготавливается лабораторная емкость, в роли которой выступает стеклянная баночка, или другая фарфоровая и керамическая емкость. В нее следует поместить цинк или остатки от батареек. Только после помещения добавок в емкость помещается концентрат соляной кислоты. Заливать ее нужно очень осторожно, так как при попадании на руку можно получить химический ожог. Общий уровень жидкости в емкости не должен превышать ¾ от полного объема.
Пропорции вещества, если есть точные измерительные инструменты, должны выглядеть следующим образом – на один литр соляной кислоты требуется 412 г. цинка. Естественно, что возможны небольшие отклонения, но они не должны быть слишком высокими.
Следующим пунктом, как приготовить паяльную кислоту, является ожидание окончания реакции. При контакте кислоты и цинка, металл начинает растворяться. Во время растворения выделяется водород, благодаря чему в жидкости образуются пузырьки.
Также жидкость становится более прозрачной. После того, как все закончилось, полученную субстанцию следует перелить в другую емкость, которая плотно закрывается. Приобрести все материалы можно без проблем в магазинах, которые продают химические реактивы. Если использовать батарейки, то подойдут практически любые типа «ААА» и «АА».
Если вам требуется не сольно концентрированный материал, а нужно сделать что-то более слабое, что не обладало бы высоким уровнем агрессивности, то можно добавить воды, чтобы снизить концентрацию. Это также необходимо делать крайне аккуратно, чтобы не разбрызгать жидкость. Пропорции можно подбирать самостоятельно, в зависимости от особенностей пайки.
Как правильно приготовить паяльную кислоту в домашних условиях
В первую очередь нужно уделить внимание мерам безопасности, так как это очень опасное дело. При производстве на предприятиях, все делается в специальных шкафах, где реактивы смешиваются под вытяжкой и в защищенных от посторонних местах. Дома нужно обязательно использовать средства индивидуальной защиты, которые помогут защитить кожу, глаза, органы дыхания и прочие. Процесс растворения лучше всего производить вне помещения на открытом воздухе, или же обеспечить хорошее проветривание. Это необходимо из-за того, что в воздух активно выделяется водород. Поблизости также должен быть источник воды, для того, чтобы была возможность промыть поврежденный участок кожи, если случится несчастный случай. Желательно должна быть проточная вода из крана, лучше всего холодная, так как это слегка снизит уровень боли.
Если вещество было разлито на какую-либо поверхность, то его можно смыть при помощи раствора щелочи и воды. Не стоит забывать и о правильном хранении материала емкость должна быть герметичной, а хранить все следует в прохладном темном месте. Посторонние люди, которые не знают, не должны иметь к ней доступа. Для флюса иногда применяется и чистая соляная кислота, без добавления примесей цинка, а также не разбавляемая водой. Такой флюс чаще всего применяется для материалов из железа.
Опытные мастера – электронщики и домашние радиолюбители знают, что для качественного соединения понадобится не только паяльник, но и дополнительные аксессуары. Для пайки используется флюс и припой, последний выполнен на основе свинца и олова, зачастую предлагается в виде проволоки. Характеристики соотношения проволоки, флюса могут отличаться по параметрам, зависимым от типа изделия.
В качестве второго компонента выступает флюс, распространенная форма применяется в виде канифоли. Она помогает качественно, быстро спаять детали медного состава, провода и другие материалы. Паяльной кислотой возможно работать с материалами латуни, никеля, нержавейки и т.д.
Особенности применения и пайки с паяльной кислотой
Категория, к которой попадает паяльная кислота отличается на фоне других реагентов, обладает рядом положительных свойств. В качестве флюса изделие распространяется только в жидком виде, некоторые составы возможно разбавлять для снижения концентрации при взаимодействии с металлом. Перед тем, как использовать элемент, стоит разобраться, для чего нужна паяльная кислота.
Перед спайкой металлов необходимо подготовить области к применению. При длительной эксплуатации металлы имеют свойство окисляться, на них ложится слой грязи, пыли. Если с грязью возможно справиться механическим способом, при помощи шкурки или напильника, то окислы устраняются только с применением химических растворов. Паяльная кислота помогает предотвратить появление новой пленки, удалить присутствующие отложения.
Основные металлы, которые возможно обработать паяльной кислотой:
- сплавы меди любыми пропорциями;
- железные изделия;
- никель;
- всевозможные сплавы цветных металлов;
- сталь.
Латунные, медные сплавы возможно пропаять с помощью буры. Алюминиевые или стальные изделия никак не соединится без паяльной кислоты. Перед тем, как паять кислотой, деталь обрабатывается от твердых отложений, после пайки смывают водой с малым щелочным содержанием. Разновидности паяльной продукции производятся по стандартам ГОСТ 23178-78, обладают текучестью, пониженной вязкостью.
Виды паяльных кислот и особенности применения
Паяльная кислота подразделяется на два основных вида, вне зависимости от сферы применения, ортофосфорный и соляной тип. Вне зависимости от состава, назначением является удаление окислов, загрязнений с областей пайки. Качественный, аккуратный шов может быть исполнен только при соблюдении условий подготовки металлов. Долговечность материалов повышается за счет образования защитной пленки от окисления на поверхности соединения.
Важно знать, что использовать флюс при работе с электронными платами категорически запрещается. Тонкие и хрупкие элементы могут быть стерты с конструкции платы, кислота для пайки производит токопроводящие соединения. Все эти факторы могут плачевно повлиять на работоспособность узла, конструкции общим состоянием.
Хлорцинковый флюс
Раствор хлористого цинка применяется для пайки соединений железа. Составом является цинк, растворенный соляной кислотой. Производится раствор следующим образом:
- подготавливается гранулированный цинк;
- в зависимости от технического задания, добавляют раствор, либо концентрат;
- после химической реакции цинка, возможно использовать смесь.
Пропорциональные части берутся на примере 1 литр соляного раствора на 400 грамм гранулированного цинка. По окончании работ следует обработать поверхность для прекращения реакции, для этого отлично подходит мыльный раствор. Перед изготовлением самостоятельно, следует помнить, что важно соблюдать последовательность. Кислоту разбавляют цинком, при этом образуются газы, получается достаточно взрывоопасная смесь. Все действия производятся на проветриваемом месте.
Олеиновая кислота
Для пайки алюминиевых сплавов прекрасно подходит олеин. Не применяется чистым видом, доступен только в техническом состоянии. Стабильное состояние достигается путем смешивания олеина с различными жирными кислотами. Далее вступает в реакцию йодид лития, который заканчивает смешивание массы для пайки алюминия.
Пайка олеиновой кислотой позволяет производить стыковку материалов из медных и алюминиевых сплавов, без образования химической пленки и окисления.
Флюс используется для защиты от процессов коррозии на стыке, при механическом воздействии, образуется новая пленка, что позволяет не беспокоится о надежности соединения.
Взамен паяльной кислоты, другие флюсы не имеют схожих свойств, возможно применение машинного масла с растертыми опилками, процесс пайки происходит втирание состава при стыковке. При нагревании олеиновый тип паяльной кислоты испаряется, но место пайки залужено, о качественном соединении бессмысленно беспокоится.
Ортофосфорная кислота
При обработке металлов ортофосфорным раствором происходит построение защитной пленки, препятствующей образованию окислов, химических реакций металла. Характеристики раствора состоят в бесцветной субстанции, неорганического рода. Гигроскопичная структура в виде пастообразной структуры взаимодействует при нагревании и растворяется в жидкий состав. Обладает хорошими свойствами текучести, легко убирается водой после работы.
Применяется ортофосфорная кислота при пайке углеродистых, легированных сталей. Также к работе подходят сплавы меди и никеля, рабочая температура при паяльных работах начинается от 350 градусов. Кислотная пленка разрыхляется, отводится на поверхность путем растворения слоя оксидов. Надежная спайка достигается путем образованной оксидной пленки ортофосфорной кислотой.
Флюс ВТС
Салициловая основа, распространенная составом аспирина, применяется как составляющая часть . Наиболее широко применяется к работе с драгоценными металлами, ввиду слабого взаимодействия с частицами изделия.
Основное преимущество, это защита от окисления места пайки, нет необходимости удалять флюс, если только не предъявляются дополнительные требования.
Универсальность применения, дешевое изготовление позволяют применять паяльную кислоту на основе салициловых соединений. Едкие выделения предполагают рабочую вытяжку при выполнении паяльных действий, также отрицательной стороной является плохое взаимодействие с алюминием.
Возможно использовать подручные средства, достаточно растереть таблетку аспирина или другой препарат, содержащий салициловую кислоту. Наносится порошок на место пайки, при работе с проводами пайку возможно производить прямо на таблетке. Более удобная смесь изготавливается совместно с вазелином, пропорциями 1 к 2, пасту легко наносить на место пайки тампоном, удалять по окончанию работ.
Преимущества кислоты
Каждый состав имеет определенные преимущества, паяльные аксессуары не исключение.
Основные положительные стороны:
- Удобство процесса, пайка позволяет обработать контакт в труднодоступном месте, за счет свойств текучести.
- Повышенная агрессивность позволяет разрушать оксидные пленки, отложения ржавчины. Обычно оксидные пленки не видны глазу, поэтому соединение обрабатывается обязательным порядком.
- О последующем образовании оксидной пленки можно не беспокоится, паяльная кислота противодействует этому, даже механических воздействиях.
- Разнообразие металлов, с которыми возможно производить действия, позволяет использовать раствор при каждой работе.
Недостатки
Кроме положительных сторон, имеются и некоторые недостатки, способные ограничить использование химического элемента:
- Категорически запрещается использовать кислоты при работе с радиосхемами, мелкой электроникой. Свойства некоторых составов таковы, что происходит разрушение дорожек при обработке и нарастании новых токопроводных элементов.
- Срок хранения занижен, по причинам летучести газов, поэтому приобрести с запасом данные флюсы не получится. К условиям хранения также поставлены требования, не соблюдение которых может привести к порче материала;
- Состав вреден для человека при вдыхании, попадании на кожу. Рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты при массовых работах, пайку производить в хорошо проветриваемом помещении.
Состав и физико-химические свойства
Ортофосфорная кислота имеет формулу Н3РО4, которая состоит из самого фосфора и диэтиламида. Пропорции могут быть различными от требуемой концентрации, в большинстве случаев используется соотношение 1 к 4. Существует разновидность кислоты с примесями цинка соотношениями 1 к 2 частям раствора.
Основные свойства материала подразумевают агрессивность. Активное взаимодействие происходит с любым материалом, этот факт требует бережного отношения к соединениям. Во время работы необходимо придерживаться особых правил, т.к. может произойти положительный либо отрицательный вариант. Жидкая форма позволяет проникать составу в труднодоступные места, достигать высокой прочности спаивания. Основными видами паяльной кислоты являются растворы, так как 100% концентрация не позволит производить работы с большинством металлов.
Особенности выбора
Подбор состава паяльной кислоты происходит в соответствие с рабочей поверхностью материала. Основным критерием должно быть качество раствора, т.к. неправильную концентрацию всегда можно понизить ее в домашних условиях. Не допустимо к применению составов с наличием осадка или помутнения емкости.
Важно помнить, что жидкие флюсы, одни из немногих паяльных принадлежностей, имеющих срок годности, на который необходимо обращать внимание перед применением.
Сложный выбор всегда не дает покоя при покупке. Составы разные, на рынке существует большое количество производителей. Необходимо определить, какой тип работ будет производиться, для этого изучается предназначение состава паяльной кислоты. Ортофосфорные составы наиболее распространены, хорошо борются с окислами и не столь агрессивны. Соляная более универсальна, т.к. применяется к множеству металлов. Серная наиболее активный вариант, используется при пайке толстых изделий.
Изготовление своими руками
При наличии некоторых знаний и подручных материалов, возможно изготовить паяльную кислоту в домашних условиях. Набор ингредиентов не велик, их можно приобрести в хозяйственном магазине:
- соляная кислота в чистом виде;
- кусковой цинк, который реализуется отделом химических реактивов, если не представляется возможности приобрести, аккуратно раскрывается пальчиковая батарея;
- емкость из стекла или керамического материала.
Паяльная кислота изготавливается своими руками определенной последовательностью. Необходимо заполнить емкость кусками цинка, затем заполнить соляным раствором. Действия производятся в хорошо проветриваемом помещении, при попадании раствора на кожу, необходимо сразу же промыть проточной водой. После, изготовления масса, переливается в герметичную емкость для правильного хранения.
Меры предосторожности
Агрессивные свойства требуют особого подхода к технике безопасности. Хранение производится заводской упаковкой, огражденном месте от прямых солнечных лучей.
Производить работы лучше при хорошем проветривании, используя необходимые средства защиты.
Кожные покровы на агрессивные вещества реагируют отрицательно. При попадании на руки, необходимо сразу промыть водой, хозяйственным мылом. Вдыхание может привести к раздражению ротовой полости, а при попадании в глаза необходимо обратится за помощью к специалистам.
Особенности пайки металлов
Для качественного соединения важно придерживаться определенных инструкций, работа отличается от спаивания обычным припоем.
Паяльная кислота используется во многих случаях, перед работами важно следовать шагам:
- Грубые загрязнения, окисления металла очищаются наждачной бумагой или напильником.
- Аккуратно наносится флюс с помощью кисточки или специального дозатора, раствор находится в жидком состоянии, поэтому легко растекается по поверхности.
- Лужение происходит с нанесением припоя, изделия скрепляются между собой.
После окончания процесса необходимо удалить остатки раствора. Сделать это можно обычной мыльной водой или раствором соды.
Химическая очистка при пайке
К атегория:
Пайка
Обезжиривание
Для удаления жира и масла рекомендуется применять различ ные растворители или щелочные обезжиривающие растворы. Пп” пользовании растворителем применяют метод конденсации парон трихлорэтиленового растворителя, оставляющего самую тонкую пленку осадков на поверхности металла. Обезжириваемые холод, ные детали подвешивают над кипящим растворителем. Пары рас” творителя конденсируются на поверхности холодных деталей и снова стекают в кипящую жидкость. Так как с поверхностью очищаемого металла соприкасается только чистый дистиллированный растворитель, то побочного загрязнения деталей не происходит Растворитель по мере его загрязнения маслом и жиром необходимо заменять. Менее удовлетворительный способ обезжиривания - протирание поверхности деталей хлопчатобумажной салфеткой, пропитанной растворителем.
При отсутствии выпаривающих аппаратов применяют способ очистки погружением деталей в жидкие растворители, например трихлорэтилен, метилхлороформ или очищающие жидкости. Эффективность этого способа можно значительно повысить с помощью ультразвука. Этот способ основан на использовании волновых колебаний, которые благодаря явлению кавитации способствуют удалению грязи, жира, песка или окислов.
Обезжиривание часто проводится в горячих щелочных растворах. Обычно для этой цели вполне пригоден 1-3%-ный раствор тринатрийфосфата или силиката натрия при температуре 80° С и выше с добавлением смачивающей присадки. Перед пайкой очищающие растворы должны быть тщательно удалены с поверхности деталей водой или паром. Если применяется вода, предпочтительно брать мягкую воду, так как жесткая оставляет осадки, которые могут препятствовать пайке. Жиры и масло впитываются, проникая в мелкие трещины и поры на поверхности металла (как, например, в поры чугуна), и если их не удалить, при пайке они испаряются и покрывают поверхность металла.
Описанные методы очистки предназначены для массового производства и вопрос об их применимости в каждом отдельном случае должен решаться особо.
Травление (очистка кислотами)
Целью травления деталей в кислотах является удаление ржавчины, окалины, окислов или сульфидов с металлов и получение химически чистых поверхностей под пайку. Для этих целей применяют неорганические кислоты (соляную, серную, ортофосфор-ную, азотную, и фтористоводородную), взятые по отдельности ил в смеси; однако чаще других применяются соляная и серная ки лоты.
Соляная кислота. Техническая соляная кислота имеет удельный 1,14 и содержит около 28% по весу хлористого водорода. Для травления железа и стали в холодных растворах техническая кис-,ота разводится в пределах от 1 части кислоты на 2 части воды ‘ Ю% НС1), до трех частей кислоты на 1 часть воды (21% НС1).
Соляная кислота как травитель достаточно эффективна при комнатной температуре и в большинстве случаев не требует подогрева. Температура кислоты может повышаться в результате выделения тепла при химической реакции или в результате погружения в нее нагретых изделий. Однако рекомендуемая температура кислоты должна быть в пределах 29-38 °С, но не выше 19 °С. Не покрытые окалиной после светлого отжига изделия можно протравить за 3 мин при 29° или за 10 мин при температуре 18 °С. Удаление тонкого слоя окалины занимает 15-30 мин, толстого слоя - 45 мин и больше. В процессе работы концентрация кислоты в растворе уменьшается, и, если раствор не пополнять свежей кислотой, он станет менее эффективным. Когда содержание железа в растворе поднимется до 12%, раствор необходимо заменить. Иногда в раствор добавляют ингибитор, чтобы не допустить разъедания металла после удаления окалины. При подготовке под пайку алюминиевых деталей в некоторых случаях применяют 10%-ный раствор НС1.
Серная кислота. Серная кислота выпускается промышленностью в различных концентрациях. 96-98%-ная кислота имеет удельный вес 1,84, а 77%-ная кислота - удельный вес 1,70. Для травления применяют водные растворы, содержащие 5ч-10 объемных процентов технической (77%-ной) серной кислоты. При температурах ниже 70° серная кислота неэффективна; наилучшие результаты получаются при температуре 82° С. Относительно чистые изделия или изделия после светлого отжига погружают в раствор на 30- 120 сек, изделия с толстым слоем окалины травят до 15 мин. Образующийся черный налет при этом смывают водой. Ингибиторы, добавляемые к серной кислоте, помогают предотвратить разъедание металла. Требуемая концентрация раствора поддерживается периодической добавкой свежей кислоты. Когда содержание кислоты упадет до 1%, или когда содержание железа возрастет до 8%, раствор заменяют.
Серная кислота пригодна для травления сталей и медных сплавов. В последнем случае в раствор добавляют или 1 % по весу Двухромовокислого натрия или 2% по объему азотной кислоты.
Ортофосфорная кислота. Разбавленный раствор ортофосфорной кислоты (удельный вес 100%-ной кислоты 1,87) иногда применяют Для травления нержавеющей стали и марганцевой бронзы. Примечают растворы с концентрацией 10-=-40% п° объему.
Фтористоводородная кислота. Фтористоводородная (плавиковая) кислота очень активна, опасна при попадании на кожу. Смесь Из 5% по объему фтористоводородной кислоты и 5% по объему ееРной кислоты иногда применяют для травления чугуна, высококремнистых сплавов и алюминия. (См. гл. 21 о технике безопас. ности).
Азотная кислота. Концентрированная азотная кислота (70о/ HNO3) редко применяется в чистом виде. Простой и эффективный травитель представляет собой водный раствор, содержащий 15^ 20% (по объему) технической азотной кислоты. Раствор применяется холодным, время травления 2-5 мин.
Смеси кислот.
Чем отличаеться пайка кислотой от пайки канифолью?
Некоторые смеси кислот обеспечивают получение блестящей после травления поверхности металла, что не всегда можно получить, если кислоты применяются в отдельности. Несколько типичных составов кислотных смесей приводятся ниже’
Если после травления на поверхности металла остаются капельки воды, то это свидетельствует о наличии на поверхности следов жира или других загрязнений, которые необходимо удалить до пайки. После травления детали нужно как можно скорее промыть в горячей воде и высушить.
Практически у каждого, кто учился паять самостоятельно, на первых порах случались неудачи. То к заготовкам и деталям, то спаянный шов вдруг распадался.
Не зная технологии паяльных работ, трудно догадаться, почему так происходит. А секрет прост – детали не были подготовлены к пайке, и припой не «прилипал» к поверхностям. Справиться с проблемой помогает кислота для пайки, снимающая окислы, и способствующая отличному соединению.
Чтобы подготовить детали к накладыванию припоя, необходимо очистить их от частиц посторонних материалов – пыли, песка, воды. Кроме этого нужно удалить с поверхности пленку окислов, которая присутствует практически на всех металлах.
И если с первым условием легко справиться механически, при помощи напильника, надфиля, наждачной шкурки, то второе условие выполнить без применения химических составов затруднительно – окисная пленка очень быстро появляется на поверхности металла.
Вещества, удаляющие пленку и препятствующие образованию новой, называются флюсами, и самый эффективный из них – паяльная кислота. Она является активным флюсом, то есть при пайке химически воздействует на состав поверхности металла.
У профессионалов никогда не возникает вопрос – зачем нужна паяльная кислота, они отлично знают, что очень часто без нее невозможно выполнить поставленные задачи.
Паяльную кислоту применяют для следующих металлов:
- медь и ее сплавы;
- никель;
- железо;
- конструкционная сталь;
- сплавы цветных металлов.
Если медные или латунные детали с успехом паяют бурой, то припаять друг к другу заготовки из алюминия или стали возможно зачастую только с использованием паяльной кислоты. По завершению работ активный флюс обязательно смывают водой с небольшим содержанием щелочи.
Кислоту покупают в магазинах, или делают самостоятельно, используя химические реагенты. Хотя приобретение исходных материалов может обойтись и дороже, чем готовый к применению флюс.
Из чего состоит
В общем случае паяльной кислотой называют хлорид цинка, однако состав применяемых на практике веществ несколько отличается. Чаще всего пайка производится при помощи препаратов на основе соляной или фосфорной кислоты с добавлением растворителей.
Концентрированная соляная кислота неприменима, поскольку разъедает металл. Для электронных схем кислотные вещества не используют, проводя пайку при помощи канифоли или выбирая другой неактивный флюс.
Одним из универсальных видов жидкого флюса можно считать паяльную кислоту ФЦА, производимую предприятиями химической промышленности.
В состав этого препарата входит:
- хлоридов цинка;
- нашатырь (хлорид аммония);
- соляная кислота;
- очищенная от примесей вода.
В домашних условиях паяльную кислоту делают, растворяя в соляной кислоте цинк. Чтобы получить удовлетворительные результаты, необходимо знать, как нужно паять паяльной кислотой металлы и сплавы, а также строго соблюдать правила безопасности при работе.
Общие правила применения
Для пайки обычно используется оловянно-свинцовый припой (ПОС). В составе его основным компонентом всегда служит олово, а свинец добавляется в пропорции, в зависимости от которой припой приобретает необходимые для пайки свойства.
Свинец делает материал более мягким и текучим, в то время как олово обеспечивает прочность застывшего стыка.
Несмотря на наличие свинца, текучести часто недостаточно, чтобы преодолеть силы поверхностного натяжения в капле припоя и при малой величине сцепления с поверхностью металлов припой остается в форме капли, не желающей прилипать к деталям.
Если предварительно поверхности очистить от окислов, то сила сцепления превысит силы поверхностного натяжения и припой растечется по поверхности, обеспечивая хорошую адгезию, то есть прилипание.
Для очистки поверхности ее механически зачищают при помощи напильника или наждачной бумаги и наносят паяльную кислоту. Наносить ее можно маленькой кистью из натуральных материалов или при помощи небольшой лопатки.
Часто состав содержится в пластиковых бутылочках с дозаторами, которыми удобно пользоваться. Флюс должен покрыть всю поверхность, предназначенную для пайки, иначе припой не будет хорошо прилипать к ней.
Во время контакта разогретого припоя с поверхностью, паяльная кислота испаряется, но ее присутствие уже не требуется. После того как припой нанесен, он сам выполняет защитную функцию, препятствуя окислению. Этот процесс называется лужением.
Лужению подлежат обе спаиваемые заготовки. После лужения можно легко соединить их, нанеся дополнительно припой на место стыка.
Конечно же, при пайке паяльником, инструмент тоже должен быть чистым и жало, сделанное из меди, не должно содержать пленок окислов. Для этого предварительно жало тоже необходимо облудить, обмакнув его разогретым в паяльную кислоту и нанеся на него припой.
Пайка без паяльника
Иногда при пайке с использованием паяльной кислоты, можно обойтись без паяльника. Один из таких способов применяют, например, при пайке скруток проводов во время электромонтажных работ по устройству электропроводки.
В этом случае флюс наносят на скрутку кистью, а для лучшего эффекта скрутку окунают в небольшую емкость с кислотой. После этого скрутку погружают в емкость с расплавленным припоем и выдерживают около 1 минуты, чтобы провода хорошо прогрелись, и припой проник ко всем точкам их поверхности. Такая пайка обеспечивает отличную электропроводность при соединении проводов.
После производства пайки, необходимо удалить с соединения остатки паяльной кислоты, чтобы избежать возникновения коррозии металла и разрушения стыка в дальнейшем.
Необходимо помнить, что при монтаже печатных плат электронных схем, при пайке электронных компонентов радиоустройств применять паяльную кислоту не рекомендуется, так как можно повредить очень тонкие токопроводящие дорожки плат. При нанесении флюса, паяльная кислота может растворить их.
Правила безопасности
При производстве паяльной кислоты применяются соляная и фосфорная кислоты. Они очень активны (хотя фосфорная слабее) и легко вступают в реакцию со многими химическими веществами. Попадая на кожу, такие вещества вызывают химический ожог.
Даже в разведенном виде их пары способны повредить слизистую оболочку органов чувств.
Учитывая вышеизложенные факты, правила безопасности при обращении с паяльной кислотой заключаются в надежном хранении препарата, использовании защитной одежды и перчаток, хорошей вентиляции рабочего помещения.
