Что такое паяльная кислота и для чего она нужна
Всё о паяльной кислоте и её применении
Научиться паять, не зная особенностей технологии паяльных работ, практически невозможно. Когда раз за разом рассыпается спаянный шов или к заготовке отказывается прилипать припой, следует задуматься, почему это происходит. На самом деле всё очень просто: металлические детали покрыты оксидной плёнкой, удалить которую поможет кислота для пайки.
Чтобы соединить металлические детали с помощью припоя, их поверхности должны быть очищены от посторонних частиц. Пыль, песок, вода отлично удаляются механическим путём с помощью специальных инструментов — надфилей, напильников, наждачной бумаги. А вот удалить окисную плёнку, покрывающую практически все металлы, без использования химических препаратов (флюсов) очень сложно.
Зачем нужна кислота для пайки
Одним из самых популярных активных флюсов является паяльная кислота, которую можно приобрести в магазине, или приготовить в домашних условиях.
Для таких металлов, как медь и её сплавы, сплавы цветных металлов, железо, никель, конструкционная сталь, применение паяльной кислоты обязательно.
Состав паяльной кислоты
Чаще всего паяльной кислотой считают хлорид цинка. В действительности же жидкие флюсы готовятся на основе фосфорной или соляной кислот.
Учитывая агрессивность соляной кислоты в отношении металлов, предприятиями химической промышленности выпускается универсальная паяльная кислота ФЦА, состоящая из следующих ингредиентов:
Для паяния электронных схем кислоту не применяют, в таких случаях используется канифоль или один из неактивных флюсов. О том, что такое канифоль, и где она используется, вы можете прочесть на сайте svarkapajka.ru
Как использовать паяльную кислоту
Ситуации, когда во время пайки припой не растекается по поверхности детали, знакомы многим, кто хоть однажды держал в руках паяльник. Окисная плёнка мешает сцеплению припоя с металлом. Предварительная очистка металлической поверхности от окислов обеспечивает хорошую растекаемость и адгезию (прилипание) припоя.
Поэтому после зачистки поверхности от различного рода налипаний, её следует полностью покрыть паяльной кислотой, снимающей оксидную плёнку. Делают это либо с помощью небольшой кисточки из щетины, либо с помощью лопаточки.
В момент прикосновения горячего припоя к металлической поверхности флюс испаряется, и разлившийся припой уже сам препятствует возникновению окислов. Происходит так называемое лужение, позволяющее легко соединить спаиваемые детали дополнительной порцией припоя. После соединения поверхностей лишнюю кислоту удаляют водой с добавлением щёлочи.
Как паять без паяльника
Встречаются случаи, когда можно вообще обойтись без паяльника. Например, чтобы спаять скрутки проводов в процессе электромонтажных работ достаточно скрутку опустить в ёмкость с кислотой, а затем погрузить в разогретый припой и выдержать примерно 1 минуту. Такая пайка отлично обеспечивает электропроводность проводов.
Чтобы в последствие избежать коррозии металла, остатки флюса следует удалить. Кроме того, нельзя забывать о том, что пайка электронных устройств производится без применения паяльной кислоты: она может повредить очень тонкие токопроводящие дорожки плат.
Безопасность при работе с паяльной кислотой
Соляная и фосфорная кислоты, входящие в состав паяльной кислоты, достаточно агрессивны. Если капнуть флюсом на кожу, он вызывает химический ожог. Пары паяльной кислоты могут нанести вред слизистым оболочкам дыхательных путей.
Поэтому во избежание неприятных последствий обращаться с паяльной кислотой следует осторожно: хранить в плотно закрытой ёмкости, при работе надевать спецодежду и перчатки, чаще проветривать рабочее помещение.
Почему нельзя паять паяльной кислотой детали и платы
Радиолюбители и электронщики (особенно в интернете) часто советуют начинающим использовать кислоту. Это фатальная ошибка.
Этим флюсом легко лудить, однако цена применения таких активных веществ высока.
Преимущества и недостатки кислоты
Отлично удаляет окислы, доступна в любом радиомагазине, а ацетилсалициловая в аптеке.
Активный флюс обладает большими недостатками, которые не сравняются с преимуществами.
Популярные ошибки
Почему паяльной кислотой проще паять? Во время нагрева место пайки быстрее покрывается окислами так как чем выше температура — тем быстрее протекают химические реакции. Кислота тоже начинает быстрее разъедать эти окислы. Здесь кроется еще одна проблема. Кислота так же разъедает место пайки, помимо окислов. Это ухудшает прочность соединения.
По какой причине пайка канифолью или любым другим простым флюсом сложнее? Они не имеют в своем составе активных кислот, однако это не мешает отлично паять без кислоты.
Плохой пайке предшествуют множество ошибок:
Как паять без кислоты
Чтобы качественно и правильно паять, достаточно придерживаться простых правил:
Например, для пайки витой пары подойдет среднее жало типа мини волна и спиртоканифоль. Время пайки — не более 5 секунд. Не спаялся контакт? Подождите, пока остынет место пайки, нанесите снова флюс, и плавно пройдитесь паяльником.
Активный флюс можно использовать только в крайнем случае. Даже сильные окислы обычные флюсы без кислоты отлично очищают и лудят. Не нужно использовать никакие аспириновые таблетки, кислоты, Ф-38Н. Для пайки тех же проводов хватит обычной канифоли.
Чем смывать паяльную кислоту
Можно удалить остатки бензином «Калоша», изопропиловым спиртом или раствором соды. Это можно сделать с помощью щеток, ватных дисков или палочек. Нужно аккуратно удалять остатки флюса, без брызг.
Что такое паяльная кислота, и зачем она нужна
Практически у каждого, кто учился паять самостоятельно, на первых порах случались неудачи. То припой не желал прилипать 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.
Назначение
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:
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:
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.
Виды и состав паяльной кислоты, способы ее применения
У специалистов, которых пайка является основным видом деятельности, в роли флюса выступает паяльная кислота. При грамотном использовании, посредством нее можно достичь увеличения свойств спаивания материала, что влечет за собой получение качественного соединения, которое прослужит не один десяток лет.
В зависимости от разновидности, по своему составу паяльная кислота может отличаться. Это влияет на сферу ее применения и качество выполняемых при помощи нее работ. Характеристики некоторых свойств данного вещества могут повторятся, не зависимо от того какой у нее состав, но при этом каждая из них обладает своими особенностями.
Общие сведения о кислоте
При выборе паяльного флюса, качество состава должно быть в приоритете независимо от вида выполняемых работ. Как правило, раствор состоит непосредственно из самого вещества и того растворителя, в котором оно развалено. Это обусловлено тем, что использование 100% концентрата не всегда является допустимым, поскольку кислотный раствор является довольно агрессивной средой и может испортить материал, на который он наносится.
Особенно это относится к радиосхемам, поскольку элементы мелких контактов и прилегающих ведущих частей могут повредиться и раствориться. В связи с этим для пайки подобных устройств специалисты пользуются сосновой канифолью.
Кроме порчи мелких деталей, негативное воздействие паяльная кислота может оказывать на здоровье человека. В основном раствор поставляется в небольших емкостях, объемом от 10 до 20 мл. Для редких работ такого объема будет достаточно. Приобретать большие объемы вещества для периодической пайки не стоит, так как без своевременного использования может закончится срок его действия. Для промышленных масштабов целесообразно применение объемных емкостей. Однако, независимо от количества используемого вещества, важно обеспечить правильное хранение при заданной температуре, чтобы избежать его порчу раньше, чем истечет срок действия.
Благодаря агрессивной среде вещества устраняются оксидные пленки и прочие виды налета, образующиеся на металлической поверхности. Определенные разновидности флюса могут использоваться в качестве раствора для очистки материала от ржавчины. Раствор, попавший на металлическую поверхность, воздействует на все вещества, которые там присутствуют. Так происходит разрушение окисей. В процессе очистки образовывается защитный слой, который предотвращает металл от последующего появления оксидной пленки. Процесс правильного производства выполняется с учетом ГОСТа 23178-78.
Разновидность и состав паяльной кислоты
Ортофосфорная кислота
Представляет собой неорганическое соединение, у которого имеется характерная средняя сила воздействия. Формулу этого состава можно расписать, как Н3РО4. В большинстве случаев имеет бесцветный окрас, реже встречается в виде раствора со светло-желтым оттенком. К основным особенностям вещества можно отнести его свойство превращаться в пирофосфорную кисту (Н4Р2О7). При воздействии воды, этанола и прочих растворителей на вещество происходит его растворение. В таком составе присутствует хлористый цинк в размере около 50%. Также допустимой нормой является нерастворимый осадок в пропорции 0,001%, и амиак не более 0,5%.
Серная кислота
Состав серной кислоты можно выразить в формуле Н2SO4. По внешнему виду представляет собой серую маслянистую жидкость, не имеющую запаха. Перед пайкой вещество необходимо разбавлять водой или серным ангидридом SO3. Использование этого двухосновного вещества широко распространено в различных сферах.
По соотношению количество кислоты и вещества, в котором ее разбавляют, то есть в воде, спирте, этаноле или другом материале может отличаться. Диапазон соотношения находится в пределах 25-85%. В некоторых случаях при наличии соответствующих материалов, разбавить все можно самостоятельно.
Соляная кислота
Имеет наиболее простой состав по сравнению с аналогичными веществами. Является соединением хлороводорода HCl и представляет собой сильную односоставную кислоту, которая в основном разбавляется водой. Периодически к ней может добавляться цинк, для улучшения свойств материала. Характеристики вещества определяются концентрацией соединения. В виде чистого раствора соляной кислотный раствор применяется крайне редко, из-за своей едкости.
При наличии примесей железа, раствор становится желтоватого оттенка. Применение раствора позволяет спаивать самые сложные металлы.
Как выбрать паяльную кислоту
Примечательно, что если в веществе в большом количестве присутствует видимый осадок, то можно утверждать, что используемая кислота некачественная или старая.
Выбирать флюс необходимо с учетом области его применения, поскольку этим определяются не только его составные компоненты, но и то какая интенсивность раствора должна быть.
Выполнять подбор раствора необходимо с учетом толщин и габаритов обрабатываемых деталей. При этом при работе с контактами и деликатными элементами любая кислота должна предварительно разбавляться.
Видео «Изготовление паяльной кислоты своими руками»
Как своими руками сделать паяльную кислоту, для чего она нужна и чем смыть состав после пайки
Качество паяльных работ зависит не только от сноровки домашнего мастера, но и от вспомогательных средств, которые облегчают процесс и устраняют факторы, препятствующие соединению металлических элементов между собой. Одним из таких веществ является паяльная кислота.
Давайте обсудим, какие виды паяльной кислоты чаще всего находят применение на практике, зачем и на каком этапе работ она используется, где можно купить кислотный флюс, можно ли сделать аналог паяльной кислоты самостоятельно в домашних условиях и из чего, какие меры предосторожности необходимо соблюдать при этом.
Что такое паяльная кислота и для чего она нужна?
Паяльная кислота – это химическое вещество, с помощью которого подготавливают металлические поверхности к пайке. Большинство металлов, находясь во внешней среде и контактируя с воздухом и парами воды, частично окисляется. В результате этого окисления поверхностный слой металла преобразуется в оксидную пленку. Этот слой покрывает металл и препятствует контакту припоя с его поверхностью.
Удалить оксидный слой можно двумя способами: механическим и химическим. При первом способе его сошлифовывают с помощью наждачной бумаги или шлифовального диска. Подобная обработка годится для крупных деталей простой формы. Для мелких элементов или деталей со сложной конфигурацией механический способ не подходит, поэтому приходится искать другой выход.
В этом случае металлическая поверхность обрабатывается кислотным флюсом. С ее помощью можно полностью растворить оксидную пленку, а также удалить все жировые загрязнения, которые также мешают качественной пайке. Обработка паяльной кислотой – несложная процедура, которую легко выполнить дома.
Разновидности кислоты для пайки и особенности их применения
В роли кислот для пайки могут выступать несколько соединений. Они имеют различные химические формулы и по-разному ведут себя по отношению к разным металлам или сплавам. Составы нескольких наиболее популярных видов паяльной кислоты, применяемых на практике, и их особенности:
Как самостоятельно сделать паяльную кислоту?
Паяльная кислота продается в специализированных магазинах радиотехники. Ее также можно заказать через интернет. Однако возникают ситуации, когда срочно нужна кислота для пайки, но нет возможности ее купить. Решить эту проблему помогут несколько проверенных рецептов. Большинство смесей имеют несложный состав, и их можно приготовить своими руками:
Меры безопасности при изготовлении и использовании средства
Для обеспечения собственной безопасности и исключения вреда для здоровья следует пользоваться такими индивидуальными средствами защиты, как перчатки, очки и респиратор. В рабочем помещении категорически запрещено курить и пользоваться источниками открытого огня. Большинство кислот разъедает металл, поэтому смешивать компоненты нужно в стеклянной или керамической посуде.
По этой же причине остатки реактивов нельзя сливать в канализацию, т. к. они могут испортить трубы. Все отходы и излишки желательно нейтрализовать и слить в почву. Для нейтрализации активных кислот, таких, как соляная и ортофосфорная, используют различные щелочные растворы, например, мыльный или кальцинированной соды.
Необходимо позаботиться о хорошей вентиляции рабочего места. В мастерской желательно оборудовать вытяжной шкаф. Если это невозможно, то соединять реактивы и паять следует на открытом воздухе или возле широко раскрытого окна или двери.
При случайном попадании составов на руки или другие части тела их обильно промывают проточной водой в течение 10 минут. В случае попадания кислотных смесей рекомендуется обработать пораженное место раствором питьевой соды.
Как смыть кислоту после пайки?
По силе воздействия кислотные флюсы можно поделить на активные и неактивные. Какие у них особенности? Примеры активных: соляноцинковый, ортофосфорный. Флюсы этого типа применяются при пайке меди, железа, никеля, углеродистых сталей или алюминия. Они хорошо удаляют окись, но, оставшись на поверхности металла, вызывают его коррозию. После окончания работ их необходимо нейтрализовать и смыть с помощью раствора кальцинированной соды или воды с мылом. В некоторых случаях рекомендуется пользоваться спиртом или ацетоном.
Нейтральные флюсы, например. олеиновый, применяют для пайки радиодеталей и печатных плат. Они безопасны в плане коррозии и не требуют обязательного смывания. При необходимости остатки флюса удаляются спиртом, ацетоном или водой.
Можно ли обойтись без кислоты?
В ряде случаев спаять детали можно и без кислоты. Для удаления оксидного слоя крупные предметы обрабатывают наждачной бумагой непосредственно перед пайкой. В ходе работ рекомендуется использовать такие нейтральные флюсы, как канифоль или ЛТИ-120. Они не содержат активных кислотных компонентов, но довольно хорошо справляются с защитой поверхности от контакта с воздухом.
Как правильно хранить состав?
Оставшийся после паяльных работ избыток флюса необязательно выбрасывать. Его можно сохранить в хорошем состоянии, если придерживаться следующих правил: