При проведении пайки для предварительной обработки поверхности деталей во многих случаях используют флюсы кислотного характера. Степень активности материала подбирают в зависимости от типа металла и меры его загрязнения.
В продаже есть различные средства, состав которых подобран с учетом специфики предстоящей работы. Можно сделать паяльную кислоту в домашних условиях самостоятельно.
Для этого потребуется определенные знания, элементарное умение делать химические составы и небольшая сумма денег для приобретения компонентов.
К металлам относятся вещества большой активности. Многие из них легко и быстро окисляются в присутствии воздуха. Образующиеся оксиды под действием атмосферной влаги превращаются в гидроксиды.
Смесь продуктов окисления хорошо заметна на железных изделиях после хранения на воздухе. Называется она ржавчиной. Другие металлы также покрываются оксидным слоем, который не позволяет ничего припаять к изделию.
Справиться с проблемой помогают кислотные флюсы, самым простым их которых является паяльная кислота. Под этим названием собраны несколько разных однокомпонентных или сложных составов, многие из которых можно приготовить своими руками.
Что можно сделать дома
Степень кислотности флюсов отличается. К активным смесям относятся композиции с хлоридом цинка. Из школьного курса, возможно, кто-то запомнил свойства солевых растворов.
Соли в присутствии воды склонны претерпевать гидролиз. Хлорид цинка при обменных реакциях с водой образует сильную кислоту и слабую щелочь. Поэтому раствор имеет активный кислотный характер. Соляная кислота быстро удаляет оксидные вещества.
Обычно паяльную кислоту делают прибавлением 412 г цинка к 1 литру концентрированной соляной (гидрохлоридной) кислоты. Процедура это не совсем приятна и безопасна. При работе выделяются летучие кислые пары.
Работать с концентрированной солянкой следует только под вытяжкой или в респираторе, находясь в хорошо проветриваемой комнате.
С соляной кислотой
Популярностью пользуется несколько составов с хлористым цинком. Соединения цинка используются в процессе цинкования для защиты металлов от коррозии. Этот химический элемент известен устойчивостью к процессам окисления. Сделать паяльные кислоты своими руками несложно.
Для продукции из черных и цветных металлов подойдет следующее соотношение:
- хлорид цинка – минимум 25 %, максимум – 30 %;
- концентрированная соляная кислота – 0,7 %.
Оба компонента нужно быстро растворить в воде. Следует учесть, что соляная кислота – сильно летучее вещества. Работать с ней желательно под вытяжкой. Склянку с исходным реактивом нужно держать только в закрытом состоянии.
С вазелином и спиртом
Для деталей из черных и цветных металлов иногда вместо паяльной кислоты удобнее использовать пасту с кислотными свойствами.
Для ее приготовления нужно смешать насыщенный раствор хлорида цинка – 3,7 % и технический вазелин – 85 %. Для придания требуемой консистенции в смесь добавляют немного воды.
Для работы с никелем, платиной и их сплавами своими руками можно сделать паяльную смесь из хлорида цинка – 1,4 % и этилового (винного) спирта – 40 %. Оба компонента нужно тщательно растворить в воде и перемешать готовый паяльный раствор.
После пользования всеми приведенными составами паяльную зону нужно хорошо промыть обычной водой.
С канифолью
Для проведения ответственных работы с черными металлами, пайки драгоценных и цветных металлов подойдет пастообразная смесь, сделанная своими руками из канифоли – 24 % и хлорида цинка – 1 %. Все это нужно растворить в этиловом спирте. Промывать рабочую зону по окончании паяльной процедуры нужно ацетоном.
Для образования шва с повышенными прочностными характеристиками рекомендуется взять:
- канифоли – 16 %,
- хлорида цинка – 4 %,
- технического вазелина – 80 %.
Промывать место пайки после обработки такой паяльной пастой, сделанной своими руками, сложнее. Взять нужно ацетон.
Как показывает опыт, в некоторых случаях имеет смысл заменить паяльную кислоту соответствующей пастой кислотного характера.
Самодельные кислые пасты
При работе с алюминиевыми деталями часто используют флюс с олеиновой кислотой, формула которой С 17 Н 33 СООН дает представление о большой молекулярной массе. Высшая кислота имеет вязкую консистенцию, похожа на слегка тягучую жидкость.
Паяльный флюс делается следующим образом: 20 мл олеиновой кислоты, около 3 г йодида лития растворяют в стеклянной емкости на водяной бане. Однородный раствор, сделанный своими руками, после остывания переливают в стеклянный флакон для хранения.
После пайки рабочую зону промывают ацетоном, бензином или спиртом.
Для можно своими руками сделать состав из 100 г вазелина, 7 г порошкообразного хлорида цинка, 7 г глицерина.
Всю массу нужно хорошо перемешать. Желательно это сделать в толстой фарфоровой чашке или специальной ступке.
Другие доступные варианты
Широко используется для обработки железных, стальных, никелевых сплавов ортофосфорная кислота. Часто ее называют просто фосфорной. Этой кислотой можно обрабатывать поверхность чистой меди.
На всех металлах фосфорная кислота не только удаляет оксиды, но и образует защитный слой.
При паяльных работах верхний слой фосфатов легко разрушается разогретым жалом паяльника. На обработанных деталях равномерно распределяется припойная масса. В результате получается прочное соединение.
Самым, пожалуй, простым вариантом замены паяльной кислоты является обычный аспирин. Раствор быстро готовится своими руками. Нужно взять обычную дешевую таблетку, растворить в небольшом количестве воды. Иногда мастера просто посыпают растолченным аспирином место пайки.
В продаже есть готовый флюс ВТС, который, по сути, также является паяльной кислотой. Аналогичное средство можно сделать своими руками.
Нужно взять салициловую кислоту, вазелин, триэтаноламин. Растворить все компоненты в спирте. Флюс успешно используется для работы с медью, платиной, серебром и их сплавами.
Все люди, которые паяют и паяли когда-либо металлические изделия, знают, как сложно припаять к металлу олово. Конечно же, такую кислоту всегда можно купить в магазине, но всегда проще что-то сделать своими руками и понять процесс изготовления определенных вещей, чем покупать уже готовые продукты в магазине.
Если вы хотите попробовать сделать паяльную кислоту у себя дома, то смотрите видео
Для изготовления паяльной кислоты, нам понадобится:
- соляная кислота, концентрированная;
- цинк в гранулах или стаканчики от старых батареек;
- баночка.
Если вы не нашли цинк в гранулах, вы можете использовать бочонки от старых батареек или обратится в пункт скупки цветного металла, там очень часто бывает цинк, который вы сможете приобрести. Если у вас дома не оказалось неиспользованных батареек, а в пункте цветных металлов не оказалось лишнего цинка, то просто пройдитесь по рынку, там можно очень часто найти людей, которые продают цинк.
Паяльная кислота получается, когда в соляной кислоте растворяется цинк из расчета 412 грамм цинка на 1 литр соляной кислоты.
Насыпаем цинк и аккуратно заливаем все соляной кислотой, но ее уровень не должен превышать ¾ глубины посуды. Когда цинк полностью растворится, то прекратится полностью растворение пузырьков водорода.
Важно! При изготовлении паяльной кислоты всегда соблюдайте технику безопасности. Надевайте защитные перчатки, а защитные очки на глаза.
Когда зальем цинк соляной кислотой, у нас будет огромное количество пузырьков и пара. Пар – это жидкий водород, а пузырьки – это происходит реакция, при которой полностью растворяется наш цинк.
Реакция будет достаточно продолжительная, но вам придется дождаться, пока растворится весь цинк.
Дождитесь того момента, когда поверхность соляной кислоты будет без газообразований. На низу остатки от цинка должны перестать выпускать газы и только тогда соляной кислотой можно начинать пользоваться.
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.
- Ортофосфорная. Зачастую применяется для ржавых деталей, где с поверхности металла необходимо устранить оксиды.
- Соляная. Предназначена для любого вида работ, поскольку обладает широким спектром действия для обработки черного и цветного металла, а также их сплавов.
- Серная. Достаточно агрессивна, поэтому и применяется реже. Она позволяет хорошо работать со сложно спаиваемыми деталями и заготовками больших толщин, поскольку негативное воздействие от вещества для них не страшно. Из-за высокой агрессивности серной кислоты ее используют для сложно спаиваемых деталей, а также для заготовок большой толщины, так как она не нанесет им большого вреда.
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»
Канифоль далеко не всегда помогает качественно спаять друг с другом детали, и тогда в дело идет паяльная кислота, которая способна удалить оксидную пленку с поверхностей и качественно подготовить их к пайке. Если канифольный флюс хорошо справляется с «обязанностями» по подготовке к соединению элементов из меди, то кислотными составами лудят не только их, но и детали из медных сплавов (латуни, бронзы), нержавеющей и черной стали, никеля, драгоценных металлов и даже алюминия или чугуна.
Рисунок 1. Паяльная кислота нужна для удаления пленки оксида и подготовки поверхности детали к пайке.
Для чего нужны кислотные флюсы
Кислота обеспечивает наилучшую среду для контакта припоя с деталями на как можно большей площади:
Рисунок 2. Устройство солевой батарейки.
- очищая обрабатываемые поверхности от окислов и загрязнений;
- оберегая их от возобновления процесса окисления;
- значительно снижая поверхностное натяжение припоя, что способствует более свободному его растеканию.
Результатом этого становится более надежное соединение спаиваемых деталей.
Разные металлы требуют и применения разных паяльных кислот, но сразу следует усвоить, что кислотные флюсы не следует применять при сборке плат, ведь они являются агрессивной средой, способной разрушительно воздействовать на все их компоненты. Кроме того, кислоты — отличные электропроводники, умеющие создать для тока дополнительные (и нежелательные) каналы прохождения. Полагаться на нейтрализацию кислотной среды после спайки не следует.
Вернуться к оглавлению
Хлорцинковый кислотный флюс
Чаще всего для лужения спаиваемых деталей используется флюс, который свободно продается в магазинах. Производители, не мудрствуя лукаво, называют его «Кислота паяльная» (рис. 1). В аннотациях к флюсу они указывают на сферы его применения. Как правило, это пайка и лужение меди, серебра и различных сплавов железа, в том числе и чугуна.
Основой паяльной кислоты являются соединения хлористого цинка, то есть она представляет собой раствор металла в соляной кислоте.
Вернуться к оглавлению
Изготовление паяльной кислоты в домашних условиях
Несмотря на доступность этого активного флюса в магазинах, многие домашние мастера интересуются, можно ли сделать его своими руками. Создание паяльной кислоты не представляет особых трудностей. Для ее изготовления необходимы:
- цинк (Zn);
- концентрированная соляная кислота (HCl).
Чтобы получить флюс, его вещества добавляются в следующих пропорциях:
- 412 г Zn;
- 1 л HCl.
Вначале в лабораторную емкость (стеклянную, керамическую, фарфоровую) помещается цинк, а уже потом в посуду наливается соляная кислота. Заливать ее следует с особой осторожностью, а уровень HCl в емкости не должен превышать ¾ ее объема. После окончания реакции растворения с выделением водорода (прекращения образования в жидкости пузырьков) и осветления до прозрачности готовый состав переливается в другую, плотно закрывающуюся посуду. Соляная кислота и гранулированный цинк продаются в магазинах химреактивов, но металлический реагент можно добыть и в отслуживших свой срок солевых элементах питания (пальчиковых батарейках) типов «АА», «ААА» и т.п. (рис. 2).
При самостоятельном приготовлении активного флюса необходимо соблюдать меры предосторожности. В лабораторных условиях реактив готовится в специальных шкафах, оборудованных вытяжкой. В домашних условиях следует применять средства защиты кожи, органов дыхания, глаз. Растворение цинка лучше проводить вне помещения или в усиленно проветриваемой комнате, так как при реакции активно выделяется водород. Смешивать реагенты для получения хлористого цинка следует вблизи источника воды.
При попадании кислоты на кожу или глаза реактив нужно смывать большим количеством проточной воды.
Вещество, разлитое на какую-нибудь поверхность, смывается раствором воды с нейтрализующей действие кислоты щелочью (питьевой содой). Следует сказать и несколько слов о хранении хлороводородной кислоты.
Емкости с ней должны плотно закрываться и содержаться в затемненном и прохладном месте. Доступ детей к кислоте должен быть исключен.
В качестве флюса можно использовать и чистую соляную кислоту. Она применяется для подготовки к спаиванию деталей из железа (к примеру, кровельного).
Вернуться к оглавлению
Флюс из ортофосфорной кислоты
Еще одна распространенная паяльная кислота — ортофосфорная (H 3 PO 4). Она успешно справляется с удалением оксидов с поверхностей металлов и защищает их от образования новых соединений с кислородом, образующих на металле препятствующую спаиванию деталей пленку. Неслучайно ортофосфорная кислота входит в состав большинства средств для антикоррозийной обработки стальных конструкций.
Для пайки сплавов хрома и никеля кислота применяется не в чистом виде. Флюс почти на 1/3 состоит из этилового спирта. На долю H 3 PO 4 приходится 32%, и 6% в составе занимает канифоль. В иных составах для лужения и паяния объем кислоты может доходить почти до 100%. Зачастую ортофосфорная кислота разводится вместе с хлористым цинком, массовое содержание которого во флюсе может колебаться от 50% до тысячных долей процента. H 3 PO 4 применяется не только для соединения деталей из никелевых сплавов, ее используют для пайки изделий из низколегированной стали и чистой меди или ее сплавов.
Ортофосфорная кислота входит в состав активного флюса Ф-38 Н, с помощью которого проводится пайка:
- легированной, малоуглеродистой и среднеуглеродистой стали;
- меди и ее сплавов;
- хромоникелевых сплавов.
Ф-38 Н применяется для пайки в местах с затрудненным доступом и защищает спаянные детали от коррозии. В его составе:
- солянокислый диэтиламин;
- H 3 PO 4 (25%).
Ортофосфорная кислота взрыво- и пожаробезопасна, но работа с ней и ее хранение должны проводиться с соблюдением всех мер предосторожности. Смывать вещество после попадания на кожу или глаза также следует проточной водой. Длительность промывания составляет не менее 10-ти минут.
Паяльную кислоту (ее также называют травленой) используют в условиях приготовления или ремонта различных металлических предметов или устройств, когда какие-то части или мелкие детали нужно соединить друг с другом очень прочно.
Что такое паяльная кислота, зачем она нужна, где можно ее достать и принципы работы с ней, знает не каждый.
Для того чтобы понять весь спектр «возможностей», нужно знать разницу между двумя способами соединения металлов: сварка и спайка.
Сваркой называется процесс нагревания металлов до температуры их плавления с последствующим присоединением их друг к другу путем межатомных связей молекул.
Пайка же - совершенно иной процесс присоединения металлов, при котором два тела, условно говоря, изготовленные из различных «пород» металла, соединяются между собой путем прокладывания другого материала, расплавленного естественно, у которого температура плавления намного ниже.
Главное в этом деле - обеспечить этим «смазочным» веществом поверхности обеих деталей, которые необходимо соединить.
Необходимые процедуры перед работой
Перед спайкой, как и перед любыми другими работами, необходимо выполнять ряд процедур, способствующих более качественному итогу работы:
Понятие паяльной кислоты
Иначе эту ее называют цинковый хлористый водный раствор. Эта смесь содержит цинк и хлор. Химическая формула этого раствора -ZnCl 2 .
Смесь продается в упаковке готового варианта в магазинах типа «радиотехник» или других, связанных с мелкими деталями и механизмами, однако паяльная кислота своими руками может получиться ничем не хуже покупной. Гораздо сложнее будет ее приготовить, чем купить, ведь она продается так же свободно, как и аспирин в аптеке, но процесс изготовления может быть интересным. Самый нужный «ингредиент» - кислотный соляный раствор. Однако вместо того, чтобы возиться с ее приготовлением, лучше воспользоваться готовой продукцией.
Нужно не забывать о том, как пользоваться паяльной кислотой. Ее необходимо использовать правильно и аккуратно, без попадания на кожу или другие предметы. Ее применение должно происходить только в пределах рабочего места, без разноски ее по большой территории.
Хранение в чистом виде очень опасно, да и сам состав паяльной кислоты крайне вредоносен.
Процесс спаивания своими руками
Этот процесс требует немного усидчивости, ведь паяние - мелкая работа, на которой нужно сосредоточить все свои навыки, чтобы сделать именно так, как необходимо. А теперь о том, как правильно паять паяльником с кислотой:
- Для начала следует нанести пару капель на идеально вычищенные поверхности материалов. Лучше всего использовать бутылочку с «носиком», из которой кислота будет выделяться капельно. Если такой бутылочки под рукой не найдется, ее можно заменить на любой пузырек от капель для носа. Для того чтобы припой лежал равномерно, кислота должна покрыть всю поверхность металла однородно. Процесс плавления жалом паяльника припоя и последующее его нанесение именуется лужением.
- После использования необходимого количества кислоты необходимо аккуратно удалить ненужные остатки с поверхности, иначе она начнет вступать в реакцию с окружающим ее кислородом и давать реакции в виде ржавчины.
- После завершения работы необходимо протереть жало паяльника.
Виды кислот:
В целом нет особой разницы, какой флюс выбирать, единственное различие в опасности работы с ними. Однако стоит придерживаться некоторых правил. Область применения определяется интенсивностью раствора, но его можно разбавить вручную, если есть чем.
В целом, следует обращать внимание на вид продукта. Если на дне сосуда, содержащего флюс, имеется осадок, то такой продукт лучше не использовать. Также важно обращать внимание на срок годности. Каждая кислота имеет определенный срок хранения и использования. Важно понимать, что «про запас» такие вещи брать не стоит, ведь одной баночки флюса может хватить на несколько месяцев, даже при интенсивном ее использовании.
Внимательно стоит относиться и к выбору паяльника. Имеются разные виды этого инструмента. Однако, прежде чем выбирать паяльник и канифоль, стоит убедиться в том, что нужна именно спайка, а не сварка.