Для чего нужна паяльная кислота при пайке

Как можно пользоваться паяльной кислотой при пайке изделий

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.

Особенности пайки металлов

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:

1. Перед присоединением металлов между собой их необходимо очистить от грязи и пленки оксида, препятствующей растеканию вещества (в дальнейшем «припой») по поверхности. Это условие необходимо соблюдать, иначе припой, как шарик, сосредоточится на одном месте и не будет растекаться.
2. Для наиболее успешного растекания припоя по материалу его необходимо обработать раствором флюса, который защитить металл от коррозии и окисления. Самым распространенным флюсом является канифоль. Этот «домашний» флюс (чаще используется для домашних работ, нежели в промышленных целях) используется для сплавов таких металлов простых металлов: медь, латунь и алюминий. В случае железа, чугуна и стали для пайки применяют так называемую травленую кислоту.

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:

1. 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.
2. 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.
3. После завершения работы необходимо протереть жало паяльника.

Виды кислот:

1. Наряду с хлористым цинком также может применяться и ортофосфорная кислота. Ортофосфорный флюс может применяться для предотвращения ржавчины на металлах и используется для спайки чугуна, железа и никеля.
2. Соляная. Такой флюс может состоять как из раствора кислоты, так и из ее концентрата.
3. Серная. Вещество сильнодействующее. На вид напоминает масло.

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.

Почему нельзя паять паяльной кислотой детали и платы

Паяльная кислота — это высокоактивный флюс. Вступает в реакцию с металлом, даже после пайки. Разъедает окислы, оксидную пленку и отлично лудит сложные участки.

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

• Хорошее лужение окисленных поверхностей;
• Низкая цена.

Отлично удаляет окислы, доступна в любом радиомагазине, а ацетилсалициловая в аптеке.

• Выделяемые продукты во время паяльных работ кислотой очень опасны (особенно, если они попадают на кожу или слизистые);
• Остатки кислот на месте пайки со временем могут повредить соединение, если не смыть их вовремя;
• Кислота имеет высокую электрическую проводимость — а это короткое замыкание.

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:

• Перегрев. Флюс испаряется, не успевает принять участие в пайке. Такое происходит, когда выставляют температуру на паяльнике выше 300 градусов;
• Недогрев. Это происходит из-за малой площади нагрева, не понимания принципов паяльных работ или некачественного оборудования;
• Долгое касание паяльника к месту контакта. Пайка не должна продолжаться больше нескольких секунд. Иначе большая часть флюса испариться, а остальной припой соберется в комочек, и начет окисляться.
• Количество флюса и припоя. Переизбыток или недостаток компонентов – тоже критический фактор. Слишком много флюса — припой начнет растекаться, слишком мало — быстро испариться и не на полный участок хватит.

Как паять без кислоты

Чтобы качественно и правильно паять, достаточно придерживаться простых правил:

• Не перегревать место пайки. Если кажется, что лужение и плавление припоя идут туго, лучше попробовать другое жало, попробовать подогреть воздух феном до ста градусов (сверху фен, возле места пайки). Ни в коем случае не повышать температуру на паяльнике до 400 градусов, это только ухудшит ситуацию. Припой при таких температурах начинает испаряться, а не плавиться, что уж говорить о флюсе.
• Оценивайте ситуацию. Например, некоторые детали или разъемы не получится хорошо залудить без подогрева. В особо тяжелых случаях можно даже слегка пройтись по контакту самой мягкой и щадящей наждачной бумагой. Бывает такая проблема у самодельных плат, когда их долго не паяют после изготовления. Медные дорожки покрываются медью и их сложнее лудить, чем раньше.
• Безопасная пайка. Паять нужно только в проветриваемом помещении. Даже продукты испарения канифоли не очень полезные, что уж говорить о других флюсах, тем более о паяльных кислотах. При пайке необходимо придерживаться дистанции, иначе капля припоя может случайно попасть на кожу или слизистые.

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 брызгов.

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:

• 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.

Для чего нужна паяльная кислота?

Каждый профессионал, да и любитель паяльного дела знает, для чего используется флюс. Благодаря нему материалы лучше плавится, что позволяет достичь желаемого результата. Не всегда это модно достичь с помощью канифоли, поэтому применяют другой расходный материал – паяльная кислота. Она помогает решить множество проблем за счет высокой активности состава.

Многие люди слышали о паяльной кислоте, однако не знакомы с ее характеристиками и особенностями. Она выпускается в жидком виде и используется при пайке мелких деталей, особенно при возникновении сложных ситуаций. Кислота производится в соответствии с нормативной документацией.

Для чего применяется паяльная кислота?

Существует множество видов, паяльная кислота служит для создания приемлемых условий для пайки. Для получения желаемого результата, следует очистить поверхность от ржавчины, жировых пленок и окислов, попадающие под глаз мастера, которые образуя неразрушимую пленку, мешает сцеплению металлических деталей. Температура пайки и плавления основного металла довольна низкая, чтобы убрать эту пленку, поэтому соединение будет непрочным. Этот процесс наглядно наблюдается при пайке алюминия.

На основании этого, делается вывод, что паяльная кислота служит для разрушения поверхностного налета. Она не только очищает от него, но и предотвращает появление пленки после механической обработки. Кислота также служит для снижения напряжения припоя, он стает более текучим, и покрывает всю рабочую поверхность. Данный способ пайки является востребованным и надежным. Такой метод не стоит применять при работе с мелкими деталями, так как припой покрывает другие элементы и портит их. Особенно это проявляется при работе с концентрированной кислотой. Поэтому при изготовлении плат и микросхем пользуются канифолью.

Еще одной особенностью паяльной кислоты является хорошая проводимость электрического тока. При работе с микросхемами она может вызвать короткое замыкание, которое приведет к поломке всего изделия.

Достоинства кислоты

Среди преимуществ выделяют следующие:

• очищает рабочую поверхность от оксидной пленки;
• защищает металл от повторного появления налетов и окислов;
• может использоваться в концентрированном и растворенном виде, в зависимости от того, какой результат необходимо достичь;
• высокая доступность;
• улучшает текучесть припоя по основному металлу.

Отрицательные свойства

Кроме преимуществ, паяльная кислота обладает рядом недостатков:

• агрессивная среда подходит не для всех способов пайки;
• вещества являются опасными для здоровья человека, поэтому следует принять меры предосторожности;
• работать необходимо в проветренных помещениях.

Разновидность кислоты

Определив для чего нужно данное вещество, рассмотрим основные виды флюса.

1. Ортофосфорная кислота – на рабочей поверхности образуется специальная пленка, которая предотвращает возникновение окислов и защищает от других загрязнений.

2. Соляная кислота – имеет сложный химический состав. Продается в маленьких колбах. Распознать ее можно по желтоватому оттенку и резкому запаху. Она более агрессивная, чем предыдущий вид, поэтому при работе с ней следует соблюдать меры предосторожности. При попадании на кожу соляная кислота разъедает ее. Кроме того, пайка проводится в хорошо проветриваемом помещении.

Как осуществляется пайка?

Рассмотрим процесс пайки с применением паяльной кислоты подробнее. Перед ее началом поверхность металла очищается от ржавчины и другой грязи при помощи наждачной бумаги. Далее, несколько капель кислоты наносят на рабочую поверхность и припой.

Обратите внимание! Кислоту необходимо наносить в резиновых перчатках, чтобы не повредить кожу.

Если рабочая поверхность покрыта полностью и не имеется зазоров и пропусков, то данное количество флюса подобрано правильно. Оно обеспечит прочность конструкции. Разогретым концом паяльника расплавляется припой, который переносят на кислотное основание. Данные манипуляции также осуществляются с деталей, которую следует присоединить к основной поверхности. После проведенных подготовительных работ приступают к непосредственному соединению. Расплавленный припой наносится на место соприкосновения деталей, после чего дают все конструкции остыть.