Почему нельзя паять паяльной кислотой детали и платы

  • 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.

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.

Разновидности паяльной кислоты

Чтобы понять, как паять кислотой паяльной, следует рассмотреть ее разновидности. Существуют жидкие, порошкообразные или пастообразные флюсы (как иногда называют паяльную кислоту).

В домашних условиях чаще всего применяется паяльная кислота для пайки меди, серебра, латуни, никеля и сплавов из них — канифоль. Это вещество получают из смолы хвойных видов деревьев. Это происходит путем выпаривания из нее скипидара.

Для пайки чугуна, стали и железа потребуется водный раствор хлорида цинка. Такая кислота паяльная имеет в своем составе ZnCl. Хлористый цинк получают путем расплавления металлического цинка в соляной кислоте.

Довольно распространена ортофосфорная паяльная кислота. Состав ее содержит на 1/3 этиловый спирт. Это вещество пожаробезопасно. Однако хранить его следует строго в соответствии с инструкцией производителя.

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:

  • Самодельный хлороцинковый флюс. В 1000 мл концентрированной соляной кислоты растворяют 400 г гранулированного цинка. Следует помнить, что металлический цинк при взаимодействии с соляной кислотой вытесняет из нее водород, который в виде пузырьков выходит из жидкости в воздух. Содержащийся в воздухе кислород и водород образуют гремучую смесь, которая может взорваться от малейшей искры. В связи с этим следует соблюдать меры предосторожности: не курить, не использовать источники открытого огня и предотвращать возникновение искр в помещении, где ведутся работы. Нельзя работать в помещении с неисправной электропроводкой. Также следует максимально предотвратить скопление водорода в воздухе. Для этого растворять цинк лучше на улице, балконе или возле открытого окна.
  • Аспириново-глицериновая смесь. В горячем глицерине растворяют измельченные в порошок таблетки аспирина. Другой способ изготовления флюса на основе ацетилсалициловой кислоты заключается в смешивании аспиринового порошка с техническим вазелином. Оптимальные пропорции для этой смеси – 1:2, то есть вазелина должно быть в два раза больше, чем ацетилсалициловой кислоты.
  • С ортофосфорной кислотой. В зависимости от задач ортофосфорную кислоту наносят на место пайки в чистом виде, либо в составе смесей. Для приготовления одного из вариантов смеси к одной части ортофосфорной кислоты добавляют такое же количество хлористого цинка. В другом составе смешивают кислоту, канифоль, этиловый спирт и воду. Ортофосфорную кислоту применяют при пайке деталей из нержавеющей стали, никеля, алюминия, меди, низколегированной стали, хромоникелевых сплавов.

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.

Что такое пайка

Пайка — совершенно другой процесс. Он никак не затрагивает внутреннюю структуру металла. Протекает исключительно на поверхности спаиваемых материалов. Никаких монолитных соединений на уровне атомов при пайке не образуется.

Для осуществления пайки необходимо наличие третьего более легкоплавкого металла, который носит название припой. С помощью припоя и происходит непосредственно процесс спаивания. В качестве припоя чаще всего применяют чистое олово либо его всевозможные сплавы. Задача любой пайки состоит в том, чтобы расплавить припой и обеспечить его хорошее растекание по поверхности спаиваемых металлов. По мере застывания припой переходит из своего жидкого расплавленного состояния в состояние твёрдое и обеспечивает надёжное соединение двух металлических изделий.

На практике всё оказывается немного по-другому. Дело в том, что все без исключения металлы имеют на своей поверхности достаточно твёрдую и химически инертную оксидную плёнку. Прочность этой плёнки различна у разных металлов. Наиболее прочная оксидная плёнка образуется на поверхности алюминия. Эта плёнка, а также всевозможные механические загрязнения, которые всегда присутствуют на поверхности любого металла, приводят к тому, что припой не хочет растекаться по металлу.

То есть, говоря профессиональным языком, лужение металла не происходит. Вместо этого припой превращается в подвижный шарик, который катается по металлической поверхности, никак не соединяясь с ней. Это говорит о том, что сила поверхностного натяжения расплавленного припоя значительно выше, чем адгезия (прилипание) этого припоя к поверхности металла. Чтобы усилить адгезию припоя и обеспечить надёжную спайку двух металлов, используют так называемые флюсы.

Правильный выбор флюсов

Выбор кислоты зависит от сферы применения. Учитывается не только состав вещества, но и его концентрация. Хотя при определенных условиях, его можно разбавить в домашних условиях. Химические вещества имеют непродолжительный срок годности, поэтому при покупке необходимо обратить внимание на дату изготовления флюса.

При выборе кислоты нужно изучить свойства каждой из них. Если изделия достаточно старые и коррозионные процессы ярко выражены – оптимально использование ортофосфорной кислоты. Она эффективно удалит оксиды и ржавчину, что обеспечит надежное соединение.

Серная кислота, в силу своей агрессивности, применяется для спаивания изделий большой толщины, так как вред от нее в этом случае минимизируется.

Читайте также  Шлакоблочный станок марс чертежи

Соляная кислота, наоборот, универсальна в своем применении. Ее применяют для пайки различных металлов, в том числе цветных и их сплавов.

Важно отметить! Если в растворе наблюдается заметное количество осадка – кислота непригодна к применению. Либо вышел срок годности, либо изготовлен некачественный продукт.

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.

Преимущества

  • Позволяет уничтожить практически любые окислы, которые образуются на металле;
  • Сохраняет свое воздействие достаточно долго, что не позволяет повторно образовываться налетам и окислам;
  • Может использоваться как в концентрированном виде, так и в растворенном, чтобы снизить агрессивность среды;
  • Очень распространенным по тематическим магазинам и доступный флюс;
  • Улучшает смачиваемость и растекаемость припоя по основному металлу.

Недостатки

  • Среда является очень агрессивной, что подходит далеко не для всех вариантов пайки;
  • Контакт с кислотой может быть опасен для здоровья человека, так что нужно следить, чтобы она не попала на слизистую оболочку;
  • Работать с ее применением желательно в проветриваемых помещениях.

Виды паяльной кислоты

Разобравшись, для чего нужна паяльная кислота при пайке, стоит более подробно рассмотреть, какие бывают ее виды.

  • Ортофосфорная – когда поверхность металла обрабатывается при помощи такого флюса, то на ней образуется защитная пленка. Она позволяет обеспечить защиту от образования окислов и прочих загрязнений.

Ортофосфорная паяльная кислота

  • Соляная кислота – данный вид флюса является более сложным химическим составом. Она распространяется в небольших флаконах и имеет желтоватый оттенок. Жидкость обладает резким специфическим запахом, благодаря чему и требуется проветривание во время использования. Она более агрессивная, чем ортофосфорная и может разъедать кожный покров при попадании на него. Во время работы с ней нужно соблюдать особые меры предосторожности.

Паяльная кислота с соляной кислоты и цинка

Технология пайки

Теперь стоит рассмотреть основной процесс, для чего служит паяльная кислота, а именно как следует паять с ее помощью. Перед процессом поверхность металла очищается от грязи и ржавчины. Для этого понадобится напильник или наждак. Примерно по одной-две капли наносится на основной металл и припой.

Работу лучше вести в перчатках, чтобы случайные брызги не повредили кожу.»

Нанесение паяльной кислоты на металл

Ели кислота покрыла всю рабочую поверхность, то такого количества ее будет явно достаточно. Поверхность должна быть покрыта вся без пропусков, чтобы соединение было крепким по всей длине. Затем жалом раскаленного паяльника расплавляется припой и переносится на покрытую флюсом поверхность. Вначале все должно покрыться тонким слоем, чтобы обеспечить защитное лужение.

Данная процедура повторяется и с заготовкой, которую нужно припаять. После того, как две поверхности будут залужены, можно приступать к непосредственному их спаиванию. Для этого берется значительно большее количество припоя и соединяется на шве соприкосновения двух деталей. Как только металл припоя растекся и его толщина оказалось достаточно большой для надежного схватывания, следует прекратить какое-либо температурное воздействие и нужно дать остыть всей конструкции.