Содержание
- 1 Общие сведения о кислоте
- 2 Назначение
- 3 Разновидность и состав паяльной кислоты
- 4 Виды паяльных кислот и особенности применения
- 5 Общие правила применения
- 6 Особенности применения и пайки с паяльной кислотой
- 7 Пайка без паяльника
- 8 Правила безопасности
- 9 Как выбрать паяльную кислоту
- 10 Как смыть?
- 11 Как правильно хранить состав?
- 12 Рекомендации по использованию паяльной кислоты
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.
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.
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.
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.
Хлористый цинк
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.
Олеиновая кислота Б-115
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.
Пайка ортофосфорной кислотой
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 флюса для пайки. 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. 
Флюс-паста ВТС
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.
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.
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.
Чистка металла паяльной кислотой
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.
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.
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.
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.
Как смыть?
После выполнения паяльных работ часть кислотного состава, который растекся по обрабатываемой металлической поверхности, может остаться в неизменном виде. Как и любая кислота, вещество это обладает свойством к разъеданию материалов, и если не удалить это средство с поверхности платы или детали, кислотный компонент медленно, но верно будет разрушать материал.
Если паяльный кислотный состав остался, например, на электронной плате, то он может разъедать токопроводящие дорожки, что приведет к замыканию и выведет дорогостоящую плату из рабочего состояния.
Отмыть паяльную кислоту необходимо сразу же после выполнения паяльных работ. Кислотная среда нейтрализуется щелочными растворами. Такой раствор можно приготовить самостоятельно в домашних условиях. Для этого потребуется теплая вода и щепотка питьевой соды.
Хорошо нейтрализует паяльный кислотный состав изопропиловый спирт или нефтяной растворитель «Нефрас», именуемый в народе «Калоша». Для смывки используют чистую кисточку, ватную палочку или кусочек ткани, смоченный в нейтрализующем растворе. Остатки кислотных компонентов нужно снимать аккуратно, не разбрызгивая жидкость вокруг спайки.
Как правильно хранить состав?
Оставшийся после паяльных работ избыток флюса необязательно выбрасывать. Его можно сохранить в хорошем состоянии, если придерживаться следующих правил:
- не использовать для хранения посуду из металла или с металлической крышкой;
- надежнее всего хранить кислотный флюс в герметично закрывающейся стеклянной, керамической или пластмассовой емкости;
- место хранения должно быть темным, сухим и прохладным.
Рекомендации по использованию паяльной кислоты
Чтобы разобраться, как правильно паять паяльной кислотой, следует ознакомиться с основными правилами. В первую очередь это касается безопасности. Здесь нужно быть максимально аккуратным, чтобы ничего не попало на руки и другие части тела. В лучшем случае, работать нужно в перчатках и защитной одежде с длинными рукавами. В домашних условиях эти правила выполняются не всегда, так что в основном нужно делать упор на аккуратность.
Вторым вредным фактором являются испарения от кислоты. Перед тем как паять паяльной кислотой, следует обеспечить хорошее проветривание для помещения. Это может быть естественная или принудительная вентиляция. В качестве дополнительной защиты стоит использовать респиратор или аналогичное средство. Здесь проблема состоит не только в том, что человек вдыхает пары, но и в том, что они имеют очень специфический резкий неприятный запах. В домашних условиях данная процедура может быть сложной для проведения.
Если вы размышляете, чем паять микросхемы, то паяльная кислота здесь явно не подходит. Все дело в агрессивности среды. В микросхемах используются относительно тонкие и мелкие металлические детали. При контакте с концентрированной паяльной кислотой мелкие контакты могут испортиться. Она просто выжжет их, так как тонкий металл легко разъедается. Ко всему прочему, паяльная кислота проводит ток. Если после спаивания не осушить плату достаточно хорошо, то ее может попросту замкнуть. Это же касается и остатков солей, которые могут образоваться на ней после использования данного флюса. Здесь не стоит рисковать даже с применением раствора.
Очередной рекомендацией будет обязательная очистка спаиваемой поверхности после работы. Кислота оставляет соли после своего применения. При эксплуатации изделия их наличие недопустимо, поэтому нужна обязательная механическая очистка.
Существует несколько разновидностей данного материала. В основном все касается пропорций, в которых производится кислота. Чаще всего она разбавленная, но для особо сложных случаев применяют и концентрированную. Если вам требуется использовать ее для стандартных процедур паяния и вы не знаете в какой пропорции лучше всего использовать флюс такого типа, то тогда стоит использовать стандартный вариант, которым является 10% раствор. Это самая популярная разновидность, с которой сталкиваются многие любители и профессионалы.
Источники: https://pro-instrymenti.ru/svarochnye/payalnaya-kislota-sostav/, https://svaring.com/soldering/flus/pajalnaja-kislota, https://stankiexpert.ru/spravochnik/svarka/payalnaya-kislota-ortofosfornaya.html, https://stroy-podskazka.ru/payalnik/payalnye-kisloty/, https://samodelino.ru/elektronnye-samodelki/sostav-payalnoj-kisloty.html, https://svarkaipayka.ru/material/flyus-dlya-payki/kak-polzovatsya-payalnoy-kislotoy.html
