КИСЛОТА ДЛЯ ПАЙКИ [применение, виды]

Для чего нужна паяльная кислота?

Алюминий и его сплавы особенно подвержены коррозии при наличии флюса. Остатки флюса после пайки с поверхности алюминиевых сплавов удаляются по следующей технологии:

• травление в концентрированной азотной кислоте при 18–20 °С в течение 5–15 мин;
• промывка в холодной воде в течение 5–10 мин;
• травление и пассивирование в 10 %-ной азотной кислоте и 5–10 %-ном растворе двухромовокислого натрия в течение 5–10 мин;
• промывка в горячей (50–80 °С) воде;
• сушка струей горячего воздуха.

Удаление остатков флюса после пайки не всегда можно осуществить, например, в закрытых соединениях типа сотовых панелей. В этом случае необходимо или изменить конструкцию, чтобы обеспечить полную нейтрализацию остатков солей, или отказаться от флюса, применяя защитную газовую атмосферу.

Обобщенные сведения по удалению остатков флюса после пайки приведены в таблице 1.

Зачем нужна паяльная кислота

Далее: Механическая зачистка поверхности при пайке

Для удаления жира и масла рекомендуется применять различ ные растворители или щелочные обезжиривающие растворы. Пп” пользовании растворителем применяют метод конденсации парон трихлорэтиленового растворителя, оставляющего самую тонкую пленку осадков на поверхности металла.

Обезжириваемые холод, ные детали подвешивают над кипящим растворителем. Пары рас” творителя конденсируются на поверхности холодных деталей и снова стекают в кипящую жидкость. Так как с поверхностью очищаемого металла соприкасается только чистый дистиллированный растворитель, то побочного загрязнения деталей не происходит Растворитель по мере его загрязнения маслом и жиром необходимо заменять.

При отсутствии выпаривающих аппаратов применяют способ очистки погружением деталей в жидкие растворители, например трихлорэтилен, метилхлороформ или очищающие жидкости. Эффективность этого способа можно значительно повысить с помощью ультразвука. Этот способ основан на использовании волновых колебаний, которые благодаря явлению кавитации способствуют удалению грязи, жира, песка или окислов.

Обезжиривание часто проводится в горячих щелочных растворах. Обычно для этой цели вполне пригоден 1—3%-ный раствор тринатрийфосфата или силиката натрия при температуре 80° С и выше с добавлением смачивающей присадки. Перед пайкой очищающие растворы должны быть тщательно удалены с поверхности деталей водой или паром.

Если применяется вода, предпочтительно брать мягкую воду, так как жесткая оставляет осадки, которые могут препятствовать пайке. Жиры и масло впитываются, проникая в мелкие трещины и поры на поверхности металла (как, например, в поры чугуна), и если их не удалить, при пайке они испаряются и покрывают поверхность металла.

Описанные методы очистки предназначены для массового производства и вопрос об их применимости в каждом отдельном случае должен решаться особо.

Травление (очистка кислотами)

Целью травления деталей в кислотах является удаление ржавчины, окалины, окислов или сульфидов с металлов и получение химически чистых поверхностей под пайку. Для этих целей применяют неорганические кислоты (соляную, серную, ортофосфор-ную, азотную, и фтористоводородную), взятые по отдельности ил в смеси; однако чаще других применяются соляная и серная ки лоты.

Соляная кислота. Техническая соляная кислота имеет удельный 1,14 и содержит около 28% по весу хлористого водорода. Для травления железа и стали в холодных растворах техническая кис-,ота разводится в пределах от 1 части кислоты на 2 части воды ‘ Ю% НС1), до трех частей кислоты на 1 часть воды (21% НС1).

Соляная кислота как травитель достаточно эффективна при комнатной температуре и в большинстве случаев не требует подогрева. Температура кислоты может повышаться в результате выделения тепла при химической реакции или в результате погружения в нее нагретых изделий.

Однако рекомендуемая температура кислоты должна быть в пределах 29—38 °С, но не выше 19 °С. Не покрытые окалиной после светлого отжига изделия можно протравить за 3 мин при 29° или за 10 мин при температуре 18 °С. Удаление тонкого слоя окалины занимает 15—30 мин, толстого слоя — 45 мин и больше.

В процессе работы концентрация кислоты в растворе уменьшается, и, если раствор не пополнять свежей кислотой, он станет менее эффективным. Когда содержание железа в растворе поднимется до 12%, раствор необходимо заменить. Иногда в раствор добавляют ингибитор, чтобы не допустить разъедания металла после удаления окалины. При подготовке под пайку алюминиевых деталей в некоторых случаях применяют 10%-ный раствор НС1.

Серная кислота. Серная кислота выпускается промышленностью в различных концентрациях. 96—98%-ная кислота имеет удельный вес 1,84, а 77%-ная кислота — удельный вес 1,70. Для травления применяют водные растворы, содержащие 5ч-10 объемных процентов технической (77%-ной) серной кислоты.

При температурах ниже 70° серная кислота неэффективна; наилучшие результаты получаются при температуре 82° С. Относительно чистые изделия или изделия после светлого отжига погружают в раствор на 30— 120 сек, изделия с толстым слоем окалины травят до 15 мин.

Образующийся черный налет при этом смывают водой. Ингибиторы, добавляемые к серной кислоте, помогают предотвратить разъедание металла. Требуемая концентрация раствора поддерживается периодической добавкой свежей кислоты. Когда содержание кислоты упадет до 1%, или когда содержание железа возрастет до 8%, раствор заменяют.

Серная кислота пригодна для травления сталей и медных сплавов. В последнем случае в раствор добавляют или 1 % по весу Двухромовокислого натрия или 2% по объему азотной кислоты.

Ортофосфорная кислота. Разбавленный раствор ортофосфорной кислоты (удельный вес 100%-ной кислоты 1,87) иногда применяют Для травления нержавеющей стали и марганцевой бронзы. Примечают растворы с концентрацией 10-=-40% п° объему.

Фтористоводородная кислота. Фтористоводородная (плавиковая) кислота очень активна, опасна при попадании на кожу. Смесь Из 5% по объему фтористоводородной кислоты и 5% по объему ееРной кислоты иногда применяют для травления чугуна, высококремнистых сплавов и алюминия. (См. гл. 21 о технике безопас. ности).

Азотная кислота. Концентрированная азотная кислота (70о/ HNO3) редко применяется в чистом виде. Простой и эффективный травитель представляет собой водный раствор, содержащий 15^ 20% (по объему) технической азотной кислоты. Раствор применяется холодным, время травления 2—5 мин.

Кислотные растворы

Важно правильно выбрать кислотный раствор. Зависит это от вида металла, из которого сделаны детали. Это может быть алюминиевый или медный радиатор, чайник, который надо спаять, медь, латунь или кровельное железо:

1. Оцинкованное железо. Места, где необходимо паять, обрабатывают кислотным раствором, правильно его называют (хлоратом цинка). Такой состав можно купить в специализированных магазинах, проще всего приготовить его самостоятельно.

Для этого достаточно в 100 мл соляной кислоты бросить кусочки цинка, который можно снять с корпуса пальчиковых батареек. После окончания химической реакции цинк растворится, выделяя при этом большое количество водорода.

Правильно будет осуществлять процесс в хорошо проветриваемом помещении, при отсутствии открытого огня.

После того, как раствор остынет и отстоится, верхнюю прозрачно-желтую часть переливают в чистую стеклянную посуду. Осадок сливают в грунт, в канализацию с металлическими трубами не рекомендуется. Кислотой можно повредить трубы и герметичные прокладки. Оставшаяся часть раствора готова для обработки кровельного оцинкованного железа.

Как запаять листы кровельного железа

1. Нержавеющая сталь. Прежде чем паять, поверхность зачищается и обрабатывается ортофосфорной кислотой, в состав которой входят следующие элементы:

• до 50% хлористого цинка;
• аммиак до 0,5%;
• растворяется водой с концентрацией рН – 2,9%.

Ортофосфорная кислота применяется для пайки в качестве флюса и для очищения металла от ржавчины

Раствор бывает прозрачным светло-желтого цвета или бесцветным, при нагреве до 213ºС преобразуется в H4P2О7 (пирофосфорную кислоту), которая обезжиривает поверхность металлов. Состав растворяет оксидную пленку на различных металлах и сплавах:

• нержавеющая сталь;
• латунь;
• сплавы никеля;
• сплавы меди;
• сплавы углеродистых металлов и низколегированной стали.

Ортофосфорная кислота — использование в качестве антиоксиданта, удобрения и для удаления ржавчины

Любители газированного напитка «Кока-кола» вряд ли смотрят на его состав, имеющий добавку Е338.

Этим веществом является ортофосфорная кислота, которая находит применение не только в пищевой промышленности, но и в текстильной, сельскохозяйственной и даже справляется с ржавчиной на поверхности деталей.

Что за свойства у химического соединения, какие сферы его использования, что нужно знать о технике безопасности – стоит рассмотреть подробнее.

При комнатной температуре это гигроскопичные бесцветные кристаллы ромбообразного вида, которые хорошо растворяются водой. Ортофосфорное соединение считается неорганической кислотой со средней силой. Одна из ее форм – желтоватая или бесцветная сиропообразная жидкость, без запаха, является водным раствором с концентрацией 85%. Другое ее название – белая фосфорная кислота.

Химическое ортофосфорное соединение имеет свойства:

• растворяется в этаноле, воде, растворителях;
• образует 3 ряда солей – фосфатов;
• вызывает ожоги при попадании на кожу;
• при взаимодействии с металлами образует горючий, взрывоопасный водород;
• температура кипения зависит от концентрации – от 103 до 380 градусов;
• жидкая форма склонна к переохлаждению;
• несовместимо с горючими материалами, чистыми металлами, негашеной известью, алкоголем, карбидом кальция, хлоратами;
• при температуре 42,35 градуса плавится, но не разлагается.

Кислота ортофосфорная – неорганическое соединение, которое описывается формулой H3PO4. Его молярная масса равна 98 г/моль. Микрочастица вещества построена в пространстве так, что соединяет между собой атомы водорода и кислорода. Формула показывает – химическое вещество обладает таким составом:

Химическое соединение имеет несколько способов производства. Известный промышленный метод изготовления кислоты ортофосфорной – термический, при котором получается чистый продукт высокого качества. Происходит такой процесс:

• окисление во время сжигания при избытке воздуха фосфора до фосфорного ангидрида, имеющего формулу Р4О10;
• гидратация, абсорбция полученного вещества;
• конденсация фосфорной кислоты;
• улавливание тумана из газовой фракции.

Есть еще две методики производства ортофосфорного соединения:

• Экстракционный способ, отличающийся экономичностью. Его основа – разложение природных минералов-фосфатов соляной кислотой.
• При лабораторных условиях вещество получается взаимодействием белого фосфора, являющегося ядовитым с разбавленной азотной кислоты. Процесс требует строгого соблюдения техники безопасности.

Пайка без паяльника

В бытовых условиях при отсутствии паяльника можно паять медные провода диаметром до 2 мм. Для пайки радиаторов, посуды используют специальный припой, паяльные лампы, газовые горелки, так как медь стержня паяльника не в состоянии разогреть большую площадь поверхности. Существует несколько способов:

1. Лужение и пайка проводов в расплавленном припое. Предварительно провод нагревают, прикладывают к кусочку канифоли, она плавится и равномерно растекается по поверхности соединения. Провод скруткой опускается в расплавленный припой в жестяной банке на костре, можно греть на паяльной лампе. Для того чтобы запаять скрутку, желательно ее подержать в кипящем олове до 1 минуты. Медные провода прогреются, и сплав заполнит все промежутки между скрученными проводами. Таким способом можно паять мелкие детали из меди, латуни и других сплавов.

Залуженный и спаянный медный провод

1. Пайка проводов в желобе. Зачищенные и скрученные провода укладываются в отрезок трубки 2-3 см из алюминия, диаметром 0,5-1см, распиленной вдоль. Сверху засыпается смесью мелкой стружки припоя и канифольной пыли, снизу эта конструкция разогревается зажигалкой, свечкой или малой паяльной лампой.

Разогрев припоя паяльной лампой (горелкой)

Смесь плавится и тщательно обволакивает все места соединения проводов. После застывания алюминиевый желоб убирают, место соединения изолируют.

Стружку припоя можно наточить крупнозернистым напильником.

1. Тонкий медный провод до 0,75 мм можно уложить на фольгу из алюминия, насыпать смесь из канифоли и стружки олова, герметично завернуть и разогреть 3-4 минуты. Припой равномерно заполнит все элементы на месте спайки, после остывания фольгу можно снять и выбросить.

Пайка посуды

Как установить розетку своими руками правильно

Ведра и кастрюли, с отверстиями не более 5-7 мм в диаметре, рекомендуется паять, не используя паяльник, припоем ПОС-60. Дырявые места на посуде можно надежно запаять. Для этого дырки тщательно зачищаются наждачной бумагой изнутри емкости. Отверстию по краям придается конусная форма, очищенные места кисточкой обрабатываются раствором паяльной кислоты.

Для того чтобы исключить утечку припоя с наружной стороны, все донышко или отдельные места, где требуется запаять отверстия, закрывают тонкими жестяными пластинами. С внутренней стороны в зачищенные отверстия насыпают порошкообразный припой с канифолью. Места пайки разогревают на открытом огне до плавления припоя и заполнения им всех щелей.

Для радиаторов зачистка и пайка осуществляются с наружной стороны. Чтобы исключить протекание припоя внутрь, отверстие закрывают пластиной жести, оцинкованного железа, можно заменить на медь или латунь. Выбор зависит от материала, из которого сделан радиатор. Однородные металлы и сплавы, схожие по своему составу, легче запаять.

После окончания процесса пайки радиаторов внутренняя и внешняя поверхности тщательно промываются щелочным, мыльным раствором для того, чтобы исключить воздействие кислотных составляющих на металл.

Флакон с флюсом для пайки алюминия

Когда надо запаять детали из алюминия, используются специальные припои:

• смесь 4:1 олово с цинком;
• смесь 30:1 олово с висмутом;
• порошок 99:1 олова и алюминия.

Последовательность обработки поверхности аналогичная, как и для подготовки железной посуды. Для того чтобы качественно запаять алюминий, в порошок добавляют канифоль, но температура плавления должна быть выше 500ºС. Припой в отверстии рекомендуется помешивать, можно тонким медным жалом паяльника.

Платы

процесс несложный. Его гораздо проще выполнить, чем соединить свободные провода, т. к. отверстия в платах предназначаются для фиксации припаиваемых деталей. Однако нужно понимать, что конечный результат напрямую связан с опытом и ответственностью рабочего. Первую схему, которую собирают на макетной плате, нельзя назвать очень удачной. Но не стоит переживать — через какое-то время качество соединений существенно вырастет.

Пошаговая инструкция и особенности такой пайки состоят в следующих моментах:

1. Основная цель предстоящей работы заключается в эффективном соединении микросхемы с платой, чтобы получилась равномерно хорошая спайка. Мероприятие можно разделить на несколько отдельных этапов.
2. Для начала необходимо одновременно подвести припой и жало уже прогретого инструмента к зоне, где требуется соединение. Важно соблюдать ключевое правило, делая так, чтобы жало паяльника полностью соприкасалось с обрабатываемым выводом и самой платой.
3. При обработке нельзя менять положение жала паяльника, до момента, пока всё место контакта не покроется равномерным слоем припоя. В большинстве случаев на это уходит от 0,5 до 1 секунды. Такой временной промежуток обеспечивает достаточный нагрев места пайки.
4. На следующем этапе вам нужно обвести жало инструмента возле обрабатываемого контакта по полукругу, передвигая во встречном направлении припой. Таким же образом следует нанести на место пайки ещё один миллиметр припоя. За этот период выбранный участок прогреется достаточно хорошо, поэтому расплавившийся под воздействием поверхностного натяжения припой распределится по контактной площадке равномерным образом.
5. После успешного нанесения необходимого количества припоя на выбранное место, можно отвести проволоку от спаиваемой зоны.
6. И на последнем этапе следует осуществить быстрый отвод жала в сторону. За небольшой временной промежуток жидкое вещество, с небольшим слоем флюса, обретет окончательную форму и застынет, создав прочное соединение.

Важно понимать, что при достаточном прогревании жала, действие не займёт больше 1 секунды. Старайтесь оттачивать своё мастерство и следуйте за рекомендациями профессионалов. Таким образом вы сможете достичь невероятных успехов.

не требует особых навыков или секретов. В любом случае умение проводить пайку может стать очень полезным и пригодиться в быту, где требуется соединять провода и детали электросхем, ремонтировать радиатор автомобиля, а также монтировать медные элементы трубопровода.

Не секрет, что медь относится к тем материалам, которые очень хорошо поддаются пайке. К тому же поверхность изделий из этого металла с лёгкостью очищается от оксидной пленки, загрязнений, неровностей и прочих дефектов без использования дорогостоящих химикатов, и агрессивных средств.

уникальных свойств, металл можно паять в самых различных окружающих условиях, применяя различные типы флюсов и припоев.

Чтобы провести пайку деталей, следует использовать электрические паяльники или паяльные станции с разной мощностью. Известно, что чем больше масса и объём детали, тем выше должны быть показатели мощности рабочего инструмента. Если вы никогда раньше не практиковали пайку, возможно, лучшим решением станет устройство мощностью 25−50 Вт.

Преимущества и недостатки

В чистом виде та или иная кислота не используется ввиду ее химической агрессивности. Этот элемент в разбавленном виде сочетают с другими компонентами, таким образом получается флюс, который в зависимости от состава применяют для различных металлических поверхностей. Каждый вид флюса с кислотой имеет свои особенности, которые в процессе паяния необходимо правильно учитывать.

Применение

Ортофосфорная кислота – вещество относительно безвредное, доступное, обладающее многими полезными свойствами. Химические особенности обуславливают ее большую востребованность.

Ортофосфорная кислота, которую часто называют просто фосфорной, применяется во многих сферах деятельности:

• металлургии;
• сельском хозяйстве;
• производстве строительных материалов;
• пищевой и легкой промышленности;
• нефтеперерабатывающей отрасли.

При работе с металлами ее применяют как флюс для пайки, средства очистки от ржавчины и для нанесения защитных фосфатированных покрытий.

В химической промышленности она выступает в качестве катализатора в реакциях органического синтеза. Фосфатный компонент необходим для производства моющих средств, сорбционных материалов из активированного угля.

В текстильном производственном процессе посредством ортофосфорной кислоты обрабатывают ткани для огнезащиты.

При производстве пищевых продуктов ее применяют как подкисляющий реагент. При выращивании сельхозпродукции широко применяются фосфорные удобрения. В нефтеперерабатывающей отрасли из нее делают буровые растворы.

При производстве строительных материалов свободный ортофосфат применяется для изготовления огнезащитной продукции: красок, древесных плит, пенопластов, керамики.

Применение кислот

Чтобы паять металлические изделия (трубы, радиатор, ведра, кастрюли), поверхность элементов тщательно зачищается, можно напильником или наждачной бумагой. На очищенные участки кисточкой наносят кислотный раствор, после чего на поверхности паяльником расплавляют до жидкого состояния припой.

Как правильно паять паяльником

Жидкий припой облуживает зачищенные места, при кипении кислотный флюс выходит на поверхность. Когда припой застывает, спаиваемые элементы надежно и герметично фиксируются.

Паять можно мощным паяльником или открытым огнем от газовой горелки. Можно использовать различные источники тепла в зависимости от площади разогреваемой поверхности и температуры плавления припоя.

Остатки кислотного флюса смываются водой, лучше мыльным, щелочным раствором, это исключит дальнейшую коррозию металла.

Обработанные и спаянные элементы нержавеющей стали

Кислотой можно повредить кожу и мышечную ткань, при вдыхании паров поражаются дыхательные органы. Контактируя с воздухом, соляная кислота вступает в химическую реакцию, над открытой емкостью заметен дымок. Работать правильно в этих условиях в защитных очках, резиновых перчатках, противогазе, можно в респираторе.

При попадании раствора на кожу промыть этот участок тела 6%-ным щелочным раствором или простым мылом. Не рекомендуется флюсами с кислотой паять радиотехнические платы. Кислотные составляющие с них трудно смываются и способствуют распаду медных дорожек. Их лучше заменить, для этого есть специальная паста.

Хранить растворы с кислотой для пайки правильно будет в емкостях из следующих материалов:

• стекло;
• керамика;
• фарфор;
• фторопласт.

Такая посуда не вступает в реакцию с кислотой, в ней длительное время можно сохранить приготовленный состав.

Серебро

неразъёмного соединения металлических изделий посредством легкоплавкого металла. Сама технология подбирается с учётом типа металлов, которые подлежат пайке, а также окружающих условий, где будет выполнено действие. Для примера, обработка печатных плат из какой-нибудь электроники и ремонт ювелирных изделий из серебра существенно отличаются друг от друга.

При такой пайке вам следует воспользоваться паяльником, припоем, а также флюсом, в качестве которого используется колофоний.

Пошаговая инструкция выглядит так:

1. Не секрет, что для пайки элементов с высоким содержанием серебра применяется припой, в котором присутствует около 60% олова и 40% свинца, который способен расплавляться при температурном режиме 180 градусов Цельсия. Постарайтесь приготовить припой, который будет незаменимым для спайки электронных схем. Такое изделие представляет собой тонкие трубки, которые заполнены смолой и выполняют роль флюса.
2. Поверхность, которая будет поддаваться пайке, должна быть предварительно очищена от любых дефектов и неровностей, которые могут появиться при воздействии оксидной пленки. В таком случае нагретый припой сможет создать эффективное соединение с серебром.
3. Деталь в зоне пайки прогревают до таких температур, чтобы началось естественное плавление припоя. Однако на данном этапе не избежать некоторых трудностей, которые могут быть связаны с недостаточным запасом мощности паяльника для достаточно качественного прогрева. При пайке серебряных изделий важно защитить место от возможных воздействий кислорода воздуха. В данном случае используется колофоний, способный создать над местом пайки защитную пленку.
4. Что касается пайки ювелирных изделий, то её проводят посредством высокотемпературных припоев, которые соответствуют пробе металла, или с помощью припоев более низкой пробы, но содержащих серебро. Пайка ювелирных изделий оловом необходима лишь в самых крайних случаях, и только после предварительного соглашения всех деталей с владельцем кольца, цепочки, браслета или прочего изделия. Если не знать, как правильно выполнять такое действие, это может стать причиной повреждения дорогостоящей конструкции.

Удаление флюса

После пайки флюсы всегда частично остаются на изделии. Остатки флюса портят внешний вид, изменяют электропроводность, и некоторые из них вызывают коррозию паяного шва. По этим причинам после пайки остатки флюса следует удалять с паяного изделия.

Остатки канифоли и флюсы на основе этиленгликоля, тританоламина не вызывают коррозию паяного соединения, и поэтому их можно после пайки не удалять. Если остатки флюса портят внешний вид или мешают нанесению на изделие покрытия, их можно удалить промывкой спиртом или. ацетоном.

Агрессивные кислотные флюсы, содержащие соляную кислоту, хлористый цинк и другие хлориды металлов, должны быть полностью удалены с паяного соединения. Самая тщательная промывка изделия в воде обычно не обеспечивает полного удаления хлористых солей и ионов хлора.

Ответственные изделия, особенно в массовом производстве, проходят комплексную обработку, состоящую из нескольких операций: промывки последовательно в холодной и горячей воде, в слабом растворе каустической соды, промывки в холодной воде, пассивирования в растворе хромового ангидрида и сушки.

Флюсы, содержащие буру и борную кислоту, образуют на паяном шве не растворимую в воде плотную стекловидную корку, плотно сцепленную с металлической поверхностью. Корку удаляют одним из следующих способов:

• изделие сразу же после пайки охлаждают. Вследствие различия коэффициентов линейного расширения флюса и металла стеклообразная корка трескается и отходит от поверхности металла. Этот способ не всегда приемлем, так как может вызвать трещины в металле;
• длительное кипячение (5–6 ч) изделия с последующей промывкой в 20 %-ном водном растворе хромового ангидрида;
• длительное кипячение в водном растворе хромового ангидрида (0,3–0,5 г/л);
• кипячение в горячей ванне (2 ч при 140 °С), содержащей 500–600 г/л NaOH и 200–250 г/л NaNO₃;
• замачивание в 10–12 %-ном водном растворе кислого сернокислого калия (KHSO₄) при комнатной температуре в течение 2 ч или в подогретом до 40–50 deg;С растворе в течение 15–30 мин.