Ортофосфорная кислота для пайки

Зачем нужна паяльная кислота?

Вне зависимости от своей разновидности, основным предназначением данного материала является создание максимально приемлемых для спаивания условий. Чтобы достичь идеального результата, поверхность материала должна быть чистой, но видимая человеческому глазу чистота это еще не показатель. Здесь требуется, чтобы на поверхности не было даже тонких жировых пленок, а главное, окислов, которые могут  создать неразрушимую пленку, что помешает нормальному сцеплению материалов.

Таким образом, основным фактором, для чего нужна паяльная кислота, является ликвидация всех лишних налетов. Применение помогает остановить возникновения окисла, так как некоторые металлы могут снова обрасти пленкой в течение нескольких секунд после механической очистки. Здесь же происходит химическая обработка, что является более надежным и востребованным способом.

Еще одним эффектом, который дает паяльная кислота во время применения, является снижение натяжения расплавленного припоя. Это обеспечивает его более свободное распространение. При компоновке плат таким материалом не стоит пользоваться, так как есть риск повреждения мелких деталей. Особенно характерно данное условие при работе с концентрированной кислотой.

Стоит также отметить, что кислота становится проводником, если будет пущен электрический ток. Это еще одна причина, по которой не стоит ее применять во время работы с микросхемами, так как она может вызвать замыкание, что приведет к серьезной поломке всего изделия. Особенно это заметно при недостаточно хорошем просушивании после пайки.

Представим наиболее распространенные флюсы, созданные на основе кислот

Ортофосфорная кислота представляет собой неорганическое химическое соединение средней силы воздействия. Это бесцветное вещество, однако, иногда в нем могут наблюдаться светло-желтые разводы. Для получения флюса ортофосфорную кислоту можно разбавлять водой, этанолом, спиртом, прочими растворителями.

Из-за высокой агрессивности соляная кислота в чистом виде для пайки не применяется. В большинстве случаев ее разбавляют водой в различных пропорциях. Для улучшения схватывающих качеств в раствор может быть добавлен цинк. Этот вид паяльных кислот используется для создания паяных соединений из наиболее сложных металлов.

Серная кислота представляет собой маслянистое вещество без цвета и запаха. Флюс из серной кислоты изготавливается путем ее разбавления в воде или серном ангидриде в определенных пропорциях.

В зависимости от сферы и технологии применения,  соотношение кислот и растворителей в флюсах может быть разным – содержание кислоты в них составляет от 25% до 85%.

Среди всех флюсов паяльная кислота выделяется в особую категорию, так как эта разновидность обладает рядом отличительных свойств, которые выделяют его среди остальных. В первую очередь, данная разновидность распространяется только в жидком состоянии. Даже концентрированные марки кислоты являются жидкими, а при необходимости, их всегда можно разбавить, чтобы снизить интенсивность их свойств. Сразу возникает вопрос, как пользоваться паяльной кислотой?

Виды паяльной кислоты

Естественно, что особенные свойства создают специальные условия, как пользоваться паяльной кислотой. Дело в том, что это один из немногих флюсов, которые вреден для непосредственного контакта с кожей человека. Даже если он применяется в качестве сильного разбавленного раствора, то ни в коем случае не допускается попадание на слизистые оболочки, а также открытые мелкие раны на коже.

Основным назначение данного вещества является использование в качестве флюса во время пайки. Благодаря своей высокой агрессивности, при попадании на поверхность основного металла или припоя, кислота выедает все жировые пленки, которые образовались на ней, окислы металла, а  также прочие загрязнения.

Использование кислоты паяльной во время пайки

Это не все свойства, для чего нужна паяльная кислота. Еще одной способностью материала является то, что он остается после нанесения. Когда вы нанесете флюс на металл, то он останется там еще долгое время, что предотвратит повторное образование окислов и налетов. Также во время нанесения припоя флюс обеспечит лучшую растекаемость и схватываемость материала.

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.

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.

Технология пайки

Использование данного флюса мало чем отличается от остальных в плане непосредственного применения. Его отдельно нужно подготовить для того, чтобы удобно было использовать, к примеру, в какой-либо изолированной емкости. Перед тем как паять детали, их нужно залудить.

Процесс лужения металла

Способ, как залудить паяльник паяльной кислотой, практически не отличается от работы с канифолью. Здесь достаточно мокнуть жало в саму жидкость.

«Важно!

Для лужения поверхности заготовки нужно использоваться смоченный в кислоте припой, который должен растечься тонким слоем по поверхности металла.»

После того как все будет залужено, можно капнуть несколько капель кислоты на место спаивания, чтобы она покрыла всю поверхность, где будет идти соединение.

Нанесение паяльной кислоты на место пайки

После этого можно приступать к непосредственной пайке, где расплавленный припой наносится на поверхность соединения двух деталей.

Процесс пайки с использование кислоты

Обязательной процедурой является очистка от солей. Здесь образуется видимый налет, который нужно убрать механическим путем.

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).

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.

Применение

Любой домашний мастер, работающий с радиоэлектроникой, умеет пользоваться паяльником. Классика паяльного дела: припой серии ПОС и сосновая канифоль, при работе с которой и выделяется характерный «ароматный» дым.

Дело в том, что в отличие от сварки, соединение с помощью припоя требует более тщательной подготовки соединяемых поверхностей. Расплавленный припой ведет себя как обыкновенная жидкость.

Если сила поверхностного натяжения расплава будет выше, чем адгезия, жидкий металл просто не «прилипнет» к детали, а будет оставаться на ее поверхности в виде шарика.

Почему так происходит? На поверхности любого металла образуются окислы. Эта тонкая пленка не дает металлам вступить в нормальный физический контакт. Разумеется, поверхность можно механически зачистить перед пайкой.

Но при нагреве оксидная пленка моментально покроет подготовленную поверхность. Против этого эффекта и работает флюс. Кроме очищающей функции, флюсы создают защитную пленку на металлах, препятствующую появлению окислов.

А вот адгезии припоя эти «помощники» не мешают. Напротив, она с применением флюсов только усиливается. В результате мы получаем прочное соединение с отличной электропроводностью.

При работе с медью, серебром, посеребренными или позолоченными контактами, можно обойтись канифолью, изготовленной на основе смолы хвойных деревьев.

Но у этого препарата есть существенные недостатки:

• Канифоль начинает плавиться при нагреве (обычное состояние – кристаллическое). Соответственно контакт иногда успевает окислиться.
• Невысокие чистящие способности не позволяют работать с металлами, у которых оксидная пленка слишком прочная: алюминий, нержавейка. При пайке необходимо применять химически активные флюсы.

В некоторых случаях, слой окисла можно «пробить» лишь с помощью кислоты или препаратов, содержащих ее в своем составе. Кислота для пайки может быть универсальной, либо применяться с конкретными металлами.

В состав паяльной кислоты (кроме основного компонента) входят загустители, нейтрализаторы, преобразователи окислов, и прочая химия. Тем не менее, флюсы на основе кислоты доступны на рынке, их стоимость относительно невысокая.

К сожалению, многие производители на маркировке не указывают состав, ограничившись надписью «паяльная кислота». Покупая подобные составы, неопытные мастера сталкиваются с несовместимостью флюса и обрабатываемого металла.

Например, кислота для пайки нержавейки плохо обрабатывает медные контакты. А состав, который используется для меди и серебра, не подходит к алюминиевым деталям.

Поэтому многие радиолюбители предпочитают использовать самодельные составы. Паяльная кислота своими руками изготавливается из доступных материалов.

Опытный «паяльщик» может подобрать пропорции таким образом, что эффективность препарата будет выше (для конкретных случаев пайки).

Чтобы не испортить изделие, и в то же время получить качественный очиститель окислов, необходимо знать, для чего нужна каждая паяльная кислота.

Если не знать, как правильно пользоваться паяльной кислотой, можно получить мину замедленного действия. Дорожки печатной платы, или проводное соединение, будут медленно разрушаться под воздействием агрессивной составляющей.

В самый неподходящий момент соединение распадется. Второй вариант проблемы – применение неправильно подобранной кислоты приводит к образованию тончайшего диэлектрического слоя в месте пайки.

Прочность соединения может быть высокой, а вот параметры электропроводности будут нарушены. Этот контакт станет слабым звеном всей схемы. Найти неисправность довольно сложно.

Заменять паяльную кислоту для определенного металла, составом на основе иного активного элемента, нежелательно.

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.

Оптимальная пайка достигается с использованием горячего воздуха.

«RA» — активированная канифоль. По заверению производителей из-за низкой активности кислот не оказывает коррозийных процессов на место пайки, поэтому не требует отмывки. Мы бы все таки рекомендовали после работы с ним использовать слабый раствор щелочи или спирт для отмывки, если речь не идет о BGA пайке!

«SRA» — кислотные флюсы активного действия для пайки нержавеющей стали, никеля. В электронике практически не используются из-за разрушающего действия кислот. После пайки таким флюсом изделие нуждается в тщательной отмывке спиртом или ацетоном.

Так же нередко к импортным флюсам к названию добавляют надпись «no clean», которая означает, что данный флюс не требует смывки. Такие флюсы нередко применяют при пайке радиокомпонентов, где очистка после пайки деталей затруднена физически. Например, при пайке BGA микросхем.

В связи с тем, что ортофосфорная кислота относится к категории вредных для человека веществ, при ее использовании на первый план выходит соблюдение правил безопасности и мер предосторожности. Хранить ее необходимо исключительно в плотно закрывающейся емкости, а непосредственно применять для пайки – только в помещении, где можно обеспечить надлежащее проветривание.

Обязательно следует позаботиться о наличии средств индивидуальной защиты. Если же все-таки произошло попадание кислоты на кожный покров, то необходимо это место тщательно промыть под проточной водой с мылом.

Процесс пайки в целом аналогичен тому, который имеет место при задействовании иных видов флюса: предварительно металлическая поверхность зачищается механическим путем, а уже после этого обрабатывается кислотой. Благодаря этому устраняются остатки ржавчины и прочих загрязнений, вследствие чего значительно улучшается качество и надежность полученных в результате пайки соединений.

Как правильно паять паяльником с кислотой

Знатоки пайки предлагают метод проверки пригодности флюса с ортофосфорной кислотой или любого другого. Для этого нужно взять чистую пластинку металла, с которым предстоит работать.

На верхнюю поверхность следует поместить флюс, снизу его нужно подогреть горелкой. Сначала при нагревании улетучивается растворитель. Затем растекается белое пятнышко флюса.

Если расплав распределяется по пластинке равномерно, с ним можно проводить пайку. В случае образования мелких шариков из флюсовой массы, он для работы не годится.

Затем пластинку нужно хорошо промыть. Чистая поверхность металла, которая откроется под флюсовым пятном – хороший признак. Значит, материал имеет подходящую для пайки активность, обладает хорошим защитным действием.

Хранить расходный материал нужно в обязательно закрытом флаконе, не допуская нагревания и попадания солнечных лучей. Пайку следует проводить в проветриваемом помещении.

Лучше, если рабочее место обеспечено принудительной вентиляцией. Глаза и органы дыхания нужно защитить. Для этого в продаже имеются специальные очки, маски, респираторы.

Если флюс все-таки попал в глаза, следует сразу их тщательно промыть. Руки после проведения пайки нужно тщательно отмыть с моющими средствами.

При пайке необходимо использовать флюсы – специальные вещества, которые помогают припою растекаться по месту спайки. Основные флюсы – канифоль и кислота. Канифоль обычно используется при пайке меди и серебра, а кислота – в более сложных случаях. Какую кислоту использовать и как паять с ее помощью? Выбор кислоты зависит от вида металла или сплава.

Для спайки железа, в том числе оцинкованного, применяют так называемую паяльную кислоту – раствор хлората цинка. Для спайки нержавейки используют ортофосфорную кислоту и специальные многокомпонентные флюсы. Алюминий вообще не паяется, так как не существует доступных флюсов для растворения оксидной пленки алюминия.

Кислота не подходит для пайки печатных плат, так как возможно возникновение коррозии и замыкания между проводниками. Если вы решили воспользоваться паяльной кислотой, то ее можно купить в готовом виде (продается она в виде пасты, а можно сделать самостоятельно). Возьмите примерно 100 мл соляной кислоты, положите туда кусочки цинка, взятого, например, с батареек.

Произойдет химическая реакция, при которой будет выделяться водород, поэтому такую работу нужно проводить в проветриваемом помещении вдали от огня. Когда пузырьки водорода перестанут подниматься, раствору нужно дать отстояться до прозрачности, а потом аккуратно перелить в пузырек. Паяльная кислота готова.

Перед спайкой зачистите поверхности напильником или наждачной бумагой, чтобы избавить их от загрязнений. Нанесите на место спайки кислоту, это можно сделать кисточкой, затем с помощью нагретого паяльника покройте спаиваемую поверхность припоем – оловом или его сплавом. Если припой не хочет ровно ложиться на нужное место, нужно повторно обработать участок кислотой.

Аккуратно спаяйте поверхности. При работе с нагретым паяльником помните о правилах техники противопожарной безопасности и не захламляйте рабочее место легковоспламенимыми предметами. После работы нейтрализуйте кислоту с помощью щелочи, например, раствора соды, а затем промойте место спайки, чтобы удалить остатки кислоты. В качестве флюса в редких случаях также используется ацетилсалициловая кислота.

• История вольфрамовой мормышки

Пайка представляет собой неразъемное соединение металлических изделий с помощью более легкоплавкого металла. Технология пайки может отличаться в зависимости от вида металлов, подлежащих соединению и от условий, в которых предстоит работать изделию. Так, пайка печатных плат в электронике и ремонт ювелирных изделий из серебра выполняются по-разному.

• Паяльник, припой, флюс (колофоний)

В электронике при пайке деталей, содержащих серебро, обычно используется припой, содержащий 60% олова и 40% свинца, который плавится уже при 180оС. Приготовьте припой, используемый для пайки электронных схем. Он выпускается в виде тонких трубок, заполненных смолой, выполняющей функции флюса. Подлежащие пайке поверхности зачистите, удалив с них образовавшиеся со временем пленки окислов.

Только в этом случае нагретый припой создает внутреннее соединение с серебром. В месте пайки нагрейте деталь до температуры, превышающей температуру плавления припоя. Трудность может возникнуть при нагреве значительной по площади поверхности с хорошей теплопроводностью, так как мощности паяльника может не хватить для ее нагрева.

Во время пайки серебряных деталей защитите место пайки от воздействия кислорода воздуха. Для этого достаточно использовать подходящий флюс (колофоний), который образует над местом пайки защитную пленку. При расплавлении припоя флюс равномерно распределяется по поверхности жидкого металла. Пайку ювелирных изделий, изготовленных из серебра, производите либо высокотемпературными припоями, соответствующими пробе металла, либо припоями более низкой пробы, но с обязательным содержанием серебра.

Пайку серебряных изделий оловом ведите лишь в самых крайних случаях и при безусловном согласовании с заказчиком (владельцем ювелирного изделия). Это делается по той причине, что ремонт изделия из серебра в дальнейшем может стать затруднительным: если мастер не будет знать, что изделие ранее паялось оловом и начнет паять его обычным высокотемпературным припоем, изделие может попросту сгореть.

Запаивать радиодетали в платы намного легче, чем соединять свободные провода, ведь отверстия в платах отлично фиксируют припаиваемые детали. Хотя и здесь результат работы будет зависеть от опыта и чуточки удачи. Первая же схема, собираемая на макетной плате, вероятнее всего получится не очень удачной. Но огорчаться не стоит – со временем качество соединений будет лишь расти.

Итак, целью работы по монтажу микросхемы в плату является выполнение равномерно хороших, качественных соединений. Эти работы можно разбить на несколько шагов. Первым делом одновременно подведите припой и жало уже прогретого паяльника к месту, где вам необходимо создать соединение. Учтите, что жало паяльника должно соприкасаться как с обрабатываемым выводом, так и с самой платой.

Не меняйте положения жала паяльника, пока все место контакта равномерно не покроется припоем. Это может продолжаться примерно от полсекунды до секунды – этого времени вполне хватает для достаточного нагрева места пайки. Теперь вам необходимо обвести жало паяльника вокруг обрабатываемого контакта по полукругу, вместе с тем перемещая во встречном направлении припой.

Точно так же нанесите на место пайки еще примерно 1 мм припоя. К этому времени место пайки будет нагрето настолько, что под воздействием сил поверхностного натяжения расплавившийся припой равномерно распределится по всей контактной площадке. Теперь, когда вы нанесли на место пайки достаточное количество припоя, можно отводить от спаиваемого участка проволоку припоя.

Если жало паяльника нагрето до оптимальной температуры, весь процесс едва ли будет занимать более 1 секунды. Оттачивайте свое мастерство, тренируйтесь спаивать детали, и в конечном итоге ваши движения станут четкими, а соединения – качественными и похожими друг на друга. Умение паять — далеко не самое последнее дело, которое должен уметь выполнять каждый мужчина.

Медь — это металл, легко поддающийся пайке. Поверхность медных изделий легко очистить от окислов и загрязнений без использования агрессивных веществ. Целый ряд легкоплавких и доступных металлов и сплавов имеют с медью отличную адгезию (сцепление поверхностей). При пайке меди не требуются дорогие и сложные флюсы, т.к. этот металл слабо взаимодействует с кислородом воздуха при нагревании.

Эти свойства меди позволяют легко выполнить пайку в различных средах с использованием многочисленных видов припоев и флюсов. Для пайки деталей используются электрические паяльники или паяльные станции различной мощности: чем больше масса и объем детали, тем выше должна быть мощность паяльника. Для обучения лучше использовать недорогой паяльник мощностью 25-50 Вт.

Припой — легкоплавкий металл для пайки. В качестве припоя чаще всего применяется олово. Олово в чистом виде — сравнительно дорогой металл, его используют для лужения и пайки посуды для хранения и приготовления пищи. Для пайки проводов и электросхем используется оловянно-свинцовый припой. Флюс — это вспомогательное вещество, используемое для предотвращения окисления подготовленных к пайке поверхностей. Без флюса припой не пристанет к медной поверхности. В качестве флюса чаще всего используют канифоль.

Для пайки могут понадобиться:- подставка для паяльника;- бокорезы;- плоскогубцы;- пинцет;- канцелярский нож;

— тиски;

— оловоотсос или медная оплетка.

Процесс пайки

1. Зачистите место пайки до блеска и залудите.2. Окуните жало паяльника в канифоль, предварительно набрав на него немного припоя. Канифоль при этом расплавляется. 3. Плотно прижмите соединяемые части друг к другу.4. Приложите к месту их соединения паяльник с припоем на конце жала.5. Проведите жалом паяльника по детали или проводу. Делать это надо быстро, чтобы канифоль на жале не выгорела.

6. Место пайки прогревается, канифоль при плавлении покрывает поверхность детали, и припой, растекаясь, заполнит зазор между деталями.

7. Удалите излишек припоя паяльником, оловоотсосом или оплеткой.При правильном выполнении всех операций припой равномерно растечется, затвердеет и скрепит детали.Если при затвердевании припоя спаянные детали сдвигались с места, пайка будет непрочной.

Умение паять, тем более хорошо паять медь, дается не сразу, здесь необходима настойчивость и определенная практика.

Степень очистки

Производство кислоты имеет многотонные объемы, регламентируется государственными нормативами. Для обеспечения ожидаемого результата любого процесса, например пайки, важно качество используемых материалов.

Чем выше степень очистки вещества, тем выше его стоимость. Применяются такие продукты только в особенно важных ситуациях. Глубокой очистке подвергаются все реагенты для проведения ответственных химических реакций, пищевые добавки и вещества для проведения лабораторных анализов.

В ГОСТе, регулирующем показатели категории «реактивы», как самая лучшая указана «химически чистая» кислота. Содержание основного вещества в такой ортофосфорной продукции равно 87 %.

Следующие группы составляют «чистые для анализа» и просто «чистые» реактивы. Ортофосфорная кислота этих групп имеет 85 % основного вещества. Применять для пайки такую кислоту экономически нецелесообразно.

Отдельный ГОСТ регламентирует характеристики технической (термической) кислоты. В технике допускаются несколько более лояльные требования:

• Ортофосфорная кислота категории А – это бесцветная, прозрачная жидкость.
• В категории Б продукция 1 сорта может быть слегка окрашена в желтоватый цвет.
• Кислота 2 сорта – заметно окрашенная жидкость со слабо-желтым или коричневым цветом.

Содержание основного вещества во всех сортах технической ортофосфорной кислоты составляет 73 %. Именно такую продукцию рекомендуют применять для пайки.

Сортность не существенно меняет свойства при использовании в качестве флюса. Выбор покупатель делает самостоятельно, руководствуясь требованиями к конкретной пайке и финансовыми возможностями.

Нюансы использования и пайки с помощью ортофосфорной кислоты

Главная функция флюсовых материалов – удаление грязи, оксидов с поверхности деталей, подлежащих пайке. Необходимо также обеспечить максимальную смачиваемость припоя. Иначе адгезия будет слабой, пайка безрезультатной.

Свободный ортофосфат не только удаляет окисленные продукты, но и образует пленку фосфатов, которые хорошо смачиваются припоями. Пайка после такой обработки проходит успешно.

Однако действовать нужно разумно и осторожно. Избыток кислотного флюса может спровоцировать последующее разрушение металлов в месте пайки. Все излишки нужно тщательно убрать. Очистку рабочей зоны можно проводить обычным промыванием водой.

Популярные марки

Помимо ортофосфорной кислоты при пайке применяются ее смеси с другими веществами. Важным моментом является правильно выбранное соотношение компонентов во флюсах. Существует несколько видов готовых расходных материалов фосфатной группы.

Популярный флюс ФИМ оказывает комплексное воздействие на многие легкоплавкие сплавы. Флюс содержит 16 % ортофосфорной кислоты, 3,7 % этилового спирта. Компоненты разбавлены в фиксированном объеме воды.

Материал Ф-38Н ПЭТ включает помимо свободного ортофосфата, гликоли и галогенорганические соединения. На современном отечественном рынке флюс является самым активным.

Он предназначен для пайки сложных металлических сплавов. Если нужно слегка уменьшить активность флюсовой смеси, производитель рекомендует разбавить его этанолом или изопропанолом.

Активная флюсовый материал ФИМ ПЭТ также содержит свободную ортофосфорную кислоту. Она предназначена для пайки многих видов сталей, медных сплавов, бериллиевых и медных бронз.

Флюс с высокой активностью Ф-38Н иногда присутствует в продаже под маркировкой ФДФс. Содержит ортофосфорную кислоту, глицерин и этиленгликоль – как два представителя многоатомных спиртов, хлорид диметиламмония. Смесь рекомендуется для пайки нихрома, константа, бериллиевых и медных сплавов, коррозионностойкой стали.

Выбор кислотных флюсов

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.

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.

Компоненты флюсов.

• цинк (Zn);
• концентрированная соляная кислота (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.

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.

Схема промывания глаз от флюса.

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).

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.

Прежде чем сделать выбор в пользу той или иной паяльной кислоты, следует определить, какие именно задачи предстоит решить с ее использованием. Исходя из этого, необходимо выбрать флюс с наиболее подходящим составом.

Раствор с ортофосфорной кислотой оптимален для пайки металлов, затронутых коррозией. Это вещество эффективно борется с оксидами, что позволяет получить довольно качественное соединение.

Флюсы на основе соляной кислоты считаются универсальными, их можно использовать для пайки широкого спектра черных и цветных металлов, а также сплавов. Для пайки масштабных деталей используют концентрированную соляную кислоту, так как в таких случаях ее агрессивность не критична для сохранности металла.

Во всех случаях, выбор концентрации кислоты в растворах необходимо соотносить с сечением или толщиной деталей, которые предстоит запаять.

Важным показателем качества растворов является наличие в них осадка. В флюсах допустимо присутствие минимального количества нерастворенных веществ, однако их обилие свидетельствует о плохом качестве раствора.

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.

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.

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.

При работе с алюминиевыми деталями часто используют флюс с олеиновой кислотой, формула которой С17Н33СООН 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 пайки нихрома 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.

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.