зачем нужна паяльная кислота при пайке
Что такое паяльная кислота, и зачем она нужна
Практически у каждого, кто учился паять самостоятельно, на первых порах случались неудачи. То припой не желал прилипать к заготовкам и деталям, то спаянный шов вдруг распадался.
Не зная технологии паяльных работ, трудно догадаться, почему так происходит. А секрет прост – детали не были подготовлены к пайке, и припой не «прилипал» к поверхностям. Справиться с проблемой помогает кислота для пайки, снимающая окислы, и способствующая отличному соединению.
Назначение
Чтобы подготовить детали к накладыванию припоя, необходимо очистить их от частиц посторонних материалов – пыли, песка, воды. Кроме этого нужно удалить с поверхности пленку окислов, которая присутствует практически на всех металлах.
И если с первым условием легко справиться механически, при помощи напильника, надфиля, наждачной шкурки, то второе условие выполнить без применения химических составов затруднительно – окисная пленка очень быстро появляется на поверхности металла.
Вещества, удаляющие пленку и препятствующие образованию новой, называются флюсами, и самый эффективный из них – паяльная кислота. Она является активным флюсом, то есть при пайке химически воздействует на состав поверхности металла.
У профессионалов никогда не возникает вопрос – зачем нужна паяльная кислота, они отлично знают, что очень часто без нее невозможно выполнить поставленные задачи.
Паяльную кислоту применяют для следующих металлов:
Если медные или латунные детали с успехом паяют бурой, то припаять друг к другу заготовки из алюминия или стали возможно зачастую только с использованием паяльной кислоты. По завершению работ активный флюс обязательно смывают водой с небольшим содержанием щелочи.
Кислоту покупают в магазинах, или делают самостоятельно, используя химические реагенты. Хотя приобретение исходных материалов может обойтись и дороже, чем готовый к применению флюс.
Из чего состоит
В общем случае паяльной кислотой называют хлорид цинка, однако состав применяемых на практике веществ несколько отличается. Чаще всего пайка производится при помощи препаратов на основе соляной или фосфорной кислоты с добавлением растворителей.
Концентрированная соляная кислота неприменима, поскольку разъедает металл. Для электронных схем кислотные вещества не используют, проводя пайку при помощи канифоли или выбирая другой неактивный флюс.
Одним из универсальных видов жидкого флюса можно считать паяльную кислоту ФЦА, производимую предприятиями химической промышленности.
В состав этого препарата входит:
В домашних условиях паяльную кислоту делают, растворяя в соляной кислоте цинк. Чтобы получить удовлетворительные результаты, необходимо знать, как нужно паять паяльной кислотой металлы и сплавы, а также строго соблюдать правила безопасности при работе.
Общие правила применения
Для пайки обычно используется оловянно-свинцовый припой (ПОС). В составе его основным компонентом всегда служит олово, а свинец добавляется в пропорции, в зависимости от которой припой приобретает необходимые для пайки свойства.
Свинец делает материал более мягким и текучим, в то время как олово обеспечивает прочность застывшего стыка.
Несмотря на наличие свинца, текучести часто недостаточно, чтобы преодолеть силы поверхностного натяжения в капле припоя и при малой величине сцепления с поверхностью металлов припой остается в форме капли, не желающей прилипать к деталям.
Если предварительно поверхности очистить от окислов, то сила сцепления превысит силы поверхностного натяжения и припой растечется по поверхности, обеспечивая хорошую адгезию, то есть прилипание.
Для очистки поверхности ее механически зачищают при помощи напильника или наждачной бумаги и наносят паяльную кислоту. Наносить ее можно маленькой кистью из натуральных материалов или при помощи небольшой лопатки.
Часто состав содержится в пластиковых бутылочках с дозаторами, которыми удобно пользоваться. Флюс должен покрыть всю поверхность, предназначенную для пайки, иначе припой не будет хорошо прилипать к ней.
Во время контакта разогретого припоя с поверхностью, паяльная кислота испаряется, но ее присутствие уже не требуется. После того как припой нанесен, он сам выполняет защитную функцию, препятствуя окислению. Этот процесс называется лужением.
Лужению подлежат обе спаиваемые заготовки. После лужения можно легко соединить их, нанеся дополнительно припой на место стыка.
Конечно же, при пайке паяльником, инструмент тоже должен быть чистым и жало, сделанное из меди, не должно содержать пленок окислов. Для этого предварительно жало тоже необходимо облудить, обмакнув его разогретым в паяльную кислоту и нанеся на него припой.
Пайка без паяльника
Иногда при пайке с использованием паяльной кислоты, можно обойтись без паяльника. Один из таких способов применяют, например, при пайке скруток проводов во время электромонтажных работ по устройству электропроводки.
В этом случае флюс наносят на скрутку кистью, а для лучшего эффекта скрутку окунают в небольшую емкость с кислотой. После этого скрутку погружают в емкость с расплавленным припоем и выдерживают около 1 минуты, чтобы провода хорошо прогрелись, и припой проник ко всем точкам их поверхности. Такая пайка обеспечивает отличную электропроводность при соединении проводов.
После производства пайки, необходимо удалить с соединения остатки паяльной кислоты, чтобы избежать возникновения коррозии металла и разрушения стыка в дальнейшем.
Необходимо помнить, что при монтаже печатных плат электронных схем, при пайке электронных компонентов радиоустройств применять паяльную кислоту не рекомендуется, так как можно повредить очень тонкие токопроводящие дорожки плат. При нанесении флюса, паяльная кислота может растворить их.
Правила безопасности
При производстве паяльной кислоты применяются соляная и фосфорная кислоты. Они очень активны (хотя фосфорная слабее) и легко вступают в реакцию со многими химическими веществами. Попадая на кожу, такие вещества вызывают химический ожог.
Даже в разведенном виде их пары способны повредить слизистую оболочку органов чувств.
Учитывая вышеизложенные факты, правила безопасности при обращении с паяльной кислотой заключаются в надежном хранении препарата, использовании защитной одежды и перчаток, хорошей вентиляции рабочего помещения.
Почему нельзя паять паяльной кислотой детали и платы
Радиолюбители и электронщики (особенно в интернете) часто советуют начинающим использовать кислоту. Это фатальная ошибка.
Этим флюсом легко лудить, однако цена применения таких активных веществ высока.
Преимущества и недостатки кислоты
Отлично удаляет окислы, доступна в любом радиомагазине, а ацетилсалициловая в аптеке.
Активный флюс обладает большими недостатками, которые не сравняются с преимуществами.
Популярные ошибки
Почему паяльной кислотой проще паять? Во время нагрева место пайки быстрее покрывается окислами так как чем выше температура — тем быстрее протекают химические реакции. Кислота тоже начинает быстрее разъедать эти окислы. Здесь кроется еще одна проблема. Кислота так же разъедает место пайки, помимо окислов. Это ухудшает прочность соединения.
По какой причине пайка канифолью или любым другим простым флюсом сложнее? Они не имеют в своем составе активных кислот, однако это не мешает отлично паять без кислоты.
Плохой пайке предшествуют множество ошибок:
Как паять без кислоты
Чтобы качественно и правильно паять, достаточно придерживаться простых правил:
Например, для пайки витой пары подойдет среднее жало типа мини волна и спиртоканифоль. Время пайки — не более 5 секунд. Не спаялся контакт? Подождите, пока остынет место пайки, нанесите снова флюс, и плавно пройдитесь паяльником.
Активный флюс можно использовать только в крайнем случае. Даже сильные окислы обычные флюсы без кислоты отлично очищают и лудят. Не нужно использовать никакие аспириновые таблетки, кислоты, Ф-38Н. Для пайки тех же проводов хватит обычной канифоли.
Чем смывать паяльную кислоту
Можно удалить остатки бензином «Калоша», изопропиловым спиртом или раствором соды. Это можно сделать с помощью щеток, ватных дисков или палочек. Нужно аккуратно удалять остатки флюса, без брызг.
Для чего нужна паяльная кислота?
Каждый профессионал, да и любитель паяльного дела знает, для чего используется флюс. Благодаря нему материалы лучше плавится, что позволяет достичь желаемого результата. Не всегда это модно достичь с помощью канифоли, поэтому применяют другой расходный материал – паяльная кислота. Она помогает решить множество проблем за счет высокой активности состава.
Многие люди слышали о паяльной кислоте, однако не знакомы с ее характеристиками и особенностями. Она выпускается в жидком виде и используется при пайке мелких деталей, особенно при возникновении сложных ситуаций. Кислота производится в соответствии с нормативной документацией.
Для чего применяется паяльная кислота?
Существует множество видов, паяльная кислота служит для создания приемлемых условий для пайки. Для получения желаемого результата, следует очистить поверхность от ржавчины, жировых пленок и окислов, попадающие под глаз мастера, которые образуя неразрушимую пленку, мешает сцеплению металлических деталей. Температура пайки и плавления основного металла довольна низкая, чтобы убрать эту пленку, поэтому соединение будет непрочным. Этот процесс наглядно наблюдается при пайке алюминия.
На основании этого, делается вывод, что паяльная кислота служит для разрушения поверхностного налета. Она не только очищает от него, но и предотвращает появление пленки после механической обработки. Кислота также служит для снижения напряжения припоя, он стает более текучим, и покрывает всю рабочую поверхность. Данный способ пайки является востребованным и надежным. Такой метод не стоит применять при работе с мелкими деталями, так как припой покрывает другие элементы и портит их. Особенно это проявляется при работе с концентрированной кислотой. Поэтому при изготовлении плат и микросхем пользуются канифолью.
Еще одной особенностью паяльной кислоты является хорошая проводимость электрического тока. При работе с микросхемами она может вызвать короткое замыкание, которое приведет к поломке всего изделия.
Достоинства кислоты
Среди преимуществ выделяют следующие:
Отрицательные свойства
Кроме преимуществ, паяльная кислота обладает рядом недостатков:
Разновидность кислоты
Определив для чего нужно данное вещество, рассмотрим основные виды флюса.
1. Ортофосфорная кислота – на рабочей поверхности образуется специальная пленка, которая предотвращает возникновение окислов и защищает от других загрязнений.
2. Соляная кислота – имеет сложный химический состав. Продается в маленьких колбах. Распознать ее можно по желтоватому оттенку и резкому запаху. Она более агрессивная, чем предыдущий вид, поэтому при работе с ней следует соблюдать меры предосторожности. При попадании на кожу соляная кислота разъедает ее. Кроме того, пайка проводится в хорошо проветриваемом помещении.
Как осуществляется пайка?
Рассмотрим процесс пайки с применением паяльной кислоты подробнее. Перед ее началом поверхность металла очищается от ржавчины и другой грязи при помощи наждачной бумаги. Далее, несколько капель кислоты наносят на рабочую поверхность и припой.
Обратите внимание! Кислоту необходимо наносить в резиновых перчатках, чтобы не повредить кожу.
Если рабочая поверхность покрыта полностью и не имеется зазоров и пропусков, то данное количество флюса подобрано правильно. Оно обеспечит прочность конструкции. Разогретым концом паяльника расплавляется припой, который переносят на кислотное основание. Данные манипуляции также осуществляются с деталей, которую следует присоединить к основной поверхности. После проведенных подготовительных работ приступают к непосредственному соединению. Расплавленный припой наносится на место соприкосновения деталей, после чего дают все конструкции остыть.
Паяльная кислота
В качестве одной из разновидностей флюса для пайки используется паяльная кислота. Это вещество помогает улучшить свойства спаивания основного металла и припоя, чтобы они смогли образовать надежное соединение. Существует несколько разновидностей данного материала, которые будут отличаться по своему составу, а соответственно, и свойствам использования. Но у всех них есть общие черты, которые проявляются в высокой активности материала. Если канифоль сосновая является нейтральной средой и может применяться практически для любых случаев пайки, пусть и не всегда эффективно, то использование кислоты может привести к тому, что основной металл будет поврежден, если речь идет о тонких контактах. Также кислоты являются вредными для организма человека.
Разновидности паяльной кислоты
Самая распространенная кислота для пайки – это хлорид цинка, растворенный в воде, который имеет формулу ZnCl2. Поставляется он чаще всего в небольших флаконах. Но это не единственный вариант, который можно найти на современном рынке. Чаще всего кислота представлена в жидком виде, что облегчает ее применение при использовании паяльника. Флюс находит свое применение как в промышленной, так и в частной сфере. Главное, обеспечить для него надежные условие хранения и эксплуатации, так как пары кислоты могут навредить здоровью человека.
Основным действием, который обладает данный материал, является разрушение оксидных пленок, ржавчины и других лишних вещей на поверхности металла. Когда кислота попадает на поверхность, то она тут же вступает в реакцию со всем, что там находится. В отличие от других видов флюса она очень активна, так что эффективность ее применения существенно возрастает. После того, как ликвидированы все лишние вещества на поверхности металла, а это происходит достаточно быстро, паяльная кислота образует защитную пленку. Эта пленка помогает защитить поверхность от образования оксидной пленки снова.
Паять кислотой намного проще, но при этом не следует забывать о технике безопасности. Она может быть полезна для использования при пайке многих видов металла, в том числе высоко и низколегированных. На данный момент на рынке встречаются растворы, в которых кислота представлена как основной материал, который составляет большую часть раствора. Это связано с тем, что иногда ее воздействие может быть слишком сильным, так что повреждается поверхность основного металла. Данный материал производится согласно ГОСТ 23178-78.
Разновидности паяльной кислоты 
Следует выделить основные разновидности, которые имеет кислота для пайки, которые используются в современными мастерами. Среди них имеются:
Ортофосфорная кислота для пайки
Кислота на основе хлористого цинка
Преимущества кислоты
Недостатки
Состав и физико-химические свойства
Состав ортофосфорной кислоты предполагает наличие самого вещества, формула которого является Н3РО4, а также солянокислого диэтиламина. Количество основного материала может быть около 25%, но если требуется более высокая концентрация, то она может быть повышена. Помимо этого еще может встречаться концентрированная соляная кислота, формула которой является HCl, в которую добавляют цинк. Соотношение составляет 1 часть цинка на 2 части кислоты.
Среди свойств материала в первую очередь следует выделить агрессивность. Это вещество активно вступает во взаимодействие со всем, к чему прикасается. Это несет с собой как положительные, так и негативные эффекты, поэтому, его применение требует особых правил. Благодаря жидкому состоянию кислота обладает хорошей растекаемостью и отлично проникает во всех сложные места, что дает достаточно высокий результат спаивания. Паяльная кислота может образовывать защиту после того, как ликвидирует все оксиды, так что паять можно не сразу же после ее применения, а через время, не боясь, что пленка снова появится.
Активность воздействия зависит от концентрации кислоты. Далеко не всегда ее используют в 100% концентрации, так как часто приходится иметь дело с растворами. Применение паяльной кислоты может быть невозможным из-за большой концентрации.
Для чего нужна паяльная кислота — рассматриваем развернуто
Паяльные работы предусматривают обязательное использование качественного флюса, который обеспечивает надежное спаивание материала и припоя, а также высокую электропроводность и длительный срок службы. В качестве флюса часто применяют кислоту для пайки. Существует несколько видов таких химических соединений. Состав паяльной кислоты напрямую влияет на область ее применения.
Для чего применяется паяльная кислота?
Существует множество видов, паяльная кислота служит для создания приемлемых условий для пайки. Для получения желаемого результата, следует очистить поверхность от ржавчины, жировых пленок и окислов, попадающие под глаз мастера, которые образуя неразрушимую пленку, мешает сцеплению металлических деталей. Температура пайки и плавления основного металла довольна низкая, чтобы убрать эту пленку, поэтому соединение будет непрочным. Этот процесс наглядно наблюдается при пайке алюминия.
На основании этого, делается вывод, что паяльная кислота служит для разрушения поверхностного налета. Она не только очищает от него, но и предотвращает появление пленки после механической обработки. Кислота также служит для снижения напряжения припоя, он стает более текучим, и покрывает всю рабочую поверхность. Данный способ пайки является востребованным и надежным. Такой метод не стоит применять при работе с мелкими деталями, так как припой покрывает другие элементы и портит их. Особенно это проявляется при работе с концентрированной кислотой. Поэтому при изготовлении плат и микросхем пользуются канифолью.
Еще одной особенностью паяльной кислоты является хорошая проводимость электрического тока. При работе с микросхемами она может вызвать короткое замыкание, которое приведет к поломке всего изделия.
Достоинства кислоты
Среди преимуществ выделяют следующие:
Отрицательные свойства
Кроме преимуществ, паяльная кислота обладает рядом недостатков:
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.
Процесс спаивания своими руками
Этот процесс требует немного усидчивости, ведь паяние — мелкая работа, на которой нужно сосредоточить все свои навыки, чтобы сделать именно так, как необходимо. А теперь о том, как правильно паять паяльником с кислотой:
Виды кислот:
В целом нет особой разницы, какой флюс выбирать, единственное различие в опасности работы с ними. Однако стоит придерживаться некоторых правил. Область применения определяется интенсивностью раствора, но его можно разбавить вручную, если есть чем.
В целом, следует обращать внимание на вид продукта. Если на дне сосуда, содержащего флюс, имеется осадок, то такой продукт лучше не использовать. Также важно обращать внимание на срок годности. Каждая кислота имеет определенный срок хранения и использования. Важно понимать, что «про запас» такие вещи брать не стоит, ведь одной баночки флюса может хватить на несколько месяцев, даже при интенсивном ее использовании.
Внимательно стоит относиться и к выбору паяльника. Имеются разные виды этого инструмента. Однако, прежде чем выбирать паяльник и канифоль, стоит убедиться в том, что нужна именно спайка, а не сварка.