Из чего делают паяльную кислоту

Паяльная кислота является тем флюсом, который можно отнести к отдельной категории, ведь он влияет агрессивно на материалы, которые необходимы при работе. Этот флюс в основном распространяется в жидком состоянии, причем это не зависит от его концентрации. Иногда можно приобрести концентрированное вещество, а потом разбавить его, а возможно и купить уже готовое, разбавленное. Кроме этого каждый вполне может сделать паяльную кислоту самостоятельно.

Свойства материалов необходимо подбирать по тем факторам, которые необходимы для их применения. Кислота для спаивания предназначается для тех металлов, которые имеют сильные загрязнения, ведь на них происходит окисление, а также на поверхности остается большое количество ржавчины. Материал очень активен, поэтому необходимо работать с ним осторожно и избегать попадания на кожные покровы и слизистые оболочки человека. Необходимо сначала внимательно ознакомиться с правилами и методами применения кислоты, а уже потом начинать применять ее по назначению.

В процессе производства паяльной кислоты самостоятельно, необходимо использовать специальную технологию. В конце должен получиться тот материал, который будет иметь те свойства, предписанные ГОСТом. Именно это сделает флюс качественным и надежным, чтобы соединения были прочными. Необходимо сделать так, чтобы свойства и функции кислоты работали и после спаивания металлов, ведь материл убирает пленки и ржавчину с поверхности, а также препятствует их повторному возникновению. Следует также учитывать растекаемость по поверхности спаиваемых материалов и схватываемость с металлами и изделиями.

Характеристики, состав и свойства

Необходимо точно знать, из чего должен состоять материал, и только потом приступать к его производству. В кислоту для спаивания входят:

• присадка смачивающая;
• хлорид амония;
• деионизированная вода;
• хлорид цинка;
• соляная кислота.

Паяльная кисло та, созданная самостоятельно, может состоять из других компонентов. Необходимо только сделать все для того, чтобы флюс обладал всеми необходимыми свойствами. Следует обеспечить высокую активность данного материала. Он должен за минимальное количество времени вступить во взаимодействие с необходимыми материалами, а также уничтожить все вещества, которые не дают нормально спаиваться. Однако стоит учитывать, что мелкие детали при действии кислоты могут пострадать и испортиться. Такие же свойства имеются и у паяльного активного жира.

У кислоты довольно неприятный запах, поэтому когда человек вдыхает его, то его здоровье может пострадать. Именно поэтому при работе с данным материалом обязательно рекомендуется пользоваться респиратором. Ну а помещение для работы необходимо постоянно проветривать. Необходимо обезопасить руки, кожные покровы и слизистые от попадания кислоты, нужно, чтобы заготовка попадала только в необходимые для спаивания места.

Материалы и инструменты для изготовления кислоты

Необходимо знать, что кислота для спаивания, сделанная самостоятельно, будет несколько другого состава, нежели покупная. Однако она будет более простой. Чтобы приготовить такую кислоту, необходимо пользоваться некоторыми приспособлениями:

• Стеклянная емкость или банка для замешивания и приготовления материала.
• Цинк в гранулах или стаканчики от использованных батареек с содержанием данного элемента.
• Водопроводная чистая вода.
• Соляная кислота концентрированная, которая способна растворять ненужные примеси и вещества.

Изготовление кислоты самостоятельно

Для начала необходимо взять емкость или баночку для замешивания кислоты. Именно туда помещается цинк или батарейки и их остатки. Только после всего вышеперечисленного в емкость можно наливать соляную кислоту. Главное при этом действовать с большой осторожностью, ведь при попадании на кожу можно получить серьезный ожог. Кислоты в емкости не должно быть больше, чем 3/4 от объема всего состава.

В итоге получается, что пропорции должны быть такими. Для 1 литра соляной кислоты необходимо 412 грамм цинка, вот только измерить это можно только при помощи специальных инструментов. Поэтому стоит знать, что будут некоторые отклонения в ту или иную сторону.

При дальнейшем приготовлении паяльной кислоты необходимо подождать, когда закончится реакция химических веществ. Цинк и кислота контактируют между собой, металл постепенно растворяется. Во время этого процесса происходит активное выделение водорода, поэтому в жидкости можно увидеть множество пузырьков.

Жидкость постепенно становится все прозрачней и чище. Когда все процессы будут закончены, необходимо перелить жидкость в плотно закрывающуюся тару. Все данные материалы можно с легкостью купить в магазинах, специализирующихся на продаже химии и реактивов. При использовании батареек можно увидеть, что подходят практически любые из них.

Если необходимо сделать материал с более слабыми свойствами, то следует немного убавить агрессивность. В этом случае рекомендуется добавить немного воды, чтобы раствор получился более жидким и со слабыми свойствами. Однако нужно соблюдать осторожность, ведь жидкость может разбрызгаться и попасть на кожные покровы и слизистые оболочки человека. Пропорции в данном случае следует выбирать самому, придерживаясь особенностей необходимой пайки.

Приготовление паяльной кислоты самостоятельно

Для начала стоит позаботиться о собственной безопасности, ведь пользоваться кислотой очень опасно и можно нанести непоправимый вред здоровью. Если производство кислоты осуществляется на предприятиях и в промышленных областях, то все необходимо делать в шкафах специального назначения. Реактивы надежно защищены от посторонних, а переливаются они строго под специальными вытяжками. В домашних условиях рекомендуется пользоваться защитой, перчатками, очками, респираторами и другими приспособлениями. Растворение кислоты следует производить только в хорошо проветриваемом помещении или вообще на улице. Ведь в процессе создания кислоты для спаивания в воздух постоянно выделяется водород в больших количествах. Также необходимо позаботиться на всякий случай и о воде, при помощи которой можно быстро промыть участок кожи, на который попало вещество. Лучше всего использовать водопроводную холодную воду, ведь в результате несчастного случая она уменьшит боль и быстро промоет рану.

Если данное вещество разлилось по поверхности, то лучше всего его смывать специальным составом воды и щелочи. Также нужно обязательно помнить о том, что данный материал необходимо правильно хранить, емкость должна быть закрытой и сохранять герметичность, хранение осуществляется в темном и прохладном месте. Рекомендуется исключить доступ посторонних людей к паяльной кислоте, чтобы не возникало опасности для других. Флюс иногда производится из чистой соляной кислоты без цинка и воды. Однако применят его по большей части только для изделий из железа.

Канифоль далеко не всегда помогает качественно спаять друг с другом детали, и тогда в дело идет паяльная кислота, которая способна удалить оксидную пленку с поверхностей и качественно подготовить их к пайке. Если канифольный флюс хорошо справляется с «обязанностями» по подготовке к соединению элементов из меди, то кислотными составами лудят не только их, но и детали из медных сплавов (латуни, бронзы), нержавеющей и черной стали, никеля, драгоценных металлов и даже алюминия или чугуна.

Рисунок 1. Паяльная кислота нужна для удаления пленки оксида и подготовки поверхности детали к пайке.

Для чего нужны кислотные флюсы

Кислота обеспечивает наилучшую среду для контакта припоя с деталями на как можно большей площади:

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.

Для чего при сварке нужен кислородный баллон.

О сварке алюминия полуавтоматом читайте здесь.

Хлорцинковый кислотный флюс

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.

Основой паяльной кислоты являются соединения хлористого цинка, то есть она представляет собой раствор металла в соляной кислоте.

Изготовление паяльной кислоты в домашних условиях

Несмотря на доступность этого активного флюса в магазинах, многие домашние мастера интересуются, можно ли сделать его своими руками. Создание паяльной кислоты не представляет особых трудностей. Для ее изготовления необходимы:

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

Чтобы получить флюс, его вещества добавляются в следующих пропорциях:

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. Соляная кислота и гранулированный цинк продаются в магазинах химреактивов, но металлический реагент можно добыть и в отслуживших свой срок солевых элементах питания (пальчиковых батарейках) типов «АА», «ААА» и т.п. (рис. 2).

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).

Флюс из ортофосфорной кислоты

Еще одна распространенная паяльная кислота — ортофосфорная (H₃PO₄). Она успешно справляется с удалением оксидов с поверхностей металлов и защищает их от образования новых соединений с кислородом, образующих на металле препятствующую спаиванию деталей пленку. Неслучайно ортофосфорная кислота входит в состав большинства средств для антикоррозийной обработки стальных конструкций.

Для пайки сплавов хрома и никеля кислота применяется не в чистом виде. Флюс почти на 1/3 состоит из этилового спирта. На долю H₃PO₄ приходится 32%, и 6% в составе занимает канифоль. В иных составах для лужения и паяния объем кислоты может доходить почти до 100%. Зачастую ортофосфорная кислота разводится вместе с хлористым цинком, массовое содержание которого во флюсе может колебаться от 50% до тысячных долей процента. H₃PO₄ применяется не только для соединения деталей из никелевых сплавов, ее используют для пайки изделий из низколегированной стали и чистой меди или ее сплавов.

Таблица кислотных флюсов.

Ортофосфорная кислота входит в состав активного флюса Ф-38 Н, с помощью которого проводится пайка:

• легированной, малоуглеродистой и среднеуглеродистой стали;
• меди и ее сплавов;
• хромоникелевых сплавов.

Ф-38 Н применяется для пайки в местах с затрудненным доступом и защищает спаянные детали от коррозии. В его составе:

Ортофосфорная кислота взрыво- и пожаробезопасна, но работа с ней и ее хранение должны проводиться с соблюдением всех мер предосторожности. Смывать вещество после попадания на кожу или глаза также следует проточной водой. Длительность промывания составляет не менее 10-ти минут.

Флюсы из аспирина и салициловой кислоты

Кто-то из умельцев, не найдя в доме канифоли или иного флюса, догадался использовать для обработки элементов перед пайкой обычный аспирин. Таблеткой ацетилсалициловой кислоты можно воспользоваться при ремонте бытовых приборов. Правда, при нагревании аспирина образуются едкие пары, поэтому работать с ацетилсалициловым флюсом следует в проветриваемом помещении. Один из способов лужения: посыпать порошком аспирина деталь. По-другому, провода кладутся на целую таблетку и прогреваются паяльником.

На основе салициловой кислоты выпускается флюс ВТС, который часто используется в электромонтаже. Этот состав обеспечивает защиту спаянным деталям от коррозии, поэтому ему отдается предпочтение при проведении такого рода операций. ВТС применяется для обработки меди и ее сплавов, а также элементов из драгоценных металлов. В состав флюса входят:

• раствор салициловой кислоты и этанола (C₂H₅OH) — 6,3%;
• триэтаноламин — 6,3%;
• технический вазелин — 63%.

Как обрабатывать детали кислотой

Жидкие флюсы наносятся на поверхности кисточкой. В этом случае обеспечивается более точное и равномерное смачивание ими подлежащих пайке элементов, поэтому кисточка должна находиться в любом комплекте для паяния. В то же время, как уже писалось выше, и более активные флюсы, и менее активные в той или иной степени разрушающе воздействуют и на соединенные поверхности, и на припой. Если по окончании работы не удалить флюс, то на стальных деталях, к примеру, процессы ржавления будут протекать в гораздо более быстрых темпах.

Чтобы исключить подобное, после пайки покрытые флюсом детали нужно обработать нейтрализаторами. Самый простой из них — вода. Чтобы удалить Ф-38 Н, ничего, кроме нее, применять не надо. Хорошо нейтрализует действие соляной, ортофосфорной, ацетилсалициловой кислоты сода, так как является основанием. После пайки на детали следует нанести содовый раствор, который затем смывается водой. Остатки ВТС удаляются спиртом или ацетоном.

[Кислота для проведения пайки необходима], если применение канифоли не позволяет качественно спаять между собой нужные элементы.

Использование паяльной кислоты для пайки способствует снятию оксидного пленочного слоя со спаиваемых поверхностей и дает возможность надлежаще подготовить их к соединению.

Как правило, канифоль используют, чтобы подготовить своими руками к пайке детали из меди. А вот паяльной кислотой пользуются для лужения не только меди, но и ее сплавов – бронзы и латуни.

А также для нержавейки, драгоценных и черных металлов, алюминия и никеля, даже для пайки чугуна.

Необходимость применения кислотных флюсов

Любая паяльная кислота — соляная или ортофосфорная, призвана создавать идеальную среду для взаимодействия припоя сэлементами.

Их применение позволяет убрать с рабочей области загрязнения и окислы, предотвращать возобновление окислительного процесса и снижать натяжение припоя, с целью его более свободного распространения.

В результате чего обеспечивается надежное спаивание деталей.

В зависимости от типа металла выбирают флюс для пайки. Здесь же стоит отметить, что паяльной кислотой не пользуются при компоновке плат.

Кислота относится к категории агрессивных сред и способствует разрушению, стоящих на ее пути компонентов.

Кроме того, она является идеальным электропроводником и обладает свойством создавать токопроводящие дополнительные каналы.

Поэтому не стоит рассчитывать даже на обезвреживание кислотной среды после пайки.

Флюс из соляной кислоты своими руками

Часто для обработки спаиваемых деталей приобретают флюс, который находится в свободной продаже, и называется просто паяльной кислотой.

Производитель дополняет продукцию инструкцией по условиям ее применения, которая позволяет легко сориентироваться в ее предназначении.

Обычно — это лужение и спаивание нержавейки, серебра, меди, алюминия и различных сплавов.

При производстве флюса используется соляная кислота, в которой растворяют цинк, в результате получается основа – хлорцинковое соединение. Подобный состав достаточно просто изготовить в домашних условиях своими руками.

Чтобы приготовить состав необходимо взять:

• 1 литр HCL (концентрированная соляная кислота);
• 412 г Zn (цинк).

Далее понадобится емкость из стекла, керамики или фарфора. В посуду сначала помещают цинк, затем наливается соляная кислота.

Очень важно готовить состав с осторожностью, кислотой заполняют ¾ емкости.

Цинк и соляную кислоту можно купить в специальных магазинах химических реактивов, но если дома есть старые пальчиковые батарейки «АА», Zn легко добыть из них.

После того как произойдет реакция растворения цинка в соляной кислоте, прекратится выделение водорода.

То есть в жидкости больше не будут образовываться пузырьки, она станет прозрачной. Готовый состав паяльной кислоты осторожно переливают в плотно закрывающуюся стеклянную тару.

Меры предосторожности: при изготовлении флюса рекомендуется находиться вблизи проточной воды, если состав вдруг попадет на кожу или, еще что хуже, в глаза, необходимо промыть их большим количеством воды.

Кстати, в качестве флюса может использоваться соляная кислота в чистом виде при условии обработки железных деталей.

Ортофосфорная кислота для получения флюса

Вторым распространенным типом кислоты для пайки считается ортофосфорная кислота – H3PO4. Она также идеально снимает с металлических поверхностей оксидную пленку и предупреждает ее возобновление.

Справка: H3PO4 (ортофосфорная кислота) – компонент многих антикоррозийных составов для обработки металлов.

Чтобы осуществить качественную пайку элементов из никеля или хрома, такую кислоту используют в неразбавленном виде. При этом приготовленный с ее применением состав, включает в себя 1/3 часть этанола или этилового спирта.

На долю ортофосфорной кислоты берется 32%, а 6% приходится на канифоль.

В других кислотных составах, используемых для лужения и пайки, доля кислоты может достигать 100%.

Очень часто H3PO4 соединяют с хлористым цинком, при этом его масса в готовом флюсе может достигать 50%.

Применение ортофосфорной кислоты не ограничивается пайкой никелевых сплавов, с ее помощью соединяют элементы из нержавейки, меди, алюминия и низколегированной стали.

Ортофосфорная кислота является составляющим компонентом классического активного флюса «Ф-38 Н», применение которого дает возможность осуществлять пайку медных сплавов и чистой меди, различных сталей и хромоникеливых сплавов.

«Ф-38 Н» – отличный вариант для проведения рабочего процесса в труднодоступных местах, обладает свойством защищать спаянные элементы от коррозии.

Составляющими компонентами «Ф-38 Н» являются: солянокислый диэтиламин и 25% ортофосфорной кислоты.

Ортофосфорный паяльный состав характеризуется как пожаро- и взрывобезопасный. При этом хранить и использовать средство рекомендуется со всеми мерами предосторожности.

При попадании на кожу следует промывать ее не менее 10 минут под проточной водой.

Применение олова для пайки

Для пайки металлов могут использоваться разные материалы, но проводить соединение элементов оловом намного проще и удобнее.

Оловом можно соединять детали из нержавейки, алюминия, меди, а также ее сплавов.

Олово расплавляют при температуре 2500, с этой целью могут применяться разные нагревательные приборы:

Паяльник – устройство с металлической рабочей частью и пластмассовой ручкой, может иметь разнообразные жала-наконечники.

Разогревается газовой горелкой.

Электрический паяльник – в комплекте имеет сменные жала различных размеров и форм. Конструкция собрана из паяльного стержня и нагревательной спирали, которая может иметь разную мощность нагрева.

Газовая горелка – переносная конструкция представляет собой емкость с ручкой и соплом для образования огня разной интенсивности.

Как правильно паять оловом нержавейку?

Для пайки элементов из нержавейки рекомендуется применять активную паяльную кислоту, например, хлорид цинка или ортофосфорную.

Флюс наносится на поверхность нержавейки прямо перед началом пайки. Расплавленным оловом облуживают наконечник паяльника и начинают хорошо прогревать поверхность нержавейки.

Процедуру повторяют до тех пор, пока покрытие не станет равномерным. В процессе пайки можно использовать канифоль, которая позволит сделать поверхность гладкой, путем удаления с припоя окиси.

После того как пайка нержавейки завершена, изделие отмывают от остатков кислоты мыльной водой. Излишки канифоли легко удаляются в холодной воде.

Здесь стоит отметить, что качественно выполненная пайка будет иметь равномерную и гладкую поверхность.

Как правильно паять оловом алюминий?

Прежде чем паять алюминий, проводят зачистку поверхности с помощью наждачной шкурки, затем рабочую область обезжиривают органическим растворителем.

Для спаивания алюминия понадобиться паяльник с мощность 100 Вт, а также припой из олова – 95% и висмута – 5%. В качестве флюса можно применить стеариновую кислоту.

Так как изделия из алюминия плохо поддаются пайке по причине быстрого образования оксидного слоя после зачистки, необходимо соединяемую поверхность залить горячей канифолью.

Затем жалом паяльника берут припой и переносят его на рабочую часть, обработанную канифолью.

Выполнив, таким образом, лужение алюминия, спаивать поверхность станет легче, к ней при необходимости можно будет припаять даже провода меди.