Кислота для пайки меди

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.

Канифоль

Канифоль производят из смолы хвойных деревьев и представляет собой твердое вещество, отчасти по цвету напоминающее янтарь.

Для удобства пользователей производители упаковывают ее в различную тару.

Может также поставляться в продажу в составе готового припоя.

Пользоваться таким припоем очень удобно, так как плавящийся припой с флюсом одновременно покрывают стык спаиваемых деталей, сокращая время процесса.

Канифоль применяется в основном при пайке электротехнических изделий, таких как провода, радиодетали, микросхемы, поскольку она совсем не окисляется со временем, что способствует длительному и прочному соединений.

Бура — это еще один флюс, который используется при пайке. Для этих целей она поставляется в виде порошка. В продажу поступает упакованная в баночки или целлофановые пакетики.

Бура имеет высокую температуру плавления (около 900 градусов) и для ее расплавления и последующего нанесения обычный паяльник не подойдет ни коим образом, а уж о пайке радиодеталей с использованием буры и думать нечего!

Применяется такой флюс преимущественно при пайке крупных деталей из цветных металлов, в основном медных труб систем отопления и кондиционеров, бронзы, сталей тугоплавкими припоями с помощью паяльной лампы или газовой горелки.

Пайка с применением кислоты

В процессе пайки требуется применение специальных флюсов – веществ, помогающих припою растекаться по месту пайки, создавать качественное соединение металлов. Основными флюсами являются канифоль, кислота.

Канифоль по большей части применяется во время пайки серебра, меди, в то время как применение кислоты предпочтительнее для соединения белее сложных материалов.

Выбор вещества полностью зависит от вида сплавляемого металла и его сплавов. Например, для пайки железа необходимо применение так называемой паяльной кислоты – раствора хлората цинка; для пайки нержавеющей стали требуется применение ортофосфорной кислоты, а также специализированных многокомпонентных флюсов. Стоит отметить, что кислота не подходит для пайки печатных плат и других, подобных им, деталей.

Если вы решительно настроены воспользоваться кислотой, ее можно приобрести в готовом виде (паста). Стоит знать, что вещество может быть изготовлено самостоятельно.

Кислота своими руками:

• Необходимо взять 100 миллилитров соляной кислоты;
• Положить в кислоту кусочки цинка (цинк можно получить из батареек);
• Далее будет происходить химическая реакция, вследствие которой будет выделяться водород;
• По окончании выделения пузырьков водорода, состав раствора должен настояться до получения прозрачности;
• Аккуратно переливаем состав раствора в пузырек, подготовленный заранее;
• Паяльная кислота готова к работе.

Стоит отметить, что любая работа с химическим веществом должна производиться в проветриваемом помещении, вдали от лучей солнца и тепла.

1. Перед работой необходимо зачистить рабочую поверхность металла при помощи напильника, наждачной бумаги для того, чтобы удалить загрязнения материала.
2. После этого следует нанести кислоту на место пайки посредством кисточки, и заранее нагретым паяльником покрыть спаиваемую поверхность с помощь припоя (олова или сплавов).
3. Металл аккуратно спаивается.
4. По окончании работы необходимо нейтрализовать кислоту щелочью, после чего промыть место пайки.

Работа с химическими веществами требует аккуратности!

Инструменты для пайки

Перед началом работы нужно подготовить специальные инструменты и приспособления для пайки медных соединений. Вам понадобится:

1. Газовая или кислородная горелка для пайки меди (с азотом, ацетатом и т. д.);
2. Припой (для капиллярной пайки согласно ГОСТ Р 52955-2008);
3. Щетка (жесткая, но не металлическая) и абразивная бумага для зачистки медных соединений;
4. Фитинги или другие соединяемые элементы;
5. Паяльный флюс.

Нужно отметить, что если работа производится на трубных соединениях, то еще может понадобиться фаскосниматель, расширитель, специальное устройство для резки. Все эти приспособления можно найти у профессионального сантехника, чтобы не покупать их.

Фото — горелка

Горелки для меди бывают: профессиональными (для работы с твердыми припоями), для разогрева труб и пайки мягкими пастами, полупрофессиональными или комбинированными. Также есть специальные фены, которыми производится мягкая пайка. Они позволяют быстро разогреть место стыка температурой до 650 градусов.

1. Твердые. Они представлены стержнями определенного диаметра, который подбирается исходя из определенного зазора при соединении. Используется при соединении меди с железом в системах водоснабжения, подвода газа и системах кондиционирования. Этот припой может быть с фосфором или серебром; Фото — твердый припой
2. Мягкие могут быть как в виде пасты, так и тонкой проволоки до 3 мм диаметром. Они производятся со свинцом, оловом. Также иногда процесс осуществляется ортофосфорной кислотой.

Также для соединения медных сплавов обязательно нужно использовать флюс. Он выполняет несколько полезных функций: способствует лучшему растеканию припоя по металлу, защищает место обработки от кислородной пленки, очищает шов от окиси. Флюсы бывают с бурой (для различных высокотемпературных припоев), применяется для среднеплавких соединений золота, меди, бронзы, чугуна, нержавейки. Внешне они выглядят как паста, наносятся специальной кистью.

Фото — флюс-паста

Щетки и абразивные листы (наждачная бумага) нужны для того, чтобы после окончания работ удалять с места шва остатки припоя. Фитинги подбираются исхода из потребных соединений (они могут быть разветвляющими, угловыми, изогнутыми и т. д.).

Фото — паяльник

Как правильно выбрать кислоту

Ортофосфорная кислота считается одним из наилучших средств, когда речь идет о паянии деталей из низкоуглеродистой стали или других материалов, которые тяжело поддаются спаиванию. Как правило, в структуре флюса на долю ортофосфорной кислоты приходится примерно ¾ от общей массы. Значимую роль играют различного рода добавки, поскольку во многом благодаря им удается преодолеть главные сложности, возникающие при спаивании.

Существуют специальные нормативы ГОСТа, которых должны придерживаться производители, однако на практике так бывает не всегда, и качество кислоты может отличаться у разных поставщиков. При выборе следует особое внимание обращать на наличие и объем осадка, так как он негативно сказывается на качестве самой кислоты и, как следствие, на результате пайки.

Также большое значение имеет цвет вещества: более темные оттенки свидетельствуют о большем количестве примесей. Однако данный момент не всегда является негативным, поскольку ряд добавок, наоборот, обеспечивают улучшение свойств спаивания. Тем не менее, нормальным цветом для данной кислоты считается светло-желтый, и излишне темных жидкостей лучше избегать.

Совет! Всегда перед покупкой проверяйте срок годности кислоты. Этот параметр чрезвычайно важен, так как срок хранения кислоты обычно составляет шесть месяцев.

Особенности пайки меди и применение припоев

Отремонтировать те же медные трубы можно своими руками, да и в плане характеристик медные трубы более прочные и надежные, чем пластиковые. Естественно, они стоят дороже, но эта дороговизна вполне оправдана.

А можно сделать водопровод на основе медных труб своими руками, для этого нужно обладать нужными навыками и умениями, а также иметь на руках все необходимые материалы, приспособления и инструментарий. И конечно же, нужно обязательно знать, как правильно паять медь, и какие для этого потребуются припои и флюсы.

Для пайки медных труб вам потребуется следующее:

• кисточка для нанесения на поверхность трубы флюса в виде пасты;
• стальные щетки для зачистки стенок труб изнутри;
• припой из олова;
• резак для труб;
• горелка газовая для обработки материала.

Если говорить о газовых горелках для пайки меди, то они могут иметь в наличии пьезовый розжиг, а могут быть и без него. Чтобы качественно соединить друг с другом медные трубы, соблюдайте такой порядок действий:

• в самом начале зачищаем поверхность медной трубы изнутри специальной щеточкой. Затем при помощи специальной шкурки следует почистить трубу снаружи, пока не появится блестящий медный оттенок поверхности;
• кисточкой нанесите флюс на поверхность соединения двух отрезков снаружи и внутри, а затем вставьте их друг в друга;
• разжигаем газовую горелку и разогрейте места соединения труб. Смотрите, чтобы появились оловянные шарики;
• теперь возьмите оловянные припои в небольшом количестве и нанесите их по краям соединения двух частей. При этом нет необходимости, чтобы они проводились по всему периметру края труб, будет достаточно нанести их примерно на половину периметра края труб. Оловянные припои отлично соединяются с металлами при пайке. В течение нескольких секунд припои на основе свинца и олова будут воздействовать на поверхность меди, обеспечивая прочность соединения.

Какие припои берут для меди?

Чаще всего для соединения меди используют медно-фосфорные припои, в состав которых также входит и серебро примерно на 15 процентов. В основном их используют в холодильной промышленности, поскольку они отличаются относительно невысокой температурой плавки. Также такие припои имеют высокую текучесть и при воздействии на медь обеспечивают надежное и долговечное соединение металлов.

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:

• солянокислый диэтиламин;
• H₃PO₄ (25%).

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.

Советы по выбору

Ортофосфорная кислота – это лучший выбор для пайки элементов из низкоуглеродистой разновидности стали и иных материалов, трудно поддающихся соединению. Обычно флюс содержит ¾ этого вещества от общего количества. Свою лепту вносят различные добавки, за счет них удается справляться с основными трудностями, имеющими место при спаивании.

Есть ряд нормативов ГОСТа, которым должны следовать изготовители паяльной кислоты, но в реальности они соблюдаются не всегда. По этой причине качество продукции может значительно разниться у различных фирм. Выбирая ортофосфорную кислоту, обращайте внимание на наличие и количество осадка, поскольку он может отрицательно повлиять на качественные характеристики субстанции и, соответственно, на результат пайки.

Также нужно смотреть на цвет кислоту: если он темный, значит, в составе много примесей. Но этот аспект не всегда относят к отрицательным, так как ряд добавок, напротив, улучшает качество пайки.

Нормальным считают светло-желтый оттенок, чересчур темные жидкости не рекомендуется покупать. Перед приобретением всегда смотрите на срок годности состава. Этот момент очень важен, в среднем кислота хранится 6 месяцев.

Виды паяльных кислот и особенности применения

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.

Хлорцинковый флюс

Применяется для пайки железа. С точки зрения школьного курса химии, это чистый цинк, растворенный в соляной кислоте: то есть, раствор хлористого цинка.

Собственно так он и производится: в емкость с гранулированным цинком добавляется раствор соляной кислоты (либо концентрат, в зависимости от технического задания), проходит химическая реакция, и состав можно использовать.

Классический рецепт флюса: на 1000 мл концентрированной кислоты 400 грамм чистого цинка.

Меры предосторожности:

После применения, поверхность следует обработать щелочным раствором, для прекращения реакции. Например – мыльной водой.

Олеиновая кислота

Незаменимый состав для пайки алюминия. В чистом виде не применяется. Собственно, в чистом виде ее и не бывает. Используется так называемый технический олеин.

Для сохранения стабильности вещества, олеиновую кислоту смешивают с иными жирными кислотами. Полученную массу смешивают с йодидом лития, и получается идеальный флюс для алюминиевых сплавов.

Для чего нужна паяльная кислота при пайке алюминия? Слой оксидной пленки на этом металле практически «не убиваем». При зачистке механическим способом, моментально нарастает новая пленка.

Технологи много лет ищут, чем можно заменить кислоту. Главная задача – оградить место пайки от воздействия кислорода.

Никакой другой флюс вместо паяльной кислоты не подходит, но можно смешать железные опилки с машинным маслом и растирать точку соединения с одновременным нагревом и добавлением припоя.

Олеиновый флюс выполняет сразу две задачи: растворяет оксидную пленку (что весьма непросто), и сохраняет защитный слой до окончания пайки. При нагреве кислота испаряется, но место пайки уже надежно залужено.

Изготовить паяльную кислоту на основе олеина, в домашних условиях невозможно. Но флюс недорогой, и всегда доступен.

Ортофосфорная кислота

Пожалуй, самый распространенный кислотный флюс. Основное применение – пайка железных, стальных контактов, и никельсодержащих сплавов. Также этим флюсом хорошо паять чистую медь (особенно, если площадь контакта слишком велика).

После удаления окислов, флюс покрывает металл прочной эластичной пленкой, препятствующей дальнейшему окислению. При касании жала паяльника, защитная пленка испаряется, давая возможность адгезии припоя.

Как правильно пользоваться паяльной кислотой

После завершения пайки, металл, обработанный флюсом, не корродирует. В зависимости от выбранного металла, применяются различные пропорции компонентов.

Ортофосфорная кислота смешивается с обычной канифолью, этиловым спиртом, и даже хлористым цинком. В основном, присадки добавляются при создании флюсов, для пайки хромовых и никелевых соединений.

Для работы с остальными металлами, доля собственно кислоты достигает 100%. Если вам удастся найти кислоту в чистом виде, вы самостоятельно можете изготовить любой флюс, добавляя доступные компоненты.

Профессионалы так и поступают, тем более что ортофосфором паяются практически любые сочетания металлов, кроме разве что алюминия.

Флюс ВТС

Основа препарата – салициловая кислота. Та самая, которая применяется в таблетках аспирина. Флюс используется для работы с медью и драгоценными металлами (в том числе посеребренными и позолоченными контактами).

Главное преимущество – отличная защита точки пайки от окисления. Флюс можно (и даже нужно) не удалять, если только нет эстетических требований к работам.

Дешевизна и универсальность применения могли бы сделать этот флюс самым популярным. Исключение составляет тот же алюминий. Однако выделения при термической обработке настолько едкие, что для работы обязательно требуется вытяжка.

Это ограничивает домашнее применение препарата. Однако при нормальном проветривании, можно пользоваться даже самостоятельно изготовленным флюсом.

Самый простой способ: растереть таблетку аспирина, и посыпать место спайки. При лужении концов провода, достаточно положить жгут на таблетку, и прижать паяльником.

Более удобные составы изготавливаются на основе технического вазелина. Он смешивается с порошком в соотношении 1 к 2, и состав можно наносить на поверхность пайки.

Итог:
Абсолютно универсальных флюсов на основе кислоты не бывает. Каждый состав лучше работает с тем или иным металлом. Информацию о том, как пользоваться кислотами, вы найдете на этикетке.

При изготовлении флюса самостоятельно, вопросы безопасности также стоят на первом месте. Общее правило: добавляйте кислоту в остальные компоненты, а не наоборот. Промывка деталей после обработки нужна не всегда, в ряде случаев, кислотный состав напротив, защищает место пайки.