Разновидности и выбор паяльных кислот

Для прочного соединения небольших металлических деталей между собой в процессе паяния применяется специальное средство, называемое паяльной кислотой. Ее используют на подготовительном этапе для очищения рабочих поверхностей, сделанных из металла, перед выполнением процесса.

В процессе эксплуатации любые металлические детали покрываются различного вида загрязнениями, кроме того, металл при контакте с воздухом образует на своей поверхности тонкую оксидную пленку и слой ржавчины. Перед проведением процесса пайки металла необходимо тщательно зачистить рабочую область его поверхности. Делается это с применением наждачной бумаги либо при помощи напильника.

Назначение паяльной кислоты заключается в том, что она позволяет не только удалить имеющийся оксидный налет, но и предотвращает появление новых отложений.

Паяльная кислота используется в случаях, когда необходимо выполнить пайку радиаторов, цинкование металла при ремонте автомобильного кузова, для соединения медного провода, а также с целью выполнения паяния меди, алюминия, нержавейки. После обработки паяльной кислотой металлической поверхности становится проще работать на ней оловом или другим флюсом.

Материалы, для которых чаще всего используется паяльная кислота:

• стальные сплавы;
• сплавы цветных металлов;
• сплавы, содержащие медь;
• никель;
• железо.

Паяльная кислота выпускается в различном составе, но каждая ее разновидность регламентируется нормами ГОСТ 23178-78, согласно которому готовый химический препарат имеет невысокую вязкость и хорошую текучесть. Перед применением паяльной кислоты поверхность подвергают механической зачистке, а после окончания процесса пайки остатки кислоты необходимо удалить с применением нейтрализующего водно-щелочного раствора.

Кислотный паяльный состав является агрессивным химическим веществом, поэтому использовать его нужно с большой аккуратностью. Во время работы необходимо следить за тем, чтобы агрессивный химический компонент не попал на кожу или предметы, не подлежащие пайке.

Паяльная кислота имеет разнообразные составы, и каждый из них обладает своими преимуществами и предназначением. Но имеются и общие свойства, присущие любому виду паяльной кислоты. Преимуществ у кислоты для паяния несколько.

• Средство обладает текучими свойствами, поэтому с его помощью можно обрабатывать труднодоступные участки, что обеспечивает удобство процесса паяния.
• С помощью паяльной кислоты можно удалить не только оксидную пленку на поверхности металла, но и ржавчину. Так как пленка окислов невидима, это не значит, что ее нет, поэтому перед началом паяния все металлические поверхности в обязательном порядке необходимо обработать паяльной кислотой.
• После обработки поверхности металла паяльной кислотой окислительная пленка на этом участке уже не сможет образовываться даже в том случае, если после процедуры выполнить какое-либо механическое воздействие на деталь.
• Паяльная кислота является универсальным средством, так как она подходит для применения на поверхностях различных по составу металлов.

У кислоты для паяния есть и недостатки.

• Паяльную кислоту не используют для работы с микросхемами и электронными платами. Средство может расплавить токопроводящую дорожку или, напротив, усилить ее электропроводность, что приведет к замыканию.
• У паяльной кислоты имеются требования к условиям и срокам хранения. Несоблюдение этих норм приводит к тому, что средство становится непригодным для дальнейшего использования. По этой причине запасать впрок паяльную кислоту не имеет смысла.
• В составе средства находятся агрессивные кислоты, которые во время процесса паяния испаряются. Вдыхание человеком этих паров приводит к ожогам дыхательных путей, а если средство попадает на кожу, то оно вызывает серьезные химические ожоги. По этой причине работы с кислотой выполняются в хорошо проветриваемых помещениях с использованием средств индивидуальной защиты.

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

Все паяльные кислоты делят на 3 основные группы: соляную, серную и ортофосфорную. Состав кислоты может быть любым, но назначение у нее одно: очищение металлической поверхности от ржавчины и оксидной пленки перед пайкой. Если на металлической поверхности подготовительные работы выполнены правильно, то в результате работы получится прочный и аккуратный стыковочный шов. Например, для соединения меди и латуни более всего подходит борная кислота, имеющая высокую температуру плавления. Состоит это средство из буры и кислотной смеси.

Жидкая прозрачная или слегка желтоватая неорганической природы жидкость, которая имеет химическую формулу H3PO4. При попадании на металлическую поверхность ортофосфорная кислота устраняет оксидную пленку и защищает поверхность от образования новых оксидных соединений. Этот препарат обладает высокой степенью текучести, что позволяет применять его в труднодоступных местах.

Ортофосфорный кислотный состав используют для обработки углеродсодержащих сталей легированного типа, кроме того, средство применяется для соединения никеля или меди. Рабочая температура плавления у кислотного состава составляет 350°C. Средство обеспечивает в процессе паяльных работ надежный и аккуратный соединительный шов.

Это двухкомпонентный состав, у которого химическая формула H2SO4. Первый компонент представляет собой плотную жидкость маслянистой консистенции. Вторым компонентом в виде растворителя является вода или ангидрид серы. При сочетании 2 компонентов образуется паяльная кислота. Концентрация второго компонента может быть в пределах от 25 до 85%. Полученный состав имеет высокую химическую агрессивность и активность, поэтому его используют для пайки толстостенных материалов.

Обычную кислоту для паяния делают с цинком, когда к 412 г этого компонента добавляют 1 л соляной кислоты в концентрированном виде. Формула химического вещества выглядит как HCl. Цинк добавляется к соляной кислоте для улучшения ее свойств. Концентрация раствора соляной кислоты определяет характеристики ее свойств, используемых при паянии, но в чистом виде без примесей цинка это средство не применяется, так как обладает высокой способностью разъедать металл. Подбирают концентрацию раствора кислоты в зависимости от того, какой толщины металлическая заготовка будет паяться.

Выбор паяльной кислоты осуществляется исходя из характеристик обрабатываемого металла. Главным критерием для выбора кислоты является концентрация ее раствора и отсутствие осадка с помутнением. При выборе различных видов паяльных кислот следует знать их область применения.

• Кислота ортофосфорная. Обладает высокой способностью к очищению от ржавчины и оксидов. Поэтому ее используют на сильно загрязненных металлических поверхностях.

• Кислота соляная. Считается универсальным вариантом, который можно использовать для очищения сплавов стали, а также для обработки черных и цветных металлов.

• Кислота серная. Редко используется ввиду высокой химической агрессивности. Это средство применяют для металлов, которые плохо поддаются спаечному процессу, а также используют для толстых заготовок, так как это средство на толстом слое металла способно проникать внутрь материала.

Выбирая в магазине паяльную кислоту, необходимо обратить внимание на срок ее пригодности. Обычно он составляет не менее 12 месяцев со дня изготовления продукта, но действует этот период только в случае правильного хранения вещества. Хранить паяльную кислоту необходимо в плотно закрытой емкости, оберегать от попадания солнечных лучей и соблюдать диапазон температур от -25 до +35°C.

Чтобы правильно паять паяльником, необходимо знать некоторые важные основы проведения этой процедуры. Дело в том, что при паянии деталей всегда применяется тот или иной припой, чаще всего это оловянно-свинцовый состав. Основным компонентом в этом припое является олово, тогда как свинец является вспомогательной присадкой, которая обеспечивает надежный шов и помогает работать с припоем. С помощью свинца у припоя повышается его текучесть, а применение олова позволяет застывшему шву приобрести необходимую твердость.

Но несмотря на присутствие свинца и хорошую текучесть, капле припоя довольно сложно преодолеть силу поверхностного натяжения, если учитывать еще и тот факт, что площадь контакта у такой капли минимальна. Нередко случается так, что во время выполнения паяльных работ мастер сталкивается с тем, что припой не хочет растекаться по рабочей металлической поверхности и остается на металле в виде плотной капли. Помочь решить эту задачу сможет паяльная кислота. Если после механической зачистки материала обработать рабочую поверхность раствором паяльной кислоты, то припой беспрепятственно сможет распределяться по области пайки. Таким образом, паяльный кислотный состав обеспечивает для припоя отличную прилипаемость, называемую адгезией.

После выполнения механической зачистки металла паяльную кислоту необходимо в небольшом количестве локально нанести на область пайки. Для этой цели можно применять обыкновенную небольшую кисточку, сделанную из натурального ворса или использовать тоненькую деревянную палочку.

Нередко паяльная кислота продается во флаконах из пластика, имеющих дозатор в виде носика-капельницы. С помощью такого дозатора паяльную кислоту можно нанести в небольшом количестве именно в то место, где будет производиться в последующем пайка детали.

После того как паяльный кислотный состав нанесен на рабочую поверхность, можно приступать к паянию. Во время этого процесса под воздействием разогретого жала электропаяльника кислота начинает испаряться. Добавлять новые порции средства не нужно.

После нанесения припоя на очищенную поверхность оксидная пленка на металле уже не сможет образовываться, так как сам припой будет теперь выполнять защитную роль. Такая процедура у мастеров называется лужением.

После этого поверхности из металла будет легко соединить между собой с образованием плотного и надежного стыковочного шва.

После выполнения паяльных работ часть кислотного состава, который растекся по обрабатываемой металлической поверхности, может остаться в неизменном виде. Как и любая кислота, вещество это обладает свойством к разъеданию материалов, и если не удалить это средство с поверхности платы или детали, кислотный компонент медленно, но верно будет разрушать материал.

Если паяльный кислотный состав остался, например, на электронной плате, то он может разъедать токопроводящие дорожки, что приведет к замыканию и выведет дорогостоящую плату из рабочего состояния.

Отмыть паяльную кислоту необходимо сразу же после выполнения паяльных работ. Кислотная среда нейтрализуется щелочными растворами. Такой раствор можно приготовить самостоятельно в домашних условиях. Для этого потребуется теплая вода и щепотка питьевой соды.

Хорошо нейтрализует паяльный кислотный состав изопропиловый спирт или нефтяной растворитель «Нефрас», именуемый в народе «Калоша». Для смывки используют чистую кисточку, ватную палочку или кусочек ткани, смоченный в нейтрализующем растворе. Остатки кислотных компонентов нужно снимать аккуратно, не разбрызгивая жидкость вокруг спайки.

Вместо использования паяльной кислоты можно применить флюс ЛТИ-120, имеющий высокую степень активации и не содержащий в своем составе каких-либо кислотных компонентов.

Такие флюсы имеют свойство хорошо очищать поверхность и лудить ее.

В некоторых случаях паяльную кислоту и флюсы со сходными свойствами можно заменить смесью машинного масла с мелкими опилками. В этом случае спаечный процесс происходит во время втирания масла с опилками при совмещении деталей.

Кроме того, паяльный кислотный состав заменяют распространенным аптечным препаратом: ацетилсалициловой кислотой (аспирином). Таблетку измельчают до порошкообразного состояния, готовый порошок распределяют в области проведения паяния. Если предстоит спаять между собой провода, то их просто размещают на целой таблетке аспирина.

Еще одним вариантом, заменяющим паяльный кислотный состав, может стать аспирин, смешанный с вазелином в пропорции 1: 2. В результате смешивания компонентов получается паста, которую наносят деревянной палочкой, а после окончания работ удаляют. Ацетилсалициловую кислоту применяют для спайки драгоценных сплавов. Такой флюс слабо контактирует с поверхностью изделия и не портит его внешний вид.

Как сделать паяльную кислоту своими руками, смотрите в следующем видео.