Паяльная кислота своими руками

Паяльная кислота своими руками

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.

Зачем нужен кислотный флюс

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.

Способы приготовления

Флюс для пайки, приготовленный своими руками и в домашних условиях, по свойствам и консистенции значительно проигрывает промышленному составу. Однако он, как и магазинный, значительно облегчит и ускорит сам процесс.

Хлорид цинка готовится на основе соляной кислоты. Её можно купить в таблетках в аптеке – эти таблетки используют пациенты, чей желудок не вырабатывает в нужном количестве соляную кислоту, входящую в состав желудочного сока. В данном случае источник цинка – это обычные солевые батарейки. Они имеют цинковый стакан, из которого при разборке извлекаются графитовые стержни и порошкообразные реагенты, являющейся частью электрохимической системы такой батарейки. С одной батарейки можно получить несколько граммов чистого цинка.

Соляная кислота в таблетках разводится в небольшом количестве воды, затем в неё опускается цинковая пластинка.

На литр соляной кислоты потребуется 412 г чистого цинка. Добавление такого же количества аммиака позволит использовать этот флюс для пайки алюминия – он является самым сложным в пайке, так как прочная оксидная пленка образуется на нём почти мгновенно.

Соляная кислота заменяется и фосфорной – схема приготовления орто- и метафосфата цинка всё та же. Для создания флюса на основе крепких (минеральных) кислот используйте стеклянные емкости.

Ацетилсалициловая или лимонная кислота растворяются в воде – одна часть порошкообразной кислоты на одну или несколько частей воды, при этом осадка быть не должно.

Канифольно-спиртовые флюсы создаются следующим образом:

  • канифоль измельчают в ступке или в ложке до мелкого порошка, причем чем меньше каждая гранула канифоли, тем быстрее она растворяется в спирте;
  • в этанол или глицерин добавляют ровно столько канифоли, чтобы через несколько часов не оставалось осадка, а если всё же осадок образовался и не растворяется, значит, дозировка канифоли превышена;
  • когда жидкого состава становится все меньше, более твердый осадок разбавляют нужным количеством спирта или глицерина.

Глицериновый флюс гуще спиртового, пользоваться им намного удобнее – он менее текуч.

Также растворенную в этиловом спирте канифоль можно перемешать с глицерином. Такой комбинированный состав еще более действенен, но требует смывания после пайки.

Обычная канифоль готовится самостоятельно. Соберите живицу со стволов деревьев в тёплую погоду и переплавьте ее при 150 градусах.

Флюс на жировой основе создается следующим образом: на три части жира и три части аммиака используется одна часть канифоли.

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.

Меры безопасности при изготовлении и использовании средства

Для обеспечения собственной безопасности и исключения вреда для здоровья следует пользоваться такими индивидуальными средствами защиты, как перчатки, очки и респиратор. В рабочем помещении категорически запрещено курить и пользоваться источниками открытого огня. Большинство кислот разъедает металл, поэтому смешивать компоненты нужно в стеклянной или керамической посуде.

По этой же причине остатки реактивов нельзя сливать в канализацию, т. к. они могут испортить трубы. Все отходы и излишки желательно нейтрализовать и слить в почву. Для нейтрализации активных кислот, таких, как соляная и ортофосфорная, используют различные щелочные растворы, например, мыльный или кальцинированной соды.

Необходимо позаботиться о хорошей вентиляции рабочего места. В мастерской желательно оборудовать вытяжной шкаф. Если это невозможно, то соединять реактивы и паять следует на открытом воздухе или возле широко раскрытого окна или двери.

Читайте также  Чем заклеить окна

При случайном попадании составов на руки или другие части тела их обильно промывают проточной водой в течение 10 минут. В случае попадания кислотных смесей рекомендуется обработать пораженное место раствором питьевой соды.

Необходимые процедуры перед работой

Перед спайкой, как и перед любыми другими работами, необходимо выполнять ряд процедур, способствующих более качественному итогу работы:

  1. Перед присоединением металлов между собой их необходимо очистить от грязи и пленки оксида, препятствующей растеканию вещества (в дальнейшем «припой») по поверхности. Это условие необходимо соблюдать, иначе припой, как шарик, сосредоточится на одном месте и не будет растекаться.
  2. Для наиболее успешного растекания припоя по материалу его необходимо обработать раствором флюса, который защитить металл от коррозии и окисления. Самым распространенным флюсом является канифоль. Этот «домашний» флюс (чаще используется для домашних работ, нежели в промышленных целях) используется для сплавов таких металлов простых металлов: медь, латунь и алюминий. В случае железа, чугуна и стали для пайки применяют так называемую травленую кислоту.

Для чего нужна канифоль, и прочие флюсы?

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).

Разновидности кислотных флюсов и их состав

Специалисты используют для пайки несколько видов паяльных кислот. Их различают по составу и свойствам применения:

  1. На основе ортофосфорной кислоты – неорганическое соединение, имеющее формулу H3PO4. В результате применения этой кислоты на поверхности обрабатываемого материала образуется защитная оболочка, которая препятствует дальнейшим коррозионным процессам. Как правило, вещество является прозрачным. Очень редко раствор может иметь мутноватый оттенок – это не говорит о некачественном продукте. Цвет зависит от количества примесей.
  2. На основе серной кислоты в качестве флюса. Формула известна еще со школьных времен – H2SO4. Внешний вид характеризуется легкой тягучестью раствора, отсутствием запаха и цвета. Вещество очень сильнодействующее, поэтому перед применением его разбавляют либо ангидридом SO3, либо H2O. Процентное содержание кислоты во флюсе может колебаться в пределах от 25 до 80%.
  3. На основе соляной кислоты – ее состав выражается формулой HCL. Имеет своеобразный запах, может присутствовать желтый оттенок. Является очень сильной кислотой, поэтому для паяльных процессов ее разбавляют водой. С целью улучшения спаиваемости материалов, в кислоту очень часто добавляют цинк.

Благодаря агрессивному воздействию кислоты, с поверхности материала устраняется оксидный налет и остатки ржавчины.

Как выбрать паяльную кислоту

Примечательно, что если в веществе в большом количестве присутствует видимый осадок, то можно утверждать, что используемая кислота некачественная или старая.

Выбирать флюс необходимо с учетом области его применения, поскольку этим определяются не только его составные компоненты, но и то какая интенсивность раствора должна быть.

  1. Ортофосфорная. Зачастую применяется для ржавых деталей, где с поверхности металла необходимо устранить оксиды.
  2. Соляная. Предназначена для любого вида работ, поскольку обладает широким спектром действия для обработки черного и цветного металла, а также их сплавов.
  3. Серная. Достаточно агрессивна, поэтому и применяется реже. Она позволяет хорошо работать со сложно спаиваемыми деталями и заготовками больших толщин, поскольку негативное воздействие от вещества для них не страшно. Из-за высокой агрессивности серной кислоты ее используют для сложно спаиваемых деталей, а также для заготовок большой толщины, так как она не нанесет им большого вреда.

Выполнять подбор раствора необходимо с учетом толщин и габаритов обрабатываемых деталей. При этом при работе с контактами и деликатными элементами любая кислота должна предварительно разбавляться.