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.
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:
- медь и ее сплавы;
- никель;
- железо;
- конструкционная сталь;
- сплавы цветных 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.
Как паять без кислоты
Чтобы качественно и правильно паять, достаточно придерживаться простых правил:
- Не перегревать место пайки. Если кажется, что лужение и плавление припоя идут туго, лучше попробовать другое жало, попробовать подогреть воздух феном до ста градусов (сверху фен, возле места пайки). Ни в коем случае не повышать температуру на паяльнике до 400 градусов, это только ухудшит ситуацию. Припой при таких температурах начинает испаряться, а не плавиться, что уж говорить о флюсе.
- Оценивайте ситуацию. Например, некоторые детали или разъемы не получится хорошо залудить без подогрева. В особо тяжелых случаях можно даже слегка пройтись по контакту самой мягкой и щадящей наждачной бумагой. Бывает такая проблема у самодельных плат, когда их долго не паяют после изготовления. Медные дорожки покрываются медью и их сложнее лудить, чем раньше.
- Безопасная пайка. Паять нужно только в проветриваемом помещении. Даже продукты испарения канифоли не очень полезные, что уж говорить о других флюсах, тем более о паяльных кислотах. При пайке необходимо придерживаться дистанции, иначе капля припоя может случайно попасть на кожу или слизистые.
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.
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:
- хлоридов цинка;
- нашатырь (хлорид аммония);
- соляная кислота;
- очищенная от примесей вода.
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.
Нужно ли вообще чистить платы после пайки от остатков флюса
В целом, желательно чистить плату после пайки, если речь идет не о защитных флюсах. Если вы паяли кислотой – то это вообще обязательно.
Иногда даже требуется почистить место пайки от канифоли. И не только для красоты, но и для того чтобы убедиться, что нет лишнего припоя на контактах из-за которого на плате может случиться короткое замыкание.
Удаление остатков
Для чистки платы после пайки отлично подходят такие средства, как бензин «Калоша», изопропиловый спирт, Flux Off и уайт-спирит.
А еще можно использовать медицинский спирт или водку, но они само собой, чистят намного хуже.
Чистку можно делать только в проветриваемом помещении!
Используйте небольшую баночку с маленьким отверстием (или дозатором) для хранения бензина, чтобы не приходилось постоянно открывать и закрывать бутылки. Например, можно использовать бутылочку от перекиси водорода.
А еще продаются вот такие специальные бутылочки с разными иглами. При помощи них очень удобно дозировать чистящее средство.
Достаточно будет наклонить емкость, и небольшой дозировкой очищающего средства пройтись по электронной плате.
Плату удобно чистить при помощи ватных палочек, дисков или обычной зубной щеткой.
Не рекомендуется чистить остатки пайки водой, даже если это разрешает производитель. Смесь воды и остатков флюсов очень плохо сушатся. Особенно если речь идет о BGA.
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.
Когда и, что лучше паять с канифолью, а когда с кислотой или бурой?
При пайке, в отличие от сварки, соединяемые поверхности не расплавляются для смешивания слоев с последующим отвердением, а остаются в неизменном твердом состоянии и расплавляется только дополнительно добавленный металл, который и соединяет между собой соединяемые поверхности. Эта добавка называется припой.
Для того, чтобы края соединяемых деталей хорошо сцепились друг с другом, нужно, чтобы они хорошо смачивались припоем. Достичь этого можно применяя различные флюсы: канифоль, бура и, так называемая, кислота.
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.
Читать также: Кованые вешалки в прихожую настенные фото
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.
[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.
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.
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.
Обзор флюсов
Рассмотрим наиболее популярные флюсы для пайки радиодеталей и металлов.
Канифоль
Канифоль – это самый простейший флюс. Некоторые начинающие путаются в определениях, и разделяют понятие «флюс» и «канифоль». Это тоже самое. Канифоль является флюсом. Добывается из древесной смолы.
Классика всех времен. Из достоинств это доступность, малое количество выбросов вредных веществ и дешевизна.
Недостатки – плохое лужение сильно окисленных контактов и недостаточное поверхностное натяжение припоя.
Канифоль можно смело использовать для пайки DIP радиодеталей, проводов и самодельных печатных плат.
Еще одна разновидность канифоли – жидкая.
Ее проще всего наносить на плату. Однако у нее есть существенный недостаток. Она очень липучая. Старайтесь не разливать её. К тому же, нельзя долго оставлять флакон без крышки.
Жидкая канифоль при пайке проводов отлично растекается по всему участку, что намного лучше обеспечивает распределение припоя при пайке.
Продается как с кисточкой, так и без.
А еще одна разновидность жидкой канифоли – это ФКЭТ.
В целом это та же самая канифоль, только пропорции веществ могут быть иными.
У жидкой канифоли тоже самое применение, как и у твердой, только её ещё и просто наносить.
Даже не пытайтесь заправить шприц жидкой канифолью. Она высохнет в игле буквально за пару минут.
Еще продаются так называемые карандаши с канифолью. С одной стороны, их удобно использовать припайке солнечных панелей. С другой стороны, их главный недостаток – это то, что они протекают. Такие «карандаши» не рекомендуются к покупке.
Паяльный жир
Отличается от канифоли составом.
Жир более мягкий, легче смывается. Преимущества и недостатки в плане пайки в целом те же, что и у канифоли. Однако жир намного легче удаляется с платы. К тому же, спиртоканифоль может оставить следы на одежде, и ее остатки будут прилипать к поверхностям. А у жира такого нет.
Так же разделяется на активный (в составе есть кислота) и нейтральный. Активный можно наносить зубочистками.
К недостаткам жира можно отнести то, что при нагреве он сильно растекается. Это может вызывать трудности при его нанесении на места пайки и спаиваемые детали.
ЛТИ-120
Пример хорошего активированного флюса.
Идеально подходит для лужения плат, деталей, и даже некоторых алюминиевых деталей. Кстати, некоторые радиолюбители паяют наушники кислотой из-за того, что провода плохо залуживаются. А зря. ЛТИ-120 отлично с этим справляется.
Качество ЛТИ-120 сильно зависит от производителя.
Паяльная кислота
Не применять для пайки радиодеталей. Только для пайки углеродистых сталей, меди, никеля и их сплавов. И то с при острой необходимости.
Обязательно смывать после пайки.
Ортофосфорная кислота
Применяется для очистки от ржавчины, а также во время пайки сильно окисленных соединений и металлов. Крайнее средство, если все остальные флюсы не помогают.
Смывать обязательно.
Ацетилсалициловая кислота
У радиолюбителей старой школы аспирин служил в качестве хорошего флюса, которым можно залудить некоторые сильно окисленные участки пайки. Не рекомендуется паять такими веществами. Выбросы очень токсичные. К тому же, тщательная чистка платы после паяльных работ обязательна.
Ф-38Н
Для пайки нихрома, константана, берилловой и алюминиевых бронз. А также подойдёт для коррозионно-стойких сталей. Очень высокоактивен.
Остатки Ф-38Н надо обязательно смывать после пайки.
Канифоль-гель
Из преимуществ можно отметить следующее: не высыхает, имеет примерно те же свойств, что и ЛТИ-120, можно не смывать. А ещё этот гель не дорого стоит.
ТТ индикаторный флюс-гель
Не рекомендуется к покупке, особенно если вы будете ремонтировать технику (например, паять USB разъемы или менять микрофоны).
Если остатки флюса не обесцветятся после пайки, то они будут разрушать контакты. Поэтому, если вы решились паять этим флюсом, то не забывайте контролировать его состояние после пайки.
И желательно его смывать, даже несмотря на то, что производитель пишет, что не требуется смывать его остатки после пайки и изменения цвета.
Флюс MARTIN
Отличный вариант для BGA пайки. Мало дымит и хорошо паяется.
Главный его недостаток – это огромная цена. Подобный флюс новичкам нет смысла покупать. При обучении вы потратите много флюса в пустую.
Отечественный вариант для BGA — Interflux (интерфлюкс) IF 8300
Отличное качество, не требует смывки. Как и в случае с MARTIN-ом, здесь тот же недостаток. Это высокая цена.
RMA-223
Это флюс хорошего качества для SMD и BGA монтажа, немного уступает MARTIN-y. При этом у него приемлемая цена как для радиолюбителей, так и для сервисных src=»https://tyt-sxemi.ru/wp-content/uploads/2021/03/flyus-dlya-pajki-rma-223-dlya-bga.jpg» class=»aligncenter» width=»529″ height=»172″[/img] Не требует смывания остатков после пайки. И чаще всего его подделывают.
Оригинальные флюсы VS подделки
Производители паяльных флюсов предлагают много различных вариантов своей продукции. Конечная цена формируется используемыми веществами, гарантиями от производителя, исследованиями и испытаниями, а также безопасность при пайке.
Существуют производители, которые производят паяльные флюсы много лет и продают по всему миру (например, Amtech). А есть и подделки таких флюсов. Обычно подделки продаются в радиомагазинах и интернет площадках. Такие флюсы намного дешевле оригиналов. Если оригинал стоит условные 7000 рублей за 100 мл, то подделка может стоить и 1000 за 100 мл, и даже 500. Подделки могут производиться подпольно, что в свою очередь сказывается на качестве и безопасности готовой продукции.
Опасно ли паять подделками? Начнем с того, сколько вы именно уделяете время для пайки и какие гарантии по работе нужны. Например, если вы начинающий и занимаетесь пайкой для себя пару часов в неделю, то подойдет любой пастообразный флюс для начала. Однако не стоит брать совсем дешевые флюсы. Например, с AliExpress 5 тюбиков по цене 100-200 рублей это не лучший выбор. Ничего кроме как непонятной смеси и ужасного качества пайки за такую цену вы не получите.
Если вы думаете, что паять дорогими флюсами абсолютно безопасно – то это далеко не совсем так.
В составе некоторых флюсов присутствуют различные активаторы, которые при попадании на слизистые, внутрь организма или при чрезмерной пайке в непроветриваемом помещении могут нанести непоправимый вред здоровью. Поэтому при пайке не забывайте проветривать помещение и делать перерывы. Отличие от подделок – это то, что производитель пишет истинный состав своей продукции. Вы можете быть уверенные хотя бы в том, что именно входит в состав флюса. Проверить состав подделки самостоятельно очень трудно, поскольку доступная информация не может быть достоверной. Статья-обзор подделок паяльных флюсов на Хабре.
Хорошая подделка RMA-223
Этот вариант флюса был куплен в специализированном магазине по ремонту мобильной техники.
В целом он хорошо паяет и SMD, и BGA деталей. Во время пайки от него нет резких запахов и обильного дыма.
Плохая подделка RMA-223 с AliExpress
На AliExpress часто продают вот такие тюбики с якобы RMA-223. И цена обычно не выше нескольких долларов за 4 тюбика.
Это отвратительная копия. Плохо собирает припой, дымит и имеет н понятный состав. Даже обычный паяльный жир выглядит на фоне этого флюса качественным материалом для BGA и SMD пайки (хотя он для этого почти не подходит).
Для сравнения фото разных «копий» RMA-223.
Как минимум визуально отличаются форматы тюбиков, их названия и цвет, не говоря уже о качестве пайки. Не покупайте дешевые подделки, которые стоят меньше 4$. Они плохо смачивают припой и сильно дымят.
Как приготовить флюс самостоятельно
В интернете есть много рецептов приготовления домашнего варианта флюса, но все они в любом случае уступают своим заводским аналогам по все параметрам, в том числе и цене.
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.
Читать также: Ибп для циркуляционного насоса отопления своими руками
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.
Каждый человек, которому приходилось работать с радиоэлектроникой, неоднократно использовал паяльник для решения своих задач, поэтому он знает, в чём заключается принцип работы подобного оборудования. Но из-за неприятного запаха, издаваемого при обработке конструкции с помощью классического припоя, а также существенных сложностей на разных этапах действия, такая технология не пользуется особым спросом и имеет ряд более простых аналогов.
Состав и физико-химические свойства
Смесь ортофосфорная — это бесцветный раствор или слегка желтоватая масса. Наполовину вещество состоит из хлористого цинка, разрешается добавление 0,5% аммиака. Осадок, который не растворяется, допустим в минимальном количестве (0,001%) от общей массы. Вещество средней силы, трехосновное. Может проявлять амфотерные признаки. К основным свойствам относятся такие:
- может контактировать с водой, тогда происходит электролитическая диссоциация;
- кислота может взаимодействовать со всеми металлами: черными и цветными;
- имеет хорошую растекаемость, что позволяет хорошо проводить спайку деталей;
- металлы, которые имеют высокую температуру плавления отлично поддаются соединению ортофосфатом.
Назначение паяльной кислоты
Чтобы сделать предстоящую пайку более продуктивной многие сварщики используют специальные вещества — флюсы, с помощью которых припой растекается равномерно по месту спайки. Среди основных флюсов выделяют канифоль и паяльную кислоту. Первый вариант незаменим при пайке меди и серебра, а кислоту применяют в особо сложных случаях. Как действует паяльная кислота, состав и другие особенности такого вещества — основные вопросы, волнующие многих неопытных новичков.
Если выделить основные рекомендации для успешной пайки с помощью кислоты, то они будут выглядеть следующим образом:
- При выборе подходящего решения необходимо разобраться с типом металла или сплава. При спайке железа, в том числе и оцинкованного, используется уникальная разновидность паяльной кислоты, представленная раствором хлората цинка. Спайка нержавеющей стали проводится с помощью ортофосфорной кислоты для пайки, а также многокомпонентных флюсов. Такой материал, как алюминий не поддаётся спайке, что связано с отсутствием подходящих флюсов, способных растворить оксидную пленку материала. Кислоту нельзя использовать для пайки печатных плат, ведь это повышает риск образования коррозийных элементов и замыкания между проводниками.
- Если вы намерены применить паяльную кислоту для своих целей, можно приобрести её в соответствующем магазине в виде пасты. Тем не менее многие сварщики изготавливают паяльную кислоту своими руками, утверждая, что такое действие не требует особых сложностей. Вам нужно взять около 100 мл соляной кислоты, положить в неё кусочки цинка, например, изъятого из батареек, и дождаться завершения химической реакции, в процессе которой произойдёт выделение водорода. Учитывая эту особенность, мероприятие лучше проводить в проветриваемой среде вдали от источников огня. Если пузырьки водорода перестанут подниматься вверх, дайте раствору отстояться до прозрачности, а потом осторожно перелейте его в пузырек. Вот и всё, высокоэффективная паяльная кислота готова.
Инструкции по использованию
- Непосредственно перед спайкой требуется зачистить поверхность напильником или наждачной бумагой, что позволит избежать всевозможных загрязнений.
- На место спайки следует нанести кислоту, для чего можно использовать кисточку. Дальше требуется покрыть спаиваемую конструкцию припоем, выполненным на основе олова или его сплава. Если вещество не ложится равномерно, придётся повторить обработку кислотой ещё раз.
- На следующем этапе осторожно спаяйте поверхности. Работая с нагретым паяльником, не забывайте о правилах безопасности и старайтесь не захламлять рабочую зону материалами, которые очень быстро возгораются.
- После завершения процедуры кислоту следует нейтрализовать, применяя щелочь, например, раствор соды, а затем промыть место спайки, чтобы избавиться от остатков кислоты. В редких случаях роль флюса выполняет ацетилсалициловая кислота, правда её использование требует более сложного подхода.
Особенности пайки металлов
Серебро
Если вам приходилось работать с паяльником, то вы знаете, что пайка — это своеобразный вид неразъёмного соединения металлических изделий посредством легкоплавкого металла. Сама технология подбирается с учётом типа металлов, которые подлежат пайке, а также окружающих условий, где будет выполнено действие. Для примера, обработка печатных плат из какой-нибудь электроники и ремонт ювелирных изделий из серебра существенно отличаются друг от друга.
При такой пайке вам следует воспользоваться паяльником, припоем, а также флюсом, в качестве которого используется колофоний.
Пошаговая инструкция выглядит так:
- Не секрет, что для пайки элементов с высоким содержанием серебра применяется припой, в котором присутствует около 60% олова и 40% свинца, который способен расплавляться при температурном режиме 180 градусов Цельсия. Постарайтесь приготовить припой, который будет незаменимым для спайки электронных схем. Такое изделие представляет собой тонкие трубки, которые заполнены смолой и выполняют роль флюса.
- Поверхность, которая будет поддаваться пайке, должна быть предварительно очищена от любых дефектов и неровностей, которые могут появиться при воздействии оксидной пленки. В таком случае нагретый припой сможет создать эффективное соединение с серебром.
- Деталь в зоне пайки прогревают до таких температур, чтобы началось естественное плавление припоя. Однако на данном этапе не избежать некоторых трудностей, которые могут быть связаны с недостаточным запасом мощности паяльника для достаточно качественного прогрева. При пайке серебряных изделий важно защитить место от возможных воздействий кислорода воздуха. В данном случае используется колофоний, способный создать над местом пайки защитную пленку.
- Что касается пайки ювелирных изделий, то её проводят посредством высокотемпературных припоев, которые соответствуют пробе металла, или с помощью припоев более низкой пробы, но содержащих серебро. Пайка ювелирных изделий оловом необходима лишь в самых крайних случаях, и только после предварительного соглашения всех деталей с владельцем кольца, цепочки, браслета или прочего изделия. Если не знать, как правильно выполнять такое действие, это может стать причиной повреждения дорогостоящей конструкции.
Читать также: Газовый конвектор в квартиру
Платы
Не секрет, что запаивание радиодеталей в платы — процесс несложный. Его гораздо проще выполнить, чем соединить свободные провода, т. к. отверстия в платах предназначаются для фиксации припаиваемых деталей. Однако нужно понимать, что конечный результат напрямую связан с опытом и ответственностью рабочего. Первую схему, которую собирают на макетной плате, нельзя назвать очень удачной. Но не стоит переживать — через какое-то время качество соединений существенно вырастет.
Пошаговая инструкция и особенности такой пайки состоят в следующих моментах:
- Основная цель предстоящей работы заключается в эффективном соединении микросхемы с платой, чтобы получилась равномерно хорошая спайка. Мероприятие можно разделить на несколько отдельных этапов.
- Для начала необходимо одновременно подвести припой и жало уже прогретого инструмента к зоне, где требуется соединение. Важно соблюдать ключевое правило, делая так, чтобы жало паяльника полностью соприкасалось с обрабатываемым выводом и самой платой.
- При обработке нельзя менять положение жала паяльника, до момента, пока всё место контакта не покроется равномерным слоем припоя. В большинстве случаев на это уходит от 0,5 до 1 секунды. Такой временной промежуток обеспечивает достаточный нагрев места пайки.
- На следующем этапе вам нужно обвести жало инструмента возле обрабатываемого контакта по полукругу, передвигая во встречном направлении припой. Таким же образом следует нанести на место пайки ещё один миллиметр припоя. За этот период выбранный участок прогреется достаточно хорошо, поэтому расплавившийся под воздействием поверхностного натяжения припой распределится по контактной площадке равномерным образом.
- После успешного нанесения необходимого количества припоя на выбранное место, можно отвести проволоку от спаиваемой зоны.
- И на последнем этапе следует осуществить быстрый отвод жала в сторону. За небольшой временной промежуток жидкое вещество, с небольшим слоем флюса, обретет окончательную форму и застынет, создав прочное соединение.
Важно понимать, что при достаточном прогревании жала, действие не займёт больше 1 секунды. Старайтесь оттачивать своё мастерство и следуйте за рекомендациями профессионалов. Таким образом вы сможете достичь невероятных успехов.
Научится паять может каждый мужчина, ведь такая процедура не требует особых навыков или секретов. В любом случае умение проводить пайку может стать очень полезным и пригодиться в быту, где требуется соединять провода и детали электросхем, ремонтировать радиатор автомобиля, а также монтировать медные элементы трубопровода.
Не секрет, что медь относится к тем материалам, которые очень хорошо поддаются пайке. К тому же поверхность изделий из этого металла с лёгкостью очищается от оксидной пленки, загрязнений, неровностей и прочих дефектов без использования дорогостоящих химикатов, и агрессивных средств. Большинство металлов легкоплавкого типа отличаются превосходной адгезией (сцеплением поверхностей) с медью, и не требуют использования дорогих или сложных флюсов. Медь практически не вступает во взаимодействие с воздухом при нагревании.
За счёт таких уникальных свойств, металл можно паять в самых различных окружающих условиях, применяя различные типы флюсов и припоев.
Чтобы провести пайку деталей, следует использовать электрические паяльники или паяльные станции с разной мощностью. Известно, что чем больше масса и объём детали, тем выше должны быть показатели мощности рабочего инструмента. Если вы никогда раньше не практиковали пайку, возможно, лучшим решением станет устройство мощностью 25−50 Вт.
Другие особенности пайки
На этапе обучения у многих новичков возникает вопрос: «а что такое припой и флюс». Припой представляет собой распространенную разновидность легкоплавкого металла, который требуется для успешной пайки радиосхем, элементов электроники и ювелирных изделий. Чаще всего припой создаётся из олова, но в чистом виде такой металл стоит недешево, поэтому его используют лишь для лужения и пайки посуды, которая применяется для хранения и приготовления еды. При необходимости выполнить пайку проводов и электросхем, задействуется вариант оловянно-свинцового припоя.
При выполнении паяльных работ вам могут понадобиться такие инструменты и принадлежности:
- подставка под паяльное устройство;
- бокорезы;
- плоскогубцы;
- пинцет;
- канцелярский нож;
- тиски;
- оловоотсос или оплетка из меди.
Сам процесс пайки включает в себя несколько действий:
- Зачистку выбранной зоны до блеска.
- Окунание жала паяльника в канифоль для более эффективной очистки.
- Плотное прижимание соединяемых элементов друг с другом.
- Затем требует приложить к месту соединения таких частей паяльник с небольшим количеством припоя на конце.
- Дальше жалом паяльника нужно провести по детали или проводу, делая это максимально быстро, чтобы избежать выгорания канифоли на жале.
- Место пайки следует тщательно прогреть, чтобы канифоль при плавлении покрыл всю поверхность детали, а припой заполнил зазор между деталями.
- Не забудьте удалить излишек припоя с помощью паяльника или оловоотсоса. Также не помешает применение оплетки.
Если все операции выполнены в точности установленными правилами, твёрдость припоя станет максимальной, а его распределение будет равномерным.
Если на этапе затвердевания припоя спаянные детали перемещались с места, скорее всего, пайка недостаточно хорошая. Чтобы избежать такого хода событий, достаточно научится не допускать многих ошибок.
Как правильно выбрать флюс
Например, для начинающих электронщиков отлично подойдет самая обычная канифоль. Она дешевая, не такая токсичная, да и поможет приобрести начальные азы ремесла. Так же подойдет для пайки проводов, особенно если вам нужно припаять не один десяток. Жидкая канифоль удобная в нанесении на многожильные провода. Она полностью обволакивает спаиваемые контакты.
Для радиолюбителей и начинающих электронщиков, можно попробовать жидкую канифоль и пастообразный флюс RMA233. Опционально можно добавить к этому ЛТИ-120, как усиленную версию канифоли.
Однако, если у вас уже есть паяльная станция (а это, как правило, и паяльник и фен), то нужно пробовать более профессиональные флюсы.
Так же если вам надо паять много проводов и DIP контактов, то жидкая канифоль или ФКЭТ — это очень хороший выбор. Во время пайки вы контролируете процесс и если что-то не пропаяется, то можете снова нанести флюс и пройтись паяльником. Не высокая цена, характер работы и массовость не оставляют конкурентов другим флюсам.
Если же пайка идет с трудом, то оцените место пайки и сечение проводов. Вполне возможно, что мощности вашего паяльника не хватает для прогрева. (мощность — это не только температура, а еще и площадь жала).
Канифольные спиртовые смеси малопригодны для тонкой работы и ремонта. Да, ими можно паять, но качество и скорость работы сильно ухудшаются. К тому же результат пайки выглядит не очень красиво. А в процессе работы наблюдается сильное кипение.
Если вы решили заниматься ремонтом и SMD пайкой, то лучше всего использовать пастообразные флюсы. Для таких работ хорошо подойдет RMA223 и ему подобные в ценовой категории. Таким флюсом можно паять и радиодетали, и разъемы (пайка SIM разъемов, micro USB) и шлейфа.
Для BGA пайки требования к флюсам намного выше остальных.
Специфика пайки очень сложная. Она занимает больше времени, навыков и средств. Вы не сможете проконтролировать результат пайки визуально. Единственный способ – это тестирование работы. А раз вы не можете проконтролировать визуально результат работы, то и прогнозировать гарантийный срок проще на кофейной гуще. Конечно можно «увидеть» результат пайки при помощи рентгеновских снимков, но это уже промышленное оборудование.
К тому же, очень трудно удалить остатки флюса с места пайки. Можно попытаться при помощи ультразвуковой ванны, однако если вы полностью не просушите плату горячим воздухом, то неизвестно как себя поведем чистящее средство (бензин или изопропил) в смеси с остатками пайки в мало воздушном пространстве. Поэтому к флюсам для этих работ предъявляется одно из главных требований – без необходимости очистки места пайки и в отсутствие электрического сопротивления.
И будет сложно понять, что именно послужило повторной поломке – сам чип, другая неисправность, механическое повреждение или же качество припоя.
Поэтому, лучше всего приобретайте для такой работы флюсы с хорошими отзывами. Да, такие флюсы могут стоить и по 2000 и по 8000 за 100 мл и даже за 50 мл, но это цена за высокое качество и гарантию от производителя. Например, флюс MARTIN или флюсы Interflux. Конечно, такими дорогими флюсами не стоит паять провода или простые конструкции, ремонты. Эти продукты позволяют исключить из большого списка вероятной повторной неисправности плохую пайку, сопротивление и коррозию.
