Паяльная кислота ортофосфорная — состав, назначение, чем заменить

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.

Классификация ортофосфорной кислоты

Данное вещество подразделяется на две основных группы в соответствии с областью применения:

• для пищевой промышленности. Активно используется при изготовлении самых разнообразных продуктов питания. В частности, задействуется в качестве регулятора кислотности в газированных напитках, подкислителя для традиционных и плавленых сыров, одной из составляющих разрыхлителя при выпекании хлебобулочной продукции, а также при производстве сахара, колбасы и других продуктов. На упаковках указывается как антиоксидант Е338;
• для технической промышленности. В данном случае имеется в виду широкая сфера применения, начиная от ремонтных мастерских, где она выступает в качестве кислоты для пайки, и заканчивая сельским хозяйством.

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.

Как пользоваться плазменным резаком.

О сварке алюминия полуавтоматом читайте здесь.

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.

Плюсы и минусы паяльной кислоты

Раствор имеет ряд несомненных положительных свойств:

• устраняет почти все окислы, образующиеся на металлических конструкциях;
• препятствует повторному образованию окислительного налета;
• применяется в растворенной субстанции, но может и в концентрированном виде;
• несложная технология использования, отличается быстрым воздействием на металл.

Разумеется, есть и минусы:

• паять с помощью кислоты можно не все материалы, так как вещество очень агрессивно;
• кислота сохраняет свои свойства не более полугода, к тому же в течение этого времени обязательно соблюдать правила хранения;
• хранить в специальных емкостях в помещениях с отличной циркуляцией воздуха – непосредственный контакт с веществом без средств защиты очень опасен для организма человека.

Паяльная кислота широко применяется при пайке миниатюрных небольших предметов, так как выпускается в жидкой форме.

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:

Компоненты флюсов.

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

Чтобы получить флюс, его вещества добавляются в следующих пропорциях:

• 412 г Zn;
• 1 л HCl.

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).

Технические характеристики

Наименование характеристики	Значение характеристики
Внешний вид вещества	Жидкость светло-желтого цвета или бесцветная
Плотность, г/см³	1,69
Растворимость в воде	Хорошая
Сила давления паров при стандартных условиях, Па	4
Содержание ортофосфорной кислоты в структуре флюса, %	73
Содержание сульфатов, %	0,35
Количество железа, %	0,04
Объем тяжелых металлов из группы сероводородов, %	0,001
Количество мышьяка, %	0,0005
Объем соединений фтора, %	0,0005
Содержание трибутилфосфата, %	0,0005
Объем взвешенных частиц, %	0,05

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.

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.

Видео «Изготовление паяльной кислоты своими руками»

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%.

Нюансы использования и пайки с помощью ортофосфорной кислоты

В связи с тем, что ортофосфорная кислота относится к категории вредных для человека веществ, при ее использовании на первый план выходит соблюдение правил безопасности и мер предосторожности. Хранить ее необходимо исключительно в плотно закрывающейся емкости, а непосредственно применять для пайки – только в помещении, где можно обеспечить надлежащее проветривание.

Обязательно следует позаботиться о наличии средств индивидуальной защиты. Если же все-таки произошло попадание кислоты на кожный покров, то необходимо это место тщательно промыть под проточной водой с мылом.

Процесс пайки в целом аналогичен тому, который имеет место при задействовании иных видов флюса: предварительно металлическая поверхность зачищается механическим путем, а уже после этого обрабатывается кислотой. Благодаря этому устраняются остатки ржавчины и прочих загрязнений, вследствие чего значительно улучшается качество и надежность полученных в результате пайки соединений.

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.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...