Нашатырь для пайки применение

Паять металлические изделия люди научились очень давно, как только освоили плавку олова и свинца. Сейчас пайка – обычное дело. Соединять в домашних условиях методом пайки можно большое количество металлов. Так, в домашних условиях можно соединять такие металлы, как серебро, медь, олово, латунь, алюминий. Пайка металлов в домашних условиях позволяет быстро и качественно отремонтировать какой-либо электрический прибор или что-нибудь другое. Пайка должна быть интересна всем настоящим мужчинам.

В основе процесса паяния лежат простейшие химические реакции и ваши знания о сплавах, которые вы получили в школьном курсе химии.

Перед тем как паять, необходимо очистить поверхность жала паяльника от оксидов металлов. Для этих целей используют хлорид аммония NH₄Cl (бытовое название «нашатырь»).

Вы знаете, что твердый хлорид аммония способен при нагревании распадаться на хлороводород HCl и аммиак NH₃:

Хлороводород, соединяясь с парами воды воздуха, образует соляную кислоту, которая может реагировать с оснóвными оксидами, т.е. оксидами металлов жала паяльника . В результате поверхность жала паяльника очищается от оксидов.

В паянии для растворения оксидов олова, свинца и меди пользуются еще одним веществом – канифолью. Канифоль представляет собой аморфное хрупкое вещество, получаемое из смол хвойных деревьев. Она легко растворяется в спирте, ацетоне и других органических соединениях, но не растворима в воде.

Для очистки поверхности соединяемых металлов и улучшения смачивания наносимого металлического соединения используют флюсы, которые снимают остатки оксидных пленок и жировых загрязнений и защищают спаиваемые поверхности от окисления.

Флюс чаще всего готовят, растворяя 30 г хлорида цинка и 10 г хлорида аммония в 60 мл воды. Часто используют «паяльную жидкость» или «паяльную кислоту», которую получают взаимодействием металлического цинка с концентрированной соляной кислотой:

Для этого кислоту наливают в стеклянную или фарфоровую посуду, располагаются вдали от открытого огня (выделяющийся водород огнеопасен!) и добавляют порциями цинк. Начинается реакция химического растворения цинка в кислоте, в результате образуется хлорид цинка ZnCl₂ и выделяется водород H₂. Когда выделение водорода замедляется, сосуд ставят в теплую воду. По окончании реакции жидкость сливают с остатка нерастворившегося цинка и добавляют к ней нашатырь (на каждые 3 г взятого металлического цинка – 2 г хлорида аммония). Можно эту жидкость выпарить досуха и перед пайкой растворять 1 г сухой смеси солей в 2-3 мл воды.

И, конечно же, в паянии используется припой. Этот сплав служит для соединения спаиваемых металлов. Припои изготавливают в форме палочек, полосок, листочков, а иногда в виде порошка. В быту применяют обычно мягкие и легкоплавкие припои.
Мягкий припой «третник» – это сплав 65% олова Sn и 35% свинца Pb, с помощью которого можно паять практически все металлы и сплавы, кроме алюминиевых и самого алюминия. Сплав «третник» плавится при температуре около 181 0 С, а температуры плавления отдельных металлов выше (t_плSn =232 0 C, t_плPb =328 0 C). Чтобы самостоятельно приготовить такой припой, сначала в железной чашке расплавляют свинец, а затем к полученному расплаву добавляют кусочки олова. Когда оно расплавится, сплав тщательно перемешивают и выливают в форму для затвердевания.
Нагретый паяльник погружают в порошок «нашатыря» или канифоли; если при этом появляется легкий дымок, значит, паяльник готов к работе. Нашатырь или канифоль очищают жало паяльника от оксидов металлов. Очищенный паяльник опускают в припой и держат там, пока расплавленный припой не ‘залудит’ жало паяльника, полностью покрыв его блестящей пленкой. Затем захватывают жалом паяльника немного припоя, переносят его на место пайки и разравнивают по поверхности – ведут «залуживание» места спая. Потом таким же образом переносят на спай основную массу припоя, требуемого для прочного соединения или покрытия металла. Когда припой остынет, место спаивания протирают сырой тряпочкой и зачищают наждачной бумагой или напильником.

Для спаивания тонких медных проводов флюс на основе хлорида цинка непригоден – он быстро разрушает тонкую проволоку. В этом случае применяют раствор канифоли в этиловом спирте или сосновую смолу. Если под рукой нет вообще никакого флюса, то при пайке медных или латунных деталей его может заменить раствор 1 таблетки аспирина в 10-20 мл воды.

В обычных условиях алюминий с трудом поддается пайке, так как на его поверхности после очистки мгновенно снова образуется оксидная пленка. Поэтому после зачистки место будущего спая на алюминии или его сплавах немедленно заливают заранее расплавленной канифолью.
Пайку ведут мощным (не менее 100 Вт) паяльником, используя припой, состоящий из 80% олова и 20% цинка или 95% олова и 5% висмута, и флюс из парафина или стеарина. Припой набирают на паяльник и переносят на защищенную канифолью поверхность спая. Залуженный таким образом алюминий сравнительно легко поддается спаиванию: к его луженой поверхности можно припаять, например, медные провода.

При пайке алюминия используется и электрохимический метод. Место спая зачищают и наносят на него 3-4 капли концентрированного раствора сульфата меди CuSO₄ (медного купороса). Затем алюминиевую деталь подключают к отрицательному полюсу батарейки от карманного фонарика, а к положительному полюсу присоединяют кусочек оголенной медной проволоки, которую вводят в каплю раствора сульфата меди так, чтобы конец проволоки не касался поверхности алюминия. В этом методе имеет место электролиз раствора сульфата меди с растворимым анодом:

CuSO₄ ↔ Cu 2+ + SO₄ 2-
Катод (-) Сu 2+ + 2e = Cu 0 ↓
Анод (+) Cu 0 — 2e = Cu 2+

Суммарное уравнение электролиза с растворимым анодом написать нельзя.
Через несколько минут на месте пайки осядет слой меди, к которому можно припаять все, что требуется, обычным способом.

Автор В.Е. Никитин

1. Рудзитис Г.Е. Химия. 11 класс : учеб. для общеобразоват. организаций : базовый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. — 2-е изд. — М. : Просвещение, 2016. — 223 с. : ил.

Нашатырь — это хлорид аммония NH₄CI, его используют для травления — очистки поверхности паяльника и спаиваемого изделия от оксидов металлов. Применение его основано на том, что при повышенной температуре хлорид аммония подвергается термическому разложению на аммиак NH₃ и хлороводород HCl:

Образующиеся аммиак и НСl реагируют с оксидом меди на горячей поверхности медного паяльника:

В результате обнажается чистая поверхность металла, которая может «смачиваться» расплавленным оловом или сплавом — припоем.

Канифоль представляет собой сложную смесь органических кислот и ненасыщенных углеводородов, ее получают после отгонки скипидара из смолы хвойных растений. Взаимодействие компо­нентов канифоли с оксидами металлов при высокой температуре ведет к восстановлению этих оксидов до металла. Кроме того, расплав канифоли защищает поверхность «жала» паяльника и спа­иваемое изделие от контакта с воздухом, а значит, и от окисления.

Флюсами называют вещества органического или неорганического состава, используемые при пайке металлов. Их назначением является уменьшение сил поверхностного натяжения расплавленного припоя и обеспечение лучшего равномерного его растекание.

К тому же флюс защищает поверхность пайки от воздействия кислорода, и тем самым препятствует окислению. Во многих случаях самодельный флюс может заменить жидкость или порошок, приготовленный на производстве. Надо лишь знать, какие материалы для него использовать.

Основные виды

Флюсы бывают активными (кислотными) и пассивными (бескислотными).

Первые активно воздействуют на верхний слой металла в процессе пайки, частично изменяя его химическую структуру, вторые просто смывают с поверхности окислы и создают тонкую пленку, препятствующую доступу кислорода.

Активные флюсы после применения необходимо смывать с поверхностей спаянных деталей, так как остатки вещества могут вызвать коррозию. Смывать можно водой с небольшим добавлением щелочи.

В качестве флюсов используют паяльную кислоту, канифоль, паяльный жир, флюс-пасты. От вида материала и его характеристик зависит качество пайки различных металлов.

Ведь для каждого конкретного случая, в идеале, нужно подбирать наиболее подходящий состав.

Флюс может входить в состав паяльной пасты или быть запаянным в полую трубку из припоя, чтобы повысить удобство производства паяльных работ.

В продаже имеется множество готовых флюсов для пайки в твердом, жидком и гелеобразном состоянии. Если же понадобилось срочно выполнить паяльные работы, а расходных материалов под рукой не оказалось, можно приготовить такой состав самостоятельно, используя подручные средства.

Конечно же, самодельный, приготовленный на скорую руку флюс будет уступать по качеству и характеристикам произведенному в заводских условиях, но обеспечить качественное состояние пайки он сможет.

Аспирин и лимонная кислота

Для изготовления флюса можно использовать любые вещества, обладающие хорошими растворяющими и антиокислительными свойствами.

Это могут быть:

• спирты;
• кислоты;
• растительные и животные масла.

Простейший флюс готовят, растворив таблетку или порошок ацетилсалициловой кислоты в воде. Ацетилсалициловая кислота есть в аптечке почти в каждом доме (это самый обычный дешевый аспирина). Растворять таблетки или порошок необходимо до тех пор, пока не исчезнет осадок.

Применяют также порошок лимонной кислоты (белые гранулы).

Встречаются советы использовать лимонный сок, однако он довольно слаб, поэтому эффект от его использования будет малозаметным.

При пайке аспирином или лимонкой выделяется много газа, поэтому помещение, в котором с ними работают, должно быть оборудовано вытяжкой или хорошо проветриваться.

Спирт, глицерин, канифоль

Можно получить неплохой спиртоканифольный флюс растворением канифоли в этиловом спирте. Предварительно нужно канифоль растолочь в ступке как можно мельче.

Канифоль в спирте растворяется очень медленно, и от тщательного ее измельчения будет зависеть скорость приготовления флюса. После перемешивания спирта с канифолью, лучше оставить будущий флюс на несколько часов для завершения растворения.

Можно ускорить процесс, поместив раствор в стеклянную закрывающуюся тару и нагревая до 80 ℃ на водяной бане. Спиртоканифольный флюс совершенно нейтрален и после производства пайки даже не требует смывки.

Этиловый спирт можно с успехом заменить глицерином. Такой глицериновый флюс получится гуще, чем спиртоканифольный и пользоваться им будет удобнее. Растворение канифоли в этом случае замедлится.

Гораздо эффективнее будет вначале растворить ее в спирте, и после этого перемешать с глицерином. В этом случае значительно повысится активность состава, но придется обязательно смывать остатки с паяных заготовок.

Даже канифоль вполне реально приготовить самостоятельно, хотя это потребует времени. Надо собрать в теплую сухую погоду смолу-живицу со стволов сосен и переплавить ее.

Можно использовать при пайке в роли флюса или его компонента, канифоль для струнных смычковых инструментов. Она очень высокого качества и хорошо очищена. Но цена ее гораздо выше, чем у паяльной канифоли.

Соляная и фосфорная кислота

Очень эффективный флюс получается, если растворить в соляной кислоте гранулы цинка. Для этого концентрированную кислоту нужно разбавить в равных долях с водой и залить этим раствором гранулы, помещенные в стеклянную посуду. Для полного растворения потребуется цинк из расчета 412 г на 1 л соляной кислоты.

Процесс растворения будет сопровождаться бурным выделением водорода из кислоты, поэтому приготовлением лучше заниматься в помещениях с очень хорошей вентиляцией и вдали от открытого огня.

При помощи полученного из соляной кислоты флюса успешно паяют стальные заготовки. Если в раствор добавить нашатырь (столько же, сколько цинка), то использовать такой состав можно при пайке совершенно любых металлов и сплавов.

Хороший флюс – фосфорная кислота. Ее используют при пайке нихрома и нержавеющей стали.

Жидкие флюсы лучше всего наносить тонкой кистью, а хранить их надо в плотно закрывающейся стеклянной посуде с узким горлом.

Применение жира

Флюс для пайки можно сделать из жира с достаточно высокой температурой плавления. Тогда при комнатной температуре он не будет сам размягчаться, что облегчит работу с ним.

Чтобы получить такой флюс, жир необходимо перетопить и смешать с растолченной канифолью и нашатырем в определенной пропорции. На три части жира по объему понадобиться столько же нашатыря и одна часть канифоли.

Готовый флюс для удобства использования можно поместить в корпус медицинского одноразового шприца и при необходимости выдавливать нужное количество.

Если нет уверенности в том, подходит ли самодельный флюс для пайки детали, то можно провести маленькое исследование. Необходимо распределить приготовленное вещество по поверхности кусочка такого же металла, который предстоит паять.

Если при нагревании флюс равномерно распределился по поверхности, то он признается годным для пайки. Если же собирается шариками и стекает, то такой он сможет обеспечить удовлетворительную смачиваемость детали.

Свойство растворять оксидную пленку на поверхности металла проверяется смывкой нанесенного флюса. Если поверхность после смывки остается чистой, то флюс хорошо растворяет оксиды. Напротив, если остались следы окисной пленки или ржавчины, то пайку с этим флюсом производить нельзя.

Нашатырь — это хлорид аммония NH₄CI, его используют для травления — очистки поверхности паяльника и спаиваемого изделия от оксидов металлов. Применение его основано на том, что при повышенной температуре хлорид аммония подвергается термическому разложению на аммиак NH₃ и хлороводород HCl:

Образующиеся аммиак и НСl реагируют с оксидом меди на горячей поверхности медного паяльника:

В результате обнажается чистая поверхность металла, которая может «смачиваться» расплавленным оловом или сплавом — припоем.

Канифоль представляет собой сложную смесь органических кислот и ненасыщенных углеводородов, ее получают после отгонки скипидара из смолы хвойных растений. Взаимодействие компо­нентов канифоли с оксидами металлов при высокой температуре ведет к восстановлению этих оксидов до металла. Кроме того, расплав канифоли защищает поверхность «жала» паяльника и спа­иваемое изделие от контакта с воздухом, а значит, и от окисления.

Как очистить жало паяльника? – С этим вопросом периодически сталкиваются и специалисты, и радиолюбители. Эффективность процесса зависит не только от самих методов, но и от того, какое именно жало использовалось, покрыто оно простым нагаром, или к нему добавились еще и химические окислы.

Медное жало – самое неприхотливое в очистке, так как к нему можно применять механические способы. Для других материалов потребуются более деликатные варианты.

Использование синтетического средства

Достаточно эффективна очистка жала паяльника от нагара с помощью синтетических магазинных средств. Несмотря на разнообразие имеющейся на рынке продукции, состав и принцип действия у многих препаратов оказывается схожим. Выбирая, как почистить жало паяльника синтетическими средствами, можно выделить следующие способы:

• синтетическая губка для паяльника;
• специальная паста для очистки;
• активатор или оксидал жала.

Если выбор падает на последний вариант, при покупке будьте предельно внимательными, так как состав может быть рассчитан на работу с многосплавным или медным жалом. Слишком агрессивные вещества, подходящие только для меди, в остальных материалах могут разъедать верхний слой.

В то же время встречаются активаторы, которые слабо очищают из-за своей низкой активности. Их рекомендуется использовать регулярно в качестве профилактики после каждого применения инструмента. Это подсказка на вопрос – как избежать нагара на жале паяльника. Без подобных манипуляций полной очистки не всегда удается добиться. Попутно активаторы улучшают смачиваемость материала и защищают поверхность от различных негативных образований.

Очищающие пасты – более универсальный способ, они одновременно борются с нагаром и окисями, хотя со вторыми и не столь эффективно. Важно и то, что подходят такие средства практически для всех видов жал. Помимо самой пасты предлагаются коробочки, в которые насыпаны мелкие металлические опилки с различными добавками. В них нужно опускать жало – при реакции с опилками оно очищается.

Чистка жала паяльника с помощью синтетических губок возможна лишь от нагара, против окислов средство бессильно. Этот сухой метод проводится только при выключенном инструменте, так как горячее жало может поджечь и испортить «очиститель». Некоторые губки требуют смачивания, но специалисты не рекомендуют использовать подобные варианты.

Все синтетические средства после очищения поверхности жала тщательно удаляются. В ином случае – активное вещество состава вступит в реакцию с другими компонентами, к примеру, припоем. Это навредит жалу и процессу пайки.»

Очистка жала паяльника своими руками

Есть много простых, доступных в домашних условиях способов, как очистить жало паяльника от нагара. Многие мастера пользуются ручными методами, применяя подручные материалы:

• наждаку, шкурки для полировки, скальпели;
• вату, бумагу и ватные палочки;
• ластики;
• губки и куски поролона;
• напильники, угли, насадки фрезера и металлические щетки.

Применение спонжей и губок – весьма эффективная методика очищения от нагара. Конечный результат зависит от того, правильно ли выбран сам материал. Понять это получится только экспериментальным путем.

Выбирая, чем чистить жало паяльника в домашних условиях, избегайте острых предметов – их применяют исключительно для меди. Для всех остальных материалов жала в таком случае потребовалась бы ювелирная точность очистки.

Для многосплавлных деталей лучше всего подходят очистительные шкурки и насадки. Задаваясь вопросом, как очистить жало паяльника наждачкой или прочими схожими средствами, приготовьтесь к упорной работе, так как подобный вариант – далеко не самый быстрый.

Применение ваты или бумаги подойдет только при снятии большого количества нагара. Это малоэффективные методы, которые годятся, когда рядом ничего другого нет.

Специальные ластики для очистки паяльника помогают справиться одновременно с окислом и нагаром. Они применяются исключительно к остывшему инструменту. Его потребуется предварительно обработать ацетоном, протерев после этого тканью.

Если имеются латунные опилки, их можно специально собрать в металлическую емкость и потом использовать для очистки разогретого жала паяльника. Принцип действия здесь такой же, как в емкостях с металлической стружкой. Проводить очистку можно также при помощи обыкновенных металлических губок.

Одним из вариантов, чем можно чистить жало паяльника во время пайки, по мнению радиолюбителей, является карандаш для подошвы утюга, обладающий рядом преимуществ. Схожими свойствами отличается и активатор, он положительно влияет на качество пайки и способствует очищению. Ко всему прочему, стоимость таких средств ниже, чем препаратов для профессиональной очистки.

Борьба с окислами на жале паяльника

Окислы являются большей проблемой, чем нагар. Это связано с тем, что их сложнее очистить. Механические способы здесь совсем не помогают. Даже купив специальные средства, не всегда удается с первого раза избавиться от проблемы.

Когда нужно паять различные поверхности, у которых существенно отличается химический состав плат, соответственно, подбирается различный припой, а в результате образуются сложные варианты окислов. Нередко они требуют очистки в несколько этапов. При использовании специальных растворов можно проводить эксперименты, чтобы подобрать подходящий метод. Народные способы предлагают очистить жало паяльника нашатырем, затем обработать покупными средствами. В каждом случае результат может быть индивидуальным.

Некоторые специалисты применяют проверенный способ обработки в растворе аспирина. Достаточно одной таблетки на стакан, чтобы медное жало вернуло свой первоначальный вид. Существенным недостатком такой методики является необходимость расчета правильной температуры. Если она будет слишком высокой, аспирин даст дополнительный нагар на поверхности, что грозит очередными сложностями очищения.

Некоторые предполагают, что хорошо подобранная губка может помочь в борьбе с окислами. Это работает не всегда. Все зависит от состава губки или косметического спонжа.

Наиболее сложно очистить нагар на жалах в паяльниках для микропайки, когда работа проходит с помощью боковин, а не наконечника. В борьбе с образовавшимися сложными химическими составами синтетические методы очистки не помогают. В таких случаях используют специальные бормашины, маникюрные фрезеры и другие приборы с насадками для снятия верхнего слоя.

Заключение

Очистку нужно проводить каждый раз после пайки или перед ней. Все случаи загрязнения по-своему индивидуальны, и методики для борьбы с ними также требуют соответствующего подхода. Пробуйте подобрать подходящее по цене и качеству решение экспериментальным путем.