Для чего нужен канифоль для паяльника
Канифоль — старинная и современная незаменимая помощница
Электроприборы иногда перестают работать и их нужно ремонтировать. Причиной неисправности может стать вышедшая из строя микросхема, какая-либо деталь или отсоединившийся контакт. Очень часто проблемы можно решить в домашних условиях при помощи замены сломавшейся детали, спайки отошедшего контакта. Потребуются канифоль для пайки и паяльник.
Что такое канифоль
Канифоль (полное название колофонская смола) представляет собой стекловидное твердое вещество, похожее на янтарь, которое получают из очищенных особым способом смол хвойных деревьев. Она абсолютно не растворяется в воде, но легко растворима в спирте, ацетоне, бензине.
Помимо основного названия, к нему добавляют слова, по которым можно понять, каким способом ее получили: сосновая (гарпиус), таловая, экстракционная и т.д. От способа получения, исходного сырья и химических добавок в составе зависит температура размягчения и плавления канифоли (от 50 до 130 °C).
Получила свое название канифоль от античного города Колофон (Kolophon), где «смола для смычков» изготавливалась и продавалась в больших количествах. О применении канифоли при спайке речи не шло, тогда не было ни такого процесса, ни деталей, нуждающихся в подобном соединении. Канифоль активно использовалась в самых разных житейских ситуациях. Ею смазывали стрелы для лука и смычки музыкальных инструментов. Заполняли щели между досками и пропитывали корпуса кораблей, использовали при изготовлении смазочных материалов.
Из чего делают
Сосновую канифоль получают методом термической обработки живицы — сока хвойных пород деревьев, в основном сосны. Из нее выпаривают воду и скипидар, после термической обработки образуются твердые полупрозрачные куски, которые далее очищают химическим путем. В этой канифоли отсутствуют жирные кислоты, что бывает очень важно при выполнении определенных видов работ. Размягчается этот вид при 66-69 °C.
Экстракционная канифоль получается методом обработки растворителями, чаще всего бензином, измельченной древесины. Этот вид темнее всех остальных, в нем присутствует примерно 10 % жирных кислот, размягчается он при температуре 58-60 °C.
Таловую канифоль изготавливают методом перегонки таллового масла. Это масло является отходом целлюлозно-бумажной промышленности. Размягчается она при температуре от 56 до 60 °C.
По цвету канифоли можно определить ее качество. Если оттенок яркий и насыщенный, очистка проводилась не по технологии и в составе остались сторонние примеси. Они пагубно влияют на свойства и характеристики. Качественный состав имеет лимонный оттенок. Лучшей среди всех видов канифоли считается живичная.
Применение
Канифоль — это смесь смоляных кислот и их изомеров, представляющая собой флюс, т.е. вещество, удаляющее с поверхности металла оксидные пленки, жир, другие загрязнения и защищающее от окисления и коррозии. Зачем нужна канифоль для пайки?
Жало паяльника нагревает металлические контакты, на них мгновенно образуется оксидная пленка, не позволяющая припою соединить детали. Чтобы убрать эту преграду и нужна канифоль (или флюс). Ею обрабатывают поверхности, подготавливают их к нанесению припоя.
Процесс пайки
При правильном проведении пайки поверхность места соединения блестящая, это значит, что оно имеет максимальную прочность. Если же поверхность матовая и выглядит рыхлой, значит соединение непрочное.
Благодаря способности канифоли растворять при нагревании оксиды таких металлов как медь, свинец, олово, она эффективно справляется с этой задачей при температуре более 150 градусов. Канифоль используется в электротехнических работах как природный флюс. С его помощью, помимо удаления оксидной пленки, жира и загрязнений, улучшается растекание и нивелируется поверхностное натяжение вещества, используемого в качестве припоя. При этом быстрее заполняются швы и повышается качество соединения.
В домашних условиях припоем чаще всего выступает легкоплавкое олово. С тугоплавкими припоями использование канифоли невозможно. Ее температура кипения +250 °C, при которой канифоль испаряется, соответственно защитные и очистительные свойства флюса при воздействии на металл также исчезают.
Виды флюса
Для разных сфер применения канифоль выпускается в чистом и разбавленном виде. Существует три вида флюсов на основе колофонской смолы: твердый, жидкий и гелеобразный. Более дорогими и сложными в производстве являются флюсы жидкого и гелеобразного типов.
Жидкий или гелеобразный флюс наносятся кистью предварительно на места спайки и начинают работать без одновременного температурного воздействия.
Основные достоинства канифоли
Чем можно заменить канифоль для пайки
Бывают ситуации, в которых нужно спаять детали, а канифоли под рукой нет. Заменить канифоль в таких случаях можно следующими веществами:
Аспирин
Можно заменить флюс на основе канифоли на флюс из кислоты. Взять из аптечки обычный аспирин (шипучий не подходит), или, как его еще называют, ацетилсалициловую кислоту, и с помощью таблетки этого препарата спаять необходимые детали. Таблетку можно растолочь, этот порошок растворить в спирте или воде, причем изготовить максимально высокую концентрацию кислоты.
Использовать раствор как жидкий состав для обработки поверхностей, также можно использовать сухую таблетку как твердый флюс при паянии. Необходимо учесть, что при использовании аспирина выделяется едкий дым с сильным неприятным запахом, поэтому помещение, в котором проводятся работы, должно хорошо проветриваться.
Паяльный жир
Также вместо флюса на основе канифоли можно использовать паяльный жир. Он очень хорошо растекается, обволакивая всю поверхность. С использованием паяльного жира легко соединить нужные контакты. Только после пайки необходимо промыть место соединения спиртом для удаления остатков жира. Если этого не сделать, то в дальнейшем может развиться коррозия. Также при проведении работ нужно проветривать помещение, нагревание паяльного жира провоцирует выделение специфического запаха.
Смола
Для пайки изделий можно использовать обычную смолу хвойных деревьев. Процесс пайки происходит так же, как с использованием твердого флюса. Смола отлично плавится. Она не агрессивна, поэтому при использовании смолы в качестве флюса, дополнительные меры защиты можно не применять.
Янтарь
Для пайки вместо канифоли можно использовать янтарь, он имеет схожие с ней характеристики и будет лучшей заменой. Но использовать его имеет смысл только в случае совсем уж крайней необходимости, так как янтарь достаточно дорогой материал и поэтому лучше рассмотреть другие варианты для замены.
Канифоль для музыкальных инструментов
Как хорошая альтернатива подойдет канифоль для музыкальных инструментов. Но нужно учесть, что этот вид стоит гораздо дороже обычной канифоли для пайки.
Все аналоги могут заменить канифоль, так как имеют схожие свойства. Но, перед их применением, необходимо изучить особенности каждого материала и нюансы его использования при пайке.
Изготовление в домашних условиях
Для добычи смолы годится только то дерево, которое достигло 30 см в диаметре. Известно, что взрослое дерево сосны вырабатывает не более двух литров смолы в год. Учеными было доказано что смола — это не сок, необходимый для нормальной жизнедеятельности растения, а средство для заживления его ран.
Достаточное количество смолы можно получить на лесозаготовках, где она выступает на спиленных деревьях и на пнях, или обратиться на пилораму. Смола часто появляется на свежих пиломатериалах. Смолу нужно соскрести скребком или ложкой в металлический котелок или банку.
Заполненную смолой емкость нужно поставить на огонь. Эту процедуру имеет смысл проводить на открытом воздухе так как смола при нагревании будет плавиться и кипеть, выделяя пары скипидара. Содержимое котелка нужно периодически помешивать, удаляя пену и мусор. Нагревать смолу нужно до тех пор, пока она не перестанет кипеть и не прекратится выделение паров.
После прекращения кипения в котелке останется густая прозрачная масса характерного желтого цвета, похожая на янтарь. Ее нужно разлить по формам и дать остыть. Формы лучше изготовить из картона или жесткой бумаги. Можно использовать и пластиковые емкости, но из картонной готовую канифоль проще доставать. Если в получившейся канифоли видны вкрапления мусора, то ее можно профильтровать через мелкую металлическую сетку.
Канифоль: что это такое и как ей пользоваться — подробная инструкция для новичков при пайке в картинках и с видеороликом
Эх, знали бы вы, сколько я пожег дорожек, транзисторов и диодов, пока научился самостоятельно паять в детстве без наставника. Мне было интересно осваивать ремонт бытовой техники самому, а хорошего наставника, да и интернета тогда у меня не было.
Я ничего не знал про канифоль: что это такое и как ей пользоваться. Поэтому наделал очень много ошибок. Вы не должны их повторять. Написал статью на эту тему. Читайте и делитесь своим мнением.
Историческим названием канифоли стало словосочетание «колофонская смола» благодаря древнему греческому городу Колофон. В нем очень ценилась хорошая музыка, а музыканты натирали ей смычки и струны.
В основу состава канифоли входят смеси природных карбоновых кислот с их изомерами.
По внешним признакам она выглядит хрупким аморфным веществом, обладающим характерным изломом с раковинами, и блестит подобно стеклу. Ее оттенки: от яркого светло желтого до темного красного цвета.
Электрики издавна используют ее при пайке в качестве флюса для соединения металлов. Потребительские свойства этого вещества сильно зависят от способов его получения.
3 метода промышленного изготовления канифоли и как они влияют на качество пайки
Производственное получение канифоли осуществляется одним из трех способов:
Способ изготовления канифоли и ее сырье закладывают в ее название. Например, галловая, экстрационная, сосновая или гарпиус. По нему, как и по цвету, можно уже судить, пользуясь вторичным методом, о качестве продукта.
Самая светлая желтая канифоль лучше всего подходит в качестве флюса для пайки, а более темная работает хуже, оставляя больший нагар на жале паяльника.
Состав и физико-химические свойства: на что обращать внимание
Будем использовать научный подход. Для этого вначале обратимся к требованиям государственного стандарта по характеристикам канифоли, как выпускаемой продукции, а затем — на производственные возможности технологического оборудования ее изготовления разными способами.
ГОСТ 19113-84 определяет технические требования к качеству канифоли и подразделяет ее на три сорта по потребительским показателям:
В то же время промышленность способна обеспечить только следующие характеристики качества при производстве тремя перечисленными выше способами.
В живичной канифоли практически отсутствуют жирные кислоты, применять которые часто недопустимо при выполнении определенных операций. А экстракционный состав может содержать их до 10%.
Полезные свойства канифоли
Для практического применения в домашней мастерской следует учитывать следующие качества колофонской смолы:
Домашнему мастеру полезно знать, что кроме пайки это вещество используют:
2 технических приема, которые портят полезные свойства канифоли для пайки
Обратите внимание на:
Краткие сведения о получении в домашних условиях
Канифоль среднего качества можно успешно изготавливать своими руками без дорогого промышленного оборудования для собственных нужд. По этой теме имеются видеоролики на канале Ютуб.
Рекомендую посмотреть один из них: владельца Эквибривалентум. Однако он допускает определенные ошибки в технологии. На них в комментариях обратил внимание посетитель Сяотестер Сяомей.
После просмотра ролика обязательно прочитайте его комментарий в случае, если возникнет желание заняться подобной деятельностью.
Простое объяснение технологии пайки с научной точки зрения: что делают флюсы
Под пайкой принято понимать технологический процесс безразъёмного соединения различных деталей за счет ввода между ними другого металла с более низкой температурой плавления (припоя), нежели у соединяемых элементов.
При этом соединение создается за счет образования межатомных связей между материалами при их нагреве меньшем, чем температура собственного плавления. Жидкий горячий припой затекает в зазоры между деталями, заполняет их, а при дальнейшем охлаждении кристаллизуется и прочно схватывает.
Припой в жидком состоянии взаимодействует с основным металлом. В результате между ними создаются переходные процессы, образующие твердые растворы и интерметаллоиды.
Они обеспечивают адгезию (прилипание) соединяемых частей. Надо знать, что на качество и прочность создаваемого контакта влияет его величина. Толстый слой интерметаллоидов обладает повышенной хрупкостью, легко разрушается.
На адгезию также сильно влияет чистота поверхностей припоя и соединяемых деталей. Грязь, коррозия, минеральные примеси, масла, жиры не позволяют качественно соединить детали.
Поэтому их до пайки очищают различными способами, а при нанесении припоя используют флюсы — химические вещества или их смеси, способные удалять слои оксидов с поверхностей спаиваемых деталей. При этом они дополнительно:
Канифоль является универсальным флюсом, хорошо подходит для спаивания большинства металлов кроме стали, чугуна, алюминия. Благодаря своей универсальности ее издавна применяют при домашнем ремонте и в небольших мастерских.
Однако пайка деталей в производстве промышленных масштабов требует более качественного соблюдения технологии, точного подбора характеристик флюса. По этим причинам колофонской смолой пользуются реже, а для каждой технологии применяют свои специально подобранные флюсы.
Виды флюсов из канифоли для пайки: 3 состава для разных ситуаций
Канифоль для спаивания металлов используют в различных физических состояниях. Она выпускается промышленностью в:
Каждый из этих типов имеет свои особенности в применении, достоинства и недостатки.
Колофонская смола в кристаллообразном состоянии применяется издавна, пользуется популярностью, хорошо хранится, проста в обращении. Однако паяльщику необходимо сформировать точные практические навыки, уметь грамотно соблюдать пропорции при нанесении такого флюса в труднодоступных местах.
Жидкий флюс на основе спиртового раствора обладает более универсальными способностями. Он хорошо подходит для спаивания деталей различных размеров, как больших, так и мелких. Правильную пропорцию здесь соблюсти проще, а его нанесение на металлы осуществляется простой кисточкой.
Подобный раствор легко сделать самому на основе концентрированного медицинского или технического спирта и измельченной в мелкий порошок канифоли. В стеклянную баночку заливают жидкость и засыпают порошок. Соотношение примерно 70/30%.
Все перемешиваем и ставим в теплое место для растворения. Периодически проверяем и встряхиваем. Можно немного досыпать порошка при необходимости. Время окончательной готовности — несколько часов, но пользоваться раствором можно и раньше.
Канифоль-гель обладает вязкой консистенцией. Таким веществом просто покрывать обрабатываемые поверхности. Им удобнее пользоваться в труднодоступных местах. Точнее соблюдается дозировка флюса. К тому же гель не так быстро высыхает, как спиртовые растворы. Гель более технологичен чем твердые кристаллы.
Как паять паяльником с канифолью: 2 методики пользования флюсом
В принципе технология пайки во всех случаях имеет общие черты. Отличия заключаются в особенностях применения флюса.
До начала момента спаивания необходимо подготовить рабочее место, инструмент и соединяемые материалы. Всегда обращайте внимание на чистоту жала паяльника, не допускайте образования нагара и сажи на нем.
3 совета по борьбе с нагаром и сажей
Если не рассматривать дорогие паяльные станции, то сейчас можно встретить два вида паяльников:
При неправильном обращении нагар может образоваться на любом. Однако в первом случае достаточно взять напильник или надфиль с мелкой насечкой и просто зачистить им металл меди до чистого слоя. Когда жало съемное, то его лучше слегка проковать на наковальне: станет плотнее поверхностный слой.
Дальше такой паяльник начинают нагревать, но, не доводя до рабочей температуры, его слегка смазывают канифолью и, пока он прогревается, водят по припою, чтобы хорошо залудить.
Во втором случае поступают иначе, ибо механическая очистка даже лезвием ножа способна повредить внешнюю поверхность никелевого покрытия. В нем станут образовываться микротрещины, начнется процесс растворения ядра жала.
Самый безопасный в этом случае способ иной: загрязненный наконечник паяльника прогревают до высокой температуры порядка 450÷480 градусов около пяти минут. За это время весь нагар просто выгорит. Затем ему дают возможность остыть при температуре 280°.
После этого надо взять обыкновенный целлюлозной карандаш, которым чистят подошву утюгов, и окунуть в него жало с последующей обработкой в специальном активаторе. Если же его нет, то просто обработать паяльной губкой. Последняя должна быть пропитана не обыкновенной водой, а водяной глицериновой смесью с соотношением 7/3, где 7 частей отводятся глицерину.
Здесь же важно правильно подобрать паяльник по мощности, ибо каждый его вид предназначен для соединения металлов разных объемов и габаритов. При этом учтите:
Я же отдаю предпочтение трансформаторным паяльникам: видимо сказывается сила привычки и необходимость работать в разных местах. С Советских времен использую заводской паяльник Момент.
Он немного тяжеловат, но для спаивания проводов 2,5 квадрата подходит идеально, а перегорающие тонкие медные наконечники делаю сам. У электрика такой исходный материал всегда имеется под рукой.
Нагрев наконечника происходит быстро. Он регулируется длительностью включения кнопки на рукоятке, позволяет контролировать процесс визуально по дымообразованию от канифоли.
В большинстве случаев домашнего мастера выручают регуляторы температуры жала паяльника, которые можно сделать своими руками из доступных деталей или приобрести в магазине.
Стал часто наблюдать, что многие радиолюбители стали пользоваться простыми диммерами, предназначенными для регулирования освещения.
Только подбирают их по нагрузке и ограничивают величину выходного напряжения в пределах от 150 до 220 вольт.
Особенности пайки твердым флюсом
Этот вариант рассматривается как классическая схема пайки. Ее можно представить за пять шагов.
Шаг №1. Подготовительный этап.
Какая бы спешка ни была, всегда начинайте с оборудования рабочего места, обеспечения правил безопасности и подготовки инструмента. Заранее продумайте стационарное фиксирование проводов и соединяемых деталей.
Помните, что закрепленный с одной стороны провод работает как пружина и способен при случайном нажатии на конец паяльником отбросить расплавленный припой в глаз. Пользуйтесь защитными очками, не паяйте навесу.
Твердую канифоль удобно держать в специальной жестяной баночке, которая показана на фотографии моего советского паяльника. О чистоте жала и спаиваемых поверхностей я уже заострял внимание выше.
Шаг №2. Лужение соединяемых поверхностей
Процесс сводится к покрытию зачищенных медных жил и контактных площадок тонким слоем припоя.
Для этого начинают нагревать паяльник и его наконечник погружают в твердую канифоль. Она плавится и смачивает жало, дополнительно очищая его. Сразу же быстро касаются припоя. Он переходит в жидкое состояние, а небольшая капелька прикрепляется на конце наконечника.
Ее переносят на очищенную контактную площадку, быстро прогревают колебательными движениями и убирают паяльник в сторону. Припой охлаждается и затвердевает.
Если необходимо залудить обычный конец провода, то его можно просто прогреть паяльником в баночке с канифолью, а затем обработать припоем.
Процесс необходимо выполнять быстро, уложиться буквально за пару секунд. Правильно залуженная поверхность выделяется однородным цветом чистого олова, покрыта ровным тонким слоем.
Новые электронные детали обычно всегда залужены на заводе. Им дополнительная обработка припоем не требуется.
Шаг №3. Фиксация деталей
Элементы, подлежащие спаиванию, необходимо четко соединить и надежно зафиксировать, исключить их случайное смещение. С этой целью используют небольшие тиски, пинцеты, острогубцы.
Удобно пользоваться специальным приспособлением, которое получило название «третья рука».
Существует много вариантов его заводского исполнения и самодельных конструкций.
Шаг №4. Непосредственная пайка
Подготовленные детали соединяют и прогревают паяльником с каплей припоя, а затем быстро отводят его, обеспечивая естественное охлаждение.
Работаем быстро, помним о правиле двух секунд.
Шаг №5. Проверка качества и заключительные операции
Созданную спайку необходимо визуально осмотреть, проверить соединение деталей на механическую прочность легким продергиванием. Поверхность застывшего припоя не должна иметь шероховатостей, пор.
На этом этапе многие работники считают процесс законченным, что неправильно. Необходимо удалить следы оставшегося флюса с поверхностей и дорожек.
Дело в том, что канифоль, являясь хорошим диэлектриком, обладает гигроскопичностью. Влага же, впитанная ей, нарушает изоляционные свойства. В результате на ответственных участках микросхем и малогабаритных электронных плат возможны токи утечек. Они приведут к сбоям в работе микропроцессорных устройств.
Да и внешний вид пропаянного участка изменится, станет более аккуратным, скроются следы ремонта.
Удаляют остатки флюса с дорожек спиртом. Он растворяет возникшие подтеки, после чего обработанное место протирается сухой чистой тряпочкой.
В продаже можно встретить трубчатый припой в виде прутков с канифолью, расположенную во внутренних полостях. Такой материал сокращает время пайки, удобен в работе.
Как паять растворенной и гель-канифолью
Технологический процесс практически повторяет предыдущий метод. Только в нем используется жидкий флюс, диктующий особенности:
Залуженные детали прочно соединяют и пропаивают, как описано выше.
Старый проверенный прием: упражнение для освоения качества пайки от бывалых
Проверить свое мастерство и усовершенствовать практический навык может любой человек. Для этого потребуется паяльник с подготовленным рабочим местом и кусочек медного провода от электропроводки.
Из него нарезается 12 отрезков одинаковой длины порядка пары сантиметров. Они будут служить ребрами кубика. А его потребуется спаять и проверить на прочность небольшим усилием сжатия в ладони.
Тренируйтесь на этом упражнении и осваивайте правильную, качественную пайку. Надеюсь, что мой материал про канифоль: что это такое поможет вам хорошо развить этот навык. Если же знаете другие способы или имеете отличное от меня мнение, то пишите его в комментариях. А я рекомендую посмотреть видеоролик автора AlexGyver «Как паять паяльником».