Для чего ортофосфорная кислота при пайке

Ортофосфорная кислота для пайки

В процессе пайки для устранения всевозможных проблем, например, ржавчины или прочих загрязнений, используются специальные вещества – флюсы, среди которых особым спросом пользуется ортофосфорная кислота. С ее помощью можно не только очистить поверхность металлических элементов, но и обеспечить защиту от коррозионного поражения и иных отрицательных факторов.

Ортофосфорная кислота является неорганическим веществом, представленным при обычных условиях лишенными цвета гигроскопичными кристаллами и выражающимся в химической формуле Н3РО4. При нагревании до температуры, превышающей 213-градусный порог, формула вещества меняется на Н4Р2О7, и кислота преобразуется в пирофосфорную.

При паянии ортофосфорная кислота в большинстве случаев служит для скрепления деталей, изготовленных из стали низколегированного или углеродистого типа, а также из меди. Действие данного флюса направлено на растворение образующейся на поверхности металла и припоя оксидной пленки. Под влиянием кислоты происходит разрыхление этой пленки, которая затем поднимается на поверхность флюса. Далее на расчищенном месте формируется новая, защитная пленка, предотвращающая окисление металлов. В завершение достаточно просто смыть остатки вещества водой.

Данная кислота отличается потрясающей универсальностью, поскольку ее, помимо стали и меди, также можно задействовать при пайке нержавейки, черных металлов и никеля со сплавами. Преимущество данного вещества перед канифолью, кроме широкого спектра действия, заключается еще и более простом процессе пайки. Однако есть и негативный момент: кислоту нельзя применять при паянии контактов, так как высока вероятность, что она просто разъест материал.

Классификация ортофосфорной кислоты

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

Составные элементы и физико-химические свойства

Ортофосфорная кислота имеет вид светло-желтого раствора либо обесцвеченной массы. Основным компонентом в составе выступает хлористый цинк, доля которого составляет не менее 50 процентов. Согласно принятым нормативам, доля нерастворимого осадка не должна быть выше 0,001 процента от всей массы вещества. Допускается содержание аммиака в пределах 0,5 процента.

Как показывает формула Н3РО4, ортофосфорная кислота является трехосновной и имеет среднюю силу. При взаимодействии с более сильными кислотами она проявляет признаки амфотерности, а результатом реакции становится образование фосфорита. Контакт с водой приводит к тому, что возникает процесс электролитической диссоциации.

Кислота относится к категории веществ с довольно высокой степенью опасности, поэтому при работе следует позаботиться о предотвращении ее попадания в глаза и на кожу за счет применения средств индивидуальной защиты. Следует также учитывать, что из-за агрессивности среды существует риск отрицательного воздействия на тонкие детали и элементы. Свои лучшие качества ортофосфорная кислота демонстрирует при спаивании металлов, имеющих высокую температуру плавления.

Технические характеристики

Как правильно выбрать кислоту

Ортофосфорная кислота считается одним из наилучших средств, когда речь идет о паянии деталей из низкоуглеродистой стали или других материалов, которые тяжело поддаются спаиванию. Как правило, в структуре флюса на долю ортофосфорной кислоты приходится примерно ¾ от общей массы. Значимую роль играют различного рода добавки, поскольку во многом благодаря им удается преодолеть главные сложности, возникающие при спаивании.

Существуют специальные нормативы ГОСТа, которых должны придерживаться производители, однако на практике так бывает не всегда, и качество кислоты может отличаться у разных поставщиков. При выборе следует особое внимание обращать на наличие и объем осадка, так как он негативно сказывается на качестве самой кислоты и, как следствие, на результате пайки.

Также большое значение имеет цвет вещества: более темные оттенки свидетельствуют о большем количестве примесей. Однако данный момент не всегда является негативным, поскольку ряд добавок, наоборот, обеспечивают улучшение свойств спаивания. Тем не менее, нормальным цветом для данной кислоты считается светло-желтый, и излишне темных жидкостей лучше избегать.

Совет! Всегда перед покупкой проверяйте срок годности кислоты. Этот параметр чрезвычайно важен, так как срок хранения кислоты обычно составляет шесть месяцев.

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.

Источник

Ортофосфорная кислота для пайки

Существует масса разновидностей флюса, которые помогают бороться с основными проблемами во время пайки металлов. Ортофосфорная кислота для пайки является достаточно распространенным видом флюса. Она также применяется для очищения металлических деталей от ржавчины последующей защит, так как после ее воздействия на металле появляется защитная пленка, которая помогает защитить от образования коррозии и прочих негативных явлений. Это неорганическое вещество, формула которого выглядит как Н3РО4. При стандартных условиях она имеет вид бесцветных гигроскопичных кристаллов. Если вещество нагреть выше 213 градусов Цельсия, то оно превратится в пирофосфорную кислоту, формула которой является Н4Р2О7.

Ортофосфорная кислота для пайки алюминия, нержавейки

Когда ортофосфорная кислота применяется для пайки, то ее чаще всего используют для соединения низколегированных и углеродистых сталей, меди, а также сплавов данных материалов. Механизм действия вещества относительно прост, так как флюс растворяет оксидную пленку, которая образуется на металле основного материала и на припое. Она разрыхляется и всплывает на поверхности флюса. После этого в зоне расчистки создается защитная пленка, которая не дает поверхности вновь окисляться. Все остатки вещества можно смыть при помощи воды. Все это подробно показывает, для чего нужна кислота при пайке.

Этот флюс может послужить, когда идет пайка нержавейки, а также никеля и его сплавов. Он имеет практически универсальное применение, так как может работать с черными металлами. Канифоль для пайки не обладает столь широким спектром действия, а также кислотой намного легче паять. Но в то же время кислотой не стоит паять контакты, так как она будет попросту съедать материал. Ортофосфорная кислота может растворяться этаноле и прочих растворителях. Помимо этого вещество используется еще в ряде промышленных направлений. Производство осуществляется согласно ГОСТ 10678-76.

Разновидности ортофосфорной кислоты

Ортофосфорная кислота делится по двум основным направлениям, которые касаются ее применения. Это может быть:

Ортофосфорная кислота для пищевой промышленности (Е338)

Состав и физико-химические свойства

Внешне кислота выглядит как светло-желтый раствор или бесцветная масса. Доля хлористого цинка в общей массе составляет минимум 50%. Нерастворимый осадок вещества не должен превышать 0,001% от общей массы вещества. Возможны добавления аммиака, примерно, 0,5%. Исходя из представленной формулы вещества Н3РО4, можно сделать вывод, что это трехосновная кислота, которая имеет среднюю силу. Если она будет взаимодействовать с более сильными кислотами, то будет проявлять признаки амфотерности, а также образовывать фосфорита. При контакте с водой, она проходит через электролитическую диссоциацию.

Химическая формула кислоты

Вещество нельзя назвать безопасным, так что во время пайки желательно применять средства индивидуальной защиты, чтобы исключить попадание на кожу и глаза. Кислота очень хорошо растекается по основному материалу и обеспечивает высокую эффективность спаивания. Это относительно агрессивная среда, так что при взаимодействии с тонкими контактами или другими деталями, она может оказать негативное влияние на материал. Паяльная кислота или ортофосфорная кислота лучше всего проявляет свои свойства во время спаивания металлов с высокой температурой плавления. Она одинаково хорошо взаимодействует как с черными, так и цветными металлами. Материал хорошо растворяется в воде.

Источник

Применение для пайки ортофосфорной кислоты

Прочное соединение элементов между собой достигается специальными инструментами и отдельными расходными материалами. При спаивании используют с припоем флюс, который изготавливают из свинца и олова. Флюс представляет ортофосфорная кислота для пайки.

Область применения

Ортофосфорный реагент состоит из органических веществ, поэтому считается относительно безвредным продуктом. Он используется для спаивания медных деталей, а также соединения элементов из низкоуглеродистой стали.

Химические свойства паяльной ортофосфорной кислоты разнообразны. Данное вещество используют во многих сферах хозяйственной деятельности, таких как:

В металлургии ортофосфат используют для пайки в качестве флюса. Также он очищает ржавчину. Вещество наносится на детали, как защитное покрытие фосфатами.

При проведении реакций органического синтеза ортофосфат применяют как катализатор. Добавляют вещество и при производстве моющих химических средств.

В текстильной промышленности добавляют смесь ортофосфорную для обрабатывания тканей от возгорания.

Пищевая промышленность не обходится без применения ортофосфорного реагента. Им подкисляют многие пищевые продукты при производстве. Фосфорные удобрения широко используют в сельском хозяйстве.

Из кислоты изготавливают растворы для пробуривания скважин.

Строительные материалы содержат в своем составе ортофосфат, который активно защищает материал от огня.

Но мы рассмотрим применение ортофосфорной кислоты в качестве флюса для пайки.

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:

Реагент является агрессивной средой, поэтому тонкие контакты от его воздействия могут пострадать. Так как ортофосфорное вещество будет негативно сказываться на данных элементах.

Как правильно выбрать

Кислота ортофосфорная применяется в тех случаях, когда приходится спаивать детали со сложными свойствами. Зачастую состав флюса включает в себя ортофосфорную кислоту (почти три четвертых части от общей массы). Добавки, входящие в состав смеси помогают при спайке тяжелых металлов.

Производители должны опираться на нормативные данные государственного стандарта. Но не всегда вещество бывает качественным, так как поставщики поставляют разный по качеству товар. Поэтому при покупке кислоты надо обращать внимание на такие ее особенности:

От использования реагента, имеющим мутный темный тон, лучше отказаться. Нельзя забывать о том, что срок годности ортофосфора составляет шесть месяцев. Дальше применять вещество не рекомендуется, так как свойства свои оно теряет.

Перед спаиванием металлических элементов специалисты предлагают хороший способ проверки надежности ортофосфорной кислоты:

Если на поверхности детали появились маленькие шарики, то вещество не годится для работы. Расплав должен равномерно размещаться по пластине. После проведенного опыта поверхность детали хорошо смывают. Если под флюсом пятно оказалось чистым, то значит активность пайки отличная, а металл имеет хорошую защиту.

Как паять ортофосфорной кислотой

Продукт на основе фосфора является вредным веществом для человека, поэтому при работе с данной смесью следует соблюдать определенные меры предосторожности. Флюс ортофосфорной кислоты необходимо хранить в плотно закрывающейся таре.

Рабочее место должно иметь принудительное проветривание. Человеку надо защитить глаза, органы дыхания. Для этого есть специальные маски, респираторы и очки.

Бывают случаи, когда флюс попадает в глаза, тогда их сразу необходимо промыть проточной водой. Руки после работы также тщательно моются с мылом.

Процесс спаивания происходит по такому плану:

Работа, выполненная таким образом, дает прочное качественное соединение элементов.

Так как ортофосфорная кислота предназначена для соединения сложных сплавов из металла, то она обладает высокой активностью. Для снижения быстроты реакции смесь разбавляют изопропанолом или этанолом.

Определенные виды смеси, которые продают в магазинах, уже имеют в своем составе добавки. Например, флюс ФИМ комплексно действует на легкоплавкие материалы. В его составе этиловый спирт и ортофосфат, которые еще разбавлены водой.

Мастер перед работой должен правильно подобрать вещество для пайки. Все компоненты, входящие в состав должны иметь правильное соотношение.

Источник

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 чего нужны кислотные флюсы

Кислота обеспечивает наилучшую среду для контакта припоя с деталями на как можно большей площади:

Рисунок 2. Устройство солевой батарейки.

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:

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

Плюсы и минусы паяльной кислоты

Раствор имеет ряд несомненных положительных свойств:

Разумеется, есть и минусы:

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:

Чтобы получить флюс, его вещества добавляются в следующих пропорциях:

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

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:

Ф-38 Н применяется для пайки в местах с затрудненным доступом и защищает спаянные детали от коррозии. В его составе:

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.

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:

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.

Источник