Учимся паять

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:

NH₄Cl ↔ NH₃↑ + HCl↑

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:

Zn + HCl = ZnCl₂ + H₂↑

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 181⁰С, а температуры плавления отдельных металлов выше (t_плSn =232⁰C, t_плPb =328⁰C). 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 ↔ Cu²⁺ + SO₄^2-
Катод (-) Сu²⁺ + 2e = Cu⁰ ↓
Анод (+) Cu⁰ — 2e = Cu²⁺

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

Источники:

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.

2. http://www.znaikak.ru/payati.html — Знай как. Ежедневный журнал. 24 октября/16

3. http://goodsvarka.ru/pajka/domashnix-usloviyax/ — сварка и сварочное оборудование

4. http://chem21.info/info/403700/ — справочник химика 21. Химия и химическая технология

Нашатырь, нашатырный спирт, «аммоний» — три разные вещи: bl_almalexia — LiveJournal

Во-первых, представляем новый тэг: «Аль-Химия» (не путать с «Аль-Кайедой»!). Под этим тэгом в блоге будут выкладываться популярные статьи по бытовой химии. Тэг будет часто использоваться в сочетании с тэгом «Уголок постапокалиптики», так как в условиях коллапса промышленности знания основ бытовой химии становятся вдвойне полезны.

Во-вторых, представляем собственно заметку о трёх веществах, которые обыватели постоянно путают: нашатырь, нашатырный спирт и аммоний.

Во-первых, нашатырный спирт. Что это такое? Это раствор газа аммиака в воде. Аммиак, его формула Nh4 — это соединение азота с водородом, газ со зловонным запахом, который легко растворяется в воде. В воде аммиак присутствует в двух формах: небольшая его часть диссоциирует на ионы Nh5+ и OH-, образуя таким образом ионный гидроксид Nh5OH, а большая пребывает в виде гидрата Nh4*h3O. Раньше формулу нашатырного спирта записывали как Nh5OH, теперь такая запись стала редкой.

Зачем применяется нашатырный спирт? Во-первых, это нюхательная жидкость. Выделяющийся из неё аммиак обладает резким стимулирующим нервную систему действием, он сгоняет сонливость, опьянение, повышает кровяное давление. Во-вторых, это неплохое чистящее средство. В-третьих, его используют в садово-огородном деле для борьбы с некоторыми вредителями (главным образом слизнями).

Спирта нашатырный спирт не содержит. Пить его бесполезно — только тошноту вызовет. Дело в том, что во времена алхимиков «спиртом» (от лат. spiritus — дух) называли любое летучее вещество. Собственно спирт (этиловый) называли спиртом вина, или винным. Азотную кислоту называли спиртом селитры. Соляную — спиртом соли.

Во-вторых, нашатырь. Из трех перечисленных здесь соединений, это — самое древнее, его открыли в Древнем Египте, и оттуда же происходит его название (от слова «нушадир», именно так его называли египетские, а затем арабские алхимики). Его формула Nh5Cl, а современное название — хлорид аммония. В Европе нашатырь называли саляммониаком, или салмиаком, то есть — солью аммиака. Он представляет собой бесцветные кристаллы, которые при нагревании не плавятся, а возгоняются в виде белых паров. В холодном состоянии нашатырь запаха не имеет, а характерный запах аммиака начинает издавать только при нагревании. Надо сказать, что запах горячего нашатыря отличается от запаха нашатырного спирта, так как к аммиаку примешивается ещё и кислый, колючий запах соляной кислоты.

Применяют нашатырь в пайке в качестве флюса, а также, редко — в кулинарном деле: в частности, в финской кухне он используется в качестве приправки для лакричных конфет «салмиакки».

Часто нашатырь путают с третьим соединением из нашего списка — карбонатом аммония, который тоже по неграмотности называют нашатырём. Общеупотребительного русского названия у этого вещества нет, а в кулинарии, где он применяется, его называют просто «аммоний». Также исторически он был известен, как «нюхательная соль». В Европе его фамилия — гиршгорн (по-немецки), или хартсхорн (по-английски). Это название означает «олений рог», и отражает старинный способ получения карбоната аммония — его выделяли сухой перегонкой оленьих рогов. При той же самой перегонке выделялся и нашатырный спирт, который европейские алхимики, кстати, называли вовсе не нашатырным (spirit of salmiac), а гиршгорновым (spirit of hartshorn), потому что улетучивается нашатырный спирт при нагревании именно карбоната, а не хлорида аммония.

Выглядит карбонат аммония, или гиршгорн (уж будем называть его именно так), как белый порошок или кристаллы с сильным запахом аммиака, таким же, как и у нашатырного спирта. У сухого гиршгорна амбрэ, однако, намного сильнее, чем у аптечного раствора аммиака. При нагревании он совершенно разлагается на углекислый газ, воду и аммиак; при конденсации этих паров образуется нашатырный спирт и очень небольшое количество карбоната аммония по сравнению с первоначальным, образующегося вновь из газов. Также, стоя просто на воздухе, он разлагается на аммиак и бикарбонат аммония (его тоже называли гиршгорном, и по свойствам он очень похож на карбонат, но более кислый и слабее пахнет).

Применяется «аммоний» в кулинарном деле вместо дрожжей: его способность разлагаться на газы при нагревании приходится очень кстати при выпекании разной пышной выпечки. Также его можно использовать для тех же медицинских целей, что и нашатырный спирт: как нюхательный стимулятор, снимающий сонливость и опьянение.

Лужение паяльного жала нашатырным спиртом

By Windell Oskay on 20 сентября 2014 г.

Если вы паяете, вы, вероятно, в какой-то момент столкнетесь с «незалуженным» жалом — это когда жало вашего паяльника теряет свой блеск и больше не может легко смачиваться для пайки.

Как только ваш наконечник становится таким, он не обеспечивает такого хорошего теплового контакта с тем, что вы пытаетесь припаять, и он просто не работает должным образом. Пайка может занять в 2-10 раз больше времени, и это плохо для вашей печатной платы, компонентов или психического здоровья.

Иногда можно повторно залужить наконечник, наплавив на него свежий припой, но это может быть непросто, поскольку вся проблема в том, что наконечник не плавит припой . Особенно трудно сохранить наконечники лужеными современным бессвинцовым припоем, потому что он должен стать еще более горячим, чтобы начать плавиться. Если вы дойдете до этого момента, вы можете подумать даже о замене наконечника.

Но от до вы выбрасываете этот наконечник, вместо этого рассмотрите возможность использования одного из «старых стандартных» решений, который заключается в восстановлении наконечника составом для лужения наконечника. И мы наткнулись на самую классическую из них в одном из самых неожиданных мест. Точнее продуктовый магазин.

Аммиачная соль представляет собой встречающийся в природе минерал, состоящий из соли хлорида аммония. Название «аммиак» на самом деле происходит от названия этого минерала, известного с древности. И у него много применений.

В некотором смысле хлорид аммония — это просто поваренная соль (хлорид натрия), а ион аммония (NH ₄ ) играет роль натрия. И на самом деле он используется во многих случаях, как и другие кулинарные соли. У него ярко выраженный соленый, вяжущий, слегка горьковатый вкус, который вы можете узнать по ключевому привкусу сальмиакки (соленой лакрицы), популярной в Северной Европе. Другой близкий родственник, хлорид кальция, широко используется в США в качестве добавки для придания хрустящей корочки соленьям — для приготовления хрустящих (не сырых) солений. В Индии используют хлорид аммония с той же целью, что и для придания хрустящей корочки, и как приправу (ароматизатор).

Таким образом, его кусочки можно найти в отделе специй вашего местного индийского продуктового магазина. (Здесь, в Силиконовой долине, индийские продуктовые магазины многочисленны, специализированы и превосходны. Мы уже писали о покупке специй ранее.) ) и поставляется в литых и сушеных кусках. Как и черная соль, это один из распространенных ингредиентов популярной смеси специй под названием чаат масала, которую часто добавляют в индийские закуски. (И черная соль, и чаат масала входят в наш набор для изучения вкуса. )

Учитывая, что эта соль появляется в отделе специй, возможно, это сюрприз, что нашатырный спирт также является «классическим» оловом для жала паяльника. Прошло уже более ста лет. Он иногда используется в качестве флюса для пайки, и это химическое вещество (или основное химическое вещество) во многих составах для пайки, которые можно приобрести. Большие и маленькие блоки нашатырного спирта также продаются отдельно в виде консервантов. В прошлом нашатырный спирт был стандартной частью паяльных наборов. Но сегодня вы можете видеть его реже, потому что это агрессивное (хотя и эффективное) химическое вещество в горячем состоянии, которое вы не хотите использовать каждый день для своего паяльника.

Кусочки внутри пакета жесткие. Подобно каменной соли или леденцу, он крепкий и жесткий, но не твердый. Вы можете легко соскрести некоторые кусочки ножом, но вам понадобится молоток, чтобы разбить их на части. Чтобы использовать его, аккуратно вдавите (расплавьте) горячий утюг в поверхность блока нашатырного спирта. Если он работает, вы увидите пары флюса (не вдыхайте пары…) и, возможно, услышите шипение. Затем расплавьте немного свежего припоя на утюг.

Не совсем новый, но достаточно хороший, чтобы продолжать работать!

Подводя итог: нашатырный спирт — это агрессивное чистящее средство, которое вы, вероятно, не захотите использовать каждый день. Но это отличный способ продлить жизнь непослушному паяльному наконечнику. И если вы знаете, где делать покупки, вы можете даже найти его в отделе специй в продуктовом магазине.

Эта запись была опубликована в Электроника, Проекты EMSL, Играйте с едой, Винтажные технологии и помечена как кулинария, нашатырный спирт, соль, пайка, лужение. Добавьте постоянную ссылку в закладки.

Re: проекты по уборке

Re: проекты по уборке

Размещено Ангелом 21 июля 2002 г. в 23:22:33:

В ответ на: проекты по очистке, отправленные Бетти 20 июля 2002 г. в 09:39:38:

Что ж, Бетти, поскольку никто не пришел, чтобы дать вам ответ, я скажу вам, что я делаю. Я собираюсь предположить, что мы говорим о фольгированных и спаянных изделиях, потому что свинцовые материалы в значительной степени очищаются в процессе цементирования / отбеливания.

Во-первых, проблема не в очистке, а в НЕЙТРАЛИЗАЦИИ флюса, это самая важная часть. Флюс — это сильная кислота, и вам нужно нейтрализовать его сильным щелочным веществом, чтобы предотвратить появление белой накипи, которую вы получите позже от окисления припоя. ЛУЧШИЙ (и самый дешевый) нейтрализатор, который вы можете использовать, это мыльный АММИАК…. из супермаркета… чистый, неразбавленный. Я распыляю его из бутылки с водой со спортивным носиком, потому что, если вы распылите его, ваш нос вас возненавидит. Промойте панель (или что-то еще) ГОРЯЧЕЙ водой. Нанесите немного нашатырного спирта и потрите мягкой щеткой. Прополощите в ГОРЯЧЕЙ воде… постирайте нежирным моющим средством, таким как основное средство марки Dawn… слегка потрите этой щеткой и снова промойте. Дайте ему высохнуть на воздухе. (лучшая щетка, которую я нашел, это мягкая щетка для чистки шин, которую я нашел в автомагазине… что-то вроде петли в форме… кроме нее вы можете взять мягкую кухонную щетку)

Вы обнаружите, что аммиак заставляет ваши паяные швы сиять, как серебро. Если вы остановитесь на этом, вы можете нанести воск с хорошим карнубским воском (материнский автомобильный воск или Kem-O-Pro), и все готово. Если вы хотите получить ЧЕРНУЮ патину… нанесите патину с помощью ватных тампонов или кусочка ткани… быстро с обеих сторон. НЕМЕДЛЕННО ПРОМОЙТЕ теплой водой, чтобы удалить излишки патины со стекла (она может оставить пятна на некоторых видах стекла, если дать ей высохнуть до ополаскивания). Дайте изделию высохнуть на воздухе (не трите) и оставьте на 12-24 часа. Черная или оловянная патина также является кислотой и требует нейтрализации после периода ожидания. Повторите этапы мытья аммиаком и моющим средством Dawn… дайте ему высохнуть и нанесите воск.

Существуют коммерческие нейтрализаторы, но они не такие сильные и стоят дороже аммиака. Некоторые люди нейтрализуют пищевую соду (двухуглеводную), но она тоже не так сильна, как аммиак, и оставляет порошкообразный осадок, который часто бывает трудно удалить. НИЧТО не придаст серебристого блеска паяным швам, как аммиак. Ваш Windex был отчасти хорошим шагом, потому что он содержит аммиак, но прямое нанесение аммиака будет работать лучше.

ВСЕГДА наносите патину сразу после пайки и очистки. Припой начинает окисляться, как только остывает. Сделайте это в тот же день, иначе вам нужно будет чем-то протереть швы, чтобы очистить их от окисления. Некоторые люди используют стальную мочалку, но я предпочитаю зеленую чистящую губку, которая не оставляет крошечных кусочков стальной шерсти в припое, который может заржаветь (хотя при хорошем планировании мне редко приходилось это делать). Лучше всего запланировать пайку и патинирование в один и тот же день.

Если вы используете медную патину, НЕ промывайте и не используйте воду или нейтрализатор после ее нанесения и не оставляйте ее. Медь — это просто поверхностное покрытие, а не кислота, которая воздействует на металл, как черная патина. Наносите его абразивной губкой, когда это возможно, и тщательно втирайте его в припой. Просто промокните лишнюю медную патину и сразу же нанесите воск. Некоторые люди даже используют симихромную полироль ДО нанесения медной патины и воска после. Вам нужны нетронутые, неокисленные паяные швы, чтобы получить хорошее медное покрытие. Симохром больше чистит, чем воск, и помогает. Вы получите пятнистые, неприятные медные швы, если на них ВООБЩЕ есть какое-либо окисление, когда вы наносите патину.

Надеюсь, это поможет и не запутает вас. это работает так хорошо для меня. Я бы не дал вам никакой процедуры, которую я не использую с успехом.

Вам не нужно увлекаться, но хорошая нейтрализация и очистка впоследствии предотвратят многие проблемы с окислением. Вы будете рады, что развили хорошие привычки в отделке.

———————————————————-

: Я новичок в витражах и читая ваши сообщения, я вижу упоминание об очистке вашего окончательного проекта. Я использую Windex, но чувствую, что должен делать больше. Вы чистите до патины или после? Какое лучшее чистящее средство вы порекомендуете? Кроме того, как добиться такого яркого блеска на припое, есть ли специальный воск или техника?

Последующие сообщения:

Опубликовать продолжение

Имя:
Электронная почта:

Тема:

Комментарии:
: Что ж, Бетти, поскольку никто не пришел, чтобы дать вам ответ, я скажу вам, что я делаю. Я собираюсь предположить, что мы говорим о фольгированных и спаянных изделиях, потому что свинцовые материалы в значительной степени очищаются в процессе цементирования / отбеливания.
: Во-первых, проблема не в очистке, а в НЕЙТРАЛИЗАЦИИ флюса, что является наиболее важной частью. Флюс — это сильная кислота, и вам нужно нейтрализовать его сильным щелочным веществом, чтобы предотвратить появление белой накипи, которую вы получите позже от окисления припоя. ЛУЧШИЙ (и самый дешевый) нейтрализатор, который вы можете использовать, это мыльный АММИАК…. из супермаркета… чистый, неразбавленный. Я распыляю его из бутылки с водой со спортивным носиком, потому что, если вы распылите его, ваш нос вас возненавидит. Промойте панель (или что-то еще) ГОРЯЧЕЙ водой. Нанесите немного нашатырного спирта и потрите мягкой щеткой. Прополощите в ГОРЯЧЕЙ воде… постирайте нежирным моющим средством, таким как основное средство марки Dawn… слегка потрите этой щеткой и снова промойте. Дайте ему высохнуть на воздухе. (лучшая щетка, которую я нашел, — это мягкая щетка для чистки шин, которую я нашел в автомагазине… что-то вроде петли в форме… кроме этого, вы можете взять мягкую кухонную щетку)
: Вы обнаружите, что аммиак заставляет ваши паяные швы сиять, как серебро. Если вы остановитесь на этом, вы можете нанести воск с хорошим карнубским воском (материнский автомобильный воск или Kem-O-Pro), и все готово. Если вы хотите получить ЧЕРНУЮ патину… нанесите патину с помощью ватных тампонов или кусочка ткани… быстро с обеих сторон. НЕМЕДЛЕННО ПРОМОЙТЕ теплой водой, чтобы удалить излишки патины со стекла (она может оставить пятна на некоторых видах стекла, если дать ей высохнуть до ополаскивания). Дайте изделию высохнуть на воздухе (не трите) и оставьте на 12-24 часа. Черная или оловянная патина также является кислотой и требует нейтрализации после периода ожидания. Повторите этапы мытья аммиаком и моющим средством Dawn… дайте ему высохнуть и нанесите воск.
: Существуют коммерческие нейтрализаторы, но они не такие сильные и стоят дороже аммиака. Некоторые люди нейтрализуют пищевую соду (двухуглеводную), но она тоже не так сильна, как аммиак, и оставляет порошкообразный осадок, который часто бывает трудно удалить. НИЧТО не придаст серебристого блеска паяным швам, как аммиак. Ваш Windex был отчасти хорошим шагом, потому что он содержит аммиак, но прямое нанесение аммиака будет работать лучше.
: ВСЕГДА наносите патину сразу после пайки и очистки. Припой начинает окисляться, как только остывает. Сделайте это в тот же день, иначе вам нужно будет чем-то протереть швы, чтобы очистить их от окисления. Некоторые люди используют стальную мочалку, но я предпочитаю зеленую чистящую губку, которая не оставляет крошечных кусочков стальной шерсти в припое, который может заржаветь (хотя при хорошем планировании мне редко приходилось это делать). Лучше всего запланировать пайку и патинирование в один и тот же день.
: Если вы используете медную патину, НЕ промывайте и не используйте воду или нейтрализатор после нанесения. Медь — это просто поверхностное покрытие, а не кислота, которая воздействует на металл, как черная патина. Наносите его абразивной губкой, когда это возможно, и тщательно втирайте его в припой. Просто промокните лишнюю медную патину и сразу же нанесите воск. Некоторые люди даже используют симихромную полироль ДО нанесения медной патины и воска после. Вам нужны нетронутые, неокисленные паяные швы, чтобы получить хорошее медное покрытие.