для чего нужна канифоль при пайке и как ей пользоваться
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.
Зачем пользоваться канифолью для пайки?
Когда требуется качественная и быстрая пайка, [целесообразно применять канифоль].
Кто любил в детстве паять в домашних условиях или посещал кружки радиолюбителей, обязательно имел в своем арсенале эти янтарные кусочки, но редко когда задумывался, зачем нужна канифоль.
Рассмотрим ее полезные свойства при пайке и чем можно заменить ее.
Технология и терминология
Исходным сырьем для производства канифоли является обыкновенная сосновая смола, в которую кроме канифоли входят летучие соединения скипидара.
Процесс изготовления включает в себя очищение канифоли путем выпаривания этих соединений.
Тем, кто никогда не работал паяльником, но планирует научиться паять, будет полезно узнать некоторые технические термины.
Пайка – это процесс соединения между собой двух радиотехнических деталей через нагрев.
Инструмент для пайки – это паяльник, обычно работающий от сети 220 с номинальной мощностью 40Вт.
Процесс пайки осуществляется жалом паяльника за счет того, что разогретый до высокой температуры припой схватывает две детали между собой, заполняя пространство между ними.
ГОСТ определяет припой, как металл или сплав нескольких металлов. По ГОСТ определено 26 категорий припоя в зависимости от используемого элемента.
Наиболее популярен сплав свинца и олова в различных пропорциях. Немаловажное значение в популярности играет и цена.
Припои всегда имеют более низкую температуру плавления, чем детали, которые нужно соединить.
По ГОСТ припои по температурным свойствам разделяются на мягкие, которые плавятся при температуре до 450 градусов Цельсия (выделяя подкатегории особо легкоплавких – до 145 °С и твердые с температурой плавления от 450 градусов Цельсия и выше (категории среднеплавких – до 1100°С, высокоплавких – от 1100 до 1850ºС и тугоплавких – свыше 1850).
ГОСТ разделяет припои на флюсующие и самофлюсуемые, у них различная температура плавления.
Чаще всего припои выглядят как металлическая трубочка серебристого цвета или как полый цилиндр, наполненный канифолью, которая выполняет функцию флюса.
Флюс — это состав (жидкий или твердый), который способствует лучшему контакту спаиваемых деталей и предотвращению окисления металла на рабочих поверхностях.
Требования к флюсам также определены ГОСТ, на них различная цена.
Для новичка будет более удобен припой с канифолью, в то время как опытные мастера любят паять обыкновенным припоем, выбирая флюс в зависимости от условий пайки и материала деталей.
Если будет производиться простая пайка медных деталей, то можно использовать канифоль, невысокая цена делает ее удобным расходным материалом.
Когда проводится более сложная пайка, то вместо одного универсального, применяется флюс, подходящий ко всем деталям.
Технические требования к использованию канифоли при пайке, ее состав, температура плавки и характеристики определены ГОСТ 19113-84.
Основной материал для канифоли — это сосновая живица — исходное сырье для многих видов промышленности и вспомогательный элемент при пайке.
Она представляет собой состав в виде смеси абиетиновой смоляной кислоты с несколькими другими изомерами смоляных кислот.
Не имея кристаллической структуры, она является аморфным, по внешнему виду похожим на стекло, хрупким веществом с широким диапазоном цветов от бледно-желтого до темно-коричневого.
По составу она представляет собой стекловидную, прозрачную или с включение пузырьков воздуха массу, с незначительными включениями механических примесей, массовой доли воды не более 0,2%.
Она абсолютно не растворима в воде, но легко растворяется под воздействием спирта и ацетона. Размягчение канифоли происходит при температуре не ниже 66-69ºС в зависимости от сорта.
Осваиваем пайку с канифолью
Состав канифоли для улучшения пайки изготовляется и продается как в чистом твердом виде, так и в виде жидких или вязких флюсов, цена его отличается.
Наиболее распространен спиртово-канифольный флюс (марка «СКФ»), который состоит по ГОСТ из 40-процентного канифолевого раствора и чистого этилового спирта.
Именно этот флюс с канифолью является диэлектриком, в отличие от хлоридно-аммониевого флюса. Кроме технических свойств этого флюса, важное значение играет невысокая цена.
Вместо жидкого флюса можно использовать канифоль в твердом виде, она также имеется в продаже в магазинах для радиолюбителей.
Цена одного килограмма твердой канифоли в пределах 400 — 500 рублей. Когда приобретена канифоль, имеется в наличии паяльник и обычный припой (олово), приступаем к работе.
Если вам до этого момента не приходилось паять, то сначала ознакомьтесь с видео инструкцией. Технология пайки с применением канифоли представлена на видео.
Чтобы крепко и правильно паять, придерживайтесь следующей последовательности.
Подготовка паяльника – лужение. Оно включает в себя зачистку жала паяльника напильников и последующее покрытие тонким слоем припоя.
Разогрейте жало и наберите на него небольшое количество канифоли, затем сразу же соедините с припоем. Как видно на видео, припой не прилипает к жалу, а нам нужно добиться его равномерного покрытия припоем.
Поэтому прикладываем жало к натуральной доске (лучше всего подойдет сосновая, но можно использовать любую) на непродолжительное время. Повторяем последовательность.
После нескольких циклов мы добьемся нужного результата.Подготовка спаиваемых поверхностей.
Залудим провод, для этого очистим его от изоляционного слоя, но ровно настолько, сколько места нам нужно для пайки.
Если оголена бóльшая поверхность провода, чем требуется для пайки, то это, конечно, удобно новичку, именно это – причина, из-за которой происходят замыкания и возгорания схемы.
Обычно чистый медный провод можно залудить после одного цикла «канифоль-припой».
Опустим провод в канифоль, приложим горячее жало к верху оголенной поверхности и поднимем проводок.
Канифолевая масса задымится и обтечет провод, после чего нам остается покрыть место пайки оловом. Для этого набираем горячим жалом олово из припоя и переносим на провод.
Если провод из медно-желтого стал серебристым, то он считается правильно залуженным. Когда нужно соединить пайкой два провода, оба нужно залудить таким же образом.
Рассмотрим, как подготовить для пайки медную деталь, к которой нужно припаять провод. Опускаем разогретое жало в канифоль и сразу же в припой.
Теперь у нас на кончике жала канифолево-оловянная смесь. Ее нужно качественно растереть по поверхности детали в месте пайки.
Лужение произведено правильно, если место, где будет производится пайка, стало серебристым.
Вместо твердой канифоли можно использовать любой флюс.
Для того чтобы правильно спаять залуженные детали, соединим их между собой, разогретым паяльником наберем олово (его можно заменить на любой другой чистый припой), покроем стык деталей горячим составом.
Если не удалось обогатить место соединения деталей сразу, то можно еще раз прикоснуться паяльником с оловом.
Теперь избегайте шевеления деталей под горячим припоем и дайте пайке полностью остынуть. Детали обволакиваются оловом при помощи канифоли.
Если замечаете, что обволакивание происходит плохо, то добавляйте канифоли столько, сколько будет требоваться, но небольшими порциями.
Рассмотрим, как правильно отпаять детали. Разогреваем жало и прикладываем его к месту пайки. Это расплавит припой и детали легко отделятся друг от друга.
Теперь окуните кисточку в растворитель и уберите оставшийся флюс с канифолью с поверхности деталей.
Секреты пайки с канифолью
Никакой сложности в паяльных работах нет, но, как и в любом виде работ необходимо освоить азы и провести ряд тренировочных паек.
Если вам не доводилось раньше работать паяльником, то попробуйте спайку медных проволок с применением обыкновенного припоя и использованием канифоли.
Свободный доступ к деталям со всех сторон, возможность достаточно плотно совместить их – хорошие условия для выработки навыков пайки, а использование канифоли отдельно обучит дозировать требуемое ее количество.
Обратите внимание на следующие моменты:
Мы рассмотрели, как правильно нужно работать паяльником, для чего можно и нужно использовать флюсы и канифоль, выделили несколько моментов, помогающих научится лучше паять и показали видео инструкцию по работе с паяльником.
Теперь вы легко можете освоить пайку с канифолью в домашних условиях.
Что такое канифоль и для чего она нужна
Если выходит из строя электроприбор, любое устройство, необходимое в быту или работе, причиной поломки может стать неработающая микросхема, или полетевший чип на материнской плате, возможно, требуется присоединить диоды к площадке и так далее. Все эти и другие сходные с ними проблемы можно легко устранить в домашних условиях с помощью специальных инструментов и материалов, обладая определёнными умениями и навыками.
Мастеру, разбирающемуся в хитроумном устройстве микросхем, проводов и прочих деталей её составляющих, не составит большого труда быстро устранить поломку. Часто проблемы можно решить при помощи спайки отошедшего элемента. Один из материалов, который потребуется для пайки, это канифоль.
Что такое канифоль
Канифоль (полное название — колофонская смола) — очищенная особым образом смола хвойных деревьев. Канифоль — аморфное хрупкое вещество, состоящее из стекловидных кусков, внешним видом напоминающих знакомый каждому природный янтарь.
Способы получения
В промышленном производстве колофонскую смолу получают несколькими способами.
О том, каким способом и из какого сырья была получена канифоль, можно узнать из её названия: сосновая (гарпиус), таловая, экстракционная и так далее.
Свойства
Кроме того, что колофонская смола является прекрасным природным диэлектриком, известны другие особенности:
Цвет смолы может варьироваться в вариантах от светло-жёлтого до темно-бурого оттенка. Насыщенный оттенок этого природного вещества указывает на то, что очистка смолы была проведена не совсем правильным образом и в ней содержится большое количество примесей, ухудшающих её качества, влияющих на её свойства. Чем темнее цвет вещества, тем ниже электроизоляционные свойства канифоли. Правильно обработанный материал имеет приятный лимонный оттенок и является прекрасным природным изолятором.
Где ещё может быть применена смола?
Такая смола используется не только в качестве флюса при пайке. Применяют её и для многих других целей:
Пайка в домашних условиях
Пайка — специальная техника, с помощью которой металлические элементы прочно сцепляются между собой посредством расплавленного припоя. В быту скрепить детали между собой можно при помощи обыкновенного паяльника.
Перед тем как приступить к пайке, необходимо зачистить поверхности деталей, которые будут сцепляться между собой, при помощи напильника или наждачной бумаги. Затем их необходимо обезжирить при помощи растворителя или очистить, используя бензин, и смазать флюсом.
Флюс — вещество, с помощью которого с поверхности металла удаляются оксидные плёнки, другие загрязнения и излишний жир. Кроме того, флюс предохраняет металлы от возможного окисления. В качестве такого флюса часто используется особое вещество — канифоль.
В основном флюс из канифоли используется для пайки в домашних условиях. При проведении производственной пайки смола используется в меньших количествах, по сравнению с флюсами из других веществ.
Благодаря свойству канифоли растворять при нагреве оксиды олова, а также меди и свинца, это вещество может быть использовано в электротехнических работах как особый природный флюс — компонент, обладающий противоокислительными свойствами. Благодаря такой характерной особенности, это вещество способно очищать поверхности металла при проведении пайки. С его помощью также улучшается растекание и практически нивелируется поверхностное натяжение вещества, используемого в качестве припоя.
Для того, чтобы была обеспечена высокая технологичность процесса применения флюса при пайке выпускается несколько типов таких компонентов, выполненных на основе колофонской смолы (они могут быть твёрдыми, жидкими и гелеобразными):
Способы пайки
Изучив свойства и характеристики колофонской смолы и флюсов, выполняемых на её основе, можно приступить к процессу пайки. Как он происходит?
Процесс пайки с использованием канифоли происходит несколькими способами.
Первый способ.
Описанный выше способ требует быстроты действий, внимания и высокой точности. Чтобы выполнить его, нужно обладать определёнными умениями и навыками. Поэтому можно произвести спайку с использование канифоли и другим методом.
С помощь указанных методов производится пайка деталей с использование канифоли.
Преимущества использования канифоли
К явным плюсам использования этого вещества при пайке можно отнести следующее.
Недостатки
К минусам при использовании канифоли можно отнести:
В качестве заключения, можно отметить, что пайка современных деталей, особенно элементов микросхем, различных чипов, и других компонентов, используемых в радио и электротехнике достаточно непростой процесс, требующих определённых навыков, особенно быстроты реакции, внимательности и точности.
Для проведения паяльных работ используются различные материалы, среди которых, канифоль отличают особые свойства. Благодаря этим качествам при правильном применении это вещество не вступает в реакцию с металлами сцепляемых при пайке элементов и материалами припоя.
Из-за наличия нескольких разновидностей и благодаря удобным формам, в которых она выпускается, канифоль остаётся одним из самых популярных флюсов, используемых при спаивании деталей в электротехнике.
Зачем нужна канифоль для пайки
Достойное место среди инструментов домашнего мастера непременно занимает канифоль для пайки. Во все времена при любом развитии сервиса или его полном отсутствии находятся люди со светлыми головами и умелыми руками, любящие и умеющие многие вещи делать самостоятельно. Видное место в процессах приложения мастерства отводится пайке во время монтажа и ремонта электронных схем, слаботочных электрических контактов и прочих работах по созданию неразъёмных соединений, не требующих высокой прочности.
Назначение канифоли
Прежде, чем описать назначение канифоли, надо разъяснить, чем отличаются пайка от сварки:
Для гарантированного качества края скрепляемых деталей должны хорошо смачиваться припоем. Это достигается их очисткой от окислов и загрязнений с помощью флюсов – в данном случае канифоли.
Что такое канифоль? Нормативные документы
Канифоль является составной частью смолы хвойных деревьев. Существует несколько способов её получения:
Качество канифоли в России регламентируется двумя нормативными документами ГОСТ 19113-84 «Канифоль сосновая» и ГОСТ 14201-83 «Канифоль талловая».
Канифоль, полученная из смолы, несколько более тугоплавка – температура размягчения приблизительно на 5 выше и более, кислая – на 5 – 10 мг KOH на 1 г продукта больше. Талловая канифоль более светлая, чем сосновая, но цветность очень зависит от сорта, т. е. от степени очистки от примесей.
В розничную канифоль обычно поступает в круглых металлических коробках. Но может продаваться и в составе готового припоя – трубки из сплава на основе олова, заполненной канифолью.
Как паять с канифолью
В общих чертах процесс пайки заключает следующие операции:
Теперь подробнее о каждой операции?
Если перерыв в работе был небольшой, и жало осталось покрыто припоем, лужения не потребуется, достаточно просто нагреть его и опустить в канифоль.
Фиксируем соединяемые поверхности в положении, в котором они будут смонтированы, греем при необходимости, обрабатываем флюсом и затем наносим расплавленный припой. Жалом паяльника помогаем ему растечься по стыку и прилегающим площадям, даём соединению остыть.
Процесс пайки завершён.
Пайка припоем с канифолью
В этом виде пруток припоя представляет собой смотанную в бухту трубку из оловянно-свинцового сплава, внутри которой находится канифоль. При пайке его используют, как присадочный материал. Разогревают паяльником соединяемые детали, а затем в зону пайки вводят конец прутка, и совместными движениями жала и присадки лудят место соединения.
Плавящиеся флюс и припой покрывают стык одновременно, сокращая время процесса. Такой способом можно производить пайку деталей в случаях, не требующих предварительной подготовки поверхностей.
Выбор паяльника
Вопрос выбора паяльника не случайно рассматривается после детального обзора особенностей процесса пайки. Его мощность и размеры жала находятся в прямой зависимости от того, что надо будет паять. Ранее говорилось, что для качественной пайки крупных деталей может понадобиться их предварительный разогрев, и нужно выбирать мощный инструмент с массивным медным жалом. В то же время для пайки тонких проводков в глубине электронных блоков лишнее тепло не нужно, достаточно тонкого жала, которым удобно паять в ограниченном пространстве.
Вопросы техники безопасности при пайке
Процесс пайки сопровождается рядом вредных факторов. Первый из них – это загрязнение зоны дыхания. Канифольный дым, неизбежно выделяющийся при проведении пайки, пары олова и свинца являются аллергенами и канцерогенами. Помещение, предназначенное для пайки, даже любительской, должно хорошо проветриваться.
Следующий фактор – опасность поражения электрическим током. Для получения разрешения на проведение пайки рабочие на предприятиях должны иметь 2 группу электробезопасности. Перед началом пайки дома следует хотя бы визуально убедиться в исправности электропаяльника и розетки.
Пожарная опасность. Для инструментов и процесса пайки необходимо использовать подставки из негорючего теплоизолирующего материала.
Заключение
В данной статье рассмотрены наиболее характерные особенности процессов пайки с применением канифоли. Но для обучения любому ремеслу и пайке, в том числе, теория должна неразрывно переплетаться с практикой. Только тогда всё сказанное сможет принести реальную пользу в овладении мастерством.