Зачем нужна канифоль: свойства, применение

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):

1. Твёрдый флюс. Такой тип компонента для спайки и лужения деталей используется уже довольно долгое время и является самым популярным. Он имеет как свои очевидные достоинства, так и недостатки. К последним можно отнести то, что используя твёрдый флюс трудно соблюдать точность при нанесении его в труднодоступные места спайки.
2. Флюс на основе спиртового раствора. Такой компонент является универсальным. Его можно использовать при спаивании как мелких, так и крупных деталей. Основным преимуществом такого метода является лёгкий способ его нанесения при помощи кисточки.
3. Флюс из канифоли на основе геля. Вязкая консистенция геля позволяет быстро наносить вещество на поверхность. С помощью геля легче обрабатывать самые труднодоступные места поверхности деталей, которые будут подвергаться спайке. При этом обеспечивается максимально точное дозирование вещества флюса. Гель не высыхает слишком быстро, по сравнению со спиртовыми флюсами и более податлив, чем твёрдый флюс из канифоли.

Особенности канифоли

Канифоль — вещество, состоящее из смоляных кислот и их изомеров. Его получают из живицы хвойных деревьев, поэтому обладает характерным смолянистым запахом и имеет охристый, желтый, оранжевый или красный оттенок.  Сфера применения этого химического соединения широка: легкая промышленность (изготовление экокожи, пластика, резины, лакокрасочных изделий и т.д); пищевая промышленность (добавка Е915); искусство (натирание деталей смычковых музыкальных инструментов); спорт (предотвращение скольжения в балете, бейсболе, тяжелой атлетике); электротехника и электроника (паяние).

канифоль паяльная

Канифоль оптимально подходит для паяния, поскольку:

• Обеспечивает быстрый процесс лужения;
• гарантирует прочность места контакта;
• в случае необходимости легко удаляется с поверхностей;
• не подвержена воздействию влаги;
• не вступает в химическую реакцию с поверхностями, подлежащими соединению;
• не токсична.

Обычно при спайке используется твердая канифоль, которая продается в виде стекловидных брусков или порошка. Однако некоторые техники отдают предпочтение жидкой канифоли. В состав ее входят органические соединения, благодаря которым вещество удобно наносить на небольшие поверхности. Кисточка, которой снабжен флакон, позволяет использовать эту жидкость точечно. Остатки можно убрать при помощи спирта или воды.

Использовать канифоль необходимо для того, чтобы избавиться от оксидных пленок, покрывающих любые металлические поверхности. Входящая в состав канифоли абиетиновая кислота обеспечивает мгновенное растворение такого налета, при этом гарантировано хорошее растекание металла.

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.

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.

Видео:

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.

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.

Что это такое?

Канифоль для пайки – это твердое вещество, имеющее стекловидную структуру. Оно не характеризуется четкой температурой плавления и постепенно становится мягче по мере нагревания. То есть речь идет об аморфности материала. С учетом типа и состава размягчение паяльной канифоли может стартовать на отметке 55-70 градусов

Оценивая свойства и особенности этого натурального флюса, важно принимать во внимание, что он представляет собой составную часть смолы хвойных пород древесины

В промышленных масштабах эту смолу делают с использованием нескольких технологий. Существует несколько способов.

• Получение смолы из живицы с помощью термической обработки.
• Применение экстракции, предусматривающей образование колофонской смолы при воздействии растворителей на измельченное дерево.
• Путем специальной обработки таллового масла, именуемой перегонкой. Кстати, сырье в данном случае представляет собой побочный продукт производства бумаги.

Необходимо отметить, что способ выработки во многом определяет свойства и эксплуатационные качества паяльной канифоли. При этом он должен быть указан на упаковке природного флюса.

Стоит учитывать, что в первом случае идет речь о более тугоплавкой (на 5 градусов температура плавления выше) и кислой (на 5-10 мг КОН больше на 1 грамм продукта) канифоли. Различаются между собой эти две разновидности также и по цвету. Талловая канифоль, как правило, более светлая. Однако оттенок в каждом конкретном случае определяется сортом, а также степенью очистки от примесей. В розничную торговлю описываемый флюс поступает чаще всего упакованный в небольшие металлические коробки круглой формы. А также возможна реализация канифоли в качестве составной части припоя.

Преимущества

• Позволяет уничтожить практически любые окислы, которые образуются на металле;
• Сохраняет свое воздействие достаточно долго, что не позволяет повторно образовываться налетам и окислам;
• Может использоваться как в концентрированном виде, так и в растворенном, чтобы снизить агрессивность среды;
• Очень распространенным по тематическим магазинам и доступный флюс;
• Улучшает смачиваемость и растекаемость припоя по основному металлу.

Недостатки

• Среда является очень агрессивной, что подходит далеко не для всех вариантов пайки;
• Контакт с кислотой может быть опасен для здоровья человека, так что нужно следить, чтобы она не попала на слизистую оболочку;
• Работать с ее применением желательно в проветриваемых помещениях.

Виды паяльной кислоты

Разобравшись, для чего нужна паяльная кислота при пайке, стоит более подробно рассмотреть, какие бывают ее виды.

Ортофосфорная – когда поверхность металла обрабатывается при помощи такого флюса, то на ней образуется защитная пленка. Она позволяет обеспечить защиту от образования окислов и прочих загрязнений.

Ортофосфорная паяльная кислота

Соляная кислота – данный вид флюса является более сложным химическим составом. Она распространяется в небольших флаконах и имеет желтоватый оттенок. Жидкость обладает резким специфическим запахом, благодаря чему и требуется проветривание во время использования. Она более агрессивная, чем ортофосфорная и может разъедать кожный покров при попадании на него

Во время работы с ней нужно соблюдать особые меры предосторожности

Паяльная кислота с соляной кислоты и цинка

Технология пайки

Теперь стоит рассмотреть основной процесс, для чего служит паяльная кислота, а именно как следует паять с ее помощью. Перед процессом поверхность металла очищается от грязи и ржавчины. Для этого понадобится напильник или наждак. Примерно по одной-две капли наносится на основной металл и припой.

Нанесение паяльной кислоты на металл

Ели кислота покрыла всю рабочую поверхность, то такого количества ее будет явно достаточно. Поверхность должна быть покрыта вся без пропусков, чтобы соединение было крепким по всей длине. Затем жалом раскаленного паяльника расплавляется припой и переносится на покрытую флюсом поверхность. Вначале все должно покрыться тонким слоем, чтобы обеспечить защитное лужение.

Данная процедура повторяется и с заготовкой, которую нужно припаять. После того, как две поверхности будут залужены, можно приступать к непосредственному их спаиванию. Для этого берется значительно большее количество припоя и соединяется на шве соприкосновения двух деталей. Как только металл припоя растекся и его толщина оказалось достаточно большой для надежного схватывания, следует прекратить какое-либо температурное воздействие и нужно дать остыть всей конструкции.

 

Свойства канифоли

Низкотемпературный флюс, применяется с легкоплавкими припоями, температура плавления не позволяет использовать канифоль при действиях с твердыми элементами пайки. Основные свойства определяются составом и способом приготовления, даже дорогие разновидности не отличаются высокой активностью.

Свойства канифоли

Изделие в неопытных руках может быть использовано несколько раз.

Канифоль имеет относительный плюс, обладая повышенной растекаемостью, тем самым, воздействие небольших температур может надежно разместить материал на месте. Данное свойство допускает работу в труднодоступных местах, помогает удалить окисленный налет с поверхности ремонтируемого изделия. Жидкая субстанция растекается или наносится на изделие предварительно, тем самым работая без температурного воздействия. Свойства могут отличаться наличием химических добавок. Температура плавления канифоли начинается от 52 °C, вне зависимости от марки.

Основной составляющей качественного продукта является абиетиновая кислота соляного типа, соотношением от 60 до 90%. Количество кислоты определяется от назначения, более дорогие марки имеют большое содержание канифоли. Основа для натуральных разновидностей – около 20% нейтральных веществ, количество химических кислот достигает до 10% путем применения определенного способа производства. Жидкие разновидности имеют в составе разбавитель, эфир, спирт, бензин и т.д.

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.

1. Из живицы. В основном для получения канифоли используется метод термической обработки сока хвойных пород древесины — живицы. После того как из неё будут выпарены такие вещества, как вода и скипидар, образуются полупрозрачные твёрдые куски канифоли, которые в дальнейшем будут подвергнуты дальнейшей химической очистке.
2. Методом экстракции. При этом методе колофонскую смолу добывают из измельчённой особым образом древесины с помощью растворителей.
3. Методом перегонки таллового масла. Такое сырое масло является отходом, получающимся при изготовлении целлюлозно-бумажной продукции.

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:

1. Она хорошо растворяется при помощи таких органических растворителей, как бензин и хлороформ, эфир, спирт и ацетон. Но, канифоль нельзя растворить при помощи обыкновенной воды.
2. Температура плавления этого твёрдого вещества напрямую зависит от того, из какого источника и каким именно способом оно было получено. В основном она колеблется в пределах температур от 50 до 70 градусов, в некоторых случаях граница температурного режима может достигать и 130 градусов по Цельсию.
3. В составе образующего вещества канифоли содержится огромное количество смоляных кислот (до 90%), основной из которых является абиетиновая кислота.
4. Смола легко разрушается при механическом воздействии.

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:

• при производстве разных лаков и красок;
• как один из материалов, использующийся при изготовлении пластмасс;
• при обработке струн и смычков для музыкальных инструментов;
• для натирания подошв балетной обуви;
• для создания эффекта дымовой завесы и других эффектов в киноиндустрии.

Виды паяльной канифоли

Реализация канифоли происходит разбавленным и чистым видом. Очищенное сырье существует в форме палочки или кусков. Более дорогими и сложными по производству являются флюсы жидкого типа. Наиболее простой вариант спиртосодержащий, состоящий из раствора канифоли и спирта, разведенный практически равными пропорциями. Данный раствор не вызывает реакций при использовании, предотвращает коррозию и не проводит электрический ток.

Живичная канифоль по ГОСТ 19113-84

Изготовления спиртового раствора может быть выполнено в домашних условиях

Важно соблюдать последовательность действий:

• Необходим этиловый спирт в малых количествах, крепостью не менее 70°. Найти его можно в аптеке или местах реализации подобных изделий.
• Канифоль живичная измельчается до песчаного состояния ступкой, после этого необходимо добавить спирт в соотношении 70 на 30.
• В случае отсутствия под рукой спирта, возможно использовать аналогичный растворитель, к примеру бензин или ацетон. Добавлять размягченную субстанцию необходимо малыми порциями, перемешивая до полного растворения.

Более современная модель раствора имеет вместо спирта глицерин. Приготовление происходит тем же способом, данный материал более удобен в работе. Его можно непосредственно наносить на спаиваемые детали, имеет более твердую форму относительно раствора. Некоторые припои реализуются уже с готовым флюсом посередине проволоки. Вариант удобен при действиях, однако высокая цена и отсутствие в мелких торговых токах могут привести к эксплуатации таловой канифоли.

Получение жидкой канифоли

Канифоль сосновая имеет следующие характеристики:

• Температура кипения начинается от 250 °C, зависит от состава и добавленных примесей.
• Размягчение происходит на пороге 52-72 °C.
• Теплопроводность элемента – 0,1 ккал/м, теплотворность – 9100 ккал/кг.
• Расширение в расплавленном состоянии равняется коэффициенту 0,05, кислотное число от 145 до 175.

Основной разновидностью материала является прозрачная колофонская смола, применяется твердым состоянием, имеет светло желтый оттенок. Основой для качественного производства продукции используется абиетиновая кислота, занимающая большую долю в составе вещества.

Аспирин и электролит из батарейки

Многие мастера считают самым доступным вариантом – применение аптечного аспирина.

Обращаем внимание на то, что заменить канифоль шипучими таблетками не удастся. Они содержат наполнители (соединения натрия), которые при пайке не нужны

Поэтому применяют самый обычный простой аспирин.

Таблетки следует растолочь до порошкообразного состояния и растворить в воде или обычном винно-водочном спирте. Можно взять одеколон в качестве растворителя.

Растворяется ацетилсалициловая кислота хорошо. Ее свойств бывает достаточно для очистки поверхности, удаления грязи. Она может заменить канифоль без труда.

Неудобство состоит в необходимости проведения работы под вентиляционной вытяжкой или в проветриваемом месте. Припои без канифоли с аспирином при нагревании выделяет резко пахнущие вредные газы. Дышать ими не нужно и невозможно.

Если аспирина рядом нет, заменить канифоль рекомендуют электролитом от использованной солевой батарейки

Важно, чтобы она не была щелочной

Есть ли отличия между канифолью и флюсом?

Кроме большей популярности у техников, канифоль не имеет принципиальных отличий от других флюсов. Как и эти вещества, канифоль тоже выполняет утилитарную функцию — гарантирует устойчивость места спайки. Она также может употребляться и в твердом, и в жидком агрегатном состоянии – в зависимости от типа припоя. Нет различий  в способе применения: любое вспомогательное вещество наносится на предварительно зачищенную поверхность, при наличии излишков они впоследствии аккуратно удаляются

Еще одно (и немаловажное) качество всех флюсов – они производятся в соответствии с ГОСТ, поэтому хорошее качество спайки гарантировано

Канифоль — это флюс или вещество иного предназначения? Такой вопрос может волновать всех тех, кто на практике столкнулся с необходимостью спаять металлические поверхности.

Таким образом, выбор между канифолью  или флюсом – проблема, касающаяся скорее родо-видовых понятий, чем существенно различающихся между собой материалов. Флюс имеет множество разновидностей – солей, кислот, иных химических соединений – одной из которых является и канифоль. Чтобы определиться, какой их них лучше использовать при электротехнических работах, нужно учесть состав соединяемых поверхностей, их поверхностное натяжение, степень загрязнения и прочие физико-химические факторы.

Watch this video on YouTube

Как выбрать?

Правильный выбор присадочного материала для пайки, напрямую влияет на качество итогового результата. То же самое касается и флюса. В связи с этим нужно знать, как правильно выбирать канифоль для пайки.

Важно: использовать канифоль жидкого агрегатного состояния можно только вместе с низкотемпературным флюсом, данное сочетания используется для простых соединений, если же в процессе пайки используется твердыми припоями сложной структуры, то применение жидкой канифоли будет бесполезным

Если вам предстоит работать с материалом, который достаточно сложно поддается процессу пайки, то вам нужно использовать канифоль с повышенной концентрацией. Для выполнения несложных манипуляций в бытовых условиях без проблем можно использовать модели, созданные из двух компонентов. Они стоят относительно недорого и вполне способны справиться с небольшими простыми задачами

Состав жидкой канифоли в обязательном порядке должен быть идентичным методы пайки, этому также стоит уделять отдельное внимание

Жидкая канифоль сложного состава применяется только лишь в частных случаях, когда обычный состав нельзя использовать с определенным металлом по тем или иным причинам. Чаще всего они используется при работе с материалами, которые портятся от воздействия спирта.

Определенный состав может просто не справиться с поставленной перед ним задачей. Даже с помощью классической твердой канифоли не всегда удается выполнить нужную операцию. Если вам требуется выполнить точную точечную обработку, то лучше всего приобретать жидкую канифоль с небольшой кисточкой в комплекте. Вам не придется искать что-либо для выравнивания слоя из вещества. Так как при хранении кисточка всегда располагается внутри упаковки с веществом в жидком составе, отсутствуют необходимость в проведении ее чистки.