Кислота для пайки меди: флюс, паста, прутки и газ для твёрдой пайки

Коротко

• Паяльная кислота - раствор хлорида цинка, агрессивная, для труб и жести, но токсичная и требует промывки.
• Ортофосфорная кислота мягче, тоже требует смывания остатков, подходит для меди, чёрного металла и нержавейки.
• На электронике и проводке - только канифоль или бескислотный флюс, кислотный флюс там недопустим.
• Твёрдую пайку меди ведут на флюсах на основе буры при температуре выше 450 °C, паяльная кислота для такой температуры не подходит.
• Газ выбирают по температуре шва: пропан-бутан для мягкой пайки труб, более горячее пламя - для твёрдой.

На полке рядом стоят паяльная кислота, флюс и паста с похожими названиями, а какая жидкость нужна именно для меди - неясно. Ниже разбираем кислоту для пайки меди: чем паяльная кислота отличается от ортофосфорной, когда вместо кислоты берут флюс или канифоль, чем устроены паста и пруток для твёрдой пайки и какой газ и горелка нужны для пайки медной трубы.

Путаница возникает потому, что на прилавке рядом лежат три банки под похожими названиями: «паяльная кислота», «флюс жидкий», «паста паяльная». Разница не в цене и не в бренде, а в химии, и от неё зависит, будет шов держать через год или труба потечёт в месте пайки от коррозии.

1. Чем паяльная кислота отличается от ортофосфорной?

Паяльная кислота - это водный раствор хлорида цинка (ZnCl2). Вещество агрессивно растворяет оксидную плёнку на меди, латуни и оцинкованной стали, поэтому пайка идёт быстро и без долгой зачистки наждаком. Обратная сторона - хлорид цинка токсичен и раздражает кожу и слизистые, а ЛД50 при попадании внутрь составляет около 200 мг/кг, то есть вещество опасно уже в граммовых количествах.

Ортофосфорная кислота работает мягче: она тоже снимает оксиды с меди, чёрного металла и нержавейки, но не так глубоко травит поверхность, как хлорид цинка, и относится к коррозионным веществам только в концентрации выше 25%. На медных трубах отопления и водоснабжения её используют там, где не хочется потом отмывать шов от едкого остатка, а на латунных фитингах с толстым слоем окалины лучше берут более активную паяльную кислоту.

2. Флюс для пайки меди: когда вместо кислоты берут канифоль?

Кислотный флюс - только один из видов: есть ещё канифольный и активированный. Канифоль растворяют в спирте и получают низкоактивный флюс, который слабо снимает окислы, зато почти не оставляет коррозионных остатков - его выбирают там, где промывка после пайки невозможна или нежелательна.

• Кислотный флюс на хлориде цинка или ортофосфорной кислоте - для меди, латуни и стали, где нужна сильная очистка и деталь потом можно промыть водой.
• Канифольный флюс (сама канифоль или её раствор) - для проводов, плат и контактов, где промывка затруднена, а коррозия под изоляцией недопустима.
• Активированный флюс с добавками - компромисс между активностью и остаточной коррозией, применяется по инструкции производителя.

3. Почему на электронике нельзя кислотный флюс?

Кислотные флюсы для электроники не годятся ни в каком виде - ни паяльную кислоту, ни ортофосфорную. Причина в том, что остаток хлорида или кислоты забивается под изоляцию провода или под компонент на плате, куда вода при промывке не достаёт, и продолжает разъедать металл месяцами. На трубе или кузовном шве это ошибка ремонта, на плате - причина отказа, который всплывёт через полгода эксплуатации в виде обрыва дорожки или ложных срабатываний. Для проводки, разъёмов и плат используют только канифоль или специализированный бескислотный флюс.

4. Паста паяльная для пайки меди и медных сплавов: как она устроена?

Флюс и мелкий порошок припоя сочетаются в одной массе - её наносят кистью или из тубы точно на шов, без обычных потёков жидкой кислоты. В каталоге есть похожая по формату паяльная паста Sparta: это RMA-флюс с порошком припоя для пайки контактов и разъёмов радиоэлектроники, который не требует смывания. Для медных труб и фитингов нужна паста, рассчитанная именно на такую пайку, а не электронный состав.

5. Пруток для твёрдой пайки меди: почему здесь другой флюс?

Здесь используют не оловянно-свинцовый припой, а медно-фосфорный или медно-серебряный сплав: граница между мягкой и твёрдой пайкой проходит по 450 °C, а конкретные сплавы плавятся заметно выше или ниже этой границы - оловянно-свинцовый (Sn 90%, Pb 10%) при 220 °C относится к мягким припоям, медно-серебряный (Ag 72%, Cu 28%) при 779 °C - уже к твёрдым. При такой температуре хлорид цинка просто выкипает раньше, чем начнёт работать, поэтому твёрдую пайку меди и медных сплавов ведут на флюсах на основе буры, а не на паяльной кислоте - это другой класс веществ, рассчитанный на высокотемпературную пайку. Медно-фосфорные прутки для твёрдой пайки меди вообще паяют без отдельного флюса: фосфор в составе сам работает как раскислитель по меди, флюс нужен только на латуни и на стыке с чёрным металлом.

6. Газ для пайки меди: чем греть шов на трубе?

Выбор горелки зависит от температуры, которую нужно получить в пятне нагрева. Для мягкой пайки медных труб подходит обычная пропан-бутановая горелка или паяльная лампа: оловянно-свинцовый припой плавится при 220 °C, и бытового баллона с пропан-бутаном достаточно, чтобы прогреть фитинг и стык на трубе бытового диаметра. Для твёрдой пайки, где температура уходит выше 450 °C - для медно-серебряных и медно-цинковых припоев это 779-865 °C, - пропан-бутан уже не даёт нужной температуры пламени, и берут более горячие смеси на основе метилацетилен-алленовой фракции - в среднем на воздухе такое пламя горячее, чем пропан-бутановое, поэтому фитинг прогревается быстрее и шов не успевает остыть, пока припой не затёк в зазор. Для одиночной трубы такая горелка избыточна, для монтажа десятков стыков подряд экономит время и газ.

7. Горелка немецкая MAPP кислород для пайки меди - зачем нужна вторая нитка газа?

Немецкий производитель Rothenberger выпускает для такой пайки набор ALLGAS Mobile Pro: горелка работает на баллончике MAPP и баллончике кислорода одновременно, и по паспорту производителя такое сочетание газов даёт температуру пламени 3100 °C - заметно выше, чем у обычной пропан-бутановой горелки без кислорода. Вторая нитка газа здесь не для общей мощности, а для конкретной задачи: прогреть массивный фитинг или толстостенную медную трубу до температуры твёрдой пайки быстрее, чем успеет остыть уже нагретый участок шва.

8. Как паять медную трубу без ошибок?

1. Зачистить трубу и фитинг наждачной шкуркой или специальной щёткой до чистой меди - флюс работает по металлу, а не по окислу или грязи.
2. Нанести флюс или кислоту тонким слоем только на зону пайки, не заливая соединение целиком.
3. Прогреть фитинг горелкой равномерно, не задерживаясь на одном месте, чтобы не пережечь флюс раньше времени.
4. Подать припой в зазор со стороны, противоположной пламени: капилляр затянет его сам, если зазор ровный.
5. Сразу после остывания промыть шов водой с мылом, если использовалась кислота, - это снимает остаток, который иначе продолжит разъедать металл.

9. Частые ошибки при пайке медных труб

• Льют кислоту на весь узел вместо точечного нанесения - лишняя кислота стекает на изоляцию и стены, и её сложнее смыть полностью.
• Не промывают шов после пайки паяльной кислотой - зелёный налёт на трубе через несколько месяцев это как раз работа хлорида цинка, который забыли смыть.
• Берут кислотный флюс для проводки «раз он есть под рукой» - на скрутке в распределительной коробке это гарантированная коррозия контакта.
• Путают температуру пайки: пытаются паять медно-фосфорным прутком на пропановой горелке без нужного прогрева и получают непропай вместо шва.

Если труба уже позеленела в месте старой пайки - скорее всего, кислоту после работы не смыли, и деталь стоит переделать заново, а не докрашивать сверху. Медно-фосфорные и медно-серебряные прутки для твёрдой пайки можно подобрать в разделе «Припои сварочные», а горелку или паяльную лампу для прогрева фитинга - в «Паяльном оборудовании».