Паяти металеві вироби люди навчилися дуже давно, як тільки освоїли плавку олова і свинцю. Зараз пайка - звичайна справа. З'єднувати в домашніх умовах методом пайки можна велику кількість металів. Так, в домашніх умовах можна з'єднувати такі метали, як срібло, мідь, олово, латунь, алюміній. Пайка металів в домашніх умовах дозволяє швидко і якісно відремонтувати будь-якої електричний прилад або що-небудь інше. Пайка повинна бути цікава всім справжнім чоловікам.
В основі процесу паяння лежать найпростіші хімічні реакції і ваші знання про сплави, які ви отримали в шкільному курсі хімії.
Перед тим як паяти, необхідно очистити поверхню жала паяльника від оксидів металів. Для цих цілей використовують хлорид амонію NH4 Cl (побутова назва «нашатир»).
Ви знаєте, що твердий хлорид амонію здатний при нагріванні розпадатися на хлороводород HCl і аміак NH3:
Хлороводень, з'єднуючись з парами води повітря, утворює соляну кислоту, яка може реагувати з оснóвнимі оксидами, тобто оксидами металів жала паяльника. В результаті поверхня жала паяльника очищається від оксидів.
У паянні для розчинення оксидів олова, свинцю і міді користуються ще одним речовиною - каніфоллю. Каніфоль є аморфне крихке речовина, що отримується з смол хвойних дерев. Вона легко розчиняється в спирті, ацетоні та інших органічних сполуках, але не розчиняється у воді.
Для очищення поверхні металів, що сполучаються і поліпшення змочування наноситься металевого з'єднання використовують флюси, які знімають залишки оксидних плівок і жирових забруднень і захищають спаюється поверхні від окислення.
Флюс найчастіше готують, розчиняючи 30 г хлориду цинку і 10 г хлориду амонію в 60 мл води. Часто використовують «паяльну рідина» або «паяльну кислоту», яку отримують взаємодією металевого цинку з концентрованою соляною кислотою:
Для цього кислоту наливають в скляний або фарфоровий посуд, розташовуються далеко від відкритого вогню (виділяється водень горить!) І додають порціями цинк. Починається реакція хімічного розчинення цинку в кислоті, в результаті утворюється хлорид цинку ZnCl2 і виділяється водень H2. Коли виділення водню сповільнюється, посудину ставлять в теплу воду. Після закінчення реакції рідина зливають з залишку нерастворим цинку і додають до неї нашатир (на кожні 3 г взятого металевого цинку - 2 г хлориду амонію). Можна цю рідину випарити насухо і перед пайкою розчиняти 1 г сухої суміші солей в 2-3 мл води.
І, звичайно ж, в паянні використовується припой. Цей сплав служить для з'єднання спаюється металів. Припої виготовляють у формі паличок, смужок, листочків, а іноді у вигляді порошку. У побуті застосовують зазвичай м'які і легкоплавкі припої.
М'який припій «третнік» - це сплав 65% олова Sn і 35% свинцю Pb, за допомогою якого можна паяти практично всі метали і сплави, крім алюмінієвих і самого алюмінію. Сплав «третнік» плавиться при температурі близько 181 0 С, а температури плавлення окремих металів вище (tпл Sn = 232 0 C, tпл Pb = 328 0 C). Щоб самостійно приготувати такий припій, спочатку в залізній чашці розплавляють свинець, а потім до отриманого розплаву додають шматочки олова. Коли воно розплавиться, сплав ретельно перемішують і виливають у форму для затвердіння.
Нагрітий паяльник занурюють в порошок «нашатирю» або каніфолі; якщо при цьому з'являється легкий димок, значить, паяльник готовий до роботи. Нашатир або каніфоль очищають жало паяльника від оксидів металів. Очищений паяльник опускають в припой і тримають там, поки розплавленийприпой не «ЗАЛУДІТЬ 'жало паяльника, повністю покривши його блискучою плівкою. Потім захоплюють жалом паяльника трохи припою, переносять його на місце пайки і розрівнюють по поверхні - ведуть «Залуження» місця спаю. Потім таким же чином переносять на спай основну масу припою, необхідного для міцного з'єднання або покриття металу. Коли припій охолоне, місце споювання протирають сирої ганчіркою і зачищають наждачним папером або напильником.
Для споювання тонких мідних проводів флюс на основі хлориду цинку непридатний - він швидко руйнує тонкий дріт. У цьому випадку застосовують розчин каніфолі в етиловому спирті або соснову смолу. Якщо під рукою немає взагалі ніякого флюсу, то при пайку мідних або латунних деталей його може замінити розчин 1 таблетки аспірину в 10-20 мл води.
У звичайних умовах алюміній насилу піддається пайку, так як на його поверхні після очищення миттєво знову утворюється оксидна плівка. Тому після зачистки місце майбутнього спаяний на алюмінії або його сплавах негайно заливають заздалегідь розплавленої каніфоллю.
Пайку ведуть потужним (не менше 100 Вт) паяльником, використовуючи припой, що складається з 80% олова і 20% цинку або 95% олова і 5% вісмуту, і флюс з парафіну або стеарину. Припій набирають на паяльник і переносять на захищену каніфоллю поверхню спаяний. Залужений таким чином алюміній порівняно легко піддається споювання: до його лудженої поверхні можна припаяти, наприклад, мідні дроти.
При пайку алюмінію використовується і електрохімічний метод. Місце спаяний зачищають і наносять на нього 3-4 краплі концентрованого розчину сульфату міді CuSO4 (мідного купоросу). Потім алюмінієву деталь підключають до негативного полюса батарейки від кишенькового ліхтарика, а до позитивного полюса приєднують шматочок оголеною мідного дроту, яку вводять в краплю розчину сульфату міді так, щоб кінець дроту не торкався поверхні алюмінію. У цьому методі має місце електроліз розчину сульфату міді з розчинною анодом:
CuSO4 ↔ Cu 2+ + SO4 2-
Катод (-) Сu 2+ + 2e = Cu 0 ↓
Анод (+) Cu 0 - 2 e = Cu 2+
Сумарне рівняння електролізу з розчинним анодом написати не можна.
Через кілька хвилин на місці пайки осяде шар міді, до якого можна припаяти все, що потрібно, звичайним способом.