Что такое канифоль и для чего она нужна?

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.

Основные свойства канифоли

Канифоль представляет собой хрупкое аморфное вещество с температурой размягчения от +50 до +150 градусов – в зависимости от состава и способа получения. Одна из версий происхождения названия – от античного города Колофон, где добывали сосновую смолу высокого качества. Канифоль обладает цветом от бледно-желтого до тёмно-коричневого (иногда почти до чёрного) с красноватым оттенком. Состоит в основном из смол, жирных кислот и некоторых других веществ. Состав в определенной мере сходен с составом янтаря.

В воде канифоль не растворяется, зато хорошо растворима в этиловом спирте, ацетоне и других органических растворителях.

Кроме качеств, перечисленных выше, вещество обладает и другими свойствами, предъявляемыми к флюсам:

• химической инертностью к припоям и спаиваемым металлам, а также низкой коррозионной активностью;
• в расплавленном виде канифоль имеет неплохую растекаемость и смачиваемость;
• её температура плавления низка, у некоторых видов вещества она не превышает 70 градусов, что достаточно для пайки даже сплавом Розе;
• остатки флюса легко удаляются с помощью органических растворителей.

К минусам можно отнести слабую активность. Канифоль хороша для пайки металлов, легко поддающихся такому виду соединения – медь, латунь, бронза и т.д. Для пайки стали, не говоря об алюминии, нужны более активные вещества. Как правило, для этих целей применяются флюсы на основе неорганических кислот.

Канифоль часто применяют не только в твердом виде, а в составе жидких спиртовых растворов или густых гелей. Достоинства такого исполнения:

• меньший расход канифоли (достаточно небольшой концентрации активного вещества без снижения эффективности);
• уменьшенное дымообразование по той же причине;
• жидкий состав удобнее наносить (например, с помощью кисточки);
• количество флюса проще дозировать;
• флюс в виде жидкости проникает даже в небольшие щели.

К тому же такой состав наносится непосредственно на место пайки, а твёрдое вещество сначала берется жалом паяльника. В процессе переноса к облуживаемому участку часть флюса испаряется или сгорает ещё до начала процесса, что ещё больше увеличивает расход и повышает количество дыма.

Также в спиртовой раствор можно добавить и другие присадки, улучшающие эффективность флюса, например, глицерин. Следует знать, что это вещество гигроскопично, легко впитывает воду, становясь более электропроводным, поэтому после пайки таким флюсом надо смывать остатки более тщательно. Также насыщенный влагой глицерин со временем может вызвать коррозию места контакта.

Для чего используется канифоль при пайке

Чтобы ответить на этот вопрос, требуется знать, для чего нужен флюс при пайке, так как она здесь и является флюсом. Главной ее особенностью является то, что она даже при температуре плавления в 150 градусов Цельсия может хорошо справляться с оксидными пленкам. Эти пленки образуются на поверхности спаиваемых металлов и мешают хорошему соединению припоя и основного металла. Канифоль растворяет их практически мгновенно.

Материал является хорошим диэлектриком, но проблем с готовыми паянными соединениями, которые могут потерять качество проводимости, не наблюдается. Еще одним фактором, зачем нужна канифоль при пайке, является улучшения свойств спаивания. В некоторых случаях это оказывается сложно, так что металл не растекается как нужно, поэтому, использование канифоли помогает избавиться от некоторых негативных факторов. Материал стоек к воздействию атмосферной влаги, но обладает при этом гигроскопичностью. Многие любители используют ее, даже не зная зачем нужна канифоль, но это может иметь негативный эффект, так как она подходит на для всех типов соединения. Как правило, ее применяют в самых простых случаях, когда речь идет о домашней пайке. В профессиональной сфере она также используется, но не  так часто.

Для пайки, каких металлов подходит канифоль

Канифоль — это самый простой из всех возможных флюсов. Поэтому она подходит для пайки самых распространённых металлов, таких как медь, свинец и сталь.

Не подходит канифоль для пайки нержавеющей стали, а также алюминия. Для пайки алюминия и нержавейки применяются более активные и кислотные флюсы, которые лучше справляются с удалением оксидной пленки на поверхности, чем это делает канифоль.

Где ещё используется канифоль

Целесообразно будет заметить, что канифоль получила применение не только в качестве паяльного флюса. Этот материал природного происхождения широко применяется для изготовления всевозможных лакокрасочных веществ, в качестве добавок в пластмассы и другие материалы.

Канифоль используется для натирания смычков музыкальных инструментов, также ею натирают и обувь балерин. Порошковую канифоль используют в качестве добавки в лак, чтобы увеличить его текучесть. В общем, сосновая канифоль широко используется на сегодняшний день в самых различных областях.

Кроме того, нельзя не упомянуть и о том, что канифоль является отличным диэлектриком, то есть, она не проводит электричество. Все это послужило огромным плюсом при использовании канифоли для изготовления изоляций и печатных плат. Именно по этой причине, канифоль широко используется в радиолюбительском деле.

Как получают канифоль

Основной источник получения вещества – природные смолы хвойных деревьев, в которых содержится около одной трети летучих веществ (скипидара и прочих). После их выпаривания образуется твёрдый остаток, который и представляет собой сосновую канифоль, которую также называют гарпиусом. Также иногда встречается канифоль, сделанная из еловой, пихтовой или кедровой смолы. Такой тип канифоли называется живичным. Технологию её производства можно воспроизвести даже в кустарных условиях.

Сбор смол – процесс трудоёмкий, поэтому рациональнее добывать канифоль прямо из древесной массы. В этом случае опилки хвойных деревьев обрабатывают растворителем, вытягивающим сырье для дальнейшей очистки и выпаривания. В этом случае конечный продукт имеет более темный цвет, но на качестве это не сказывается. Такая канифоль называется экстракционной. Она дешевле живичной, но в её состав попадают дополнительные вещества из древесной массы и растворителей. На качество пайки это практически не влияет, но для других областей использования канифоли может оказаться важным.

Также канифоль получают путем перегонки талового масла, побочного продукта производства целлюлозы. В результате получается таловая канифоль, она стоит дороже обычной. К тому же этот продукт и его пары имеют резкий, неприятный запах. К плюсам такой канифоли относят более низкую температуру размягчения.

Получение методом выпаривания

В необработанном виде сок хвойных деревьев перенасыщен влагой, скипидаром и различными примесями. Смола нагревается до температуры воды и постепенно превращается в те самые хрупкие кристаллы. В отдельных ситуациях такой полуфабрикат подвергается дополнительной химической очистке.

Получение методом экстракции

Иногда вытягивать смолы из древесины нерационально. В этом случае канифоль получают напрямую из древесины. Для этого измельченный материал подвергают воздействию химических растворителей с различными свойствами.

Получение путем перегонки талого масла

В процессе изготовления целлюлозно-бумажной продукции остается множество лишних отходов, в том числе и талое масло. С целью максимальной рационализации производства его дополнительно используют для извлечения смол в процессе обработки хвойных пород.

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.

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.

1. 
   Нагревают паяльник до необходимой температуры.
2. На жале паяльника размещают немного легкоплавкого вещества, используемого в качестве припоя. Это может быть — олово, свинец, медь, сурьма, висмут, цинк, кадмий.
3. Опускают жало паяльника вместе с выбранным припоем в канифоль, чтобы набрать смоляное вещество. При этом нужно учесть что, при полном нагреве паяльника должен появиться лёгкий дымок.
4. Как можно быстрее — до испарения смолы — производят спайку необходимых деталей.

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.

1. 
   Используют самый обыкновенный этиловый спирт в качестве основы для флюса.
2. В спиртовой раствор добавляют порошок из канифоли. Взвесь хорошо перемешивают и оставляют до тех пор, пока канифоль полностью раствориться.
3. Спиртовой раствор колофонской смолы наносят с помощью кисточки на детали, которые будут соединять с помощью пайки.
4. Паяльник опускают в припой и вынимают, только когда жало паяльника будет полностью покрыто блестящей плёнкой.
5. Захватывают ещё немного расплавленного припоя и быстро переносят к местам будущей спайки.
6. Равномерно распределяют припой по всей поверхности — заслуживают места будущей спайки.
7. Таким же способом переносят необходимую массу припоя, требующуюся для прочного сцепления в местах спая.
8. После того как места спая остынут, их протирают с помощью влажной мягкой ткани и дают подсохнуть.
9. Обрабатывают получившийся спай при помощи напильника. Вместо него можно использовать мелкозернистую наждачную бумагу.
10. Протирают поверхность сухой тряпкой.

С помощь указанных методов производится пайка деталей с использование канифоли.

Изготовление в домашних условиях

Канифоль можно изготовить самостоятельно. Подходит смола всех хвойных деревьев, но лучше брать сосновую. Можно прогуляться по хвойному лесу, прихватив с собой емкость для смолы, скребок, ложку или нож.

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.

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.

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.

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.

Преимущества использования канифоли

К явным плюсам использования этого вещества при пайке можно отнести следующее.

1. Канифоль является диэлектриком и обладает прекрасными изоляционными свойствами.
2. Её можно легко приобрести. Канифоль — доступный материал, продающийся в любом магазине, имеющем хозяйственный отдел.
3. Бюджетная цена по сравнению с другими материалами, использующимися в качестве флюса при пайке.
4. Возможность осуществлять пайку при её помощи даже при низкой температуре воздуха.
5. Её можно использовать и при работе в домашней мастерской, и в промышленных масштабах.
6. Канифоль не подвергается воздействию влаги, так как она не растворяется в воде.
7. Обладает относительно большим сроком хранения.
8. Обезжиривает детали и убирает с них оксидные плёнки.
9. Канифоль может быть использована без дополнительной защиты.
10. Этот материал не токсичен и может быть использован без применения средств дополнительной защиты.

Недостатки

К минусам при использовании канифоли можно отнести:

1. Довольно низкую активность вещества. Благодаря этому свойству спайка с её использование может не получиться сразу. Процесс использования канифоли требует определённых навыков и опыта. В дальнейшем обработку деталей с её помощью можно осуществлять намного быстрее.
2. Флюс на основе этого вещества способен не выделять пар при спаивании. Такая гигроскопичность может вызвать коррозию обрабатываемого при пайке металла.
3. Канифоль используют при обработке небольших деталей из простых металлов. Для обработки крупных частей и нержавейки используются флюсы из других материалов.
4. Канифоль — довольно хрупкий, легко крошащийся материал, который может быть разрушен при определённых механических нагрузках. Такое свойство этого вещества нужно обязательно учитывать при осуществлении перевозки. Канифоль нужно особенно тщательно упаковывать при транспортировке.

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.

Способы хранения канифоли

Хранить канифоль можно очень долго, это тот материал, который не портится. Тем не менее, канифоль боится высокой температуры, под воздействием которой она может легко расплавиться и потерять свою форму.

Поэтому идеальным местом хранения канифоли являются закрытые шкафы с постоянной температурой внутри. Таким образом, канифоль долго сохранит свои свойства и качества. Хранить канифоль можно в закрытых банках и других ёмкостях.

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:

• Чистота контактов для лужения перед пайкой должна быть обеспечена должным образом, это цена крепкой пайки. После чистки соединяемых поверхностей с помощью ножа, пройдитесь по ним наждачной бумагой. Цель – сделать металлические поверхности деталей более яркими, а, значит, очищенными от окислителей меди;
• Готовьте столько поверхности, сколько вам потребуется для пайки с канифолью. Если первый раз получилось залудить большую поверхность, чем требуется, переделайте, взяв новые проводки;
• Если не хватило припоя или флюса, оставьте пайку застывать. Когда вы пытаетесь растереть горячий состав по поверхности, вы нарушаете пайку, из-за чего возникнут трещины. Лучше дождаться полного остывания и паять оставшиеся поверхности, используя новый состав.

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.