Zapach rozgrzanej kalafonii jest znany wielu ludziom. Niewiele osób wie, że kalafonia jest używana do Cynowanie i lutowanie metali. Należy zrozumieć, jakie jest znaczenie tej substancji i jaką rolę odgrywa ona w procesie.
Spis treści
Dlaczego potrzebny jest topnik lutowniczy
Lutowanie wysokiej jakości nie jest możliwe bez strumienia. Bez topnika lut nie będzie "przylegał" do lutowanego metalu. Strumień ma następujące zadania
- Rozpuszczanie brudu i tlenków znajdujących się na powierzchni;
- Zapobiega utlenianiu się powierzchni po podgrzaniu przez lutownicę;
- Zmniejszenie napięcia powierzchniowego roztopionych kropel lutu.
Żywica kalafoniowa dość dobrze spełnia te zadania.
Podstawowe właściwości kalafonii
Kalafonia jest kruchą, bezpostaciową substancją o temperaturze mięknienia od +50 do +150 stopni - w zależności od składu i sposobu otrzymywania. Jedna z jego nazw pochodzi od starożytnego miasta Kolofon, gdzie wydobywano wysokiej jakości żywicę sosnową. Kalafonia ma barwę od jasnożółtej do ciemnobrązowej (czasem prawie czarnej) z czerwonawym odcieniem. Składa się on głównie z żywic, kwasów tłuszczowych i kilku innych substancji. Skład jest w pewnym stopniu podobny do składu bursztynu.
Kalafonia jest nierozpuszczalna w wodzie, ale rozpuszczalna w alkoholu etylowym, acetonie i innych rozpuszczalnikach organicznych.
Oprócz cech wymienionych powyżej, substancja posiada inne właściwości wymagane dla topników:
- Jest chemicznie obojętny dla lutów i metali lutowalnych oraz ma niską korozyjność;
- W stanie stopionym kalafonia ma dobrą sypkość i zwilżalność;
- Jego temperatura topnienia jest niska, w niektórych rodzajach substancji nie przekracza 70 stopni, co wystarcza do lutowania nawet stopem Rosé;
- Pozostałości topnika można łatwo usunąć za pomocą rozpuszczalników organicznych.
Do wad należy słaba aktywność. Kalafonia jest dobra do lutowania metali, które łatwo się łączą, takich jak miedź, mosiądz, brąz itp. Lutowanie stali, a tym bardziej aluminium, wymaga większej ilości substancji aktywnych. Do tego celu zazwyczaj stosuje się topniki na bazie kwasów nieorganicznych.
Kalafonia jest często stosowana nie tylko w postaci stałej, ale także w postaci płynnych roztworów alkoholowych lub gęstych żeli. Zalety tej konstrukcji są następujące:
- Mniejsze zużycie kalafonii (wystarczy niewielkie stężenie substancji czynnej bez obniżania wydajności);
- Zmniejszona produkcja dymu z tego samego powodu;
- Formuła płynna jest łatwiejsza do nakładania (np. za pomocą pędzla);
- łatwiej można dozować ilość topnika;
- Topnik w postaci cieczy wnika w małe szczeliny.
Ponadto jest on nakładany bezpośrednio na punkt lutowniczy, a topnik jest najpierw nanoszony za pomocą grotu lutownicy. W procesie przenoszenia topnika na lutowane miejsce część topnika wyparowuje lub zostaje spalona jeszcze przed rozpoczęciem procesu, co dodatkowo zwiększa zużycie i ilość dymu.
Do roztworu alkoholowego można również dodać inne dodatki w celu poprawy skuteczności topnika, np. glicerynę. Należy pamiętać, że substancja ta jest higroskopijna i łatwo wchłania wodę, stając się bardziej przewodnikiem elektrycznym, dlatego po lutowaniu z użyciem tego topnika konieczne jest dokładniejsze spłukanie pozostałości. Również gliceryna nasycona wilgocią może z czasem powodować korozję powierzchni styku.
Jak produkuje się kalafonię
Kalafonia jest otrzymywana głównie z naturalnych żywic z drzew iglastych. Zawierają one około jednej trzeciej składników lotnych (terpentyna i inne). Po ich odparowaniu powstaje stała pozostałość, którą jest kalafonia sosnowa, zwana też harpią. Czasami stosuje się również kalafonię wytwarzaną z żywicy świerkowej, jodłowej lub cedrowej. Ten rodzaj kalafonii nazywany jest oleożywicą. Technologia jego produkcji może być odtworzona nawet w warunkach rzemieślniczych.
Zbieranie żywicy jest procesem czasochłonnym, dlatego bardziej racjonalne jest pozyskiwanie kalafonii bezpośrednio z miazgi drzewnej. W tym przypadku trociny z drzew iglastych poddaje się działaniu rozpuszczalnika, który wyciąga surowiec do dalszego oczyszczania i odparowania. W tym przypadku produkt końcowy ma ciemniejszy kolor, ale nie ma to wpływu na jego jakość. Taką kalafonię nazywa się kalafonią ekstrakcyjną. Jest ona tańsza niż żywica kalafoniowa, ale zawiera dodatkowe substancje pochodzące z masy drzewnej i rozpuszczalniki. Nie ma to praktycznie żadnego wpływu na jakość lutowania, ale w przypadku innych zastosowań kalafonii może być istotne.
Kalafonię uzyskuje się również w procesie destylacji oleju talowego, produktu ubocznego powstającego przy produkcji celulozy. W rezultacie otrzymuje się kalafonię łojową, której cena jest wyższa niż zwykłej kalafonii. Ponadto produkt i jego opary mają ostry, nieprzyjemny zapach. Plusem jest to, że kalafonia ma niższą temperaturę mięknienia.
Inne zastosowania kalafonii
Substancja ta jest wykorzystywana nie tylko do lutowania. Sproszkowana kalafonia jest stosowana tam, gdzie konieczne jest zwiększenie tarcia, ale ścieranie jest niepożądane. Sproszkowana kalafonia jest powszechnie stosowana w połączeniu z innymi substancjami do nacierania smyczków strunowych instrumentów muzycznych i butów tancerzy baletowych. Rozdrobniona kalafonia jest stosowana w różnego rodzaju sprzęcie sportowym (w celu zmniejszenia prawdopodobieństwa poślizgnięcia się rąk) itp.
Jako środek chemiczny kalafonia jest stosowana w produkcji lakierów, farb, tworzyw sztucznych, gumy itp. Jego właściwości hydrofobowe są wykorzystywane do impregnacji papieru, a w przeszłości także konstrukcji drewnianych.
Rosin ma dobre właściwości właściwości dielektryczneale jego właściwości mechaniczne (kruchość, podatność na działanie czynników zewnętrznych) nie pozwalają na zastosowanie go w inżynierii jako samodzielnego dielektryka. Wchodzi w skład różnych związków dielektrycznych.
Czy kalafonia jest szkodliwa?
Zaletą kalafonii jest jej względna nieszkodliwość. Nie zawiera żadnych substancji toksycznych. Jednak po przegrzaniu przez lutownicę nietoksyczna żywica może rozpadać się na bardziej szkodliwe składniki (niektóre kwasy, pinolinę itp.). Substancje te są również w niewielkim stopniu toksyczne, ale przy długotrwałym wdychaniu mogą powodować reakcje alergiczne, podrażnienie błon śluzowych itp.
Syntetyczna kalafonia jest pod tym względem mniej szkodliwa, ponieważ nie zawiera kwasu abietynowego, ale takie preparaty są drogie. Długotrwałe wdychanie cząsteczek kalafonii jest również szkodliwe - może prowadzić do astmy. Dlatego praca z kalafonią w warunkach produkcyjnych jest niemożliwa bez okapu wyciągowego i indywidualnego sprzętu ochrony dróg oddechowych.
W warunkach domowych trudno sobie wyobrazić rzemieślnika noszącego aparat oddechowy, ale ilość wytwarzanych w takiej sytuacji oparów jest również niewielka. Jest mało prawdopodobne, że sporadyczne, okazjonalne stosowanie kalafonii w domu spowoduje zauważalne szkody, jednak praca w wentylowanym pomieszczeniu jest wysoce pożądana.
Ważne! Wszystkie powyższe zasady dotyczą czystej kalafonii. W topnikach przemysłowych na jego bazie (np. seria LTI) dodaje się inne składniki, które sprawiają, że kompozycja jest bardziej aktywna, ale też bardziej szkodliwa. Podczas pracy z nimi należy zachować poważne środki ostrożności.
W ostatnich dziesięcioleciach przemysł chemiczny dokonał ogromnego skoku naprzód. Nikt już nie potrzebuje naturalnej gumy, wiele naturalnych barwników zastąpiono sztucznymi. Jednak kalafonia będzie nadal używana, tak jak setki lat temu. Niedroga i skuteczna alternatywa nie została jeszcze opracowana.
Powiązane artykuły:
