Знания о том, как правильно паять, нужны не только радиолюбителям и специалистам по монтажу электроаппаратуры. Каждому домашнему мастеру приходится сталкиваться с необходимостью пайки при ремонте электробытовых приборов.
Подготовка паяльника к работе
Перед тем как паять паяльником, следует правильно подготовить его к работе. В быту чаще всего используют электрический паяльник с медным жалом, которое при хранении и эксплуатации постепенно покрывается слоем окиси и подвергается механическим повреждениям. Для получения паяного соединения хорошего качества подготовку паяльника к работе проводят в такой последовательности:
- Напильником с мелкой насечкой зачищают рабочую часть жала на длину 1 см от кромки. После зачистки инструмент должен приобрести красноватый цвет, свойственный меди, и металлический блеск. Во время зачистки жалу придают клиновидную, скошенную, конусовидную форму, чтобы спаивать, что нужно мастеру.
- Паяльник включить в сеть и разогреть до рабочей температуры.
- Жало необходимо залудить, покрыть тонким слоем олова – того же припоя, чем паять соединяемые проводники. Для этого кончик инструмента погружают в канифоль, а затем проводят по нему кусочком припоя. Не стоит применять для лужения паяльника пруток из припоя с канифолью внутри. Чтобы равномерно распределить припой, рабочие грани потереть о металлическую поверхность.
При работе полуда будет обгорать и стираться, поэтому паяльник придется очищать и лудить в процессе пайки несколько раз. Очистить жало можно о кусочек наждачной шкурки.
Если мастер будет пользоваться инструментом с никелированным необгораемым стержнем, чистить его придется специальной губкой или влажной тканью. Лудят такое жало в расплаве канифоли, проводя по нему куском припоя.
Паянию можно научиться только в процессе работы, но перед этим желательно ознакомиться с основными операциями.
Обработка флюсом или лужение
Традиционный и самый доступный флюс – канифоль. При желании можно паять с твердым веществом или его спиртовым раствором (СКФ, Канифоль-гель и т. п.), а также флюсом ТАГС.
Ножки радиодеталей или чипов покрывают полудой на заводе. Но для избавления от окислов можно перед монтажом залудить их заново, смазав жидким флюсом и покрыв равномерным слоем расплавленного припоя.
Медную проволоку перед обработкой флюсом или лужением зачищают мелкой наждачной шкуркой. При этом снимаются слой окиси или эмалевая изоляция. Жидкий флюс наносят кисточкой, а затем прогревают место спайки паяльником и покрывают его тонким слоем олова. Лужение в твердой канифоли производят так:
- кусочек вещества расплавить на подставке и прогреть в нем проводник;
- подать пруток припоя и равномерно распределить расплавленный металл по проволоке.
Правильно паять массивные медные, бронзовые или стальные детали нужно с использованием активных флюсов, которые содержат кислоты (Ф-34А, Глицерин-гидразин и пр.). Они помогут создать равномерный слой полуды и крепко соединить части крупных предметов. На обширные поверхности олово наносят паяльником, равномерно размазывая по ним припой. После работы с активным флюсом следует нейтрализовать остатки кислоты щелочным раствором (например, содовым).
Разогрев и выбор температуры
Начинающим трудно определить, при какой температуре инструмента можно начинать работать. Выбирать степень нагрева следует в зависимости от вида материала:
- пайка микросхем требует разогрева не выше, чем до +250°С, иначе детали могут быть повреждены;
- крупные отдельные радиодетали могут выдержать нагрев до +300°С;
- лужение и соединение медной проволоки может происходить при +400°С или немного ниже;
- массивные детали можно греть на максимальной мощности паяльника (около +400°С).
Многие модели инструментов имеют терморегулятор, и определить степень разогрева легко. Но при отсутствии датчика стоит иметь в виду, что бытовой паяльник удастся разогреть максимально до +350… +400°С. Работу с инструментом можно начинать, если канифоль и припой плавятся в течение 1-2 секунд. Большинство припоев марки ПОС имеет температуру плавления около +250°С.
Даже у опытного мастера не получится правильно паять паяльником, который недостаточно нагрет. При слабом нагреве структура припоя после застывания становится губчатой или гранулированной. Пайка не имеет достаточной прочности и не обеспечивает хороший контакт деталей, а такая работа считается браком.
Работа с припоем
При достаточном нагреве расплавленный припой должен стать текучим. При мелких работах можно взять на жало инструмента каплю сплава и перенести ее на соединяемые детали. Но удобнее пользоваться тонкой проволокой (прутком) разного сечения. Часто внутри проволоки содержится слой канифоли, который помогает правильно паять паяльником без отвлечения от процесса.
При таком способе горячим инструментом прогревается поверхность соединяемых проводников или деталей. Конец прутка припоя подводят к жалу и немного (на 1-3 мм) просовывают под него. Металл моментально плавится, после чего остаток прутка убирают, а припой греют паяльником, пока он не приобретет яркий блеск.
При работе с радиодеталями нужно учитывать, что нагрев для них опасен. Все операции выполняют в течение 1-2 секунд.
Во время пайки соединений одножильных проводов большого сечения можно использовать толстый пруток. При достаточном нагреве инструмента он тоже плавится быстро, но распределять его по спаиваемым поверхностям можно медленнее, стараясь заполнить все выемки скрутки.
Способ соединения металлических изделий и заготовок в одно целое с помощью паяльника и припоя известен человечеству очень давно. Очевидно, первыми начали применять такой способ кузнецы — ювелиры (Goldsmith), поскольку способ кузнечной сварки не подходил для их тонких и изящных изделий. Позже технологию стали применять для ремонта металлической посуды, а с освоением электричества она надолго стала основным способом соединения проводников и электрокомпонентов. Научиться, как правильно паять электропаяльником, не очень сложно. Потребуются внимательность, аккуратность и терпение.
Что такое пайка
С точки зрения технологии, спаиванием называют операцию неразъемного соединения деталей из различных материалов, выполняемую с помощью легкоплавкого металла или сплава. Припой в расплавленном виде вводится между двух остающихся в твердом фазовом состоянии изделий, затекает в их мельчайшие поры и, застывая, прочно соединяет их.
Люди начали паять паяльником, нагревая его на открытом огне. Такая работа требовала большого навыка и даже определенного мастерства, чтобы научиться паять, у ученика уходили годы. В начале XX века появились электрические паяльники, поддерживающие постоянную температуру жала, и с тех пор освоить основы пайки по плечу любому за несколько часов. Пайка паяльником утратила тайны ремесла и превратилась в обычный навык домашнего мастера. Тем не менее, электропаяльник паяет не сам, и необходимо соблюдать определенные правила пайки.
Технология пайки паяльником
Профессионалы, занимающиеся паяльными работами весь рабочий день, применяют паяльные станции — достаточно сложный агрегат, позволяющий тонко настраивать режимы процесса. Домашний мастер обходится парой электропаяльников разной мощности.
Технологический процесс состоит из следующих основных операций:
- Подготовка поверхностей.
- Обработка поверхностей флюсом или лужение.
- Нагрев соединяемых предметов.
- Внесение припоя в рабочую зону.
- Прекращение нагрева и затвердевание.
- Проверка качества соединения.
Перечень операций выглядит коротким и простым, но в каждой из них скрываются свои подводные камни.
Чтобы научиться паять, необходимо три вещи:
- Терпение.
- Терпение.
- Терпение.
Кроме того, для того, чтобы правильно паять, требуется
- Правильно оборудованное рабочее место.
- Качественный и исправный электропаяльник.
- Правильно выбрать подходящие к спаиваемым материалам паяльную проволоку и флюс.
- Правильно и тщательно подготовить поверхности.
Пайка для начинающих лучше получится, если взять для освоения относительно несложное задание, и обязательно на учебном материале. Не нужно осваивать процесс, пытаясь починить пылесос или материнскую плату компьютера — возьмите отрезки проводков и потренируйтесь на них.
Подготовка паяльника к работе
При первом включении нового электропаяльника с его поверхности идет дымок, и появляется характерный запах. Это сгорает тонкий слой смазки, нанесенный на кожух электронагревателя на производстве. Когда смазка выгорит, нужно выключить устройство и дождаться его остывания.
Заточка жала
Жало — это стержень из медного сплава, имеющий форму сильно вытянутого цилиндра. Требуется придать концу жала одну из используемых при паяльных работах форм.
- Сплющенная в виде лопатки. Применяется, чтобы паять массивные заготовки мощными электропаяльниками.
- Заточенная на острый конус или четырехгранную пирамиду. Используется при работе с тонкими проводниками и электронными компонентами.
- Тупой конус подходит для более толстых жил.
Заточка лопаткой позволяет одним жалом паять и тонкие, и более толстые провода и изделия, поворачивая его нужной стороной.
Лужение паяльника
Перед началом работы с паяльником на жало требуется нанести тонкий слой оловянного сплава (залудить). Применяется два основных способа:
- Разогретым жалом прикасаются к канифоли, расплавляют кусочек паяльной проволоки и деревянным шпателем втирают его в поверхность кончика жала.
- Разогретое жало трут о тряпку, пропитанную раствором хлористого цинка, далее действуют так же, как и в первом способе.
После того, как кончик жала покрылся слоем олова, подготовка паяльника к работе завершена.
Какие существуют виды паяльников
За тысячелетия совершенствования технологии люди разработали несколько видов устройств, причем большинство из них — за последнее столетие.
Молотковый
Это традиционный, проверенный временем вид — заостренная с одной стороны медная болванка, которую нагревали на углях или в пламени костра.
Работа требует отличной координации движений и чувства времени — остывает такое устройство довольно быстро.
Электропаяльник
Это тот самый прибор, который используют большинство домашних мастеров. За столетие изменился лишь материал ручки и изоляция сетевого шнура. Конструкция оптимальна для мощности 25-250 ватт. По цене конкурентов не имеет.
Керамический
Вместо нагревателя из нихрома применяется элемент из специальной электрокерамики. Такой прибор очень быстро нагревается и позволяет регулировать температуру нагрева.
Их делают маломощными и применяют на производствах.
Импульсный
Жало включается в цепь вторичной обмотки трансформатора, намотанной толстым проводом в несколько витков. В этой цени низкое напряжение, но очень сильный ток. Он разогревает жало за долю секунды. Нагревается жало не постоянно, а только в момент пайки, для чего на рукоятке имеется кнопка включения. Температура не регулируется, но для домашнего применения они удобны и экономичны.
Индукционные
В таких устройствах разогрев сердечника происходит с использованием явления высокочастотной индукции. Отличаются стабильностью рабочей температуры.
Газовые
Сзади жала расположена миниатюрная газовая горелка, а в рукоятке — баллончик с газом. Позволяет работать без электричества, может работать с высокотемпературными припоями, после снятия жала превращается в универсальную газовую горелку.
Отличается повышенной пожароопасностью.
Выбор мощности
Выбор мощности зависит от тех объектов, которые собираются спаивать:
- Тонкие проводки и электронные компоненты: 25-40 ватт.
- Проводники и детали толщиной до одного миллиметра: 40-80 ватт.
- Изделия толщиной до 2 мм: не менее 100 ватт.
Домашний мастер обычно покупает два электропаяльника:25-40 ватт для тонких работ и 60-100 ватт — для средних. Пайку кабелей и сосудов лучше поручить профессионалу, имеющему соответствующее оборудование и навыки.
Подготовка к пайке
Перед тем, как начать паяльные работы, следует подготовить спаиваемые поверхности. С кабелей удаляют изоляцию, с контактных площадок — загрязнения и лаковое покрытие, если оно имеется.
- Механический — зачистка «бархатным» надфилем или мелкозернистой наждачной бумагой.
- Химический — обработка лака слабым раствором кислоты.
- Комбинированный.
Если требуется паять паяльником приводок или вывод электронного компонента к площадке на печатной плате, очистку проводят крайне осторожно, чтобы не повредить соседние участки. Правильно паять — это значит, прежде всего, тщательно готовиться к операции.
Обработка флюсом или лужение
Чтобы компоненты были правильно и надежно спаяны, а соединение обладало минимальным сопротивлением электрическому току, необходимо добиться полного разрушения оксидных пленок на поверхности. Для этого служат две операции: лужение и обработка флюсом.
Лужение
Чтобы залудить провод, понадобится:
- Канифоль.
- Кусочек паяльной проволоки.
- Прогретый электропаяльник.
Конец проводка прижимается жалом к канифоли и во время прогрева проворачивается несколько раз. До образования лужицы расплавленной канифоли.
На жало следует набрать немного припоя, проводок вынимают из канифоли и проводят по нему жалом. Он покрывается тонким слоем олова.
Обработка флюсом
Операция требует меньшей ловкости — нужно всего лишь смазать кончик проводка флюсом с помощью кисточки или загнутой в петельку проволочки. Однако достаточно важно правильно выбрать флюс. Для разных материалов рекомендованы свои составы флюса:
- Для спайки меди и алюминия применяют ЛТИ-120 на основе буры.
- Для меди с медью - ПОС-60, ПОС-50, ПОС-40.
- Для алюминия с алюминием — Ц12, П-250А, ЦА-15.
Флюсы на основе кислоты нельзя применять для работы с печатными платами. Для этого подойдут флюсы на основе воды или спирта.
Разогрев и выбор температуры
Для достижения оптимального режима температура соединяемых элементов должна быть на 60 -80 ⁰C выше температуры плавления припоя, а температура жала должна быть еще на 10-20 ⁰C выше.
На профессиональной паяльной станции выставляют температуру жала на 70-110 ⁰C больше температуры плавления. На обычном устройстве датчика температуры нет, поэтому пользуются следующим способом: при погружении жала в канифоль она должна бурно кипеть, с шипением и появлением характерного смолистого запаха, но не должна дымить и трещать — это означает, что жало перегрето.
Внесение припоя
В разогретую до требуемой температуры рабочую зону припой вносят двумя методами:
- В жидком виде, на кончике жала, применяется при соединении небольших элементов. Для этого касаются проволоки жалом, кусочек проволоки плавится и под действием сил поверхностного натяжения перетекает на жало, покрывая его тонким слоем. Капля при этом с жала свисать не должна.
- В твердом виде, поднося проволоку к рабочей зоне. Применяется при работе с крупными деталями.
Важно следить за тем, чтобы не образовывались капли припоя — их надо сразу убирать
Какие существуют припои
В промышленности разработаны и применяются десятки различных марок для различных комбинаций спаиваемых материалов и различных методов спаивания. Правильно выбрать марку из этого разнообразия не так просто, для этого нужны систематические знания по материаловедению В домашней мастерской из всего этого многообразия можно вполне обойтись сплавами группы ПОС ХХ (оловянно-свинцовыми). Две цифры после названия обозначают процентное содержание олова в сплаве.
Для ответственных спаек — печатные платы и электронные компоненты — применяют ПОС-60, для менее важных можно обойтись ПОС-30 .Для спайки алюминия правильно применять составы марки Авиа.
Чтобы правильно и надолго припаять детали, следуйте нескольким советам:
- Тщательно готовьте поверхности.
- Правильно прогревайте рабочую зону, не допуская как недостаточного прогрева, так и перегрева.
- Не допускайте недостатка или излишка припоя в рабочей зоне. Его ровный слой должен полностью покрывать провода и контакты, но не должны образовываться капли и потеки.
- Правильно компонуйте рабочее место. Избегайте захламленности. Все должно быть под рукой.
- Придерживайте провода и выводы деталей пинцетом во избежание ожогов.
Как научиться паять паяльником
В качестве учебного задания прекрасно подойдет тренировка на обрезках проводов. Начать лучше с одножильных. Просто возьмите два проводка, и попробуйте их спаять. Когда удастся правильно спаять одножильные проводки (они перестанут отваливаться друг от друга), можно перейти на многожильные.
Признаки того, что вы научились паять правильно и у вас получилась качественное соединение:
- Поверхность затвердевшего припоя серебристая, с отблеском.
- Нет капель и потеков.
- Соединение прочное (не рвется руками).
- Изоляция не оплавлена.
После завершения пайки
В том случае, когда концы проводов и контактную площадку подвергали обработке флюсом, по окончании операции его остатки необходимо удалить.
Ветошь или губку следует смочить в мыльном растворе и протереть место соединения. Далее его надо просушить сухой ветошью либо феном.
Другие виды пайки
Сухая пайка паяльным карандашом, применяется в тех случаях, когда растекание припоя из рабочей зоны нежелательно — при изготовлении украшений и предметов художественного творчества. Жало берут бронзовое и лужению его не подвергают.
Скрученные жилы большого сечения пропаивают погружением в чашку, заполненную расплавившимся припоем, или футорку. Футорка имеет электроподогрев, на поверхности находится слой кипящего флюса, через который проходят концы жил при окунании.
Для медных изделий большой массы, таких, как трубы, применяют пайку в пламени горелки. Высокая температура факела удаляет окисный слой.
Вначале проводят лужение тугоплавким припоем, после чего детали можно спаивать низкотемпературными составами.
Как паять алюминий
Пайка алюминия возможна с применением специального флюса Ф-61А и сплавами марки Авиа. Для операции применяют специальное жало из бронзы, покрытое скрещивающимися насечками, напоминающими рисунок напильника. Этими насечками соскребают оксидную пленку, мгновенно образующуюся на поверхности любого алюминиевого изделия.
В тех случаях, когда необходимо создать только электрический контакт, а в прочном соединении нужды нет, применяют способ с предварительным омеднением. Для этого в рабочую область добавляют щепотку порошкообразного медного купороса и растирают его жесткой щеточкой. После появления медного пятна на алюминиевой поверхности ее залуживают и паяют.
Мелкая пайка
При впаивании в печатную плату мелких деталей, таких, как электронные компоненты, нужно избегать двух ошибок:
- Перегрев. Он может привести к выходу их строя деталей и к отслоению проводящих дорожек.
- Избыток припоя. Остаточного тепла, содержащегося в его крупной капле, может хватить на то, чтобы вывести из строя транзистор или микросхему. Массы капли также бывает достаточно для того, чтобы в условиях вибрации или сильного удара оторвать дорожку.
По окончании пропаивания печатную плату следует покрыть специальным лаком, предохраняющим места соединений, детали и проводящие дорожки от влажности и коррозии.
ИМС и чипы
Интегральная микросхема, или чип, обладает особо тонким внутренним устройством и чрезвычайной чувствительностью к перегреву. Паять их необходимо с особой осторожностью, тщательно обеспечивая отвод тепла. Микросхемы в корпусах стандарта DIP, выводы на которых идут через 2,51 миллиметра, паяют маломощными устройствами. Выводы у таких микросхем залужены еще на заводе, поэтому для соединения достаточно короткого и точного прикосновения жала с минимумом состава ПОС 61, в качестве флюса берут спиртоканифоль или состав ТАГС.
Большие чипы, например, процессоры в персональных компьютерах, вообще не паяют, а вставляют в специальные гнезда, припаянные к материнской плате. Самостоятельно правильно припаять процессор смартфона также очень маловероятно, даже если у вас есть паяльная станция.
Микросхемы выпайка
По техническим условиям производителей, микросхемы после выпайки из платы не подлежат дальнейшему использованию — слишком высок риск перегрева. Однако народные умельцы ухитряются выпаивать микросхемы, прикладывая проволоку из нихрома к выпаиваемым ножкам для обеспечения теплоотвода. Но вероятность необратимого повреждения микросхемы все равно остается весьма высокой.
Заземление паяльника
Для работы с высокочувствительными электронными компонентами, которые могут быть выведены из строя зарядом статического электричества, следует использовать низковольтные электропаяльники. Их заземляют по специальной схеме, с применением понижающего трансформатора. Использование импульсных приборов недопустимо.
Кроме того, мастер должен надеть на запястье заземляющий браслет, подключенный гибким кабелем к массе печатной платы.
Меры безопасности при пайке
Паять правильно- это значит, в том числе, и паять безопасно.
Два основных фактора опасности при паяльных работах — это высокая температура и вредные для здоровья газы, выделяющиеся при плавлении паяльной прволокия и кипении флюса.
Исходя из этого, меры безопасности должны быть следующими:
- Перед началом работы следует осмотреть оборудование на предмет отсутствия механических повреждений, целостности кабеля питания и вилки, надежности крепления жала.
- Рабочее место должно хорошо вентилироваться, лучше всего — быть оборудованным вытяжной вентиляцией.
- Рабочее место недопустимо захламлять, в рабочей зоне должны быть только те предметы, которые будут паяться прямо сейчас.
- Каждый раз, выпуская электропаяльник из рук, кладите его на специальную массивную подставку, исключающую опрокидывание.
- Следует остерегаться брызг припоя и флюса, для чего надо обязательно использовать защитные очки или прозрачный щиток.
- Для фиксации деталей следует применять только инвентарные приспособления: пинцеты, зажимы, устройство «третья рука».
Недопустимо придавливать спаиваемые предметы локтем, кистью, корпусом прибора или другими тяжелыми предметами.
В случае, если брызги попали на кожу, необходимо промыть пораженное место струей холодной чистой воды и нанести антисептическую заживляющую мазь. При попадании брызг в глаза или на другие слизистые оболочки, а также в случае сильных ожогов следует немедленно обратиться к врачу.
При работе следует соблюдать и общие меры электробезопасности, а при использовании газовой паяльной горелки — дополнительные меры пожарной безопасности.
Пайкой называется способ создания неразъемного соединения посредством введения в зону контакта расплавленного материала с температурой плавления ниже, чем у материалов соединяемых деталей. О том, как правильно паять паяльником, можно узнать, освоив технологию на практике.
Назначение прибора
Паяльник электрический выпускается с напряжением питания от 12 до 220в. Маломощную конструкцию сложно изготовить под большое напряжение, так как для этого требуется много слоев тонкого провода, что приводит к увеличению габаритов. Кроме того, его выбирают, исходя из условий безопасности работы.
Мощность паяльника удобно подобрать с помощью простой таблицы:
Оптимальную температуру жала поддерживают вручную или автоматически. Для этого применяют тиристорные регуляторы.
Для увеличения срока службы конец паяльника можно отковать. При этом медь будет меньше растворяться в припое. Перед тем как пользоваться паяльником, жалу придают напильником определенную форму. Наиболее распространенными являются угловая и на срез. Ножевидную форму придают концу, чтобы одновременно выпаивать несколько контактов микросхемы или выводов разъема.
Инструменты
Перед тем как правильно паять паяльником, рабочий участок следует снабдить необходимыми инструментами:
- Подставка . Разогретый прибор располагается на подставке. Она также служит для размещения флюса и является площадкой для работы с проводами. К ней дополнительно прикрепляют «крокодил» с кусочком поролона для чистки жала.
- Штатив . В него входят зажимы («крокодилы»), которые можно перемещать по высоте и поворачивать, ванночка с канифолью, держатель для паяльника.
- Набор инструментов . Он нужен для поддерживания деталей, придания проводам заданных форм, зачистки поверхностей пайки. В число таких инструментов входят пинцеты, пассатижи, кусачки, круглогубцы, напильники, нож, наждачная бумага.
Секреты пайки
Как пользоваться паяльником?
С поверхностей деталей удаляются посторонние вещества посредством зачистки наждачной бумагой и обезжиривания ацетоном или бензином.
Жало очищается от окислов и гари напильником, бруском или наждачной бумагой.
Паяльник нагревается, его конец покрывается канифолью, а затем залуживается. Для этого припой на жале растирается деревянным бруском. Вся рабочая поверхность должна приобрести характерный серебристый цвет.
Нагревается припой. Его небольшая часть в виде капли наносится на место соединения и разравнивается. Если это необходимо, он добавляется до нужного количества, пока не закроет место контакта. Участок соединения прогревается. Как правильно паять провода? Соприкосновение жала с проводником должно быть по максимально большой площади, а не кончиком, как это делают неопытные монтажники. При этом канифоль должна еще оставаться на капле припоя, чтобы не началось его окисление. Процесс пайки производится в один прием. Если несколько раз отводить и снова прижимать жало к детали, припой станет серым из-за окисления, поскольку канифоль испаряется раньше. В процессе остывания детали должны быть неподвижными. При смещении проводов, когда припой еще не застыл, в нем образуются микротрещины, ухудшающие прочность соединения и создающие дополнительное электрическое сопротивление.
Остатки канифоли удаляются кисточкой, смоченной спиртом.
Пайка проводов
Разберемся, как правильно паять паяльником провода. Прежде всего их концы, предназначенные для соединения, освобождаются от изоляции. Соединяемые провода важно качественно прогреть. Для этого размеры жала должны соответствовать габаритам деталей. Если паяльник слишком большой, то в процессе работы будут повреждены соседние элементы. При его малых размерах пайка окажется ненадежной, поскольку детали трудно прогреть.
Подготовка провода заключается в удалении с его конца изоляции. Ее снимают ножом или кусачками. Многожильный провод следует скрутить, чтобы не торчали отдельные части, и залудить. Для этого он опускается в ванночку с канифолью, паяльником берется капля припоя и проводится несколько раз по медным жилам. В процессе лужения провод нужно прогревать и поворачивать, чтобы покрытие было со всех сторон. Для подготовки к дальнейшей работе залуженный конец окунают в расплавленную канифоль и производят таким образом «лакировку». Ее излишки можно будет потом легко удалить рукой.
Припой является слабым сплавом и ломается от небольших нагрузок. Соединяемые провода предварительно зачищают и скручивают. Для этого они должны иметь общую ось. Их центры следует совместить, после чего один провод скручивается вдоль длины другого. Аналогичная операция проделывается со вторым концом. На место соединения наносится расплав канифоли, а затем — припой. Скрутку следует прогреть 2-3 сек.
При недостаточном количестве припой надо добавить, чтобы покрытие было равномерным и блестело. Многим непонятно, почему соединение не прогревается даже с мощным прибором. Как должна производиться пайка паяльником в этом случае? Дело в том, что тепло распространяется снизу вверх. Поэтому скрутку необходимо подогревать снизу. При перегреве припой растекается, а когда тепла недостаточно, покрытие получается рыхлым.
Одножильные провода зачищают до блеска и окунают в канифоль. Затем их соединяют, прогревают 3-5 сек. и наносят припой. На оголенный провод надевают термоусадочную трубку большего диаметра, который уменьшается от повышенной температуры, после чего образуется надежная изоляция. Если спайка быстро остывает, для подогрева используют зажигалку. Освоив, как правильно паять провода, можно приступить к более сложным операциям.
Скручивать вместе медный и алюминиевый провода недопустимо из-за тепловыделения в переходном сопротивлении контакта. Их фиксацию производят через промежуточный элемент, которым может быть болтовое соединение с разделением шайбами, клеммный зажим, прослойка другого металла. Припой для пайки алюминия на основе олова подходит также к медному проводу и может быть для них надежным промежуточным слоем.
Пайка радиодеталей
Спайку с радиоэлементом производят скруткой или внахлест, применяя теплоотвод, например, пинцетом. Нагрев многих деталей электросхем не должен превышать 70 ºС при продолжительности более 3 сек.
На печатной плате место монтажа по периметру отверстия покрывается слоем припоя. Затем в него вставляется залуженный и покрытый канифолью конец проводника. Его прогревают и смачивают добавленной каплей припоя. Жало должно касаться вывода и дорожки платы одновременно. Излишки припоя легко удаляются медной оплеткой. Работа выполнена качественно, когда все точки пайки похожи друг на друга. Выводы радиоэлементов загибают и вставляют в отверстия платы. Концы с обратной стороны немного отгибают, чтобы деталь не выпадала.
Паяльник нельзя долгое время держать сухим в нагретом состоянии. Он покрывается слоем окислов, и жало снова придется зачищать и лудить. На конце постоянно должен быть слой расплавленной канифоли, а в длительные промежутки между работой паяльник следует отключать. Также с него периодически удаляется губкой старый припой.
Элементы плат различного оборудования могут выйти из строя под действием статического электричества. Для предотвращения его возникновения корпус паяльника следует заземлить.
Работа с микросхемами
Рассмотрим, как правильно паять микросхемы. Процесс имеет некоторые особенности. Микросхемы не выдерживают перегрева. В местах соединения не должно быть излишков припоя. Для этого применяют паяльник для микросхем с регулированием температуры нагрева.
Одновременный нагрев контактов производят с применением фена с насадками. Участок на плате необходимо очистить. Для этого подходит ацетон или универсальный растворитель лаков. Затем включается фен, и его температура устанавливается на уровне 330-370 ºС. При минимальной скорости обдува чип разогревается и сразу удаляется пинцетом после оплавления контактов. Затем зона спайки смазывается флюсом, а на место неисправной устанавливается новая микросхема. При нагреве феном она немного проседает от расплавления контактов, что является сигналом о конце операции. Место пайки протирается ацетоном, чтобы удалить остатки флюса. Достаточно мощные контакты можно дополнительно прогреть паяльником.
Когда будет освоена простая можно переходить на сложные соединения, например, разнородные металлы с использованием газового, печного или импульсного подогрева.
Пайка алюминия
Трудности пайки алюминия связаны с его низкой температурой плавления (660 ºС) и прочной оксидной пленкой. Детали нагревают в печи или газопламенной горелкой. Их подготовка заключается в удалении жиров растворителем и в механической зачистке наждачной бумагой, абразивным кругом или щеткой из нержавейки. При этом окисная пленка образуется вновь, но ее толщина значительно меньше предыдущей. Затем на место соединения наносится флюс и производится его подогрев до температуры расплавления припоя. Электродным стержнем прикасаются к месту стыка, пока он не начнет плавиться.
Припой для пайки алюминия при температуре 150-400 ºС может быть на основе цинка, олова, кадмия (легкоплавкий). Он слабо сопротивляется коррозии и требует дополнительных покрытий. Тугоплавкие припои, такие, как силумин (590-600 ºС), 34А (530-550 ºС) и другие, более надежны и используются чаще. Сплавы алюминия имеют меньшую температуру плавления. Их паяют с печным подогревом, который точнее регулируется.
Заключение
Как правильно паять паяльником провода и микросхемы? Ответ на этот вопрос подразумевает, прежде всего, тщательную подготовку инструмента и деталей. В процессе создания неразъемного соединения слой расплавленного припоя всегда должен быть защищен флюсом. Для каждой операции подбирается паяльник соответствующей мощности и формы рабочей поверхности жала. При правильном соединении деталей и выдерживании температурного режима пайка получается надежной и долго служит.
Любой радиолюбитель или домашний мастер, который увлекается радиоконструированием, ремонтом электроприборов и другими видами деятельности, связанными с электрическим и электронными приборами, должен уметь паять. О том, как паять паяльником с канифолью, можно прочитать во многих руководствах. Но очень важно иметь не только теоретические знания, но и практические навыки, опыт работы. Рассмотрим основные требования и этапы обучения паяльным работам. Что необходимо знать каждому радиолюбителю?
Для начинающего радиолюбителя очень важно знать основы работы с паяльником.
Паяльный набор радиолюбителя
У каждого любителя поработать с радиоэлектронными приборами должен быть минимальный набор инструментов. Сюда входят плоскогубцы, отвертки, напильники, кусачки и многое-многое другое. Но самыми важными элементами паяльного набора являются: сам паяльник (их разнообразие довольно велико, каждый должен подобрать под свои пристрастия удобную модель), припой (металлический сплав, в основе которого лежит разное сочетание свинца и олова) и флюс (самым распространенным из них является канифоль — продукт переработки сосновой смолы). Сюда же стоит добавить и пинцет, который может существенно облегчить пайку мелких элементов. Рассмотрим части этого набора подробнее.
Вернуться к оглавлению
Особенности паяльника
Для начинающего радиолюбителя подойдет паяльник мощностью в 40 Вт.
Если вы начинающий мастер, то лучше всего приобрести обычный паяльник для сети в 220 В, мощностью в 40 Вт. Это основа, от которой лучше не отходить, дабы избежать массы проблем. В дальнейшем, по мере роста мастерства, можно приобрести регулятор мощности для своего паяльника, который поможет самостоятельно регулировать температуру жала вашего паяльника и, соответственно, проводить более тонкие работы. При пайке крайне важна чистота поверхности жала, так как на нем постоянно образуется пленка из окислов, препятствующая хорошему контакту с припоем. Для этого необходимо разогреть паяльник и почистить его жало наждачкой. После этого опустите паяльник в канифоль, так чтобы на поверхности жала образовалось темная влажная пленка. Затем можно погрузить кончик жала в припой и растереть его там таким образом, чтобы припой покрыл рабочую поверхность ровным слоем. В дальнейшем, при образовании новой пленки из окислов, операцию можно повторить.
Вернуться к оглавлению
Припой — сплав олова и свинца
С помощью припоя соединяются между собой металлические элементы конструкции.
Припой — это обязательный в радиоэлектронике участник пайки. Именно он помогает соединять между собой различные металлические элементы конструкции. С химической точки зрения он представляет собой сплав свинца и олова, пропорции могут значительно меняться в зависимости от производителя и выполняемой работы. Чаще всего припой продается в виде проволоки серебристо-металлического цвета, но есть варианты в виде полой трубки, внутренность которой заранее заполнена канифолью (флюсом) для удобства пайки. Но все же опытные мастера предпочитают выбирать проволочный припой, так как флюс все равно понадобится для каждой пайки, отличается лишь его количество. Каждая разновидность припоя имеет свою буквенно-цифровую маркировку, которая указывает покупателям на его рабочие характеристики и состав.
Например, существуют такие разновидности припоев, как ПОС 40 или ПОС 60. Аббревиатура расшифровывается как припой оловянно-свинцовый, а цифра указывает на процентное содержание главного элемента сплава — олова. Многие мастера предпочитают работать с чистым оловом или сплавами с его максимально высоким содержанием. Чем больше уровень свинца, тем температура плавления выше, а цвет темнее. Тот же ПОС 60 имеет температуру плавления в 190 градусов по Цельсию.
Вернуться к оглавлению
Особенности флюса
Основная задача флюсов — это очищение окислов метала с поверхности соединяемых элементов. Кроме того, такие составы предотвращают появление этих окислов в дальнейшем. Флюс также помогает лучшему контакту деталей между собой, смачивая и подготавливая поверхность к контакту с припоем. Можете сами убедиться в эффектности флюса на конкретном примере. Попробуйте паять паяльником с канифолью и без нее. Дело в том, что основной металл жала — это медь, которая очень быстро в процессе нагрева покрывается пленкой окислов, препятствующих контакту с припоем, тот будет попросту скатываться с поверхности паяльника раскаленными каплями. Но стоит только опустить жало в канифоль, как на поверхности паяльника образуется влажная на вид пленка флюса, которая будет удерживать припой на жале паяльника и позволит проводить работы по спайке. Говоря флюс, большинство мастеров подразумевают сосновую канифоль. Именно она чаще всего и выступает в этой роли, внешне напоминая застывшие куски янтаря. Эту же канифоль используют для обработки смычков музыкальных инструментов.
Но смола сосны — не единственный вариант флюса. Помимо этого, для работы с металлической посудой используется цинк, растворенный в соляной кислоте, такая смесь называется паяльной кислотой. Но в радиоконструировании этот состав не применим из-за своей едкости. Одной капли достаточно, чтобы разрушить важное соединение или металлический провод. В пайке радиодеталей использовать кислоты нельзя, лучший флюс — это канифоль. Но иногда мастера используют спиртовые растворы канифоли, когда необходимо обработать контакты в труднодоступном месте. Для этого перетертую канифоль растворяют в спирте, а затем наносят тонким слоем на место будущего соединения.
Вернуться к оглавлению
Несколько секретов пайки
В принципе, особых сложностей в том, чтобы припаивать между собой различные металлические элементы, нет. Можно паять, особенно не вдаваясь в какие-то нюансы мастерства, но если вы хотите выполнить работу качественно, стоит учесть несколько небольших секретов.
Если вы раньше никогда не имели дело с паяльником, то советуем немного потренироваться. Для этого можно взять несколько кусков медной проволоки в оболочке. С ней вы сможете наработать навыки по правильному лужению и пайке.
Помимо тех нюансов, что перечислены при описании основных составляющих пайки (паяльника, флюса и припоя), нужно учесть еще и другие:
- При пайке крайне важна чистота соединяемых между собой поверхностей. Все места контактов должны быть тщательно зачищены и подготовлены к пайке. Для этого необходимо предварительно очистить место будущей спайки с помощью ножа или наждачной бумаги. Во время чистки вы увидите, что металл становится светлее и ярче. Это связано с удалением тонкой и малозаметной пленки окислов меди, покрывающей поверхность вашей проволоки. После физической очистки контактов необходимо опустить в канифоль жало разогретого паяльника и перенести на нем немного канифоли на обрабатываемую поверхность. Внимательно и осторожно разгоните расплавленный флюс по обрабатываемой детали. В итоге у вас рабочая поверхность должна быть очищена от окислов и покрыта пленкой канифоли.
- Крайне важно правильно соединить между собой проводники, а также прогреть место будущего соединения. Для этого необходимо ровно и плотно прижать друг к другу концы спаиваемых проводников, которые предварительно были залужены, как описывалось выше, а затем к месту соединения приложите жало паяльника с каплей расплавленного припоя на нем. Подержите некоторое время, дайте проводникам достаточно прогреться, чтобы сплав припоя растекся и заполнил все пространство между сплавляемыми элементами. Прогрев должен быть таким, чтобы припой растекался по рабочей поверхности, а не застывал одним комочком. Уберите паяльник и дайте припою остыть. Ни в коем случае не двигайте проводники. Лучше, если они остынут в покое не меньше 10 секунд. Теперь припой надежно скрепляет между собой оба проводника.
- Если спаиваемая поверхность велика и припоя не хватило, чтобы заполнить ее всю, то просто дождитесь, когда остынет первая партия припоя и нанесите паяльником еще одну. Добейтесь ровного распределения сплава по обрабатываемой поверхности. Припой, застывший комком, это показатель некачественной работы новичка. У настоящего мастера припой покрывает поверхность, словно вторая кожа, ровно и со всех сторон.
Научиться паять паяльником достаточно просто, даже человек с небольшим опытом общения с данным прибором сможет быстро во всем разобраться. В сегодняшней статье мы расскажем, как паять медные провода на примере распределительной коробки, ведь в квартирах, как правило, требуется пайка жил именно в этом месте, откуда осуществляется разводка электропроводки по жилым помещениям.
Пайка проводов – в чем ее суть
Паяльное искусство основано на способностях некоторых металлов растекаться по другим металлам в расплавленном состоянии под действием умеренного поверхностного натяжения и силы гравитации. Непосредственно же пайка проводов паяльником представляет собой процесс нагревания медных жил до огромных температур, после чего они соединяются между собой. Отличительная особенность: пайка – это неразборность конструкции, поскольку после застывания провода разделить невозможно из-за обволакивающего слоя припоя.
Если требуется паять медные провода, большое внимание уделяют таким факторам, как проводимость электрического соединения, а также прочность механического соединения. Как правило, оба параметра напрямую зависят друг от друга, ведь если провода спаяны надежно и прочно, то проводимость тока между ними также будет на максимальном уровне. Обращать внимание здесь необходимо на слой припоя, что связано с его высоким удельным сопротивлением.
Для достижения прочного соединения двух проводов, требуется выполнить два основных условия. Самое главное из них заключается в чистоте спаиваемой поверхности. Так, присутствие каких-либо загрязнений или даже самых тонких оксидных пленок, не позволит добиться нужного эффекта. Это обусловлено тем, что припой накладывается на поверхность медных кабелей на атомном уровне.
Вторым важным условием выступает температура припоя, которая должна быть существенно ниже температуры остальных частей, подвергаемых спаиванию. В большинстве случаев так и происходит, однако некоторые припои обладают очень высокими температурами плавления. Это может привести к ухудшению качества механического соединения, а также помешать формированию правильной кристаллической решетки припоя.
Готовимся к пайке – какой инструмент нам потребуется
Единственное, что нам потребуется при спаивании проводов, это обычный паяльник. Строительный рынок позволяет приобрести самые разные модели, отличающиеся по функционалу, качеству и, соответственно, стоимости. В любом случае, технология выполнения процесса всегда будет одинакова. В первую очередь потребуется проверить прибор на предмет наличия возможных загрязнений, в том числе остатков припоя, и при необходимости тщательно очистить жало.
Чтобы правильно спаять провода, жало инструмента должно быть идеально чистым. Для этих целей нам понадобится напильник, плавными движениями которого отлично удаляются все загрязнения с поверхности прибора. После этого остается подготовить рабочее место, выполнив все правила техники безопасности. Следует учесть, что для работы паяльника требуется наличие розетки. Последний этап подготовки – это припой и флюс, поскольку без этих элементов припаять кабель не получится.
Припои и флюсы – как правильно подобрать
Правильный подбор припоев и флюсов играет огромную роль. Приобрести их можно опять же на строительном рынке. На сегодняшний день можно найти самые разнообразные виды флюсов и припоев, которые являются универсальными и отлично справляются с решением всех поставленных перед ними задач.
Флюсы необходимы для протравливания проводов, а также растворения и снятия оксидной пленки. Это очень важный момент, поскольку оксидные пленки в дальнейшем могут привести к появлению коррозии металла. Флюсы могут отличаться в зависимости от сплава соединяемых элементов и типа металлов. Как правило, в качестве флюса выступает смесь щелочей, кислот и специальных металлических солей, которые активно вступают в реакцию при достижении огромных температур. Можно подбирать флюс исходя из медных проводов, которые вы собираетесь припаивать, а можно приобрести универсальный флюс.
Существует условная градация флюсов, в соответствие с которой они делятся на две группы – активные и выполненные на основе канифоли. Основой для производства первой группы выступают неорганические кислоты, обычно соляной или хлорной. При помощи активных флюсов можно припаять практически любые провода, а также прочие металлические конструкции.
Без недостатков тоже не обошлось: подобные вещества оказывают сильнейшее воздействие на медь, вызывая корродирование соединений, что требует немедленного удаления флюса сразу же после пайки. Кроме этого использование подобных элементов может стать причиной короткого замыкания, поскольку они отличаются высоким уровнем проводимости.
Флюсы из второй группы производятся из канифоли, которая, к слову, иногда применяется даже в чистом виде. В состав таких жидких флюсов входят глицерин и спирт, которые полностью испаряют при нагревании паяльником. Эффективность жидких флюсов не так велика, как у активных, однако при работе с цветными металлами стараются использовать именно такие вещества, которые выполняются на основе соединений из органической химии. Но при работе с ними также потребуется максимально быстро смывать флюс с поверхности только что образованного соединения, иначе может проявить себя эффект корродирования.
Если работа с флюсами может вызывать некоторые вопросы, то с припоями все гораздо проще. Медные провода припаиваются при помощи свинцово-оловянных веществ марки ПОС. В торговом наименовании товара указывается цифра после маркировки, которая обозначает уровень содержания олова. Рекомендуется отдавать свое предпочтение той продукции, в которой олова больше. Это способствует увеличению электропроводимости нового соединения, а также его прочности. Свинец же в припое выступает в качестве добавки, необходимой для нормализации процесса застывания, поскольку без него олово покрывается трещинами и разрушается с течением времени.
Припои могут производиться и по другим технологиям. К примеру, в последнее время большую популярность приобрели бессвинцовые добавки, в которых вместо свинца используется цинк или индий. Преимущества подобных веществ заключается, в первую очередь, в экологической безопасности, поскольку цинк, как и индий, относятся к категории безопасных нетоксичных элементов. Если паять провода из меди с помощью бессвинцовых припоев, существенно увеличивается прочность пайки, а также возрастает устойчивость к коррозии.
Лужение провода – как это делается
Перед тем, как паять силовые провода, выполненные из меди, требуется удалить полиэтиленовую изоляцию на самом проводе. Результатом будут тонкие оголенные жилы, которые необходимо залудить. Многожильные проводники скручиваются, после чего происходит обработка флюсом. Дальше потребуется нанести небольшой слой нагретого припоя поверх флюса. Паяльник также нужно будет подвергнуть обработке, то есть окунуть его во флюс, а также в припой из олова. Здесь нельзя переусердствовать, припой должен покрывать наконечник жала очень тонким слоем.
Сам же процесс лужения выполняется очень просто. Оголенные жилы кладутся на канифоль, после чего при помощи паяльника тщательно прогреваются. Далее жилы обрабатываются со всех сторон припоем. Стоит отметить, что припой должен располагаться на поверхности провода равномерным слоем. Для этого жилу следует постепенно прокручивать в руках во время выполнения лужения. В некоторых случаях, когда канифоли под рукой нет, можно постараться заменить ее при помощи кислоты, нанеся ее на оголенные жилы обычной кисточкой.
Указанный выше алгоритм действий применим для проводов с тонкими жилами. Если же у вас на руках провода большого сечения, то здесь все несколько проще. В целом процесс не отличается, разница лишь заключается в отсутствии необходимости скручивать жилы. Теперь можно переходить непосредственно к спаиванию медных проводов. Очень важный момент – электричество в квартире должно быть отключено. Паять медные жилы в распределительной коробке под напряжением смертельно опасно.
Спаивание жил – делаем своими руками
Непосредственно процесс пайки также больших проблем вызвать не должен. После выполнения всех подготовительных мероприятий спаивание двух жил представляет собой, возможно, самое простое действие. Вам достаточно лишь наложить жилы друг на друга либо просто скрутить их вместе, после чего разогреть посредством паяльника. При достижении максимальной температуры припой полностью расплавится, растечется по поверхности двух проводов и намертво соединит их после остывания.
Двигать жилы во время пайки категорически не рекомендуется, поскольку это может привести к ухудшению качества шва.
Иногда мастера не прибегают к помощи лужения проводов, сразу же выполняя все необходимые операции в распределительной коробке, скручивая провода и обрабатывая непосредственно во время пайки. Однако так поступать не следует, поскольку качественно выполненное лужение способствует увеличению качества соединения, его прочности и способности к проводимости электрического тока.
Последнее, что вам останется сделать, - это нанести изоляцию на спаянные жилы. Сделать это можно при помощи обычной изоленты, поверх которой нанести термоусадочную трубку. На этом пайка проводов может считаться успешно выполненной.