И вот ты решил окунуться в электронику с головой, затарился паяльником, купил припой и… А что дальше? Если худо бедно, то как надо паять представляют все, а вот тонкости технологии известны далеко не многим и приходят с опытом. Чтож, ускорю этот пагубный процесс и расскажу тебе парочку хитростей.
Итак, про а ты наверное уже читал, вот от него и будем плясать. Кроме паяльника тебе потребуется припой и флюс. О них поподробней.
Припой.
Это специальный сплав, который плавится при температуре порядка 200 градусов. Самый распространенный это 60/40 Alloy, он же ПОС-61. Сплав в котором 60% олова и 40% свинца. Температура плавления у него 183-230 градусов. Обычно продается в виде проволоки, намотанной на катушки.
Для мелкого монтажа лучше брать тот, где диаметр проволочки поменьше — легче дозировать. У меня две катушки, одна с проволокой припоя 0.3 мм, вторая 0.6 мм. Ну еще есть с полутора миллиметровой, но я ей почти не пользуюсь. Только если массово паяю массивные детали, где надо много припоя.
Покупать припой лучше импортный, к сожалению российский продукт сплошь и рядом отстой. Может и есть качественный, но обычно мне попадался низкопробный шлак. Катушка припоя, как на картинке, должна стоить от 150-200 рублей, дороже можно, дешевле не желательно. Лучше один раз потратиться, зато потом иметь красивую и качественную пайку и не париться. А катушки обычно хватает года на полтора-два это минимум.
Ещё полезно купить себе немного сплава Розе. Это тоже вроде припоя, но температура плавления у него совсем смешная — где то в районе 90-100 градусов. Этот сплав иногда полезен при демонтаже, но об этом позже будет отдельная статья.
Флюсы
В процессе пайки, от нагрева, детали окисляются и припой перестает их смачивать. Чтобы этого не происходило используют флюсы — вещества которые растворяют оксидную пленку, способствуют пайке. Кстати, если кто не в курсе, процесс покрытия одного металла другим зовется лужением. Банальные вещи говорю? Ну так ведь ликбез так ликбез! :)
Канифоль
Самый простой и народный флюс. Это обычная очищенная сосновая смола. При пайке сначала берут на жало немного припоя, потом тычут в канифоль, чтобы набрать на жало смолы, а затем быстро, пока смола не испарилась, паяют. Способ не сильно удобный, поэтому часто делают по другому. Берут обычный этиловый (медицинский) спирт и растовряют в нем толченую канифоль пока она растворяется. После этот раствор наносят кисточной на спаиваемые детали и паяют. Активность канифоли не высока, поэтому иной раз ничего не получается — детали не не лудятся, но зато у канифоли есть одно огромное достоинство, которое порой перекрывает все ее недостатки. Канифоль абсолютно пассивна. То есть ее не нужно удалять с места пайки, так как она не окисляет и не восстанавливает металлы, являясь при этом отличным диэлектриком. Именно по этому самые ответственные пайки я стараюсь делать спирто-канифольным флюсом.
Один из моих любимых флюсов. Представляет из себя рыжую жидкость, имеет в своем составе канифоль и еще ряд присадок. Паять им также как и обычным спирто-канифольным флюсом — намазать кисточкой на детали и паять. Но есть одна хитрость. В изначальном варианте жидкий зараза, мажется тонким слоем и моментально высыхает, в общем пользоваться им не очень удобно. Я придумал как это побороть.
Я сделал себе палитру флюсов — наклеил на мелкую компашку кучу крышечек от флакончиков, налил в них разных флюсов и наклеил это дело на катушку с припоем. Получилось очень удобно и компактно. Так вот, налив в крышечку я даю ему постоять пару дней. За это время он подсохнет и загустеет до состояния жидкого мёда. Вот его уже удобно намазывать острой зубочисткой точно туда куда надо. А если загустеет сверх меры, то либо туда немного спирту капну, либо подолью еще немного свежего флюса и размешаю. Производитель утверждает, что смывать не нужно. В принципе, вроде бы так оно и есть, он не активный. Но что то меня смущают присадки которые в нем, поэтому я его смываю всегда. Смывается он широкой кисточкой, смоченной в спирте. Или просто щеткой под струей воды из под крана. Нет ничего страшного в том, чтобы отмывать готовую плату водой, главное хорошо высушить потом.
Канифоль-гель
Отличная штука. Не так давно появился в радиомагазинах и уже заслужил мою любовь и уважение. Представляет из себя густую коричневую пасту на основе канифоли, продается в шприцах. Отлично намазывается непосредственно туда где надо, не оставляет нагара на паяльнике, как ЛТИ-120. Легко смывается водой или спиртом, в общем, рулез!
Убойный активный флюс, который легко смывается водой, не оставляет грязных липких следов и окислов. Но его надо смывать. Тщательно смывать. Иначе за пару лет он может разъесть дорожки платы или его остатки станут токопроводными и возникнут жуткие утечки по поверхности платы между дорожками, что крайне негативно скажется на работе схемы. Еще я не уверен в безопасности его паров. На раз два попользоваться можно, но вот постоянно его юзать мне как то не улыбается. Но в целом это офигенный флюс, паять им одно удовольствие.
Глицерин-Салициловый флюс
.
Он же ФСГЛ. Честно говоря я понятия не имею откуда эта хрень вообще берется. У меня банка этого флюса имеется с детства (собственно поэтому канифолью то я практически не паял никогда) — батя стырил с оборонного предприятия. В свободной продаже не видел ни разу. Паяет также ядрёно как и Глицерин-гидразин, но не имеет в своем составе сомнительных с точки зрения токсичности примесей. Там 90% глицерина, 5% салициловой кислоты, 5% воды. Купить чтоль в аптеке салицилки и самому сбодяжить? Уж больно чумовой рецепт. Один недостаток — нужно смывать, он активный. Но смывается водой влегкую.
Ф-34А
Адская кислотная смесь. При пайке имеет жуткий едкий выхлоп, которым я потравил половину нашей лаборатории. Паять этой гадостью можно только в противогазе и с мощной вытяжкой, но зато это дерьмище паяет все, то что другим флюсам даже в страшном сне не снилось. Эта жижа залуживает влет — ржавчину, окислы, сталь, напыления, даже алюминий можно паять. Так что если тебе надо будет припаяться к ржавому гвоздю, то капни этой херни, задережи дыхание и ЛУДИ!
Импортные безотмывочные флюсы.
Честно говоря ими я не пользовался. Говорят они круты, но имхо паять ими просто так это не рационально — слишком уж дорогие они, да и у нас в городе не продают, а заказывать мне западло. Скорей они для профессионального применения, вроде ремонта сотовых или пайки BGA корпусов (это когда ножки в виде массива шариков под корпусом микросхемы). Если интересно, то поищите инфу на форумах ремонтников сотовых, они про это дело знают все.
Голландский флюс на основе конопли
Понятия не имею кто его делает и где его продают, но я точно знаю что он есть! Особенно я в этом убедился после ковыряния в схемах продукции фирмы где я раньше работал. Разработчики явно паяют им. Так как таких укуренных схемотехнических решений я еще не видел.
Паяльник в руки и вперед!!!
Про флюсы я тебе рассказал, теперь, собственно, о процессе пайки.
Дело это не хитрое. Для начала желательно облудить детали. Смачиваешь их флюсом, подцепляешь жалом паяльника чуть чуть припоя и размазываешь по поверхности. Торопиться не надо, детали должны покрыться ровным тонким блестящим слоем. Выводы микросхем и радиодеталей лудить не нужно — они уже на заводе облужены.
Припой должен быть жидким, как вода. Если он комковатый, с ярко выраженной зернистостью и матовый, то тут причины две — неправильная температура паяльника , либо припой низкопробное говно . Если паяльник слишком холодный то припой будет на грани твердого и жидкого состояния, будет вязким и не будет смачивать. Если же паяльник перегрет, то припой будет моментально покрываться серой пленкой окисла и тоже будет отвратительно лудить. Идеальная температура паяльника при пайке припоем ПОС-40 (60/40 Alloy ), на мой взгляд, это порядка 240-300 градусов. У СТ-96 достаточно выставить регулятор на 2/3 в сторону увеличения.
Если паяешь печатную плату, то дорожки тоже надо залудить. Но делать это надо осторожно. Текстолит, что продается на просторах Родины зачастую тоже оказывается редкостным говном и при нагреве фольга от него отваливается в момент. Поэтому долго греть плату нельзя — отвалятся дорожки. Обычно я просто смазываю хорошенько все дорожки флюсом и провожу быстренько по каждой плоским жалом паяльника с капелькой припоя. В Результате имею идеально залуженные дорожки, с практически зеркальной поверхностью.
Есть народный способ для быстрого лужения больших плат:
Берется оплетка для удаления припоя, это такая медная мочалка, продается в мотках по 30 рублей метр. Если не найдешь, то можешь выковырять из толстого телевизионного коаксиального кабеля экранирующую оплетку — та же херня только возни больше. Плата как следует смазывается флюсом, оплетка как следует пропитывается припоем и тоже поливается флюсом. Дальше эта хрень возякается паяльником по поверхности платы. Чтобы ворсинки оплетки не пристывали к дорожкам, лучше взять паяльник побольше и помассивней.
Я так вообще усовершенствовал способ.
Взял старый мощный паяльник на 60Вт, обмотал у него жало этой оплеткой, пропитал её сплавом Розе и теперь лужу платы в одно движение. Почему именно Розе? А им лудить проще, паяльник когда касается платы резко остывает, т.к. отдает тепло. Если оплетка смочена обычным припоем, то она тут же приваривается отдельными ворсинками к плате, а сплав Розе легкоплавный и не прилипает.
Пайка транзисторов, диодов и микросхем.
Тут я бы хотел заострить внимание особо. Дело в том, что полупроводники от слишком высокой температуры разрушаются
, поэтому есть риск пожечь микросхему перегревом. Чтобы этого не произошло желательно выставить паяльник на 230 градусов или около того
. Это вполне терпимая температура, которую микросхема выдерживает довольно долго. Можно паять и не торопиться. У обычных, не регулируемых паяльников, температура жала порядка 350-400 градусов
, поэтому паять надо быстро, в одно касание. Не дольше секунды на каждой ножке и делать хотя бы 10-15 секундный перерыв, прежде чем приступать к пайке другой ножки. Также можно придерживать ножку металлическим пинцетом — он послужит теплоотводом.
Пайка проводов
Лучше перед пайкой концы облуживать отдельно, а если провод припаивается к печатной плате, то очень желательно просверлить в плате дырку, завести его с другой стороны и только тогда паять. В таком случае риск оторвать дрожку при рывке за провод сводится к нулю.
Пайка проволокой припоя.
Так обычно паяют микросхемы. Прихватывают ее по диагонали за крайние ножки, смазывают все флюсом, а потом, держа одной рукой паяльник, а другой тонкую проволочку припоя, быстро запаивают все ножки.
Пайка проводов в лаковой изоляции
Всякий обмоточный провод, вроде тех которым намотан трансформатор, покрыт тонким слоем лака. Чтобы припаяться к нему этот слой лака нужно содрать. Как это сделать? Если провод толстый, то можно пожечь его немного огнем зажигалки, лак сгорит, а нагар можно счистить грубой картонкой. Если же провод тонкий, то тут либо аккуратно поскоблить его скальпелем, держа скальпель строго перпендикулярно проводу, либо взять таблетку аспирина и как следует прижать и пошоркать горячим жалом паяльника по проводу на аспиринке. При нагреве из аспирина выделится вещество которое сожрет лаковую изоляцию и очистит провод. Правда вонять будет сильно:)
Третья рука
Рекомендую обзавестись вот таким вот захватом. Чертовски удобная штука, позволяет придерживать какого-нибудь Ктулху при пайке, концы не болтаются из стороны в сторону. Кстати, бойтесь подпружиненных проводников! При пайке он может соскочить и метнуть вам в лицо капельку припоя, сколько раз мне в лицо такое прилетало уже и не припомню, а ведь могло и в глаз! Так что соблюдайте Технику безопасности!
Губка
Жало паяльника постепенно загаживается и покрывается нагаром. Это нормально, обычно виной ему флюс, тот же ЛТИ-120 горит дай боже. Для очистки паяльника можно применять специальную губку. Такая желтая фигня, идет в комплекте к подставкам для паяльника. Ее надо смочить водой и отжать, оставляя влажной. Кстати, губка постоянно высыхает, чтобы ее каждый раз не мочить ее можно пропитать обычным медицинским глицерином. Тогда она не будет высыхать вообще! Удобно блин! Если нет губки, то возьми хлопчатобумажну тряпочку, положи в железный поддончик и также пропитай водой или глицерином. У нас монтажницы держали на столе обычное вафельное полотенце и об него вытирали паяльник.
Кстати, о технике безопасности.
- Во первых расположите все так, чтобы было удобно.
- Следите за шнурами питания. Паяльник очень любит пережигать свой собственный провод . Прям мания у него. А это черевато в лучшем случае ремонтом провода, в худшем коротким замыканием и пожаром.
- Не оставляйте паяльник включенным даже на короткое время. Правило «Ушел — выключил » должно выполняться железно.
- Правило второе — паяльник должен быть либо в руке, либо на своей надежной подставке . И ни как иначе! Класть его на стол или на первую попвшуюся фиговину на столе ни в коем случае нельзя. Шнур его утащит за собой в момент.
- Не забывайте про вытяжку и вентиляцию . Если паяешь, то как минимум открой форточку, проветривай помещение, а лучше поставь на стол вентилятор (хотя бы 80мм от компа) или вытяжку.
Лучше один раз увидеть, чем сто раз прочитать:
Нет проблем! К твоим услугам куча роликов с You Tube по запросу «solder» . Увидишь как это делают профессионалы. Смотри и учись!
Многие могут спаивать провода и радиодетали, но не каждый паял металл. В этой статье я максимально коротко и с примерами изложу принцип пайки металла.
Введение
Начнём с общих представлений о пайке. Пайка это физико — химический процесс получения соединения в результате взаимодействия припоя и спаиваемого металла. Она имеет сходство со сваркой плавлением, но всё же между ними имеются различия. При сварке в месте шва свариваемые детали плавятся, а при пайке паяемый материал не плавится. Так же в отличие от сварки пайка осуществляется при температурах ниже плавления спаиваемого металла. Формирование шва при пайке происходит путём заполнения припоем зазора между соединяемыми деталями, т.е. процесс происходит за счёт смачивания и капиллярного эффекта.
Встаёт вопрос, зачем же пользоваться пайкой, если сварка лучше скрепляет детали. На это есть свои плюсы:
- Пайка более доступна, чем сварка.
- При пайке соединения получается разъёмными.
- Сварке не поддаются маленькие детали.
Пайка — достаточно прочное соединение, если соблюдать технологию.
Оборудование
Для спаивания металла необходимо следующее основное оборудование:
♦ Паяльник . Мощность зависит от размера спаиваемых деталей. Для пайки небольших деталей (жесть, проволока, болтики) сойдёт паяльник ватт на 60, для более крупных — 100 ватт и выше. Я использую 2 паяльника — на 65 и 100 w, для домашних условий это вполне достаточно.
На том, как залудить паяльник я подробно останавливаться не буду, в интернете есть отдельные статьи про это. Скажу лишь основное:
— При первом включении паяльника ему нужно дать обгореть — выставить включённым его на улицу и подождать когда перестанет вонять и дымиться.
— Олово должно равномерно покрыть жало. При нагреве жало будет выгорать, его нужно будет затачивать и заново лудить.
♦ Паяльная кислота и припой . Деревянная палочка используется для нанесения кислоты.
♦ Вспомогательные приспособления . К ним относятся напильник и наждак, необходимые для зачистки паяльника и деталей.
Так же паяльнику нужна подставка. Самое простое что можно использовать в качестве подставки — любой металлический предмет, с которого паяльник не будет скатываться.
Для удержания спаиваемых деталей используются различные инструменты, например тиски и плоскогубцы. Так же детали можно закрепить гвоздиками на доске.
Основы пайки
Давайте теперь разберемся, какие металлы легко поддаются пайке:
- Серебро
- Латунь
- Никель
- Железо
- Нержавеющая сталь
Остальные металлы паяют при помощи специальных флюсов и другой технологии. В данной статье эта тема затрагиваться не будет.
С металлами разобрались, теперь приступаем к изучению процесса пайки:
- Зачищаем то место, где будет располагаться шов. Для этого я использую .
- Обезжириваем место спайки, используя ацетон, бензин и т.д.
- Наносим на шов деревянной палочкой паяльную кислоту. Делаем это как можно ровнее, т.к. в дальнейшем ровно по этому место растечётся припой.
- С заранее залуженного паяльника удаляем окислы (если они имеются) и прикасаемся им к палочке припоя. Припой должен лечь на жало ровной каплей. Если этого не происходит, значит паяльник плохо залужен.
- Прикасаемся жалом к месту спайки. Нельзя ожидать, что при первом же прикосновении паяльника произойдет спайка. Для этого необходимо прогревать спаиваемые поверхности до температуры плавления припоя. Тепло от паяльника передается на спаиваемое место не сразу. Жесть, проволоки и другие тонкие части прогреваются довольно быстро, но не моментально. На прогрев толстых материалов нужно сравнительно много времени.
- Для спайки тонких частей надо довольно медленно вести паяльником, передвигая его дальше, когда припой растечется и зальет шов. При спайке толстых предметов приходится относительно долго держать паяльник на одном месте и ждать, пока прогреются спаиваемые поверхности и припой растечется по шву.
- Проведя паяльником на некоторое расстояние, двигают его немного назад, затем снова вперед и опять назад, до тех пор, пока припой не разольется ровной и чистой дорожкой. По мере израсходования припоя, его набирают с палочки. Набирать много припоя не следует, особенно, если спаиваемые поверхности ровно и плотно соединены; избыток припоя приведет к образованию натеков.
- По окончании пайки необходимо смыть остатки кислоты водой. Если кислота плохо смывается, используйте мыло. Не смытая кислота приведёт к окислению металла.
Лучше всего обучаться пайке на белой жести. Её не нужно зачищать, но необходимо обезжиривать. При наличии жира кислота не смачивает поверхность жести. Ниже рассмотрены примеры спаивания проволок и жести. Для обучения можно повторить всё это.
Спаивание жести / листового металла
Соединение «Впритык»
Качество: Малопрочно
Соединение «Внахлёст»
Качество: Прочно
Соединение «В замок»
Качество: Очень прочно
Спаивание проволоки
Соединение «Впритык»
Качество: Малопрочно
Соединение «Внахлёст»
Качество: Прочно
Соединение «С усилением»
Качество: Очень прочно
Для усиления на левом соединении используется намотанная виток к витку медная проволока, на правом — стержень и резьба обёрнуты полоской жести:
Допустим, требуется запаять алюминий. Не всем известно, что канифоль берет исключительно медь и её сплавы. Прочее паять нужно при помощи специальных флюсов, кислот, припоев. Даже сталь поддаётся этой науке, если подойти с умом. Рассмотрим, как правильно паять паяльником.
Характеристики процесса
Внутри паяльника стоит ТЭН определённой мощности, помещённый в изолирующую рубаху из керамики либо иного жаростойкого материала. Это нужно, чтобы все тепло шло внутрь, где расположено жало. Основное отличие паяльников в мощности и форме. В зависимости от этого мастер и решает, что конкретно требуется использовать.
Часто работают инструментом в электронике. В рассматриваемом случае важно не превысить мощность рассеивания сравнительно хрупких резисторов, микросхем, конденсаторов. Если это произойдёт, работу переделывают заново. С той разницей, что придётся испорченный элемент докупить в магазине. Поэтому важно научиться паять правильно.
Сложно сказать, какая мощность потребуется в конкретном случае. Радиолюбители ориентируются на размеры.
Мощность паяльника
Вначале оценивается мощность паяльника. Понятно, что агрегатом на 100 Вт лезть в материнскую плату попросту опасно. Разумнее приобрести паяльник на 20 или 50 Вт. Обратите внимание, что не все паяльники питаются от сети 220 В. Известно множество примеров несоблюдения правила. Производитель руководствуется простой логикой: для маломощного паяльника требуется витая спираль, вносящая большие потери на частоте 50 Гц. Логичнее перейти на постоянный ток. В подобном случае индуктивность уже не играет большой роли. Если включить маломощный паяльник для постоянного тока (крайний справа на фото) в сеть переменного тока 220 В, изделие сгорит. Но китайцы выпускают малого размера паяльники (второй слева). Представленный на фото показывает мощность 40 Вт и питается от стандартной розетки. Наконец, по умолчанию, в СССР выпускали паяльники на 100 Вт (крайний слева). Как определить мощность и напряжение питания? Это основная трудность: зачастую паяльник не несёт различимых обозначений. Если брать китайский, на нем приклеен красно-белый стикер (см. фото) с информацией, а у прибора с деревянной ручкой мощность указана на вилке. Защитный кожух 100-ваттного паяльника промаркирован соответствующим образом. Там указывается ГОСТ, информацию возможно почерпнуть из документации. Мощный паяльник на 100 Вт позволяет работать с грубыми и большими деталями, незаменим для твёрдых припоев.
Сечение жала
Часто роль играют размеры жала (металлического стержня для пайки). К примеру, 100-ваттный паяльник имеет солидной толщины медную палку. Если нужно паять нечто более тонкое, жало меняют. У рассматриваемого паяльника оно просто вытаскивается, а где купить запасное – уже второй вопрос. К примеру, жала продаются в специальных магазинах для радиолюбителей и могут стоить приличной суммы. Китайский паяльник на 40 Вт с отличным острием обошёлся в 40 рублей (FixPrice), а жало подобного рода может стоить отдельно и 300 рублей. Система крепления разная. К примеру, у паяльника постоянного тока оно выкручивается, а у китайского держится на винтах (как и у прибора с деревянной ручкой). Материал возможен разный. Громоздкие жала 100-ваттных паяльников обычно медные, а скромные и миниатюрные изготавливаются из сплава цветных и черных металлов. Но оба варианта позволяют работать со всеми припоями, поддающимися плавлению.
Перед работой жало паяльника зачищается от отработанных материалов и оксидной плёнки напильником либо надфилем. Понятно, что это не единственный способ. К примеру, для подобных целей разрешено применять разнородные флюсы. Пора читателям узнать, как деталь готовится к пайке.
Как готовятся поверхности детали и жала к процессу пайки при помощи флюсов
Поверхность любого металла (за редким исключением) покрывается оксидной плёнкой. В результате припой просто не ложится. Группа веществ, чье предназначение заключается в удалении оксидной плёнки с поверхности, называется флюсами. Они бывают твёрдыми и жидкими, а также продаются в смеси с припоем в виде паст. К первой категории относят канифоль и ряд прочих веществ. Жидкие флюсы часто бывают кислотами, растворами солей. Основой становится спирт и прочие жидкости.
Важно понять – для различных случаев применяется специальный состав. Отличие лишь в цене, на которой нужно стараться экономить. При действии высоких температур и канифоли с поверхности медной проволоки удаляется оксидный слой и растворяется лаковая изоляция, если имеется (это характерно для обмоток трансформаторов). Одновременно флюс улучшает смачиваемость поверхности. За счёт этого припой без труда растекается, а потом пристаёт и застывает. Образуется эластичный, упругий и прочный контакт. Поэтому пайку применяют не только радиолюбители, но и представители прочих профессий. В том числе для ремонта автомобилей.
Для различных типов поверхности продаётся конкретный флюс. К примеру, сталь травят соляной кислотой, часто используется хлорид цинка. Следует понимать, что после процесса пайки поверхность зачищается, в противном случае продолжится её разрушение. Избавляются от остатков флюсов щётками, наждаком, часто промывают слабым раствором (5%) соды место воздействия кислот, а затем – горячей и холодной водой.
Обратите внимание на смачиваемость: чтобы паять алюминий, недостаточно счистить верхний слой надфилем. Это почти не даёт результата, так как припой не растекается по поверхности. Смачиваемость плохая. После обработки кислотой расстановка сил кардинально меняется. Что касается стали, то и для неё созданы специальные кислоты (см. фото). Паяют и чугун, разделывая кромки под припой. Вначале обрабатывается флюсом поверхность, потом облуживается. Дальше постепенно весь объем заполняется вровень с окружающей поверхностью.
Часто путают раствор нашатырного спирта с нашатырём. Первое есть гидроксид аммония (10-% раствор), а второе – хлорид. Тем и другим запаять провода в чистом виде нельзя, но применяют для изготовления различных флюсов. К примеру, разведение нашатыря водой позволяет получить соляную кислоту. Здесь уже любители изобретают собственные рецепты, многие из них возможно прочитать в открытом доступе. А ещё паять алюминий паяльником советуют при помощи таблетки аспирина.
Что такое припой, разновидности припоев
Припой является смесью металлов. Главная задача: получение максимальной прочности и электропроводность при минимальных затратах. Чаще приходится работать с оловянно-свинцовыми припоями, но для пайки алюминия применяются и цинковые. Показатель температуры плавления последних выше, и это один из критериев, по которому принято вести различие:
- Особолегкоплавкие – показатель температуры плавления ниже 145 градусов Цельсия.
- Легкоплавкие – показатель температуры плавления выше 145 градусов Цельсия, но ниже 450.
- Среднеплавкие – показатель температуры плавления выше 450 градусов Цельсия, но ниже 1100.
- Высокоплавкие – показатель температуры плавления выше 1100 градусов Цельсия, но ниже 1850.
- У тугоплавких припоев показатель температуры плавления выше 1850 градусов Цельсия.
Применять горелку приходится уже в верхней части третьей группы: показатель температуры плавления высок, чтобы её взял паяльник. Добавим, что удельная электропроводность олова выше, нежели у свинца, по этой причине составы с большим содержанием металла для солдатиков дороже. Но это не единственная причина. При лужении кастрюль важно выдержать условия безвредности для человека. Понятно, что о свинце в рассматриваемом случае речи идти не может.
Процент содержания более дорогих металлов обычно фигурирует в названии марки. К примеру, в ПОС (припой оловянно-свинцовый) это возможно 10, 60 либо 90%. В состав часто входит сурьма. Её процент обычно стоит после тире, к примеру, ПОССу 40-0,5. Сурьму добавляют, как и многие прочие примеси, для улучшения качеств припоя. В частности, она уменьшает окисление расплава, что приводит к качественному внешнему виду, и нет надобности защищать лаком стык. Сурьма увеличивает теплостойкость соединения до температуры выше 100 градусов Цельсия.
В Европе сейчас вводится запрет на свинцовосодержащие припои. Их заменяют на серебряные, хотя повышается показатель температуры плавления. И возрастает стоимость, конечно же. Но не нужно думать, что высокая цена означает непременное качество. Олово дорогое, но экспедиция Скотта к Южному полюсу погибла из-за оловянной чумы в 1912 г. Уже при температуре четыре градуса Цельсия возможны негативные изменения, но с понижением процесс усугубляется. Представьте, что творится с чистым оловом на морозе.
Процесс чумы досконально никто объяснить не может. Считается, что олово нужно заразить, и тогда швы припоя осыпаются. Экспедиция Скотта взяла бочки горючего, паянные чистейшим металлом. Были проведены исследования, и установлено, что добавление небольшого процента свинца блокирует развитие чумы. Даже ПОС 90 не боится морозов, но стоит дорого, а в технике часто используется ПОС 40 и ниже, несмотря на его относительно низкую электропроводность.
Кроме перечисленных, местами применяются медные припои. Их показатель температуры плавления сравнительно высок, приходится применять горелку. В подобном случае на поверхность обычно насыпают (реже пользуются жидким) флюс для зачистки. Потом все зависит от характера задачи. К примеру, для пайки наконечника кабеля первый зажимается в тиски колбой вверх, а внутрь насыпается крошка из припоя. Все это греется горелкой. Потом кабель вставляется внутрь, а наружная изоляция оплавляется. Место рекомендуется охлаждать принудительно, к примеру, обдувом.
Процесс пайки
Перед началом работы подготавливаем паяльник. Вначале жало зачищается. Плотный нагар убирается скалыванием острым инструментом. На фото показан паяльник, часть жала зачищена надфилем. Видно, что от долгого применения поверхность стала неровной, бугристой. Это мешает в процессе пайки.
Слабый нагар снимается после разогрева. Для этого применяются те же кислоты и канифоль. Задача – обнажить жало. Часто под действием флюсов отваливается и толстая корка, с трудом стачиваемая.
Изоляция электропроводов зачищается на нужное расстояние. Потом жила обрабатывается расплавом канифоли либо кислотой. Это делается паяльником, и во многих случаях потребуется хорошая вытяжка. К примеру, в промышленности часто применяют пары муравьиной кислоты, но для человека это вещество представляет большую опасность. Прежде чем использовать химикат, чтобы спаять медные электропровода, внимательно поищите в интернете, что говорится по поводу безопасности подобных действий. От характера влияния муравьиной кислоты становится жутко.
Если правильно паять электропровода, то уже в процессе снятия оксидной плёнки видно, как по поверхности ползёт припой. Особенно чётко это можем лицезреть на оборотной стороне печатных плат. Дорожки полагается покрывать тонким слоем припоя. Напрасно волнуются те, кто думает, что это долго делать. Буквально махом нужно обойти монтаж дымящейся канифолью, а потом набрать припоя, и он сам растечётся по поверхности. На типичный блок питания времени уходят считанные минуты. Травить плату в медном купоросе дольше.
Полагаем, что читатели уже осознали, что паять алюминий оловом возможно исключительно после снятия оксидной плёнки.
Один из наиболее надежных способов соединения проводов и деталей — пайка. Как правильно паять паяльником, как подготовить паяльник к работе, как получить надежное соединение — обо всем этом дальше.
В быту используются «обычные» электрические паяльники. Есть, работающие от 220 В, есть — от 380 В, есть — от 12 В. Последние отличаются небольшой мощностью. Используются, в основном, на предприятиях в помещениях с повышенной опасностью. Можно их применять и в бытовых целях, но нагрев их происходит медленно, да и мощность маловата…
Выбрать надо тот, Который удобно «лежит» в руке
Выбор мощности
Мощность паяльника выбирается в зависимости от характера работы:
В домашнем хозяйстве достаточно иметь два паяльника — один маломощный — 40-60 Вт, и один «средний» — около 100 Вт. С их помощью можно будет покрыть около 85-95% потребностей. А пайку толстостенных деталей все равно лучше доверить профессионалу — тут нужен специфический опыт.
Подготовка к работе
Когда паяльник включается в сеть первый раз, часто он начинает дымить. Это выгорают смазочные материалы, которые были использованы в процессе производства. Когда дым перестает выделяться, паяльник выключают, ждут пока он остынет. Дальше надо заточить жало.
Заточка жала
Далее надо подготовить к работе жало. Это цилиндрический стержень, сделанный из медного сплава. Фиксируется при помощи прижимного винта, который находится в самом конце термокамеры. В более дорогих моделях жало может быть слегка заточено, но, в основном, заточки нет.
Изменять будем самый кончик жала. Использовать можно молоток (сплющивать медь как вам нужно), напильник или наждак (просто стачивать ненужное). Форму жала выбирают в зависимости от предполагаемого типа работ. Его можно:
- Сплющить в виде лопатки (как у отвертки) или сделать плоской с одной стороны (угловая заточка). Этот тип заточки нужен, если паяться будут массивные детали. Такая заточка увеличивает плоскость соприкосновения, улучшает передачу тепла.
- Сточить край жала в острый конус (пирамидку) можно, если предполагается работа с мелкими деталями (тонкие провода, электродетали). Так проще контролировать степень нагрева.
- Тот же конус, но не такой острый подойдет для работы с проводниками большего диаметра.
Более универсальным считается заточка «лопаткой». Если ее сформировать при помощи молотка, медь уплотняется, корректировать наконечник надо будет реже. Ширину «лопатки» можно делать больше или меньше, подрабатывая ее по сторонам напильником или наждаком. С этим типом заточки работать можно с тонкими и средними паяемыми деталями (поворачивать жало в нужное положение).
Лужение паяльника
Если жало паяльника не имеет защитного покрытия, его необходимо залудить — покрыть тонким слоем олова. Это защитит его от коррозии и быстрого износа. Делают это при первом же включении инструмента, когда дым перестал выделяться.
Первый способ лужения жала паяльника:
- довести до рабоче температуры;
- прикоснуться к канифоли;
- расплавить припой и растереть его вдоль всего жала (можно деревянной щепкой).
Второй способ. Смочить тряпку раствором хлористого цинка, нагретое жало потереть о тряпку. Расплавить припой и куском поваренной каменной соли растереть его по всей поверхности жала. В любом случае медь должна покрыться тонким слоем олова.
Технология пайки паяльником
Практически все сейчас пользуются электрическими паяльниками. Те, у кого работа связна с пайкой, предпочитают иметь паяльную станцию, «любители» предпочитают обходиться обходиться обычными паяльниками без регуляторов. Иметь несколько паяльников разной мощности достаточно для работ разного типа.
Чтобы разобраться как правильно паять паяльником, надо хорошо представлять себе процесс в общем, затем углубляться в нюансы. Потому начнем с краткого описания последовательности действий.
Пайка подразумевает последовательность повторяющихся действий. Говорить будем о пайке проводов или радиотехнических деталей. Именно с ними приходится встречаться в хозяйстве чаще. Действия такие:
На этом пайка закончена. Надо остудить припой и проверить качество соединения. Если все сделано правильно, место пайки имеет яркий блеск. Если припой выглядит тусклым и пористым — это признак недостаточной температуры во время пайки. Сама пайка называется «холодной» и не дает требуемого электрического контакта. Она легко разрушается — достаточно потянуть провода в разные стороны или даже подковырнуть чем-то. Еще место пайки может быть обугленным — это признак обратной ошибки — слишком высокой температуры. В случае с проводами она часто сопровождается оплавлением изоляции. Тем не менее, электрические параметры бывают нормальными. Но, если паяются проводники при устройстве проводки, лучше переделать.
Подготовка к пайке
Сначала поговорим о том, как правильно паять паяльником провода. Для начала надо удалить изоляцию. Длина оголяемого участка может быть разной — если паять собираетесь проводку — силовые провода, оголяют 10-15 см. Если припаять надо малоточные проводники (те же наушники, например), длина оголяемого участка небольшая — 7-10 мм.
После снятия изоляции необходимо провода осмотреть. Если есть на них лак или оксидная пленка, ее надо удалить. У свежезачищенных проводов оксидной пленки обычно не бывает, а лак иногда присутствует (медь имеет не рыжий цвет, а коричневатый). Оксидную пленку и лак можно удалить несколькими способами:
- Механически. Использовать наждачную бумагу с мелким зерном. Ею обрабатывают оголенную часть провода. Так можно сделать с одножильными проводами довольно большого диаметра. Обрабатывать наждачной бумагой тонкие проводки неудобно. Многожильные так вообще можно оборвать.
- Химический способ. Оксиды хорошо растворяются спиртом, растворителями. Лаковое защитное покрытие снимается при помощи ацетилсалициловой кислоты (обычный аптечный аспирин). Провод кладут на таблетку, прогревают паяльником. Кислота разъедает лак.
В случае с лакированными (эмалированными) проводами можно обойтись без зачистки — нужно использовать специальный флюс, который так и называется «Флюс для пайки эмалированных проводов». Он сам разрушает защитное покрытие во время пайки. Только чтобы впоследствии он не начал разрушать проводники, его после окончания пайки его надо удалить (влажной тряпкой, губкой).
Если припаять надо провод к какой-то металлической поверхности (например, провод заземления к контуру), процесс подготовки мало чем меняется. Площадку, к которой будет припаиваться провод, надо зачистить до чистого металла. Сначала механически удаляются все загрязнения (включая краску, ржавчину и т.д.), после чего при помощи спирта или растворителя поверхность обезжиривается. Далее можно паять.
Обработка флюсом или лужение
При пайке главное — обеспечить хороший контакт спаиваемых деталей. Для этого перед началом пайки соединяемые детали надо залудить или обработать флюсом. Эти оба процесса взаимозаменяемы. Их основное назначение — улучшить качество соединения, облегчить сам процесс.
Лужение
Для обработки проводов потребуется хорошо разогретый паяльник, кусок канифоли, небольшое количество припоя.
Берем зачищенный провод, укладываем его на канифоль, прогреваем паяльником. Прогревая, поворачиваем проводник. Когда провод окажется весь в расплавленной канифоли, на жало паяльника набираем немного припоя (просто прикасаемся жалом). Затем вынимаем провод из канифоли и кончиком жала проводим по оголенному проводнику.
Лужение проводов — обязательный этап при пайке
При этом припой тончайшей пленкой покрывает металл. Если это медь, из желтой, она становится серебристой. Провод тоже надо немного поворачивать, а жало двигать вверх/вниз. Если проводник хорошо подготовлен, он полностью становится серебристым, без пропусков и желтых дорожек.
Обработка флюсом
Тут все и проще, и сложнее. Проще в том смысле, что нужен только состав и кисточка. Кисточку обмакиваем в флюс, наносим тонким слоем состав на место пайки. Все. В этом простота.
Сложность в выборе флюса. Есть много разновидностей этого состава и под каждый вид работы надо подбирать свой. Так как сейчас говорим о том, как правильно паять паяльником провода или электронные компоненты (платы), то приведем несколько примеров хороших флюсов для этого типа работ:
Для пайки электронных компонентов (печатных плат) не используйте активные (кислотные) флюсы. Лучше — на водной или спиртовой основе. Кислотные же имеют хорошую электропроводность, что может нарушить работу устройства. Также они очень химически активны и могут вызвать разрушение изоляции,коррозию металлов. Благодаря своей активности они очень хорошо подготавливают к пайке металлы, потому их используют, если надо припаять провод к металлу (обрабатывают саму площадку). Наиболее распространенный представитель — «Паяльная кислота».
Разогрев и выбор температуры
Если хотите знать, как правильно паять паяльником, надо научиться определять достаточно ли разогрето место пайки. Если пользуетесь обычным паяльником, ориентироваться можно по поведению канифоли или флюса. При достаточном уровне нагрева они активно кипят, выделяют пар, но не горят. Если поднять жало, капли кипящей канифоли остаются на кончике жала.
При использовании паяльной станции исходят из таких правил:
То есть, на станции выставляем на 60-120°С выше, чем температура плавления припоя. Зазор температур, как видите большой. Как выбрать? Зависит от теплопроводности спаиваемых металлов. Чем лучше он отводит тепло, тем более высокой должна быть температура.
Внесение припоя
Когда место пайки достаточно разогрето, можно добавлять припой. Его вносят двумя способами — расплавленное, в виде капли на жале паяльника или в твердом виде (проволоку припоя) непосредственно в зону пайки. Первый метод используется если область пайки небольшая, второй — при значительных площадях.
В случае, если надо внести небольшое количество припоя, его касаются жалом паяльника. Припоя достаточно, если жало стало белым, а не желтым. Если повисла капля — это перебор, ее надо удалить. Можно стукнуть пару раз по краю подставки. Потом сразу возвращаются в зону пайки, проводя жалом вдоль места пайки.
Во втором случае проволоку припоя вводим непосредственно в зону пайки. Нагревшись, он начинает плавиться, растекаясь и заполняя пустоты между проводами, занимая место испаряющегося флюса или канифоли. В этом случае надо вовремя убрать припой — его переизбыток тоже не очень хорошо влияет на качество пайки. В случае с пайкой проводов это не так критично, а вот при пайке электронных элементов на платах очень важно.
Чтобы пайка была качественной, необходимо все делать тщательно: зачищать провода, прогреть место пайки. Но перегрев тоже нежелателен, как и слишком большое количество припоя. Вот тут нужна мера и опыт, а набраться его можно повторяя все действия некоторое количество раз.
Приспособление для более удобной пайки — третья рука
Как научиться паять паяльником
Для начала возьмите несколько кусков одножильного провода небольшого диаметра (можно — монтажные провода, те, которые используются в связи и т.п.) — с ними работать проще. Нарежьте их на небольшие кусочки и на них тренируйтесь. Сначала старайтесь спаять два провода. Кстати, после лужения или обработки флюсом их лучше скрутить между собой. Так увеличиться площадь контакта и проще будет удерживать провода на месте.
Когда пайка несколько раз получится надежной, можно увеличить количество проводков. Их тоже надо будет скручивать, но уже применять придется пассатижи (две проволоки можно скручивать руками).
Нормальная пайка означает:
После того, как освоена пайка нескольких проводов (трех…пяти), можно попробовать многожильные провода. Сложность состоит в зачистке и лужении. Зачищать получится только химическим методом, а лудить, предварительно скрутив провода. Затем залуженные проводники можно попытаться скрутить, но это довольно сложно. Придется их удерживать при помощи пинцета.
Когда и это освоено, можно тренироваться на проводах большего сечения — 1,5 мм или 2,5 мм. Это те провода, которые применяют при прокладке проводки в квартире или доме. Вот на них и можно тренироваться. Все тоже, но работать с ними сложнее.
После завершения пайки
Если обрабатывали провода кислотными флюсами, после остывания припоя, его остатки надо смыть. Для этого используют влажную тряпку или губку. Их смачивают в растворе моющего средства или мыла, после — удаляют влагу, просушивают.
О том, как правильно паять паяльником вы знаете, теперь надо приобретать практические навыки.
Все знают, что такое паяльник, и для чего он нужен, но не все умеют им пользоваться. А инструмент это весьма полезный не только в телевизионной мастерской, но и в домашнем хозяйстве. С его помощью можно качественно восстановить оборванный кабель, отремонтировать электроинструмент, бытовую технику и многое другое. Однако паяльником надо уметь орудовать, а также надо уметь правильно подобрать расходные материалы.
Если речь не идет о пайке микросхем и высоковольтного оборудования, то сам процесс не представляет какой-либо сложности. Большинство бытовых задач можно выполнить самостоятельно, не обращаясь к специалисту.
Устройство паяльника
Электрический паяльник обязательно имеет нагреватель. Нагреватель может быть нихромовым или керамическим. Керамические нагреватели по-своему хороши, но они довольно требовательны к условиям работы. Поэтому для домашнего хозяйства лучше всего подойдут электрические паяльники со спиральным нагревателем (ЭПСН). Это довольно неприхотливые и, что немаловажно, недорогие приборы.
Рабочей частью паяльника является жало. Нагреватель доводит его до высокой температуры, позволяющей плавить оловянный припой, которым ведется пайка. На корпусе паяльника обычно имеется винт, который фиксирует жало и с помощью которого можно регулировать его вылет. Ручка паяльника имеет расширение или отдельный фартук, который не дает руке даже случайно соскользнуть на разогретую часть.
В последние годы появились компактные газовые паяльники, сразу составившие конкуренцию паяльникам электрическим. Заправляются они очищенным бутаном, точно таким же, который используется для заправки зажигалок. Пайка газовым паяльником происходит за счет воздействия открытого пламени миниатюрного сопла. Температура пламени может регулироваться в пределах 750-1200°С. На одной заправке паяльник может работать 60-90 минут в зависимости от настройки. Такой инструмент способен полностью заменить электрический паяльник мощностью 150 Вт. Для бытовых нужд его более чем достаточно, если, конечно, речь не идет о пайке труб или кастрюль.
Выбор паяльника
Прежде всего, надо определить, для каких целей приобретается паяльник. Для дома обычно берут прибор, которым можно спаять кабели, провода, починить штекеры аппаратуры и т.д. Для этих целей подойдет прибор мощностью 25 Вт. Более мощные приборы применяются при пайке массивных деталей, а это уже промышленное применение. В то же время не стоит покупать слишком маломощные паяльники на 5-15 Вт. Они предназначены для пайки микросхем и тонкой аппаратуры, например для ремонта мобильных телефонов.
Обращают внимание при покупке паяльника для дома и на его входящее напряжение. Необходимо, чтобы это был прибор, работающий от 220 В, а не от 12 или 24…. Желательно чтобы у паяльника была вилка европейского образца. Современные дома уже все чаще оснащаются заземлением, которое в данном случае исключит электротравму при пробое на корпус.
Если жало в паяльнике извлекается, значит, при необходимости его можно заменить. Узнать это очень просто - паяльники со сменным жалом имеют болт (болты) фиксации на корпусе. Болт позволяет регулировать длину вылета, а она в свою очередь влияет на температуру открытой части.
Жала бывают медными и никелированными. Последние не обгорают, поэтому практически не нуждаются в уходе. Однако они несколько дороже. Красномедные жала время от времени необходимо чистить от припоя и править напильником. Никаких сложностей в этих операциях нет - берется напильник и с его помощью жалу придается требуемая форма. Желательно делать это при снятом жале, зажатом в тисках.
Что касается формы паяльников, то кроме классической «ручечной» формы в продаже можно встретить так называемые «пистолеты». Разница между ними только в форме ручки. Пистолетными бывают также быстроразогревающиеся паяльники с трансформатором, но они уже относятся к приборам профессионального класса. Многие специалисты считают, что классическая форма паяльника удобнее в работе.
Расходники для пайки
Припой . Соединение деталей при помощи пайки подразумевает использование припоя - сплава олова со свинцом. Процесс пайки можно сравнить с горячим склеиванием. Клеем в таком случае выступает припой.
Пропорции олова и свинца в припоях могут быть разными. Производители наносят маркировку, где цифрой обозначается процент олова, например ПОС-61 - припой оловянно-свинцовый, в котором содержание олова составляет 61%. Припой из такого сплава будет плавиться при температуре 180°С. Это намного меньше, чем температура плавления меди или алюминия, паять которые приходится чаще всего.
Изменения соотношения свинца и олова отражается и на температуре плавления припоя. Например, если олова в припое 40%, то температура плавления у такого сплава составит 240°С, а если олова 90%, то сплав начинает плавиться только при 310°С.
Маркировка припоев импортного производства отличается от отечественной. Чтобы понять, что за сплав перед вами, необходимо заглянуть в сопроводительные документы или поискать расшифровку маркировки в сети Интернет. Однако при бытовой пайке сплав припоя особого значения не имеет. Самый тугоплавкий припой плавится при 300°С, что также ниже t(пл.) меди или алюминия. Но работать легче всего с легкоплавкими припоями, поэтому следует отдавать предпочтение сбалансированным припоям, где олова и свинца примерно одинаково.
Удобнее всего пользоваться припоем в виде проволоки диаметром 1-3 мм. В продаже встречаются припои в виде трубки, заполненной флюсом. Такой припой - на любителя; многие специалисты отдают предпочтение простому проволочному припою, который оставляет возможность точнее дозировать припой и флюс.
Флюс необходим для защиты металлических деталей от теплового окисления. Медное жало паяльника быстро окисляется, в результате чего на нем образуется неметаллическая пленка, к которой плохо пристает припой. Флюс удаляет пленку окислов и способствует равномерному распределению припоя. Обработка деталей и контактов флюсом называется лужением.
Встречаются два вида флюсов - кислотные и некислотные. Кислотные флюсы чаще всего используют при пайке железных сплавов (чугун, сталь). После работы с кислотным флюсом необходимо удалить его остатки, чтобы кислота не разъедала металл. Работать с кислотными флюсами нужно очень осторожно, т.к. кислота легко разъедает кожу.
Из некислотных флюсов наиболее распространена канифоль - очищенная сосновая сера. Для большинства бытовых задач канифоли вполне достаточно. Качественная канифоль прозрачна и имеет янтарный цвет; она не так быстро пачкает жало и не сильно дымит. Можно также иметь под рукой ортофосфорную кислоту для случаев, когда окисление значительное.
Технология пайки
Когда нужно припаять одну деталь к другой, спаять контакт или концы проводов, наша задача заключается в том, чтобы закрепить спайку припоем.
- Хороший контакт и прочность спайки зависит от качества выполнения работы. Спаиваемые детали должны быть хорошо очищены, обезжирены и прогреты.
- Если выполняется пайка электрического провода или любых других электродеталей, необходимо убедиться в том, что они не находятся под напряжением.
- Производить пайку лучше всего под кухонной вытяжкой, чтобы дым канифоли сразу удалялся из помещения.
- Очень важно не перегреть спаиваемые детали. Сами они вряд ли расплавятся от паяльника, но пластик (например, изоляция провода) может пострадать от высокой температуры. Поэтому время воздействия высокой температуры на детали должно быть минимальным. Желательно произвести пайку в один заход.
- Соединяемые пайкой детали нужно залудить - обработать флюсом и припоем. Залуженные провода перестают гнуться, поэтому их скручивают без лужения и только потом паяют.
- При сращивании кабелей или проводов производят зачистку концов от изоляции, зачищают сам провод механически и обрабатывают флюсом при помощи паяльника. Чтобы качественно изолировать спаянные провода необходимо предварительно надеть на них кембрики из термоусадочного полимера. После этого концы провода свивают между собой и фиксируют припоем, который в итоге должен покрыть всю контактную часть.
- Место спайки закрывается термоусадочным кембриком, который после нагрева обволакивает спайку и надежно ее изолирует от контакта с другими проводами.
- Проволочный припой удобно подавать к месту спайки, а не набирать олово жалом. Но поскольку у человека только две руки, подавать припой получается только в том случае, если детали надежно зафиксированы. Не пытайтесь паять навису - только зря потратите время и нервы. Лучше сначала зафиксировать зажимом спаиваемые детали, а уже потом их паять.
Вот собственно и вся технология. Как видите, она нехитрая. Главное - соблюсти несколько простых правил и понимать, что для чего делается и в каком порядке.
