Как правильно паять?

Прежде чем начать рассматривать вопрос: ”Как правильно паять?” Нужно обозначить одно но…

Пайка бывает разная . Нужно понимать, что существует большая разница в методике пайки здоровенного резистора мощностью 2 Ватта на обычную печатную плату и, например, микросхемы BGA на многослойную плату сотового телефона.

Если в первом случае можно обойтись простейшим электрическим паяльником мощностью 40 Ватт, твёрдой канифолью и припоем, то во втором случае потребуется применение таких приборов, как термовоздушная станция, безотмывочный флюс, паяльная паста, трафареты и, возможно, станция нижнего подогрева плат.

Как видим, разница существенная.

В каждом конкретном случае нужно выбирать тот метод пайки, который является наиболее подходящим для конкретного вида монтажа . Так для пайки микросхем в планарном корпусе лучше применять термовоздушную пайку, а для монтажа обычных выводных резисторов, крупногабаритных электролитических конденсаторов стоит применять контактную пайку электрическим паяльником.

Рассмотрим простейшие правила обычной контактной пайки.

Для начала начинающему радиолюбителю вполне достаточно освоить обычную контактную пайку простейшим и самым дешёвым электрическим паяльником с медным жалом.

Сперва необходимо приготовить минимальный наборчик для пайки и паяльный инструмент. О том, как подготовить электрический паяльник к работе уже рассказывалось в статье о подготовке и уходе за паяльником .

Многие считают, что для пайки лучше использовать паяльник с невыгораемым жалом. В отличие от медного, невыгораемое жало не требует периодического затачивания и лужения, так как на его поверхности не образуются углублений – раковин.

Выгоревшее жало паяльника
(для наглядности медное жало предварительно обработано напильником).

На фото видно, что край медного жала неровный, а образовавшиеся углубления заполнены застывшим припоем.

Невыгораемое жало у широко распространённых паяльников, как правило, имеет конусообразную форму. Такое жало не смачивается расплавленным припоем, то есть с его помощью на жало нельзя брать припой. При работе таким паяльником припой к месту пайки доставляется с помощью тонкого проволочного припоя.

Понятно, что использовать припой в кусочках или стержнях при пайке паяльником с невыгораемым жалом затруднительно и неудобно. Поэтому тем, кто хочет научиться паять, лучше начинать свою практику с обычного электрического паяльника с медным жалом. Недостатки его использования легко компенсируются такими удобствами, как лёгкость использования припоев в любом исполнении (проволочном, стержневом, кусковом и т.п), возможность изменения формы медного жала.

Электрический паяльник с медным жалом удобен тем, что с его помощью можно легко дозировать количество припоя, которое необходимо донести к месту пайки.

Чистота спаиваемых поверхностей.

Первое правило качественной пайки – это чистота спаиваемых поверхностей. Даже у новых радиодеталей, купленных в магазине, выводы покрываются окислами и загрязнениями. Но с этими незначительными загрязнениями, как правило, справляется флюс, который применяют в процессе пайки. Если же видно, что выводы радиодеталей или медные проводники сильно загрязнены или покрыты окислом (зеленоватого или тёмно-серого цвета), то перед пайкой их нужно очистить либо перочинным ножом, либо наждачной бумагой.

Особенно это актуально, если при сборке электронного устройства применяются радиодетали, бывшие в употреблении. На их выводах обычно образуется тёмный налёт. Это окисел, который будет препятствовать пайке.

Лужение.

Перед пайкой поверхность выводов необходимо залудить – покрыть тонким и ровным слоем припоя. Если обратить внимание на выводы новых радиодеталей, то в большинстве случаев можно заметить, что их выводы и контакты залужены. Пайка лужёных выводов происходит быстрее и качественнее, так как отпадает необходимость в предварительной подготовке выводов к пайке.

Чтобы залудить медный проводник для начала удаляют с его поверхности изоляцию и очищают от загрязнений, если таковые имеются. Затем нужно обработать поверхность пайки флюсом. Если в качестве флюса применяется кусковая канифоль, то медный провод можно положить на кусок канифоли и коснуться провода хорошо прогретым жалом паяльника. Предварительно на жало паяльника необходимо взять немного припоя.

Далее движением вдоль провода распределяем расплавленный припой по поверхности проводника, стараясь как можно лучше и равномернее прогреть сам проводник. При этом кусковая канифоль плавиться и начинает испаряться под действием температуры. На поверхности проводника должно образоваться ровное покрытие оловянно-свинцовым припоем без комочков и катышков.




Расплавившаяся канифоль способствует уменьшению поверхностного натяжения расплавленного припоя и улучшает смачиваемость спаиваемых поверхностей. Благодаря флюсу (в данном случае – канифоли) обеспечивается равномерное покрытие проводника тонким слоем припоя. Также флюс способствует удалению загрязнений и предотвращает окисление поверхности проводников во время прогрева их паяльником.

Прогрев жала паяльника до рабочей температуры.

Перед началом пайки необходимо включить электрический паяльник и подождать, пока его жало хорошо прогреется и температура его достигнет значения 180 – 240 0 C.

Так как у обычного паяльника нет индикации температуры жала, то судить о достаточном нагреве жала можно по вскипанию канифоли.

Для проверки нужно кратковременно коснуться кусочка канифоли нагретым жалом. Если канифоль плохо плавиться и медленно растекается по жалу паяльника, то он ещё недогрет. Если же происходит вскипание канифоли и обильное выделение пара, то паяльник готов к работе.

В случае пайки недогретым паяльником, припой будет иметь вид кашицы, будет быстро застывать, а поверхность паяного контакта будет иметь шероховатый вид с тёмно – серым оттенком. Такая пайка является некачественной и быстро разрушается.

Качественный паяный контакт имеет характерный металлический глянец, а его поверхность ровная и блестит на солнце.

Также при пайке различных радиодеталей стоит обращать внимание на площади спаиваемых поверхностей. Чем больше площадь проводника, например, медной дорожки на печатной плате, тем мощнее должен быть паяльник. При пайке происходит теплопередача и кроме самого места пайки происходит и побочный прогрев радиодетали или печатной платы .

Если от места пайки происходит существенный теплоотвод, то маломощным паяльником невозможно хорошо прогреть место пайки и припой очень быстро остывает, превращаясь в рыхлую субстанцию. В таком случае нужно либо дольше нагревать спаиваемые поверхности (что не всегда возможно или не приводит к желаемому результату), либо применять более мощный паяльник.

Для пайки малогабаритных радиоэлементов и печатных плат с плотным монтажом лучше использовать паяльник мощностью не более 25 Ватт. Обычно в радиолюбительской практике используются паяльники мощностью 25 – 40 Ватт с питанием от сети переменного тока 220 вольт. При эксплуатации электрического паяльника стоит регулярно проверять целостность изоляции сетевого шнура , так как в процессе работы нередки случаи её повреждения и случайного оплавления разогретыми частями паяльника.

При запаивании либо выпаивании радиодетали с печатной платы желательно следить за временем пайки и ни в коем случае не перегревать печатную плату и медные дорожки на её поверхности свыше 280 0 C.

Если произойдёт перегрев платы, то она может деформироваться в месте нагрева, произойдёт расслоение или вздутие, отслоятся печатные дорожки в месте нагрева.

Температура свыше 240-280 0 C является критической для большинства радиоэлементов. Перегрев радиодеталей во время пайки может вызвать их порчу.

При спайке деталей очень важно жёстко их зафиксировать. Если этого не сделать, то любая вибрация или смещение нарушит качество пайки, так как припою требуется несколько секунд для того чтобы затвердеть.

Для того чтобы качественно производить пайку деталей “на весу” и избежать смещения или вибрации во время остывания паяного контакта можно использовать приспособление, которое в быту радиолюбителей называется “третья рука ”.


"Третья рука"

Такое нехитрое устройство позволит не только легко и без особых усилий производить пайку деталей, но и избавит от ожогов, которые можно получить, если придерживать детали во время пайки рукой.


"Третья рука" в работе

Меры безопасности при пайке.

В процессе пайки довольно легко получить пусть и небольшой, но ожог. Чаще всего ожогам подвергаются пальцы и кисти рук. Причиной ожогов, как правило, является спешка и плохая организация рабочего места.

Нужно помнить, что в процессе пайки не стоит прикладывать больших усилий к паяльнику. Нет смысла давить им на печатную плату в надежде быстрого расплавления паяного контакта. Нужно дождаться, когда температура в месте пайки достигнет необходимой . В противном случае возможно соскальзывание жала паяльника с платы и случайное касание раскалённым металлом пальцев рук или ладони. Поверьте, ожоговые раны очень долго заживают !

Также стоит держать глаза подальше от места пайки. Нередки случаи, что при перегреве печатная дорожка на плате отслаивается с характерным вспучиванием, что ведёт к разбрызгиванию мельчайших капелек расплавленного припоя. Если есть защитные очки, то стоит применить их. Как только будет получен достаточный опыт пайки, то от защитных очков можно отказаться.

Производить пайку желательно в хорошо проветриваемом помещении. Пары свинца и канифоли вредны для здоровья. Если нет возможности проветривать помещение, то стоит делать перерывы между работой.

Когда начинающий электрик наблюдает за работой мастера с паяльником, то все действия кажутся простыми и понятными.

Однако стоит только самому взять инструмент в руки, как сразу начинаются неприятности: припой не держится, контакты отваливаются, изоляция сгорает, жало покрывается сажей.

Чтобы этого не происходило необходимо соблюдать определенные правила.

Мастер их знает и выполняет. Новичку же я советую вначале понять, как паять паяльником правильно. Только после этого браться за эту работу.

Особенности подготовки рабочего места и инструмента

3 главных секрета: поза, свет и воздух

Даже в домашних условиях для выполнения качественной пайки необходимы удобная поза работника с хорошим освещением. Рекомендую установить рабочий стол около окна, на который в дневное время попадают солнечные лучи, а вечером светит искусственный источник.

Пайка связана с нагревом веществ, выделением дымов. Хотя разогретая канифоль пахнет хвоей, но этот запах при частом вдыхании все же вреден. А другие флюсы и кислоты еще опаснее. Попадая в организм через органы дыхания они накапливаются, вызывают хронические заболевания.

Поэтому важно проветривание. Работайте с открытой форточкой, а еще лучше - используйте принудительную вытяжку.

Полезные приспособления

Невысокая жестяная баночка с бумажной прокладкой необходима для работы с припоем и канифолью.

Специальная подставка помогает хранить нагретый паяльник, а губка позволяет очищать горячее жало от окислов.

Убирать излишки расплавленного припоя удобно оловоотсосом.

Работы с мелкими предметами облегчают пинцет, небольшие тисочки, приспособления типа «третья рука». Самый простой вариант: обычные пассатижи с резинкой.

Можно своими руками изготовить и другие простые конструкции.

Выбор и подготовка паяльника

Продажа предлагает различные модели с напряжением от 12 до 220 или 380 вольт. Каждый паяльник создается для конкретной работы, хотя имеет универсальные возможности.

Их оценивают мощностью потребления электрической энергии, которая расходуется на разогрев жала наконечника.

Пайку радиодеталей удобно выполнять паяльником мощностью 40?60 ватт, а для проводов выбирают 80?100.

Для начинающих паяльщиков достаточно пользоваться простыми моделями двух конструкций паяльников с:

1. нагревом от нихромовой проволоки и медным стержнем;





2. керамической вставкой и медным жалом с никелевым покрытием.

Первый тип паяльников дешевле, но он требует постоянного ухода за наконечником, дольше разогревается до нужной температуры, быстрее изнашивается.

Паяльник с керамической вставкой лучше работает, но он дороже. К тому же керамика требует аккуратного обращения. Она может расколоться от механического удара.

Личные предпочтения

Более 30 лет пользуюсь трансформаторными паяльниками типа «Момент».

Кому-то он не нравится из-за дополнительного веса. Но для меня этот показатель не критичен. Мощность в 65 промышленного образца хорошо подходит для радиолюбительской пайки, но ее недостаточно для соединения электрических проводов.

Поэтому собрал более мощную конструкцию своими руками.

О подделке брендов

Я долго не мог понять, почему трансформаторные паяльники мне нравятся, а в интернете их массово критикуют. Даже в указанной выше статье мне читатели высказывали отрицательное мнение о них, ругая недолговечность и плохое качество.

Понял я это только осле того, как посетитель моего сайта прислал мне для экспериментов перегоревший паяльник китайской компании Licota.

Он очень красиво выглядит, обладает небольшим весом, удобно лежит в руке и оригинально упакован. При детальном знакомстве с ним я обнаружил множество дефектов монтажа и конструкции. Расписал их отдельными статьями:

1. и необходимости дорабатывать ее внутренние поверхности;
2. старого советского и современного из Китая.

Покупая дешевые паяльники у сомнительных продавцов можно нарваться на некачественную продукцию, потерять деньги и время. Обращайте внимание на рабочие электрические характеристики и предоставление гарантий.

Существуют другие различные . Но начинать обучение пайке лучше на описанных выше моделях.

О заточке наконечника

Чистота не только залог нашего здоровья, но и гарант качественной пайки. Ее необходимо обязательно соблюдать во время работы.

Медный наконечник паяльника разогревается до такого состояния, что на нем образуются окислы и нагар. Когда они проникают в припой, то о качестве пайки можно забыть. Поэтому конец жала всегда должен быть чистым и хорошо заточенным.

Его форма создается под определенный вид спаиваемых деталей:

• «плоская отвертка» хорошо передает тепло. Ее применяют для прогрева массивных деталей;
• «пирамидка» или «острый конус» позволяет удобнее контролировать величину нагрева. Она используется для соединения мелких радиоэлементов или тонких проводов;
• «затупленный конус» затачивают для пайки проводов среднего сечения.

Большей популярностью пользуется первый вид заточки. Его можно формировать ударами молотка. Тогда металл лучше уплотняется и дольше сохраняет свои свойства.

Располагая этот наконечник на спаиваемой детали плоскостью или острым углом можно регулировать степень ее прогрева.

Современные паяльники с керамикой имеют набор съемных насадок самых необходимых форм. Они покрыты сверху слоем никеля, не требуют заточки и подготовительной обработки.

Как залудить медное жало

Наконечник нового паяльника без защитного никелевого покрытия требуется покрыть тонким слоем припоя, который станет предохранять его от образования нагара и преждевременного износа. Для этого:

1. паяльник включают под напряжение, разогревая наконечник до рабочего состояния;
2. погружают его в кусочек канифоли;
3. расплавляют припой, распределяя его по поверхности наконечника жала. Удобно пользоваться деревянным предметом.

Из чего состоят этапы пайки

Основной задачей этой технологии является соединение двух металлических деталей, чаще всего проводников, легкоплавким сплавом так, чтобы они прочно держались и пропускали электрический ток с минимально возможным сопротивлением.

Для этого необходимо последовательно выполнить ряд действий. Разберем их на примере спаивания проводов. Это:

• снятие изоляции с соединяемых концов провода;
• механическая зачистка металла жил до идеального состояния от окислов;
• термообработка с флюсом - залуживание концов тонким слоем;
• нагрев припоя с нанесением его на место пайки.

Снятие изоляции

Диэлектрический слой провода может быть выполнен из полиэтилена, ткани, лака или другого подобного материала. Его необходимо убрать.

Лучше всего эту работу выполнять острым ножом, располагая его лезвие почти параллельно оси металлической жилы. Так исключается ее порез и нанесение глубоких царапин. Они ослабляют механическую прочность и увеличивают электрическое сопротивление. Допускать этого нельзя.

Тонкие провода, покрытые лаком, достаточно обработать открытым пламенем спички или зажигалки. Это же способ подходит для витой пары и даже более толстых жил.

В продаже существуют специальные клещи различных конструкций для снятия изоляции с конца провода любого диаметра. Они позволяют профессионально выполнять эту работу без повреждения жилы.

После снятия изоляции оценивают состояние металлической поверхности. Обращают внимание на чистоту, отсутствие вмятин и порезов.

Удаление загрязнений и оксидной пленки

Только чистый металл сможет обеспечить качественное соединение деталей при пайке. Его создают механической очисткой поверхности и химическими растворами.

Вначале работают лезвием ножа, слегка прижимая его к загрязненному металлу под тупым углом. Жилу протягивают от слоя изоляции к оголенному концу, немного вращая в одну сторону. Металл сразу потеряет тусклость, станет блестеть.

Химическая очистка предполагает обработку растворителями, спиртом, флюсом ФЭС.

Лужение контактных площадок

Окончательную зачистку поверхности металла проводника осуществляют термообработкой флюсом, используя залуженный наконечник паяльника. Самым популярным и универсальным средством является канифоль. Ее используют в твердом состоянии, растворенной в спирте или желеобразной.

Продажа позволяет приобрести канифоль в любом виде и предоставляет широкий ассортимент других флюсов.

Последовательность лужения жилы провода твердой канифолью:

1. Прогревают паяльник до нужной температуры. Она может колебаться в пределах от 180 до 240 градусов и зависит от припоя и соединяемых металлических деталей. Для контроля нагрева жала касаются наконечником твердой канифоли. Если она начинает бурно образовывать пар, то прогрев нормальный.
2. Очищенный проводник укладывают на канифоль и прикасаются к нему наконечником паяльника. Провод вращают для равномерного покрытия расплавленным флюсом.
3. Жалом паяльника расплавляют припой и наносят его на обработанный канифолью провод, равномерно распределяя по поверхности.

Раствор канифоли в спирте наносят кисточкой на залуживаемую поверхность или просто капают через трубку капельницы.

Желеобразную канифоль выдавливают из специального шприца, что очень удобно делать.

Обработанный жидкой или желеобразной канифолью проводник прогревают разогретым наконечником паяльника с капелькой припоя, разгоняя его по всей контактной площадке.

Непосредственная пайка

К нему приступают после того, как обе контактные площадки подготовлены к соединению: очищены от грязи и окислов, залужены.

Запаиваемые концы соединяют вместе. На них накладывают разогретым паяльником кусочек припоя, обеспечивая его растекание по обеим площадкам. После этого жало резко отводится в сторону, а детали остаются в неподвижном состоянии до момента полного застывания олова. Об этом судят по небольшому потемнению его цвета.

Правильно выполненная пайка отличается прочным соединением контактов и ровной поверхностью застывшего припоя, который немного блестит. Проверяют ее качество небольшим механическим усилием на разрыв.

Если же поверхность припоя имеет потемнения и неровности, то пайка выполнена ненадежно, ее требуется исправить.

К ним относят:

1. Прогрев соединяемых деталей следует выполнять не острием наконечника, а его боковой поверхностью. Это обеспечивает больший контакт и лучшую передачу температуры. Однако, работая жалом с тупым наконечником или трансформаторным паяльником этот совет практически не поможет.
2. Для придания повышенной прочности создаваемому соединению создается дополнительная скрутка проводов.
3. Механическое приспособление третья рука облегчает фиксацию неподвижного положения соединяемых деталей.
4. Новые электронные компоненты изготавливают с залуженными контактными поверхностями. Если они ничем не загрязнены, то на них можно сразу наносить флюс и припой без предварительного лужения. Это ускоряет процесс пайки.
5. Продажа предлагает мастерам трубчатый припой, внутри которого расположен флюс. Обычно это канифоль. Такой комбинацией проще работать: сокращается количество промежуточных операций за счет одновременной подачи обоих компонентов.

4 признака качественной пайки

Надежность соединения оценивают по:

1. яркому блеску созданного поверхностного слоя;
2. отсутствию излишков припоя на деталях;
3. прочности на разрыв контрольного механического усилия;
4. целостности слоя изоляции, отсутствию следов оплавления.

Если же у вас еще остались вопросы по этой теме, то задавайте их в комментариях. Я обязательно отвечу.

Один из самых надежных способов соединения проводов — пайка. Это процесс при котором пространство между двумя проводниками заполняется расплавленным припоем. При этом температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления соединяемых металлов. В домашних условиях чаще всего используется пайка паяльником — небольшим устройством, работающим от электричества. Для нормальной работы мощность паяльника должна быть не менее 80-100 Вт.

Что нужно для пайки паяльником

Кроме самого паяльника нужны будут припои, канифоль или флюсы, желательно иметь подставку. Еще в процессе работы может потребоваться небольшой напильник и маленькие пассатижи.

Канифоль и флюсы

Чтобы получить хорошее соединение проводов, необходимо их очистить от загрязнений, в том числе и от оксидной пленки. Если моно-жилы еще можно очистить вручную, то многожильные проводники нормально зачистить не удастся. Их обычно обрабатывают канифолью или флюсом — активными веществами, которые растворяют загрязнения, в том числе и оксидную пленку.

И канифоль и флюсы работают неплохо, только флюсами пользоваться проще — можно окунуть кисточку в раствор и быстро обработать провода. В канифоль надо проводник положить, затем разогреть его паяльником, чтобы расплавленное вещество обволокло всю поверхность металла. Недостаток использования флюсов — если они остаются на проводах (а они остаются), постепенно разъедают прилегающую оболочку. Чтобы этого не случилось, все места пайки надо обработать — смыть остатки флюса спиртом.

Канифоль считается универсальным средством, а флюсы можно подбирать в зависимости от металла, который собираетесь паять. В случае с проводами это медь или алюминий. Для медных и алюминиевых проводов берут флюс ЛТИ-120 или буру. Очень неплохо работает самодельный флюс из канифоли и денатурированного спирта (1 к 5), кроме того его просто сделать своими руками. В спирт добавить канифоль (лучше пыль или очень мелкие ее кусочки) и встряхивать до растворения. Потом этим составом можно обрабатывать проводники и скрутки перед пайкой.

Припои для пайки паяльником медных проводов используют ПОС 60, ПОС 50 или ПОС 40 — оловянно-свинцовые. Для алюминия больше подходят составы на основе цинка. Наиболее распространенные — ЦО-12 и П250А(из олова и цинка), марки А (цинк и олово с добавлением меди), ЦА- 15 (цинк с алюминием).

Очень удобно пользоваться припоями, в состав которых входит канифоль (ПОС 61). В этом случае отпадает необходимость в предварительной обработке каждого проводника в канифоли отдельно. Но для качественной пайки паяльник надо иметь мощный — 80-100 Вт, который может быстро разогреть до необходимых температур место пайки.

Вспомогательные материалы

Для того чтобы нормально паять паяльником провода нужны еще:

Для смывки флюса может потребоваться спирт, для изоляции — изолента или термоусадочные трубки различных диаметров. Вот и все материалы и инструменты, без которых пайка паяльником проводов невозможна.

Процесс пайки электропаяльником

Вся технология пайки паяльником проводов может быть разделена на несколько последовательных этапов. Все они повторяются в определенной последовательности:

Вот, собственно и все. Таким же образом можно спаять два или более провода, можно припаять провод к какой-то контактной площадке (например, при пайке наушников — провод припаять можно к штекеру или к площадке на наушнике) и т.п.

После того, как закончили паять паяльником провода и они остыли, соединение необходимо изолировать. Можно намотать изоленту, можно надеть, а потом разогреть термоусадочную трубку. Если речь идет об электропроводке, обычно советуют сначала навернуть несколько витков изоленты, а сверху надеть термоусадочную трубку, которую прогреть.

Отличия технологии при использовании флюса

Если используется активный флюс, а не канифоль, процесс лужения изменяется. Очищенный проводник смазывается составом, после чего прогревается паяльником с небольшим количеством припоя. Далее все как описано.

Пайка скрутки с флюсом — быстрее и проще

Есть отличия и при пайке скруток с флюсом. В этом случае можно каждый провод не лудить, а скрутить, затем обработать флюсом и сразу начинать паять. Проводники можно даже не зачищать — активные составы разъедают оксидную пленку. Но вместо этого придется места пайки протирать спиртом — чтобы смыть остатки химически агрессивных веществ.

Особенности пайки многожильных проводов

Описанная выше технология пайки подходит для моножил. Если провод многожильный, есть нюансы: перед лужением проводки раскручивают чтобы можно было все окунуть в канифоль. При нанесении припоя надо следить чтобы каждый проводок был покрыт тонким слоем припоя. После остывания, провода снова скручивают в один жгут, дальше можно паять паяльником как описано выше — окунув жало в припой, прогревая место спайки и нанося олово.

При лужении многожильные провода надо «распушить»

Можно ли паять медный провод с алюминиевым

Соединение алюминия с другими химически активными металлами напрямую делать нельзя. Так как медь — химически активный материал, то медь и алюминий не соединяют и не паяют. Дело в слишком разной теплопроводности и разной токопроводимости. При прохождении тока алюминий нагревается больше и больше расширяется. Медь греется и расширяется значительно меньше. Постоянное расширение/сужение в разной степени приводит к тому, что даже самый хороший контакт нарушается, образуется токонепроводящая пленка, все перестает работать. Потому медь и алюминий не паяют.

Если возникает такая необходимость соединить медный и алюминиевый проводники, делают болтовое соединение. Берут болт с подходящей гайкой и три шайбы. На концах соединяемых проводов формируют кольца по размеру болта. Берут болт, надевают одну шайбу, затем проводник, еще шайбу — следующий проводник, поверх — третью шайбу и все фиксируют гайкой.

Есть еще несколько способов соединить алюминиевую и медную линии, но пайка к ним не относится. Прочесть о других способах можно , но болтовое — наиболее простое и надежное.

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:

1. Серебро
2. Латунь
3. Никель
4. Железо
5. 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:

Процесс пайки сам по себе не сложен – подготавливаем детали, обрабатываем флюсом, разогреваем, добавляем припой в зоне пайки. Но, как и в любом деле есть свои нюансы, которые необходимо знать, чтобы получить качественный результат.

Что представляет собой процесс спаивания

Пайка выполняется, когда необходимо соединить две детали.

Перед процессом необходимо подготовить компоненты: очистить от грязи и удалить оксидную пленку в месте спаивания, так как наличие даже небольших загрязнений или окисления помешает надежной стыковке материалов.

При выборе припоя нужно руководствоваться правилом – температурный режим плавления припоя должен быть ниже температуры плавления элементов, которые планируется соединить.

Порядок действий в технологии пайки:

Поверхности деталей необходимо зачистить от грязи, ржавчины, окисной пленки и пр., так, чтобы появился блеск основного металла. Для удаления окисления и его предотвращения в дальнейшем необходимо покрыть детали в месте соединения флюсом. Нанести его можно кисточкой тонким слоем.

Альтернативой второму этапу может быть вариант обработки, называемый лужение. Используется в основном для обработки проводов. Зачищенный провод кладется на канифоль, прогревается паяльником, провод необходимо поворачивать, чтобы он весь оказался в расплавленной канифоли, далее наносится тонкий слой расплавленного припоя, который на химическом уровне соединяется с основным металлом (можно взять капельку припоя непосредственно паяльником и нанести на деталь).

Детали соединяют механически: к примеру, при работе с проводами нужно сделать скрутку; выводные элементы на плате фиксируются пластилином, воском или термоклеем, другие детали можно зажать пассатижами или тисками.

Наносится дополнительно флюс, чтобы избежать окисления при нагреве. Разогретым паяльником наносится припой.

Для легкости понимания прилагаем фото-инструкцию, как правильно паять.

Виды паяльников

В быту распространены сетевые паяльники, работающие от напряжения 220 В.

Профессионалы отдают предпочтение паяльным станциям. Основной их плюс – наличие термостата, благодаря которому стабильно обеспечивается заданная температура.

В случае с сетевыми паяльниками, температура определяется по канифоли или флюсу, когда паяльник готов к работе они начинают хорошо кипеть, но до горения доводить не стоит.

Для домашнего пользования можно приобрести два паяльника с малой (40-60 Вт) и средней мощностью (100 Вт). Маломощный паяльник предназначен для спаивания деталей в электронике.

Расходники

Флюс

Это смесь для снятия окисления с металлических деталей перед процессом спаивания. Обработка флюсом позволяет лучше растечься припою по месту стыка и защитить его от коррозии при нагревании. Флюс можно встретить в виде жидкости, пасты и порошка. Наносить, конечно, удобнее жидкий флюс.

Флюсами могут быть канифоль, нашатырь, кислоты борная и ортофосфорная, таблетки обычного аспирина.

В продаже легко найти флюс для любого вида работы, и как правило, на этикетке уже указано, как и для каких материалов его использовать. Это позволяет не заниматься самодеятельностью, а использовать уже подготовленную смесь, что позволит избежать сюрпризов в виде нагара.

Канифоль – популярный флюс, отличается приятным запахом при нагревании, не токсична. Как паять паяльником с канифолью: можно взять сразу жидкий вариант канифоли, он удобнее. Если же имеем дело с твердой канифолью, то сначала нужно расплавить ее паяльником и жалом нанести ее на место спаивания.

Канифоль подходит для пайки медных проводников, радио- и электроэлементов, хорошо ведет себя с золотом и серебром. Остатки канифоли после пайки нужно убрать, чтобы предупредить коррозию металла.

Спирто-канифольный флюс (сокращенно СКФ) – это канифоль со спиртом в пропорциях один к трем. Применяется в тех же случаях, что и обычная канифоль. Удобнее в использовании за счет жидкого состояния.

Припой

Припой имеет меньшую температуру плавления, чем материал соединяемых элементов, поэтому в горячем виде он обволакивает соединение, а после остывания две детали становятся единым целым. При какой температуре паять зависит от химического состава деталей и выбранного припоя.

Сплавы, используемые как припои:

• олово+свинец
• кадмий
• никель
• серебро и пр.

На рынке чаще всего встречаются свинцово-оловянные припои ПОС. После аббревиатуры ПОС следует цифровое значение, которое указывает на количество олова. Чем оно выше, тем больше олова, что положительно отражается на прочности и электропроводности будущего соединения.

Эта подсказка позволит разобраться, как правильно паять оловом, в качестве флюса обычно выбирается канифоль (наиболее удобный вариант – оловянная проволока внутри которой уже присутствует канифоль).

Свинец идет в качестве регулятора процесса застывания, так как олово без этого вспомогательного элемента растрескается и покроется иглами. Свинец может быть заменен индием или цинком (бессвинцовые припои).

Для алюминия нужно будет выбрать специализированные флюс (Ф-61А, Ф-34А) и припой (есть разные варианты).

Жала паяльника

Практически все жала делаются из меди, бывают с покрытием и без. Хромированные и никелированные жала более жаростойкие, долговечные и не подвержены окислению.

Жала без покрытия требуют постоянной зачистки, так как окислившись они перестают качественно работать (припой не прилипает). А в ходе чистки жало довольно быстро стачивается.

Выбор формы жала зависит от поставленной задачи, но универсальными считаются в форме шила и лопаточки.

Завершение работы

После того как работа с паяльником завершена, необходимо очистить жало от припоя, и можно уже выключить паяльник. Горячее жало нужно ввести в твердую канифоль и подождать остывания, вынуть жало, излишки канифоли стекут и уже полностью остывший паяльник можно убрать на место.

Вооружившись хорошими теоретическими знаниями, как правильно паять паяльником, на практике можно добиться успехов в этом деле.