ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ СУТЬ ПРОЦЕССА ПАЙКИ Чтобы научиться, что-либо чинить или ремонтировать, очень полезно понимать базовую (физическую) основу той или иной работы. В чем состоит суть пайки, как процесса? Если обратиться к физике, то можно сказать, что во время пайки мы используем способность одного металла, который находится в расплавленном виде, растекаться по поверхности другого металла. Соединенные пайкой детали обволакиваются слоем припоя и остаются неподвижно соединенными после его застывания.
При пайке для нас наиболее важны два параметра: прочность спаянного соединения и проводимость спаянного соединения. Как правило, эти два параметра пропорциональны – чем прочнее и плотнее схвачены детали, тем больше между ними проводимость. Но следует помнить, что используемый припой имеет высокое удельное сопротивление, поэтому его слой должен быть, как можно тоньше, а вот укрывистость наоборот, как можно больше.
Возможность пайки определяется двумя основными условиями:
Чистота деталей в месте спаивания. Соединение припоя происходит на атомном уровне, а присутствие даже самой малейшей оксидной пленки или загрязнения сделает надежное соединение невозможным.
Температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления спаиваемых деталей. Вроде бы это само собой разумеется, но существуют и припои температура плавления, которых выше чем у алюминия.
ИНСТРУМЕНТ И РАСХОДНИКИ ДЛЯ ПАЙКИ
ФЛЮСЫ. Опытные мастера говорят, что правильный выбор припоя и флюса – это уже половина успеха при пайке. Сфера применения флюсов, как правило, подробно описывается на упаковке. Имеются и универсальные флюсы, которые подойдут для большинства случаев.
Флюс применяется для протравливания деталей, для снятия оксидной пленки и защиты металла от коррозии. Покрывая поверхность флюсом, вы очищаете ее и даете возможность олову растекаться по ней и смачивать ее.
Условно флюсы принято делить на два типа.
Активные флюсы, сделанные на основе кислот, как правило, хлорной или соляной, могут паять почти что угодно. Основным их недостатком является необходимость смывки флюса сразу же после пайки. Это необходимо делать, потому что остатки кислоты вызывают сильную коррозию, а кроме того кислоты сами по себе являются проводниками и могут вызвать замыкание. Второй тип флюса – это флюсы, созданные на базе канифоли, которую используют и в чистом виде. Канифоль менее эффективна при пайке стальных деталей, но хороша для пайки цветных металлов и сплавов. Канифоль также требует смывки, так как со временем тоже способствует коррозии, а кроме того со временем же становится проводимой, вбирая в себя влагу из окружающей среды.
ПРИПОЙ. Чаще всего используют свинцово-оловянные припои под маркой ПОС. В маркировке припоя цифра после букв означает содержание в припое олова. Чем больше олова, тем выше механическая прочность соединения, а также его электропроводность. Кроме того, при большом содержании олова температура плавления припоя ниже. Зачем же в припое свинец? Свинец способствует нормализации застывания, без свинца олово может растрескаться или покрываться иглами.
Выделяют и специальные типы припоев. Например, бессвинцовые (марка БП). В таких припоях свинец заменен на индий или цинк. Эти припои не токсичны за счет отсутствия свинца, но имеют более высокую температуру плавления. Кроме того, такие припои дают более прочное более устойчивое к коррозии соединение. Также можно выделить специальные легкоплавкие припои, которые растекаются уже при температуру 90-100 градусов C. Эти припои используются при пайке деталей чувствительных к высоким температурам, например, в радиоаппаратуре. К таким специальным легкоплавким припоям относят сплавы Вуда и Розе.
ПАЯЛЬНИК. Паяльники различают по типу питания: сетевые и паяльные станции. Сетевые паяльники питаются от сети 220В. Они хороши для пайки проводов и массивных деталей за счет своей большой мощности. Большая мощность обеспечивает качественный и глубокий прогрев детали. Главным недостатком сетевого паяльника является неудобство работы с ним: он тяжеловат, жало располагается далеко от рукоятки. Выполнять тонкие работы таким паяльником неудобно и затруднительно.
В паяльных станциях используется термоконтроль для поддержки стабильного уровня температуры. Это маломощные паяльники, как правило, не более 40 Вт. Таким паяльником можно работать с мелкими деталями и деталями чувствительными к перегреву.
ЖАЛА ПАЯЛЬНИКА. Жала различают по форме: шиловидное (универсальное), лопаточка, тупой конус, скос и др. Выбирая форму жала важно добиться максимальной площади соприкосновения со спаиваемыми деталями. Это даст мощный, но непродолжительный нагрев.
Практически все жала изготавливаются из меди. Но жала могут быть с покрытием или без него. Жала с покрытием из хрома или никеля очень долговечные, но хуже смачиваются припоем, а также требуют бережного к ним отношения. Чистят такие жала с помощью латунной стружки или вискозной губки. Жала без покрытия – это по сути расходный материал. Жало со временем покрывается окислами, припой перестает к нему прилипать, и рабочая кромка нуждается в зачистке и лужении. В результате использования такое жало очень быстро стачивается.
Это наиболее простой вид пайки и выполнить его достаточно просто.
Какой видится техника чистки жала сердечника?
Производство пайки требует периодической очистки жала сердечника паяльника. На практике часто используется стандартная влажная губка, благодаря которой жало сердечника паяльника удаётся сохранять очищенным, оптимальным для работы. Также губка достаточно эффективно снимает окисление, которое неизбежно образуется.
Наличием плёнки окисления на жале сердечника паяльника закрывается рабочий слой припоя. Образуется плёнка чёрного цвета, блокирующая активное прилипание припоя и равномерное распределение по жалу.
Использование обычной влажной губки видится эффективным, но такой способ приводит к сокращению срока службы наконечника по причине расширения и сжатия меди. Кроме того, мокрая губка на время снижает температуру наконечника. Поэтому лучшей альтернативой для очистки видится применение латунной «губки». Залуживаем провода. Концы проводов опускаем в раствор флюса. Затем смачиваем жало паяльника во флюсе и проводим эти жалом по концам проводов. Излишки расплавленного припоя стряхиваем. После лужения формируем скрутку и тщательно прогреваем, наносим припой в небольшом количестве, заполнением им пространство между жилами проводов.
Можно использовать и другой способ. Перед скручиванием провода смачивают флюсом, а пайку производят без предварительного лужения. Этот способ особенно часто используется при пайке многопроволочных жил.
ВНИМАНИЕ!
Это касается электромонтажных работ. Соединять проводку с помощью пайки в распределительных коробках не принято. Потому что, во-первых, это будет неразъемным соединением, а во-вторых пайка со своим высоким переходным сопротивлением вызовет риск коррозии соединения. Провода, как правило, паяют при соединениях внутри самого электрического прибора или залуживают концы многопроволочных жил перед их затяжкой с помощью винтовых клемм.
Пошаговый процесс пайки
Прежде чем начинать пайку, следует подготовить паяльник и все необходимые аксессуары.
1 Подготовить припой и флюс. 2 Если паяльник новый, зачистить мелкой шкуркой жало до медного блеска. 3 Нагреть жало сердечника паяльника до рабочей температуры (не выше 400ºC). 4 Обмакнуть жало в канифоль и приложить к припою. 5 Захватить небольшое количество припоя на жало. 6 Тщательно облудить рабочие поверхности жала припоем. Процедуру лужения жала рекомендуется выполнять на медной поверхности малой массы. Удачно подходят для лужения места широких дорожек любой бракованной печатной платы. Завершив лужение, можно приступать непосредственно к пайке.
ПРОИЗВОДИМ ПАЙКУ ПРОВОДОВ
Как паять провода с помощью паяльника? Паяльная процедура, направленная на соединение проводов, несколько отличается от пайки на дорожках электронных плат. Следует отметить: пайке оловянным припоем с применением канифоли и подобных флюсов подлежат только медные проводники или построенные на сплавах с большим содержанием меди. Изначально требуется подготовить концы проводников под пайку – зачистить до характерного блеска и плотно скрутить (многожильные). Затем:
1 Подготовленный конец проводника заводится вместе с жалом паяльника кратковременно в канифоль. 2 Далее захватить жалом припой и нанести на зачищенный конец проводника, покрытый тонким слоем канифоли. 3 Равномерно распределять жалом припой до полного захвата всей области конца проводника.
Выполняя последний пункт, следует контролировать процесс, чтобы не перегреть изоляцию провода. Если изоляция начинает плавиться, следует отстранить паяльник на время и повторить лужение чуть позже. Проделать аналогичную процедуру с другим проводом. Затем наложить концы один на другой и залить припоем.
Также можно применить другой вариант:
1 Зачистить концы проводников до блеска. 2 Скрутить концы друг с другом. 3 Обмакнуть коротко в расплавленную канифоль. 4 Облудить и залить припоем. Завершающий штрих На этом практику начинающего электро-монтажника можно считать завершённой. Каждому, кто усвоил технологию пайки ручным паяльником, открываются широкие горизонты для творчества и работы.
Радиомаяк.Иваново
КАК ПРАВИЛЬНО ПАЯТЬ?
ПАЙКА ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ
Чтобы научиться, что-либо чинить или ремонтировать, очень полезно понимать базовую (физическую) основу той или иной работы. В чем состоит суть пайки, как процесса? Если обратиться к физике, то можно сказать, что во время пайки мы используем способность одного металла, который находится в расплавленном виде, растекаться по поверхности другого металла. Соединенные пайкой детали обволакиваются слоем припоя и остаются неподвижно соединенными после его застывания.
При пайке для нас наиболее важны два параметра: прочность спаянного соединения и проводимость спаянного соединения. Как правило, эти два параметра пропорциональны – чем прочнее и плотнее схвачены детали, тем больше между ними проводимость. Но следует помнить, что используемый припой имеет высокое удельное сопротивление, поэтому его слой должен быть, как можно тоньше, а вот укрывистость наоборот, как можно больше.
Возможность пайки определяется двумя основными условиями:
Чистота деталей в месте спаивания. Соединение припоя происходит на атомном уровне, а присутствие даже самой малейшей оксидной пленки или загрязнения сделает надежное соединение невозможным.
Температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления спаиваемых деталей. Вроде бы это само собой разумеется, но существуют и припои температура плавления, которых выше чем у алюминия.
ИНСТРУМЕНТ И РАСХОДНИКИ ДЛЯ ПАЙКИ
Опытные мастера говорят, что правильный выбор припоя и флюса – это уже половина успеха при пайке. Сфера применения флюсов, как правило, подробно описывается на упаковке. Имеются и универсальные флюсы, которые подойдут для большинства случаев.
Флюс применяется для протравливания деталей, для снятия оксидной пленки и защиты металла от коррозии. Покрывая поверхность флюсом, вы очищаете ее и даете возможность олову растекаться по ней и смачивать ее.
Условно флюсы принято делить на два типа.
Активные флюсы, сделанные на основе кислот, как правило, хлорной или соляной, могут паять почти что угодно. Основным их недостатком является необходимость смывки флюса сразу же после пайки. Это необходимо делать, потому что остатки кислоты вызывают сильную коррозию, а кроме того кислоты сами по себе являются проводниками и могут вызвать замыкание.
Второй тип флюса – это флюсы, созданные на базе канифоли, которую используют и в чистом виде. Канифоль менее эффективна при пайке стальных деталей, но хороша для пайки цветных металлов и сплавов. Канифоль также требует смывки, так как со временем тоже способствует коррозии, а кроме того со временем же становится проводимой, вбирая в себя влагу из окружающей среды.
Выделяют и специальные типы припоев.
Например, бессвинцовые (марка БП). В таких припоях свинец заменен на индий или цинк. Эти припои не токсичны за счет отсутствия свинца, но имеют более высокую температуру плавления. Кроме того, такие припои дают более прочное более устойчивое к коррозии соединение. Также можно выделить специальные легкоплавкие припои, которые растекаются уже при температуру 90-100 градусов C. Эти припои используются при пайке деталей чувствительных к высоким температурам, например, в радиоаппаратуре. К таким специальным легкоплавким припоям относят сплавы Вуда и Розе.
В паяльных станциях используется термоконтроль для поддержки стабильного уровня температуры. Это маломощные паяльники, как правило, не более 40 Вт. Таким паяльником можно работать с мелкими деталями и деталями чувствительными к перегреву.
ЖАЛА ПАЯЛЬНИКА.
Жала различают по форме: шиловидное (универсальное), лопаточка, тупой конус, скос и др. Выбирая форму жала важно добиться максимальной площади соприкосновения со спаиваемыми деталями. Это даст мощный, но непродолжительный нагрев.
Практически все жала изготавливаются из меди. Но жала могут быть с покрытием или без него. Жала с покрытием из хрома или никеля очень долговечные, но хуже смачиваются припоем, а также требуют бережного к ним отношения. Чистят такие жала с помощью латунной стружки или вискозной губки. Жала без покрытия – это по сути расходный материал. Жало со временем покрывается окислами, припой перестает к нему прилипать, и рабочая кромка нуждается в зачистке и лужении. В результате использования такое жало очень быстро стачивается.
Это наиболее простой вид пайки и выполнить его достаточно просто.
Какой видится техника чистки жала сердечника?
Производство пайки требует периодической очистки жала сердечника паяльника. На практике часто используется стандартная влажная губка, благодаря которой жало сердечника паяльника удаётся сохранять очищенным, оптимальным для работы. Также губка достаточно эффективно снимает окисление, которое неизбежно образуется.
Наличием плёнки окисления на жале сердечника паяльника закрывается рабочий слой припоя. Образуется плёнка чёрного цвета, блокирующая активное прилипание припоя и равномерное распределение по жалу.
Использование обычной влажной губки видится эффективным, но такой способ приводит к сокращению срока службы наконечника по причине расширения и сжатия меди. Кроме того, мокрая губка на время снижает температуру наконечника. Поэтому лучшей альтернативой для очистки видится применение латунной «губки».
Залуживаем провода.
Концы проводов опускаем в раствор флюса. Затем смачиваем жало паяльника во флюсе и проводим эти жалом по концам проводов. Излишки расплавленного припоя стряхиваем. После лужения формируем скрутку и тщательно прогреваем, наносим припой в небольшом количестве, заполнением им пространство между жилами проводов.
Можно использовать и другой способ. Перед скручиванием провода смачивают флюсом, а пайку производят без предварительного лужения. Этот способ особенно часто используется при пайке многопроволочных жил.
ВНИМАНИЕ!
Это касается электромонтажных работ. Соединять проводку с помощью пайки в распределительных коробках не принято. Потому что, во-первых, это будет неразъемным соединением, а во-вторых пайка со своим высоким переходным сопротивлением вызовет риск коррозии соединения. Провода, как правило, паяют при соединениях внутри самого электрического прибора или залуживают концы многопроволочных жил перед их затяжкой с помощью винтовых клемм.
Пошаговый процесс пайки
Прежде чем начинать пайку, следует подготовить паяльник и все необходимые аксессуары.
1 Подготовить припой и флюс.
2 Если паяльник новый, зачистить мелкой шкуркой жало до медного блеска.
3 Нагреть жало сердечника паяльника до рабочей температуры (не выше 400ºC).
4 Обмакнуть жало в канифоль и приложить к припою.
5 Захватить небольшое количество припоя на жало.
6 Тщательно облудить рабочие поверхности жала припоем.
Процедуру лужения жала рекомендуется выполнять на медной поверхности малой массы. Удачно подходят для лужения места широких дорожек любой бракованной печатной платы. Завершив лужение, можно приступать непосредственно к пайке.
ПРОИЗВОДИМ ПАЙКУ ПРОВОДОВ
Как паять провода с помощью паяльника?
Паяльная процедура, направленная на соединение проводов, несколько отличается от пайки на дорожках электронных плат. Следует отметить: пайке оловянным припоем с применением канифоли и подобных флюсов подлежат только медные проводники или построенные на сплавах с большим содержанием меди.
Изначально требуется подготовить концы проводников под пайку – зачистить до характерного блеска и плотно скрутить (многожильные). Затем:
1 Подготовленный конец проводника заводится вместе с жалом паяльника кратковременно в канифоль.
2 Далее захватить жалом припой и нанести на зачищенный конец проводника, покрытый тонким слоем канифоли.
3 Равномерно распределять жалом припой до полного захвата всей области конца проводника.
Выполняя последний пункт, следует контролировать процесс, чтобы не перегреть изоляцию провода. Если изоляция начинает плавиться, следует отстранить паяльник на время и повторить лужение чуть позже. Проделать аналогичную процедуру с другим проводом. Затем наложить концы один на другой и залить припоем.
Также можно применить другой вариант:
1 Зачистить концы проводников до блеска.
2 Скрутить концы друг с другом.
3 Обмакнуть коротко в расплавленную канифоль.
4 Облудить и залить припоем.
Завершающий штрих
На этом практику начинающего электро-монтажника можно считать завершённой. Каждому, кто усвоил технологию пайки ручным паяльником, открываются широкие горизонты для творчества и работы.