Чем припаивают контакты. Припой с канифолью: несколько секретов пайки. Припаивание к плате SMD деталей

Способ соединения металлических изделий и заготовок в одно целое с помощью паяльника и припоя известен человечеству очень давно. Очевидно, первыми начали применять такой способ кузнецы — ювелиры (Goldsmith), поскольку способ кузнечной сварки не подходил для их тонких и изящных изделий. Позже технологию стали применять для ремонта металлической посуды, а с освоением электричества она надолго стала основным способом соединения проводников и электрокомпонентов. Научиться, как правильно паять электропаяльником, не очень сложно. Потребуются внимательность, аккуратность и терпение.

Что такое пайка

С точки зрения технологии, спаиванием называют операцию неразъемного соединения деталей из различных материалов, выполняемую с помощью легкоплавкого металла или сплава. Припой в расплавленном виде вводится между двух остающихся в твердом фазовом состоянии изделий, затекает в их мельчайшие поры и, застывая, прочно соединяет их.

Люди начали паять паяльником, нагревая его на открытом огне. Такая работа требовала большого навыка и даже определенного мастерства, чтобы научиться паять, у ученика уходили годы. В начале XX века появились электрические паяльники, поддерживающие постоянную температуру жала, и с тех пор освоить основы пайки по плечу любому за несколько часов. Пайка паяльником утратила тайны ремесла и превратилась в обычный навык домашнего мастера. Тем не менее, электропаяльник паяет не сам, и необходимо соблюдать определенные правила пайки.

Технология пайки паяльником

Профессионалы, занимающиеся паяльными работами весь рабочий день, применяют паяльные станции — достаточно сложный агрегат, позволяющий тонко настраивать режимы процесса. Домашний мастер обходится парой электропаяльников разной мощности.

Технологический процесс состоит из следующих основных операций:

Подготовка поверхностей.
Обработка поверхностей флюсом или лужение.
Нагрев соединяемых предметов.
Внесение припоя в рабочую зону.
Прекращение нагрева и затвердевание.
Проверка качества соединения.

Перечень операций выглядит коротким и простым, но в каждой из них скрываются свои подводные камни.

Чтобы научиться паять, необходимо три вещи:

Терпение.
Терпение.
Терпение.

Кроме того, для того, чтобы правильно паять, требуется

Правильно оборудованное рабочее место.
Качественный и исправный электропаяльник.
Правильно выбрать подходящие к спаиваемым материалам паяльную проволоку и флюс.
Правильно и тщательно подготовить поверхности.

Пайка для начинающих лучше получится, если взять для освоения относительно несложное задание, и обязательно на учебном материале. Не нужно осваивать процесс, пытаясь починить пылесос или материнскую плату компьютера — возьмите отрезки проводков и потренируйтесь на них.

Подготовка паяльника к работе

При первом включении нового электропаяльника с его поверхности идет дымок, и появляется характерный запах. Это сгорает тонкий слой смазки, нанесенный на кожух электронагревателя на производстве. Когда смазка выгорит, нужно выключить устройство и дождаться его остывания.

Заточка жала

Жало — это стержень из медного сплава, имеющий форму сильно вытянутого цилиндра. Требуется придать концу жала одну из используемых при паяльных работах форм.

Сплющенная в виде лопатки. Применяется, чтобы паять массивные заготовки мощными электропаяльниками.
Заточенная на острый конус или четырехгранную пирамиду. Используется при работе с тонкими проводниками и электронными компонентами.
Тупой конус подходит для более толстых жил.

Заточка лопаткой позволяет одним жалом паять и тонкие, и более толстые провода и изделия, поворачивая его нужной стороной.

Лужение паяльника

Перед началом работы с паяльником на жало требуется нанести тонкий слой оловянного сплава (залудить). Применяется два основных способа:

Разогретым жалом прикасаются к канифоли, расплавляют кусочек паяльной проволоки и деревянным шпателем втирают его в поверхность кончика жала.
Разогретое жало трут о тряпку, пропитанную раствором хлористого цинка, далее действуют так же, как и в первом способе.

После того, как кончик жала покрылся слоем олова, подготовка паяльника к работе завершена.

Какие существуют виды паяльников

За тысячелетия совершенствования технологии люди разработали несколько видов устройств, причем большинство из них — за последнее столетие.

Молотковый

Это традиционный, проверенный временем вид — заостренная с одной стороны медная болванка, которую нагревали на углях или в пламени костра.

Работа требует отличной координации движений и чувства времени — остывает такое устройство довольно быстро.

Электропаяльник

Это тот самый прибор, который используют большинство домашних мастеров. За столетие изменился лишь материал ручки и изоляция сетевого шнура. Конструкция оптимальна для мощности 25-250 ватт. По цене конкурентов не имеет.

Керамический

Вместо нагревателя из нихрома применяется элемент из специальной электрокерамики. Такой прибор очень быстро нагревается и позволяет регулировать температуру нагрева.

Их делают маломощными и применяют на производствах.

Импульсный

Жало включается в цепь вторичной обмотки трансформатора, намотанной толстым проводом в несколько витков. В этой цени низкое напряжение, но очень сильный ток. Он разогревает жало за долю секунды. Нагревается жало не постоянно, а только в момент пайки, для чего на рукоятке имеется кнопка включения. Температура не регулируется, но для домашнего применения они удобны и экономичны.

Индукционные

В таких устройствах разогрев сердечника происходит с использованием явления высокочастотной индукции. Отличаются стабильностью рабочей температуры.

Газовые

Сзади жала расположена миниатюрная газовая горелка, а в рукоятке — баллончик с газом. Позволяет работать без электричества, может работать с высокотемпературными припоями, после снятия жала превращается в универсальную газовую горелку.

Отличается повышенной пожароопасностью.

Выбор мощности

Выбор мощности зависит от тех объектов, которые собираются спаивать:

Тонкие проводки и электронные компоненты: 25-40 ватт.
Проводники и детали толщиной до одного миллиметра: 40-80 ватт.
Изделия толщиной до 2 мм: не менее 100 ватт.

Домашний мастер обычно покупает два электропаяльника:25-40 ватт для тонких работ и 60-100 ватт — для средних. Пайку кабелей и сосудов лучше поручить профессионалу, имеющему соответствующее оборудование и навыки.

Подготовка к пайке

Перед тем, как начать паяльные работы, следует подготовить спаиваемые поверхности. С кабелей удаляют изоляцию, с контактных площадок — загрязнения и лаковое покрытие, если оно имеется.

Механический — зачистка «бархатным» надфилем или мелкозернистой наждачной бумагой.
Химический — обработка лака слабым раствором кислоты.
Комбинированный.

Если требуется паять паяльником приводок или вывод электронного компонента к площадке на печатной плате, очистку проводят крайне осторожно, чтобы не повредить соседние участки. Правильно паять — это значит, прежде всего, тщательно готовиться к операции.

Обработка флюсом или лужение

Чтобы компоненты были правильно и надежно спаяны, а соединение обладало минимальным сопротивлением электрическому току, необходимо добиться полного разрушения оксидных пленок на поверхности. Для этого служат две операции: лужение и обработка флюсом.

Лужение

Чтобы залудить провод, понадобится:

Канифоль.
Кусочек паяльной проволоки.
Прогретый электропаяльник.

Конец проводка прижимается жалом к канифоли и во время прогрева проворачивается несколько раз. До образования лужицы расплавленной канифоли.

На жало следует набрать немного припоя, проводок вынимают из канифоли и проводят по нему жалом. Он покрывается тонким слоем олова.

Обработка флюсом

Операция требует меньшей ловкости — нужно всего лишь смазать кончик проводка флюсом с помощью кисточки или загнутой в петельку проволочки. Однако достаточно важно правильно выбрать флюс. Для разных материалов рекомендованы свои составы флюса:

Для спайки меди и алюминия применяют ЛТИ-120 на основе буры.
Для меди с медью - ПОС-60, ПОС-50, ПОС-40.
Для алюминия с алюминием — Ц12, П-250А, ЦА-15.

Флюсы на основе кислоты нельзя применять для работы с печатными платами. Для этого подойдут флюсы на основе воды или спирта.

Разогрев и выбор температуры

Для достижения оптимального режима температура соединяемых элементов должна быть на 60 -80 ⁰C выше температуры плавления припоя, а температура жала должна быть еще на 10-20 ⁰C выше.

На профессиональной паяльной станции выставляют температуру жала на 70-110 ⁰C больше температуры плавления. На обычном устройстве датчика температуры нет, поэтому пользуются следующим способом: при погружении жала в канифоль она должна бурно кипеть, с шипением и появлением характерного смолистого запаха, но не должна дымить и трещать — это означает, что жало перегрето.

Внесение припоя

В разогретую до требуемой температуры рабочую зону припой вносят двумя методами:

В жидком виде, на кончике жала, применяется при соединении небольших элементов. Для этого касаются проволоки жалом, кусочек проволоки плавится и под действием сил поверхностного натяжения перетекает на жало, покрывая его тонким слоем. Капля при этом с жала свисать не должна.
В твердом виде, поднося проволоку к рабочей зоне. Применяется при работе с крупными деталями.

Важно следить за тем, чтобы не образовывались капли припоя — их надо сразу убирать

Какие существуют припои

В промышленности разработаны и применяются десятки различных марок для различных комбинаций спаиваемых материалов и различных методов спаивания. Правильно выбрать марку из этого разнообразия не так просто, для этого нужны систематические знания по материаловедению В домашней мастерской из всего этого многообразия можно вполне обойтись сплавами группы ПОС ХХ (оловянно-свинцовыми). Две цифры после названия обозначают процентное содержание олова в сплаве.

Для ответственных спаек — печатные платы и электронные компоненты — применяют ПОС-60, для менее важных можно обойтись ПОС-30 .Для спайки алюминия правильно применять составы марки Авиа.

Чтобы правильно и надолго припаять детали, следуйте нескольким советам:

Тщательно готовьте поверхности.
Правильно прогревайте рабочую зону, не допуская как недостаточного прогрева, так и перегрева.
Не допускайте недостатка или излишка припоя в рабочей зоне. Его ровный слой должен полностью покрывать провода и контакты, но не должны образовываться капли и потеки.
Правильно компонуйте рабочее место. Избегайте захламленности. Все должно быть под рукой.
Придерживайте провода и выводы деталей пинцетом во избежание ожогов.

Как научиться паять паяльником

В качестве учебного задания прекрасно подойдет тренировка на обрезках проводов. Начать лучше с одножильных. Просто возьмите два проводка, и попробуйте их спаять. Когда удастся правильно спаять одножильные проводки (они перестанут отваливаться друг от друга), можно перейти на многожильные.

Признаки того, что вы научились паять правильно и у вас получилась качественное соединение:

Поверхность затвердевшего припоя серебристая, с отблеском.
Нет капель и потеков.
Соединение прочное (не рвется руками).
Изоляция не оплавлена.

После завершения пайки

В том случае, когда концы проводов и контактную площадку подвергали обработке флюсом, по окончании операции его остатки необходимо удалить.

Ветошь или губку следует смочить в мыльном растворе и протереть место соединения. Далее его надо просушить сухой ветошью либо феном.

Другие виды пайки

Сухая пайка паяльным карандашом, применяется в тех случаях, когда растекание припоя из рабочей зоны нежелательно — при изготовлении украшений и предметов художественного творчества. Жало берут бронзовое и лужению его не подвергают.

Скрученные жилы большого сечения пропаивают погружением в чашку, заполненную расплавившимся припоем, или футорку. Футорка имеет электроподогрев, на поверхности находится слой кипящего флюса, через который проходят концы жил при окунании.

Для медных изделий большой массы, таких, как трубы, применяют пайку в пламени горелки. Высокая температура факела удаляет окисный слой.

Вначале проводят лужение тугоплавким припоем, после чего детали можно спаивать низкотемпературными составами.

Как паять алюминий

Пайка алюминия возможна с применением специального флюса Ф-61А и сплавами марки Авиа. Для операции применяют специальное жало из бронзы, покрытое скрещивающимися насечками, напоминающими рисунок напильника. Этими насечками соскребают оксидную пленку, мгновенно образующуюся на поверхности любого алюминиевого изделия.

В тех случаях, когда необходимо создать только электрический контакт, а в прочном соединении нужды нет, применяют способ с предварительным омеднением. Для этого в рабочую область добавляют щепотку порошкообразного медного купороса и растирают его жесткой щеточкой. После появления медного пятна на алюминиевой поверхности ее залуживают и паяют.

Мелкая пайка

При впаивании в печатную плату мелких деталей, таких, как электронные компоненты, нужно избегать двух ошибок:

Перегрев. Он может привести к выходу их строя деталей и к отслоению проводящих дорожек.
Избыток припоя. Остаточного тепла, содержащегося в его крупной капле, может хватить на то, чтобы вывести из строя транзистор или микросхему. Массы капли также бывает достаточно для того, чтобы в условиях вибрации или сильного удара оторвать дорожку.

По окончании пропаивания печатную плату следует покрыть специальным лаком, предохраняющим места соединений, детали и проводящие дорожки от влажности и коррозии.

ИМС и чипы

Интегральная микросхема, или чип, обладает особо тонким внутренним устройством и чрезвычайной чувствительностью к перегреву. Паять их необходимо с особой осторожностью, тщательно обеспечивая отвод тепла. Микросхемы в корпусах стандарта DIP, выводы на которых идут через 2,51 миллиметра, паяют маломощными устройствами. Выводы у таких микросхем залужены еще на заводе, поэтому для соединения достаточно короткого и точного прикосновения жала с минимумом состава ПОС 61, в качестве флюса берут спиртоканифоль или состав ТАГС.

Большие чипы, например, процессоры в персональных компьютерах, вообще не паяют, а вставляют в специальные гнезда, припаянные к материнской плате. Самостоятельно правильно припаять процессор смартфона также очень маловероятно, даже если у вас есть паяльная станция.

Микросхемы выпайка

По техническим условиям производителей, микросхемы после выпайки из платы не подлежат дальнейшему использованию — слишком высок риск перегрева. Однако народные умельцы ухитряются выпаивать микросхемы, прикладывая проволоку из нихрома к выпаиваемым ножкам для обеспечения теплоотвода. Но вероятность необратимого повреждения микросхемы все равно остается весьма высокой.

Заземление паяльника

Для работы с высокочувствительными электронными компонентами, которые могут быть выведены из строя зарядом статического электричества, следует использовать низковольтные электропаяльники. Их заземляют по специальной схеме, с применением понижающего трансформатора. Использование импульсных приборов недопустимо.

Кроме того, мастер должен надеть на запястье заземляющий браслет, подключенный гибким кабелем к массе печатной платы.

Меры безопасности при пайке

Паять правильно- это значит, в том числе, и паять безопасно.

Два основных фактора опасности при паяльных работах — это высокая температура и вредные для здоровья газы, выделяющиеся при плавлении паяльной прволокия и кипении флюса.

Исходя из этого, меры безопасности должны быть следующими:

Перед началом работы следует осмотреть оборудование на предмет отсутствия механических повреждений, целостности кабеля питания и вилки, надежности крепления жала.
Рабочее место должно хорошо вентилироваться, лучше всего — быть оборудованным вытяжной вентиляцией.
Рабочее место недопустимо захламлять, в рабочей зоне должны быть только те предметы, которые будут паяться прямо сейчас.
Каждый раз, выпуская электропаяльник из рук, кладите его на специальную массивную подставку, исключающую опрокидывание.
Следует остерегаться брызг припоя и флюса, для чего надо обязательно использовать защитные очки или прозрачный щиток.
Для фиксации деталей следует применять только инвентарные приспособления: пинцеты, зажимы, устройство «третья рука».

Недопустимо придавливать спаиваемые предметы локтем, кистью, корпусом прибора или другими тяжелыми предметами.

В случае, если брызги попали на кожу, необходимо промыть пораженное место струей холодной чистой воды и нанести антисептическую заживляющую мазь. При попадании брызг в глаза или на другие слизистые оболочки, а также в случае сильных ожогов следует немедленно обратиться к врачу.

При работе следует соблюдать и общие меры электробезопасности, а при использовании газовой паяльной горелки — дополнительные меры пожарной безопасности.

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.

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:

Любой радиолюбитель или домашний мастер, который увлекается радиоконструированием, ремонтом электроприборов и другими видами деятельности, связанными с электрическим и электронными приборами, должен уметь паять. О том, как паять паяльником с канифолью, можно прочитать во многих руководствах. Но очень важно иметь не только теоретические знания, но и практические навыки, опыт работы. Рассмотрим основные требования и этапы обучения паяльным работам. Что необходимо знать каждому радиолюбителю?

Для начинающего радиолюбителя очень важно знать основы работы с паяльником.

Паяльный набор радиолюбителя

У каждого любителя поработать с радиоэлектронными приборами должен быть минимальный набор инструментов. Сюда входят плоскогубцы, отвертки, напильники, кусачки и многое-многое другое. Но самыми важными элементами паяльного набора являются: сам паяльник (их разнообразие довольно велико, каждый должен подобрать под свои пристрастия удобную модель), припой (металлический сплав, в основе которого лежит разное сочетание свинца и олова) и флюс (самым распространенным из них является канифоль — продукт переработки сосновой смолы). Сюда же стоит добавить и пинцет, который может существенно облегчить пайку мелких элементов. Рассмотрим части этого набора подробнее.

Вернуться к оглавлению

Особенности паяльника

Для начинающего радиолюбителя подойдет паяльник мощностью в 40 Вт.

Если вы начинающий мастер, то лучше всего приобрести обычный паяльник для сети в 220 В, мощностью в 40 Вт. Это основа, от которой лучше не отходить, дабы избежать массы проблем. В дальнейшем, по мере роста мастерства, можно приобрести регулятор мощности для своего паяльника, который поможет самостоятельно регулировать температуру жала вашего паяльника и, соответственно, проводить более тонкие работы. При пайке крайне важна чистота поверхности жала, так как на нем постоянно образуется пленка из окислов, препятствующая хорошему контакту с припоем. Для этого необходимо разогреть паяльник и почистить его жало наждачкой. После этого опустите паяльник в канифоль, так чтобы на поверхности жала образовалось темная влажная пленка. Затем можно погрузить кончик жала в припой и растереть его там таким образом, чтобы припой покрыл рабочую поверхность ровным слоем. В дальнейшем, при образовании новой пленки из окислов, операцию можно повторить.

Вернуться к оглавлению

Припой — сплав олова и свинца

С помощью припоя соединяются между собой металлические элементы конструкции.

Припой — это обязательный в радиоэлектронике участник пайки. Именно он помогает соединять между собой различные металлические элементы конструкции. С химической точки зрения он представляет собой сплав свинца и олова, пропорции могут значительно меняться в зависимости от производителя и выполняемой работы. Чаще всего припой продается в виде проволоки серебристо-металлического цвета, но есть варианты в виде полой трубки, внутренность которой заранее заполнена канифолью (флюсом) для удобства пайки. Но все же опытные мастера предпочитают выбирать проволочный припой, так как флюс все равно понадобится для каждой пайки, отличается лишь его количество. Каждая разновидность припоя имеет свою буквенно-цифровую маркировку, которая указывает покупателям на его рабочие характеристики и состав.

Например, существуют такие разновидности припоев, как ПОС 40 или ПОС 60. Аббревиатура расшифровывается как припой оловянно-свинцовый, а цифра указывает на процентное содержание главного элемента сплава — олова. Многие мастера предпочитают работать с чистым оловом или сплавами с его максимально высоким содержанием. Чем больше уровень свинца, тем температура плавления выше, а цвет темнее. Тот же ПОС 60 имеет температуру плавления в 190 градусов по Цельсию.

Вернуться к оглавлению

Особенности флюса

Основная задача флюсов — это очищение окислов метала с поверхности соединяемых элементов. Кроме того, такие составы предотвращают появление этих окислов в дальнейшем. Флюс также помогает лучшему контакту деталей между собой, смачивая и подготавливая поверхность к контакту с припоем. Можете сами убедиться в эффектности флюса на конкретном примере. Попробуйте паять паяльником с канифолью и без нее. Дело в том, что основной металл жала — это медь, которая очень быстро в процессе нагрева покрывается пленкой окислов, препятствующих контакту с припоем, тот будет попросту скатываться с поверхности паяльника раскаленными каплями. Но стоит только опустить жало в канифоль, как на поверхности паяльника образуется влажная на вид пленка флюса, которая будет удерживать припой на жале паяльника и позволит проводить работы по спайке. Говоря флюс, большинство мастеров подразумевают сосновую канифоль. Именно она чаще всего и выступает в этой роли, внешне напоминая застывшие куски янтаря. Эту же канифоль используют для обработки смычков музыкальных инструментов.

Но смола сосны — не единственный вариант флюса. Помимо этого, для работы с металлической посудой используется цинк, растворенный в соляной кислоте, такая смесь называется паяльной кислотой. Но в радиоконструировании этот состав не применим из-за своей едкости. Одной капли достаточно, чтобы разрушить важное соединение или металлический провод. В пайке радиодеталей использовать кислоты нельзя, лучший флюс — это канифоль. Но иногда мастера используют спиртовые растворы канифоли, когда необходимо обработать контакты в труднодоступном месте. Для этого перетертую канифоль растворяют в спирте, а затем наносят тонким слоем на место будущего соединения.

Вернуться к оглавлению

Несколько секретов пайки

В принципе, особых сложностей в том, чтобы припаивать между собой различные металлические элементы, нет. Можно паять, особенно не вдаваясь в какие-то нюансы мастерства, но если вы хотите выполнить работу качественно, стоит учесть несколько небольших секретов.

Если вы раньше никогда не имели дело с паяльником, то советуем немного потренироваться. Для этого можно взять несколько кусков медной проволоки в оболочке. С ней вы сможете наработать навыки по правильному лужению и пайке.

Помимо тех нюансов, что перечислены при описании основных составляющих пайки (паяльника, флюса и припоя), нужно учесть еще и другие:

При пайке крайне важна чистота соединяемых между собой поверхностей. Все места контактов должны быть тщательно зачищены и подготовлены к пайке. Для этого необходимо предварительно очистить место будущей спайки с помощью ножа или наждачной бумаги. Во время чистки вы увидите, что металл становится светлее и ярче. Это связано с удалением тонкой и малозаметной пленки окислов меди, покрывающей поверхность вашей проволоки. После физической очистки контактов необходимо опустить в канифоль жало разогретого паяльника и перенести на нем немного канифоли на обрабатываемую поверхность. Внимательно и осторожно разгоните расплавленный флюс по обрабатываемой детали. В итоге у вас рабочая поверхность должна быть очищена от окислов и покрыта пленкой канифоли.
Крайне важно правильно соединить между собой проводники, а также прогреть место будущего соединения. Для этого необходимо ровно и плотно прижать друг к другу концы спаиваемых проводников, которые предварительно были залужены, как описывалось выше, а затем к месту соединения приложите жало паяльника с каплей расплавленного припоя на нем. Подержите некоторое время, дайте проводникам достаточно прогреться, чтобы сплав припоя растекся и заполнил все пространство между сплавляемыми элементами. Прогрев должен быть таким, чтобы припой растекался по рабочей поверхности, а не застывал одним комочком. Уберите паяльник и дайте припою остыть. Ни в коем случае не двигайте проводники. Лучше, если они остынут в покое не меньше 10 секунд. Теперь припой надежно скрепляет между собой оба проводника.
Если спаиваемая поверхность велика и припоя не хватило, чтобы заполнить ее всю, то просто дождитесь, когда остынет первая партия припоя и нанесите паяльником еще одну. Добейтесь ровного распределения сплава по обрабатываемой поверхности. Припой, застывший комком, это показатель некачественной работы новичка. У настоящего мастера припой покрывает поверхность, словно вторая кожа, ровно и со всех сторон.

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:

нагревом от нихромовой проволоки и медным стержнем;

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:

и необходимости дорабатывать ее внутренние поверхности;
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:

паяльник включают под напряжение, разогревая наконечник до рабочего состояния;
погружают его в кусочек канифоли;
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:

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.
Очищенный проводник укладывают на канифоль и прикасаются к нему наконечником паяльника. Провод вращают для равномерного покрытия расплавленным флюсом.
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:

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.
Для придания повышенной прочности создаваемому соединению создается дополнительная скрутка проводов.
Механическое приспособление третья рука облегчает фиксацию неподвижного положения соединяемых деталей.
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.
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:

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

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