Особенности пайки проводов
Выше мы рассказали о лужении проводов. Надо добавить несколько слов о процессе прочной их спайки. Она несколько отличается от обычной с другими материалами.
Тонкие провода подвижны, их нужно прижимать плотно, а потом паять. Способы соединения и пайки проводов различные, расскажем о некоторых.
Можете скрутить два медных провода, если они тонкие, предварительно очистив и залудив, затем спаять.
Если проводка многожильная, то очищать надо все нитки, затем пальцами сжать плотно и прокрутить по часовой стрелке, насколько можно плотнее. Затем окунуть в канифоль и жалом залудить.
Вместо плоскогубцев можно сделать так. Очистите несколько сантиметров медного нетолстого провода, залудите его, а затем туго намотайте на один конец скрутки, зафиксируйте, так же выполните и на другом конце.
А затем окунайте в расплав олова, пока на скрутке не будет видна медь. Выньте из ванны и дайте застыть.
Желательно предварительно надеть на один конец провода термоусадочную трубочку, после спайки продвиньте её и покройте всю оловянную часть.
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.
Молотковый паяльник
Работа требует отличной координации движений и чувства времени — остывает такое устройство довольно быстро.
Керамический
Вместо нагревателя из нихрома применяется элемент из специальной электрокерамики. Такой прибор очень быстро нагревается и позволяет регулировать температуру нагрева.
Паяльник с керамическим нагревателем
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.
Газовый паяльник
Отличается повышенной пожароопасностью.
Техника пайки паяльником
Существует несколько основных способов пайки при помощи паяльника, которые отличаются технологическим решением:
- низкотемпературная пайка может осуществляться в ручном и полуавтоматическом режиме, с использованием волны жидкого припоя или в процессе погружения в емкость, наполненную расплавленным припоем;
- высокотемпературная пайка выполняется с применением газовых горелок и высокочастотных токов, а также в процессе экзотермических работ.
Разные виды паяльников
Основные этапы пайки включают в себя подготовку деталей, обработку с применением флюса или лужение, прогрев спаиваемых деталей и тщательное нанесение припоя на участок пайки. Достаточно востребована так называемая пайка без применения припоя. Например, спаивание титана и меди не требует вспомогательных материалов, а базируется на таком явлении, как контактное плавление.
Холодная пайка является дефектом и характеризуется отсутствием образования прочного паяного соединения, поэтому обладает зернистостью структуры и тусклым цветом.
Пайка с канифолью
Колофонская смола, представленная хрупким и стекловидным аморфным веществом темного красного или светлого желтого цвета, широко применяется в качестве флюса.
Самым простейшим является СКФ, или спирто-канифольный флюс, который максимально прост в работе.
Прогретый паяльник опускается в канифоль и покрывается припоем, который наносится на спаиваемые поверхности.
Установленные в нужном положении детали спаиваются в процессе работы с ними паяльным жалом, покрытым припоем с канифолью.
Пайка с кислотой
Ортофосфорная кислота часто применяется в пайке как флюс для соединения углеродистых или низколегированных сталей, никелевых и медных сплавов. Механизм действия заключается в растворении оксидной пленки металлов, припое и дальнейшем разрыхлении с всплытием на поверхность флюса.
Применение ортофосфорной кислоты является предпочтительным при соединении более сложных материалов, чем серебро и медь.
Преимущества и недостатки пайки
Самым главным преимуществом пайки перед другими видами соединений проводов является надёжность. Спаянный электрический узел в плане надёжности может уступить лишь соединению, выполненному сваркой.
На весь период эксплуатации вы можете забыть о спаянном соединении, никакого дополнительного обслуживания оно не потребует.
Пользуясь пайкой, вы можете соединить проводники разные по сечению, одножильные с многожильными.
Этот метод относится к низким по себестоимости. Главное, чтобы у вас был паяльник, а припой с канифолью стоят совсем недорого, при этом расход их совсем мизерный.
Также несомненным преимуществом пайки является то, что с её помощью можно одновременно соединять более 2-х проводов.
К недостаткам пайки можно отнести высокую трудоёмкость и обязательное наличие навыков в пользовании паяльником.
Виды паяльников
Ручной инструмент, используемый в лужении и пайке, позволяет нагревать детали и флюс, а также расплавляет припой с последующим его нанесением на участки контактов спаиваемых элементов.
- Инструмент с нихромовым нагревателем в виде проволочной спирали, пропускающей переменные сетевые или постоянные/переменные токовые величины низкого напряжения. Современные модели отличаются контролем температурного режима нагрева наконечника при помощи встроенного термодатчика. Конструкция прибора может дополняться специальными изоляторами, снижающими тепловые потери и увеличивающими теплопередачу.
- Инструмент с керамическим стержневым нагревателем, срабатывающий в процессе подведения на контактную группу напряжения. Данный вид относится к категории наиболее совершенных приборов, отличающихся быстротой нагрева и длительным эксплуатационным сроком, а также имеющим широкий диапазон регулирования температурных показателей и уровня мощности.
- Индукционный инструмент осуществляет нагрев посредством катушечной части индуктора, а жало характеризуется наличием ферромагнитного покрытия, что способствует получению магнитного поля и разогреву сердечника. Поддерживание необходимого температурного режима на жале осуществляется в автоматическом режиме и не требует наличия термодатчика или какого-либо управляющего электронного устройства.
- Импульсный инструмент работает при нажатии и удержании в таком положении специальной кнопки «Пуск», чем и обусловлен практически мгновенный нагрев жала до оптимальных рабочих температурных показателей. Отечественные конструкции этого типа характеризуются наличием схемы, в которой медный проводной наконечник представляет собой часть электрической цепи, содержащей также частотный преобразователь и высокочастотный трансформатор. Наиболее современные импульсные модели обладают регулировкой по мощности и температурным показателям, что позволяет одинаково успешно паять мелкие электронные элементы и достаточно крупногабаритные детали.
- Газовый инструмент относится к категории практичных и автономных устройств, а в качестве теплового источника для достаточного прогрева наконечника служит сгораемый газ, которым заправляется прибор. Отсутствие насадки позволяет использовать такой вид паяльника в качестве традиционной газовой горелки.
- Автономный аккумуляторный инструмент характеризуется небольшими показателями мощности, поэтому применяется преимущественно в пайке наиболее мелких электронных элементов.
Особняком стоят так называемые паяльные станции, предназначенные, как правило, для выполнения больших по объемам и частых работ, связанных с пайкой.
Безусловно, крупный термовоздушный и инфракрасный паяльный инструмент не способен расцениваться в качестве достойного конкурента традиционным бытовым электрическим паяльникам, но обладает множеством преимуществ использования:
- нагрев области пайки выполняется посредством горячей воздушной струи, которая выбрасывается соплом паяльной станции;
- стандартный температурный режим сфокусированного воздушного прогрева составляет порядка 100-500 °C;
- в зависимости от вида воздушного давления приборы могут быть представлены турбинными и компрессорными станциями.
В паяльных станциях инфракрасного типа нагрев осуществляется под воздействием ИК-излучения при длине волны в пределах 2-10 мкм.
В популярных до недавнего времени старых паяльниках, нагреваемых на обычном открытом огне, сегодня отпала необходимость, тем не менее, выполненная своими руками простейшая конструкция иногда вполне может послужить заменой дорогостоящему оборудованию.
Работа с припоем
При достаточном нагреве расплавленный припой должен стать текучим. При мелких работах можно взять на жало инструмента каплю сплава и перенести ее на соединяемые детали. Но удобнее пользоваться тонкой проволокой (прутком) разного сечения. Часто внутри проволоки содержится слой канифоли, который помогает правильно паять паяльником без отвлечения от процесса.
При таком способе горячим инструментом прогревается поверхность соединяемых проводников или деталей. Конец прутка припоя подводят к жалу и немного (на 1-3 мм) просовывают под него. Металл моментально плавится, после чего остаток прутка убирают, а припой греют паяльником, пока он не приобретет яркий блеск.
При работе с радиодеталями нужно учитывать, что нагрев для них опасен. Все операции выполняют в течение 1-2 секунд.
Во время пайки соединений одножильных проводов большого сечения можно использовать толстый пруток. При достаточном нагреве инструмента он тоже плавится быстро, но распределять его по спаиваемым поверхностям можно медленнее, стараясь заполнить все выемки скрутки.
Краткая история пайки металлов
А есть ещё и медные «молотки», разогреваемые паяльными лампами и ими паяют медные радиаторы автомашин, любые стальные вещи.
Эти паяльники действительно по форме напоминают средние по размерам молоточки, у них самое большое жало (до 3-4 см), что даёт быстрое соединение металлов на большой площади.
Раскопки древнейших поселений мира дают право ученым говорить, что тысячи лет назад пайкой обладали египтяне, римляне, греки и китайцы. Их методами и сегодня пользуются ювелиры, паяющие драгоценные изделия золотом.
Пайка медью началась несколько позже, и только десять столетий назад – латунью.
Как правильно паять
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 проводов
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.
Какой инструмент нужен для пайки?
Паяльник
Все паяльники можно условно разделить на классические сетевые модели и паяльные станции. Классические модели имеют длинную рукоятку с паяльным жалом на конце. Они довольно мощные и подходят для соединения массивных деталей и проводов. Они качественно выполняют прогрев детали и припоя. Но их толстое жало не слишком подходит для работ с электроникой.
Существуют маломощные небольшие модели с тонким жалом, позволяющие паять мелкие детали, такие как SMD-компоненты. Для проводов они не подойдут, а вот для электроники самое оно. Например, Rexant 12-0180 на 8 Вт вообще может подключаться к Power Bank и свободно работать с деталями и платами.
Паяльные станции являют собой прибор с возможностью регулировки рабочей температуры. Благодаря этому можно максимально точно настроить прибор для пайки определенной детали. Например, для пайки плат нужна невысокая температура, иначе есть риск сжечь дорожку. Большинство паяльных станций имеет керамическое жало.
Также отметим, что для разных типов работ применяются разные жала. Они могут быть в виде конуса, плоской лопатки, шилообразные или со срезом. Обычно жала изготавливают из меди и покрывают хромом или никелем. Чтобы к жалу припой хорошо прилипал, необходимо регулярно чистить его от окислов и различной пыли, а также время от времени лудить его. Большинство современных паяльников изготавливаются с возможностью замены жал.
Флюс
Одним из главных расходных материалов является флюс. Он необходим для снятия оксидной пленки и защиты металла от коррозии. Обычно такие флюсы изготавливаются на основе хлорной или соляной кислоты. Они отлично подходят для пайки различных металлов, однако сразу после выполнения работ необходимо смывать остатки флюса, так как кислоты могут вызывать коррозию. Флюсы на основе кислот обычно жидкие. Стоимость их колеблется от 30 до 200 рублей, в зависимости от объема и производителя.
Также есть сухие флюсы, например, канифоль, которую мы будем использовать. Канифоль менее эффективна при пайке стальных изделий, но отлично подходит для меди и основанных на ней сплавов. Для того, чтобы покрыть канифолью деталь, необходимо предварительно растопить ее паяльником. Если вы новичок в пайке, то рекомендуем сразу учиться на канифоли.
Припой
Используется для соединения проводов и деталей так называемый ПОС – припой оловянно-свинцовый. Само по себе олово имеет хорошую электропроводность и дает прочное соединение. Тогда зачем нужен свинец? Свинец улучшает застывание припоя, не давая олову растекаться по поверхности и топорщится иголками.
Рекомендуем брать мягкий припой в виде проволоки толщиной 1 мм — он быстрее плавится и легко наносится на поверхность деталей. Обычно он продается в виде небольших бухт, однако в характеристиках указывается не длина всей проволоки, а ее вес. В среднем 1 гр припоя стоит 5 рублей. Но чем больше бухта, тем дешевле можно купить расходник. Если только начинаете паять, то возьмите катушку на 25 гр — ее хватит надолго.
Существуют также безсвинцовые припои. Однако в них свинец заменен на цинк или индий. Их преимущество в том, что они не токсичны и дают лучшую устойчивость к коррозии. Но у них более высокая температура плавления, поэтому для мелких радиотехнических деталей не подойдут.
Как правильно паять феном
Нужно закрыть все мелкие и уязвимые к перегреву компоненты защитой.
В данном случае используется алюминиевый скотч. Он хорошо защищает компоненты от температуры, плотно держит компоненты платы. Однако, прибавляет теплоёмкость к месту пайки. Термоскотч также хорошо защищает, только хуже держится на плате.
Плату размещается на таком материале, который наименее теплоёмкий и медленно отдает температуру в окружающую среду. Можно использовать, например, деревянную дощечку. И при этом, место пайки не должно находиться под наклоном.
Лучше всего нанести на контакты флюс. Он хорошо распространяет тепло, по сравнению с нагреваемым воздухом, однако не следует его добавлять слишком много. Он может вскипеть, зашипеть или помешать пайке.
Первым делом прогревается место пайки. Фен выставляется около 100 °C и максимальным потоком воздуха.
Нужно прогреть как саму деталь, так и окружающее место пайки с контактами круговыми движениями.
Далее, спустя около минуты следует плавно повысить нагрев.
Разница с контактами будет небольшая. Таким образом, в течение нескольких минут, повышаем до 300 °C.
Шаг около 20 — 30 °C на каждые десятки секунд.
Расходные материалы
Их всего 2 – это флюс и припой.
Флюс обезжиривает поверхность и очищает ее от оксидов. В электронике применяется несколько его видов.
- Канифоль. Это очищенная сосновая смола. Хорошо себя зарекомендовала, но при нагревании выделяет сильный едкий запах.
- Паяльный жир. Он лишен этого недостатка и отлично очищает контакт от окислов.
- Кислота. Хорошо растворяет окислы, но после работы ее необходимо смывать водой. По этой причине применять кислоту для электроники нельзя.
Далее переходим к припоям.
- Чистые олово и свинец почти применяются редко. Олово дорогое, а свинец дает не очень прочный шов.
- Самый распространенный у радиолюбителей припой – ПОС-61. Он содержит 60% олова и 40% свинца, температура плавления – 183-230 градусов. Поставляется как в виде брусков, так и в виде тонкой проволоки (что более удобно).
- Сплав Розе. Он плавится при температуре 90-100 градусов и может быть полезен при демонтаже радиодеталей с печатных плат.
После того как все готово, переходим к работе.
Что потребуется для пайки
Перед тем как начать паять провода, нужно подготовить:
- Паяльник. Это главный инструмент для работы с металлическими изделиями. Им расплавляется припой, с помощью которого соединяются элементы микросхемы. Приборы имеют разные мощности. Чем выше этот показатель, тем быстрее нагревается паяльник. Рекомендуется выбирать инструмент мощностью больше 60 Вт. Работает паяльник от электросети 220 В.
- Припой. Под этим термином подразумевается сплав на основе олова, используемый для соединения металлов с высокой температурой плавления. Припой представляет собой длинную проволоку, реже олово продается небольшими кусками.
- Канифоль (флюс). Используется для лужения элементов микросхемы. Канифоль дает надежное сцепление металлов с другими материалами.
Как правильно паять
Чтобы надежно спаять провода из меди, нужно подготовить паяльник. Если перед работой не облудить жало, то припой будет не прилипать, а скатываться шариками со стержня. Так происходит, потому что жало покрыто слоем оксида меди и нагара, образовавшегося во время предыдущей пайки.
Подготовка паяльника
Некоторые специалисты для удобства работы точат жало плоским напильником, чтобы придать ему форму лопатки или плоской отвертки. Угол заточки должен быть 45-60 градусов.
Необгораемое жало (вечное) ни в коем случае точить нельзя, для него используют специальные губки.
Очищенное механическим способом жало нужно нагреть, а потом залудить. Для этого его покрывают флюсом.
Если флюс твердый (канифоль), достаточно просто погрузить в него наконечник. Канифоль расплавится и покроет разогретую поверхность. После этого паяльником нужно прикоснуться к прутку припоя и разогреть его. Расплавленный припой покроет жало, защитив его от дальнейшего окисления.
Процедуру лужения паяльника необходимо повторять по мере образования нагара на нем. Происходит это потому, что температура жала намного выше температуры плавления припоя, и со временем он начинает подгорать. Чтобы уменьшить вероятность возникновения такого явления, рекомендуется применять паяльник с регулировкой температуры.
Подготовка проводов
Соединяемые медные провода также нужно подготовить к пайке. Вначале снимают с концов изоляцию на расстоянии примерно 4 см, зачищают, скручивают между собой и проводят лужение. Медны провода можно залудить следующим образом:
- нагреть скрутку паяльником;
- покрыть флюсом;
- нанести небольшое количество припоя, распределяя его по поверхности провода.
Действия аналогичны тем, какие совершаются при лужении жала паяльника. Если предстоит пайка многожильных медных проводов, то необходимо обязательно запастись именно жидким флюсом, так как покрыть всю поверхность медных «волосков» расплавленной твердой канифолью будет очень трудно. Чтобы получить качественное соединение, нужно нагреть многожильный провод и затем опустить его в жидкий флюс, который смочит всю поверхность, предназначенную для пайки.
Далее пайка многожильных и одножильных медных проводов осуществляется одинаково. Два или более соединяемых проводника нагреваются вместе, и на них наносится припой. После нанесения его необходимо на время остывания обеспечить неподвижность соединения. Не допускается ускорять остывание путем его смачивания или обдува воздухом.
Газовой горелкой
Обработка газовой горелкой производится, когда детали находятся в таком положении относительно друг друга, при котором они будут эксплуатироваться. Обработка плавно переходит в сам процесс пайки.
Происходит это следующим образом:
- горелкой нагреваются поверхности алюминиевых деталей;
- по достижению температуры, при которой металл восстанавливается из оксида, пленка механически счищается;
- под воздействием пламени детали покрываются флюсом, и в зону пайки вносится припой.
Если детали толстые, то кромки их необходимо разделать под углом 45°. Обычно разогрев происходит до температуры плавления олова, когда припой растекается и заполняет желобок скрутки.
Основные выводы
Пайка светодиодов SMD не представляет большой сложности, но требует аккуратности и осторожности. Следует помнить об опасности перегрева элементов, результатом которого будет их выход из строя
Необходимо обеспечить соблюдение условий:
- использовать маломощный паяльник с температурой
нагрева не выше 260°; - применять качественный флюс (специалисты
рекомендуют специальный состав для пайки алюминия); - ограничивать время контакта светодиодов с жалом
паяльника.
Предыдущая
СветодиодыПонижающий трансформатор на 12 В: как выбрать и правильно подключить
Следующая
СветодиодыПочему и как сильно нагреваются светодиодные лампы
