Пайка считается очень удобным и хорошо проверенным способом соединения проводников и радиодеталей. С её помощью также можно припаять провод к плате с расположенными на ней электрическими контактами.
Качеством пайки, в конечном счёте, определяется надёжность образовавшегося соединения, так что перед началом работ рекомендуется ознакомиться с особенностями этой не совсем простой процедуры.
Для того чтобы присоединить проводник к плате в первую очередь потребуется паяльник с мощностью, зависящей от толщины самого провода.
Обычно для этих целей используются паяльные устройства с рабочей мощностью в пределах от 25-ти до 40 Ватт.
Помимо этого, необходимо будет запастись комплектом расходного материала, заметно облегчающего условия пайки (припой, канифоль и флюс). Желательно также подготовить инструмент для отвода тепла, посредством которого можно защитить саму плату от сильного перегрева.
Подготовка проводов
Для получения качественного соединения крайне важно правильно подготовить провод к пайке, для чего необходимо проделать следующие обязательные операции:
- Сначала рабочий конец провода очищается от поливинилхлоридной изоляции на длину чуть большую размера будущего контакта.
- Затем из обнажившегося многожильного конца вручную или с помощью пассатижей формируется тугая скрутка, которая затем лудится в канифоли с припоем.
- По завершении этой операции переходят к плате, контактный пятак которой также следует тщательно залудить.
Установка теплоотвода
Для того чтобы не перегреть и не повредить расположенный на плате контакт рекомендуется к месту пайки прикладывать какой-нибудь металлический предмет, который в данном случае выполняет функцию теплоотвода.
В качестве такого вспомогательного приспособления традиционно используется пинцет, но, в крайнем случае, его может заменить мощная металлическая клипса или отвёртка.
Для обеспечения надёжного застывания расплавленного припоя необходимо на некоторое время зафиксировать проводник в зоне пайки (обездвижить его). В противном случае паяльную процедуру придётся повторить.
По завершении соединения отдельных проводников временное приспособление для отвода тепла удаляется из рабочей зоны.
Таким образом, зная процедуру пайки, можно отремонтировать многие электроприборы, в частности елочную гирлянду, плеер, светодиодную лампу.
Пайка шлейфа
Гибкие шлейфы из тонких проводников уже давно применяются в современной бытовой аппаратуре. Их можно встретить в обычном мобильном телефоне, а также в любом образце компьютерной техники, в которой имеются многожильные соединения.
Как правило, в шлейфе дорожки проводников очень тонкие и располагаются вплотную одна от другой, что накладывает на паяльные работы следующие ограничения:
- для припаивания шлейфа к плате потребуется паяльник, мощность которого не должна превышать 24-х Ватт;
- при пайке желательно использовать специальную увеличительную линзу, закреплённую на рабочей подставке-кронштейне;
- для обеспечения хорошего отвода тепла от рабочей зоны потребуется массивный пинцет.
Нередко приходится соединять два тонких провода между собой (для устранения их обрыва в шлейфе, образованном из нескольких проводников). В этом случае сначала необходимо зачистить оборванные концы, а затем туго скрутить их между собой.
С целью изоляции места соединения на один из них перед этим натягивается подходящая по диаметру пластиковая трубочка (кембрик).
По завершении пайки места скрутки изолирующая трубка с небольшим натягом перемещается в зону соединения.
Можно ли обойтись без паяльника
Припаять без паяльника провода к плате – вполне выполнимая задача. Для этого следует взять небольшую по размерам металлическую ёмкость (типа плошки) и заполнить её мелко нарубленным мягким припоем, смешанным с тщательно растолчённой канифолью. Для этих целей удобнее всего использовать металлическую крышку от стандартной банки кофе.
Затем ёмкость с твёрдой паяльной смесью разогревается любым доступным способом до момента перехода последней в жидкую фазу. Все последующие операции должны выполняться очень быстро, чтобы не допустить остывания готового состава.
Нужно окунуть в расплавленный припой конец подпаиваемого проводника, а затем осторожно капнуть жидким составом на контакт платы. Быстро прижать конец провода к ещё не застывшей капле расплавленного припоя, и дождаться остывания зоны соединения.
В заключение обзора отметим, что в современных электронных устройствах обрыв проводника в контактной точке платы – это самая распространённая неисправность.
Так что после освоения технического приёма их соединения без паяльника можно будет легко восстановить любое повреждённое электронное изделие (такое, например, как клавиатура персонального компьютера).
Успех операции пайки зависит от чистоты жала. Перед первым применением, жало необходимо заточить, придав ему нужную форму в зависимости от характера предстоящей работы. Эту операцию можно проводить различными инструментами, но чаще всего применяется напильник.
Вторая необходимая операция – жало паяльника нужно блудить, то есть – удалить пленку окисла и покрыть поверхность рабочей части устойчивым слоем припоя. Это делается погружением жала в канифоль при первом же нагреве, после чего, сразу же протереть жало о деревянную поверхность или специальную губку. Затем, жало нужно покрыть припоем, погрузив его в расплавленный (паяльником) припой.
Для соединения проводов этим способом, нужно произвести следующие операции:
- Освободить концы проводов от изоляции , если она имеется. Эту операцию лучше всего производить специальным инструментом, который называется кримпер, при выполнении зачистки ножом существует опасность повреждения провода, что негативно скажется на соединении – его долговечности и характеристиках сети с таким соединением.
- Облудить оголенные концы, при этом:
- Зачистить провод от лакового покрытия (если оно имеется).
- Поместить оголенный конец провода на кусочке канифоли и нагреть его паяльником до расплавления флюса, осторожным движением извлечь кончик наружу и дать ему остыть.
- Набрать на кончик паяльника каплю припоя и нанести его на провод, добиваясь ровного покрытия провода припоем.
- Операцию повторить со вторым концом провода.
- Приложить спаиваемые концы друг к другу , набрать на кончик паяльника каплю припоя и нанести его на место соединения, добиваясь равномерного монолитного слоя.
- В ряде случаев , лучше и надежнее скрутить соединяемые провода, что повысит прочность паяного соединения.
Как припаять провода
К наушнику и штекеру
Снять наружную оплетку с кабеля, зачистить концы проводов. Лаковое покрытие снять механическим способом при помощи ножа. Облудить концы и припаять их соответственно к каналам. Левый канал маркируется красной плеткой, правый – зеленой. При наличии общего канала, его провод обычно применяется без изоляции.
К плате
При выполнении этой операции, подготовка конца провода к пайке такая же, как в описанных выше примерах. Особенностью этой операции является то, что нельзя перегревать проводник на плате, он может перегореть.
Поэтому, рядом с местом пайки нужно установить теплоотвод. В качестве такового можно использовать пинцет, которым можно удерживать припаивыемый конец с упором к проводнику на плате. Место пайки должно быть обездвижено до полного застывания припоя.
К светодиодной ленте
Очень важная операция – зачистка контактов на . Они покрыты силиконом, и малейший остаток его на ленте может привести к непоправимым последствиям. Контакты на проводах зачистить коротко и облудить.
Провода разделить между собой, разрезав изоляцию примерно на 1,5-2 см. Надеть на кабель термоусадочную трубку, соответствующую размерам светодиодной ленты. Надеть на разрезанные оконцовки трубки меньшего диаметра.
Пайку производить очень быстро, в течение примерно 1 секунды, чтобы не расплавить силиконовый корпус светодиодной ленты. Зажигалкой усадить меньшие трубки, надвинуть большую трубку на светодиодную ленту и усадить ее нагревом. Верхняя термоусаживаемая трубка должна быть прозрачной.
К динамику
Особенность этой операции состоит в том, что подводящие провода динамиков очень тонкие и работают в условиях постоянной вибрации. К тому же, они приклеены к мембране. Перед выполнением пайки, нужно аккуратно отделить провод, зачистить конец, облудить. Подобрать похожий провод и припаять его к оборванному концу. Второй конец припаять к контакту динамика, оставив небольшую петлю. Готовый проводник приклеить к мембране клеем «Супермомент».
Необходимые материалы и инструменты
Основным инструментом при пайке является паяльник.
Их разновидностей множество и применяются они в зависимости от характера выполняемого пайкой соединения:
Наиболее распространенный вид этого инструмента , в котором нагрев стержня производится нагревательным элементом из нихрома. Как правило, эти приборы оснащены терморегуляторами, предотвращающими перегрев паяльника и перегорание спирали нагрева.
В качестве терморегулятора применяется обычно проверенная временем термопара. Конструктивно, эти паяльники исполняются в различных вариантах. Наиболее простые имеют спираль из нихрома, которая намотана на диэлектрический материал и при нагревании передает тепло сердечнику. В этих изделиях в качестве сердечника обычно применяется медный стержень, поскольку медь имеет высокую теплопроводность.
Керамические
В качестве рабочего органа применяют наконечник из этого материала, к которому подведены контакты. При пропускании тока, наконечник нагревается до нужной температуры. Керамические нагревательные элементы считаются наиболее совершенными и долговечными, при условии правильной эксплуатации. В таких приборах возможен широкий диапазон регулировки температуры и мощности рабочего органа.
Индукционные
Нагрев наконечника производится через индукционную катушку. При прохождении через нее тока, на поверхности наконечника индуцируются вихревые токи, быстро производящие нагрев рабочего органа.
Когда сердечник разогревается до определенной температуры, его ферромагнитное покрытие перестает индуцировать вихревые токи и он охлаждается до достижения температуры индукции блуждающих токов. Таким образом, терморегуляция производится плавно, и инструмент поддерживает практически постоянную температуру.
Импульсные паяльники
Составляют отдельную категорию подобных инструментов. Они характерны тем, что нагревательный элемент в них включен в электросхему и при прохождении по нему тока мгновенно нагревается. В схеме питания предусмотрен высокочастотный трансформатор, предназначенный для понижения напряжения, и частотный преобразователь, повышающий частоту до 20-40 кГц.
Таким образом, нагрев рабочего наконечника производится в течение нескольких секунд, пока удерживается в нажатом состоянии кнопка пуска. При ее освобождении паяльник отключается. Современные изделия этого типа позволяют паять достаточно крупные детали, а не только работать с электронными схемами.
Газовые
Применяются как автономные приборы. Работа производится в струе пламени от газовой горелки. Заправка производится от обыкновенного баллончика с газом для зажигалок.
Аккумуляторные
Также принадлежат к классу автономных устройств. Их мощность обычно составляет порядка 15 ватт, используются при мелких ремонтах электронных устройств.
Паяльные станции
В продаже имеются два вида этих приборов:
- Термовоздушные – нагрев зоны пайки производится потоком горячего воздуха с температурой до 300 о С, фокусируемого соплом паяльника. Давление создается либо крыльчаткой в корпусе паяльника (турбинные), либо компрессором (компрессорные).
- Инфракрасные – в них нагрев осуществляется потоком инфракрасного излучения.
Паяльные станции применяются в тех случаях, когда паяльники с их медным или керамическим наконечником неудобны или вообще непригодны для работы. Это имеет место при работе с современными миниатюрными платами, в которых применяется SMD монтаж.
Припои
Это материал, соединяющий две детали в процессе пайки.
В зависимости от химического состава различают два вида:
- Легкоплавкие с температурой плавления до 400 о С.
- Тугоплавкие , у которых этот показатель выше 400 о С.
Выбор нужного припоя зависит от характеристик спаиваемых материалов, условий и назначения пайки и многих других параметров. Выпускаются в виде проволоки, трубочек, пластинок, паст и в других формах.
В качестве припоев применяются легкоплавкие металлы и их сплавы:
- олово;
- свинец;
- кадмий;
- сурьма;
- висмут;
- цинк;
- медь;
Активно применяются сплавы этих металлов с флюсами, которые позволяют объединять две основных операции: лужение и собственно пайку.
При нагревании во время пайки, неизбежно окисление поверхности соединяемых деталей, которое препятствует растеканию припоя по поверхности проводников и снижает адгезию припоев с металлу. Для защиты поверхности применяются флюсы. Расплав флюса уничтожает оксидную пленку, улучшая спаиваемость.
Условное разделение флюсов – активные и пассивные. Активные флюсы способны в процессе эксплуатации разрушать место пайки. Поэтому, места спайки необходимо тщательно промывать водой. Для работы с электронными монтажами не применяются.
В качестве флюсов применяются:
- Канифоль – переработанная смола хвойных деревьев, показатель качества – светлый тон.
- Флюс спиртоканифольный – смесь канифоли (10-60 %) со спиртом, активно применяется в радиомонтаже.
- Флюсы ЛТИ – смесь канифоли и спирта с добавлением триэтаноламина, применяется для пайки железа, меди, латуни и других металлов.
- Паста паяльная из смеси флюса , олова и свинца с добавлением до 2% серебра, применяется в радиомонтаже.
- Паяльный жир и паяльная кислота – применяются для пайки деталей из железа, активно снимая слой окисла с поверхности.
- Бура – высокотемпературный флюс (температура плавления около 900 о С) для пайки деталей из железа, чугуна, меди латуни и других материалов.
Перечень далеко не полон, разновидностей флюсов очень много.
Стоимость
| Наименование | Изображение | Назначение | Цена (руб) |
| Монтажный бинокуляр | 
|
Защита глаз при пайке, увеличение видимости рабочего поля при монтаже мелких деталей | 350 |
| Набор для пайки (6 предметов) ZD-151 REXANT | 
|
Установка деталей, зачистка контактов и мест пайки и другие вспомогательные операции | 500 |
| Подставка под паяльник «Чугун квадрат» ZD-10A REXANT | 
|
Хранение паяльника при нагреве и между выполнением операций | 550 |
| Браслет антистатический ZD-152REXANT | 
|
Заземление статических зарядов | 300 |
| Держатель «третья рука» с линзой и подставкой под паяльник ZD-10A REXANT | 
|
Удерживание деталей при работе, подсветка. Применяется в электронном монтаже и часовом деле | 1200 |
| Оловоотсос для припоя ZD-108 REXANT | 
|
Удаление излишков припоя или флюса при монтаже/демонтаже в электронике | 350 |
| Губка для очистки жала паяльника 40х70 мм ZD-929 REXANT | 
|
Зачистка жала паяльника от остатков припоя и флюса | 80 |
В таблице приведены примеры исполнения приспособлений, на самом деле, эти изделия выпускается в неисчислимом количестве разновидностей и множеством производителей.
Как припаять провод без паяльника?
Для соединения проводов без пайки есть несколько способов:
- Тщательно зачистить и обезжирить концы соединяемых проводов, выполнить скрутку. Нанести на нее несколько капель клея «Контактол», дать высохнуть. Заизолировать место соединения.
- Выполнить скрутку , предварительно подготовив места соединения, подсоединить провода к мощному блоку питания (5-6 вольт, 4-5 ампер). На второй контакт подключить массивный проводник, например – гвоздь. Прикоснуться гвоздем к скрутке. Образуется дуга, которая надежно сваривает провода. Место соединения заизолировать.
При необходимости в соединении нескольких деталей между собой пайка - наиболее распространенный вариант решения задачи. Для того чтобы запаять что-либо, в первую очередь, казалось бы, необходим сам паяльник. Однако это не совсем верно, и если дома отсутствует этот инструмент, то знание о том, как припаять без паяльника, очень пригодится в быту.
Лужение без паяльника
Паяльник является удобным и простым в использовании бытовым прибором, который окажет помощь при необходимости соединения металлов, маленьких изделий между собой или спайки плат. Однако в ситуации отсутствия электричества или самого инструмента сразу возникает вопрос о том, как паять без паяльника в домашних условиях.
Для того чтобы качество запаивания, а также электрический контакт, были на должном уровне, необходимо провести лужение: нанести предварительно на поверхность металлов или деталей, которые будут запаяны, небольшой слой припоя.
При выполнении этой процедуры возможно обойтись без паяльника. Для хранения припоя понадобится какая-нибудь металлическая емкость. Вполне подойдет даже крышка из-под банки для кофе. Следует поместить в выбранную емкость канифоль и кусочки олова, но можно воспользоваться и припоем оловянно-свинцовым (ПОС-60). Как производится лужение проводов без паяльника:
Если необходимо произвести лужение плоского участка детали:
- Мелко настругать кусочки канифоли и припоя и насыпать их на поверхность участка.
- Поднести источник огня под участок с нанесенными припоем и канифолью для того, чтобы смесь расплавилась.
- Расплавленный припой надо распределить по поверхности при помощи стальной трубки, стержня или чего-то подобного.
- Убрать тряпкой излишек массы.
Если деталь стальная, то при ее лужении не задействуют канифоль. Сам процесс остается таким же, только с учетом использования паяльной кислоты, при помощи которой и обрабатывают участок.
Процесс пайки
Той массы припоя, что окажется в залуженном слое, может оказаться недостаточно для того, чтобы провести надежное соединение крупных проводов. Стоит насыпать тертый припой на верхнюю часть скрученного участка. Далее нагревать, пока припой не оплавится и не заполнит собой прорехи в скрутке.
В случае возникновения необходимости спаять провод с плоской поверхностью как участок поверхности, так и конец провода предварительно проходят лужение. Теперь зажимается конец провода и участок детали, а сверху насыпается тертый припой.
После этого снизу подносится источник огня, детали нагреваются, плавится припой и происходит пайка.
Использование желоба
Провода, имеющие диаметр до трех миллиметров, можно запаять с желобком, который используется вместо паяльника. Желоб производится из тонкой алюминиевой фольги. Сама пайка осуществляется следующим образом:
Как заделать отверстие
Временами появляется нужда в запаивании маленького отверстия в какой-нибудь емкости (в ведре, тазу или кастрюле). Если дыра не больше семи миллиметров в диаметре, то залатать ее можно без использования паяльника. Понадобится ПОС-60. Производимые действия:
При необходимости заделать емкость из алюминия надо приготовить особый припой заранее. Он может представлять собой одну из следующих смесей: цинк с оловом в соотношении ¼; висмут с оловом 1/30; алюминий с оловом 1/99. Эти сплавы производятся исключительно путем смешивания при высоких температурах.
Паста своими руками
В качестве припоя хорошо подходит собственноручно изготовленная паяльная паста. Для пайки без паяльника такое средство может оказаться незаменимым. Для ее получения производятся следующие манипуляции:
Сам процесс пайки с такой пастой не слишком отличается от варианта с обычным припоем. Для начала зачищается участок, который необходимо запаять, потом на него при помощи кисточки мажется паста. Происходит нагрев этого участка до того момента, пока паста не расплавится.
В случаях работы с тончайшими медными проводами или мелкими радиодеталями состав можно использовать несколько иной: свинцовый порошок 7.4г; цинк в виде пыли 73.8г; канифоль 4 г; порошкообразное олово 14.8г. Состояние пасты смеси придается при помощи смешивания всего этого с глицерином или раствором диэтилового эфира 10мл, в которой будет 10 г канифоли.
Иная альтернатива
Общий механизм запаивания двух металлов выглядит примерно так: детали, которые надо соединить, прижимают друг к другу вплотную, потом происходит обработка флюсом и припоем зоны паяния. Зона пайки должна быть разогрета так, чтобы температуры хватило для плавления припоя и попадания его в участок между соединяемыми деталями. Сплав необходимо удерживать в участке до его полного затвердения. Весь этот процесс довольно прост как с паяльником, так и без него. В последнем случае главное - это найти альтернативный источник нагревания, для которого не понадобится электроэнергия.
Для запайки обыкновенного провода или простейших деталей в отсутствии паяльника есть возможность заменить его другими бытовыми инструментами, один из которых точно окажется под рукой у мастера:
- плоскогубцы;
- ножницы;
- тонкие пассатижи;
- надфиль;
- напильник.
Понадобится источник огня, в качестве которого хорошо подойдет лампа на спирте или спиртовка.
Кустарный паяльник
В условиях отсутствия электричества имеется возможность изготовить паяльник своими руками. Для его работы электричество не понадобится вовсе. Сначала понадобится десятисантиметровый медный провод или стержень диаметром пять миллиметров. После необходимо найти ручку для будущего паяльника. Для нее подойдет ветка дерева, которой можно придать необходимую закругленную форму. Один конец провода крепится к этой ручке, а другому придается форма отвертки путем стачивания.
Сам паяльник уже готов, а нагревается он от любого источника открытого пламени. Процесс паяния таким самодельным инструментом практически ничем не отличается от обычного паяльника, использующего электричество. Важно только найти для него термоустойчивую подставку, в которой будет располагаться прибор во время его нагревания.
Канифоль с припоем должны располагаться в плоской емкости, а процесс паяния деталей или проводов лучше всего проводить в доступной близости к источнику нагревания паяльника.
Неважно, самодельный паяльник или нет. Сам процесс пайки представляет собой соединение расплавленным металлом двух других металлических элементов. Соединяющий металл, который называется припоем, должен расплавиться, схватиться с поверхностью деталей и заполнить собой пространство, разделяющее эти детали.
Обычные припои реализуются в форме смотанной проволоки двухмиллиметрового диаметра. Сплав, который используется в качестве припоя, может иметь разное содержание олова. Чем больше содержится его в сплаве припоя, тем более низкая будет температура плавления. Таким образом, марка припоя ПОС40 означает 40-процентное содержание в ней олова.
Плавление ее происходит при температуре в двести тридцать градусов по Цельсию, а марка ПОС60, соответственно, содержит шестьдесят процентов олова от общей массы и плавится при ста восьмидесяти градусах.
Если в сплав свинца и олова добавить висмут, то это еще сильнее уменьшит температуру плавления, что и происходит при применении марки припоя ПОСВ33, которая плавится при ста тридцати градусах. В случае запайки алюминия необходимы особые составы припоя, которые плавятся при температуре свыше четырехсот градусов по Цельсию.
Паяние не получится произвести без очищения от окисной пленки поверхности зоны соединения детали. Дабы произвести очистку, понадобится задействовать флюс (вещество, которое не позволяет окисной пленке образоваться во время процесса паяния). Канифоль, как правило, используется в качестве флюса, если необходимо соединить провода или детали из меди. Очистить поверхности деталей можно, используя паяльную или иные кислоты (к примеру, в случае пайки алюминия подойдет ортофосфорная кислота).
Современные ПОСы в виде проволок содержат канифоль . Это дает возможность производить запайку меди без задействования дополнительного флюса. Канифоль не поможет, если требуется произвести пайку оцинкованных или стальных изделий. В этой ситуации понадобится паяльная кислота. Для соединения друг с другом элементов из стали или нихрома можно воспользоваться аспирином в качестве флюса.
Починка наушников
Далеко не все в наши дни имеют дома паяльник, чего не скажешь о наушниках, а последние имеют свойство часто выходить из строя. Для того чтобы поправить положение, понадобится работающий разъем от других наушников с проводом или AUX-кабель, а также обыкновенные зажигалка, нож и скотч.
Процесс починки наушников завершен. После всего следует проверить их на работоспособность. Все это занимает минут пятнадцать, но можно и быстрее, в зависимости от навыка. В этом примере ясно показано, что для соединения двух проводов использовать паяльник вовсе не обязательно.
Как припаять без паяльника в случае, если под рукой не оказалось этого инструмента, или неожиданно выключили электричество? Есть несколько способов соединения проводов с использованием простых подручных средств.
Главные компоненты любой пайки – флюс и припой . Если последний еще можно достать, используя для этого ненужную старую плату от любого прибора, то чтобы заменить чем-то флюс, приходится использовать смекалку и базовые знания химии.
Чем заменить паяльник?
Принцип работы любого паяльника заключается в нагреве и постоянном поддержании рабочей температуры основной составляющей – металлического стержня, называемого жалом. Наиболее распространенный материал для изготовления жала – медь, так как она обладает высокой теплопроводностью, низкой стоимостью и значительно облегчает процесс лужения. Из этого можно сделать вывод, что для хорошей пайки нужно использовать стержень или кусок проволоки из меди. Существует множество «народных» методов того, как паять без паяльника. Вот некоторые из наиболее простых и эффективных.
Для того, чтобы изготовить импровизированный паяльник, понадобится два куска проволоки разных диаметров – короткий (10-15 см, сечением 3-4 мм) и длинный (30-40 см, сечением 0,5-1 мм). Короткий отрезок будет использован в качестве жала. Его кончик нужно сплющить молотком и подправить напильником до нужной формы. Длинный кусок обматывается вокруг жала в виде плотной спирали и служит для сохранения более или менее постоянной рабочей температуры. Окончание спирали должно на 2-3 см не доходить до противоположного края жала, так как за него потребуется держать создаваемый паяльник пассатижами. Нагревать данное устройство следует над открытым огнем или электрической плиткой, причем воздействию температуры поддают только зону, на которую намотана спираль. Она равномерно распределит тепло по всей длине толстой проволоки и будет некоторое время его сохранять. Следует учесть, что припой плавится при разных температурах, в зависимости от его состава. Для пайки может понадобиться нагрев от 180 до 280°С, поэтому толстая проволока будет нагреваться дольше, но работать довольно продолжительный отрезок времени.
Для экономии времени пайку можно производить предварительно расплавленным припоем, либо настрогать припой острым ножом на стружку. Это уменьшит затраты тепла на плавление материала.
Если под рукой не оказалось медной проволоки, использовать для спайки материалов можно обычный гвоздь или отвертку, но они очень быстро остывают на воздухе, вследствие чего паять можно лишь несколько секунд, после чего опять нужен нагрев.
Еще один очень простой способ пайки проводов, применение которого возможно даже в полевых условиях, предполагает наличие следующих материалов:
- небольшой кусок алюминиевой фольги;
- канифоль или любой другой флюс (о вариантах замены флюса будет сказано ниже);
- припой (может быть извлечен из старого нерабочего прибора);
- спички или зажигалка.
Для начала нужно соединить два провода, которые требуется спаять, в виде обычной скрутки. Следует взять кусок фольги, сложить его пополам, чтобы образовался лоток, в который далее необходимо засыпать флюс и мелкую стружку припоя в пропорции 1 к 4. Затем нужно уложить на фольгу провода так, чтобы место скрутки попало на засыпанную смесь. Сверху можно прибавить еще немного припоя с флюсом – для гарантии, что провод будет надежно припаян. После этого надо будет плотно обмотать фольгу вокруг места будущей спайки и разогреть ее спичками или зажигалкой. Обычно хватает 15-20 секунд для того, чтобы спаять провода друг с другом.
Флюс и его заменители
Флюсы – это вещества или их смеси, которые значительно облегчают процесс пайки. Они удаляют с поверхности материалов оксидную пленку, обеспечивают смачивание металла припоем и улучшают его растекание. Самый распространенный флюс – канифоль. Она состоит из смеси органических кислот, которые при взаимодействии с оксидами восстанавливают их до металлов. Помимо канифоли, в качестве флюса могут быть использованы такие вещества:
- нашатырь;
- бура;
- ортофосфорная кислота;
- ацетилсалициловая кислота;
- глицерин;
- хлорид цинка.
Для случаев, когда срочно требуется спаивать между собой пару проводов, а канифоли в наличии не оказалось, флюс можно купить в обычной аптеке или достать из домашней аптечки, так как ацетилсалициловая кислота, более известная под названием аспирин, является отличным заменителем канифоли.
Кроме аспирина, в качестве флюса можно использовать любую другую кислоту, например – лимонную. Подойдут и обычный глицерин, который продается в аптеке, или тонкая мыльная стружка, так как в ней также содержится глицерин.
После использования таких импровизированных флюсов поверхность места спайки следует очистить от их излишков. Для этого используется раствор пищевой соды, но некоторые детали, особенно электронику, таким способом обработать невозможно. Поэтому, во избежание дальнейшей коррозии, следует при первой же возможности произвести повторную пайку с применением специализированных средств.
Нетрадиционные решения для пайки
Некоторые способы соединения проводов и деталей сложно назвать пайкой в обычном понимании этого слова, но они помогают хотя бы на некоторое время разрешить проблему, вызванную нарушением целостности электрической цепи. В первую очередь следует упомянуть использование токопроводящего клея. Этот материал может быть как заводского, так и собственноручного изготовления. Клей больше всего подходит для восстановления дорожек на печатных платах.
Часто можно услышать о рецепте простого и недорогого клея, проводящего электричество. Он состоит из супер-клея (цианоакрилата) и графитового порошка. Однако, опыт людей, попробовавших данное средство, показывает, что такой клей очень быстро застывает (иногда – еще в тюбике), плохо держит детали и почти не проводит электричество. Причина кроется в том, что для приготовления токопроводящего клея нужно использовать чистый высококачественный графит, тогда как в упомянутых случаях применялся материал из карандашных грифелей, содержащий различные примеси.
Другие рецепты токопроводящих смесей более действенны, но они требуют наличия реактивов, достать которые сложнее, чем купить паяльник и флюс. Это серебряная и медная пудры, различные полимеры и связующие вещества.
Если чинить электрические приборы приходится часто, то хорошим дополнением к списку вещей, которые следует постоянно носить с собой, станет небольшой моток припоя в форме полой проволоки, заполненной флюсом. Такой материал не занимает много места в сумке или бардачке машины, но позволит в любой момент выйти из сложной ситуации с гордо поднятой головой.
Припаять без паяльника можно не только провода, но и различные металлические детали друг к другу. В таком случае разогревают на плите, либо над другим источником тепла, одну из деталей с нанесенным на ее поверхность припоем. После того, как припой расплавится, к месту спайки прижимают вторую деталь и прекращают нагрев. Застывая, припой надежно соединит отдельные части. При использовании этого метода также не стоит забывать о флюсе, без которого оксидная пленка не позволит создать надежный и долговечный шов.
Заключение по теме
Паять без паяльника довольно просто, необходимо только наличие базовых знаний о самом процессе и некоторых элементарных материалов.
Практически любой из материалов и инструментов можно заменить аналогами, которые обычно имеются в доме, квартире, гараже. Даже в лесу, при проявлении смекалки, легко отремонтировать порвавшийся провод. В данном случае в качестве флюса используют смолу хвойных деревьев, мыло или аспирин, а паяльником выступают гвозди, медная проволока, скрепка. Единственное, без чего нельзя обойтись – источник температуры. Он должен нагревать припой до 200-250°С, иначе припой попросту не расплавится. Для этой цели подойдет зажигалка, газовая горелка или обычный костер.
Умение производить пайку с использованием подручных материалов кажется бессмысленным в сегодняшнее время, ведь в любом, даже самом скромном магазине с электротоварами можно найти недорогой паяльник, флюс и припой. Но знания по этой тематике точно не будут лишними – невозможно предугадать, когда именно они пригодятся.
При сборке различных электротехнических и радиотехнических устройств популярна пайка. Она обеспечивает электропроводное соединение медных проводов и иных медных изделий друг с другом, с компонентами электрических схем и прочими металлическим деталями из чистой меди и медных сплавов, а также производить пайку алюминия. Пайка проста, очень гибка, позволяет получить низкое переходное сопротивление соединяемых компонентов.
Суть технологии пайки заключается в нагреве зоны контакта с последующей ее заливкой жидким металлическим легкоплавким припоем. После остывания расплав обеспечивает электрический контакт. Перед тем как припаять провода, обычно необходима дополнительная обработка соединяемых поверхностей (чаще всего т.н. лужение проводов), что гарантирует долговременную стабильность.
При отсутствии вибраций и ударных нагрузок для мелких деталей достигается неплохая прочность соединения. Во всех прочих случаях паяют с дополнительной фиксацией.
Что может понадобиться для пайки?
Для пайки требуется источник тепла. Можно паять с использованием открытого пламени, электрической спирали, а также луча лазера. Последний позволяет паять даже чистым металлом. Дома пользуются преимущественно электрическим паяльником. Он предназначен для:
- монтажа и ремонта различных электронных схем;
- конструирования и ремонта электротехнического оборудования;
- лужения слоем припоя различных металлических изделий.
Паяльник
Паяют ручным паяльником, который используют для:
- прогрева соединяемых компонентов;
- нагрева припоя до перехода его в жидкое состояние;
- нанесения жидкого припоя на соединяемые элементы.
Паяльник, который изображен на рисунке 1, содержит:
- изолированный слюдяной пленкой или стеклотканью спиральный нагреватель из нихромовой проволоки;
- медное жало, которое расположено внутри спирали;
- пластиковую или деревянную рукоятку;
- корпус для размещения жала паяльника и спирали.
Подключение к электрической сети производят кабелем длиной примерно 1 м, который через ограничитель радиуса изгиба выходит из задней части рукоятки.
Деревянная или пластиковая рукоятка имеет форму простой ручки. Электронные схемы паяют изделиями небольшой мощности, оборудованных пистолетными рукоятками с кнопкой-курком для быстрого разогрева жала. Один из вариантов такого инструмента показан на рисунке 2.
Рисунок 2. Радиомонтажный паяльник пистолетного типа
Бытовые паяльники предназначены для подключения к сети напряжением 12 и 220 В.
220 — вольтовые паяльники из соображений обеспечения электробезопасности должны комплектоваться 3-контактной вилкой, обеспечивающей надежное заземление. Для 12-вольтовой техники достаточно простой 2-контактной плоской вилки.
Припой
Паяют припоем – сплавом олова со свинцом, возможны добавки иных металлов. Припой имеет форму трубки или проволоки различного диаметра. Трубчатый припой заполнен внутри канифолью, паять с его помощью более удобно.
Свинец вводят в сплав для уменьшения стоимости. Его удельное содержание различно, что прямо отражается в марке. Например, ПОС-61 (очень популярный третник) означает:
- П — припой;
- ОС – оловянно-свинцовый;
- 61 – с 61-процентным содержанием олова.
В быту паяют сплавами с уменьшенным содержанием олова, лужение посуды целесообразно выполнять составом ПОС-90.
Кроме того, паяют мягкими и твердыми припоями. Мягкие составы имеют температуру плавления менее 450, остальные относят к твердым. Температура плавления припоя ПОС-61 составляет 190 – 192 °С. Из-за сложностей разогрева высокотемпературную пайку с привлечением твердых припоев электрическим инструментом не выполняют.
Составами с добавлением легкоплавких металлов: алюминия и кадмия – паяют алюминий. Из-за повышенной токсичности паять с их помощью можно только при отсутствии альтернативы.
Флюс
Паяют обязательно под — вспомогательным компонентом, обеспечивающим:
- растворение окисных пленок на поверхности соединяемых деталей;
- хорошее сцепления с ними паяльного сплава;
- улучшение условий растекания сплава по поверхности тончайшим слоем.
Обычно в этом качестве используют канифоль, а также составы на основе ее смеси со спиртом, глицерином и цинком. Канифоль имеет температуру размягчения чуть выше 50°С, при 200°С кипит. Химически канифоль довольно агрессивна по отношению к металлам и гигроскопична, при насыщении влагой быстро увеличивает проводимость. В зависимости от добавок и их концентрации демонстрирует свойства нейтральных или активных флюсов.
Канифольный флюс продается в виде порошка, кусками или раствора канифоли.
Серебро, нержавеющую сталь и некоторые другие металлы можно паять только с помощью специальных флюсов (известны как кислотные флюсы или паяльные кислоты).
Некоторые монтажники, которые паяют провода, для улучшения качества облуживания выполняют предварительный нагрев на таблетке аспирина, пары которого выполняют функции флюса.
Паяльные пасты
Паяльная паста это композиция из припоя и флюса. Ею паяют в труднодоступных местах, а также при установке безвыводных электронных элементов. Состав наносят на компонент, который затем просто прогревают жалом.
Пасту можно изготовить самостоятельно. Для этого оловянные опилки смешивают с жидким флюсом до гелеобразной консистенции. Хранят пасту в герметичной упаковке, срок годности из-за окисления олова не превышает шести месяцев.
Подставка для паяльника
Паяют жалом, нагретым до высокой температуры, поэтому в перерыве инструмент оставляют на подставке. Для мощных паяльников ее выполняют с двумя опорами: задняя для рукоятки, передняя – для корпуса. Опоры монтируют на фанерном основании, которое используют служит для:
- установки коробки с канифолью;
- хранения проволоки припоя (пример приведен на рисунке 3);
- чистки жала.
Рисунок 3 показывает, что подставка не требует дефицитных материалов, может быть изготовлена своими руками.
Рисунок 3. Самодельная подставка для мощного паяльника
Для устройств малой мощности часто применяют конусообразный держатель (обычный или спиральный, что показано также на рисунке 3), в которую инструмент вставляют жалом.
Старшие модели подставок снабжают регулятором рабочей температуры, ЖК дисплеем для индикации температуры жала, рисунок 4. Подобный паяльный инструмент часто называют паяльной станцией.
Рис. 4. Пример паяльной станции с индикатором
Оплетка для удаления припоя
С оплеткой паяют в тех случаях, когда необходимо удаление припоя с печатной платы при демонтаже деталей. Представляет собой плотную сетку из покрытых флюсом тонких медных проволок.
Принцип действия основан на поверхностном эффекте: сетка «впитывает» припой, расплавленный на печатной плате, за счет капиллярных сил.
Обычно ширина оплетки составляет около 5 мм, поставка рулонная в корпусе диаметром примерно 5 см.
Функции удаления припоя может выполнять внешняя оплетка старого гибкого коаксиального кабеля.
Меры безопасности
Соблюдение техники безопасности:
- способствует защите от термических ожогов;
- предотвращает возникновение пожара;
- защищает от поражения электрическим током.
Прежде чем начинать паять, следует убедиться в исправности кабеля питания. Жало не должно касаться поводов, а также прочих предметов. Паяльник необходимо всегда класть на подставку. Запрещается касаться его корпуса, брать инструмент можно только за ручку.
Подготовка
Рабочего места
Паяют всегда при нормальном общем освещении (не хуже 500 люкс), при необходимости создания более комфортных условий применяют источник местного освещения.
Следует позаботиться о хорошей вентиляции. Наилучшие результаты дает вытяжка, при ее отсутствии паяют с перерывами для проветривания помещение от паров канифоли (каждый час при интенсивной работе).
Выбор паяльника по мощности
Паяют паяльниками различной мощности. Обычно исходят из того, что:
- маломощные паяльники (20 – 50 Вт) удобны для работы с электроникой, позволяют паять тонкие провода;
- 100-ваттным инструментом толщиной не свыше 1 мм;
- 200 Вт и более позволяет паять такие массивные детали, которые изначально требуют применения мощных паяльников.
О мощности прибора легко судить визуально: 50-ваттный паяльник оказывается чуть крупнее авторучки, тогда как 200-ваттный – имеет общую длину примерно 35-40 см.
Паяльника к работе
Перед первым включением следует удалить с корпуса остатки заводской смазки. Их выгорание приводит к появлению дыма и неприятного запаха. Поэтому паяльник включают через удлинитель, выставляя его на улицу через форточку на четверть часа.
Затем молотком проковывают жало паяльника: уплотнение меди увеличивает срок службы. Кончику жала придают форму:
- под углом или на срез – для точечной работы (пример показан на рисунке 5);
- ножевидную – таким жалом одновременно паяют нескольких контактов (характерно для микросхем);
- специальную – ими паяют некоторые разновидности радиодеталей.
Рисунок 5. Пример универсальной заточки жала паяльника и правильного облуживания его рабочей области
Перед тем как начать паять, следует очистить жало от оксидной пленки. Эту процедуру выполняют мелкозернистой наждачной бумагой или бархатным напильником, а также химическим способом: погружением в канифоль. Очищенное жало облуживают припоем.
При необходимости паять в точке можно мощным паяльником. Для этого на его жало накручивают медную проволоку диаметром 0,5 – 1 мм, используя ее свободный конец для нагрева припоя.
Деталей к пайке
Паяют всегда в несколько этапов. Сначала готовят поверхность металлического проводника:
- удалением окисной пленки с последующим обезжириванием;
- облуживанием (нанесение слоя олова на входящие в контакт поверхности).
Затем можно соединять детали.
Обязательно зачищают провода, бывшие в употреблении.
Окисную пленку снимают напильником, наждачной бумагой, лезвием ножа. В случае гибких проводов обрабатывают каждую проволоку.
Изоляцию эмалированного провода удаляют протаскиванием по поверхности ПВХ-трубки, к которой его прижимают нагретым жалом.
Признак готовности – равномерно блестящая поверхность без остатков оксидной пленки.
Паяют всегда с обезжириванием, т.е. протирают поверхность безворсовой тканью или салфеткой, смоченной ацетоном или уайт-спиритом.
У новых проводов окисная пленка отсутствует. Их облуживают сразу после удаления изоляции.
Залудить медный проводник необходимо под флюсом, после прогрева припой должен покрыть поверхность металла тонким слоем. При наличии наплывов паять не рекомендуется, провод располагают вертикально, проводя паяльником сверху вниз. Излишек расплавленного припая при этом перетекает на жало.
Если же необходимо , то процедуру зачистки и облуживания совмещают. Для этого помещают провод, покрытый канифолью, в наждачную бумагу, греют его с одновременным вращением.
Качество флюса некоторых видов падает при длительном хранении, а также под воздействием влаги воздуха. Поэтому такими флюсами паяют с дополнительным контролем срока годности.
Пошаговая техника пайки проводов
Пайку проводов выполняют в такой последовательности:
- Снимают изоляцию на длине 3-5 см (на проводах большего диаметра длина удаляемого участка больше).
- При необходимости зачищают и обезжиривают соединяемые жилы.
- Формируют плотную скрутку проводов.
- Обрабатывают полученный сросток флюсом.
- Набирают на жало припой и паяют скрутку, прогрев продолжают до полного растекания; при необходимости повторяют несколько раз. Припой должен заполнить все полости сростка так, как это показано на рисунке 6.
- Полученный сросток изолируют.
Рисунок 6. Спаянные однопроволочные провода
Пайка алюминиевых проводов друг с другом, а также с медными не имеет принципиальных отличий за исключением более сложной процедуры облуживания.
Пошаговая методика пайки радиодеталей на плату
Обычно радиодетали и заводские печатные платы имеют выводы и токоведущие дорожки, которые покрыты оловом. Их можно паять без предварительного облуживания. Платы лудят только при их самостоятельном изготовлении.
Процедура пайки включает такие шаги как:
- Пинцетом отгибают выводы под требуемым углом, затем их вставляют в отверстия платы.
- Фиксируют деталь пинцетом.
- Набирают припой на жало, погружают его в канифоль, приставляют к точке соединения вывода с платой так, как это показано на рисунке 7. После нагрева поверхностей припой перетекает на дорожки платы, вывод элемента, контакты микросхем, равномерно распределяясь по ним под действием сил поверхностного натяжения.
- Деталь удерживают в нужном положении пинцетом до застывания припоя.
- После завершения пайки следует обязательно промыть плату спиртом и/или ацетоном.
- Дополнительно контролируют отсутствие короткого замыкания компонентов платы, вызываемых каплями припоя.
Рисунок 7. Пайка выводов радиодеталей на печатной плате
Губки пинцета для лучшей фиксации целесообразно заточить или использовать специальный инструмент по типу показанного на рисунке 8.
Избыток выводов удаляют бокорезами.
Рис. 8. Вариант исполнения паечного пинцета
На повторно используемых платах установочные отверстия очищают от остатков припоя деревянной зубочисткой.
При работе целесообразно соблюдать следующие правила:
- жало ориентируют параллельно плоскости платы;
- из-за опасности перегрева радиодеталей, а также отслаивания токоведущих дорожек из-за перегрева платы паяют не более 2 секунд;
- перед набором припоя жало следует очистить от окислов.
Возможные проблемы при пайке
При наличии определенного быстро нарабатываемого навыка пайка обеспечивает хороший контакт. Немногочисленные проблемы легко выявляют визуально. К таковым относятся:
- слабый прогрев соединяемых компонентов или т.н. холодная пайка – припой приобретает характерный тусклый цвет, механическая прочность контакта падает, он быстро разрушается;
- перегрев компонентов – припой вообще не покрывает поверхности, т.е. соединение фактически отсутствует;
- перемещение соединяемых компонентов до полного затвердевания припоя – видимый резкий разрыв в пленке затвердевшего припоя, соединение отсутствует.
Устранение этих дефектов осуществляют повторной пайкой.
Заключение
Соединение пайкой обеспечивает высокое качество в сочетании с технологичностью. Процедура проста в реализации (научиться паять можно за пару часов), но необходимо аккуратно выполнять нескольких последовательных операций, тщательно соблюдая технологию работы.
Правильно паять можно только при наличии исправного инструмента.
Возможные проблемы при пайке Паяют всегда со строгим соблюдением правил техники безопасности.