Как научиться паять. Именно такой, небольшой специальный урок, не относящийся напрямую к основной тематике, решил подготовить для тех, кому не только придётся паять шнуры, гнёзда, штекера, но и вообще, что угодно. Итак, начнём…
Что нам понадобится для пайки?
Конечно же паяльник (в идеале – паяльная станция), оловянный припой, канифоль, в идеале — проволочный припой, который представляет из себя намотанную на катушку, длинную, тонкую оловянную трубку, похожую на проволоку, в полости которой находится канифоль. Т.е. при пайке, в этом случае, нам не нужно, как по-старинке, опускать жало паяльника, то в канифоль, то в припой, а все это происходит одновременно в одной точке. Об этом подробнее чуть ниже…
Приобрести все необходимые компоненты можно в ближайшем магазине радиотоваров.
Если у Вас не паяльная станция, которая изначально готова к пайке сразу же после включения, а обычный паяльник, то перед работой (особенно если он новый) его нужно специальным образом подготовить — залудить, иначе паять не будет. Что это такое «залудить», сейчас разберём.
Как залудить паяльник?
Берём напильник и прикладываем плашмя к срезу жала паяльника. Теперь точим в той же плоскости, периодически посматривая на жало, до тех пор, пока оно не станет плоским, гладким и блестящим.
После этого разогретое жало опускаем в канифоль и сразу в припой (в олово). Прилипать припой к жалу почти не будет, поэтому сразу же после этой процедуры прикладываем жало к небольшой дощечке, желательно природного происхождения (не ДСП) лучше еловой или кедровой (смолянистой), но в принципе сойдёт и любая, только возиться придется дольше.
Итак, повторяем эту процедуру (канифоль → припой → дощечка) до тех пор, пока подготовленный предварительно напильником срез жала из жёлто – с переливом сизого цвета разогретой меди, не станет серебристым и блестящим от покрывающего его равномерно припоя. Вот это и называется «залудить», в данном случае паяльник.
Примерно так должно выглядеть залуженное жало паяльника.
Теперь мы будем учиться припаивать проводок (предварительно его, залудив) к латунной жестянке, тоже залудив её с начала.
Окунаем жало паяльника в канифоль, потом в припой, и сразу же, плоскостью жала параллельно плоскости подносим вплотную к нашей латунной подопытной, не дав испариться канифоли, прижимаем, потом притираем, елозим, в общем – лудим. Если канифоль испарилась или растеклась, процесс повторяем, и постепенно, постепенно наша жестянка покрывается качественно налипшим на неё припоем. Если материал чистый или без сильных окислов, то подобное лужение происходит быстро.
Если используется проволочный припой, то прислоняем жало паяльника к жестянке, а к точке их контакта подносим кончик проволочного припоя, стараясь больше прикасаться к залуженной части паяльника, и трём ею об эту часть, чтобы олово с канифолью обогатило собою место контакта.
Как залудить провод?
Теперь лудим проводок. Аккуратно снимаем изоляцию ровно настолько, чтобы нам хватило места для пайки, и для расположения термоусадочной трубки, (или другого изолятора) чтобы потом не возникло каких-нибудь «коротышей» (коротких замыканий)…
Провод лудить проще, т.к. обычно, под изоляцией металл чистый, не окисленный. Его мы окунаем в канифоль, приложив сверху него жало разогретого паяльника и по-потихоньку вытаскиваем провод из под паяльника наружу, после того, как канифоль расплавится и задымится. Это делается, как наверное поняли, для того, чтобы расплавленная канифоль обволокла контактную часть провода. Теперь обогащаем жало паяльника припоем, коснувшись олова, подносим жало к налипшей на проводке канифоли.
Если провод медный и чистый – лужение произойдёт сразу же.
Если нет, то придется, возможно, операцию повторить или воспользоваться вместо канифоли паяльной пастой – специальным химическим веществом, (типа паяльной кислоты, если кто знаком) позволяющей лудить, к примеру, даже железо.
Так выглядит паяльная паста.
Как припаять провод?
Есть у нас залуженная подопытная латунная жестянка и залуженный проводок, которые теперь мы обязаны соединить, запечатлеть разогретым припоем и потом остудить, чтобы навсегда сохранить их электрическую связь, что мы и делаем, поднеся залуженную часть провода к залуженной части жестянки.
К месту их контакта подносим обогащённое припоем жало паяльника так, чтобы припой качественно обволок залуженные части припаиваемых деталей. Этому будет способствовать участвующая в процессе канифоль. Если что-то не ладится — окунайте в неё. После того, как детали оказались в расплавленном припое, постарайтесь их больше не шевелить. Можно слегка подуть на место пайки, пока блеск припоя слегка не потемнеет, что будет свидетельствовать о затвердевании пайки.
Всё, поздравляю! У Вас получилось.
Как отпаять провод?
Отпаивать провода и различные паянные соединения, можно соответственно, обратным методом — разогревом места пайки (залуженным и обмокнутым в канифоль, разогретым) жалом паяльника до расплавления припоя.
…И наверное, последний штрих — можно ещё окунуть небольшую малярную кисть в растворитель и промыть остатки канифоли в местах пайки.
Что можно паять?
А точнее, какие металлы хорошо паять? На первом месте, это, конечно же медь, латунь, золото, серебро, свинец, само собой – олово. Хуже паять (лудить) железо, сталь, цинк. Для залуживания последних придётся воспользоваться специальной паяльной пастой (см. рисунок выше). Есть и такие металлы, которые совсем не поддаются пайке, например – алюминий.
Пайка паяльником относится к наиболее распространенным и простым способам пайки, однако она имеет два существенных ограничения. Во-первых, паяльником можно паять только низкоплавкими (мягкими) припоями, а во-вторых, им нельзя (или, во всяком случае, затруднительно) паять массивные детали с большим теплоотводом - из-за невозможности прогреть их до температуры плавления припоя. Последнее ограничение преодолевают, подогревая паяемую деталь внешним источником тепла - газовой горелкой, электрической или газовой плитой или каким-то иным способом, - но это усложняет процесс пайки.
Перед тем как паять паяльником, нужно обзавестись всем необходимым. К основным инструментам и материалам, без которых пайка невозможна, относится сам паяльник, припой и флюс.
Паяльники
В зависимости от способа нагрева паяльники бывают "обычными"-электрическими (со спиральным или керамическим нагревателем), газовыми (с газовой горелкой), термовоздушными (тепло передается воздушным потоком), индукционными. Массивные молотковые паяльники могут разогреваться не только электроэнергией, но и по старинке - открытым пламенем.
Как пользоваться таким паяльником, можно узнать из описаний технологии жестяных работ, именно там они использовались чаще всего. В наше время обычно пользуются электрическими паяльниками в силу их доступности и удобства пользования. Но первые паяльники нагревались на открытом пламене.
Основным параметром, по которому подбирается паяльник, является его мощность, определяющая величину теплового потока, передающегося к паяемым деталям. Для пайки электронных компонентов используются приборы мощностью до 40 Вт. Тонкостенные детали (с толщиной стенки до 1 мм) требуют мощности 80-100 Вт.
Для деталей с толщиной стенки 2 мм и более понадобятся паяльники мощностью выше 100 Вт. Такими являются, в частности, молотковые электрические паяльники, потребляющие до 250 Вт и выше. К самым энергоемким паяльникам относится, например, молотковый паяльник Ersa Hammer 550 мощностью 550 Вт. Он способен нагреваться до температуры 600°C и предназначен для паяния особо массивных деталей - радиаторов, деталей машин. Но у него неадекватная цена.
Помимо массивности детали, на необходимую мощность паяльника влияет и теплопроводность паяемого металла. С ее увеличением мощность прибора и температуру его нагрева необходимо увеличивать. При пайке паяльником деталей из меди он должен быть нагрет сильнее, чем при пайке такой же по массе детали, но изготовленной из стали. К слову сказать, при работе с изделиями из меди может возникать ситуация, когда из-за высокой теплопроводности металла, при паянии будет происходить распайка мест, выполненных ранее.
Припои
При пайке электрическими паяльниками применяются низкотемпературные оловянно-свинцовые (ПОС-30, ПОС-40, ПОС-61), оловянно-серебряные (ПСр-2, ПСр-2.5) или иные припои и чистое олово. К недостаткам припоев, содержащих свинец, относится вредность последнего, к достоинствам - лучшее качество пайки, чем у бессвинцовых припоев. Для паяния пищевой посуды применяется чистое олово.
Флюсы
Принято считать, что хорошо паяются олово, серебро, золото, медь, латунь, бронза, свинец, нейзильбер. Удовлетворительно - углеродистые и низколегированные стали, никель, цинк. Плохо - алюминий, высоколегированные и нержавеющие стали, алюминиевая бронза, чугун, хром, титан, магний. Однако, не оспаривая этих данных, можно утверждать - нет плохо паяемого металла, есть плохая подготовка детали, неправильно подобранный флюс и неверный температурный режим.Подобрать при пайке нужный флюс - значит решить главную проблему пайки. Именно качество флюса определяет в первую очередь паяемость того или иного металла, легкость или трудность самого процесса пайки и прочность соединения. Флюс должны соответствовать материалу паяемых изделий - своей способностью разрушать его окисную пленку.
Кислые (активные) флюсы, например "Паяльную кислоту" на основе хлорида цинка, нельзя использовать при пайке электронных компонентов, так как они хорошо проводят электрический ток и вызывают коррозию, однако, из-за своей агрессивности, они очень хорошо подготавливают поверхность и поэтому незаменимы при пайке металлических конструкций, и чем химически более стоек металл нем активнее должен быть флюс. Остатки активных флюсов нужно обязательно тщательно удалять после завершения пайки.
Эффективными флюсами для пайки стали являются водный раствор хлористого цинка, паяльные кислоты на его основе, флюс ЛТИ-120. Можно использовать и другие, более сильные флюсы, которых на рынке предостаточно.
Основное отличие пайки паяльником нержавеющих сталей от пайки углеродистых и низколегированных состоит в необходимости применения более активных флюсов, требующихся для разрушения химически стойких окислов, которыми покрыты нержавеющие стали. Что касается чугуна, то его нужно паять высокотемпературной пайкой, а, следовательно, электрический паяльник для этой цели не подходит.
Для нержавейки применяют ортофосфорную кислоту. Хорошо справляются с химически стойкой окисной пленкой и специализированные флюсы, такие, например, как Ф-38.
Для оцинкованного железа можно применять состав, содержащий канифоль, этиловый спирт, хлористый цинк и хлористый аммоний (флюс ЛК-2).
Вспомогательные материалы и приспособления
Без некоторых приспособлений и материалов, используемых при пайке, можно обойтись, но их наличие делает работу значительно удобнее и комфортнее.Подставка для паяльника служит для того, чтобы нагретый паяльник не касался стола или других предметов. Если она не идет в комплекте с паяльником, ее приобретают отдельно или делают самостоятельно. Простейшую подставку можно изготовить из тонкого листа жести, вырезав в нем пазы для укладки инструмента.
Влажной вискозной или поролоновой губкой , уложенной в гнездо для предотвращения выпадения, гораздо удобней очищать кончик паяльника, чем обычной тряпочкой. Для этих же целей может служить и латунная стружка.
Удалять излишки припоя с поверхности деталей можно с помощью специального отсоса или оплетки. Первый внешним видом и конструкцией напоминает шприц, оснащенный пружиной. Перед использованием его нужно взвести, утопив головку штока. Поднеся носик к расплавленному припою, пружину спускают, надавив на кнопку спуска. В результате излишек припоя втягивается внутрь съемной головки.
Представляет собой плетенку из офлюсованных тонких медных проводков. Приложив ее конец к припою и прижав сверху паяльником, благодаря капиллярным силам можно как промокашкой собрать в ней весь лишний припой. Кончик оплетки, напитанный припоем, просто отрезается.
Очень полезным является приспособление, называемое третьей рукой (Third-Hand Tool). При работе с паяльником иногда катастрофически "не хватает рук" - одна занята самим паяльником, другая - припоем, а нужно ведь еще держать в определенном положении паяемые детали. "Третья рука" удобна тем, что ее зажимы можно легко устанавливать в любом положении друг относительно друга.
Держатель для пайки "Третья рука"
Паяемые детали нагреваются до высокой температуры, прикоснувшись к ним можно обжечься. Поэтому желательно иметь различные зажимные устройства, позволяющие манипулировать нагретыми деталями - плоскогубцы , пинцеты , зажимы .
Подготовка паяльника к работе
При первом включении паяльника в сеть он может начать дымить. Ничего страшного в этом нет, просто выгорают масла, использованные для консервации паяльника. Нужно просто проветрить помещение.Перед использованием паяльника нужно подготовить его наконечник. Подготовка зависит от его исходного вида. Если наконечник выполнен из непокрытой меди, его кончик можно отковать в виде отвертки, это уплотнит медь и придаст ей повышенную устойчивость от износа. Можно и просто заточить на наждаке или напильником, придав ему необходимую форму - в виде острого или усеченного конуса с различным углом, четырехгранной пирамиды, углового скоса с одной стороны. Для предохранения меди от окисления используются металлические покрытия из никеля. Если паяльник имеет такое покрытие, то ковать и затачивать его нельзя во избежание повреждения покрывающего слоя.
Существует унифицированный ряд форм наконечников, но можно, разумеется, использовать любую форму, подходящую для конкретной работы.
При пайке массивных деталей площадь соприкосновения паяльника с деталью должна быть максимальной - для обеспечения лучшей передачи тепла. В этом случае наилучшей считается угловая заточка круглого стержня (2 на фото выше). Если предполагается паять мелкие детали, то подойдет острая конусная (4), ножевая или иные формы с малыми углами.
Инструкции по работе с паяльником, имеющем медное жало без покрытия, содержат одно обязательное требование - лужение "жала" нового паяльника с целью его защиты от окисления и износа. Причем делать это следует при первом же нагреве, не мешкая. Иначе "жало" покроется тонким слоем окалины, и припой не захочет прилипать к нему. Это можно сделать разными путями. Прогреть паяльник до рабочей температуры, прикоснуться "жалом" к канифоли, расплавить на нем припой и растереть последний о деревяшку. Или протереть нагретый наконечник тряпкой, смоченной раствором хлористого цинка, расплавить на него припой и куском нашатыря или каменной поваренной соли растереть его по наконечнику. Главное, чтобы в итоге этих операций рабочая часть наконечника была полностью покрыта тонким слоем припоя.
Необходимость залудить жало вызвана тем, что флюс постепенно разъедает, а припой растворяет жало. Из-за потери формы приходится регулярно затачивать жало, и чем активнее флюс те чаще, порой по нескольку раз в день. У никелированных жал никель закрывает доступ к меди, защищая её, но такие жала требуют бережного обращения, боятся перегрева, и не факт, что производитель сделал достаточно качественное покрытие, за которое требует переплаты.
Подготовка деталей к пайке
Подготовка деталей к пайке предполагает выполнение одних и тех же операций независимо от того, какого вида (низкотемпературная или высокотемпературная) выполняется пайка, и какой источник нагрева (электрический или газовый паяльник, газовая горелка, индуктор или что-то иное) используется.Прежде всего, это очистка детали от загрязнений и обезжиривание. Здесь нет никаких особых тонкостей - нужно с помощью растворителей (бензина, ацетона или прочих) очистить деталь от масел, жиров, грязи. Если имеется ржавчина, ее нужно удалить любым подходящим механическим способом - с помощью наждачного круга, проволочной щетки или наждачной бумаги. В случае высоколегированных и нержавеющих сталей желательно обработать соединяемые кромки абразивным инструментом, поскольку окисная пленка этих металлов особенна прочна.
Температура пайки
Температура нагрева паяльника - важнейший параметр, от температуры зависит качество пайки. Недостаточная температура проявляет себя тем, что припой не растекается по поверхности изделия, а ложится комком, несмотря на подготовку поверхности флюсом. Но даже если пайка внешне и получилась (припой расплавился и растекся по стыку), паяное соединение получается рыхлым, матовым по цвету, имеет низкую механическую прочность.Температура пайки (температура паяемых деталей) должна на 40-80°C превосходить температуру плавления припоя, а температура нагрева наконечника - на 20-40°C температуру пайки. Последнее требование обуславливается тем, что при соприкосновении с паяемыми деталями температура паяльника будет снижаться из-за отвода тепла. Таким образом, температура нагрева наконечника должна превосходить температуру плавления припоя на 60-120°C. Если используется паяльная станция, то необходимая температура просто устанавливается регулятором. При использовании паяльника без регулирования температуры, оценивать ее фактическое значение, при использовании в качестве флюса канифоли, можно по поведению канифоли при прикосновении паяльника. Она должна вскипать и обильно выделять пар, но не сгорать мгновенно, а оставаться на наконечнике в виде кипящих капель.
Перегрев паяльника также вреден, он вызывает сгорание и обугливание флюса до момента активации им поверхности спая. О перегреве свидетельствует темная пленка окислов, возникающая на припое, находящемся на кончике паяльника, а также то, что он не удерживается на "жале", стекая с него.
Техника пайки паяльником
Существует два основных способа пайки паяльником:- Подача (слив) припоя на паяемые детали с кончика паяльника.
- Подача припоя непосредственно на паяемые детали (на площадку).
При любом способе необходимо прежде подготовить детали к пайке, установить и закрепить их в исходном положении, разогреть паяльник и смочить место спая флюсом. Дальнейшие действия отличаются в зависимости от того, какой способ используется.
При подаче припоя с паяльника, на нем расплавляют некоторое количество припоя (чтобы удерживалось на кончике) и прижимают "жало" к паяемым деталям. При этом флюс начнет вскипать и испаряться, а расплавленный припой переходит с паяльник на спай. Движением наконечника вдоль будущего шва обеспечивают распределение припоя по стыку.
Припоя на желе может быть достаточно если жало просто приобрело металлический блеск. Если форма жала заметно изменилась, значит припоя слишком много.
При подаче припоя непосредственно на спай, паяльником вначале разогревают детали до температуры пайки, а затем подают припой на деталь или в стык между паяльником и деталью. Расплавляясь, припой будет заполнять стык между паяемыми деталями. Выбирать, как именно паять паяльником - первым или вторым способом - следует в зависимости от характера выполняемой работы. Для мелких деталей лучше подходит первый способ, для крупных - второй.
К основным требованиям качественной пайки относятся:
- хороший прогрев паяльника и паяемых деталей;
- достаточное количество флюса;
- ввод нужного количества припоя - ровно столько, сколько требуется, но не больше.
Вот несколько советов о том, как правильно паять паяльником.
Если припой не течет, а размазывается, значит температура деталей не достигла нужных значений, нужно увеличить температуру нагрева паяльника либо взять прибор помощнее.
Не нужно вносить слишком много припоя. Качественная пайка предполагает наличие в спае минимально достаточного количества материала, при котором шов получается слегка вогнутым. Если припоя оказалось слишком много, не нужно стараться его куда-то пристроить на стыке, лучше удалить отсосом или оплеткой.
О качестве спая говорит его цвет. Высокое качество - спай имеет яркий блеск. Недостаточная температура делает структуру спая зернистой, губчатой - это однозначный брак. Пережженный припой выглядит матовым и имеет пониженную прочность, что в некоторых случаях может быть вполне допустимо.
При использовании активных (кислотных) флюсов нужно обязательно смывать после пайки их остатки - каким-нибудь моющим средством или обычным щелочным мылом. В противном случае нельзя дать гарантии, что через некоторое время соединение не будет разрушено коррозией от оставшихся кислот.
Лужение
Лужение - покрытие поверхности металла тонким слоем припоя - может быть как самостоятельной, конечной операцией, так и промежуточным, подготовительным этапом пайки. Когда это подготовительный этап, успешное лужение детали в большинстве случаев означает, что самая трудная часть паяльной работы (соединение припоя с металлом) сделана, припаять облуженные детали друг к другу обычно уже не составляет особого труда.Лужение проводов . Лужение кончиков электропроводов - одна из самых частых операций. Ее осуществляют перед припайкой проводов к контактам, спаиванием между собой или для обеспечения лучшего контакта с клеммами при подсоединении с помощью болтов. Из облуженного многожильного провода удобно сделать колечко, обеспечивающее удобство при креплении к клемме и хороший контакт.
Провода могут быть одножильными и многожильными, медными и алюминиевыми, покрытыми лаком или нет, чистыми новыми или закисленными старыми. В зависимости от этих особенностей и различается их облуживание.
Проще всего лудить одножильный медный провод. Если он новый, то не покрыт окислами и лудится даже без зачистки, нужно просто нанести на поверхность провода флюс, нанести на нагретый паяльник припой и поводить по проводу паяльником, слегка поворачивая при этом провод. Как правило, лужение проходит без проблем.
Если же проводник не хочет лудиться - из-за наличия лака (эмали) - помогает обычный аспирин. Знание о том, как паять паяльником с помощью таблетки аспирина (ацетилсалициловая кислота) в некоторых случаях может оказаться очень полезным. Нужно положить ее на дощечку, прижать к ней проводник и прогреть его в течение нескольких секунд паяльником. При этом таблетка начинает плавиться, и образующаяся кислота разрушает лак. После этого провод обычно лудится легко.
Если нет аспирина, убрать с поверхности проводника мешающий лужению лак помогает и хлорвиниловая изоляция от электропроводов, которая при нагревании выделяет вещества, разрушающие лаковое покрытие. Нужно прижать паяльником проводок к кусочку изоляции и несколько раз протащить его между изоляцией и паяльником. После чего облудить провод в обычном порядке. При зачистке от лака при помощи наждачной бумаги или ножа нередки надрезы и обрывы тонких жил провода. При зачистке путём обжига, провод может потерять прочность и легко сломаться.
Следует учитывать, что расплавленный полихлорвинил и аспирин выделяют в воздух вредные для здоровья вещества.
Ещё, для покрытых лаком (эмалью) проводов можно приобрести специальный флюс, удаляющий лак.
Новый многожильный медный провод лудится также легко, как и одножильный. Единственная особенность состоит в том, чтобы вращать его в ту сторону, при которой проводки будут скручиваться, а не раскручиваться.
Старые провода могут быть покрыты окислами, препятствующими лужению. Справиться с ними поможет та же таблетка аспирина. Нужно расплести проводник, положить его на аспирин и прогреть несколько секунд паяльником, двигая проводником взад-вперед - и проблема облужения исчезнет.
Для лужения алюминиевого провода потребуется специальный флюс - например, тот, который так и называется "Флюс для пайки алюминия". Этот флюс является универсальным и подходит также для пайки металлов с химически стойкой окисной пленкой - нержавеющей стали, в частности. При его использовании нужно только не забыть после очистить соединение от остатков флюса во избежание коррозии.
Если при лужении проводов на них образовался избыток прибоя, убрать его можно, расположив провод вертикально концом вниз и прижав к его концу нагретый паяльник. Лишний припой стечет с провода на паяльник.
Лужение большой поверхности металла
Лужение поверхности металла может понадобиться для защиты его от коррозии или для последующей припайки к нему другой детали. Даже если лудится совсем новый лист, который внешне выглядит чистым, на его поверхности всегда могут находиться посторонние вещества - консервирующая смазка, различные загрязнения. Если же лудится лист, покрытый ржавчиной, то он тем более нуждается в очистке. Поэтому лужение всегда начинается с тщательной очистки поверхности. Ржавчина зачищается наждачной шкуркой или металлической щеткой, жиры и масла убираются бензином, ацетоном или иным растворителем.Затем кисточкой или другим инструментом, соответствующем флюсу, на поверхность листа, наносится флюс (это может быть не пастообразный флюс как на фото ниже, а, например, раствор хлористого цинка или другой активный флюс).
Паяльник с относительно большой плоской поверхностью жала разогревается до необходимой температуры и на поверхность детали наносится припой. Желательно чтобы мощность паяльника была около 100 Вт или выше.
Затем паяльник прикладывать к припою на детали наибольшей плоскостью и держится в таком положении. Время нагрева детали зависит от ее размеров, мощности паяльника и площади контакта. О достижении необходимой температуры свидетельствует вскипание флюса, плавление припоя и растекание его по поверхности. Постепенно припой распределяется по поверхности.
После лужения поверхность металла очищается от остатков флюса спиртом, ацетоном, бензином, мыльной водой (в зависимости от химического состава флюса).
Если припой не растекается по поверхности металла, то это может быть из-за плохой очистки поверхности перед лужением, плохого прогрева металла (по причине недостаточной мощности паяльника, маленькой площади контакта, недостаточного времени прогрева металла детали), грязного наконечника паяльника. Ещё причиной может быть неправильный выбор флюса или припоя.
Лужение может осуществляться путем нанесения (слива) припоя с паяльника и распределением его "жалом" по поверхности, или подачей припоя непосредственно на площадку - припой плавится от прикосновения к разогретому металлу детали.
Пайка листового металла внахлест
При ремонте кузовов автомашин, всевозможных жестяных работах возникает необходимость в пайке листового металла внакладку. Спаивать листовые детали наложением друг на друга можно двумя способами, - предварительно облудив их, или используя паяльную пасту, содержащую припой и флюс.В первом случае перекрывающиеся зоны деталей после механической зачистки и обезжиривания предварительно лудят. Затем части соединения прикладываются друг к другу облуженными поверхностями, фиксируются зажимными устройствами и прогреваются с помощью паяльника с разных сторон до температуры плавления припоя. Свидетельством удачной пайки является вытекание расплавившегося припоя из зазора.
При втором способе, после подготовки деталей, контактная зона одной из детали покрывается паяльной пастой. Затем детали фиксируют в нужном положении, стягивают зажимами и, как и в первом случае, прогревают шов паяльником с двух сторон.
При покупке паяльной пасты, нужно обращать внимание на её назначение, т.к. многие паяльные пасты предназначены для пайки электроники и не содержат активных флюсов позволяющих паять сталь.
При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.
Обточка жала.
Купили мы на рынке паяльник, принесли его с мороза домой, отпоили, отогрели, под гитару песни спели. А дальше чего? Включать??? А вот ни фига! Посмотрите на его жало. Разве это жало? Гм... Да, конечно, жало. Но оно совершенно не готово к продуктивной работе на благо человечества. Надо бы его под эту работу заточить. И в прямом и в переносном смысле. Для этого нужно:
напильник плоский - 1шт.
тиски - 1шт.
руки - 2шт.
Ещё, правда, понадобится стол, к которому прикручиваются тиски, но, надеюсь, он у Вас есть.
Берём паяльник и зажимаем его жало в тисках. Заметьте, ТОЛЬКО ЖАЛО! Не надо зажимать корпус - это может плохо кончиться. В идеале, жало вынимается из корпуса и зажимается отдельно от паяльника. Но если конструкция последнего такой метод не поддерживает, придётся крутиться. Значит, зажимаем, берём напильник, и придаём кончику жала ту форму, которая, с вашей позиции представления о прекрасном, наиболее эстетична. Тут я могу предложить несколько вариантов.
Вариант 1 - "отвёртка"
Этот вариант выбираю я и Вам того же желаю. Впрочем, на вкус и цвет товарищей нет.
Вариант 2 - "пирамида"
То же самое, но все 4 грани одинаковы.
Вариант 3 - "карандаш"
Модификация пирамиды для продвинутых эстетов. Очень запарно обтачивать под конус. Обычно так заточены жала у паяльников, приехавших из дружественного Китая. Но если упрямство - черта вашего характера, то этот метод - для Вас.
Примечание: то что на рисунках выделено оранжевым, мы будем называть рабочей поверхностью жала.
Облуживание жала.
Для непосвещённых, слово "облуживание" вызывает в мозгу ассоциативный ряд: лужа-дождь-мокро-противно-да на фиг мне всё это надо!!! На самом же деле, всё сухо и приятно, прямо как в рекламе. Облуживаниеэто от слова "лудить". Лудить - значит покрывать поверхность металла тонким слоем припоя.
Для чего это нужно. Дело в том, что медь, из которой сделано жало паяльника, имеет свойство очень быстро окисляться при нагревании. То есть, на поверхности металла образуется окисная плёнка, которая проводит тепло намного хуже, чем металл. Вследствие этого паять становится чрезвычайно трудно. Кроме того, в процессе пайки, нам необходимо на кончике жала доставлять к месту пайки припой. Припой - это сплав металлов (обычно - свинца с оловом), медь - тоже металл. Поэтому они могут легко "прилипать" друг к другу. Оксид меди (окисная плёнка) - это неметалл, и прилепить к нему припой нельзя. Поэтому нужно всегда содержать рабочую поверхность жала в таком состоянии, чтобы к нему можно было "прилепить" припой. Самый рациональный метод - покрыть поверхность жала самим же припоем, то есть - залудить.
Искушенный в физике читатель возразит, мол, припой-то, поди, тож окисляется? Правильно, окисляется. Но убрать слой окисла с поверхности припоя гораздо легче, чем с меди. Достаточно обработать жало флюсом (попросту - тыкнуться в канифоль).
Итак, Вы прониклись глубоким смыслом лужения, и рвётесь лудить всё и вся. Начнём-с.
1. Берём припой и флюс (канифоль), и включаем паяльник.
2. Греем паяльник, периодически тыкаясь в канифоль. Как только канифоль станет плавиться, густо обрабатываем ей всю рабочую поверхность жала: это защитит медь от окисления. Если у Вас жидкий флюс, то ещё легче: не надо ждать пока нагреется.
3. Греем дальше. Как только становится возможным плавить припой - обмазываем им всю рабочую поверхность жала. По окончании данной процедуры, припоя на жале будет явно больше, чем надо. Посему, излишки беспощадно стряхиваем на стол. Аккуратно, чтобы оно не срекошетило Вам в глаза.
Пайкой называется физико-химический процесс образования соединения между деталями при взаимодействии припоя со спаиваемым металлом. В отличие от сварки, рабочие поверхности не оплавляются, а происходит их смачивание припоем.
Как выглядит простой паяльник
Непременным условием для осуществления процесса пайки является расплавление припоя и смачивание им поверхности рабочего инструмента. Со временем наконечник паяльника чернеет и перестаёт работать. Поэтому необходимо знать способ его восстановления – как правильно залудить жало паяльника. На фото ниже изображена окисленная поверхность инструмента и покрытая припоем.
Поверхность жала паяльника: 1) окисленная поверхность инструмента; 2) покрытая припоем – луженая
В первом случае даже не стоит пытаться производить пайку, поскольку окислы препятствуют удержанию припоя на поверхности жала.
Паяльник будет готов к работе только тогда, когда его жало покроется слоем расплавленного материала с более низкой температурой плавления, чем соединяемые металлы.
Материалы для пайки
Для пайки применяется припой – материал, служащий для соединения металлических поверхностей и имеющий более низкую температуру плавления, чем у материалов соединяемых деталей.
Припой состоит из разных сплавов, куда могут входить олово, свинец, медь, никель и кадмий. Его изготавливают преимущественно в виде прутков и проволоки.
Пайка необходима для создания соединения, уменьшения переходного сопротивления электрического контакта и защиты соединения деталей от окисления.
Припой должен обладать свойством смачивания основы. При этом происходит его диффузия в основной металл, а тот растворяется в припое, образуя промежуточный слой, после застывания соединяющий детали как одно целое.
Для паяльников применяют мягкие припои с температурой плавления от 191 0 С до 280 0 С. Их основными компонентами являются олово и свинец в разных соотношениях.
С поверхности соединяемых металлов под пайку необходимо удалять оксиды. Для этого служат флюсы. Кроме того, они способствуют лучшему растеканию припоя и защищают поверхности от действия внешней среды.
Флюс применяется в твёрдом, жидком и пастообразном виде. Он может находиться внутри трубки из припоя.
В качестве флюса применяются:
- канифоль;
- ацетилсалициловая кислота;
- ортофосфорная кислота;
- соли;
- глицерин;
- нашатырь.
Распространённые флюсы для пайки в твёрдом, жидком и пастообразном виде
Флюсы должны обеспечивать низкий ток утечки и не обладать коррозионной активностью.
Принцип и процесс пайки
Пайка производится путём захвата припоя и флюса жалом паяльника, введения их между соединяемыми деталями и дальнейшего нагрева контактирующих поверхностей до их смачивания припоем, который впоследствии застывает, образуя соединение. Для этого следует прекратить нагрев.
Заточка паяльника
Жало паяльника перед работой затачивается напильником под углом в 30-40 0 . Край делают слегка притупленным, шириной 1 мм.
Если наконечник новый, заточка на нём уже есть. Здесь остаётся только обработать жало мелкозернистой шкуркой, напильником или надфилем, чтобы снять патину – зеленоватый окисел меди.
Магазинная заточка многих не устраивает, поскольку паять с ней не всегда возможно. Поэтому целесообразно вынуть медный наконечник из корпуса и отковать рабочую часть в виде вогнутой лопатки.
Подобная холодная обработка эффективней заточки, поскольку структура металла уплотняется, и жало меньше поддаётся коррозии. Небольшая шлифовка напильником на конечном этапе необходима, чтобы придать рабочей части паяльника законченный вид.
Как залудить жало?
После заточки жало следует облудить тонким слоем припоя. Для этого включается электрический паяльник, и медный стержень прогревается, пока не примет красновато-оранжевый оттенок.
Долго ждать не нужно, иначе стержень обгорит. После разогрева всё жало погружают в канифоль, а затем расплавляют кусочек припоя и покрывают им всю рабочую поверхность.
Если потереть жало о поверхность дерева, припой лучше покрывает рабочую зону паяльника.
Слой припоя на жале должен быть равномерным. Если поверхность покрылась частично, процесс повторяется. Как только паяльник будет готов к работе, его можно применять для пайки изделий.
Как залудить необгораемое жало?
Рабочая часть некоторых паяльников покрывается специальным защитным составом. Слой является достаточно тонким, и зачищать его нельзя. Для этого применяется специальная губка. Если её нет, подойдёт обычный кусок ткани, смоченный водой или глицерином. Можно использовать губку, предназначенную для мытья посуды.
Производятся специальные очистители жала в виде клубка из стружки цветного металла, в который погружается жало. При этом окислы остаются внутри. Их можно потом высыпать наружу.
Механические воздействия сокращают срок службы защитного слоя. При пайке не рекомендуется шаркать по плате или стучать по металлическим поверхностям.
Необгораемый слой окисляется достаточно быстро. Для повышения его срока службы рекомендуется поддерживать температуру пайки не выше 250 0 С.
Температура считается нормальной, когда от канифоли дым идёт тонкой струйкой, а не облаком с брызгами. При этом пайка получается с чёткими границами и характерным блеском. Если поверхность припоя получается матовой и с низкой механической прочностью, температуру нагрева следует увеличить.
Чтобы облудить жало паяльника с покрытием, надо в расплавленную канифоль положить кусок припоя. Паяльник разогревается и его концом нужно пошаркать по мокрой ткани, удалив со всех сторон окислы. Затем жало опускается в канифоль под кусок припоя. При этом снимаются остатки окислов, а припой плавится и частично остаётся на жале.
После лужения жало снова протирается тряпочкой и паяльник готов к работе. Важно его не перегреть выше 300 0 С, иначе всё придётся повторять сначала.
Перегрев виден по кипению и разбрызгиванию канифоли при опускании в неё жала паяльника.
Набор сменных необгораемых жал, применяемых на паяльной станции
Стандартное жало типа «игла» обладает низкой теплопроводностью, и паять им удобно только миниатюрные элементы. Выпаивать радиодетали с его помощью довольно сложно.
Более удобны жала типа «цилиндр со скосом». Для пайки в наборе целесообразно иметь 3 наконечника подобного вида, диаметром 1, 2 и 3 мм.
Ножевидное жало 5 мм обладает приличной мощностью и с его помощью можно паять как тонкие детали, так и массивные, если правильно разворачивать нож. Аналогично можно использовать классический клиновидный наконечник.
Перегрев паяльника
При отсутствии регулятора напряжения паяльник может разогреваться выше 300 0 С, что приводит к его обгоранию. Если не удаётся замерить температуру жала, перегрев можно заметить по кипению и брызгам канифоли.
Уменьшить температуру паяльника можно с помощью регулятора мощности – диммера. Здесь можно подобрать обычное устройство управления яркостью лампы накаливания. Важно, чтобы оно подходило по мощности.
Можно собрать тиристорный регулятор на микросхеме Кр1182ПМ2 своими руками, позволяющий управлять приборами, мощностью до 150 Вт.
Регулятор мощности на основе микросхемы, который можно собрать своими руками
В качестве нагрузки изображена лампа HL1. Вместо неё, можно подключить паяльник, который является активной нагрузкой. Мощность регулируется переменным резистором R1.
В диммерах предусмотрено плавное включение и отключение нагрузки. Для паяльника этого не требуется и можно обойтись более простым устройством.
Схема простого тиристорного регулятора
Положительный полупериод не управляется и проходит через диод VD1. Регулирование производится только через отрицательный полупериод путём управления тиристором VD2 с помощью переменного резистора R2. Для паяльника этого вполне достаточно.
Миниатюрные устройства регулирования встраиваются в ручку паяльника. Лучшие способы поддерживания оптимальной температуры пайки применяются в паяльных станциях, где режим может быть ручным или автоматическим.
Распространённая паяльная станция «Weller»
Для домашней сети со стабильным напряжением питания вполне достаточно ручного управления нагревом, в зависимости от марки припоя.
Износ паяльника происходит неравномерно. При выгорании на поверхности жала появляются неровности. Время от времени его надо затачивать и лудить.
Медь при нагреве растворяется в припое, а длительный разогрев без использования приводит к образованию слоя окислов. Поэтому рекомендуется в паузы выключать паяльник или уменьшать его температуру.
Закрепление жала паяльника
Наличие съёмного жала позволяет его снять и заточить. Но во многих конструкциях требуется его дополнительная фиксация, так как стержень начинает болтаться и выпадать. У него предусмотрена металлическая втулка, которая надевается сверху. Если её постоянно снимать при замене жала, прочность соединения уменьшится. Можно втулку оставить на месте, но со временем её заклинит и вынуть жало будет сложно.
Для создания надёжного соединения корпуса паяльника с жалом, втулку заменяют другой, чтобы она легко надевалась. Затем в ней сверлится отверстие и нарезается резьба М3 или М4. После того как втулка будет надета на жало, в неё вворачивается винт, создающий надёжное соединение и предотвращающий проворачивание жала. На рисунке ниже изображён паяльник в разобранном (а) и собранном виде (б), где в качестве втулки использована обычная гайка.
Как выглядит крепление сменного жала паяльника
Съёмное жало необходимо для паяльника ещё с целью регулирования его температуры. Если вставлять его в нагреватель на разную глубину, температура рабочей части будет изменяться.
Периодически требуется удаление окалины из соединения. Когда она накапливается, снижается рабочая температура паяльника. Очистку производят следующим образом:
- вынуть медный стержень пассатижами из паяльника;
- наждачной шкуркой удалить окалину;
- нанести на стержень слой графита, потерев об него грифель карандаша;
- извлечь остатки окалины из отверстия нагревательного элемента, слегка постукивая по нему;
- установить новый или вернуть старый медный стержень и закрепить его с помощью втулки с винтом.
Периодически следует проверять изоляцию паяльника. Для этого омметр устанавливается на мегаомный предел (1-10 мОм) и замеряется сопротивление между жалом и штырьками вилки паяльника, которое должно быть бесконечно большим.
Уроки пайки. Видео
Основы пайки для начинающих собраны в этом видео.
Паяльник в процессе работы со временем выгорает. Его жало необходимо периодически затачивать и лудить. При наличии необгораемого покрытия рабочая поверхность очищается специальными химическими средствами, после чего также лудится. В процессе работы важно, чтобы паяльник не перегревался.
Периодически, в процессе длительной пайки скруток в электрике, происходит перегрев паяльника, вследствие чего, жало становится черным и очень плохо расплавляет припой. Если такая ситуация произошла с вашим инструментом, то не волнуйтесь, все легко исправить. Чтобы паяльник снова стал работопригодным, нужно всего-навсего залудить жало.
Вот так выглядит перегретое и окисленное жало паяльника.
Чтобы правильно залудить жало паяльника, необходимо снять окисленную пленку. Сделать это можно напильником, наждачной бумагой, точильным камнем или любым другим абразивным материалом. У меня под рукой оказалась абразивная губка фирмы 3М. Так как в пайке скруток не важно, правильная или нет плоскость у жала, то ей вполне можно снять окисленную пленку. Но если важно, чтобы грани у жала были плоские и ровные, то лучше использовать напильник. Натираем жало паяльника об абразивный материал.
Натираем жало до тех пор, пока оно не будет гладким и блестящим.
Включаем паяльник в розетку. Ждем непродолжительное время, пока нагреется, и макаем жало в канифоль. У меня канифоли не нашлось, но нашелся флюс для пайки электроники, который не нужно смывать.
Не дожидаясь пока канифоль испарится, наносим на жало припой и начинаем натирать на деревянной дощечке. Припой по началу будет плохо липнуть к жалу, но чуть-чуть потереть об дощечку и припой покроет всю рабочую плоскость жала.
Если на жале остаются участки, которые не покрываются припоем, то следует опять макнуть жало в канифоль и с припоем потереть об дощечку. Если все равно эти участки остаются, то скорей всего вы плохо сняли окисленную пленку с жала и следует повторить все заново. Вот такое жало паяльника должно получиться в итоге, гладкое и блестящее.