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.
Бытовые паяльники предназначены для подключения к сети напряжением 12 и 220 В.
Как паять паяльником, обучение
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.
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 флюсом — 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.
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.
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.
Суть пайки
Собственно, что такое пайка? Это соединение проводников (например, проводов или провода и дорожки на плате) с помощью легкоплавкого припоя. Звучит просто, на самом деле принципиально важно обеспечить два момента:
- надежное соединение, чтобы хороший контакт был постоянно,
- достаточную площадь соединения, чтобы место пайки не перегревалось (актуально для силовых цепей).
Однако стоит отметить, что сам припой имеет высокое удельное сопротивление. Поэтому необходимо, чтобы толщина покрываемого слоя была небольшой, а площадь покрытия наоборот больше. Также отметим, что чем толще проводник (например, провод), тем большую площадь нужно покрывать.
Какой инструмент нужен для пайки?
Паяльник
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.
Флюс
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.
- Затем придавливаем один провод (например, плоскогубцами), чтобы он был неподвижным, а второй прикладываем максимально близко к нему.
Технология пайки
После того как определились, что нужно для пайки паяльником в домашних условиях, выполняют ряд несложных последовательных действий:
- подготавливают спаиваемые элементы;
- наносят флюс или проводят лужение;
- нагревают соединяемые элементы до требуемой температуры;
- вносят припой в место, где осуществляется пайка.
Внесение соединительного материала в зону пайки
Источник rstart-shop.ru
В домашних условиях чаще выполняю пайку проводов и радиотехнических элементов. После окончания процесса проверяют качество выполненной работы, но прежде остужают нанесенный припой. При правильно выполненных операциях то место, где проводилась пайка, будет ярко блестеть. Когда же припой имеет пористую структуру и тускло выглядит, делают вывод, что соединение деталей осуществлялось при недостаточной температуре. Из-за низкого качества такая пайка не обеспечит требуемый электроконтакт. Если, например, провода потянуть в разные стороны, тогда произойдет разрушение некачественно внесенного припоя. В этом случае его даже можно легко чем-нибудь отковырнуть.
Место соединения двух деталей также может обуглиться. Такое случается, когда пайка осуществляется при очень высокой температуре. Если соединяются электрические провода, тогда их изоляция, скорее всего, оплавится. При этом не исключено, что электропараметры будут в норме.
Если происходит обугливание мест соединения отдельных жил проводов, тогда рекомендуется переделать пайку.
Не обугленные жилы проводов после спайки
Источник ichip.ru
Особенности пайки электрических проводов с одной жилой
Перед тем как правильно паять паяльником с канифолью и оловом провода, определяют их толщину, чтобы не ошибиться в мощности электрического инструмента. Потом выполняют операции последовательно. Однако на проводимые действия оказывает влияние тип и электроизоляция проводки. При этом последовательность операций не зависит от толщины проводов. Если они имеют большой диаметр, тогда процесс пайки выполняется точно так же, как и соединение тонкой проводки при помощи паяльника. Единственное отличие – толстые провода может не получиться прогреть до нужной температуры при использовании того же инструмента, что и для проводки с меньшим поперечным сечением. В данной ситуации достаточно будет использовать паяльник помощнее.
В этом видео рассказывается о пайке электропроводных скруток:
В правилах эксплуатации электроустановок, а также в ГОСТах сказано, что паять провода из меди запрещено, если из них созданы заземляющие линии. Иначе места соединений могут сильно разогреться, когда произойдет аварийная ситуация. Их нагрев приведет к тому, что припой просто стечет. Чтобы соединить провода заземляющих электролиний, применяют специально разработанные для этого зажимы.
Если необходимо спаять медные одножильные электропровода, у которых отсутствует изоляция, выполняют следующие действия:
Эту операцию обязательно выполняют, перед тем как правильно паять паяльником с кислотой и оловом или с другим флюсом. Данное действие осуществляют при использовании простого острого ножа, напильника или наждачки. Для этого еще можно использовать кусачки. Через их губки необходимо поворачивая протянуть концы или другие участки соединяемых электропроводов. Такое действие позволяет удалить окислы с их поверхности. При этом кусачки не нужно сильно сжимать. Иначе очищаемый провод будет перекушен.
В данном видео показано, как выполняется пайка многожильных электропроводов:
Сначала провода необходимо нагреть. Потом их прижимают, например, к канифоли. Этот расходный материал должен покрыть всю их поверхность. Если в наличии имеется флюс в жидком состоянии, тогда для его нанесения используют кисточку.
Вначале разогретым наконечником паяльника подцепляют небольшое количество припоя. При этом его не нужно брать очень мало. На конце наконечника паяльника высота подцепленного припоя должна составлять примерно 1 мм. Далее, жалом электрического инструмента прикасаются к подготовленному участку электропровода, чтобы его нагреть. После этого при правильно выполненных действиях припой самостоятельно должен растечься по поверхности электрической жилы. При этом не совершают вспомогательных мажущих движений. Электропровод просто нагревают уже горячим наконечником паяльника.
На заметку!
Когда необходимо выполнить лужение на значительном участке провода, тогда жалом с припоем касаются его поверхности в нескольких точках.
Этот видеоматериал будет полезен начинающим мастерам, которые хотят узнать все основные тонкости пайки:
Без этого действия не обойтись, перед тем как спаять провода паяльником. Причем их соединяют не торцами, а размещают параллельно впритык друг к другу. При этом длина данного участка должна составлять минимум 15 диаметров спаиваемых проводов. Только соединение такого размера будет прочным. При возможности лучше выполнить скрутку двух проводов.
Эта операция проводится аналогично лужению. Другими словами, подцепляют небольшое количество припоя наконечником паяльника, а потом жалом греют два соединяемых электропровода. Во время процесса обязательно следят, чтобы провода не двигались. Они не должны смещаться до тех пор, пока припой полностью не остынет.
На заметку!
Когда необходимо присоединить электропровод к клемме или какому-нибудь контакту, осуществляют такие же действия, как и при пайке двух одинарных жил. Если невозможно клемму или контакт окунуть в канифоль, тогда используют один из жидких флюсов.
Еще один видеоурок, который поможет узнать, что нужно для паяльника и какой за ним требуется уход:
Урок пайки ля новичков
Всем привет. Я недавно узнал что почти все мои знакомые не умеют паять. Это обстоятельство сподвигло меня снять ролик на эту тему. Объяснить, показать и рассказать простыми словами ка происходит процесс пайки.
Многие новички забывают про такой важный компонент как флюс. Он предназначен для удаления окислов и улучшает текучесть припоя. Без флюса спаять два провода сложно, если невозможно.
Для пайки нужен паяльник, припой и флюс. Это минимальный набор. В качестве флюса подойдёт обычная канифоль. Она годится для пайки проводов, меди и латуни. Пайку алюминия и нержавейки мы не рассматриваем.
Для пайки нужно прогреть паяльник, зачистить провод от изоляции. Если медь грязная и с окислами, то её тоже нужно зачистить. Нанести флюс и прогреть провод паяльником с каплей припоя. Если все сделано правильно, припой сам растекётся по проводу. Пнре пайкой провода можно скрутить. Всё просто! Важно использовать флюс!
Более подробно можно посмотреть в ролике.
Припой
В этом специальном легкоплавком сплаве, как правило, используются вещества:
Или любой другой металл с подходящей температурой плавления. Самые легкоплавкие имеют температуру плавления до 80 градусов, а наиболее устойчивые – свыше 900.
В быту рекомендуется использовать припой марки ПОС 61. Самый удобный вид – тоненькая проволочка.
Флюс
Так называется специальное вещество, выступающее связующим звеном между припоем и металлом провода. Он помогает адгезии (приставанию) припоя, и успешно защищает его от окисления и помогает обезжириванию. Наиболее популярная марка – ЛТИ 120.
При необходимости он делается самостоятельно. Для этого достаточно растворить канифоль в спирте (примерно 60 на 40% ) и тщательно взболтать.
Ошибки, допускаемые при пайке проводов:
- Неоправданно длительный процесс (более 2-3 секунд) или слишком высокая температура жала паяльника. Это чревато оплавлением поливинилхлоридной изоляции провода с чрезмерным обнажением его концов. Следствие — короткие замыкания. Пайки с пережогом припоя обладают низкой надёжностью.
- Подвижность соединяемых концов при кристаллизации припоя в процессе пайки внахлёст. Любая дрожь или малейшее передвижение одного из концов во время застывания припоя приводит к нарушению его механической прочности. Припой при этом становится матовым. Такие пайки не допускаются.
- Недостаточное количество флюса, слишком высокая температура паяльника. Эти ошибки приводят к быстрому выгоранию активного компонента флюса. Припой при этом перестаёт растекаться. Пайка получается некачественной.
Чтобы научиться правильно и качественно паять провода, прежде всего нужен опыт. В результате появляются многочисленные навыки, существенно ускоряющие выполнение операций. Вместе с этим повышается качество и надёжность паяных соединений.
Пайка проводов паяльником: как сделать правильно
Один из самых надежных способов соединения проводов — пайка. Это процесс при котором пространство между двумя проводниками заполняется расплавленным припоем. При этом температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления соединяемых металлов. В домашних условиях чаще всего используется пайка паяльником — небольшим устройством, работающим от электричества. Для нормальной работы мощность паяльника должна быть не менее 80-100 Вт.
Кроме самого паяльника нужны будут припои, канифоль или флюсы, желательно иметь подставку. Еще в процессе работы может потребоваться небольшой напильник и маленькие пассатижи.
Канифоль и флюсы
Чтобы получить хорошее соединение проводов, необходимо их очистить от загрязнений, в том числе и от оксидной пленки. Если моно-жилы еще можно очистить вручную, то многожильные проводники нормально зачистить не удастся. Их обычно обрабатывают канифолью или флюсом — активными веществами, которые растворяют загрязнения, в том числе и оксидную пленку.
И канифоль и флюсы работают неплохо, только флюсами пользоваться проще — можно окунуть кисточку в раствор и быстро обработать провода. В канифоль надо проводник положить, затем разогреть его паяльником, чтобы расплавленное вещество обволокло всю поверхность металла. Недостаток использования флюсов — если они остаются на проводах (а они остаются), постепенно разъедают прилегающую оболочку. Чтобы этого не случилось, все места пайки надо обработать — смыть остатки флюса спиртом.
Канифоль считается универсальным средством, а флюсы можно подбирать в зависимости от металла, который собираетесь паять. В случае с проводами это медь или алюминий. Для медных и алюминиевых проводов берут флюс ЛТИ-120 или буру. Очень неплохо работает самодельный флюс из канифоли и денатурированного спирта (1 к 5), кроме того его просто сделать своими руками. В спирт добавить канифоль (лучше пыль или очень мелкие ее кусочки) и встряхивать до растворения. Потом этим составом можно обрабатывать проводники и скрутки перед пайкой.
Припои для пайки паяльником медных проводов используют ПОС 60, ПОС 50 или ПОС 40 — оловянно-свинцовые. Для алюминия больше подходят составы на основе цинка. Наиболее распространенные — ЦО-12 и П250А(из олова и цинка), марки А (цинк и олово с добавлением меди), ЦА- 15 (цинк с алюминием).
Очень удобно пользоваться припоями, в состав которых входит канифоль (ПОС 61). В этом случае отпадает необходимость в предварительной обработке каждого проводника в канифоли отдельно. Но для качественной пайки паяльник надо иметь мощный — 80-100 Вт, который может быстро разогреть до необходимых температур место пайки.
Вспомогательные материалы
Для того чтобы нормально паять паяльником провода нужны еще:
- Подставка. Может быть она из металла полностью или на деревянной/пластиковой подставке закрепленные металлические держатели для паяльника. Также удобно, если есть небольшая металлическая коробочка для канифоли.
- Напильник. Перед работой затачивают дало паяльника. Оно должно быть ровным и чистым без следов нагара. Тогда паяется легко.
- Пассатижи. Удерживать провода пальцами во время пайки сложно — медь и алюминий имеют высокую теплопроводность, что приводит к быстрому нагреву близлежащих участков. Потому паять паяльником провода удобнее, если их удерживать пассатижами. Только должны инструмент должен быть миниатюрным, с тонкими ручками и губками. В принципе, можно использовать пинцет, но на его верхушку (где держатся пальцами) желательно надеть термоусадочную трубку — сталь тоже быстро нагревается.
Для смывки флюса может потребоваться спирт, для изоляции — изолента или термоусадочные трубки различных диаметров. Вот и все материалы и инструменты, без которых пайка паяльником проводов невозможна.
Процесс пайки электропаяльником
Вся технология пайки паяльником проводов может быть разделена на несколько последовательных этапов. Все они повторяются в определенной последовательности:
- Подготовка проводников. При пайке проводов они освобождаются от изоляции. После этого с них механическим путем удаляется оксидная пленка. Можно использовать небольшой кусок наждачной бумаги с мелким зерном. Металл должен блестеть и быть светлым.
- Лужение. Разогревают паяльник до температуры плавления канифоли (при прикосновении начинает активно плавится). Берут проводник, подносят к куску канифоли, прогревают паяльником так, чтобы вся зачищенная часть провода оказалась погруженной в канифоль. Затем на жало паяльника берут каплю припоя и разносят его по обработанной части проводника. Припой быстро растекается, покрывая тонким слоем провод. Чтобы он распределялся быстрее и равномернее, провод немного поворачивают. После лужения медные проводники теряют красноту, становясь серебристыми. Так обрабатывают все провода, которые надо будет припаивать
- Залуженные проводники складывают вместе, поправляя их пальцами — чтобы они плотно прилегали один к другому. Если пайка должна быть большой протяженности, можно сделать скрутку. Придерживая проводники, на жало берут припой, прижимают его к месту пайки, прикладывая некоторое усилие. При этом место пайки разогревается, начинает кипеть канифоль, припой растекается. Когда он покроет всю зону, затечет между проводниками, можно считать что пайка паяльником проводников закончена. Их еще некоторое время удерживают неподвижно — пока припой не остынет (для ускорения процесса на это место дуют).
Вот, собственно и все. Таким же образом можно спаять два или более провода, можно припаять провод к какой-то контактной площадке (например, при пайке наушников — провод припаять можно к штекеру или к площадке на наушнике) и т.п.
После того, как закончили паять паяльником провода и они остыли, соединение необходимо изолировать. Можно намотать изоленту, можно надеть, а потом разогреть термоусадочную трубку. Если речь идет об электропроводке, обычно советуют сначала навернуть несколько витков изоленты, а сверху надеть термоусадочную трубку, которую прогреть.
Отличия технологии при использовании флюса
Если используется активный флюс, а не канифоль, процесс лужения изменяется. Очищенный проводник смазывается составом, после чего прогревается паяльником с небольшим количеством припоя. Далее все как описано.
Есть отличия и при пайке скруток с флюсом. В этом случае можно каждый провод не лудить, а скрутить, затем обработать флюсом и сразу начинать паять. Проводники можно даже не зачищать — активные составы разъедают оксидную пленку. Но вместо этого придется места пайки протирать спиртом — чтобы смыть остатки химически агрессивных веществ.
Особенности пайки многожильных проводов
Описанная выше технология пайки подходит для моножил. Если провод многожильный, есть нюансы: перед лужением проводки раскручивают чтобы можно было все окунуть в канифоль. При нанесении припоя надо следить чтобы каждый проводок был покрыт тонким слоем припоя. После остывания, провода снова скручивают в один жгут, дальше можно паять паяльником как описано выше — окунув жало в припой, прогревая место спайки и нанося олово.
Можно ли паять медный провод с алюминиевым
Соединение алюминия с другими химически активными металлами напрямую делать нельзя. Так как медь — химически активный материал, то медь и алюминий не соединяют и не паяют. Дело в слишком разной теплопроводности и разной токопроводимости. При прохождении тока алюминий нагревается больше и больше расширяется. Медь греется и расширяется значительно меньше. Постоянное расширение/сужение в разной степени приводит к тому, что даже самый хороший контакт нарушается, образуется токонепроводящая пленка, все перестает работать. Потому медь и алюминий не паяют.
Если возникает такая необходимость соединить медный и алюминиевый проводники, делают болтовое соединение. Берут болт с подходящей гайкой и три шайбы. На концах соединяемых проводов формируют кольца по размеру болта. Берут болт, надевают одну шайбу, затем проводник, еще шайбу — следующий проводник, поверх — третью шайбу и все фиксируют гайкой.
Есть еще несколько способов соединить алюминиевую и медную линии, но пайка к ним не относится. Прочесть о других способах можно тут, но болтовое — наиболее простое и надежное.
