Искусство пайки нужно постигать постепенно. Начиная от спаивания проводов и переходя к печатным платам — каждый из способов имеет свои тонкости как в подборе расходников для пайки, так и в технике. Сегодня мы поделимся с читателями азами паяльного дела и базовыми навыками работы.
В чём суть пайки
В паяльном деле используется способность одних металлов в расплавленном состоянии эффективно растекаться по поверхности других под действием гравитации и умеренного поверхностного натяжения. Соединение пайкой неразъёмное: две соединяемые детали как бы обволакиваются слоем припоя и остаются неподвижными после его застывания.
Поскольку мы будем рассматривать пайку именно в контексте пайки металлов, то наиболее важными параметрами будут прочность механического и проводимость электрического соединения. В большинстве случаев это прямо пропорциональные величины и если две детали плотно схвачены, то и проводимость между ними тоже будет высокой. Однако припой имеет удельное сопротивление выше, чем даже у алюминия, поэтому его слой должен быть как можно более тонким, а укрывистость — максимально высокой.
Для того чтобы пайка была возможна в принципе, существует два условия. Первое и важнейшее — чистота деталей в месте спайки. Припой присоединяется к поверхности металла на атомном уровне и наличие даже малейшей оксидной плёнки или загрязнений сделает надёжное прилипание невозможным.
Второе условие — температура плавления припоя должна быть значительно ниже температуры спаиваемых деталей. Это кажется очевидным, но существуют припои с температурой плавления выше, чем у алюминия, к примеру. Кроме того, если реальная разница в температурах плавления недостаточно высока, при застывании припоя температурная усадка деталей может помешать нормальному формированию кристаллической решётки припоя.
Флюсы и припои — как правильно подобрать
По описанным выше причинам правильный выбор флюса и припоя — это практически половина успеха в паяльном деле. К счастью, имеются вполне универсальные марки, подходящие для большинства задач. Отрасль применения почти всех флюсов и припоев вполне доходчиво указывается на этикетках, но некоторые аспекты их применения всё же нужно знать.
Начнём с флюсов. Их применяют для протравливания деталей, снятия и растворения оксидной плёнки с дальнейшей защитой металла от коррозии. Пока поверхность покрыта флюсом, можно быть уверенным в её чистоте, как и в том, что расплавленное олово будет хорошо её смачивать и растекаться.
Флюсы различают по типу металлов и сплавов соединяемых деталей. В основном это смеси металлических солей, кислот и щелочей, активно вступающих в реакцию при нагреве паяльником . Ну а поскольку оксидных форм и загрязнений существует достаточно много, коктейль должен специально подбираться под конкретный тип металлов и сплавов.
Условно флюсы для пайки делятся на два типа. Активные флюсы создаются на основе неорганических кислот, в основном хлорной и соляной. Недостаток их в необходимости смывки сразу по завершении пайки, иначе остатки кислот вызывают довольно сильное корродирование соединения и сами по себе обладают достаточно высокой проводимостью, способной вызвать замыкание. Зато активными флюсами можно паять практически что угодно.
Второй тип флюсов создаётся, преимущественно, на основе канифоли, которая может использоваться и в чистом виде. Жидкий флюс гораздо удобнее в нанесении, в него также входят спирт и/или глицерин, полностью испаряющиеся при нагреве. Канифольные флюсы наименее эффективны при пайке стали, однако для цветных металлов и сплавов используют преимущественно их или другие соединения органической химии. Канифоль также требует смывки, ибо в долгосрочной перспективе она способствует корродированию и может становиться проводимой, набирая влагу из воздуха.
Жидкая и твёрдая канифоль
С припоями всё несколько проще. В основном для пайки используются свинцово-оловянные припои марки ПОС. Цифра после маркировки означает содержание олова в припое. Чем его больше, тем выше механическая прочность и электропроводность соединения и при этом ниже температура плавления припоя. Свинец используется для нормализации процесса застывания, без него олово может растрескаться или покрыться иглами.
Существуют специальные типы припоев, прежде всего — бессвинцовые (БП) и прочие нетоксичные, в них свинец заменён индием или цинком. Температура плавления у БП выше, чем у обычных, но соединение прочнее и более устойчиво к коррозии. Есть также легкоплавкие припои, растекающиеся уже при 90-110 ºС. К таким относятся сплавы Вуда и Розе, используют их для пайки компонентов, чувствительных к перегреву. Специальные припои находят главное применение при пайке радиоаппаратуры.
Мощность и виды паяльников
Главным отличием паяльного инструмента является тип источника его питания. Для обывателей наиболее знакомы сетевые паяльники, питающиеся от 220 В. Их используют главным образом для пайки проводов и более массивных деталей, ибо перегреть медный провод практически невозможно за исключением, разве что, оплавления изоляции.
Плюс сетевых паяльников в их высокой мощности. За счёт неё обеспечивается качественный и глубокий прогрев детали, плюс не требуется громоздкого блока питания для работы. Из недостатков можно выделить невысокое удобство работы: паяльник довольно тяжёлый, жало расположено далеко от ручки и для тонкой работы такой инструмент не годится.
Паяльные станции используют термоконтроль для поддержания стабильного уровня температуры. Такие паяльники не обладают значительной мощностью, обычно 40 Вт — это уже потолок. Однако для чувствительной к перегреву электроники и пайки мелких деталей этот инструмент подходит наилучшим образом.
Выбор жала и уход за ним
Жала для паяльников различают по форме и материалу. С формой всё просто: самым примитивным и в то же время универсальным является шиловидное жало. Возможны вариации в форме лопаточки, конуса с затуплённым концом, со скосом и прочие. Главная задача при выборе формы — добиться максимальной площади соприкосновения с конкретным типом спаиваемых деталей, чтобы нагрев был мощным и при этом непродолжительным.
По материалу почти все жала медные, однако бывают с покрытием и без него. Покрывают медные жала хромом и никелем для увеличения жаростойкости и устранения окисления поверхности меди. Жала с покрытием очень долговечные, но несколько хуже смачиваются припоем и требуют бережного отношения. Для их чистки используют латунную стружку и вискозные губки.
Жала без покрытия можно по праву отнести к расходникам для пайки. Такое жало при работе периодически покрывается слоем окислов и припой перестаёт к нему прилипать. Рабочую кромку нужно заново зачистить и залудить, поэтому при интенсивном использовании жало стачивается достаточно быстро. Для замедления обгорания жала его рекомендуется предварительно отковать, а затем обточить для придания нужной формы.
Пайка проводов
Провода паять наиболее просто. Концы жил окунаем в раствор флюса и проводим по ним паяльником, жало которого обильно смочено во флюсе. В процессе лужения излишки расплавленного припоя желательно стряхивать. После нанесения полуды из проводов формируют скрутку, а затем тщательно прогревают её с небольшим количеством припоя, заполняя свободное пространство между жилами.
Возможен и иной способ, когда перед скручиванием провода просто тщательно смачивают флюсом и паяют без предварительного лужения. Особенно такой метод популярен при пайке многопроволочных жил и проводков небольшого диаметра. Если флюс качественный, а паяльник обеспечивает достаточно сильный прогрев, даже скрутка из 3-4 «пушистых» жил по 1,5 мм 2 хорошо пропитается оловом и будет надёжно спаяна.
Обратите внимание, что в электромонтаже , то есть внутри распределительных коробок, паять проводку не принято. В первую очередь по причине неразъёмности соединения, плюс ко всему спайка обладает значительным переходным сопротивлением и всегда есть высокий риск её корродирования. Провода паяют исключительно при соединениях внутри электроприборов или для лужения концов многопроволочных жил перед их затяжкой винтовыми клеммами.
Работа с электронными компонентами
Пайка электроники — наиболее обширная и сложная тема, требующая опыта, навыков и специального оборудования. Однако заменить неисправный элемент на печатной плате сможет и дилетант даже при наличии одного лишь сетевого паяльника.
Выводные элементы (которые с ножками) паять проще всего. Они предварительно неподвижно фиксируются (пластилином, воском) выводами в отверстиях платы. Затем с обратной стороны паяльник плотно прижимается к хвосту для его прогрева, после чего в место спайки вводится проволочка припоя, содержащего флюс. Слишком много олова не нужно, достаточно чтобы оно затекло в лунку со всех сторон и образовало некое подобие вытянутого колпака.
Если выводной элемент болтается и его нужно придерживать руками, то место спайки сперва смачивается флюсом. Его нужно очень небольшое количество, здесь оптимально использовать флаконы от лака для ногтей, предварительно промытые ацетоном. Олово при такой технике пайки набирается на паяльник в небольшом количестве и его капелька аккуратно подносится к выводу элемента в 1-2 мм от поверхности платы. По ножке припой стекает, равномерно заполняя лунку, после чего паяльник можно убирать.
Очень важно, чтобы соединяемые детали оставались неподвижными до полного остывания припоя. Даже малейшее нарушение формы олова при кристаллизации приводит к так называемой холодной спайке — дроблению всей массы припоя на множество мелких кристаллов. Характерный признак такого явления — резкое помутнение припоя. Его нужно разогреть заново и дождаться равномерного остывания в полной неподвижности.
Некачественная, холодная пайка
Для поддержания олова в жидком состоянии, достаточно чтобы паяльник контактировал залуженной поверхностью жала с любой точкой увлажнённого участка. Если паяльник буквально прилипает к спаиваемым деталям, это свидетельствует о недостатке мощности для нагрева. Для пайки чувствительных к нагреву полупроводниковых элементов и микросхем обычный припой можно смешивать с легкоплавким.
Пайка массивных деталей
Наконец, кратко расскажем о пайке деталей с высокой теплоёмкостью, таких как кабельные муфты, баки или посуда. Требование к неподвижности соединения здесь наиболее важно, крупные детали предварительно соединяют струбцинами, мелкие — комками пластилина, перед пропайкой соединения его прихватывают точечно в нескольких местах и снимают скрепы.
Паяют массивные детали как обычно — сперва полуда на месте соединения, затем заполнение шва жидким припоем. Однако припой в этих целях используют специальный, обычно тугоплавкий и способный сохранять высокую герметичность, а также хорошо выдерживающий частичный нагрев.
При такой пайке крайне важно поддерживать детали хорошо прогретыми. Для этих целей паяльный шов непосредственно перед местом спаивания подогревают газовой горелкой , а вместо обычного электрического паяльника используют массивный медный топорик. Его также постоянно подогревают в пламени горелки, попутно смачивая припоем, а затем заполняют соединение, частично расплавляя предыдущий шов на несколько миллиметров.
Подобная техника пайки с подогревом может использоваться и при работе обычным паяльником, например, при спайке толстых жил кабеля. Жало в этом случае выступает лишь оперативным инструментом для тщательного распределения олова, а основным источником нагрева служит газовая горелка.
Если человек никогда не выполнял подобную работу и не держал в руках этот инструмент? Выход один: необходимо изучить методические рекомендации и приступать к работе.
Мощность инструмента указывает на сферу его применения: 3-19 Вт предназначен для работы с микросхемами, 40 Вт удобны для пайки бытовых приборов и радиодеталей.
Выбор инструмента для соединения материалов методом пайки
Для успешной работы необходимо подобрать нужный паяльник. Мощность инструмента указывает на сферу его применения:
- 3-19 Вт предназначен для работы с микросхемами;
- 40 Вт удобны для пайки бытовых приборов и радиодеталей.
Более мощные инструменты применяют для соединения поверхностных элементов радиаторов, толстых проводов. Паяльник на 25 Вт отлично справляется с соединением резисторов, тонких проводов и других радиодеталей.
Для работ мастеру понадобятся дополнительные приспособления:
- подставка;
- сплав олова, свинца и кадмия;
- обезжиривающий состав.
Работа не будет качественной, если не приобрести такие инструменты, как:
- кусачки;
- напильник;
- пинцет.
Подставка для инструмента поможет избежать травматизма работника, т.к. паяльник при нагревании имеет температуру 300°C.
При выборе припоя следует обратить внимание на легкоплавкие до 65-70°C или на тугоплавкие до 1000 °C. Для радиолюбительских работ необходим припой марки ПОС-61, который используется в разной форме, но гораздо удобнее приобрести его в виде тонкого куска проволоки небольшой толщины. Радиолюбитель, готовясь к работе, приобретает обезжиривающий состав, канифоль или ее спиртовой раствор.
Флюс легко приготовить в домашних условиях, смешав в емкости спиртовой раствор и измельченную канифоль. Активный флюс в арсенале радиолюбителя помогает паять разъемы и выводы деталей. Для защиты поверхности рабочего стола приобретают кусок плексигласа или оргалита.
Существует мнение, что удачную работу с паяльником необходимо сочетать с пользованием цифровым тестером. Он позволяет измерить напряжение и преодолеть сопротивление.
Вернуться к оглавлению
Для начала следует совершить две операции с инструментом:
- Заточить.
- Облудить.
Паяльник подключают к источнику электропитания. Через 2-3 мин происходит выгорание поверхностного смазочного материала. Иногда прогрев паяльника длится 15-20 мин, а по истечении этого времени рабочая часть обрабатывается напильником. Жало опускают в канифоль с последующим погружением в припой.
Металлокерамические жала не обрабатывают напильником, а смазывают влажной губкой. Если медный стержень деформируется слишком быстро, следует неоднократно проводить процедуру.
Вернуться к оглавлению
Обработка поверхности пред началом работы
Начальный этап технологического процесса включает зачистку поверхностей от старого лака или оксидной пленки.
Для работы подготавливают необходимый инструмент:
- скальпель;
- надфиль;
- наждачную бумагу.
Удаление загрязнений производят химическим или механически способом. Поверхность необходимо протереть мягкой ветошью, а наждачным полотном № 180-240 зачистить места соединения деталей.
При химической обработке используют кислоты с последующей просушкой деталей на воздухе. Механическая обработка может производиться методом шлифовки, зачистки абразивными листами, гидромеханическим способом.
Вернуться к оглавлению
Соединение радиодеталей с помощью паяльника
Схема лужения паяльником: 1 — паяльник, 2 — припой, 3 — газообразный флюс, 4 — растворенный окисел, 5 — поверхностный слой окисла, 6 — флюс, 7 — зона сплавления припоя с основным металлом, 8 — основной металл.
Если научиться спаивать радиодетали, можно собрать радиоэлементы в общую схему, выполняющую определенную функцию. Следует заранее запастись припоем, в составе которого находится 39% свинца и 61% олова (ПОС-61).
Подготовленные поверхности спаивают, предварительно отрегулировав температуру наружного конца паяльника с помощью специального устройства. К раскаленному концу паяльника припой крепится недостаточно плотно, поэтому следует инструмент слегка остудить. С помощью пинцета необходимо удерживать детали при пайке, иначе их легко повредить в результате перегрева.
Инструмент включают и ждут, пока жало не нагреется до 240°C. Если канифоль на конце паяльника вскипела, то он готов к работе. Плохо нагретый инструмент создает неплотный контакт, подвергающийся быстрому разрушению. Идеальный паяный шов глянцевый, с ровной блестящей поверхностью.
С печатной платы детали выпаивают таким образом, чтобы она не нагревалась более чем на 280°C. В противном случае происходит отслоение печатных дорожек в области наибольшего нагрева. Детали перед соединением тщательно фиксируют. При небольшом смещении качество пайки будет очень низким.
После нагрева инструмента зачищают концы двух проводов, сняв 1,5 см изоляции. Два провода соединяют друг с другом, окуная конец паяльника в канифоль, затем в припой. Наносят его на место соединения приводов. Для спайки одножильного провода необходимо предварительно зачистить его концы наждачной бумагой. Закрепив провода, к ним присоединяют жало инструмента, выдерживая его в течение 5 секунд. Припой касается проводов, а затем ему дают время для полного остывания.
Для выпаивания резистора или диода место пайки нагревают паяльником. Затем вынимают провод, используя пинцет. Образовавшееся отверстие запаивают с помощью припоя, который расплавляется паяльником.
Вводится в отверстие небольшой элемент в виде зубочистки, и производят вращательные движения по часовой стрелке, а после затвердения припой извлекают.
Заранее проверяют пригодность всех проводов к пайке. Необходимо залудить выводы, а затем переходить непосредственно к спаиванию элементов.
Многие поломки можно устранить самостоятельно, для этого достаточно вооружиться паяльником. Обладая минимальными навыками, можно припаять оторвавшиеся проводки и детали и таким образом восстановить работоспособность прибора. Нередко возникает вопрос,как научитьсяпаять? На самом деле это не так уж и трудно, главное — набить руку. Имея немного опыта, можно проводить домашний ремонт практически любого устройства, где суть поломки в оторванных и отсоединенных деталях.
Что нужно для того, чтобы научиться паять?
Чтобы припаять что-либо, изначально необходимо подготовить рабочее место. На нем должна быть расположена непосредственно деталь, а также то место, куда вы будете класть инструмент. Учитывайте тот факт, что паяльник накаляется до высоких температур, поэтому его нельзя ставить на пластик или другие воспламеняющиеся предметы. Оптимальным решением будет использовать металлическую или керамическую подставку.
Также стоит заранее позаботиться о тех инструментах, которые могут понадобиться в ходе работы. Это могут быть плоскогубцы для удержания крупных предметов либо пинцет для фиксации мелких деталей.
Дополнительно нужно иметь под рукой влажную губку, с ее помощью удаляются остатки старого припоя на жале.
Если все вышеперечисленное является скорее рекомендациями, чем обязательными пунктами, то для паяния всегда необходимы три элемента:
- сам паяльник — инструмент, жало которого разогревается до высоких температур и способно расплавить припой;
- припой — металл либо сплав, который плавится при относительно низких температурах и способен проводить ток (чаще всего это олово);
- флюс — вещество, обладающее обезжиривающими и предотвращающими окисление свойствами.
Принцип проведения пайки крайне прост и неизменен уже долгие годы.
Есть простая схема того, как правильно паять:
1. Очистка деталей от старого припоя. Этот пункт можно опустить при ремонте современных (по большей части китайских) приборов — в них настолько мало припоя, что при поломке место остается практически чистым.
2. Обезжиривание жала и деталей. Для этого применяется либо жидкий флюс, либо канифоль. Это необходимо сделать для этого, чтобы олово прикреплялось к предметам. Вначале детали и сам паяльник обрабатываются флюсом, после чего равномерно покрываются припоем. Этот процесс также называют лужением.
3. Расплавить олово и набрать нужное количество на жало. Этот момент требует определенной сноровки. Большинству новичков не удается взять необходимое количество припоя, от чего детали либо не припаиваются вовсе, либо выполненная работа выглядит не аккуратно.
4. Удерживая спаиваемые детали вместе, перенести на место соединения припой. На этом этапе важно четко держать предметы. Если ваша рука дрогнет, части рассоединятся, и процедуру придется начинать сначала. Важно удерживать детали до тех пор, пока не застынет припой.
Канифоль считается классическим веществом, применяемым при пайке. Весь принцип работы остается прежним, основные отличия заметны только лишь на этапе обезжиривания.
Особенность канифоли в том, что это твердая смола. Чаще всего она находится в небольшой металлической баночке с герметичной крышкой.
Несмотря на многообразие современных жидких припоев, канифоль все еще остается востребованным материалом. Многие радиолюбители уверены, что только с ее помощью можно произвести качественную и быструю пайку.
Особенность того, как правильно паять с канифолью, состоит в том, что необходимо прижимать жало и провода к самой смоле. После этого наноситься припой. Цель действий в том, чтобы добиться равномерного покрытия детали припоем.
При таком выборе флюса стоит учесть один момент. Канифоль совместима не со всеми металлами, поэтому для выполнения сложной пайки стоит подобрать другой флюс, подходящий ко всем деталям.
Как паять провода паяльником? Специфика работы
Техника проведения пайки слегка отличается в зависимости от того, с чем именно производится работа. Работа с различными деталями и схемами имеет свою специфику из-за размеров и особенностей крепления.
Отдельно выделяют процесс пайки проводов. Он немного отличается от процесса присоединения обычных деталей. В данной работе есть определенное неудобство — провода гибки и подвижны, поэтому их необходимо плотно фиксировать при пайке.
Вот как нужно проводить пайку проводов:
1. Зачистите провод. Размер очищенного пространства должен соответствовать месту пайки. Если вы оголите слишком малую часть повода, это будет мешать работать, а если слишком большую — возможно замыкание.
2. Если выбранный провод многожильный, необходимо плотно скрутить его, чтобы все жилы прилегали друг к другу. Если этого не сделать, некоторые из них могут не прикрепиться. В таком случае не только ухудшится качество соединения, но и увеличится риск обрыва.
3. Вначале залуживается паяльник, потом сам провод. При использовании канифоли это удобно делать путем погружения в смолу и подогревания ее жалом. Необходимо добиться равномерного покрытия.
4. Провод присоединяется к месту путем нанесения припоя и фиксации до момента застывания.
Также при помощи паяльника можно соединить провода между собой. Перед непосредственно пайкой провода зачищаются и скручиваются между собой. Только после этого производится лужение и пайка (чаще всего применяется твердая канифоль, однако можно также нанести жидкий припой кистью).
Не имеет особого значения, какие вы будете применять провода: что медные, что алюминиевые легко поддаются пайке.
Есть несколько простых методов того, как научиться качественно производить подобные работы. Классический и самый эффективный вариант — использование проволоки. Из нее нарезается двенадцать одинаковых отрезков, после чего путем спайки формируется куб. Конструкция проверяется на прочность путем сжатия куба в кулаке. Если ни одна грань не распалась, работа выполнена верно. В обратно случае нарезается новый комплект проводов и заново проводится пайка модели.
Особенности того, как паять микросхемы
Специфика микросхемы в маленьком размере деталей, а также большой вероятности их перегревания. Очень важно быстро убрать устройство. При необходимости применяется теплоотвод — в его роли может выступить пинцет или другой металлический объект.
Для такой работы стоит подбирать паяльник с маленьким жалом, так как имеется очень маленькое расстояние между деталями. Методов пайки имеется несколько. Одни мастера предпочитают делать углубления в жале паяльника, другие соединяют при помощи специальной паяльной пасты, а третьи методично припаивают отводы один за другим.
Чтобы понять, как правильно паять ту или иную деталь, необходимо определить, какой температурой необходимо воздействовать. Многое зависит от материала, из которого изготовлена плата. Чаще всего это 200-300 градусов по Цельсию.
То, каким образом паять платы, во многом зависит от их конструкции. Более простые схемы легко соединяются поочередным припоем проводом, а вот сложные современные чипы требуют особой аккуратности — ведь припаивая следующую деталь легко можно устранить предыдущую.
Как паять паяльником с кислотой? Особенности работы
Некоторые мастера уверены, что применение кислоты намного проще и надежней, чем пайка канифолью. Однако применение такого вещества может привести к разъеданию монтажа.
Применение паяльной кислоты играет большую роль, когда есть необходимость снять оксидную пленку с поверхностей, что приводит к более качественному и прочному соединению.
Такой материал подходит для обработки соединения чугунных деталей, а также всевозможных драгоценных и черных металлов.
Основное предписание, как правильно паять таким флюсом — это соблюдение техники безопасности. Выбранная разновидность кислоты должна четко соответствовать тому, какой материал вы будете соединять.
Также стоит позаботиться о сохранности окружающих предметов — капля флюса может разъесть некоторые предметы, так как является агрессивным химическим веществом.
Такой флюс можно сделать своими руками либо приобрести в магазине. Для новичков предпочтительней второй вариант, так как состав не только будет однозначно действенным, но и, безусловно, подходящим к вашим деталям. При этом всегда можно обратиться за помощью к консультанту и уточнить правильность выбора.
При работе с радиотехническими компонентами – резисторами, конденсаторами, диодами, различными индикаторами, катушками и многими-многими другими – основное внимание должно уделяться правильности выбора паяльника, подходящего для того или иного набора электронных деталей и радиомонтажных проводов.
Подбор конкретного типа паяльного устройства и других необходимых паяльных принадлежностей, в конечном счёте, определяется размерами и допустимым тепловым режимом запаиваемых в плату радиодеталей.
Перед приобретением подходящего для большинства случаев паяльника для радиодеталей необходимо ознакомиться с известными видами этих нагревательных устройств и основными правилами выбора их по мощности.
По показателю мощности
Пайка радиодеталей – это технологический процесс, при котором могут применяться типовые электрические паяльники, работающие от электросети 220 Вольт. Они же используются при необходимости соединения не слишком толстых медных оголённых проводников. Основной рабочий параметр, в соответствие с которым осуществляется выбор паяльников для радиодеталей – это их мощность, значения которой могут находиться в диапазоне от 24-х до 500 Ватт.
Для пайки микросхем и других миниатюрных деталей из радиоконструктора рекомендуется ограничиваться минимальной мощностью сетевого паяльника в пределах до 24 Ватт.
Другим важным параметром, на который следует ориентироваться при выборе устройства, подключаемого через понижающий трансформатор – это напряжение во вторичной обмотке, являющееся для него питающим.
В соответствие с этим показателем все известные виды паяльных устройств подразделяются на следующие группы:
- USB-паяльники, рассчитанные на напряжение 5 Вольт (8 Ватт) и применяемые для пайки мелких радиоэлементов, микропроцессоров и им подобных чипов;
- миниатюрные изделия, питающиеся от вторичной обмотки с напряжениями 12, 24 и 36 Вольт. Эти паяльные приспособления предназначаются для работы с радиодеталями в опасных и особо опасных условиях, где напряжение 220 Вольт недопустимо по технике безопасности;
- типовые паяльники на 220 Вольт, входящие в состав станций и подключаемые через трансформатор с целью обеспечения электрической развязки.
Различие этих изделий по питающему напряжению, в конечном счёте, сводится к подбору той же мощности, достаточной для производства паяльных работ определённой категории. Так для пайки компонентов типа BGA и SMD следует выбрать либо USB-паяльники, либо образцы изделий, питающиеся от трансформатора 12 Вольт. К этому перечню следует отнести термофены для пайки радиодеталей, специально рассчитанные по мощности и не причиняющие самим радиодеталям никакого вреда.
В случае пайки электронных плат применяют инфракрасные паяльные станции и специальные паяльные столы с подогревом.
По типу нагревательного элемента
В соответствии с ГОСТ все известные типы паяльных устройств по используемому в них способу нагрева рабочего жала разделяют на следующие категории:
- спиральные (нагрев в них осуществляется посредством провода из нихрома);
- керамические паяльники с нагреваемым поверхностным слоем (без проволоки);
- паяльные устройства, работающие по принципу импульсного нагрева;
- образцы паяльников, оснащённые специальным индуктором.
Спиралевидные системы относятся к наиболее распространенному виду электрических нагревателей; они обеспечивают оптимальное соотношение по показателям цена и качество. При этом они не лишены одного очень существенного недостатка, состоящего в низкой скорости нагрева ножек радиодеталей.
В отличие от них керамические изделия отличаются сравнительно большей стоимостью и достаточно хрупки, но при этом они обеспечивают довольно быстрый нагрев тонкого медного стержня, и отлично подходят для пайки многих видов радиодеталей.
Импульсный же способ питания нагревательного элемента при относительной его дороговизне представляет собой оптимальное решение при необходимости выбора подходящего варианта. Этот метод включения обеспечивает быстрый выход паяльника в рабочий режим и хорошую защищённость его от любых механических воздействий.
Выбор подходящего жала
Одним из важнейших факторов, обязательно учитываемых при выборе любого паяльника, является его рабочее жало. При всём многообразии возможных форм и размеров этого элемента его выбор во многом определяется индивидуальными предпочтениями пользователя.
Если не принимать в расчёт этот фактор, то для пайки радиодеталей рекомендуется использовать жало со следующими характеристиками:
- Длина стержня нагревателя не должна быть более 3 миллиметров.
- В качестве исходного материала для его изготовления предпочтение следует отдавать чистой меди.
- Лучший вариант при выборе жала – это покрытое слоем алюминия медное основание, не требующее лужения и практически не подверженного обгоранию.
Помимо представленных параметров паяльных стержней они могут отличаться по своей термостойкости. Наиболее стойкие из них способны долго работать в условиях высокотемпературного нагрева. По форме жало может быть прямым или изогнутой формы, причём её вид влияет на удобство работы с паяльником.
Самый удобный вариант при подборе этого элемента – иметь набор стержней различной формы, которые являются сменными и могут регулироваться по длине. Одним из достаточно важных факторов является наличие в паяльной станции функции поддержки уровня температуры (терморегулятора), стабилизирующего накал жала в различных режимах работы.
Заметно упростить работу с паяльным устройством позволит удобная и практичная подставка, а также наличие дополнительных приспособлений, таких как мягкая тряпочка и специальный надфиль для очистки жала.
Подбор припоя и флюса
При работе с радиокомпонентами важно выбрать подходящий для пайки припой и флюс, при использовании которых удаётся получить надёжное и прочное контактное соединение. Следует заметить, что при пайке SMD компонентов, монтируемых на плату, и при реболлинге применяют специальные пасты, которые совмещают свойства флюса и припоя. Необходим также трафарет, позволяющий правильно наносить эту пасту на плату.
Припой
В качестве припоя при пайке радиодеталей может применяться обычный (низкотемпературный) сплав, который переходит в жидкое состояние уже при температуре 200 градусов. Самым распространенным образцом этого вида сплавов является припой под обозначением ПОС-61, в котором содержится 60 процентов олова, а остальная часть – свинец. Его точка плавления колеблется в пределах от 183-х до 230-ти градусов.
ПОС-61 поступает в продажу в виде тонкой проволоки, которая наматывается на специальной катушке.
Для пайки мелких деталей удобней пользоваться более тонкой проволокой, которую удаётся легко дозировать; причём наиболее качественным является импортный её вариант. Под эту категорию подходят стандартные катушечные изделия стоимостью от 150 до 200 рублей. Такой типовой катушки с припоем вполне может хватить на год-полтора (при экономном расходовании).
Полезно запастись небольшим количеством так называемого «сплава Розе», температура плавления которого очень низка (не выше 90-100 градусов). Этот сплав может пригодиться при демонтаже радиодеталей, впаянных в любые современные платы.
Флюсы
При проведении пайки из-за термического нагрева ножки деталей окисляются, после чего припой неспособен полностью смачивать их поверхности. Для исключения этого вредного явления следует применять флюсы, способные растворять образующуюся на них оксидную пленку и повышающие качество пайки. Этот эффект широко применяется при такой распространённой процедуре, как лужение. Флюсы выпускают в широком ассортименте, их выбор зависит от спаиваемого металла.
При пайке радиодеталей часто применяют канифоль, которая представляет собой обычную очищенную смолу. По ходу пайки на жало сначала поддевают небольшую порцию припоя, после чего его окунают в канифоль и сразу же переходят непосредственно к пайке (не дожидаясь, пока она испарится). Если отработать технику, то паяльные работы получится выполнять максимально быстро и качественно.
Пайка паяльником – это физико-химическая технологическая операция получения неразъемного соединения металлических деталей путем введения в зазор между ними металла с более низкой температурой плавления.
Паять паяльником на много проще чем, кажется на первый взгляд. Технология пайки паяльником успешно применялась египтянами еще 5 тысячелетий назад и с тех пор мало что ней изменилось.
Требования к технологическому процессу пайки и монтажу радиоэлементов изложены в ОСТ 107.460092.024-93 «Пайка электромонтажных соединений радиоэлектронных средств. Общие требования к типовым технологическим операциям».
Процесс пайки паяльником начинается с подготовки поверхностей деталей, подлежащих пайке. Для этого необходимо удалить с поверхностей следы грязи, при их наличии, и оксидную пленку. В зависимости от толщины пленки и формы поверхности, ее зачищают напильником или наждачной бумагой. Малые площади и круглые провода можно зачистить лезвие ножа. В результате должна получиться блестящая поверхность без пятен окислов и раковин. Жировые загрязнения убираются протиркой ветошью, смоченной в ацетоне или растворителе уайт-спирте (очищенный бензин).
После подготовки поверхностей их необходимо покрыть слоем припоя, залудить. Для этого на поверхность наносится флюс и прикладывается жало паяльника с припоем.
Для лучшей передачи тепла от жала паяльника к детали нужно прикладывать жало так, чтобы площадь соприкосновения была максимальной. Срез жала паяльника с припоем должен быть параллелен поверхности детали.
Самое главное при пайке паяльником, это прогреть до температуры расплавленного припоя спаиваемые поверхности. При недостаточном прогреве пайка получится матовой низкой механической прочности. При перегреве припой не будет растекаться по поверхности спаиваемых деталей и пайка вообще не получится.
После выполнения выше описанной подготовки детали прикладываются друг к другу, и выполняется пайка электрическим паяльником. Время пайки в зависимости от толщины и массы деталей составляет от 1 до 10 секунд. Многие радиоэлектронные компоненты допускают время пайки не более 2 секунд. Как только припой равномерно растечется по поверхностям деталей, паяльник отводится в сторону. Смещение деталей относительно друг друга до полного затвердевания припоя не допустимо, иначе механическая прочность и герметичность пайки будет низкой. Если такое случайно произошло, то нужно заново выполнить процедуру пайки.
Припой на жале горячего паяльника при ожидании пайки прокрывается окислами и остатками сгоревшего флюса. Перед пайкой жало необходимо очищать. Для очистки удобно использовать увлажненный кусок поролона любой плотности. Достаточно быстро провести жалом по поролону и вся грязь останется на нем.
Перед пайкой поверхности или провода, которые соединяются пайкой, в обязательном порядке должны быть облужены. Это гарантия качества паяного соединения и получения удовольствия от работы. Если Вы не имеете опыта работы с паяльником, то перед выполнением ответственных работ по пайке паяльником нужно сначала немного потренироваться. Начинать проще с одножильного медного провода, каким делают электропроводку. Первым делом нужно снять с проводника изоляцию.
Как залудить медные провода
Когда изоляция снята, нужно оценить состояние проводника. Как правило, в новых проводах, медные проводники не покрыты окислами и их можно облуживать без зачистки. Достаточно взять немного припоя на жало паяльника, коснуться ним канифоли и поводить жалом по поверхности проводника. Если поверхность проводника чистая, то припой тонким слоем растечется по ней.
Если припоя не хватило, то берется дополнительная порция с касанием канифоли. И так, пока весь проводник не будет полностью залужен. Удобнее провода лудить, положив на деревянную площадку, в качестве которой использую подставку для паяльника. Обычно на месте, где я всегда лужу, скапливается канифоль и процесс идет быстрее, можно захватывать больше припоя не касаясь, лишний раз жалом канифоли.
Иногда, вопреки ожиданиям, хотя проводник кажется без окислов, лудиться не хочет. Тогда я ложу его на таблетку аспирина и пару секунд прогреваю, а затем лужу на площадке. Лудится сразу без проблем. Даже медный провод с очевидным окислением, без предварительной механической зачистки, с аспирином сразу же порывается тонким слоем припоя.
Если Вам удалось паяльником залудить проводники, как на фото, то поздравляю с первой успешной работой по пайке.
С первого раза получить хорошую пайку паяльником сложно. Причин этому может быть несколько. Паяльник слишком нагрет для данного вида припоя, определить это можно по быстро образующейся темной пленке окислов на припое, который находится на жале паяльника. При чрезмерном нагреве жала паяльника, рабочая лопатка жала покрывается окислом черного цвета, и припой на жале не удерживается. Температура жала паяльника не достаточна. В этом случае пайка получается рыхлой и выглядит матовой.
Тут может помочь только применение регулятора температуры . Недостаточный прогрев провода при облуживании, бывает при малом количестве припоя на рабочей части жала. Площадь соприкосновения получается маленькой, и тепло плохо передается проводнику. Практиковаться нужно до тех пор, пока не получится залудить провода как на фото выше.
После лужения паяльником провода, на нем часто остаются излишки припоя виде наплывов. Для того, чтобы получился тонкий и равномерный слой нужно провод расположить вертикально, концом вниз, паяльник вертикально жалом вверх, и провести жалом по проводу. Припой тяжелый и весь перейдет на жало паяльника. Только перед этой операцией нужно удалить весь припой с жала, ударив ним легонько о подставку. Таким способом можно убирать излишки с места паек и на печатных платах.
Следующий этап тренировки это залудить паяльником многожильный медный провод, задача несколько сложнее, особенно если провод покрыт окислом. Снять оксидную пленку механическим способом затруднительно, нужно расплести проводники и зачистить каждые по отдельности. Когда я снял изоляцию с проводов термическим способом, то обнаружил, что верхний проводник весь порыт окислом, а нижний расплелся. Это, пожалуй, самый сложный случай для лужения. Но лудятся они с такой, же легкостью, как и одножильные.
Первое что необходимо это положить проводник на таблетку аспирина и прогревая паяльником подвигать, чтобы все проводники провода смочились составом аспирина (при нагревании аспирин плавится).
Далее лудите на площадке с канифолью, как описано выше, с той лишь разницей, что нужно прижимать провод жалом паяльника к площадке и в процессе облуживания провод вращать в одну сторону, чтобы проводники сплелись в единое целое.
Вот такими стали медные провода после лужения.
Из такого конца залуженного провода можно с помощью круглогубцев сформировать колечко, например для резьбового присоединения к контактам розетке, выключателя или патрона люстры или припаять к латунному контакту или печатной плате. Попробуйте сделать паяльником такую пайку.
Главное при соединении пайкой деталей, не сместить их относительно друг друга, пока не застыл припой.
Пайка паяльником любых деталей мало чем отличается от пайки проводов. Если у Вас получилось качественно залудить и припаять многожильный провод, то значит, Вы сможете выполнить любую пайку.
Как залудить очень тонкий медный проводник покрытый эмалью
Залудить паяльником тонкий проводник, с диаметром жили менее 0,2 мм изолированный эмалью, легко, если воспользоваться хлорвинилом. Изолирующие трубки и изоляция многих проводов делается из этого пластика. Нужно положить провод на изоляцию и легонько прижать жалом паяльника, затем протаскивать провод, каждый раз поворачивая. От нагрева хлорвинила выделяется хлор, который разрушает эмаль и провод легко залуживается.
Эта технология не заменима при пайке паяльником провода типа лицендрат, представляющий собой много тонких проволочек покрытых эмалью и свитых в один проводник.
С помощью таблетки аспирина тоже легко залудить паяльником эмалированный тонкий провод, точно также протягивается провод между таблеткой аспирина и жалом паяльника. На жале должно быть достаточное количество припоя и канифоли.
Пайка паяльником радиодеталей
При ремонте электроприборов часто приходится выпаивать из печатной платы и запаивать обратно радиоэлементы. Хотя операция эта не сложная, но все же требует соблюдения определенной технологии пайки.
Пайка паяльником резисторов, диодов, конденсаторов
Для того, чтобы выпаять из печатной платы двух выводной радиоэлемент, например резистор или диод, необходимо место его пайки разогреть паяльником до расплавления припоя и вытянуть вывод радиоэлемента из платы. Обычно вынимают вывод резистор из печатной платы, поддев его за вывод пинцетом, но пинцет часто соскальзывает, особенно если вывод радиоэлемента со стороны пайки загнут.
Для удобства работы губки пинцета нужно немного сточить, получившийся захват исключит соскальзывание губок пинцета.
Когда выполняют работы по демонтажу радиоэлементов, то всегда не хватает еще одной руки, нужно работать паяльником, пинцетом и еще удерживать печатную плату.
Третьей рукой мне служат настольные тески, с помощью которых свободный от деталей участок печатной платы можно зажать, и устанавливая тиски на любую боковую грань, ориентировать печатную плату в трех измерениях. Выполнять пайку паяльником будет удобно.
После выпаивания детали из платы, монтажные отверстия заплывают припоем. Освободить отверстие от припоя удобно зубочисткой, остро заточенной спичкой или деревянной палочкой.
Жалом паяльника расплавляется припой, зубочистка вводится в отверстие и вращается, паяльник убирают, после застывания припоя, зубочистка извлекается из отверстия.
Перед установкой для запайки нового радиоэлемента, необходимо в обязательном порядке убедиться в паяемости его выводов, особенно, если дата выпуска его не известна. Лучше всего просто залудить выводы паяльником и затем уже запаивать элемент. Тогда пайка получится надежной и от работы будет одно удовольствие, а не мучение.
Как паять паяльником SMD светодиоды и другие безвыводные компоненты
В настоящее время при изготовлении радиоэлектронных устройств широко применяются безвыводные компоненты SMD. Компоненты SMD не имеют традиционных медных проволочных выводов. Такие радиоэлементы соединяются с дорожками печатной платы путем пайки к ним контактных площадок, находящихся непосредственно на корпусе компонентов. Запаять такой компонент не сложно, так как имеется возможность припаять маломощным паяльником (10-12 Вт) последовательно каждый контакт по отдельности.
Но при ремонте возникает необходимость выпаивать SMD компонент для их проверки или замены или выпаивать с ненужной печатной платы для использования как запчасти. В таком случае, чтобы не перегреть и не поломать компонент необходимо одновременно прогревать все его выводы.
Если приходиться часто выпаивать SMD компоненты, то имеет смысл для паяльника сделать набор специальных жал, разветвляющихся на конце на два или три маленьких. С такими жалами выпаивать SMD компоненты будет легко без их повреждений, даже если они будут приклеены к печатной плате.
Но бывают ситуации, что маломощного паяльника под рукой нет, а в имеющемся мощном паяльнике, жало прикипело и вынуть его невозможно. Из такой ситуации тоже есть простой выход. Можно навить вокруг жала паяльника медный провод диаметром один миллиметр, как на фото. Сделать своеобразную насадку и с помощью нее успешно выпаивать SMD компоненты. Фотография демонстрирует, как я выпаивал SMD светодиоды при ремонте светодиодных ламп . Корпуса светодиодов очень нежные и практически не допускают даже небольших механических воздействий.
В случае необходимости насадка легко снимается и можно пользоваться паяльником по прямому назначению. Ширину между концов насадки можно легко изменять, тем самым настраивая для пайки SMD компоненты разных размеров. Насадку можно использовать вместо маломощного паяльника, запаивая маленькие детали и припаивая тонкие проводники к светодиодным лентам .
Как паять паяльником светодиодную ленту
Технология пайки светодиодных лент мало чем отличается от пайки других деталей. Но из-за того, что основа печатной платы представляет собой тонкую и гибкую ленту, для исключения отслоения печатных дорожек время пайки должно быть сведено к минимуму.
Ремонт железного кузова автомобиля пайкой
В давние времена, когда я ездил на советском автомобиле, технология пайки паяльником железа выручала при устранении коррозии кузова автомобиля . Если просто зачистить место, покрытое ржавчиной и нанести лакокрасочное покрытие, то через время ржавчина появится вновь. Покрыв зачищенное место паяльником тонким слоем припоя, ржавчина больше никогда не появится.
Приходилось паять паяльником и сквозные коррозионные дыры в порожках и зоне колесных арок кузова автомобиля. Для этого нужно зачистить поверхность вокруг дыры полоской в один сантиметр и паяльником залудить припоем. Из плотной бумаги вырезать выкройку будущей заплатки. Далее по выкройке из латуни толщиной 0,2-0,3 мм вырезать заплатку и зону, которая будет припаиваться залудить паяльником толстым слоем припоя. В случае необходимости заплатке придается нужная форма. Можно просто простучать заплатку, положив на толстую плотную резину. Края внешней стороны заплатки напильником свести на нет. Останется приложить заплатку на дырку в кузове и хорошо прогреть стоваттным паяльником по шву. Шпаклевка, грунтовка, окраска, и кузов будет как новый, при этом в отремонтированном месте ржаветь больше не будет никогда.
