Как правильно паять паяльником: виды, необходимые материалы. Как правильно паять паяльником, рассмотрим типичные ошибки Надо паять

Нередко возникает надобность скрепить стальные детали без сверлений, и без сварки. Выручит пайка стали. Но как это сделать правильно, ведь здесь имеются особенные нюансы. Несколько рекомендаций от специалистов.

Какая сталь паяется хорошо

Отдельные марки стали хорошо поддаются пайке, другие паяются с большим трудом, ни с каким припоем соединяться не желают, ни под каким флюсом. Как правило, мягкие стали «для гвоздей» легко паяются. На бытовом уровне это можно объяснить и тем, что материал усеян микроскопическими кратерами и неровностями. Но также имеются электротехнические марки, особо твердые и упругие, и применяемые для валов, точной механики. Здесь уже как повезет…

Вопрос в том, что определить марку на глазок домашнему мастеру невозможно. Узнать насколько хорошо паяется данная деталь из стали, или близкого к ней сплава, можно только экспериментальным путем.

Как выполняется соединение оловом – порядок действий

Все зависит от того, насколько удачно можно залудить данную деталь, насколько прочным окажется контакт оловянного припоя со сталью. Чтобы контакт оказался удовлетворительными, если это возможно вообще, нужно выполнить следующее:

• зачистку стали, химическую зачистка под припоем;
• разогрев детали до температуры плавления припоя, нахождение припоя на детали под флюсом некоторое время в текучем состоянии.

Зачистка стали выполняется сперва механически, — наждачной бумагой, убираются слои ржавчины и загрязнений. Затем в качестве флюса применяется состав, который хорошо реагирует с окислами железа.

Наиболее безобидной в применении, но эффективной в данном случае, оказывается ортофосфорная кислота, которую легко приобрести в автомагазине, как «очистку ржавчины».

Требуемая мощность разогревающих устройств полностью зависит от массы деталей.

Процесс пайки двух стальных деталей

Если нужно спаять два больших гвоздя, то мощности одного паяльника 100 Вт будет маловато. Для разогрева зажатого в тисках большого гвоздя, или подобной по массе детали из стали, нужно воспользоваться строительным феном. Или газовой горелкой.

Также понадобится вата на палочке, для подачи флюса в зону разогрева, и паяльник от 50 Вт.

• Зачищенная наждачкой сталь разогревается горелкой.
• На горячую деталь наносится ортофосфорная кислота и тут же подается паяльником расплавленный оловянный припой.

Как правило, у стальных деталей, которые поддаются пайке, возникает весьма прочная связь с оловом, т.е. происходи покрытие металла, — залуживание.

Это же повторяется с другой деталью. Затем разогреваются две детали, находящиеся вместе, и в зону контакта подается дополнительный припой паяльником.

Насколько прочна пайка стали, можно ли сделать прочнее

Прочность такого соединение будет обуславливаться многими факторами:

• прочностью связи припоя с металлом,
• площадью соединения,
• направлением нагрузки по отношению к спаянным плоскостям.

Но в любом случае прочность пайки оловом не идет ни в какое сравнение с тем, что привыкли понимать под прочностью характерной для стали или «сварка металла».

Упрочить можно применив другой припой, — специальные прочные составы и более тугоплавкие с включением серебра, цинка, меди и др.

Другое направление увеличения прочности – покрытие припоем не только плоскости, но и боковин детали, — охват детали припоем. Тогда сопротивление на отрыв при разнонаправленных нагрузках будет больше.

Особопрочная пайка, особые припои

Чтобы применить составы дающие прочное соединение со сталью, с собственной температурой плавления порядка 800 — 900 град, нужно использовать графитовый тигель.

Работу должны вести только специалисты по плавке металлов. Необходимо знать основы плавления металлов, порядок обращение с расплавами и технику безопасности. В общем, пайка стали сверхпрочными припоями выполняется на специализированных предприятиях.

Возможный состав припоя:

• 55% цинка, 45% меди, немного кремния для увеличения текучести.

Состав расплавляется под слоем угля в графитовом тигеле.
Стальные детали, подлежащие пайке, разогреваются газовой горелкой.
В качестве флюса используется ортофосфорная кислота.
Расплав подается на детали. Как правило, залуживание и пайка производятся за один разогрев и деталей и припоя.
Но подобная пайка стали по сложности превосходит простую сварку….

Но в быту, где нужно «залатать», «прикрепить», «состыковать» две стальные детали, нужно пользоваться припоями с низкой температурой плавления, типа свинцово-оловянных.

Спайка является основным методом электрического и механического соединения как деталей, так и проводки. Но несмотря на кажущуюся простоту процесса, пайка – дело довольно сложное и кропотливое. Именно поэтому прежде чем брать в руки паяльник, необходимо хорошо представлять чем, зачем и, главное, как паять провода.

Инструменты и принадлежности

Пайка, как и любой другой технический процесс, подразумевает использование определенных инструментов и принадлежностей. Инструментов понадобится немного: паяльник, нож, пассатижи, напильник, наждачная бумага. Принадлежностей и того меньше – достаточно паяльного флюса и спирта или бензина. Тем не менее все это является важными составляющими процесса и к выбору того и другого необходимо отнестись исключительно серьезно. Именно от качества паяльника и наличия нужных принадлежностей к нему будет зависеть как механическая, так и электрическая надежность паяного соединения.

Выбор и подготовка паяльника

Это, пожалуй, самый ответственный этап. Неудачно выбранным или неправильно подготовленным инструментом качественную пайку не получить.

Мощность и тип

Основным критерием выбора паяльника является его мощность. Промышленностью выпускаются инструменты мощностью от 10 до 200 Вт и выше. Первые могут иметь размеры авторучки, последние выглядят как натуральный молоток внушительных размеров.

Электропаяльники мощностью 30 (слева), 60 и 200 Вт.

Осталось решить, какой паяльник выбрать для пайки проводов. Тут все будет зависеть от производимой операции, а точнее, от толщины и массивности деталей, которые необходимо запаять. Чем детали массивнее, тем большую теплоемкость должен иметь инструмент. Примерную зависимость рекомендуемой мощности паяльника от выполняемой задачи можно представить в виде следующей таблицы:

• 15-25 Вт – мелкие радиоэлементы, микросхемы, проводники диаметром до 0.3-0.5 мм;
• 30-40 Вт – крупные радиоэлементы, провода диаметром до 1 мм в том числе многожильные;
• 40-60 Вт – достаточно крупные детали, проводники диаметром до 2 мм;
• 100 Вт – массивные детали, провода диаметром до 3-4 мм;
• более 100 Вт – силовая электропроводка диаметром более 4 мм.

Если под рукой не окажется паяльника с необходимыми характеристиками, можно взять несколько больший по мощности, но не наоборот. Массивным прибором спаять тонкие провода при известном навыке можно, маленьким и маломощным толстые – практически никогда. Идеально, если в вашем хозяйстве будет несколько электропаяльников различной мощности.

Но как поступить, если паяльника необходимой мощности не окажется или его вообще не существует в природе? Пытаться припаять шины в карандаш толщиной стоваттным паяльником? Ни в коем случае! В этой ситуации поможет обычный огонь. Поместите подготовленные к пайке детали, к примеру, в пламя бытовой газовой горелки или спиртовки и паяйте. Дополнительный подогрев поможет выполнить качественную пайку даже маломощным инструментом. Единственно, нагревая провода на открытом пламени, не переусердствуйте – достаточно небольшого дополнительного подогрева.

Отдельно стоит отметить так называемые «пистолетные» или импульсные паяльники, которые достаточно широко использовались, да и сегодня стоят на вооружении у мастеров на выезде.

Современный вариант пистолетного паяльника.

С первого взгляда преимущества такого аппарата налицо – он мгновенно нагревается и так же быстро остывает. Но эта особенность удобна лишь узкому кругу специалистов – мастерам по вызову. Пришел, достал из чемодана, ткнул, убрал в чемодан, забрал деньги и ушел. Но тот, кто серьезно работал с такими паяльниками, отлично знает и их недостатки.

Прибор буквально неподъемный, не держит оптимальной температуры, форма жала, которое катастрофически горит, исключительно неудобная. В результате пайку подобным инструментом с проволочной петелькой вместо жала можно охарактеризовать фразой «уф, вроде прислюнил». Пистолетный электропаяльник худо-бедно сгодится для ремонта лампового телевизора «Рекорд», да пылесоса «Вихрь», но не более. О качественной пайке, особенно проводов, тут и речи быть не может.

Заточка и облуживание жала

После того как паяльник выбран, его необходимо подготовить – заточить и облудить жало. Видов заточки жал существует множество:

Унифицированные формы заточки жала паяльника

Какую выбрать, зависит от ваших личных предпочтений и привычек. Для пайки проводов наиболее оптимальными считаются заточки №№ 3, 4 и 5. После заточки обычным напильником жало необходимо сразу же облудить – покрыть слоем припоя. Для чего это нужно сделать? Вкратце процесс пайки заключается в следующем: на кончик разогретого жала наносится капля припоя, который впоследствии переносится на спаиваемые детали. Но как работать пальником, необлуженное жало которого покрыто оксидом меди и абсолютно не смачивается припоем?

Итак, если жало инструмента заточено или просто зачищено до медного блеска, пора переходить к облуживанию. Для этого понадобится обычная паяльная канифоль и кусочек припоя. Включаете электропаяльник в сеть и не спеша, без нажима натираете зачищенный участок кусочком канифоли. По мере разогрева паяльника канифоль начнет плавиться и покрывать жало тонким слоем.

Быстренько откладываете канифоль и берете в руки припой, пытаясь «закрасить» им покрытый канифолью участок. По мере дальнейшего разогрева паяльника припой тоже начнет плавиться и равномерно растечется по жалу. Операцию можно считать законченной. Если с первой попытки ничего не получилось, не отчаивайтесь – остудите паяльник (горячее жало зачищать бесполезно – оно тут же будет окисляться), повторите зачистку и снова залудите.

Температура инструмента

Осталось подобрать оптимальную температуру жала. Бытует мнение, что чем больше мощность электропаяльника, тем выше температура его жала. Это абсолютно неверно! От мощности зависит лишь тепловая емкость инструмента, а значит, и способность его прогреть место пайки. По этой же причине чем выше мощность паяльника, тем больше и толще его жало.

А что касается температуры паяльника любой мощности, она одинакова и должна быть такой, чтобы, с одной стороны, припой легко плавился, собираясь на кончике жала каплей, с другой – канифоль не горела с характерным запахом горящей смолы. Производя пайку проводов паяльником с недогретым жалом, вы не сможете качественно прогреть место соединения, а при работе перегретым инструментом канифоль или любой другой флюс сгорит быстрее, чем успеет выполнить свои функции. В обоих случаях получится пайка, которую монтажники называют «прислюнил».

Обычно для изменения температуры паяльника используются специальные устройства – регуляторы напряжения. Но если вы занимаетесь пайкой лишь время от времени, можно обойтись и более бюджетными, но вполне эффективными методами. Для того чтобы несколько снизить температуру жала, просто ослабьте стопорный винт на корпусе прибора и немного выдвиньте жало из корпуса.

В результате небольшая часть жала, которая до этого находилась внутри нагревательного элемента, окажется снаружи и вместо того, чтобы нагреваться, будет охлаждаться окружающим воздухом.

Если же температура паяльника недостаточна, проведите противоположную операцию – задвиньте жало глубже. Несмотря на кажущуюся простоту, такой метод весьма эффективен.

Паяльный флюс

Для того чтобы пайка была качественной, припой должен прочно сцепиться со спаиваемой деталью, смочить ее. Но при нагревании практически любой металл интенсивно окисляется и абсолютно не смачивается припоем. Даже если вам удастся что-то изобразить при помощи паяльника и одного припоя, такая пайка, называемая среди специалистов «холодной», не обеспечит ни хорошего контакта, ни механической прочности. Образцом холодной пайки можно считать фото, которое на очень многих информационных ресурсах почему-то является примером исключительно качественной и правильной работы:

Припой абсолютно не сцепился с медью проводов – эту спайку можно разобрать голыми руками

Чтобы обеспечить надежное сцепление припоя со спаиваемым металлом, используют те или иные флюсы. По методу воздействия они делятся на две категории:

• пассивные;
• активные.

Пассивные флюсы, как видно из их названия, не взаимодействуют со спаиваемыми деталями. Их основное назначение – обеспечение хорошей растекаемости припоя и предотвращение образования оксидной пленки при нагревании спаиваемых деталей. Пассивные флюсы просты в использовании, доступны, безопасны для человека, не электропроводны и полностью нейтральны (не требуют отмывки после пайки). К недостаткам флюсов этого типа можно отнести неэффективность использования на окисленных деталях.

Всем известная канифоль является самым распространенным пассивным флюсом.

Активные флюсы не только улучшают растекаемость припоя и предотвращают образование оксидной пленки, но и способны эту пленку разрушать. Ввиду этого кислотные или щелочные флюсы нашли широкое применение для пайки сильно окисленных или мгновенно окисляющихся на воздухе металлов. Существуют даже вещества, снимающие при прогреве паяльником лак с эмалированного провода. Из недостатков этого типа флюсов можно отметить высокие коррозийные и электропроводящие свойства (флюс после пайки нужно обязательно смывать), опасность для человека.

Флюсы, выпускаемые промышленностью на основе кислот.

Какой флюс лучше использовать для пайки проводов? Если вы собираетесь работать с медью, то идеальным вариантом будет канифоль или раствор канифоли в спирте. Даже если провода старые, но их несложно зачистить до блеска, то все же лучше пользоваться канифолью. Она хороший диэлектрик и абсолютно не взаимодействует с металлом на химическом уровне.

Активный же флюс вам понадобится в том случае, если провода сильно окислились или выполнены из сплавов, плохо поддающихся пайке – никеля, стали, алюминия и пр. Хотя никто не запрещает пользоваться этими составами и для работы с обычной медью. Единственно, если не хотите, чтобы соединение развалилось через месяц-другой, не забудьте после работы тщательно промыть место пайки спиртом или бензином. Ну и, конечно, сразу же вымойте руки с мылом – кислота есть кислота, даже если она паяльная.

Пайка проводов

Инструменты и флюс подобраны и готовы к работе, осталось выяснить, как правильно паять паяльником провода. Пока разогревается инструмент, подготовьте проводники, которые решили соединить. Для этого их нужно аккуратно зачистить от изоляции не очень острым ножом или специальным инструментом. Выполняя эту операцию, старайтесь не повредить жилы. Это особенно важно, если провод многожильный – перерезая отдельные проводки, вы уменьшаете общее сечение провода.

Осмотрите место зачистки. Жилы медные, а металл имеет яркий «рыжий» цвет? Предварительное облуживание не потребуется. Плотно скрутите провода между собой. Если проводник мягкий, а жилки тонкие, то это можно сделать руками. В противном случае воспользуйтесь пассатижами:

Подготовка многожильной проводки к пайке .

Теперь нужно нанести на место скрутки паяльный флюс. Если вы пользуетесь жидким, к примеру, раствором канифоли в спирте, то используйте кисточку. Если канифоль твердая, то просто положите скрутку на кусочек канифоли и прижмите ее разогретым паяльником до легкого вплавления в канифоль. Теперь самая ответственная операция. Слегка обмакните жало в канифоль, а затем сразу же возьмите на него немного припоя. Прикоснитесь паяльником к будущему месту пайки и грейте соединение до тех пор, пока припой не начнет растекаться по проводу. Равномерно распределите расплав по всей скрутке. В результате у вас должно получиться что-то подобное:

Качественно спаянные проводники.

Если результат несколько отличается, не расстраивайтесь – с первого раза может получиться не совсем эстетично. Главное – припой равномерно растекся по проводкам, хорошо их смочил и пропитал скрутку. Все равно недовольны? Повторите операцию – снова нанесите канифоль и прогрейте место соединения, добавив припоя или, напротив, убрав лишний. Точно так же поступают и с одножильной или смешанной проводкой.

Теперь осталось решить вопрос как правильно спаять провода, если соединяемые проводки старые и сильно окислились. Прежде всего, постарайтесь качественно и до блеска зачистить жилки. Если провода одножильные, это несложно – достаточно ножа или мелкой наждачной бумаги. Но многожильный провод качественно зачистить не удастся, поэтому придется применить несколько иную технологию пайки паяльником – предварительное лужение с использованием кислотного флюса. Если такового под рукой не оказалось, воспользуйтесь таблеткой обычной ацетилсалициловой кислоты, именуемой в народе «аспирин».

Ацетилсалициловая кислота – отличный кислотный флюс для пайки.

Облуживание при помощи таблетки аспирина проводите в следующей последовательности:

1. Освободите концы проводников от изоляции.
2. По возможности зачистите окисленные провода до блеска.
3. Если в проводнике много жил, плотно их скрутите между собой.
4. Прижмите проводник к таблетке и прогрейте паяльником до появления дыма.
5. Возьмите на жало немного канифоли, припоя и прогревая провод, хорошенько покройте его припоем, которого на жале должен быть минимум.
6. Промойте облуженные концы проводов спиртом, чтобы удалить остатки кислоты.

После всех этих процедур в вашем распоряжении окажутся два одножильных проводка, готовых к пайке обычным образом:

Облуженные провода, готовые к пайке.

Осталось плотно их скрутить и спаять при помощи обычной канифоли.

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.

Научиться паять паяльником достаточно просто, даже человек с небольшим опытом общения с данным прибором сможет быстро во всем разобраться. В сегодняшней статье мы расскажем, как паять медные провода на примере распределительной коробки, ведь в квартирах, как правило, требуется пайка жил именно в этом месте, откуда осуществляется разводка электропроводки по жилым помещениям.

Пайка проводов – в чем ее суть

Паяльное искусство основано на способностях некоторых металлов растекаться по другим металлам в расплавленном состоянии под действием умеренного поверхностного натяжения и силы гравитации. Непосредственно же пайка проводов паяльником представляет собой процесс нагревания медных жил до огромных температур, после чего они соединяются между собой. Отличительная особенность: пайка – это неразборность конструкции, поскольку после застывания провода разделить невозможно из-за обволакивающего слоя припоя.

Если требуется паять медные провода, большое внимание уделяют таким факторам, как проводимость электрического соединения, а также прочность механического соединения. Как правило, оба параметра напрямую зависят друг от друга, ведь если провода спаяны надежно и прочно, то проводимость тока между ними также будет на максимальном уровне. Обращать внимание здесь необходимо на слой припоя, что связано с его высоким удельным сопротивлением.

Для достижения прочного соединения двух проводов, требуется выполнить два основных условия. Самое главное из них заключается в чистоте спаиваемой поверхности. Так, присутствие каких-либо загрязнений или даже самых тонких оксидных пленок, не позволит добиться нужного эффекта. Это обусловлено тем, что припой накладывается на поверхность медных кабелей на атомном уровне.

Вторым важным условием выступает температура припоя, которая должна быть существенно ниже температуры остальных частей, подвергаемых спаиванию. В большинстве случаев так и происходит, однако некоторые припои обладают очень высокими температурами плавления. Это может привести к ухудшению качества механического соединения, а также помешать формированию правильной кристаллической решетки припоя.

Готовимся к пайке – какой инструмент нам потребуется

Единственное, что нам потребуется при спаивании проводов, это обычный паяльник. Строительный рынок позволяет приобрести самые разные модели, отличающиеся по функционалу, качеству и, соответственно, стоимости. В любом случае, технология выполнения процесса всегда будет одинакова. В первую очередь потребуется проверить прибор на предмет наличия возможных загрязнений, в том числе остатков припоя, и при необходимости тщательно очистить жало.

Чтобы правильно спаять провода, жало инструмента должно быть идеально чистым. Для этих целей нам понадобится напильник, плавными движениями которого отлично удаляются все загрязнения с поверхности прибора. После этого остается подготовить рабочее место, выполнив все правила техники безопасности. Следует учесть, что для работы паяльника требуется наличие розетки. Последний этап подготовки – это припой и флюс, поскольку без этих элементов припаять кабель не получится.

Припои и флюсы – как правильно подобрать

Правильный подбор припоев и флюсов играет огромную роль. Приобрести их можно опять же на строительном рынке. На сегодняшний день можно найти самые разнообразные виды флюсов и припоев, которые являются универсальными и отлично справляются с решением всех поставленных перед ними задач.

Флюсы необходимы для протравливания проводов, а также растворения и снятия оксидной пленки. Это очень важный момент, поскольку оксидные пленки в дальнейшем могут привести к появлению коррозии металла. Флюсы могут отличаться в зависимости от сплава соединяемых элементов и типа металлов. Как правило, в качестве флюса выступает смесь щелочей, кислот и специальных металлических солей, которые активно вступают в реакцию при достижении огромных температур. Можно подбирать флюс исходя из медных проводов, которые вы собираетесь припаивать, а можно приобрести универсальный флюс.

Существует условная градация флюсов, в соответствие с которой они делятся на две группы – активные и выполненные на основе канифоли. Основой для производства первой группы выступают неорганические кислоты, обычно соляной или хлорной. При помощи активных флюсов можно припаять практически любые провода, а также прочие металлические конструкции.

Без недостатков тоже не обошлось: подобные вещества оказывают сильнейшее воздействие на медь, вызывая корродирование соединений, что требует немедленного удаления флюса сразу же после пайки. Кроме этого использование подобных элементов может стать причиной короткого замыкания, поскольку они отличаются высоким уровнем проводимости.

Флюсы из второй группы производятся из канифоли, которая, к слову, иногда применяется даже в чистом виде. В состав таких жидких флюсов входят глицерин и спирт, которые полностью испаряют при нагревании паяльником. Эффективность жидких флюсов не так велика, как у активных, однако при работе с цветными металлами стараются использовать именно такие вещества, которые выполняются на основе соединений из органической химии. Но при работе с ними также потребуется максимально быстро смывать флюс с поверхности только что образованного соединения, иначе может проявить себя эффект корродирования.

Если работа с флюсами может вызывать некоторые вопросы, то с припоями все гораздо проще. Медные провода припаиваются при помощи свинцово-оловянных веществ марки ПОС. В торговом наименовании товара указывается цифра после маркировки, которая обозначает уровень содержания олова. Рекомендуется отдавать свое предпочтение той продукции, в которой олова больше. Это способствует увеличению электропроводимости нового соединения, а также его прочности. Свинец же в припое выступает в качестве добавки, необходимой для нормализации процесса застывания, поскольку без него олово покрывается трещинами и разрушается с течением времени.

Припои могут производиться и по другим технологиям. К примеру, в последнее время большую популярность приобрели бессвинцовые добавки, в которых вместо свинца используется цинк или индий. Преимущества подобных веществ заключается, в первую очередь, в экологической безопасности, поскольку цинк, как и индий, относятся к категории безопасных нетоксичных элементов. Если паять провода из меди с помощью бессвинцовых припоев, существенно увеличивается прочность пайки, а также возрастает устойчивость к коррозии.

Лужение провода – как это делается

Перед тем, как паять силовые провода, выполненные из меди, требуется удалить полиэтиленовую изоляцию на самом проводе. Результатом будут тонкие оголенные жилы, которые необходимо залудить. Многожильные проводники скручиваются, после чего происходит обработка флюсом. Дальше потребуется нанести небольшой слой нагретого припоя поверх флюса. Паяльник также нужно будет подвергнуть обработке, то есть окунуть его во флюс, а также в припой из олова. Здесь нельзя переусердствовать, припой должен покрывать наконечник жала очень тонким слоем.

Сам же процесс лужения выполняется очень просто. Оголенные жилы кладутся на канифоль, после чего при помощи паяльника тщательно прогреваются. Далее жилы обрабатываются со всех сторон припоем. Стоит отметить, что припой должен располагаться на поверхности провода равномерным слоем. Для этого жилу следует постепенно прокручивать в руках во время выполнения лужения. В некоторых случаях, когда канифоли под рукой нет, можно постараться заменить ее при помощи кислоты, нанеся ее на оголенные жилы обычной кисточкой.

Указанный выше алгоритм действий применим для проводов с тонкими жилами. Если же у вас на руках провода большого сечения, то здесь все несколько проще. В целом процесс не отличается, разница лишь заключается в отсутствии необходимости скручивать жилы. Теперь можно переходить непосредственно к спаиванию медных проводов. Очень важный момент – электричество в квартире должно быть отключено. Паять медные жилы в распределительной коробке под напряжением смертельно опасно.

Спаивание жил – делаем своими руками

Непосредственно процесс пайки также больших проблем вызвать не должен. После выполнения всех подготовительных мероприятий спаивание двух жил представляет собой, возможно, самое простое действие. Вам достаточно лишь наложить жилы друг на друга либо просто скрутить их вместе, после чего разогреть посредством паяльника. При достижении максимальной температуры припой полностью расплавится, растечется по поверхности двух проводов и намертво соединит их после остывания.

Двигать жилы во время пайки категорически не рекомендуется, поскольку это может привести к ухудшению качества шва.

Иногда мастера не прибегают к помощи лужения проводов, сразу же выполняя все необходимые операции в распределительной коробке, скручивая провода и обрабатывая непосредственно во время пайки. Однако так поступать не следует, поскольку качественно выполненное лужение способствует увеличению качества соединения, его прочности и способности к проводимости электрического тока.

Последнее, что вам останется сделать, - это нанести изоляцию на спаянные жилы. Сделать это можно при помощи обычной изоленты, поверх которой нанести термоусадочную трубку. На этом пайка проводов может считаться успешно выполненной.

Мои отношения с радио- и микроэлектроникой можно описать прекрасным анекдотом про Льва Толстого, который любил играть на балалайке, но не умел. Порой пишет очередную главу Войны и Мира, а сам думает «тренди-бренди тренди-бренди...». После курсов электротехники и микроэлектроники в любимом МАИ, плюс бесконечные объяснения брата, которые я забываю практически сразу, в принципе, удается собирать несложные схемы и даже придумывать свои, благо сейчас, если неохота возиться с аналоговыми сигналами, усилениями, наводками и т.д. можно подыскать готовую микро-сборку и остаться в более-менее понятном мире цифровой микроэлектроники.

К делу. Сегодня речь пойдет о пайке. Знаю, что многих новичков, желающих поиграться с микроконтроллерами, это отпугивает. Но, во-первых, можно воспользоваться
Итак, мы почти уже у цели. Я так подробно все пишу, так как, честно, для меня это было прорыв. Как я случайно открыл, все, что нужно для пайки несложных компонент - это паяльник, самый обычный с жалом в виде шила:

И припой c флюсом внутри :

Все дело в процессе. Делать надо так:

• Деталь вставляется в плату и должна быть закреплена (у вас не будет второй руки, чтобы держать).
• В одну руку берется паяльник, в другую - проволочка припоя (удобно, если он в специальном диспенсере, как на картинке).
• Припой на паяльник брать НЕ НАДО .
• Касаетесь кончиком паяльника места пайки и греете его. Обычно, это секунды 3-4.
• Затем, не убирая паяльника, второй рукой касаетесь кончиком проволочки припоя с флюсом места пайки. В реальности, в этом месте соприкасаются сразу все три части: элемент пайки и его отверстие на плате, паяльник и припой. Через секунду происходит «пшшшшш», кончик проволочки припоя плавится (и из него вытекает немного флюса) и необходимое его количество переходит на место пайки. После секунды можно убирать паяльник с припоем и подуть.

Ключевой момент тут, как вы уже поняли, это подача припоя и флюса прямо на место пайки. А «встроенный» в припой флюс дает его необходимое минимальное количество, сводя засирание платы к минимуму.

Ясное дело, что время ожидания на каждой фазе требует хотя бы минимальной практики, но не более того. Уверен, что любой новичок по такой методике сам запаяет Maximite за час.

Напомню основные признаки хорошей пайки:

• Много припоя еще не значит качественного контакта. Капелька припоя на месте контакта должна закрывать его со всех сторон, не имея рытвин, но не быть чрезмерно огромной бульбой.
• По цвету пайка должна быть ближе к блестящей, а не к матовой.
• Если плата двухсторонняя, и отверстия неметаллизированные, надо пропаять по указанной технологии с обоих сторон.

Стоит заметить, что все выше сказанное относится к пайке элементов, которые вставляются в отверстия на плате. Для пайки планарных деталей процесс немного более сложен, но реален. Планарные элементы занимают меньше места, но требуют более точного расположения «пятачков» для них.

Планарные элементы (конечно, не самые маленькие) даже проще для пайки в некотором роде, хотя для самодельных устройств уже придется травить плату, так как на макетной плате особого удобства от использования планарных элементов не будет.

Итак, небольшой, почти теоретический бонус про пайку планарных элементов. Это могут быть микросхемы, транзисторы, резисторы, емкости и т.д. Повторюсь, в домашних условиях есть объективные ограничения на размер элементов, которых можно запаять обычным паяльником. Ниже я приведу список того, что лично я паял обычным паяльником-шилом на 220В.

Для пайки планарного элемента уже не получится использовать припой на ходу, так как его может «сойти» слишком много, «залив» сразу несколько ножек. Поэтому надо предварительно в некотором роде залудить пятачки, куда планируется поставить компонент. Тут, увы, уже не обойтись без жидкого флюса (по крайне мене у меня не получилось).

Капаете немного жидкого флюса на пятачек (или пятачки), берете на паяльник совсем немного припоя (можно без флюса). Для планарных элементов припоя вообще надо очень мало. Затем легонько касаетесь концом паяльника каждого пятачка. На него должно сойти немного припоя. Больше чем надо, каждый пятачек «не возьмет».

Берете элемент пинцетом. Во-первых, так удобнее, во-вторых пинцет будет отводить тепло, что очень важно для планарных элементов. Пристраиваете элемент на место пайки, держа его пинцетом. Если это микросхема, то надо держать за ту ножку, которую паяете. Для микросхем теплоотвод особенно важен, поэтому можно использовать два пинцета. Одним держишь деталь, а второй прикрепляешь к паяемой ножке (есть такие пинцеты с зажимом, которые не надо держать руками). Второй рукой снова наносишь каплю жидкого флюса на место пайки (возможно немного попадет на микросхему), этой же рукой берешь паяльник и на секунду касаешься места пайки. Так как припой и флюс там уже есть, то паяемая ножка «погрузится» в припой, нанесенный на стадии лужения. Далее процедура повторяется для всех ног. Если надо, можно подкапывать жидкого флюса.

Когда будете покупать жидкий флюс, купите и жидкость для мытья плат. Увы, при жидком флюсе лучше плату помыть после пайки.

Сразу скажу, я ни разу не профессионал, и даже не продвинутый любитель в пайке. Все это я проделывал обычным паяльником. Профи имеют свои методы и оборудование.

Конечно, пайка планарного элемента требует куда большей сноровки. Но все равно вполне реально в домашних условиях. А если не паять микросхемы, а только простейшие элементы, то все еще упрощается. Микросхемы можно покупать уже впаянные в колодки или в виде готовых сборок.

Вот картинки того, что я лично успешно паял после небольшой тренировки.

Это самый простой вид корпусов. Такие можно ставить в колодки, которые по сложности пайки такие же. Эти элементарно паяются по первой инструкции.

Следующие два уже сложнее. Тут уже надо паять по второй инструкции с аккуратным теплоотводом и жидким флюсом.

Элементарные планарные компоненты, типа резисторов ниже, весьма просто паяются:

Но есть, конечно, предел. Вот это добро уже за пределами моих способностей.

Под занавес, пару дешевых, но очень полезных вещей, которые стоит купить в дополнение к паяльнику, припою, пинцету и кусачкам:

Успехов в пайке! Запах канифоли - это круто!