Как правильно паять

Способ соединения металлических изделий и заготовок в одно целое с помощью паяльника и припоя известен человечеству очень давно. Очевидно, первыми начали применять такой способ кузнецы — ювелиры (Goldsmith), поскольку способ кузнечной сварки не подходил для их тонких и изящных изделий. Позже технологию стали применять для ремонта металлической посуды, а с освоением электричества она надолго стала основным способом соединения проводников и электрокомпонентов. Научиться, как правильно паять электропаяльником, не очень сложно. Потребуются внимательность, аккуратность и терпение.

Как правильно паять

Содержание

• Что такое пайка
• Технология пайки паяльником
• Как правильно паять
• Подготовка паяльника к работе
• Заточка жала
• Лужение паяльника
• Какие существуют виды паяльников
  • Молотковый
  • Электропаяльник
  • Керамический
  • Импульсный
  • Индукционные
  • Газовые
• Выбор мощности
• Подготовка к пайке
• Обработка флюсом или лужение
  • Лужение
  • Обработка флюсом
• Разогрев и выбор температуры
• Внесение припоя
• Какие существуют припои
• Как правильно паять паяльником несколько советов
• Как научиться паять паяльником
• После завершения пайки
• Другие виды пайки
• Как паять алюминий
• Мелкая пайка
• ИМС и чипы
• Микросхемы выпайка
• Заземление паяльника
• Меры безопасности при пайке
  • Вам также могут быть интересны статьи:

Что такое пайка

С точки зрения технологии, спаиванием называют операцию неразъемного соединения деталей из различных материалов, выполняемую с помощью легкоплавкого металла или сплава. Припой в расплавленном виде вводится между двух остающихся в твердом фазовом состоянии изделий, затекает в их мельчайшие поры и, застывая, прочно соединяет их.

Люди начали паять паяльником, нагревая его на открытом огне. Такая работа требовала большого навыка и даже определенного мастерства, чтобы научиться паять, у ученика уходили годы. В начале XX века появились электрические паяльники, поддерживающие постоянную температуру жала, и с тех пор освоить основы пайки по плечу любому за несколько часов. Пайка паяльником утратила тайны ремесла и превратилась в обычный навык домашнего мастера. Тем не менее, электропаяльник паяет не сам, и необходимо соблюдать определенные правила пайки.

Технология пайки паяльником

Профессионалы, занимающиеся паяльными работами весь рабочий день, применяют паяльные станции — достаточно сложный агрегат, позволяющий тонко настраивать режимы процесса. Домашний мастер обходится парой электропаяльников разной мощности.

Технологический процесс состоит из следующих основных операций:

• Подготовка поверхностей.
• Обработка поверхностей флюсом или лужение.
• Нагрев соединяемых предметов.
• Внесение припоя в рабочую зону.
• Прекращение нагрева и затвердевание.
• Проверка качества соединения.

Перечень операций выглядит коротким и простым, но в каждой из них скрываются свои подводные камни.

Как правильно паять

Чтобы научиться паять, необходимо три вещи:

1. Терпение.
2. Терпение.
3. Терпение.

Кроме того, для того, чтобы правильно паять, требуется

• Правильно оборудованное рабочее место.
• Качественный и исправный электропаяльник.
• Правильно выбрать подходящие к спаиваемым материалам паяльную проволоку и флюс.
• Правильно и тщательно подготовить поверхности.

Пайка проводов

Пайка для начинающих лучше получится, если взять для освоения относительно несложное задание, и обязательно на учебном материале. Не нужно осваивать процесс, пытаясь починить пылесос или материнскую плату компьютера — возьмите отрезки проводков и потренируйтесь на них.

Подготовка паяльника к работе

При первом включении нового электропаяльника с его поверхности идет дымок, и появляется характерный запах. Это сгорает тонкий слой смазки, нанесенный на кожух электронагревателя на производстве. Когда смазка выгорит, нужно выключить устройство и дождаться его остывания.

Заточка жала

Жало — это стержень из медного сплава, имеющий форму сильно вытянутого цилиндра. Требуется придать концу жала одну из используемых при паяльных работах форм.

• Сплющенная в виде лопатки. Применяется, чтобы паять массивные заготовки мощными электропаяльниками.
• Заточенная на острый конус или четырехгранную пирамиду. Используется при работе с тонкими проводниками и электронными компонентами.
• Тупой конус подходит для более толстых жил.

Заточка лопаткой позволяет одним жалом паять и тонкие, и более толстые провода и изделия, поворачивая его нужной стороной.

Лужение паяльника

Перед началом работы с паяльником на жало требуется нанести тонкий слой оловянного сплава (залудить). Применяется два основных способа:

• Разогретым жалом прикасаются к канифоли, расплавляют кусочек паяльной проволоки и деревянным шпателем втирают его в поверхность кончика жала.
• Разогретое жало трут о тряпку, пропитанную раствором хлористого цинка, далее действуют так же, как и в первом способе.

После того, как кончик жала покрылся слоем олова, подготовка паяльника к работе завершена.

Какие существуют виды паяльников

За тысячелетия совершенствования технологии люди разработали несколько видов устройств, причем большинство из них — за последнее столетие.

Молотковый

Это традиционный, проверенный временем вид — заостренная с одной стороны медная болванка, которую нагревали на углях или в пламени костра.

Молотковый паяльник

Работа требует отличной координации движений и чувства времени — остывает такое устройство довольно быстро.

Электропаяльник

Это тот самый прибор, который используют большинство домашних мастеров. За столетие изменился лишь материал ручки и изоляция сетевого шнура. Конструкция оптимальна для мощности 25-250 ватт. По цене конкурентов не имеет.

Керамический

Вместо нагревателя из нихрома применяется элемент из специальной электрокерамики. Такой прибор очень быстро нагревается и позволяет регулировать температуру нагрева.

Паяльник с керамическим нагревателем

Их делают маломощными и применяют на производствах.

Импульсный

Жало включается в цепь вторичной обмотки трансформатора, намотанной толстым проводом в несколько витков. В этой цени низкое напряжение, но очень сильный ток. Он разогревает жало за долю секунды. Нагревается жало не постоянно, а только в момент пайки, для чего на рукоятке имеется кнопка включения. Температура не регулируется, но для домашнего применения они удобны и экономичны.

Индукционные

В таких устройствах разогрев сердечника происходит с использованием явления высокочастотной индукции. Отличаются стабильностью рабочей температуры.

Газовые

Сзади жала расположена миниатюрная газовая горелка, а в рукоятке — баллончик с газом. Позволяет работать без электричества, может работать с высокотемпературными припоями, после снятия жала превращается в универсальную газовую горелку.

Газовый паяльник

Отличается повышенной пожароопасностью.

Выбор мощности

Выбор мощности зависит от тех объектов, которые собираются спаивать:

• Тонкие проводки и электронные компоненты : 25-40 ватт.
• Проводники и детали толщиной до одного миллиметра: 40-80 ватт.
• Изделия толщиной до 2 мм:  не менее 100 ватт.

Домашний мастер обычно покупает два электропаяльника:25-40 ватт для тонких работ и 60-100 ватт — для средних. Пайку кабелей и сосудов лучше поручить профессионалу, имеющему соответствующее оборудование и навыки.

Подготовка к пайке

Перед тем, как начать паяльные работы, следует подготовить спаиваемые поверхности. С кабелей удаляют изоляцию, с контактных площадок — загрязнения и лаковое покрытие, если оно имеется.

Далее нужно правильно удалить окисную пленку с поверхности металла. Для этого пользуются следующими способами:

• Механический — зачистка «бархатным» надфилем или мелкозернистой наждачной бумагой.
• Химический — обработка лака слабым раствором кислоты.
• Комбинированный.

Если требуется паять паяльником приводок или вывод электронного компонента к площадке на печатной плате, очистку проводят крайне осторожно, чтобы не повредить соседние участки. Правильно паять — это значит, прежде всего, тщательно готовиться к операции.

Обработка флюсом или лужение

Чтобы компоненты были правильно и надежно спаяны, а соединение обладало минимальным сопротивлением электрическому току, необходимо добиться полного разрушения оксидных пленок на поверхности. Для этого служат две операции: лужение и обработка флюсом.

Лужение

Чтобы залудить провод, понадобится:

• Канифоль.
• Кусочек паяльной проволоки.
• Прогретый электропаяльник.

Конец проводка прижимается жалом к канифоли и во время прогрева проворачивается несколько раз. До образования лужицы расплавленной канифоли.

На жало следует набрать немного припоя, проводок вынимают из канифоли и проводят по нему жалом. Он покрывается тонким слоем олова.

Обработка флюсом

Операция требует меньшей ловкости — нужно всего лишь смазать кончик проводка флюсом с помощью кисточки или загнутой в петельку проволочки. Однако достаточно важно правильно выбрать флюс. Для разных материалов рекомендованы свои составы флюса:

• Для спайки меди и алюминия применяют ЛТИ-120 на основе буры.
• Для меди с медью — ПОС-60, ПОС-50, ПОС-40.
• Для алюминия с алюминием — Ц12, П-250А, ЦА-15.

Флюсы на основе кислоты нельзя применять для работы с печатными платами. Для этого подойдут флюсы на основе воды или спирта.

Разогрев и выбор температуры

Для достижения оптимального режима температура соединяемых элементов должна быть на 60 -80 ⁰C выше температуры плавления припоя, а температура жала должна быть еще на 10-20 ⁰C выше.

На профессиональной паяльной станции выставляют температуру жала на 70-110 ⁰C больше температуры плавления. На обычном устройстве датчика температуры нет, поэтому пользуются следующим способом: при погружении жала в канифоль она должна бурно кипеть, с шипением и появлением характерного смолистого запаха, но не должна дымить и трещать — это означает, что жало перегрето.

Внесение припоя

В разогретую до требуемой температуры рабочую зону припой вносят двумя методами:

• В жидком виде, на кончике жала, применяется при соединении небольших элементов. Для этого касаются проволоки жалом, кусочек проволоки плавится и под действием сил поверхностного натяжения перетекает на жало, покрывая его тонким слоем. Капля при этом с жала свисать не должна.
• В твердом виде, поднося проволоку к рабочей зоне. Применяется при работе с крупными деталями.

Пайка твердым припоем

Важно следить за тем, чтобы не образовывались капли припоя — их надо сразу убирать

Какие существуют припои

В промышленности разработаны и применяются десятки различных марок для различных комбинаций спаиваемых материалов и различных методов спаивания. Правильно выбрать марку из этого разнообразия не так просто, для этого нужны систематические знания по материаловедению В домашней мастерской из всего этого многообразия можно вполне обойтись сплавами группы  ПОС ХХ (оловянно-свинцовыми). Две цифры после названия обозначают процентное содержание олова в сплаве.

Свойства припоев

Для ответственных спаек — печатные платы и электронные компоненты — применяют ПОС-60, для менее важных можно обойтись ПОС-30 .Для спайки алюминия правильно применять составы марки Авиа.

Как правильно паять паяльником несколько советов

Чтобы правильно и надолго припаять детали, следуйте нескольким советам:

• Тщательно готовьте поверхности.
• Правильно прогревайте рабочую зону, не допуская как недостаточного прогрева, так и перегрева.
• Не допускайте недостатка или излишка припоя в рабочей зоне. Его ровный слой должен полностью покрывать провода и контакты, но не должны образовываться капли и потеки.
• Правильно компонуйте рабочее место. Избегайте захламленности. Все должно быть под рукой.
• Придерживайте провода и выводы деталей пинцетом во избежание ожогов.

Как научиться паять паяльником

В качестве учебного задания прекрасно подойдет тренировка на обрезках проводов. Начать лучше с одножильных. Просто возьмите два проводка, и попробуйте их спаять. Когда удастся правильно спаять одножильные проводки (они перестанут отваливаться друг от друга), можно перейти на многожильные.

Признаки того, что вы научились паять правильно и у вас получилась качественное соединение:

• Поверхность затвердевшего припоя серебристая, с отблеском.
• Нет капель и потеков.
• Соединение прочное (не рвется руками).
• Изоляция не оплавлена.

Далее можно продолжать  тренироваться на многожильных кабелях, а потом — на жилах большого сечения.

После завершения пайки

В том случае, когда концы проводов и контактную площадку подвергали обработке флюсом, по окончании операции его остатки необходимо удалить.

Ветошь или губку следует смочить в мыльном растворе и протереть место соединения. Далее его надо просушить сухой ветошью либо феном.

Другие виды пайки

Сухая пайка паяльным карандашом, применяется в тех случаях, когда растекание припоя из рабочей зоны нежелательно — при изготовлении украшений и предметов художественного творчества. Жало берут бронзовое и лужению его не подвергают.

Скрученные жилы большого сечения пропаивают погружением в чашку, заполненную расплавившимся припоем, или футорку. Футорка имеет электроподогрев, на поверхности находится слой кипящего флюса, через который проходят концы жил  при окунании.

Для медных изделий большой массы, таких, как трубы, применяют пайку в пламени горелки. Высокая температура факела удаляет окисный слой.

Пайка горелкой

Вначале проводят лужение тугоплавким припоем, после чего детали можно спаивать низкотемпературными составами.

Как паять алюминий

Пайка алюминия возможна с применением специального флюса Ф-61А и сплавами марки Авиа. Для операции применяют специальное жало из бронзы, покрытое скрещивающимися насечками, напоминающими рисунок напильника. Этими насечками соскребают оксидную пленку, мгновенно образующуюся на поверхности любого алюминиевого изделия.

В тех случаях, когда необходимо создать только электрический контакт, а в прочном соединении нужды нет, применяют способ с предварительным омеднением. Для этого в рабочую область добавляют щепотку порошкообразного медного купороса и растирают его жесткой щеточкой. После появления медного пятна на алюминиевой поверхности ее залуживают и паяют.

Мелкая пайка

При впаивании в печатную плату мелких деталей, таких, как электронные компоненты, нужно избегать двух ошибок:

• Перегрев. Он может привести к выходу их строя деталей и к отслоению проводящих дорожек.
• Избыток припоя. Остаточного тепла, содержащегося в его крупной капле, может хватить на то, чтобы вывести из строя транзистор или микросхему. Массы капли также бывает достаточно для того, чтобы в условиях вибрации или сильного удара оторвать дорожку.

По окончании пропаивания печатную плату следует покрыть специальным лаком, предохраняющим места соединений, детали и проводящие дорожки от влажности и коррозии.

ИМС и чипы

Интегральная микросхема, или чип, обладает особо тонким внутренним устройством и чрезвычайной чувствительностью к перегреву. Паять их необходимо с особой осторожностью, тщательно обеспечивая отвод тепла. Микросхемы в корпусах стандарта DIP, выводы на которых идут через 2,51 миллиметра, паяют маломощными устройствами. Выводы у таких микросхем залужены еще на заводе, поэтому для соединения достаточно короткого и точного прикосновения жала с минимумом состава ПОС 61, в качестве флюса берут спиртоканифоль или состав ТАГС.

Большие чипы, например, процессоры в персональных компьютерах, вообще не паяют, а вставляют в специальные гнезда, припаянные к материнской плате. Самостоятельно правильно припаять процессор смартфона также очень маловероятно, даже если у вас есть паяльная станция.

Микросхемы выпайка

По техническим условиям производителей, микросхемы после выпайки из платы не подлежат дальнейшему использованию — слишком высок риск перегрева. Однако народные умельцы ухитряются выпаивать микросхемы, прикладывая проволоку из нихрома к выпаиваемым ножкам для обеспечения теплоотвода. Но вероятность необратимого повреждения микросхемы все равно остается весьма высокой.

Заземление паяльника

Для работы с  высокочувствительными электронными компонентами, которые могут быть выведены из строя зарядом статического электричества, следует использовать низковольтные электропаяльники. Их заземляют по специальной схеме, с применением понижающего трансформатора. Использование импульсных приборов недопустимо.

Кроме того, мастер должен надеть на запястье заземляющий браслет, подключенный гибким кабелем к массе печатной платы.

Меры безопасности при пайке

Паять правильно- это значит, в том числе, и паять безопасно.

Два основных фактора опасности при паяльных работах — это высокая температура и вредные для здоровья газы, выделяющиеся при плавлении паяльной прволокия и кипении флюса.

Исходя из этого, меры безопасности должны быть следующими:

• Перед началом работы следует осмотреть оборудование на предмет отсутствия механических повреждений, целостности кабеля питания и вилки, надежности крепления жала.
• Рабочее место должно хорошо вентилироваться, лучше всего — быть оборудованным вытяжной вентиляцией.
• Рабочее место недопустимо захламлять, в рабочей зоне должны быть только те предметы, которые будут паяться прямо сейчас.
• Каждый раз, выпуская электропаяльник из рук, кладите его на специальную массивную подставку, исключающую опрокидывание.
• Следует остерегаться брызг припоя и флюса, для чего надо обязательно использовать защитные очки или прозрачный щиток.
• Для фиксации деталей следует применять только инвентарные приспособления: пинцеты, зажимы, устройство «третья рука».

Недопустимо придавливать спаиваемые предметы локтем, кистью, корпусом прибора или другими тяжелыми предметами.

В случае, если брызги попали на кожу, необходимо промыть пораженное место струей холодной чистой воды и нанести антисептическую заживляющую мазь. При попадании брызг в глаза или на другие слизистые оболочки, а также в случае сильных ожогов следует немедленно обратиться к врачу.

При работе следует соблюдать и общие меры электробезопасности, а при использовании газовой паяльной горелки — дополнительные меры пожарной безопасности.

Источник: stankiexpert.ru