Допустим, требуется запаять алюминий. Не всем известно, что канифоль берет исключительно медь и её сплавы. Прочее паять нужно при помощи специальных флюсов, кислот, припоев. Даже сталь поддаётся этой науке, если подойти с умом. Рассмотрим, как правильно паять паяльником.
Характеристики процесса
Внутри паяльника стоит ТЭН определённой мощности, помещённый в изолирующую рубаху из керамики либо иного жаростойкого материала. Это нужно, чтобы все тепло шло внутрь, где расположено жало. Основное отличие паяльников в мощности и форме. В зависимости от этого мастер и решает, что конкретно требуется использовать.
Часто работают инструментом в электронике. В рассматриваемом случае важно не превысить мощность рассеивания сравнительно хрупких резисторов, микросхем, конденсаторов. Если это произойдёт, работу переделывают заново. С той разницей, что придётся испорченный элемент докупить в магазине. Поэтому важно научиться паять правильно.
Сложно сказать, какая мощность потребуется в конкретном случае. Радиолюбители ориентируются на размеры.
Мощность паяльника
Вначале оценивается мощность паяльника. Понятно, что агрегатом на 100 Вт лезть в материнскую плату попросту опасно. Разумнее приобрести паяльник на 20 или 50 Вт. Обратите внимание, что не все паяльники питаются от сети 220 В. Известно множество примеров несоблюдения правила. Производитель руководствуется простой логикой: для маломощного паяльника требуется витая спираль, вносящая большие потери на частоте 50 Гц. Логичнее перейти на постоянный ток. В подобном случае индуктивность уже не играет большой роли. Если включить маломощный паяльник для постоянного тока (крайний справа на фото) в сеть переменного тока 220 В, изделие сгорит. Но китайцы выпускают малого размера паяльники (второй слева). Представленный на фото показывает мощность 40 Вт и питается от стандартной розетки. Наконец, по умолчанию, в СССР выпускали паяльники на 100 Вт (крайний слева). Как определить мощность и напряжение питания? Это основная трудность: зачастую паяльник не несёт различимых обозначений. Если брать китайский, на нем приклеен красно-белый стикер (см. фото) с информацией, а у прибора с деревянной ручкой мощность указана на вилке. Защитный кожух 100-ваттного паяльника промаркирован соответствующим образом. Там указывается ГОСТ, информацию возможно почерпнуть из документации. Мощный паяльник на 100 Вт позволяет работать с грубыми и большими деталями, незаменим для твёрдых припоев.
Сечение жала
Часто роль играют размеры жала (металлического стержня для пайки). К примеру, 100-ваттный паяльник имеет солидной толщины медную палку. Если нужно паять нечто более тонкое, жало меняют. У рассматриваемого паяльника оно просто вытаскивается, а где купить запасное – уже второй вопрос. К примеру, жала продаются в специальных магазинах для радиолюбителей и могут стоить приличной суммы. Китайский паяльник на 40 Вт с отличным острием обошёлся в 40 рублей (FixPrice), а жало подобного рода может стоить отдельно и 300 рублей. Система крепления разная. К примеру, у паяльника постоянного тока оно выкручивается, а у китайского держится на винтах (как и у прибора с деревянной ручкой). Материал возможен разный. Громоздкие жала 100-ваттных паяльников обычно медные, а скромные и миниатюрные изготавливаются из сплава цветных и черных металлов. Но оба варианта позволяют работать со всеми припоями, поддающимися плавлению.
Перед работой жало паяльника зачищается от отработанных материалов и оксидной плёнки напильником либо надфилем. Понятно, что это не единственный способ. К примеру, для подобных целей разрешено применять разнородные флюсы. Пора читателям узнать, как деталь готовится к пайке.
Как готовятся поверхности детали и жала к процессу пайки при помощи флюсов
Поверхность любого металла (за редким исключением) покрывается оксидной плёнкой. В результате припой просто не ложится. Группа веществ, чье предназначение заключается в удалении оксидной плёнки с поверхности, называется флюсами. Они бывают твёрдыми и жидкими, а также продаются в смеси с припоем в виде паст. К первой категории относят канифоль и ряд прочих веществ. Жидкие флюсы часто бывают кислотами, растворами солей. Основой становится спирт и прочие жидкости.
Важно понять – для различных случаев применяется специальный состав. Отличие лишь в цене, на которой нужно стараться экономить. При действии высоких температур и канифоли с поверхности медной проволоки удаляется оксидный слой и растворяется лаковая изоляция, если имеется (это характерно для обмоток трансформаторов). Одновременно флюс улучшает смачиваемость поверхности. За счёт этого припой без труда растекается, а потом пристаёт и застывает. Образуется эластичный, упругий и прочный контакт. Поэтому пайку применяют не только радиолюбители, но и представители прочих профессий. В том числе для ремонта автомобилей.
Для различных типов поверхности продаётся конкретный флюс. К примеру, сталь травят соляной кислотой, часто используется хлорид цинка. Следует понимать, что после процесса пайки поверхность зачищается, в противном случае продолжится её разрушение. Избавляются от остатков флюсов щётками, наждаком, часто промывают слабым раствором (5%) соды место воздействия кислот, а затем – горячей и холодной водой.
Обратите внимание на смачиваемость: чтобы паять алюминий, недостаточно счистить верхний слой надфилем. Это почти не даёт результата, так как припой не растекается по поверхности. Смачиваемость плохая. После обработки кислотой расстановка сил кардинально меняется. Что касается стали, то и для неё созданы специальные кислоты (см. фото). Паяют и чугун, разделывая кромки под припой. Вначале обрабатывается флюсом поверхность, потом облуживается. Дальше постепенно весь объем заполняется вровень с окружающей поверхностью.
Часто путают раствор нашатырного спирта с нашатырём. Первое есть гидроксид аммония (10-% раствор), а второе – хлорид. Тем и другим запаять провода в чистом виде нельзя, но применяют для изготовления различных флюсов. К примеру, разведение нашатыря водой позволяет получить соляную кислоту. Здесь уже любители изобретают собственные рецепты, многие из них возможно прочитать в открытом доступе. А ещё паять алюминий паяльником советуют при помощи таблетки аспирина.
Что такое припой, разновидности припоев
Припой является смесью металлов. Главная задача: получение максимальной прочности и электропроводность при минимальных затратах. Чаще приходится работать с оловянно-свинцовыми припоями, но для пайки алюминия применяются и цинковые. Показатель температуры плавления последних выше, и это один из критериев, по которому принято вести различие:
- Особолегкоплавкие – показатель температуры плавления ниже 145 градусов Цельсия.
- Легкоплавкие – показатель температуры плавления выше 145 градусов Цельсия, но ниже 450.
- Среднеплавкие – показатель температуры плавления выше 450 градусов Цельсия, но ниже 1100.
- Высокоплавкие – показатель температуры плавления выше 1100 градусов Цельсия, но ниже 1850.
- У тугоплавких припоев показатель температуры плавления выше 1850 градусов Цельсия.
Применять горелку приходится уже в верхней части третьей группы: показатель температуры плавления высок, чтобы её взял паяльник. Добавим, что удельная электропроводность олова выше, нежели у свинца, по этой причине составы с большим содержанием металла для солдатиков дороже. Но это не единственная причина. При лужении кастрюль важно выдержать условия безвредности для человека. Понятно, что о свинце в рассматриваемом случае речи идти не может.
Процент содержания более дорогих металлов обычно фигурирует в названии марки. К примеру, в ПОС (припой оловянно-свинцовый) это возможно 10, 60 либо 90%. В состав часто входит сурьма. Её процент обычно стоит после тире, к примеру, ПОССу 40-0,5. Сурьму добавляют, как и многие прочие примеси, для улучшения качеств припоя. В частности, она уменьшает окисление расплава, что приводит к качественному внешнему виду, и нет надобности защищать лаком стык. Сурьма увеличивает теплостойкость соединения до температуры выше 100 градусов Цельсия.
В Европе сейчас вводится запрет на свинцовосодержащие припои. Их заменяют на серебряные, хотя повышается показатель температуры плавления. И возрастает стоимость, конечно же. Но не нужно думать, что высокая цена означает непременное качество. Олово дорогое, но экспедиция Скотта к Южному полюсу погибла из-за оловянной чумы в 1912 г. Уже при температуре четыре градуса Цельсия возможны негативные изменения, но с понижением процесс усугубляется. Представьте, что творится с чистым оловом на морозе.
Процесс чумы досконально никто объяснить не может. Считается, что олово нужно заразить, и тогда швы припоя осыпаются. Экспедиция Скотта взяла бочки горючего, паянные чистейшим металлом. Были проведены исследования, и установлено, что добавление небольшого процента свинца блокирует развитие чумы. Даже ПОС 90 не боится морозов, но стоит дорого, а в технике часто используется ПОС 40 и ниже, несмотря на его относительно низкую электропроводность.
Кроме перечисленных, местами применяются медные припои. Их показатель температуры плавления сравнительно высок, приходится применять горелку. В подобном случае на поверхность обычно насыпают (реже пользуются жидким) флюс для зачистки. Потом все зависит от характера задачи. К примеру, для пайки наконечника кабеля первый зажимается в тиски колбой вверх, а внутрь насыпается крошка из припоя. Все это греется горелкой. Потом кабель вставляется внутрь, а наружная изоляция оплавляется. Место рекомендуется охлаждать принудительно, к примеру, обдувом.
Процесс пайки
Перед началом работы подготавливаем паяльник. Вначале жало зачищается. Плотный нагар убирается скалыванием острым инструментом. На фото показан паяльник, часть жала зачищена надфилем. Видно, что от долгого применения поверхность стала неровной, бугристой. Это мешает в процессе пайки.
Слабый нагар снимается после разогрева. Для этого применяются те же кислоты и канифоль. Задача – обнажить жало. Часто под действием флюсов отваливается и толстая корка, с трудом стачиваемая.
Изоляция электропроводов зачищается на нужное расстояние. Потом жила обрабатывается расплавом канифоли либо кислотой. Это делается паяльником, и во многих случаях потребуется хорошая вытяжка. К примеру, в промышленности часто применяют пары муравьиной кислоты, но для человека это вещество представляет большую опасность. Прежде чем использовать химикат, чтобы спаять медные электропровода, внимательно поищите в интернете, что говорится по поводу безопасности подобных действий. От характера влияния муравьиной кислоты становится жутко.
Если правильно паять электропровода, то уже в процессе снятия оксидной плёнки видно, как по поверхности ползёт припой. Особенно чётко это можем лицезреть на оборотной стороне печатных плат. Дорожки полагается покрывать тонким слоем припоя. Напрасно волнуются те, кто думает, что это долго делать. Буквально махом нужно обойти монтаж дымящейся канифолью, а потом набрать припоя, и он сам растечётся по поверхности. На типичный блок питания времени уходят считанные минуты. Травить плату в медном купоросе дольше.
Полагаем, что читатели уже осознали, что паять алюминий оловом возможно исключительно после снятия оксидной плёнки.
Умение паять в современной жизни, насыщенной электроприборами и электроникой, необходимо так же, как умение пользоваться отверткой. Методов пайки металлов существует много, но прежде всего нужно знать, как правильно паять паяльником. Такое, казалось бы, несложное действо имеет массу тонкостей и нюансов - начиная с выбора инструмента и заканчивая мерами безопасности при работе с ним.
Общие вопросы
Используют именно металлы, они имеют свойство растекаться по поверхности, если находятся в расплавленном виде. Этому способствуют силы гравитации и умеренного натяжения. Это свойство позволяет соединять несколько деталей. Они покрываются слоем припоя, фиксируя элементы в определенном положении.
Казалось бы, все элементарно: расплавил металл и покрыл им место крепления частей. На практике наблюдается более сложная ситуация, ведь важно, чтобы деталь была и прочной и проводимой электрическим током. В идеале слой должен быть тонким, но с максимальной укрывистостью.
Чтобы лучше спр авиться с этой операцией, нужно учитывать следующие моменты:
Умение сделать это правильно - залог успеха. Все не так сложно, ведь встречается немало универсальных вариантов, с помощью которых можно без труда решать большинство актуальных задач при пайке. Вся необходимая информация содержится на этикетках, поэтому перед покупкой какой-нибудь марки внимательно ознакомьтесь с тем, что там написано.
Обычно флюсы нужны для протравливания и удаления оксидной пленки. Кроме того, их применение - отличный способ защитить от коррозии. Без них сложно представить полноценную подготовку к пайке, ведь если детали не будут лудиться, то и качественного сочленения не достигнуть. Как правило, данные вещества представляют собой смеси солей, щелочей и кислот.
Можно выделить два типа флюсов:
Выбор осуществляется на основании конкретных целей, которые необходимо достигнуть. Лучше, чтобы в арсенале присутствовали обе разновидности.
Фиксация осуществляется с помощью припоев . Как правило, в ход идут свинцово-оловянные марки (ПОС). После маркировки обязательно присутствует цифра, которая свидетельствует о концентрации олова. Чем внушительнее этот показатель, тем выше устойчивость к механическим воздействиям и электропроводность. Температура плавления при этом ниже. Свинец в соединении нужен для застывания. Без него олово не сможет сохранить однородность.
В продаже присутствуют особые разновидности припоев, в которых отсутствует свинец (БП). Он заменен индием или цинком. Большой плюс таких соединений - отсутствие токсичности. Температура плавления выше, но и прочность гораздо серьезнее.
Можно отыскать легкоплавкие марки. Это припои Вуда и Розе. Они растекаются при температуре 90−110 градусов. Применяются такие соединения при создании и ремонте аппаратуры.
Разнообразие видов работ и условий, в которых они производятся, породило возникновение нескольких типов паяльного оборудования.
Выбор жала паяльника
Эта часть конструкции различна по форме и материалу, из которого произведена. Самым примитивным вариантом является шилообразное жало. Вариаций существует много: лопатка, конус, скос и т. д. Выбирая форму, нужно иметь представление о работе, которая будет выполняться этим жалом. Важно приобрести то, что будет обеспечивать максимальную площадь соприкосновения с поверхностью.
Как правило, в качестве материала используется медь , в которую добавляются различные примеси (например, хром или никель). Это позволяет улучшить эксплуатационные свойства. В частности, значительно увеличивается долговечность.
Жало без покрытия быстро приходит в негодность. Его приходится периодически чистить и лудить . Чтобы нивелировать этот изъян, рекомендуется отковать этот элемент и обточить с целью придания той или иной формы.
В различных ситуациях этот инструмент может применяться с рядом особенностей, на которые стоит обратить внимание. От этого зависит не только конечное качество, но и степень осуществимости операции в целом.
Пайка проводки
Концы окунаются во флюс и после этого по ним проводим жалом, смоченным этим же раствором. Тут важно стряхивать излишки с проводов
. Не пренебрегайте этим, если хотите добиться качественного соединения и безупречного функционирования.
Когда предварительная стадия закончена, скручиваем провода и прогреваем их с небольшим количеством припоя. Все свободное пространство должно быть заполнено расплавленной смесью.
Если подразумеваются многопроволочные жилы, можно обойтись без лужения. Концы просто смачиваются и фиксируются без предварительной обработки жалом. Внутри распределительных щитов эта операция не производится, так как высок риск корродирования. Кроме того, подобные конструкции не относятся к категории разъемных.
Ремонт электроники
Правильный
подход достижим только опытным путем. Если никогда не выполняли подобную работу, воспользуйтесь помощью специалиста, который подскажет, как работать паяльником
в этом случае, ведь важно, чтобы кто-то контролировал и вовремя вносил правки
в процесс. Но если речь идет о типовой печатной микросхеме
, справится даже тот, кто впервые взял в руки инструмент.
Легче всего паять мелкие выводные элементы. Предварительно фиксируем их с помощью какого-нибудь вязкого вещества в отверстиях. Плотно прижимаем жало с обратной стороны для прогрева. Затем вводим в место спайки припой (его не должно быть слишком много).
Если выводной элемент болтается, сначала смачиваем его флюсом. При такой технике небольшая капля олова с паяльника переносится на ножку. Вещество стекает, заполняя собой отверстие.
Крупногабаритные детали
Кабельные муфты, баки и посуда отличаются высокой теплоемкостью, поэтому процесс обслуживания
и соединения выглядит несколько иначе.
Сначала добиваемся полной неподвижности. Это делается с помощью струбцин или пластилина (воска). Затем выполняется точечная спайка.
Следующий этап - лужение . Оно выполняется в местах фиксации. Важно подойти к этому процессу со всей тщательностью.
Затем - свободное пространство заполняется припоем. Используются специальные составы, отличающиеся тугоплавкостью и способностью сохранять герметичность на протяжении длительного отрезка времени.
Если предстоит сделать крупный шов, роль паяльника может исполнить медный топорик, подогреваемый на огне. Это все, что нужно для пайки в подобных случаях.
Важные моменты
Работа с паяльником не так проста, как это может показаться. Развитие этого умения существенно расширит спектр операций и техник , которые вы сможете использовать.
Умение паять в современной жизни, насыщенной электроприборами и электроникой, необходимо так же, как умение пользоваться отверткой и вантузом. Методов пайки металлов существует много, но прежде всего нужно знать, как паять паяльником, хотя в бытовых условиях осуществимы и могут понадобиться также другие ее способы. В помощь желающим освоить технологию ручных спаечных работ и предназначена эта статья.
Флюсы
Паяльные флюсы делятся на нейтральные (неактивные, бескислотные), химически с основным металлом не взаимодействующие или взаимодействующие в ничтожной степени, активированные, химически действующие на основной металл при нагреве, и активные (кислотные), действующие на него и холодными. В отношении флюсов наш век принес больше всего нововведений; большей частью все же хороших, но начнем с неприятных.
Первое – технически чистого ацетона для промывки паек в широкой продаже больше нет вследствие того, что он используется в подпольном производстве наркотиков и сам обладает наркотическим действием. Заменители технического ацетона – растворители 646 и 647.
Второе – хлористый цинк в активированных флюс-пастах часто заменяют тераборнокислым натрием – бурой. Соляная кислота – высокотоксичное химически агрессивное летучее вещество; хлорид цинка также токсичен, а при нагреве сублимирует, т.е. улетучивается не плавясь. Бура безопасна, но при нагреве выделяет большое количество кристаллизационной воды, что немного ухудшает качество пайки.
Примечание: бура сама по себе паяльный флюс для пайки погружением в расплавленный припой, см. далее.
Хорошая новость – теперь в продаже есть широчайший ассортимент флюсов на все случаи паяльной жизни. Для обычных спаечных работ вам понадобятся (см. рис.) недорогие СКФ (спиртоканифольный, бывший КЭ, второй в списке бескислотных флюсов в табл. I.10 на рис. выше) и паяльная (травленая) кислота, это первый в списке кислотный флюс. СКФ пригоден для пайки меди и ее сплавов, а паяльная кислота – для стали.
Пайки от СКФ нужно обязательно промывать: в состав канифоли входит янтарная кислота, при длительном контакте разрушающая металл. Кроме того, случайно пролитый СКФ мгновенно растекается по большой площади и превращается в очень долго сохнущую чрезвычайно липкую гадость, пятна от которой ничем не сводятся ни с одежды, ни с мебели, ни с пола со стенами. В общем СКФ для пайки хороший флюс, но не для ротозеев с растяпами.
Полноценный заменитель СКФ, но не такой противный при небрежном обращении – флюс ТАГС. Стальные детали более массивные, чем допустимо для пайки паяльной кислотой, и более прочно, паяют флюсом Ф38. Универсальным флюсом можно паять практически любые металлы в любых сочетаниях, в т.ч. алюминий, но прочность спая с ним не нормируется. К пайке алюминия мы еще вернемся.
Примечание: радиолюбители, имейте в виду – сейчас есть в продаже флюсы для пайки эмалированных проводов без зачистки!
Другие виды пайки
Любители мастерить также часто паяют сухим паяльником с бронзовым нелуженым жалом, т. наз. паяльным карандашом, поз. 1 на рис. Он хорош там, где недопустимо растекание припоя вне зоны пайки: в ювелирных изделиях, витражах, паяных предметах прикладного искусства. Иногда всухую паяют и микрочипы, монтируемые на поверхность, с шагом расположения выводов 1,25 или 0,625 мм, но это дело рискованное и для опытных специалистов: плохой тепловой контакт требует избыточной мощности паяльника и длительного нагрева, а обеспечить стабильность прогрева при ручной пайке невозможно. Для сухой пайки применяют гарпиус из ПОСК-40, 45 или 50 и флюс-пасты, не требующие удаления остатков.
Тупиковые скрутки толстых проводов (см. выше) паяют погружением в футорку – ванночку с расплавленным припоем. Когда-то футорку грели паяльной лампой (поз. 2а), но ныне это дикость первобытная: электрофуторка, или паяльная ванна (поз. 2) дешевле, безопаснее и дает лучшее качество пайки. Скрутку в футорку вводят сквозь слой кипящего флюса, подаваемого на припой после его расплавления и прогрева до рабочей температуры. Простейший флюс в данном случае – порошок канифоли, но она скоро выкипает и еще быстрее пригорает. Лучше флюсовать футорку бурой, а если паяльная ванна используется для оцинковки мелких деталей, то это единственно возможный вариант. В таком случае максимальная температура футорки должна быть не ниже 500 градусов Цельсия, т.к. цинк плавится при 440.
Наконец, массивную медь в изделиях, напр. трубы, паяют высокотемпературной пайкой в пламени. В нем всегда есть несгоревшие частицы, жадно поглощающие кислород, поэтому пламя обладает, как говорят химики, восстановительными свойствами: снимает остаточный окисел и не дает образоваться новому. На поз. 3 видно, как пламя специальной паяльной горелки буквально выдувает все ненужное из зоны пайки.
Высокотемпературную пайку ведут, см. рис. справа, равномерно потирая с нажимом зону пайки 1 палочкой твердого припоя 2. Пламя горелки 3 должно следовать за припоем, чтобы горячее пятно не оказалось на воздухе. Предварительно зону пайки греют, пока не пойдут цвета побежалости. К луженой твердым припоем поверхности можно припаять что-то еще припоем мягким как обычно. Подробнее о пайке в пламени см. далее, когда дело дойдет до труб.
Курьезно, но в некоторых источниках паяльную горелку обзывают паяльной станцией. Ну, рерайт есть рерайт, что с него возьмешь. На самом деле настольная паяльная станция (см. след. рис.) – оборудование для тонких паяльных работ: с микрочипами и др., где недопустим перегрев, растекание припоя куда не надо и пр. огрехи. Паяльная станция точно поддерживает заданную температуру в зоне пайки, и, если станция газовая, то контролирует подачу туда газа. В таком случае горелка входит в ее комплект, но сама по себе паяльная горелка паяльная станция не более, чем каменоломня – собор Василия Блаженного.
Как паять алюминий
Благодаря современным флюсам паять алюминий стало в общем не сложнее, чем медь. Для низкотемпературной его пайки предназначен флюс Ф-61А, см. рис. Припой – любой аналог припоев Авиа; в продаже есть разные. Единственно что – стержень в паяльник лучше вставить бронзовый луженый с насечками на жале примерно как у напильника. Он под слоем флюса легко соскоблит прочную пленку окисла, которая и не дает алюминию паяться просто так.
Для высокотемпературной пайки алюминия припоем 34А предназначен флюс Ф-34А. Однако греть зону пайки пламенем нужно очень осторожно: температура плавления самого алюминия всего 660 Цельсия. Поэтому высокотемпературную пайку алюминия лучше применять беспламенную камерную (пайка с печным подогревом), но оборудование для нее стоит дорого.
Есть еще «пионерский» способ пайки алюминия с предварительным омеднением. Он пригоден, когда требуется только электрический контакт, а механические напряжения в зоне пайки исключены, напр., если нужно соединить алюминиевый кожух с общей шиной печатной платы. «По-пионерски» пайка алюминия осуществляется на установке, показанной на рис. слева. Порошок медного купороса насыпают горкой в зону пайки. Зубную щетку пожестче, обмотанную голым медным проводом, окунают в дистиллированную воду и растирают ею с нажимом купорос. Когда на алюминии появится медное пятно, его лудят и паяют как обычно.
Мелкая пайка
В пайке печатных плат есть свои особенности. Как паять детали на печатные платы, в целом см. небольшой мастер-класс в рисунках. Лужение проводов отпадает, т.к. выводы радиокомпонент и чипов уже луженые.
В любительских условиях, во-первых, нет особого смысла лудить все токоведущие дорожки, если устройство работает на частотах до 40-50 МГц. В промышленном производстве платы лудят низкотемпературными способами, напр. напылением или гальваническим. Прогрев дорожек паяльником по всей длине ухудшит их сцепление с основой и увеличит вероятность отслоения. После монтажа компонент плату лучше покрыть лаком. Медь от этого сразу потемнеет, но на работоспособность устройства это никак не повлияет, если только речь не идет об СВЧ.
Затем, взгляните на нечто безобразное слева на след. рис. За такой брак и в недоброй памяти советском МЭПе (министерстве электронной промышленности) монтажников разжаловали в грузчики или подсобники. Дело даже не во внешнем виде или перерасходе дорогого припоя, а, во-первых, в том, что за время остывания этих блямб перегрелись и монтажные площадки, и детали. А большие тяжелые наплывы припоя – довольно инертные для уже ослабленных дорожек грузики. Радиолюбителям хорошо знаком эффект: спихнул нечаянно плату-«каракатицу» на пол – 1-2 или более дорожек отслоились. Не дожидаясь и первой перепайки.
Паечные наплывы на печатных платах должны быть округлыми гладкими высотой не более 0,7 диаметра монтажной площадки, см. справа на рис. Кончики выводов должны немного выступать из наплывов. Кстати, плата полностью самодельная. Есть способ в домашних условиях сделать печатный монтаж таким же точным и четким, как фабричный, да еще и вывести там надписи, какие хочется. Белые пятнышки – блики от лака при фотосъемке.
Наплывы вогнутые и тем более сморщенные – тоже брак. Просто вогнутый наплыв значит, что припоя недостаточно, а морщинистый, кроме того, что в пайку проник воздух. Если собранное устройство не работает и есть подозрение на непропай, смотрите в первую очередь такие места.
ИМС и чипы
По сути интегральная микросхема (ИМС) и чип одно и тоже, но для ясности, как в общем и принято в технике, микросхемами-«микрухами» оставим ИМС в DIP-корпусах, до больших по степени интеграции включительно, с выводами через 2,5 мм, устанавливаемые в монтажные отверстия или паечные пистоны, если плата многослойная. Чипами пусть будут сверхбольшие ИМС-«миллионники», монтируемые на поверхность, с шагом выводов 1,25 мм и меньшим, а микрочипами – миниатюрные ИМС в таких же корпусах для телефонов, планшетов, ноутбуков. Процессоры и прочих «камни» с жесткими многорядными штыревыми выводами не трогаем: они не паяются, а устанавливаются в специальные панельки, которые запаиваются в плату однократно при ее сборке на предприятии.
Заземление паяльника
Современные КМОП (CMOS) ИМС по чувствительности к статическому электричеству такие же, как ТТЛ и ТТЛШ, держат без повреждения потенциал в 150 В в течение 100 мс. Амплитудное значение действующего напряжения сети 220 В – 310 В (220х1,414). Отсюда вывод: паяльник нужен низковольтный, на напряжение 12-42В, включенный через понижающий трансформатор на железе, не через импульсник или емкостный балласт! Тогда даже прямой пробой на жало не испортит дорогущие чипы.
Остаются еще случайные, и тем более опасные, выбросы сетевого напряжения: сварку рядом включили, бросок сети был, проводка заискрила и т.п. Самый надежный способ уберечься от них – не отводить «бродячие» потенциалы с жала паяльника, а не пускать из туда. Для этого еще на спецпредприятиях СССР применялась схема включения паяльников, показанная на рис.:
Точка соединения C1 C2 и сердечник трансформатора подключаются непосредственно к контуру защитного заземления, а к средней точке вторичной обмотки – экранная обмотка (незамкнутый виток медной фольги) и заземлители рабочих мест. К контуру эта точка подключается отдельным проводом. При достаточной мощности трансформатора к нему можно подключать сколько угодно паяльников, не заботясь о заземлении каждого в отдельности. В домашних условиях точки a и b соединяют с общей клеммой заземления отдельными проводами.
Микросхемы, пайка
Микросхемы в DIP-корпусах паяются как прочие радиоэлектронные компоненты. Паяльник – до 25 Вт. Припой – ПОС-61; флюс – ТАГС или спиртоканифоль. Смывать его остатки нужно ацетоном или его заменителями: спирт берет канифоль туго, и между ножками отмыть им полностью не удается ни кисточкой, ни ветошью.
Что до чипов и тем более микрочипов, то паять их вручную настоятельно не рекомендуется специалистам любого уровня: это лотерея в весьма проблематичным выигрышем и весьма вероятным проигрышем. Если уж у вас дело дойдет до таких тонкостей как ремонт телефонов и планшетов, то придется раскошелиться на паяльную станцию. Пользоваться ею не намного сложнее, чем ручным паяльником, см. видео ниже, а цены вполне приличных паяльных станций ныне доступны.
Видео: уроки пайки микросхем
Микросхемы, выпайка
«По-правильному», ИМС для проверки при ремонте не выпаиваются. Их диагностика производится на месте специальными тестерами и методами и негодная удаляется раз и навсегда. Но любители не всегда могут себе это позволить, поэтому на всякий случай ниже даем ролик о методах выпайки ИМС в DIP-корпусах. Чипы с микрочипами умельцы тоже исхитряются выпаивать, напр., подсовывая под ряд выводов нихромовую проволочку и грея сухим паяльников, но это лотерея еще менее выигрышная, чем ручной монтаж больших и сверхбольших ИМС.
Видео: выпайка микросхем – 3 способа
Как паять трубы
Медные трубы паяют высокотемпературным способом любым твердым припоем для меди с активированной флюс-пастой, не требующей удаления остатков. Далее возможны 3 варианта:
- В медных (латунных, бронзовых) соединительных муфтах – паяльных фитингах.
- С полной раздачей.
- С неполными раздачей и сжатием.
Пайка медных труб в фитингах надежнее прочих, но требует значительных дополнительных расходов на муфты. Единственный случай, когда она незаменима – устройство отвода; тогда используется фитинг-тройник. Обе паяемые поверхности заранее не лудят, но покрывают флюсом. Затем трубу вводят в фитинг, надежно фиксируют и пропаивают стык. Пайка считается законченной, когда припой перестанет уходить в зазор между трубой и муфтой (нужен 0,5-1 мм) и выступит снаружи небольшим валиком. Фиксатор снимают не ранее чем через 3-5 мин по затвердевании припоя, когда стык уже можно держать рукой, иначе припой не наберет прочность и стык когда-то да потечет.
Как паяют трубы с полной раздачей, показано слева на рис. Давление «раздатая» пайка держит такое же, как и фитинговая, но требует доп. специнструмента для разворачивания раструба и повышенного расхода припоя. Фиксация впаиваемой трубы не обязательна, ее можно вдвинуть в раструб с проворотом, пока не заклинит намертво, поэтому пайку с полной раздачей часто делают в неудобных для установки фиксатора местах.
В домашней разводке из тонкостенных труб малого диаметра, где давление уже небольшое, а его потери несущественны, целесообразной может оказаться пайка с неполной раздачей одной трубы и сужением другой, поз. I справа на рис. Для подготовки труб достаточно круглой палки из твердого дерева с коническим острием в 10-12 градусов с одной стороны и усеченно-конической лункой в 15-20 градусов с другой, поз II. Концы труб обрабатывают, пока они без заклинивания не войдут друг в друга прим. на 10-12 мм. Лудят поверхности заранее, наносят на луженые еще флюса и соединяют до заклинивания. Затем греют до плавления припоя и подпирают зауженную трубу, пока ее не заклинит. Расход припоя выходит минимальным.
Важнейшее условие надежности такого стыка – сужение должно быть ориентировано по току воды, поз. III. Школьный закон Бернулли – обобщение для идеальной жидкости в широкой трубе, а у реальной жидкости в узкой трубе за счет ее (жидкости) вязкости максимум скачка давления смещается противоположно току, поз. IV. Возникает составляющая силы давления, прижимающая зауженную трубу к раздатой, и пайка получается очень надежной.
Что еще?
Ах да, подставки для паяльников. Классическая, слева на рис., пригодна для любых стержневых. Где на ней быть ванночкам для припоя и канифоли – дело ваше, какой-либо регламентации нет. Для маломощных паяльников с фартуком пригодны упрощенные подставки-скобы, в центре.
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.
Казалось бы, сам вопрос, как правильно паять паяльником, весьма прост. Макнул жало в канифоль, набрал на кончик припоя – и коснулся контактов детали, которую надо припаять.
На самом деле, для выполнения этой работы нужны определенные навыки, которые приходят с опытом. Иначе, как объяснить отличие в качестве пайки, сделанной разными мастерами?
Как быстро научиться паять
Для того чтобы освоить азы пайки необходимо правильно подобрать инструмент. Начнем с главного, с выбора паяльника.
Выбираем правильный паяльник
В большинстве случаев, подойдет паяльник с медным жалом 40-60 Вт, подставка, флюс (лучше всего канифоль) и припой.
Не следует гоняться за дорогими керамическими приборами и паяльными станциями. Для обучения вполне подойдет базовый набор. И не забудьте пинцет.
ВАЖНО! После того, как вы освоите азы пайки – станет понятно, что обучающий набор подходить для 90% домашней работы с паяльником.
Многие продвинутые радиолюбители десятки лет пользуются еще советскими паяльниками без регуляторов.
А качеству пайки может позавидовать владелец оснащенной по последнему слову техники паяльной станции.
Чтобы правильно паять, нужно тренироваться
Если инструмент новый необходимо подготовить жало, заточить и залудить. Это способ годится исключительно для жал из меди.
Как залудить жало, пошаговая инструкция
Если вы уже пользовались инструментом, то правильно подготовить жало к работе поможет это видео
Далее, нарежьте несколько кусочков провода разного сечения, и найдите любой сломанный электроприбор (транзисторный приемник или кассетный магнитофон). Из этого набора можно сделать отличный полигон для тренировок.
Как правильно залудить жало, если припой не липнет – видео
Выпаивайте и ставьте обратно радиодетали на схеме, соединяйте провода со скруткой и без нее. Лучшее пособие для обучения – самостоятельная практика на компонентах, которые не жалко испортить.
Последовательность действий
Не торопитесь сразу соединять две детали припоем. Для начала освойте зачистку провода и контактной площадки на монтажной плате. Затем потренируйтесь лудить разделанный провод.
Попробуйте выпаять из платы двух, а затем и трех контактную радиодеталь (к примеру – транзистор). И только после этого пробуйте паять начисто. Запомните главное правило – сначала прогреть место спайки, затем добавить в него припой.
Добавить припой можно несколькими способами.
- Поднести расплавленный состав на кончике жала
- Поднести проволочку припоя к месту соединения и прижав все жалом дождитесь, кода состав начнет плавиться.