Как правильно паять паяльником

Опубликовано: 06.09.2018

видео Как правильно паять паяльником

как НАУЧИТЬСЯ правильно ПАЯТЬ ?

Пайка является технологической операцией, позволяющей получить неразъемное соединение элементов из разных материалов, что обеспечивается введением припоя с относительно низким температурным режимом плавления.



Существует несколько правил, объясняющих, как правильно паять паяльником и получить высокий результат при работе с таким инструментом.

Виды паяльников

Ручной инструмент, используемый в лужении и пайке, позволяет нагревать детали и флюс, а также расплавляет припой с последующим его нанесением на участки контактов спаиваемых элементов.


Учимся паять. Уход за паяльником и основные понятия

Основные виды паяльников представлены несколькими конструкциями: Инструмент с нихромовым нагревателем в виде проволочной спирали, пропускающей переменные сетевые или постоянные/переменные токовые величины низкого напряжения. Современные модели отличаются контролем температурного режима нагрева наконечника при помощи встроенного термодатчика. Конструкция прибора может дополняться специальными изоляторами, снижающими тепловые потери и увеличивающими теплопередачу. Инструмент с керамическим стержневым нагревателем, срабатывающий в процессе подведения на контактную группу напряжения. Данный вид относится к категории наиболее совершенных приборов, отличающихся быстротой нагрева и длительным эксплуатационным сроком, а также имеющим широкий диапазон регулирования температурных показателей и уровня мощности. Индукционный инструмент осуществляет нагрев посредством катушечной части индуктора, а жало характеризуется наличием ферромагнитного покрытия, что способствует получению магнитного поля и разогреву сердечника. Поддерживание необходимого температурного режима на жале осуществляется в автоматическом режиме и не требует наличия термодатчика или какого-либо управляющего электронного устройства. Импульсный инструмент работает при нажатии и удержании в таком положении специальной кнопки «Пуск», чем и обусловлен практически мгновенный нагрев жала до оптимальных рабочих температурных показателей. Отечественные конструкции этого типа характеризуются наличием схемы, в которой медный проводной наконечник представляет собой часть электрической цепи, содержащей также частотный преобразователь и высокочастотный трансформатор. Наиболее современные импульсные модели обладают регулировкой по мощности и температурным показателям, что позволяет одинаково успешно паять мелкие электронные элементы и достаточно крупногабаритные детали. Газовый инструмент относится к категории практичных и автономных устройств, а в качестве теплового источника для достаточного прогрева наконечника служит сгораемый газ, которым заправляется прибор. Отсутствие насадки позволяет использовать такой вид паяльника в качестве традиционной газовой горелки. Автономный аккумуляторный инструмент характеризуется небольшими показателями мощности, поэтому применяется преимущественно в пайке наиболее мелких электронных элементов.

Особняком стоят так называемые паяльные станции, предназначенные, как правило, для выполнения больших по объемам и частых работ, связанных с пайкой.

Безусловно, крупный термовоздушный и инфракрасный паяльный инструмент не способен расцениваться в качестве достойного конкурента традиционным бытовым электрическим паяльникам, но обладает множеством преимуществ использования:

нагрев области пайки выполняется посредством горячей воздушной струи, которая выбрасывается соплом паяльной станции; стандартный температурный режим сфокусированного воздушного прогрева составляет порядка 100-500 °C; в зависимости от вида воздушного давления приборы могут быть представлены турбинными и компрессорными станциями.

В паяльных станциях инфракрасного типа нагрев осуществляется под воздействием ИК-излучения при длине волны в пределах 2-10 мкм.

В популярных до недавнего времени старых паяльниках, нагреваемых на обычном открытом огне, сегодня отпала необходимость, тем не менее, выполненная своими руками простейшая конструкция иногда вполне может послужить заменой дорогостоящему оборудованию.

Разновидности припоев и флюсов

Припои — материалы, используемые в пайке и обладающие температурным режимом плавления ниже, чем данные показатели у соединяемых металлов. С этой целью применяются оловянные, свинцовые, кадмиевые, медные, никелевые, серебряные и некоторые другие виды сплавов:

мягкие припои с температурным режимом плавления в пределах 300 °C представлены оловянно-свинцовыми сплавами, сурьмянистыми припоями для пайки оцинкованных или цинковых элементов, оловянно-свинцово-кадмиевыми припоями для пайки сверхчувствительных к перегревам изделий, оловянно-цинковыми и бессвинцовыми припоями; твердые припои с температурным режимом плавления выше 300 °C представлены, как правило, медно-цинковыми, медно-фосфористыми и серебряными припоями с разными видами добавок.

Флюсы — органические и неорганические вещества или смеси, позволяющие удалять оксиды со спаиваемой поверхности, защищающие ее от негативного воздействия внешней среды и активно понижающие поверхностное натяжение, а также заметно улучшающие распространение жидкого припоя:

в зависимости от температурного интервала активности все смеси и вещества представлены низкотемпературными и высокотемпературными флюсами; в зависимости от природы растворителя используемые флюсы бывают водными и неводными; в зависимости от природы активатора, которым определяется действие, флюсы могут быть кислотными, канифольными и галогенидными, гидразиновыми и фторборатными, анилиновыми и стеариновыми, а также боридно-углекислыми; в зависимости от механизма действия флюсы выполняют защитные или химические функции, оказывают электрохимическое и реактивное действие; в зависимости от агрегатного состояния в пайке используются флюсы твердого, жидкого и пастообразного типа.

Самым простым и доступным в работе дешевым видом флюса, имеющим низкий ток утечки, является канифоль сосновая. Такой химически пассивный тип флюса находит очень широкое применение и обладает умеренной растворимостью в спиртах с глицерином.

К самым известным, высококачественным и популярным, но достаточно дорогостоящим флюсам зарубежного происхождения относятся IF-8001 Interflux, IF-8300 BGA Interflux, IF-9007 Interflux BGA и FMKANC32-005.

Вспомогательные материалы

Вспомогательные материалы представлены компонентами, которые не входят непосредственно в образуемые паяные соединения, но принимают участие в его образовании:

паяльные флюсы — вспомогательные материалы, удаляющие оксиды с поверхности паяемых материалов и припоя, а также предотвращающие их образование; стоп-пасты и стоп-покрытия — вспомогательные материалы, используемые для подготовки поверхности конструктивных элементов и наносимые на паяемые участки, где нежелательным является применение жидкого припоя; припои — вспомогательные материалы, представленные специальными тугоплавкими или легкоплавкими сплавами, что зависит от входящих в состав металлов.

Синтетические клеи и ацетоны, используемые чаще всего в электромонтажных работах, относятся к пожароопасным и вредным вспомогательным веществам, поэтому их применение потребует неукоснительного соблюдения противопожарных и санитарно-гигиенических норм.

Основные вспомогательные материалы для пайки представлены припоями и флюсами, а также газовыми средами, облегчающими нанесение стоп-материалов на покрытия.

Температура пайки

Температурный режим пайки является одним из наиболее важных моментов при выполнении работы пайщиком, и оказывает непосредственное влияние на качество соединений металлов. При этом данный показатель должен превышать аналогичные показатели полного тинольного расплавления.

Тип используемого припоя Химический состав Температурный режим плавления
Цинк Медь Серебро
ПМЦ-36 64 36 825 оС
ПСр-10 37 53 10 830 оС
ПСр-45 25 30 45 730 оС
ПМЦ-54 46 54 880 оС
ПСр-25 35 40 25 780 оС
ПСр-70 4 26 70 780 оС

Согласно теории проводимых работ, до момента заполнения зазора и распределения во всех соединениях припой должен полностью расплавиться, поэтому температурный режим ликвидуса тиноля бывает самым низким, применяемым для высокотемпературной пайки. В то же время все спаиваемые элементы должны прогреваться более сильно.

Подготовка паяльника к работе

Первое включение нового паяльника в электрическую сеть сопровождается выделением из корпуса дыма, что обусловлено выгоранием лака и жиров, попавших в инструмент в процессе сборки или консервации. Именно по этой причине первое включение осуществляется в хорошо вентилируемых помещениях или на улице.

Жалу приобретенного паяльника необходимо при помощи паяльника придать оптимальную и удобную форму, поэтому конец его прогревается и отковывается. В результате такой несложной процедуры происходит максимальное уплотнение меди и продлевается общий срок эксплуатации инструмента.

Самыми часто используемыми и универсальными являются угловое жало и «на срез», а несколько реже применяется в работе ножевидная форма.

Подготовка деталей к пайке

Очистка загрязненных поверхностей производится механическими или химическими способами: первый вариант предполагает зачистку поверхности при помощи напильника, металлической щетки, шлифовального круга или шкурки, а также применение пескоструйных аппаратов с последующим обдуванием струей сжатого воздуха; второй вариант основан на удалении жировых загрязнений, ржавчины и окалины бензином, трихлорэтиленом и различными щелочами с обязательной последующей промывкой под горячей и холодной водой.

Окалину и ржавчину требуется удалять в процессе протравливания раствором серной кислоты, после чего изделие промывается, а на труднодоступные участки наносится флюс. Пайка сложных узлов предполагает их фиксацию при помощи шпилек, болтов или специальных приспособлений.

Поверхности, которые не должны иметь припоя после выполнения пайки, требуется покрыть водной пастой на основе графита или мела.

Лужение

При отсутствии на жале паяльника специального защитного покрытия в обязательном порядке выполняется процесс лужения или покрытия его тонким оловянным слоем. С этой целью жало паяльника доводится до рабочей температуры, после чего окунается в канифоль, а полностью расплавленный припой аккуратно и тщательно растирается по поверхности наконечника. Также можно смочить кусок материи в растворе на основе хлористого цинка и протереть ей нагретое паяльное жало, после чего втереть в поверхность смесь из расплавленного припоя и каменной поваренной соли.

Процесс лужения нового паяльника

Лужение позволяет защитить устройство от коррозийных изменений и необоснованно быстрого износа, поэтому выполняется в процессе первого же включения инструмента после того, как перестанет выделяться дым.

Техника пайки паяльником

Существует несколько основных способов пайки при помощи паяльника, которые отличаются технологическим решением:

низкотемпературная пайка может осуществляться в ручном и полуавтоматическом режиме, с использованием волны жидкого припоя или в процессе погружения в емкость, наполненную расплавленным припоем; высокотемпературная пайка выполняется с применением газовых горелок и высокочастотных токов, а также в процессе экзотермических работ.

Разные виды паяльников

Основные этапы пайки включают в себя подготовку деталей, обработку с применением флюса или лужение, прогрев спаиваемых деталей и тщательное нанесение припоя на участок пайки. Достаточно востребована так называемая пайка без применения припоя. Например, спаивание титана и меди не требует вспомогательных материалов, а базируется на таком явлении, как контактное плавление.

Холодная пайка является дефектом и характеризуется отсутствием образования прочного паяного соединения, поэтому обладает зернистостью структуры и тусклым цветом.

Пайка с канифолью

Колофонская смола, представленная хрупким и стекловидным аморфным веществом темного красного или светлого желтого цвета, широко применяется в качестве флюса.

Самым простейшим является СКФ, или спирто-канифольный флюс, который максимально прост в работе.

Прогретый паяльник опускается в канифоль и покрывается припоем, который наносится на спаиваемые поверхности.

Установленные в нужном положении детали спаиваются в процессе работы с ними паяльным жалом, покрытым припоем с канифолью.

Пайка с кислотой

Ортофосфорная кислота часто применяется в пайке как флюс для соединения углеродистых или низколегированных сталей, никелевых и медных сплавов. Механизм действия заключается в растворении оксидной пленки металлов, припое и дальнейшем разрыхлении с всплытием на поверхность флюса.

Применение ортофосфорной кислоты является предпочтительным при соединении более сложных материалов, чем серебро и медь.

Меры безопасности при пайке

При эксплуатации инструмента для пайки предусматриваются мероприятия, препятствующие поражению током и газовыми смесями, расплавленными солями и металлами.

Использование индукционной пайки предполагает соблюдение правил безопасности при эксплуатации любых электротермических приборов.

В процессе пайки обязательно применяются специальные средства для индивидуальной защиты глаз, органов дыхания и кожных покровов.

Работа с взрыво- и пожароопасными вспомогательными материалами требует особо строгого соблюдения техники безопасности.

Заключение

Пайка является востребованным и абсолютно безопасным процессом только при соблюдении всех соответствующих технологических правил и определенных мер предосторожности. Для получения качественной пайки важно не только грамотно подойти к выбору инструмента и вспомогательных материалов, но также учитывать принцип работы паяльника и способы подготовки поверхностей.

rss