Для маломощных устройств часто используется коническое гнездо (обычное или спиральное, также показанное на рисунке 3), в которое инструмент вставляется с клеммной колодки.
Как правильно паять в домашних условиях?
Пайка популярна при сборке различного электро- и радиооборудования. Обеспечивает электропроводящее соединение медных проводов и других медных изделий друг с другом, с компонентами электрических цепей и другими металлическими деталями из чистой меди и медных сплавов, а также сварку алюминия. Сварка проста, очень гибкая и обеспечивает низкое контактное сопротивление соединяемых деталей.
Суть метода сварки заключается в нагреве контактной поверхности и последующем заполнении ее жидким металлическим клеем. После того как расплавленный металл остынет, он создает электрический контакт. Перед сваркой проводов обычно требуется дополнительная обработка соединяемых поверхностей (обычно пайкой) для обеспечения долговременной стабильности.
Без вибрационных и ударных нагрузок достигается хорошая прочность сварного шва для небольших деталей. Во всех остальных случаях сварной шов дополнительно закрепляется.
Что может понадобиться для пайки?
Для сварки необходим источник тепла. Сварка может производиться открытым пламенем, электрической катушкой или лазерным лучом. С помощью последнего можно сваривать даже чистый металл. Электрический паяльник в основном используется в домашних условиях. Он подходит для:
- монтажа и ремонта различных электронных схем;
- конструирования и ремонта электротехнического оборудования;
- лужения слоем припоя различных металлических изделий.
Паяльник
Сварка с помощью ручного паяльника, используемого для сварки:
- прогрева соединяемых компонентов;
- нагрева припоя до перехода его в жидкое состояние;
- нанесения жидкого припоя на соединяемые элементы.
Паяльник, показанный на рисунке 1, содержит:
- изолированный слюдяной пленкой или стеклотканью спиральный нагреватель из нихромовой проволоки;
- медное жало, которое расположено внутри спирали;
- пластиковую или деревянную рукоятку;
- корпус для размещения жала паяльника и спирали.
Подключение к электросети осуществляется через кабель длиной около 1 м, который выходит из задней части ручки через ограничитель радиуса поворота.
Деревянная или пластиковая ручка имеет форму простого хвата. Для пайки электронных схем используются энергосберегающие изделия, имеющие пистолетную рукоятку с курком для быстрого нагрева наконечника. Одна из версий показана на рисунке 2.
Бытовые сварочные аппараты рассчитаны на подключение к 12 В и 220 В.
По соображениям электробезопасности сварочные аппараты на 220 вольт должны быть оснащены 3-контактной вилкой для обеспечения надежного заземления. Для 12-вольтовой техники достаточно простой 2-контактной вилки с плоским разъемом.
Припой
Для сварки используется сплав олова и свинца, хотя могут применяться и другие металлы. Сварка производится в виде труб или проволоки различного диаметра. Трубчатый припой заполнен канифолью изнутри и больше подходит для сварки.
Для снижения затрат в сплав добавляют свинец. Их конкретное содержание варьируется, что напрямую отражается на оценке. Например, PIC-61 (очень популярный третичный сплав) означает:
- П — припой;
- ОС – оловянно-свинцовый;
- 61 – с 61-процентным содержанием олова.
В повседневной жизни, при сварке сплавами с пониженным содержанием олова, консервацию посуды следует проводить составом PIC-90.
Кроме того, сварка осуществляется мягким и твердым припоем. Мягкие композиции имеют температуру плавления ниже 450, а остальные относятся к твердым композициям. Температура плавления клея PIC-61 составляет 190 — 192 °С. Из-за сложности нагрева высокотемпературного клея твердое склеивание невозможно выполнить с помощью электроинструмента.
Алюминий сваривается составами, в которые добавляются легкоплавкие металлы: Алюминий и кадмий. Из-за их высокой токсичности сварка с ними возможна только при отсутствии альтернативы.
Флюс
Сварка всегда предполагает использование флюса — вспомогательного материала, который обеспечивает сварной шов:
Меры безопасности
Соблюдайте меры предосторожности:
- способствует защите от термических ожогов;
- предотвращает возникновение пожара;
- защищает от поражения электрическим током.
Перед началом сварки убедитесь, что кабель питания находится в хорошем состоянии. Убедитесь, что источник питания находится в хорошем состоянии. Паяльник всегда должен быть установлен на подставку. Не прикасайтесь к корпусу паяльника и держите его только за ручку.
Особенности
Чтобы уметь работать с паяльником, необходимо сначала узнать его назначение и характеристики. Этот бытовой прибор подключается к электросети и может локально нагреваться до +300 градусов Цельсия и более.
Типичная мощность устройства не превышает 80-100 Вт, существуют также модели с меньшими значениями. Рабочая поверхность паяльника, называемая паяльным наконечником, используется для нагрева клея (обычно сплава олова и свинца) и соединения металлических деталей — кабелей, печатных схем — вместе.
Начинающему достаточно легко понять, что необходимо для пайки. Существует стандартный перечень материалов и инструментов, без которых и профессионалы, и любители ничего не смогут сделать. Важно помнить, что в домашних условиях следует использовать самые простые и дешевые компоненты, небольшого запаса которых хватит надолго. При выборе материалов важно учитывать, что припой должен выдерживать более низкую температуру, чем соединяемые им металлы.
Для правильного процесса сварки важно, чтобы компоненты были подготовлены перед сваркой. Обрабатывающие инструменты используются для удаления грязи, окислов и следов старых соединений. К ним относятся различные абразивные материалы — от паяльников и напильников до наждачной бумаги или стоматологической бормашины.
Существуют также процессы химической очистки, когда специальные реагенты приобретаются отдельно и применяются непосредственно в процессе. Эти же химикаты используются для ухода за кромками медного и стального сварочного оборудования.
Для сварки в домашних условиях используются сварочные материалы с низкой температурой плавления — до 450 градусов Цельсия.
В качестве сварного шва используются оловянно-свинцовые смеси и флюс — сварочный агент, предотвращающий окисление поверхности кромок. Лужение — нанесение и распределение жидкого связующего вещества на поверхности — используется для соединения металлических элементов между собой при помощи сварки. Затем кабели или другие части соединяются вместе, при необходимости добавляя клей.
Таким способом можно соединять сплавы драгоценных и цветных металлов. Сталь, чугун и алюминий не подходят для сварки при низких температурах. Электронные печатные платы паяются с концентрацией олова до 61 % и температурой плавления 190 градусов. Используемые флюсы должны быть устойчивы к коррозии. Активные флюсы невозможно полностью удалить, они химически более агрессивны и могут проникнуть в структуру платы и разрушить ее.
Инструменты
Для пайки необходимо приобрести соответствующий инструмент.
Он должен соответствовать определенным критериям:
- иметь регулировку температуры нагрева (не всегда);
- давать возможность настройки мощности;
- соответствовать поставленным задачам по размерам и интенсивности накала;
- иметь блок для защиты от скачков напряжения.
Конечно, самые дешевые паяльные машины оснащены лишь умеренно. Самые дешевые паяльные машины только самые дешевые: в них нет ни регулятора температуры, ни защиты от перепадов напряжения. Таковы особенности так называемых паяльных станций. Для домашнего использования они нужны только в том случае, если вы планируете паять много и часто.
Одиночные задачи можно легко выполнить с помощью самого простого инструмента без дополнительных опций.
Паяльник
Выбор этого инструмента должен зависеть от цели и решаемых задач. Например, для работы с микросхемами нужен самый маленький паяльник — на 12 В, который подключается через адаптер. Модели мощностью 80-100 Вт рассчитаны на нормальное сетевое напряжение и подходят для пайки проводов и большинства других задач.
Паяльники бывают разных форм и размеров. К наиболее популярным относятся следующие.
- С медным жалом. Самый распространенный вариант с наконечником из цветного металла. Такие паяльники перед работой обязательно подвергают лужению, их также нужно регулярно очищать от нагара и окалины, чтобы избежать ухудшения проводимости. Инструмент этого типа обычно не имеет терморегуляторов, уменьшить или увеличить нагрев наконечника можно, правильно подобрав его длину.
- Керамический. Нагревательный элемент в нем изготовлен из электротехнической керамики. Она хорошо пропускает тепло. У керамических моделей обычно есть терморегулятор, а нагреваются они быстрее других.
- Нихромовый или необгораемый. Этот элемент имеет тонкое никелированное покрытие, которое не окисляется так быстро, как это происходит с медным наконечником. Но у нихромовых изделий есть свои недостатки — они боятся механических повреждений, легко деформируются.
- Стальной. Редко встречается, хуже проводит тепло, в дополнение ко всему легко окисляется. Но в некоторых случаях им можно заменить медный аналог.
- Комбинированный. Этот вариант предусматривает изготовление контактной части паяльника из нескольких составных компонентов. Например, сердечник может быть стальным, а наружная часть — медной, с более высокой передачей тепла. Стоит обратить внимание на то, что комбинированные изделия чаще всего имеют узкоспециальное применение. Покупать их для домашней пайки необязательно.
Расходные материалы
Для пайки в домашних условиях вам потребуется приобрести паяльник или флюс и припой. Стоит подробнее остановиться на том, зачем нужны эти материалы. Именно они обеспечивают правильную подготовку и надежное соединение проводников во время сварки.
Флюсы и канифоль
Наиболее распространенным веществом в этой группе является канифоль (отвержденная смола). Он химически нейтрален и не подвержен коррозии. Его основная функция заключается в удалении грязи и следов окисления с края паяльника или с соединяемых деталей. Он растворяет соли, подготавливает поверхность к процессу сварки и улучшает адгезию клея.
Флюс — это химическое вещество, выполняющее ту же функцию. Он выпускается в виде жидкого кислотного раствора; можно использовать буру, муравьиную кислоту, готовый к применению состав LTI-120 и самостоятельно приготовленные соединения на основе меди и алюминия. Состав наносится кистью и промывается техническим спиртом по окончании процесса сварки для предотвращения коррозионных процессов.
Смола плавится только при нагревании. По этой причине к нему применяется особый подход.
- В емкость укладываются крошки канифоли или целый кусок.
- На него кладется припой.
- В канифоль погружается жало паяльника. Это позволяет избежать его окисления.
- Достигнув припоя, наконечник инструмента равномерно покрывается им — происходит лужение.
Теперь паяльник готов к работе. Паяльник можно обмакивать и работать с ним.
В среднем, одной процедуры хватает на 15-30 минут непрерывного нагревания конечности, после чего она снова начинает гореть и требует очистки.
Припой
В домашних условиях используется припой с температурой плавления ниже 450 градусов.
Оловянно-свинцовые сплавы под названием PIC 60, PIC 50, PIC 40 соответствуют этой спецификации и используются при работе с медными проводниками. Для сварки алюминия, оловянно-цинковых сплавов СО-12, Р250А, А, СА — требуется цинковый клей.
В некоторых случаях дешевле использовать готовые смеси, которые уже содержат канифоль. Это преимущество сварки с помощью PIC 61, который поставляется в виде проволоки, пластин или пасты, в зависимости от цели. Это означает, что при сварке проводники не нужно предварительно покрывать канифолью.
Более подробную информацию о том, что нужно для сварки, смотрите в видеоролике ниже.
Паяльная станция
Что касается сварочного оборудования, вы можете рассмотреть один из клонов LUKEY, например, этот.
Эта модель стоит дороже, но к ней прилагается фен и подставка в качестве бонуса. Здесь также используется девятидюймовая ручка. Еще более удобными являются сварочные станции с наконечником T12, в которых наконечник, нагреватель и датчик температуры сосредоточены в одном блоке. Этот раствор нагревается очень быстро, примерно за 30 секунд: очень удобно, и к этому быстро привыкаешь, как и ко всему хорошему.
Очень практичная вещь, могу с уверенностью рекомендовать. Добавьте еще несколько колючек разных размеров для разных задач, и все будет в самый раз. Лично я предпочитаю T12-BC2 и T12-BC3, первый — для SMD, второй — для крупных компонентов.
Припой
Паяльные площадки бывают разных видов, но я чаще всего использую POS61 и POS63. Припой представляет собой сплав олова и свинца, а число указывает на процентное содержание олова в сплаве. Это тот случай, когда следует поддерживать отечественное производство.
Продолжение доступно только участникам
Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте
Вступив в сообщество на определенный срок, вы получаете доступ ко всем материалам «Хакера», можете скачивать темы в формате PDF, отключаете рекламу на сайте и увеличиваете свою персональную накопительную скидку! Читать далее
Вариант 2. Открой один материал
Вам интересна статья, но у вас нет возможности стать членом клуба «Xakep.ru»? Тогда этот вариант как раз для вас! Примечание: Этот вариант подходит только для статей, опубликованных два месяца назад.
Подготовка к пайке
Сначала поговорим о том, как правильно припаивать провода с помощью паяльника. Сначала необходимо удалить изоляцию. Длина зачищенного участка может быть разной — если вы хотите паять провода — силовые кабели — нужно удалить 10-15 см. Если вы хотите припаять слаботочные провода (например, те же наушники), то длина зачищенного участка небольшая — 7-10 мм.
Стриппинг
После зачистки необходимо проверить провода. Если на них есть слой лака или оксида, его следует удалить. Свежезачищенные провода обычно не имеют оксидного слоя, но иногда присутствует лак (медь не красноватая, а коричневатая). Оксидный слой и лак можно удалить разными способами:
- Механически. Использовать наждачную бумагу с мелким зерном. Ею обрабатывают оголенную часть провода. Так можно сделать с одножильными проводами довольно большого диаметра. Обрабатывать наждачной бумагой тонкие проводки неудобно. Многожильные так вообще можно оборвать.
- Химический способ. Оксиды хорошо растворяются спиртом, растворителями. Лаковое защитное покрытие снимается при помощи ацетилсалициловой кислоты (обычный аптечный аспирин). Провод кладут на таблетку, прогревают паяльником. Кислота разъедает лак.
Для эмалированных (покрытых эмалью) проводов это можно сделать без зачистки — для этого нужно использовать специальный флюс под названием «Enameled Wire Soldering Flux». Он разрушает сам защитный слой в процессе пайки. Во избежание последующего повреждения проводников его необходимо удалить после пайки (влажной тканью, губкой).
Как удалить лак с проводников перед сваркой
Если вам нужно припаять провод к металлической поверхности (например, провод заземления в цепи), процедура подготовки практически не меняется. Поверхность, к которой будет припаиваться проволока, должна быть зачищена до голого металла. Сначала все загрязнения (такие как краска, ржавчина и т.д.) удаляются механически, а затем поверхность обезжиривается спиртом или растворителем. Тогда возможна сварка
Обработка флюсом или лужение
Самое главное в сварке — это хороший контакт между свариваемыми деталями. Для этого перед сваркой соединяемые детали должны быть лужеными или залиты водой. Эти два процесса взаимозаменяемы. Основная цель — улучшить качество процесса соединения и упростить его.
Процесс сварки начинается с грануляции кабелей.
Лужение
Для переустановки проводов необходим предварительно нагретый паяльник, кусочек канифоли и небольшое количество припоя.
Возьмите зачищенный провод, положите его на канифоль и нагрейте паяльником. Переверните проводник во время нагревания. Когда проволока будет заполнена расплавленной канифолью, нанесите немного припоя на конец паяльника (касайтесь только конца). Затем выньте провод из канифоли и проведите кончиком ручки по голому проводу.
Гранулирование проволоки является абсолютно необходимым этапом в процессе пайки.
Во время сварки металл покрывается очень тонким слоем олова. Если это медь, она изменит цвет с желтого на серебристый. Кроме того, проволока должна быть слегка скручена, а жало перемещено вверх/вниз. Если проводник хорошо подготовлен, он будет полностью серебряным, без каких-либо зазоров или желтых следов.
Обработка флюсом
Это и проще, и сложнее. Проще в том смысле, что вам нужна только смесь и кисточка. Обмакните кисть во флюс и нанесите тонкий слой состава на место сварки. Вот и все. Это самая простая часть.
Самое сложное — выбрать флюс. Существует множество типов флюсов, и для каждого вида работ необходимо выбрать свой флюс. Раз уж мы заговорили о том, как паять провода или электронные компоненты (печатные платы) паяльником, вот несколько примеров хороших флюсов для этого вида работ:
- Для пайки медных и алюминиевых проводов подходит бура, флюс ЛТИ-120.
- Паять медь лучше — ПОС-60, ПОС-50, ПОС-40.
- Для алюминия — ЦО-12, П-250А, ЦА-15.
Существуют различные типы флюсов, и выбирать их нужно тщательно.
Не используйте активные (кислотные) флюсы для пайки электронных компонентов (печатных плат). Лучше использовать флюсы на основе воды или спирта. Кислотные флюсы, с другой стороны, обладают хорошей электропроводностью, что может повлиять на работу устройства. Они также очень реактивны и могут разрушать изоляцию и вызывать коррозию металлов. Благодаря своей активности они очень хорошо подходят для подготовки металлов к сварке, поэтому их используют, когда проволоку нужно приварить к металлу (для обработки самой площадки). Наиболее распространенным представителем является сварочная кислота.
Разогрев и выбор температуры
Если вы хотите научиться сваривать паяльником, вам нужно научиться определять, достаточно ли горячая точка сварки. Если вы используете обычный паяльник, вы можете использовать поведение канифоли или жидкости в качестве ориентира. При достаточной температуре они активно кипятят
При использовании паяльника действуют следующие правила:
- Температура нагрева деталей должна быть на 40-80°С больше температуры плавления припоя (указана на упаковке).
- Температура наконечника паяльника должна быть на 20-40°С выше температуры нагрева деталей.
При нагревании обратите внимание на состояние паяльника — когда он активно кипит, но не дымит, пора приступать к пайке.
То есть, установите станцию на 60-120 °С выше температуры плавления припоя. Разница температур, как вы видите, большая. Как вы выбираете? Она зависит от теплопроводности свариваемого металла. Чем лучше он проводит тепло, тем выше должна быть температура.
Паяем платы и провода: как это лучше делать и каким паяльником?
Среднемощный паяльник с низкой мощностью неудобен при работе с силовыми кабелями, а перегруженный паяльник может легко сжечь электронные компоненты. Узнайте, как выбрать подходящий паяльник для каждой задачи.
Пайка используется при ремонте кабелей, удлинителей, различных печатных плат и микросхем. Он обеспечивает хорошее электрическое соединение с низким контактным сопротивлением. Качество пайки на 50 % зависит от правильного выбора припоя, флюса и клея. Оставшиеся 50 % зависят от правильного выполнения всех операций. Мы объясним, что нужно для сварки, и на примере покажем, как паять кабели.
Суть пайки
Что такое сварка на самом деле? Это соединение проводников (например, кабелей или кабелей и шин на печатной плате) с помощью пайки с высокой температурой плавления. Звучит просто, но на самом деле эти две вещи являются основополагающими:
- надежное соединение, чтобы хороший контакт был постоянно,
- достаточную площадь соединения, чтобы место пайки не перегревалось (актуально для силовых цепей).
Однако следует отметить, что сам сварной шов имеет высокое удельное сопротивление. Поэтому толщина покрываемого слоя должна быть небольшой, а площадь покрытия, наоборот, должна быть больше. Также обратите внимание, что чем толще проводник (например, проволока), тем больше площадь покрытия.
Какой инструмент нужен для пайки?
Паяльник
Существуют небольшие маломощные модели с тонкими шлейфами, которые позволяют паять небольшие компоненты, например, SMD-компоненты. Они не подходят для проводов, но хорошо подходят для электроники. Например, Rexant 12-0180 8W можно подключить к power bank и свободно работать с компонентами и платами.
Флюс
Рекомендуется использовать мягкую паяльную проволоку толщиной 1 мм. Он быстрее плавится и легко наносится на поверхность деталей. Обычно она продается в небольших катушках, но в спецификациях указывается не длина всей проволоки, а ее вес. В среднем 1 грамм заварки стоит 5 рублей. Чем больше катушка, тем дешевле можно купить расходные материалы. Если вы только начинаете паять, приобретите рулон 25 граммов — его хватит надолго.
- Затем придавливаем один провод (например, плоскогубцами), чтобы он был неподвижным, а второй прикладываем максимально близко к нему.
