Пайка своими руками: основы для начинающих, технология, виды и материалы, тонкости

Пайка

Теперь о том, как пользоваться паяльником по прямому назначению: как правильно паять провода. Сам процесс прост, но для лучшего результата необходимо познакомиться с несколькими условиями. После включения бытового инструмента в сеть, обычно ждут около 5 минут, за этот период он нагревается до оптимальной температуры, позволяющей канифоли закипеть, а расплаву стать однородным.

Нормой считают температуру в 240-280°. При недостаточном нагреве флюс только слегка размягчится, а олово чуть-чуть оплавится. Припой в таком состоянии использовать нельзя. Перегрев тоже приведет к «катастрофе»: флюс будет шипеть и плеваться, а расплав потеряет пластичность. В такой ситуации паяльник отключают от сети, дают ему время на охлаждение.

Лужение

Когда достигнута температура плавления канифоли, зачищенную, подготовленную часть проводника укладывают на кусок, затем нагревают паяльником до тех пор, пока весь провод не погрузится в канифоль полностью. После этого на жало берут каплю припоя, быстро распределяют его по проводу, который немного поворачивают. «Готовый» медный проводник избавляется от «предательской» красноты — становится серебристым. Аналогичным образом поступают со всеми деталями, предназначенными для пайки.

Основная работа

Подготовленные проводники плотно соединяют. В некоторых случаях целесообразнее делать скрутку. Взяв на жало припой, его с небольшим усилием прижимают к проводам, которые рукой удерживают вместе. Когда растекшийся припой покрывает все место соединения, операцию считают успешно завершенной, однако паяльник не убирают, дожидаясь остывания припоя. Для ускорения этого процесса, который занимает всего 3-4 секунды, на него рекомендуют дуть. Если толщина припоя не устраивает, то жалом переносят еще одну каплю.

Последний этап — изоляция места соединения. После того как проводники остыли, на них наматывают изоленту. Кто хочет большей надежности, те надевают термоусадочную трубку, которую потом разогревают. Если работы касались электропроводки, то используют комбинированную защиту — сразу оба варианта: после наматывания ленты на нее надевают термоусадку.

Скрутка

Для обеспечения большей надежности соединения рекомендуют предварительно скручивать концы проводников. Расплав наносят таким образом, чтобы он попадал в зазоры между ними. Пайку деталей встык не приветствуют по понятным причинам: такое соединение не может похвастаться прочностью. Если надо припаять провод к середине другого, то конец первого обматывают вокруг второго, крайний случай при недостаточной длине — формирование петли.

Инструменты и материалы

В промышленной практике используются разнообразные методы соединения деталей из меди. В домашних условиях можно воспользоваться обычным электрическим паяльником. Кроме него потребуются еще такие принадлежности и оборудование:

• флюс;
• твердый припой;
• щетка из металла;
• комплект кисточек;
• устройство для разрезания труб (ручного или автоматизированного типа);
• горелка на природном газе.

Мощность используемой техники определяется тем, насколько высока температура плавки расходников. Роль флюса состоит в том, чтобы предотвращать формирование оксидных пленок на соединяемых участках. Еще одна его функция — усиленное распределение припоя по будущему шву. В качестве припоя полезнее всего пользоваться оловом. Оно плавится при сравнительно низкой температуре, что делает работу удобнее. Иногда пользуются серебряным составом, но несмотря на свою привлекательность, он стоит дорого.

В чистом виде серебро не применяют, его перемешивают с оловом и/или с медью. Мягким припоем пользуются только в тех случаях, когда надо соединять водопроводные трубы. При этом действуют два важных ограничения: на диаметр канала — до 10 см, и на температуру прогрева частей — до 130 градусов. В разряд мягких припоев входят:

• свинцово-оловянные сплавы (это наилучший вариант);
• композиции с небольшим вхождением олова;
• композиции специального состава.

Твердые припои используют, чтобы получить максимально крепкий и стабильный шов. В эту группу входят медно-цинковый сплав, сочетание меди с фосфором и сама чистая медь. Для наибольшей стабильности соединения целесообразно применять многокомпонентные смеси. Если нужно паять медные проводящие жилы, то придется пользоваться графитовым электродом. В таком варианте можно вовсе отказаться от припоя и флюса.

В ряде случаев для пайки меди применяется бура. Она делится на 2 ключевых типа — А и Б

Что немаловажно, оба вещества химически недостаточно устойчивы. Хранить их больше 6 месяцев не рекомендуется

Для пайки бура типа Б подходит несколько лучше.

В промышленных условиях и даже в некоторых продвинутых мастерских широко применяется пайка лазером. Подобный подход часто применяют ювелиры, потому что для них важна точность и возможность работать даже на очень ограниченных участках. По той же самой причине лазерное оборудование ценят и радиомонтажники. Нагрев строго заданной области позволяет исключить негативные изменения в смежных частях изделия. Никаких посторонних звуков не будет, как не будет и загрязнений на обрабатываемых участках.

Как припаять или выпаять микросхему без паяльника

Вы уже поняли, что для успешной пайки требуется разогрев детали до температуры плавления припоя. Его можно расплавить с помощью тепловой пушки, или паяльного фена. Это аналог фена строительного, только он компактный и часто оснащен специальными формованными соплами.

С его помощью прогревается рабочая зона, при этом припой плавится не в определенной точке, а на относительно большой площади. Это эффективный способ, особенно если необходимо выпаивать микросхему (все ножки нагреваются одновременно). Но при таком способе есть риск повредить саму деталь от перегрева.

Если вы извлекаете неисправный элемент — нет проблем.

Вообще, паяльный фен необходимо использовать только в случаях, когда традиционный способ пайки невозможен. Например, при монтаже SMD деталей (кто не знает — у них нет ножек) на радиаторную пластину.

Когда влажная губка для снятия припоя не поможет

Губка или тряпка смоченные водой не помогут снять нагар с вечного жала. Эти поверхности и вода даже наоборот, ухудшают ситуацию.

Запомните важное правило — жало паяльника всегда должно быть с припоем. Исключение только одно — когда с платы или детали надо убрать лишний припой

Например, для качественного использования медной оплетки нужно чистое жало без припоя.
Всегда на паяльнике должен быть припой. Он защищает поверхность жала от окислов, пока вы не пользуетесь паяльником и заняты другим делом. Когда же вам понадобится паяльник и свежий припой вы просто чистите жало от старого окисленного припоя со шлаками об смоченную водой губку или тряпку, и берете свежий припой.

Если все-таки на жале имеется большой нагар, из-за которого прибой не берется, то этот нагар можно удалить тремя способами.

Медная или металлическая тонкая стружка

Металлические стружки одновременно удаляют припой с поверхности жала и стирают слой нагара. Лучше всего подойдет медная стружка, которая продается в радиомагазинах, но также подойдет и бытовая металлическая губка.

Разница между ними в размерах стружки и в качестве. Медная стружка лучше удаляет припой и щадяще удаляет окислы с жала.

Использовать стружку очень просто. Достаточно окунуть жало в стружку и провести им несколько раз по всей площади. Окислы и припой останутся там.

Купание в припое и флюсе

Можно выжечь окислы при помощи большого количества припоя. Нужно «искупать» жало в большом количестве припоя и флюса. В безвоздушном пространстве внутри припоя окислы сгорят и поверхность жала очистится.

Скрутите несколько прутков припоя в один комочек и добавьте флюс или паяльную кислоту.

Теперь окуните паяльник в этот комочек и купайте его в нем. И делайте все это на деревянной дощечке или ненужной плате, чтобы температура не уходила от паяльника и помогала удалять окислы.

Спустя пару минут почистите жало об губку.

Если остались окислы — повторите процедуру вновь.

Активаторы для жал

Этот способ понадобится, когда уже все остальное не помогает и окислы ничем больше не удалить. Если жало вам еще понадобится, то вы можете попробовать активатор для жал. Он продается в интерне-магазинах для радиолюбителей или на AliExpress.

Достаточно окунуть жало в активаторы, и оно будет снова чистым. (инструкция может быть разной) Но не стоит злоупотреблять этим. Активаторы выделяют много вредных веществ, да и зачем его постоянно использовать, когда металлическая губка прекрасно удаляет небольшие окислы.

Что нужно для пайки паяльником

Кроме самого паяльника нужны будут припои, канифоль или флюсы, желательно иметь подставку. Еще в процессе работы может потребоваться небольшой напильник и маленькие пассатижи.

Чаще всего приходится паять медные провода, например, на наушниках, при ремонте бытовой техники и т.д.

Канифоль и флюсы

Чтобы получить хорошее соединение проводов, необходимо их очистить от загрязнений, в том числе и от оксидной пленки. Если моно-жилы еще можно очистить вручную, то многожильные проводники нормально зачистить не удастся. Их обычно обрабатывают канифолью или флюсом — активными веществами, которые растворяют загрязнения, в том числе и оксидную пленку.

И канифоль и флюсы работают неплохо, только флюсами пользоваться проще — можно окунуть кисточку в раствор и быстро обработать провода. В канифоль надо проводник положить, затем разогреть его паяльником, чтобы расплавленное вещество обволокло всю поверхность металла. Недостаток использования флюсов — если они остаются на проводах (а они остаются), постепенно разъедают прилегающую оболочку. Чтобы этого не случилось, все места пайки надо обработать — смыть остатки флюса спиртом.

Припои и флюсы для пайки паяльником медных проводов

Канифоль считается универсальным средством, а флюсы можно подбирать в зависимости от металла, который собираетесь паять. В случае с проводами это медь или алюминий.  Для медных и алюминиевых проводов берут флюс ЛТИ-120 или буру. Очень неплохо работает самодельный флюс из канифоли и денатурированного спирта (1 к 5), кроме того его просто сделать своими руками. В спирт добавить канифоль (лучше пыль или очень мелкие ее кусочки) и встряхивать до растворения. Потом этим составом можно обрабатывать проводники и скрутки перед пайкой.

Припои для пайки паяльником медных проводов используют ПОС 60, ПОС 50 или ПОС 40 — оловянно-свинцовые. Для алюминия больше подходят составы на основе цинка. Наиболее распространенные — ЦО-12 и П250А(из олова и цинка), марки А (цинк и олово с добавлением меди), ЦА- 15 (цинк с алюминием).

Удобно пользоваться припоем с канифолью

Очень удобно пользоваться припоями, в состав которых входит канифоль (ПОС 61). В этом случае отпадает необходимость в предварительной обработке каждого проводника в канифоли отдельно. Но для качественной пайки паяльник надо иметь мощный — 80-100 Вт, который может быстро разогреть до необходимых температур место пайки.

Вспомогательные материалы

Для того чтобы нормально паять паяльником провода нужны еще:

• Подставка. Может быть она из металла полностью или на деревянной/пластиковой подставке закрепленные металлические держатели для паяльника. Также удобно, если есть небольшая металлическая коробочка для канифоли.

• Напильник. Перед работой затачивают дало паяльника. Оно должно быть ровным и чистым без следов нагара. Тогда паяется легко.

• Пассатижи. Удерживать провода пальцами во время пайки сложно — медь и алюминий имеют высокую теплопроводность, что приводит к быстрому нагреву близлежащих участков. Потому паять паяльником провода удобнее, если их  удерживать пассатижами. Только должны инструмент  должен быть миниатюрным, с тонкими ручками и губками. В принципе, можно использовать пинцет, но на его верхушку (где держатся пальцами) желательно надеть термоусадочную трубку — сталь тоже быстро нагревается.

Для смывки флюса может потребоваться спирт, для изоляции — изолента или термоусадочные трубки различных диаметров. Вот и все материалы и инструменты, без которых пайка паяльником проводов невозможна.

Как подготовиться к работе?

Перед тем как приступать к пайке и лужению, следует позаботиться о ряде предварительных моментов. Впервые запускаемый в работу паяльный аппарат неизбежно дымит — и это вполне нормально. Как только дым перестанет идти, прибор отключают от сети и после остывания затачивают жало. Для работы с массивными конструкциями жало нужно сплющить на манер отвертки или создать с одного его края плоскость.

Для мелких манипуляций край рабочего элемента стачивают на манер небольшой пирамиды. Это позволит полнее контролировать прогрев. Чуть менее острый конус позволит работать с проводниками средней величины. Если паяльный аппарат лишен защитного покрытия, требуется его лужение, что исключает коррозионные процессы и стремительный износ. Еще советы по подготовке к пайке:

• удалять с проводов изоляцию;

• снимать лаки и краски (при необходимости — кислотами или флюсами);

• добиться хорошего контакта соединяемых деталей;

• потренироваться определять степень разогрева обрабатываемого места.

Классический метод и профилактика

Предыдущие способы придумали мастера относительно недавно. Наши предки, даже ещё отцы, делали лужение несколько иначе. Для этого требовался напильник с мелкой насечкой, верстак для работы (можно заменить доской), канифоль и максимально тугоплавкий припой.

Порядок действий:

1. Зачищают одну грань основания.
2. Глубоко погружают инструмент в канифоль и натирают грань о дерево.
3. Контакт о дерево проводят на месте, где предварительно заготовлен припой. Процедуру повторяют несколько раз.
4. Занимаются второй гранью.
5. Залуживают круглую поверхность прута.

Процедура отнимет минут 10, не меньше. Большое количество времени на подготовку окупается тем, что с инструментом можно работать несколько дней без особой подготовки.

Работа продолжительное время спровоцирует перегрев. Повышение температуры усиливает окисление и прут приходится готовить к работе чаще. Дабы избежать лишних процедур следует придерживаться некоторых правил.

Профилактические меры от окисления:

• Максимальную мощность нельзя использовать постоянно.
• Регулятор температуры в паяльной станции следует выставлять на минимально возможное значение.
• Опытные мастера оснащают подставку для паяльника выключателем с ограничителем напряжения — при неиспользовании инструмента нагрев сохраняется, а покрытие не окисляется.
• После каждой пайки следует восстановить покрытие.

Инструмент всегда нужно держать наготове. После продолжительного простоя жало паяльника не лудится из-за сильного окисления. Восстановление адгезии покрытия, особенно из меди, проводят канифолью. После погружения в неё жало натирают тканью х/б. Во время работы паяльник тоже периодически нужно очищать.

Originally posted 2018-07-04 08:12:15.

Подготовка

Прежде чем приступать к соединению металлических конструкций или восстановлению микросхем бытовых приборов, необходимо провести предварительную подготовку к предстоящим работам. В противном случае мастеру будет неудобно и некомфортно, а вся последовательность действий собьется.

Рабочего места

Очень важно, чтобы вентиляция в выбранном помещении работала бесперебойно, так как в процессе спаивания происходит образование вредных паров. А при отсутствии вытяжки они будут скапливаться в замкнутом пространстве, постепенно оседая в организме человека

Если же помещения не оборудовано вытяжкой, можно воспользоваться привычной всем форточкой. Вот только процесс спаивания придется останавливать на некоторое время, чтобы сделать проветривание комнаты.

Паяльника

Как известно, паяльники различаются по мощности. Модели с показателем в 20–50 Вт подходят для работы с электроникой. С их помощью можно восстанавливать разрывы тонких проводов. Модели мощностью 100 Вт и выше предназначены для спаивания слоев меди, толщина которых не превышает 1 мм. Инструмент в 200 Вт и выше позволяет специалистам работать с массивными конструкциями. Из этого следует, что для домашней эксплуатации вполне достаточно маломощного паяльника.

Прежде чем приступать к работе, паяльник необходимо подготовить. Если это первичное включение, с корпуса инструмента необходимо убрать заводскую жидкость. Не сделав этого в процессе нагрева, возникнут задымление и неприятный запах. Если вдруг у мастера не возникает желания производить очистку от смазки, необходимо подключить паяльник к удлинителю и выставить его на улицу примерно на 20 минут. Устройство быстро нагреется, а остатки заводского масла выгорят, растворившись в воздухе.

Далее необходимо проковать молотком жало и придать ему форму. Далее требуется снять с жала оксидную пленку. Для этого необходимо взять мелкозернистую наждачку или бархатный напильник. После очищения жала необходимо облужить припой.

Деталей

Процесс спаивания всегда состоит из нескольких этапов, и прежде всего необходимо подготовить металлическую поверхность, а именно: удалить окисную пленку, обезжирить – и только после приступать к облуживанию.

Обязательное условие подготовки – это зачистка старых проводов. При помощи наждачки снимается окисная пленка, однако лезвием будет гораздо удобнее. При подготовке гибких проводов придется обработать каждую отдельную проволоку. Главный признак готовности деталей к спаиванию заключается в появлении равномерного блестящего цвета поверхности, не имеющего остатков оксидной пленки.

Что касается новых проводов, у них окисная пленка отсутствует. Их облуживание делается сразу после снятия изоляции. Залужевывать медные провода требуется под флюсом. В случае когда работа происходит с алюминием, процедуры зачистки и облуживания придется совместить.

Подготовка к процессу пайки

Перед началом работ необходимо подготовить паяльник, материалы, инструменты и рабочее место.

Рабочий участок рекомендуется снабдить:

1. Подставкой , на которой будет располагаться разогретый прибор. На ней же нужно будет расположить флюс, «крокодил» и кусочки поролона, которые нужны для чистки жала.

2. Штативом, на котором будут размещены: держатель для паяльника, ванночка с канифолью, зажимы.

В набор необходимых инструментов входит:

• напильники;
• круглогубцы;
• кусачки;
• пассатижи;
• пинцеты;
• наждачная бумага;
• нож.

Подготовка паяльника

Перед работой с паяльником, его жалу придают определенную форму. Делается это с помощью напильника. Наиболее используемые формы – на срез и угловая. Ножевидная применяется для выпаивания выводов разъема или нескольких контактов микросхем.

Жало рабочего инструмента должно быть равномерно покрыто припоем. С «грязным» жалом паять будет затруднительно. Поэтому холодный паяльник с помощью напильника нужно почистить до меди, из которой изготовлено жало.

После этого прибор следует нагреть и последовательно касаться им то канифоли, то припоя. Делать так следует несколько раз, добиваясь равномерного покрытия жала припоем. После этого можно начинать пайкой соединять металлические детали.

Подготовка флюса

Выбор нужного флюса является решением одной из важных задач пайки. Необходим он для того, чтобы спаиваемые поверхности во время нагрева не окислялись. В противном случае спайка получится неустойчивой и рыхлой. Ее можно будет очень легко повредить. Поэтому качество флюса определяет трудность или легкость процесса пайки, и то, как прочно будет соединяться обрабатываемый материал.

Флюсы должны быть подобраны под подготовленный для пайки материал:

1. Для соединения проводов и микросхем применяется широко известная канифоль. Внешне это кристаллическое прозрачное вещество красно-коричневого, красного, желтого или оранжевого оттенка похоже на янтарь.

2. Для пайки труднодоступных или неудобно расположенных деталей используется канифольно-спиртовый флюс. Для его получения канифоль нужно раздробить до состояния песка и растворить в денатурате или техническом спирте. Наносится он на заготовки кистью, а хранится в плотно закрытой емкости.

3. Для оцинкованного железа применяется флюс ЛК-2, который состоит из хлористого аммония, хлористого цинка, этилового спирта и канифоли.

4. Для нержавейки используется ортофосфорная кислота.

5. Хорошо подготавливают поверхность стойких металлов активные кислые флюсы на основе хлорида цинка.

6. Для пайки стали эффективными флюсами считаются паяльные кислоты и водные растворы на основе хлористого цинка.

Следует знать, что для пайки нержавеющих сталей необходимы более активные флюсы, чем для обработки низколегированных и углеродистых материалов. Чугун нужно паять высокотемпературной пайкой, поэтому электрический паяльник с ним не справится.

Припои для пайки

С помощью чистого олова соединять детали очень дорого, так как это ценный материал, поэтому используют его довольно редко.

Самое лучшее качество пайки получается после применения припоев, которые содержат свинец. Однако этот материал является вредным.

Чтобы во время работы не держать в руке горячий припой, его удерживают плоскогубцами или размещают на специальном приспособлении.

Подготовка паяльника к работе

В быту используются «обычные» электрические паяльники. Есть, работающие от 220 В, есть — от 380 В, есть — от 12 В. Последние отличаются небольшой мощностью. Используются, в основном, на предприятиях в помещениях с повышенной опасностью. Можно их применять и в бытовых целях, но нагрев их происходит медленно, да и мощность маловата…

Выбрать надо тот, Который удобно «лежит» в руке

Выбор мощности

Мощность паяльника выбирается в зависимости от характера работы:

• Для работы с электронными элементами — 40-60 Вт.
• С толщиной спаиваемых деталей до 1 мм — 80-100 Вт.
• Толстостенные элементы — со стенкой 2 мм — требуют мощности от 100 Вт и выше.

Паяльники бывают разной мощности, работают от разного напряжения

В домашнем хозяйстве достаточно иметь два паяльника — один маломощный — 40-60 Вт, и один «средний» — около 100 Вт. С их помощью можно будет покрыть около 85-95% потребностей. А пайку толстостенных деталей все равно лучше доверить профессионалу — тут нужен специфический опыт.

Подготовка к работе

Когда паяльник включается в сеть первый раз, часто он начинает дымить. Это выгорают смазочные материалы, которые были использованы в процессе производства. Когда дым перестает выделяться, паяльник выключают, ждут пока он остынет. Дальше надо заточить жало.

Сначала надо выжечь смазку

Заточка жала

Далее надо подготовить к работе жало. Это цилиндрический стержень, сделанный из медного сплава. Фиксируется при помощи прижимного винта, который находится в самом конце термокамеры. В более дорогих моделях жало может быть слегка заточено, но, в основном, заточки нет.

Как подготовить паяльник к работе

Изменять будем самый кончик жала. Использовать можно молоток (сплющивать медь как вам нужно), напильник или наждак (просто стачивать ненужное). Форму жала выбирают в зависимости от предполагаемого типа работ. Его можно:

• Сплющить в виде лопатки (как у отвертки) или сделать плоской с одной стороны (угловая заточка). Этот тип заточки нужен, если паяться будут массивные детали. Такая заточка увеличивает плоскость соприкосновения, улучшает передачу тепла.
• Сточить край жала в острый конус (пирамидку) можно, если предполагается работа с мелкими деталями (тонкие провода, электродетали). Так проще контролировать степень нагрева.
• Тот же конус, но не такой острый подойдет для работы с проводниками большего диаметра.

Более универсальным считается заточка «лопаткой». Если ее сформировать при помощи молотка, медь уплотняется, корректировать наконечник надо будет реже. Ширину «лопатки» можно делать больше или меньше, подрабатывая ее по сторонам напильником или наждаком. С этим типом заточки работать можно с тонкими и средними паяемыми деталями (поворачивать жало в нужное положение).

Лужение паяльника

Если жало паяльника не имеет защитного покрытия, его необходимо залудить — покрыть тонким слоем олова. Это защитит его от коррозии и быстрого износа. Делают это при первом же включении инструмента, когда дым перестал выделяться.

Первый способ лужения жала паяльника:

• довести до рабочей температуры;
• прикоснуться к канифоли;
• расплавить припой и растереть его вдоль всего жала (можно деревянной щепкой).

Второй способ. Смочить тряпку раствором хлористого цинка, нагретое жало потереть о тряпку. Расплавить припой и куском поваренной каменной соли растереть его по всей поверхности жала. В любом случае медь должна покрыться тонким слоем олова.