Ликбез по пайке. Припой с канифолью: несколько секретов пайки Что нужно чтобы запаять провода

Научиться паять паяльником достаточно просто, даже человек с небольшим опытом общения с данным прибором сможет быстро во всем разобраться. В сегодняшней статье мы расскажем, как паять медные провода на примере распределительной коробки, ведь в квартирах, как правило, требуется пайка жил именно в этом месте, откуда осуществляется разводка электропроводки по жилым помещениям.

Пайка проводов – в чем ее суть

Паяльное искусство основано на способностях некоторых металлов растекаться по другим металлам в расплавленном состоянии под действием умеренного поверхностного натяжения и силы гравитации. Непосредственно же пайка проводов паяльником представляет собой процесс нагревания медных жил до огромных температур, после чего они соединяются между собой. Отличительная особенность: пайка – это неразборность конструкции, поскольку после застывания провода разделить невозможно из-за обволакивающего слоя припоя.

Если требуется паять медные провода, большое внимание уделяют таким факторам, как проводимость электрического соединения, а также прочность механического соединения. Как правило, оба параметра напрямую зависят друг от друга, ведь если провода спаяны надежно и прочно, то проводимость тока между ними также будет на максимальном уровне. Обращать внимание здесь необходимо на слой припоя, что связано с его высоким удельным сопротивлением.

Для достижения прочного соединения двух проводов, требуется выполнить два основных условия. Самое главное из них заключается в чистоте спаиваемой поверхности. Так, присутствие каких-либо загрязнений или даже самых тонких оксидных пленок, не позволит добиться нужного эффекта. Это обусловлено тем, что припой накладывается на поверхность медных кабелей на атомном уровне.

Вторым важным условием выступает температура припоя, которая должна быть существенно ниже температуры остальных частей, подвергаемых спаиванию. В большинстве случаев так и происходит, однако некоторые припои обладают очень высокими температурами плавления. Это может привести к ухудшению качества механического соединения, а также помешать формированию правильной кристаллической решетки припоя.

Готовимся к пайке – какой инструмент нам потребуется

Единственное, что нам потребуется при спаивании проводов, это обычный паяльник. Строительный рынок позволяет приобрести самые разные модели, отличающиеся по функционалу, качеству и, соответственно, стоимости. В любом случае, технология выполнения процесса всегда будет одинакова. В первую очередь потребуется проверить прибор на предмет наличия возможных загрязнений, в том числе остатков припоя, и при необходимости тщательно очистить жало.

Чтобы правильно спаять провода, жало инструмента должно быть идеально чистым. Для этих целей нам понадобится напильник, плавными движениями которого отлично удаляются все загрязнения с поверхности прибора. После этого остается подготовить рабочее место, выполнив все правила техники безопасности. Следует учесть, что для работы паяльника требуется наличие розетки. Последний этап подготовки – это припой и флюс, поскольку без этих элементов припаять кабель не получится.

Припои и флюсы – как правильно подобрать

Правильный подбор припоев и флюсов играет огромную роль. Приобрести их можно опять же на строительном рынке. На сегодняшний день можно найти самые разнообразные виды флюсов и припоев, которые являются универсальными и отлично справляются с решением всех поставленных перед ними задач.

Флюсы необходимы для протравливания проводов, а также растворения и снятия оксидной пленки. Это очень важный момент, поскольку оксидные пленки в дальнейшем могут привести к появлению коррозии металла. Флюсы могут отличаться в зависимости от сплава соединяемых элементов и типа металлов. Как правило, в качестве флюса выступает смесь щелочей, кислот и специальных металлических солей, которые активно вступают в реакцию при достижении огромных температур. Можно подбирать флюс исходя из медных проводов, которые вы собираетесь припаивать, а можно приобрести универсальный флюс.

Существует условная градация флюсов, в соответствие с которой они делятся на две группы – активные и выполненные на основе канифоли. Основой для производства первой группы выступают неорганические кислоты, обычно соляной или хлорной. При помощи активных флюсов можно припаять практически любые провода, а также прочие металлические конструкции.

Без недостатков тоже не обошлось: подобные вещества оказывают сильнейшее воздействие на медь, вызывая корродирование соединений, что требует немедленного удаления флюса сразу же после пайки. Кроме этого использование подобных элементов может стать причиной короткого замыкания, поскольку они отличаются высоким уровнем проводимости.

Флюсы из второй группы производятся из канифоли, которая, к слову, иногда применяется даже в чистом виде. В состав таких жидких флюсов входят глицерин и спирт, которые полностью испаряют при нагревании паяльником. Эффективность жидких флюсов не так велика, как у активных, однако при работе с цветными металлами стараются использовать именно такие вещества, которые выполняются на основе соединений из органической химии. Но при работе с ними также потребуется максимально быстро смывать флюс с поверхности только что образованного соединения, иначе может проявить себя эффект корродирования.

Если работа с флюсами может вызывать некоторые вопросы, то с припоями все гораздо проще. Медные провода припаиваются при помощи свинцово-оловянных веществ марки ПОС. В торговом наименовании товара указывается цифра после маркировки, которая обозначает уровень содержания олова. Рекомендуется отдавать свое предпочтение той продукции, в которой олова больше. Это способствует увеличению электропроводимости нового соединения, а также его прочности. Свинец же в припое выступает в качестве добавки, необходимой для нормализации процесса застывания, поскольку без него олово покрывается трещинами и разрушается с течением времени.

Припои могут производиться и по другим технологиям. К примеру, в последнее время большую популярность приобрели бессвинцовые добавки, в которых вместо свинца используется цинк или индий. Преимущества подобных веществ заключается, в первую очередь, в экологической безопасности, поскольку цинк, как и индий, относятся к категории безопасных нетоксичных элементов. Если паять провода из меди с помощью бессвинцовых припоев, существенно увеличивается прочность пайки, а также возрастает устойчивость к коррозии.

Лужение провода – как это делается

Перед тем, как паять силовые провода, выполненные из меди, требуется удалить полиэтиленовую изоляцию на самом проводе. Результатом будут тонкие оголенные жилы, которые необходимо залудить. Многожильные проводники скручиваются, после чего происходит обработка флюсом. Дальше потребуется нанести небольшой слой нагретого припоя поверх флюса. Паяльник также нужно будет подвергнуть обработке, то есть окунуть его во флюс, а также в припой из олова. Здесь нельзя переусердствовать, припой должен покрывать наконечник жала очень тонким слоем.

Сам же процесс лужения выполняется очень просто. Оголенные жилы кладутся на канифоль, после чего при помощи паяльника тщательно прогреваются. Далее жилы обрабатываются со всех сторон припоем. Стоит отметить, что припой должен располагаться на поверхности провода равномерным слоем. Для этого жилу следует постепенно прокручивать в руках во время выполнения лужения. В некоторых случаях, когда канифоли под рукой нет, можно постараться заменить ее при помощи кислоты, нанеся ее на оголенные жилы обычной кисточкой.

Указанный выше алгоритм действий применим для проводов с тонкими жилами. Если же у вас на руках провода большого сечения, то здесь все несколько проще. В целом процесс не отличается, разница лишь заключается в отсутствии необходимости скручивать жилы. Теперь можно переходить непосредственно к спаиванию медных проводов. Очень важный момент – электричество в квартире должно быть отключено. Паять медные жилы в распределительной коробке под напряжением смертельно опасно.

Спаивание жил – делаем своими руками

Непосредственно процесс пайки также больших проблем вызвать не должен. После выполнения всех подготовительных мероприятий спаивание двух жил представляет собой, возможно, самое простое действие. Вам достаточно лишь наложить жилы друг на друга либо просто скрутить их вместе, после чего разогреть посредством паяльника. При достижении максимальной температуры припой полностью расплавится, растечется по поверхности двух проводов и намертво соединит их после остывания.

Двигать жилы во время пайки категорически не рекомендуется, поскольку это может привести к ухудшению качества шва.

Иногда мастера не прибегают к помощи лужения проводов, сразу же выполняя все необходимые операции в распределительной коробке, скручивая провода и обрабатывая непосредственно во время пайки. Однако так поступать не следует, поскольку качественно выполненное лужение способствует увеличению качества соединения, его прочности и способности к проводимости электрического тока.

Последнее, что вам останется сделать, - это нанести изоляцию на спаянные жилы. Сделать это можно при помощи обычной изоленты, поверх которой нанести термоусадочную трубку. На этом пайка проводов может считаться успешно выполненной.

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

Что такое пайка

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

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

Технология пайки паяльником

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

Технологический процесс состоит из следующих основных операций:

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

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

Чтобы научиться паять, необходимо три вещи:

Терпение.
Терпение.
Терпение.

Кроме того, для того, чтобы правильно паять, требуется

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

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

Подготовка паяльника к работе

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

Заточка жала

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

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

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

Лужение паяльника

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

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

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

Какие существуют виды паяльников

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

Молотковый

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

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

Электропаяльник

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

Керамический

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

Их делают маломощными и применяют на производствах.

Импульсный

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

Индукционные

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

Газовые

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

Отличается повышенной пожароопасностью.

Выбор мощности

Выбор мощности зависит от тех объектов, которые собираются спаивать:

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

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

Подготовка к пайке

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

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

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

Обработка флюсом или лужение

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

Лужение

Чтобы залудить провод, понадобится:

Канифоль.
Кусочек паяльной проволоки.
Прогретый электропаяльник.

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

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

Обработка флюсом

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

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

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

Разогрев и выбор температуры

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

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

Внесение припоя

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

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

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

Какие существуют припои

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

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

Чтобы правильно и надолго припаять детали, следуйте нескольким советам:

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

Как научиться паять паяльником

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

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

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

После завершения пайки

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

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

Другие виды пайки

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

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

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

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

Как паять алюминий

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

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

Мелкая пайка

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

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

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

ИМС и чипы

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

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

Микросхемы выпайка

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

Заземление паяльника

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

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

Меры безопасности при пайке

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

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

Исходя из этого, меры безопасности должны быть следующими:

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

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

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

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

Одним из лучших способов соединения медных проводов является пайка. Она обеспечивает высокую прочность и электропроводность. При этом пайку легче проводить, чем сварку, и она надежнее простой скрутки. Хотя в распределительных коробках провода часто соединяют с помощью самозажимных клемм типа WAGO, приемы пайки не помешает знать любому электрику.

Научиться паять медные провода можно за несколько минут, имея все необходимые материалы и приборы.

Суть процесса пайки состоит в том, что металлы соединяются между собой при помощи сплава, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления соединяемых веществ.

Во время пайки материалы подвергаются нагреванию до температуры плавления припоя. При этом обеспечивается очень сильная адгезия (прилипание) – свойство материалов сцепляться друг с другом на молекулярном уровне.

Однако не происходит плавление основных деталей и перемешивания их с материалом припоя, как происходит при сварке с использованием присадочного материала.

Паяльник и припой

Для пайки медных проводов традиционно используются паяльники. Существует несколько их видов, в том числе электрические и газовые. Пайка медных проводов осуществляется при помощи электрического паяльника с медным жалом. Этот инструмент представляет собой медный стержень, иногда с никелевым покрытием, который установлен в корпусе нагревательного элемента.

Нагревательный элемент работает от постоянного или переменного тока. Напряжение питания может варьироваться от 12 до 220 В. Для пайки медных проводов электропроводки в доме подходит самый обычный паяльник мощностью 60 Вт. Если надо спаять тонкие проводки электроприбора, то подойдет и менее мощный инструмент. Важно, чтобы он хорошо прогревал медный материал и расплавлял припой.

Чтобы обеспечить высокое качество пайки и прочность соединения, необходима неподвижность во время остывания расплавленного припоя. Провода можно держать руками, но удобнее использовать пинцет или зажимы.

Для пайки медных проводов применяют оловянно-свинцовый припой. Чаще всего это ПОС-61, но можно взять и ПОС-40. Маркировка указывает на состав – припой оловянно-свинцовый с содержанием олова 61%.

Припой обычно производится в прутках диаметром около 8 мм или в виде паяльной проволоки диаметром 2 мм. Нередко используют универсальный припой для пайки медных проводов, который выглядит как полая трубка из оловянно-свинцового сплава. Внутри такой трубки находится порошок из флюса.

Применение флюса

Чтобы припой и материал проводов вступили во взаимодействие друг с другом, и соединение получилось качественным, провода необходимо очистить от оксидной пленки и только после этого паять их. Для очистки можно использовать наждачную бумагу, а для последующей обработки взять специальное вещество – флюс.

Флюс не только очистит медные провода, но и создаст тонкую защитную пленку, препятствующую окислению материала.

Допускается применять как твердый флюс – сосновую канифоль, так и жидкий – различные виды паяльных кислот или самодельный состав.

Иногда, чтобы правильно и крепко припаять медные провода друг к другу или к какому-либо металлическому предмету, пользуются только жидким флюсом. Приготовить его можно, растворив обычную сосновую канифоль в этиловом спирте. Паяльную кислоту готовят самостоятельно, растворив гранулы цинка в соляной кислоте в пропорции 412 грамм цинка на 1 литр кислоты. Но лучше все-таки купить готовый флюс, соответствующий всем стандартам качества, поскольку принесение кислотных составов для медных проводов нежелательно.

Как правильно паять

Чтобы надежно спаять провода из меди, нужно подготовить паяльник. Если перед работой не облудить жало, то припой будет не прилипать, а скатываться шариками со стержня. Так происходит, потому что жало покрыто слоем оксида меди и нагара, образовавшегося во время предыдущей пайки.

Подготовка паяльника

Некоторые специалисты для удобства работы точат жало плоским напильником, чтобы придать ему форму лопатки или плоской отвертки. Угол заточки должен быть 45-60 градусов.

Необгораемое жало (вечное) ни в коем случае точить нельзя, для него используют специальные губки.

Очищенное механическим способом жало нужно нагреть, а потом залудить. Для этого его покрывают флюсом.

Если флюс твердый (канифоль), достаточно просто погрузить в него наконечник. Канифоль расплавится и покроет разогретую поверхность. После этого паяльником нужно прикоснуться к прутку припоя и разогреть его. Расплавленный припой покроет жало, защитив его от дальнейшего окисления.

Процедуру лужения паяльника необходимо повторять по мере образования нагара на нем. Происходит это потому, что температура жала намного выше температуры плавления припоя, и со временем он начинает подгорать. Чтобы уменьшить вероятность возникновения такого явления, рекомендуется применять паяльник с регулировкой температуры.

Подготовка проводов

Соединяемые медные провода также нужно подготовить к пайке. Вначале снимают с концов изоляцию на расстоянии примерно 4 см, зачищают, скручивают между собой и проводят лужение. Медны провода можно залудить следующим образом:

нагреть скрутку паяльником;
покрыть флюсом;
нанести небольшое количество припоя, распределяя его по поверхности провода.

Действия аналогичны тем, какие совершаются при лужении жала паяльника. Если предстоит пайка многожильных медных проводов, то необходимо обязательно запастись именно жидким флюсом, так как покрыть всю поверхность медных «волосков» расплавленной твердой канифолью будет очень трудно. Чтобы получить качественное соединение, нужно нагреть многожильный провод и затем опустить его в жидкий флюс, который смочит всю поверхность, предназначенную для пайки.

Далее пайка многожильных и одножильных медных проводов осуществляется одинаково. Два или более соединяемых проводника нагреваются вместе, и на них наносится припой. После нанесения его необходимо на время остывания обеспечить неподвижность соединения. Не допускается ускорять остывание путем его смачивания или обдува воздухом.

Соединение меди и алюминия

При соединении пайкой медных и алюминиевых проводов можно столкнуться со множеством трудностей, преодолеть которые возможно будет, только применив альтернативные методы соединений.

Дело в том, что как алюминий, так и медь покрываются на воздухе оксидной пленкой. И если сами по себе эти пленки никак не влияют на состояние проводника и даже обеспечивают довольно неплохую проводимость, то соединяясь вместе, они способствуют возникновению мощной химической реакции. Под действием влаги, содержащейся в воздухе, в месте контакта оксидов алюминия и меди начинается процесс электролиза, то есть образуется электрический ток из-за того, что ионы обоих материалов обладают разными электрическими потенциалами.

Электрический ток является движением заряженных частиц – ионов и при их движении металлы в месте контакта разрушаются. При этом сильнее разрушается алюминий. Разрушение вызывает ухудшение контакта, а впоследствии увеличивается электрическое сопротивление соединения и оно нагревается. При сильной коррозии, когда непосредственный контакт между двумя материалами уже утрачен, возникает электрическая дуга, которая и довершает разрушение.

Знания о том, как правильно паять, нужны не только радиолюбителям и специалистам по монтажу электроаппаратуры. Каждому домашнему мастеру приходится сталкиваться с необходимостью пайки при ремонте электробытовых приборов.

Подготовка паяльника к работе

Перед тем как паять паяльником, следует правильно подготовить его к работе. В быту чаще всего используют электрический паяльник с медным жалом, которое при хранении и эксплуатации постепенно покрывается слоем окиси и подвергается механическим повреждениям. Для получения паяного соединения хорошего качества подготовку паяльника к работе проводят в такой последовательности:

Напильником с мелкой насечкой зачищают рабочую часть жала на длину 1 см от кромки. После зачистки инструмент должен приобрести красноватый цвет, свойственный меди, и металлический блеск. Во время зачистки жалу придают клиновидную, скошенную, конусовидную форму, чтобы спаивать, что нужно мастеру.
Паяльник включить в сеть и разогреть до рабочей температуры.
Жало необходимо залудить, покрыть тонким слоем олова – того же припоя, чем паять соединяемые проводники. Для этого кончик инструмента погружают в канифоль, а затем проводят по нему кусочком припоя. Не стоит применять для лужения паяльника пруток из припоя с канифолью внутри. Чтобы равномерно распределить припой, рабочие грани потереть о металлическую поверхность.

При работе полуда будет обгорать и стираться, поэтому паяльник придется очищать и лудить в процессе пайки несколько раз. Очистить жало можно о кусочек наждачной шкурки.

Если мастер будет пользоваться инструментом с никелированным необгораемым стержнем, чистить его придется специальной губкой или влажной тканью. Лудят такое жало в расплаве канифоли, проводя по нему куском припоя.

Паянию можно научиться только в процессе работы, но перед этим желательно ознакомиться с основными операциями.

Обработка флюсом или лужение

Традиционный и самый доступный флюс – канифоль. При желании можно паять с твердым веществом или его спиртовым раствором (СКФ, Канифоль-гель и т. п.), а также флюсом ТАГС.

Ножки радиодеталей или чипов покрывают полудой на заводе. Но для избавления от окислов можно перед монтажом залудить их заново, смазав жидким флюсом и покрыв равномерным слоем расплавленного припоя.

Медную проволоку перед обработкой флюсом или лужением зачищают мелкой наждачной шкуркой. При этом снимаются слой окиси или эмалевая изоляция. Жидкий флюс наносят кисточкой, а затем прогревают место спайки паяльником и покрывают его тонким слоем олова. Лужение в твердой канифоли производят так:

кусочек вещества расплавить на подставке и прогреть в нем проводник;
подать пруток припоя и равномерно распределить расплавленный металл по проволоке.

Правильно паять массивные медные, бронзовые или стальные детали нужно с использованием активных флюсов, которые содержат кислоты (Ф-34А, Глицерин-гидразин и пр.). Они помогут создать равномерный слой полуды и крепко соединить части крупных предметов. На обширные поверхности олово наносят паяльником, равномерно размазывая по ним припой. После работы с активным флюсом следует нейтрализовать остатки кислоты щелочным раствором (например, содовым).

Разогрев и выбор температуры

Начинающим трудно определить, при какой температуре инструмента можно начинать работать. Выбирать степень нагрева следует в зависимости от вида материала:

пайка микросхем требует разогрева не выше, чем до +250°С, иначе детали могут быть повреждены;
крупные отдельные радиодетали могут выдержать нагрев до +300°С;
лужение и соединение медной проволоки может происходить при +400°С или немного ниже;
массивные детали можно греть на максимальной мощности паяльника (около +400°С).

Многие модели инструментов имеют терморегулятор, и определить степень разогрева легко. Но при отсутствии датчика стоит иметь в виду, что бытовой паяльник удастся разогреть максимально до +350… +400°С. Работу с инструментом можно начинать, если канифоль и припой плавятся в течение 1-2 секунд. Большинство припоев марки ПОС имеет температуру плавления около +250°С.

Даже у опытного мастера не получится правильно паять паяльником, который недостаточно нагрет. При слабом нагреве структура припоя после застывания становится губчатой или гранулированной. Пайка не имеет достаточной прочности и не обеспечивает хороший контакт деталей, а такая работа считается браком.

Работа с припоем

При достаточном нагреве расплавленный припой должен стать текучим. При мелких работах можно взять на жало инструмента каплю сплава и перенести ее на соединяемые детали. Но удобнее пользоваться тонкой проволокой (прутком) разного сечения. Часто внутри проволоки содержится слой канифоли, который помогает правильно паять паяльником без отвлечения от процесса.

При таком способе горячим инструментом прогревается поверхность соединяемых проводников или деталей. Конец прутка припоя подводят к жалу и немного (на 1-3 мм) просовывают под него. Металл моментально плавится, после чего остаток прутка убирают, а припой греют паяльником, пока он не приобретет яркий блеск.

При работе с радиодеталями нужно учитывать, что нагрев для них опасен. Все операции выполняют в течение 1-2 секунд.

Во время пайки соединений одножильных проводов большого сечения можно использовать толстый пруток. При достаточном нагреве инструмента он тоже плавится быстро, но распределять его по спаиваемым поверхностям можно медленнее, стараясь заполнить все выемки скрутки.

Все знают, что такое паяльник, и для чего он нужен, но не все умеют им пользоваться. А инструмент это весьма полезный не только в телевизионной мастерской, но и в домашнем хозяйстве. С его помощью можно качественно восстановить оборванный кабель, отремонтировать электроинструмент, бытовую технику и многое другое. Однако паяльником надо уметь орудовать, а также надо уметь правильно подобрать расходные материалы.

Если речь не идет о пайке микросхем и высоковольтного оборудования, то сам процесс не представляет какой-либо сложности. Большинство бытовых задач можно выполнить самостоятельно, не обращаясь к специалисту.

Устройство паяльника

Электрический паяльник обязательно имеет нагреватель. Нагреватель может быть нихромовым или керамическим. Керамические нагреватели по-своему хороши, но они довольно требовательны к условиям работы. Поэтому для домашнего хозяйства лучше всего подойдут электрические паяльники со спиральным нагревателем (ЭПСН). Это довольно неприхотливые и, что немаловажно, недорогие приборы.

Рабочей частью паяльника является жало. Нагреватель доводит его до высокой температуры, позволяющей плавить оловянный припой, которым ведется пайка. На корпусе паяльника обычно имеется винт, который фиксирует жало и с помощью которого можно регулировать его вылет. Ручка паяльника имеет расширение или отдельный фартук, который не дает руке даже случайно соскользнуть на разогретую часть.

В последние годы появились компактные газовые паяльники, сразу составившие конкуренцию паяльникам электрическим. Заправляются они очищенным бутаном, точно таким же, который используется для заправки зажигалок. Пайка газовым паяльником происходит за счет воздействия открытого пламени миниатюрного сопла. Температура пламени может регулироваться в пределах 750-1200°С. На одной заправке паяльник может работать 60-90 минут в зависимости от настройки. Такой инструмент способен полностью заменить электрический паяльник мощностью 150 Вт. Для бытовых нужд его более чем достаточно, если, конечно, речь не идет о пайке труб или кастрюль.

Выбор паяльника

Прежде всего, надо определить, для каких целей приобретается паяльник. Для дома обычно берут прибор, которым можно спаять кабели, провода, починить штекеры аппаратуры и т.д. Для этих целей подойдет прибор мощностью 25 Вт. Более мощные приборы применяются при пайке массивных деталей, а это уже промышленное применение. В то же время не стоит покупать слишком маломощные паяльники на 5-15 Вт. Они предназначены для пайки микросхем и тонкой аппаратуры, например для ремонта мобильных телефонов.

Обращают внимание при покупке паяльника для дома и на его входящее напряжение. Необходимо, чтобы это был прибор, работающий от 220 В, а не от 12 или 24…. Желательно чтобы у паяльника была вилка европейского образца. Современные дома уже все чаще оснащаются заземлением, которое в данном случае исключит электротравму при пробое на корпус.

Если жало в паяльнике извлекается, значит, при необходимости его можно заменить. Узнать это очень просто - паяльники со сменным жалом имеют болт (болты) фиксации на корпусе. Болт позволяет регулировать длину вылета, а она в свою очередь влияет на температуру открытой части.

Жала бывают медными и никелированными. Последние не обгорают, поэтому практически не нуждаются в уходе. Однако они несколько дороже. Красномедные жала время от времени необходимо чистить от припоя и править напильником. Никаких сложностей в этих операциях нет - берется напильник и с его помощью жалу придается требуемая форма. Желательно делать это при снятом жале, зажатом в тисках.

Что касается формы паяльников, то кроме классической «ручечной» формы в продаже можно встретить так называемые «пистолеты». Разница между ними только в форме ручки. Пистолетными бывают также быстроразогревающиеся паяльники с трансформатором, но они уже относятся к приборам профессионального класса. Многие специалисты считают, что классическая форма паяльника удобнее в работе.

Расходники для пайки

Припой . Соединение деталей при помощи пайки подразумевает использование припоя - сплава олова со свинцом. Процесс пайки можно сравнить с горячим склеиванием. Клеем в таком случае выступает припой.

Пропорции олова и свинца в припоях могут быть разными. Производители наносят маркировку, где цифрой обозначается процент олова, например ПОС-61 - припой оловянно-свинцовый, в котором содержание олова составляет 61%. Припой из такого сплава будет плавиться при температуре 180°С. Это намного меньше, чем температура плавления меди или алюминия, паять которые приходится чаще всего.

Изменения соотношения свинца и олова отражается и на температуре плавления припоя. Например, если олова в припое 40%, то температура плавления у такого сплава составит 240°С, а если олова 90%, то сплав начинает плавиться только при 310°С.

Маркировка припоев импортного производства отличается от отечественной. Чтобы понять, что за сплав перед вами, необходимо заглянуть в сопроводительные документы или поискать расшифровку маркировки в сети Интернет. Однако при бытовой пайке сплав припоя особого значения не имеет. Самый тугоплавкий припой плавится при 300°С, что также ниже t(пл.) меди или алюминия. Но работать легче всего с легкоплавкими припоями, поэтому следует отдавать предпочтение сбалансированным припоям, где олова и свинца примерно одинаково.

Удобнее всего пользоваться припоем в виде проволоки диаметром 1-3 мм. В продаже встречаются припои в виде трубки, заполненной флюсом. Такой припой - на любителя; многие специалисты отдают предпочтение простому проволочному припою, который оставляет возможность точнее дозировать припой и флюс.

Флюс необходим для защиты металлических деталей от теплового окисления. Медное жало паяльника быстро окисляется, в результате чего на нем образуется неметаллическая пленка, к которой плохо пристает припой. Флюс удаляет пленку окислов и способствует равномерному распределению припоя. Обработка деталей и контактов флюсом называется лужением.

Встречаются два вида флюсов - кислотные и некислотные. Кислотные флюсы чаще всего используют при пайке железных сплавов (чугун, сталь). После работы с кислотным флюсом необходимо удалить его остатки, чтобы кислота не разъедала металл. Работать с кислотными флюсами нужно очень осторожно, т.к. кислота легко разъедает кожу.

Из некислотных флюсов наиболее распространена канифоль - очищенная сосновая сера. Для большинства бытовых задач канифоли вполне достаточно. Качественная канифоль прозрачна и имеет янтарный цвет; она не так быстро пачкает жало и не сильно дымит. Можно также иметь под рукой ортофосфорную кислоту для случаев, когда окисление значительное.

Технология пайки

Когда нужно припаять одну деталь к другой, спаять контакт или концы проводов, наша задача заключается в том, чтобы закрепить спайку припоем.

Хороший контакт и прочность спайки зависит от качества выполнения работы. Спаиваемые детали должны быть хорошо очищены, обезжирены и прогреты.
Если выполняется пайка электрического провода или любых других электродеталей, необходимо убедиться в том, что они не находятся под напряжением.
Производить пайку лучше всего под кухонной вытяжкой, чтобы дым канифоли сразу удалялся из помещения.
Очень важно не перегреть спаиваемые детали. Сами они вряд ли расплавятся от паяльника, но пластик (например, изоляция провода) может пострадать от высокой температуры. Поэтому время воздействия высокой температуры на детали должно быть минимальным. Желательно произвести пайку в один заход.
Соединяемые пайкой детали нужно залудить - обработать флюсом и припоем. Залуженные провода перестают гнуться, поэтому их скручивают без лужения и только потом паяют.
При сращивании кабелей или проводов производят зачистку концов от изоляции, зачищают сам провод механически и обрабатывают флюсом при помощи паяльника. Чтобы качественно изолировать спаянные провода необходимо предварительно надеть на них кембрики из термоусадочного полимера. После этого концы провода свивают между собой и фиксируют припоем, который в итоге должен покрыть всю контактную часть.
Место спайки закрывается термоусадочным кембриком, который после нагрева обволакивает спайку и надежно ее изолирует от контакта с другими проводами.
Проволочный припой удобно подавать к месту спайки, а не набирать олово жалом. Но поскольку у человека только две руки, подавать припой получается только в том случае, если детали надежно зафиксированы. Не пытайтесь паять навису - только зря потратите время и нервы. Лучше сначала зафиксировать зажимом спаиваемые детали, а уже потом их паять.

Вот собственно и вся технология. Как видите, она нехитрая. Главное - соблюсти несколько простых правил и понимать, что для чего делается и в каком порядке.