Особенности покрытий
Паяльники простого типа традиционно имеют медное жало. Материал до сих используется с момента изобретения инструмента из-за своих высоких теплопроводящих свойств. Но есть недостаток — способность к высокому износу. Медь выгорает или растворяется в припое. Недостаток требовалось устранить, и производители стали наносить дополнительное покрытие из никеля или серебра.
Никель обладает высокой прочностью и не изнашивается. Долгий срок службы — это преимущество никелевого покрытия. Недостаток — слабая адгезия. Такой наконечник плохо удерживает припой. Пайку можно выполнить только при подаче припоя непосредственно в зону работы. Рабочую область нагревают жалом, потом ложат небольшую часть припоя или паяльной пасты. Схватывание происходит от нагрева.
Особенности напыления усложняют работу и обслуживание. Поэтому радиолюбители, особенно старшего поколения, предпочитают медные паяльники. Но у медного жала есть недостаток — горячая медь мгновенно окисляется. Взаимодействие с воздухом происходит лишь на тонком слое, но этого достаточно для нулевой адгезии. Тепло тоже передаётся хуже. Выход из ситуации — наконечник всегда нужно покрывать тонким слоем припоя.
Олово нельзя наносить перед пайкой, поскольку под его слоем начинает выгорать медь. На месте выгорания появляются шлаки, из-за которых отсутствует адгезия. Мастер начинает отвлекаться от работы.
Абразивные материалы стачивают покрытие. Никель или керамика нанесены тонким слоем на жало — вот почему нельзя их стачивать. Дорогостоящий наконечник превратится в медный пруток.
Каким припоем паять
Эти сплавы изготавливаются на основе олова, свинца, меди, никеля, или серебра. Для работы с монтажными платами и бытовой проводкой применяется оловянно-свинцовый припой (ПОС). Несмотря на большое разнообразие, их можно разделить на два вида:
- мягкие (температура плавления до 300°C);
- твердые (температура плавления свыше 300°C).
Форма выпуска любая: кусковая, проволока, порошок, паста. Универсальный вариант — проволока до 2 мм в диаметре. Ее удобно набирать на жало паяльника или вводить непосредственно в зону пайки.
Интересное предложение от производителей — паяльная паста, или порошок. Это мелкодисперсный припой, в который для вязкости добавляют жидкий флюс. Получается консистентный состав с высокой адгезией, которым можно паять без предварительного флюсования. Просто наносим пасту на контакты, и производим нагрев.
Можно работать без традиционного паяльника, с помощью паяльного фена. Благодаря тонкому помолу, припой плавится быстро, и моментально растекается по рабочей зоне (с помощью флюса).
Для начинающего мастера это неплохой вариант. Работать просто, но вы не сможете научиться качественно паять в тяжелых условиях: когда под рукой нет хорошего флюса и припоя.
Процесс пайки электропаяльником
Вся технология пайки паяльником проводов может быть разделена на несколько последовательных этапов. Все они повторяются в определенной последовательности:
- Подготовка проводников. При пайке проводов они освобождаются от изоляции. После этого с них механическим путем удаляется оксидная пленка. Можно использовать небольшой кусок наждачной бумаги с мелким зерном. Металл должен блестеть и быть светлым.
- Лужение. Разогревают паяльник до температуры плавления канифоли (при прикосновении начинает активно плавится). Берут проводник, подносят к куску канифоли, прогревают паяльником так, чтобы вся зачищенная часть провода оказалась погруженной в канифоль. Затем на жало паяльника берут каплю припоя и разносят его по обработанной части проводника. Припой быстро растекается, покрывая тонким слоем провод. Чтобы он распределялся быстрее и равномернее, провод немного поворачивают. После лужения медные проводники теряют красноту, становясь серебристыми. Так обрабатывают все провода, которые надо будет припаивать
Вот, собственно и все. Таким же образом можно спаять два или более провода, можно припаять провод к какой-то контактной площадке (например, при пайке наушников — провод припаять можно к штекеру или к площадке на наушнике) и т.п.
После того, как закончили паять паяльником провода и они остыли, соединение необходимо изолировать. Можно намотать изоленту, можно надеть, а потом разогреть термоусадочную трубку. Если речь идет об электропроводке, обычно советуют сначала навернуть несколько витков изоленты, а сверху надеть термоусадочную трубку, которую прогреть.
Отличия технологии при использовании флюса
Если используется активный флюс, а не канифоль, процесс лужения изменяется. Очищенный проводник смазывается составом, после чего прогревается паяльником с небольшим количеством припоя. Далее все как описано.
Пайка скрутки с флюсом — быстрее и проще
Есть отличия и при пайке скруток с флюсом. В этом случае можно каждый провод не лудить, а скрутить, затем обработать флюсом и сразу начинать паять. Проводники можно даже не зачищать — активные составы разъедают оксидную пленку. Но вместо этого придется места пайки протирать спиртом — чтобы смыть остатки химически агрессивных веществ.
Особенности пайки многожильных проводов
Описанная выше технология пайки подходит для моножил. Если провод многожильный, есть нюансы: перед лужением проводки раскручивают чтобы можно было все окунуть в канифоль. При нанесении припоя надо следить чтобы каждый проводок был покрыт тонким слоем припоя. После остывания, провода снова скручивают в один жгут, дальше можно паять паяльником как описано выше — окунув жало в припой, прогревая место спайки и нанося олово.
При лужении многожильные провода надо «распушить»
Можно ли паять медный провод с алюминиевым
Соединение алюминия с другими химически активными металлами напрямую делать нельзя. Так как медь — химически активный материал, то медь и алюминий не соединяют и не паяют. Дело в слишком разной теплопроводности и разной токопроводимости. При прохождении тока алюминий нагревается больше и больше расширяется. Медь греется и расширяется значительно меньше. Постоянное расширение/сужение в разной степени приводит к тому, что даже самый хороший контакт нарушается, образуется токонепроводящая пленка, все перестает работать. Потому медь и алюминий не паяют.
Если возникает такая необходимость соединить медный и алюминиевый проводники, делают болтовое соединение. Берут болт с подходящей гайкой и три шайбы. На концах соединяемых проводов формируют кольца по размеру болта. Берут болт, надевают одну шайбу, затем проводник, еще шайбу — следующий проводник, поверх — третью шайбу и все фиксируют гайкой.
Алюминиевый и медный проводники паять нельзя
Есть еще несколько способов соединить алюминиевую и медную линии, но пайка к ним не относится. Прочесть о других способах можно тут, но болтовое — наиболее простое и надежное.
Очистка в процессе работы
Правильно облудить паяльник важно не только во время подготовки к работе. Спустя какое-то время пайки может случиться так, что материал снова не будет липнуть к основанию
Это происходит через минут 15. Под слоем лужения обгорает медь. Существует несколько способов как правильно залудить паяльник во время работы.
Бруском дерева
Брусок дерева неотёсанный всегда должен находиться под рукой у мастера. Используют хвойные породы, поскольку такая древесина имеет природную канифоль. На древесину наливаю флюс и ложат немного припоя. Как только на жале появляется окалина, натирают его о дерево. Во время этого процесса основание очищается и облуживается.
Губка из металла
Способ моментального лужения основания паяльника. Заводские паяльные установки оснащены подобным устройством в виде губки из стали в контейнере.
Мастеру удобно пользоваться подобным методом, но его можно улучшить. Низ губки измазывают флюсом — паяльным салом. При неглубоком погружении жала оно будет просто очищаться. А если на основание нанести припой и макнуть его глубоко, до основания губки, то очистка будет совмещена с лужением.
Метод оптимален для современных наконечников с керамическим или никелевым напылением. Даже паяльники с тонким жалом из меди можно так очищать и залуживать. Повреждения устройству сложно нанести даже при сильном нажатии.
Использование канифоли
Способ для традиционного инструмента с простым жалом из меди. Металл быстро окисляется и через 10−15 минут припой уже не подцепить. Если почистить отдельно от флюса, то мастер не успеет донести паяльник — так быстро проходит окисление.
Чистят инструмент из-за этого в канифоли. Под паяльник ложат надфиль, можно воспользоваться стальной проволокой. Затем жалом трут до того момента, пока флюс не расплавится. Припоя не должно быть.
В чем заключается необходимость лужения проводов
Современные проводники изготавливаются из цветных сплавов, покрытых изоляционным слоем, что сопровождается повышенным сопротивлением к коррозионному воздействию. При выполнении их соединения требуется зачистить часть изоляции. Это приводит к образованию контакта с воздушной средой, а со временем — к окислению поверхности проводника.
Лужение провода препятствует окислению токопроводящего материала
Для исключения указанных проблем следует лудить зачищенные участки проводов. Облуживание удалит с открытых жил кабеля оксидные примеси и позволит повысить сцепление между соединяемыми элементами.
Как облудить необгораемое жало
Обычное медное жало имеет недостатки: оно понемногу выгорает, требуя частого повторения вышеописанных процедур по очистке. С него невозможно убрать весь припой, что требуется для пайки корпусов некоторых микросхем.
Этих недостатков лишены необгораемые жала, поверхность которых покрыта слоем никеля. Но за ними нужен особый уход. Слой покрытия тонкий, его нельзя царапать. Поэтому никелированные жала нельзя чистить напильником, надфилем и даже наждачной бумагой. Нельзя даже стряхивать с них припой ударами о подставку паяльника. Если слой покрытия будет поврежден, то из-под него будет вымываться медь и жало придет в негодность. Поэтому и облудить его так, как медное, не получится.
Для того, чтобы залудить необгораемое жало, потребуются:
- кусок хлопчатобумажной ткани (можно использовать старое полотенце);
- канифоль;
- припой.
Ткань нужно обильно смочить в воде и отжать, а в баночку с канифолью кинуть небольшой кусочек припоя. Прогреть паяльник, затем энергично потереть его жалом о мокрую ткань, стирая окислы. Затем быстро окунуть его в канифоль, расплавляя в ней кусочек припоя. Жало лудится в среде канифоли, которая растворяет остатки окислов. После этого его нужно протереть о ту же ткань, что использовалась вначале.
Для очистки необгораемых жал в процессе работы предназначены специальные целлюлозные губки, которые продаются в магазинах электроники. Губку перед использованием нужно пропитать водой, отжав излишки. Лучше использовать глицерин, при этом она не будет высыхать. При работе нужно периодически протирать жало паяльника о губку, удаляя окислы и излишки припоя.
Еще можно использовать для этих целей проволочную губку (мочалу) из латуни или меди. Ее также продают в радиолюбительских магазинах. Подойдет и мочалка для мытья посуды из нержавеющей стали, но только мягкая, чтобы не царапала жало.
Но все эти способы могут не помочь, если паяльник с необгораемым жалом перегревается. Его температура не должна превышать 300 ˚С. Поэтому использовать их стоит только в паяльниках, имеющих регулировку температуры со стабилизацией.
Регуляторы мощности здесь не помогут, так как трудно подобрать его режим работы. Температура в зависимости от интенсивности пайки постоянно изменяется, когда паяльник бездействует на подставке, она максимальна, когда плавит припой – понижается. Напряжение в сети тоже может изменяться и влиять на температуру. В керамических паяльниках и паяльных станциях организована регулировка с использованием датчика, встроенного в паяльник. Начальная температура задается пользователем, а устройство управления ее поддерживает без его участия. Также не рекомендуется долго держать нагретое необгораемое жало без припоя.
Еще одно достоинство необгораемых жал, предназначенных для керамических паяльников и паяльных станций – они съемные и легко меняются. Производителями выпускается широкий ассортимент жал различной формы и размеров, предназначенных для выполнения разных видов работ. Владельцам паяльников с нихромовым нагревателем приходится идти на ухищрения, чтобы сделать их универсальными: придумывать какие-то вставки, наматывать на жало толстую медную проволоку. Это не делает процесс пайки удобнее, скорее – наоборот. А если вспомнить, что поменять жало у такого паяльника порой не так-то просто, то об использовании различных форм греющих поверхностей для него стоит позабыть совсем.
Зачем лудить и точить
Лужение жала перед пайкой существенно упрощает все операции с паяльником, состоящие в переносе расплавленного припоя в зону контакта. Без этой процедуры удаётся обходиться лишь в том случае, когда купленное паяльное устройство имеет жало, покрытое защитной плёнкой из серебра.
Покрытие на основе серебра хорошо удерживает припой, не ухудшая показателя теплопроводности основы из меди.
Однако изделия с таким покрытием стоят немалых денег; к тому же серебряная плёнка со временем сходит и обнажает медное основание (говорят, что она растворяется в припое). Так что и в этом случае по истечении некоторого времени облудить жало, так или иначе, придётся.
Точить остриё напильником приходится не только перед лужением, но и в тех случаях, когда необходимо придать жалу удобную для работы форму.
Некоторые из пользователей предпочитают, чтобы жало было заточено «под конус». Другие же стараются так заточить его боковые части, чтобы получить плоскую заострённую форму.
Подготовка и обслуживание
Чем интенсивнее идет работа, тем скорее жало паяльника выгорает и обрастает чешуйками окалины.
Во время продолжительного нагрева до высоких температур медь, из которой сделан наконечник, частично переходит в расплав олова, а частично истирается о паяемые поверхности и контакты. Происходит физическая и химическая эрозия вещества. Кроме того, под действием тепла происходит окислительная реакция меди с кислородом воздуха. На моделях, позволяющих регулировать температуру, рекомендуется снижать ее при случающихся перерывах в пайке, или просто выключать на это время паяльник.
Последовательность операций по удалению окалины:
- Аккуратно вытащить жало.
- Зачистить слой окалины мелкозернистой абразивной бумагой.
- Нанести на жало графитовый защитный слой, натерев его грифелем простого карандаша, Это замедлит повторное появление слоя окалины.
- Легко постукивая по корпусу электронагревателя и поворачивая его, удалить окалину из углубления для медного стержня.
- Вставить жало обратно в крепление.
Для обеспечения электробезопасности следует каждый раз перед началом работы осматривать изоляцию сетевого кабеля на предмет отсутствия механических повреждений и оплавлений.
Время от времени полезно также измерить величину сопротивления изоляции. Замер проводится между контактами вилки и жалом. Значение должно превышать 10 мом.
Правила лужения необгораемого сердечника
С таким жалом нужно обращаться особенно бережно. Если медный наконечник можно зачищать напильником, наждачной бумагой, то с необгораемым этого делать ни в коем случае нельзя. Его можно только вытирать куском мокрого махрового полотенца, а еще лучше – либо специальной губкой, либо мокрой поролоновой губкой, которой хозяйки моют посуду. Если смочить ее еще и глицерином, то она долго не будет высыхать.
Фото 2. Препарат Solins TTC-20 необходим для лужения старых и сильно обгоревших сердечников.
Есть и специальный очиститель необгораемого жала, представляющий собой клубок из латунной стружки. Время от времени жало вставляют в такой клубок, в нем остаются окислы, излишки припоя. Удаляются они из перевернутого очистителя легким постукиванием по столу.
О степени нагрева наконечника можно судить по качеству пайки. Если температура жала оптимальна, она имеет блестящий вид и гладкие, четкие контуры. Когда паяльник перекален, припой растекается по детали и пайка просто не получается. Если же прибор, наоборот, нагрелся недостаточно, то пайка имеет матовый, ноздреватый вид, а прочность ее крайне низка.
Наконец, есть еще один вариант: препарат Solins TTC-20 (см. фото 2). Он предназначен для лужения старых, изрядно обгоревших сердечников, которые не удается очистить ни специальными губками, ни флюсами с припоями. В состав этого средства входят фосфорный аммоний, олово в виде мельчайшего порошка и связующие ингредиенты.
Паяльник нагревают примерно до +300+350˚С, опускают жало в этот препарат под наклоном около 45° и постепенно вращают. Состав начинает плавиться, одновременно очищая и облуживая сердечник. После этого излишки олова вместе со шлаками удаляют мокрой губкой. Если достичь желаемого результата не получается с первого раза, процедуру повторяют. Solins TTC-20 – простое, но эффективное средство, при работе с ним не выделяются вредные испарения, кроме того, оно увеличивает срок эксплуатации паяльника.
Как правильно припаивать?
Чтобы припаять два провода, следует для начала залудить паяльник и провода. Дело в том, что если проигнорировать эту процедуру, прибор просто не будет паять, так что крайне рекомендуется это сделать. Кстати, если у пользователя имеется в наличие паяльная станция, а не паяльник, то лужение не потребуется.
Как залудить паяльник?
- Для лужения паяльника следует взять напильник и приложить плашмя к срезу жала паяльника. Нужно точить жало, пока оно не станет гладким, плоским и блестящим.
- Разогретое жало следует погрузить в канифоль, а затем и в припой (обычно это олово). Припой почти не будет прилипать к жалу, поэтому следует после вышеописанной процедуры приложить жало к дощечке природного происхождения. Следует помнить, что доска ДСП для таких целей не подходит.
- Следует повторять эти манипуляции с жалом (погружение в канифоль — олово — приложение к дощечке), пока оно не станет полностью серебристым от припоя, равномерно его покрывающего. Это и называется «лужением» паяльника. Залудить паяльник не так трудно, так что выполнить эту процедуру сможет любой пользователь, даже тот, который раньше с паянием дела вообще не имел.
Как залудить провод?
Для начала надо снять изоляцию с провода. Снять надо именно настолько, чтобы в будущем хватило места для последующей пайки. Также следует контролировать процесс снятия изоляция, для того чтобы затем избежать коротких замыканий.
Конечно же, лудить провод намного проще. Дело в том, что под изоляцией у провода чистый металл, а не окисленный. Оголённый провод следует окунуть в уже упомянутую выше канифоль, приложив сверху него жало паяльника (предварительно разогретого). Затем следует вытащить провод из канифоли, после того как она начнёт плавиться и дымиться. Данная процедура нужна для того, чтобы расплавленная канифоль обволокла провод, а именно контактную его часть. Затем следует обогатить жало паяльника припоем, используя всё то же олово, то есть, коснувшись его, после чего нужно поднести жало к канифоли, облепившей провод.
Нельзя не упомянуть тот момент, что если провод будет медным и чистым, лужение произойдёт буквально сразу же. В том случае, если лужение не произошло с первого раза, требуется повторить процедуру, или же воспользоваться специальным веществом — паяльной пастой, которая является весьма действенным помощником в паяльном деле, учитывая тот факт, что с её помощью можно залудить даже железо.
Как правильно паять провод?
Сам процесс спаивания будет заключаться в том что надо будет просто поднести одну залуженную часть одного провода с залуженной частью другого. Затем к месту их контакта следует поднести раскалённое жало паяльника, которое предварительно должно было быть обогащено припоем. Припой должен хорошо и плотно обволакивать залуженные части припаиваемых проводов. Этому поспособствует канифоль, которая благотворно участвует и в этом процессе.
После того как провода оказались в расплавленном припое, следует постараться избежать любого шевеления, чтобы спаивание прошло успешно. Можно также слегка подуть на то место, где находится расплавленный припой, пока он из блестящего не станет тёмным, что будет свидетельством того, что пайка твердеет.
Вот, в принципе, и всё. Пользователь может гордиться проделанной работой, особенно в том случае, если это его первая пайка, и он сделал всё как надо, следуя вышеописанным советам.
Отпаять провода, кстати, тоже представляется возможным. Если вдруг пользователю понадобилось отпаять два провода, следует проделать ту же процедуру, только обратным методом. Нужно просто разогреть место пайки раскалённым жалом паяльника. Следует поднести жало к месту соединения проводов и расплавить затвердевший припой. После того как припой расплавится, то представить возможным просто разъединить спаянные ранее провода. Кстати, нельзя забывать, что во время распаивания жало паяльника также должно быть в канифоли.
Уход за паяльником
Как и любой другой инструмент, паяльник требует ухода. Время от времени жало у паяльника выгорает, на нём появляются рытвины и неровности. Устраняется выгорание затачиванием жала и его лужением
Также следует обратить внимание на то, что при длительном использовании стержень покрывается окалиной, что препятствует быстрому прогреву
Очистка паяльника от нагара.
Почему жало паяльника выгорает? Дело в том, что при нагреве медь частично растворяется в припое, а сам край жала подвергается пусть и небольшому, но механическому воздействию. Также стоит понимать, что когда паяльник не используется, жало сильно разогревается и это способствует окислению меди. Поэтому при холостом простое рекомендуют либо выключить паяльник, либо уменьшить температуру. У обычного электрического паяльника типа ЭПСН температурной регулировки нет, поэтому при простое его лучше выключить.
Будет интересно Как паять алюминий в домашний условиях
Пассатижами вытаскивают медный стержень из паяльника. Убирают окалину со стержня с помощью мелкозернистой шкурки. Можно покрыть стержень небольшим слоем графита, потерев его о грифель обычного карандаша. Это предотвратит быстрое образование окалины в будущем. Лёгким постукиванием по нагревательному элементу паяльника добиться извлечения окалины из нагревательного элемента, где был установлен медный стержень. Устанавливают медный стержень на прежнее место.
Следует время от времени проверять состояние изоляции электрического паяльника. Для этого замеряют сопротивление между сетевой вилкой паяльника и жалом. О том, как измерять сопротивление я уже рассказывал. На омметре следует выставить мегаомный предел измерения (1 – 10Мом). Помните, что касаться руками металлических щупов мультиметра при замере сопротивления нельзя. Иначе, прибор покажет общее сопротивление Вашего тела и замеряемой цепи.
Прибор должен показать бесконечно большое сопротивление. Это будет свидетельством добротной изоляции между жалом паяльника и электрической сетью. Для тех, кто уже обзавёлся паяльной станцией, подойдут сменные жала 900 М из меди. Они также требуют подготовки перед работой.
Процесс пайки.
Подготовка нового паяльника
Подготовка паяльника к работе заключается в том, чтобы прокалить его исполнительную часть (жало) до такого состояния, при котором оно сможет полноценно выполнять свои функции.
Дело в том, что у любого паяльного инструмента, только что принесённого из магазина, на жало имеются следы окислов меди (они образуются после длительного контакта с воздухом). Естественно, что этот налёт ухудшает контакт с рабочими составами (припоем и флюсом).
Для достижения этого необходимо предпринять следующие шаги:
- Во-первых, следует тщательно прокалить жало до состояния, пока металл не приобретёт красновато-оранжевый оттенок. С этого момента оно будет обгорать, то есть начинается процесс термического выжигания остатков окислов, сопровождающийся характерным резким запахом.
- Во-вторых, по истечении определённого времени, когда на поверхности жала появится характерный для меди нагар, следует соскрести его любым острым металлическим предметом.
- В-третьих, очищенное от нагара жало паяльника должно пройти ещё одну операцию, называемую лужением. Для того чтобы качественно залудить наконечники любого типа следует научиться отличать варианты их исполнения.
Правильный порядок действий
Облуживать провода посредством паяльника следует в соответствии с алгоритмом, выверенным многолетней практикой. У проводов в самом начале работы нужно тщательно снять ножом или клещами наружный изолирующий слой. Желательно освободить от полимерного покрытия минимум 10 мм, максимум – 50 мм с каждого соединяемого конца.
После этого тем же ножом поверхность зачищают до блестящего состояния. Это исключит наличие остатков изолирующей оболочки, удалит с проводов оксидный налет.
Толстый провод удерживать и очищать проще. Если кабель включает в себя несколько тонких жил, их желательно растрепать, разъединить, зачистить со всех сторон, а потом скрутить заново.
Затем можно разогревать паяльник, предварительно проверив степень чистоты жала. Поверхность будет хорошо облуживаться только абсолютно чистым жалом паяльника.
Нагретым паяльником следует разогреть подготовленные, тщательно зачищенные концы проводов, опустив их в канифоль. Надо чтоб канифоль хорошо обволокла провод.
Жалом паяльника нужно взять припой и равномерно распределить смесь по срезу проводков, которые зафиксированы пинцетом или обычными плоскогубцами. Для обеспечения полноты нанесения массы из расплавленных расходных материалов, провода следует проворачивать вокруг собственной оси.
Медный провод можно обрабатывать не только канифолью, но и кислым флюсом. Некоторые предпочитают использовать готовую паяльную кислоту, всегда имеющуюся в продаже. Для лужения алюминиевых проводов предусмотрен свой специальный флюс.
