Как запаять в домашних условиях. Как правильно паять металл

Многие поломки можно устранить самостоятельно, для этого достаточно вооружиться паяльником. Обладая минимальными навыками, можно припаять оторвавшиеся проводки и детали и таким образом восстановить работоспособность прибора. Нередко возникает вопрос,как научитьсяпаять? На самом деле это не так уж и трудно, главное — набить руку. Имея немного опыта, можно проводить домашний ремонт практически любого устройства, где суть поломки в оторванных и отсоединенных деталях.

Что нужно для того, чтобы научиться паять?

Чтобы припаять что-либо, изначально необходимо подготовить рабочее место. На нем должна быть расположена непосредственно деталь, а также то место, куда вы будете класть инструмент. Учитывайте тот факт, что паяльник накаляется до высоких температур, поэтому его нельзя ставить на пластик или другие воспламеняющиеся предметы. Оптимальным решением будет использовать металлическую или керамическую подставку.

Также стоит заранее позаботиться о тех инструментах, которые могут понадобиться в ходе работы. Это могут быть плоскогубцы для удержания крупных предметов либо пинцет для фиксации мелких деталей.

Дополнительно нужно иметь под рукой влажную губку, с ее помощью удаляются остатки старого припоя на жале.

Если все вышеперечисленное является скорее рекомендациями, чем обязательными пунктами, то для паяния всегда необходимы три элемента:

сам паяльник — инструмент, жало которого разогревается до высоких температур и способно расплавить припой;
припой — металл либо сплав, который плавится при относительно низких температурах и способен проводить ток (чаще всего это олово);
флюс — вещество, обладающее обезжиривающими и предотвращающими окисление свойствами.

Принцип проведения пайки крайне прост и неизменен уже долгие годы.

Есть простая схема того, как правильно паять:

1. Очистка деталей от старого припоя. Этот пункт можно опустить при ремонте современных (по большей части китайских) приборов — в них настолько мало припоя, что при поломке место остается практически чистым.

2. Обезжиривание жала и деталей. Для этого применяется либо жидкий флюс, либо канифоль. Это необходимо сделать для этого, чтобы олово прикреплялось к предметам. Вначале детали и сам паяльник обрабатываются флюсом, после чего равномерно покрываются припоем. Этот процесс также называют лужением.

3. Расплавить олово и набрать нужное количество на жало. Этот момент требует определенной сноровки. Большинству новичков не удается взять необходимое количество припоя, от чего детали либо не припаиваются вовсе, либо выполненная работа выглядит не аккуратно.

4. Удерживая спаиваемые детали вместе, перенести на место соединения припой. На этом этапе важно четко держать предметы. Если ваша рука дрогнет, части рассоединятся, и процедуру придется начинать сначала. Важно удерживать детали до тех пор, пока не застынет припой.

Канифоль считается классическим веществом, применяемым при пайке. Весь принцип работы остается прежним, основные отличия заметны только лишь на этапе обезжиривания.

Особенность канифоли в том, что это твердая смола. Чаще всего она находится в небольшой металлической баночке с герметичной крышкой.

Несмотря на многообразие современных жидких припоев, канифоль все еще остается востребованным материалом. Многие радиолюбители уверены, что только с ее помощью можно произвести качественную и быструю пайку.

Особенность того, как правильно паять с канифолью, состоит в том, что необходимо прижимать жало и провода к самой смоле. После этого наноситься припой. Цель действий в том, чтобы добиться равномерного покрытия детали припоем.

При таком выборе флюса стоит учесть один момент. Канифоль совместима не со всеми металлами, поэтому для выполнения сложной пайки стоит подобрать другой флюс, подходящий ко всем деталям.

Как паять провода паяльником? Специфика работы

Техника проведения пайки слегка отличается в зависимости от того, с чем именно производится работа. Работа с различными деталями и схемами имеет свою специфику из-за размеров и особенностей крепления.

Отдельно выделяют процесс пайки проводов. Он немного отличается от процесса присоединения обычных деталей. В данной работе есть определенное неудобство — провода гибки и подвижны, поэтому их необходимо плотно фиксировать при пайке.

Вот как нужно проводить пайку проводов:

1. Зачистите провод. Размер очищенного пространства должен соответствовать месту пайки. Если вы оголите слишком малую часть повода, это будет мешать работать, а если слишком большую — возможно замыкание.

2. Если выбранный провод многожильный, необходимо плотно скрутить его, чтобы все жилы прилегали друг к другу. Если этого не сделать, некоторые из них могут не прикрепиться. В таком случае не только ухудшится качество соединения, но и увеличится риск обрыва.

3. Вначале залуживается паяльник, потом сам провод. При использовании канифоли это удобно делать путем погружения в смолу и подогревания ее жалом. Необходимо добиться равномерного покрытия.

4. Провод присоединяется к месту путем нанесения припоя и фиксации до момента застывания.

Также при помощи паяльника можно соединить провода между собой. Перед непосредственно пайкой провода зачищаются и скручиваются между собой. Только после этого производится лужение и пайка (чаще всего применяется твердая канифоль, однако можно также нанести жидкий припой кистью).

Не имеет особого значения, какие вы будете применять провода: что медные, что алюминиевые легко поддаются пайке.

Есть несколько простых методов того, как научиться качественно производить подобные работы. Классический и самый эффективный вариант — использование проволоки. Из нее нарезается двенадцать одинаковых отрезков, после чего путем спайки формируется куб. Конструкция проверяется на прочность путем сжатия куба в кулаке. Если ни одна грань не распалась, работа выполнена верно. В обратно случае нарезается новый комплект проводов и заново проводится пайка модели.

Особенности того, как паять микросхемы

Специфика микросхемы в маленьком размере деталей, а также большой вероятности их перегревания. Очень важно быстро убрать устройство. При необходимости применяется теплоотвод — в его роли может выступить пинцет или другой металлический объект.

Для такой работы стоит подбирать паяльник с маленьким жалом, так как имеется очень маленькое расстояние между деталями. Методов пайки имеется несколько. Одни мастера предпочитают делать углубления в жале паяльника, другие соединяют при помощи специальной паяльной пасты, а третьи методично припаивают отводы один за другим.

Чтобы понять, как правильно паять ту или иную деталь, необходимо определить, какой температурой необходимо воздействовать. Многое зависит от материала, из которого изготовлена плата. Чаще всего это 200-300 градусов по Цельсию.

То, каким образом паять платы, во многом зависит от их конструкции. Более простые схемы легко соединяются поочередным припоем проводом, а вот сложные современные чипы требуют особой аккуратности — ведь припаивая следующую деталь легко можно устранить предыдущую.

Как паять паяльником с кислотой? Особенности работы

Некоторые мастера уверены, что применение кислоты намного проще и надежней, чем пайка канифолью. Однако применение такого вещества может привести к разъеданию монтажа.

Применение паяльной кислоты играет большую роль, когда есть необходимость снять оксидную пленку с поверхностей, что приводит к более качественному и прочному соединению.

Такой материал подходит для обработки соединения чугунных деталей, а также всевозможных драгоценных и черных металлов.

Основное предписание, как правильно паять таким флюсом — это соблюдение техники безопасности. Выбранная разновидность кислоты должна четко соответствовать тому, какой материал вы будете соединять.

Также стоит позаботиться о сохранности окружающих предметов — капля флюса может разъесть некоторые предметы, так как является агрессивным химическим веществом.

Такой флюс можно сделать своими руками либо приобрести в магазине. Для новичков предпочтительней второй вариант, так как состав не только будет однозначно действенным, но и, безусловно, подходящим к вашим деталям. При этом всегда можно обратиться за помощью к консультанту и уточнить правильность выбора.

Когда начинающий электрик наблюдает за работой мастера с паяльником, то все действия кажутся простыми и понятными.

Однако стоит только самому взять инструмент в руки, как сразу начинаются неприятности: припой не держится, контакты отваливаются, изоляция сгорает, жало покрывается сажей.

Чтобы этого не происходило необходимо соблюдать определенные правила.

Мастер их знает и выполняет. Новичку же я советую вначале понять, как паять паяльником правильно. Только после этого браться за эту работу.

Особенности подготовки рабочего места и инструмента

3 главных секрета: поза, свет и воздух

Даже в домашних условиях для выполнения качественной пайки необходимы удобная поза работника с хорошим освещением. Рекомендую установить рабочий стол около окна, на который в дневное время попадают солнечные лучи, а вечером светит искусственный источник.

Пайка связана с нагревом веществ, выделением дымов. Хотя разогретая канифоль пахнет хвоей, но этот запах при частом вдыхании все же вреден. А другие флюсы и кислоты еще опаснее. Попадая в организм через органы дыхания они накапливаются, вызывают хронические заболевания.

Поэтому важно проветривание. Работайте с открытой форточкой, а еще лучше - используйте принудительную вытяжку.

Полезные приспособления

Невысокая жестяная баночка с бумажной прокладкой необходима для работы с припоем и канифолью.

Специальная подставка помогает хранить нагретый паяльник, а губка позволяет очищать горячее жало от окислов.

Убирать излишки расплавленного припоя удобно оловоотсосом.

Работы с мелкими предметами облегчают пинцет, небольшие тисочки, приспособления типа «третья рука». Самый простой вариант: обычные пассатижи с резинкой.

Можно своими руками изготовить и другие простые конструкции.

Выбор и подготовка паяльника

Продажа предлагает различные модели с напряжением от 12 до 220 или 380 вольт. Каждый паяльник создается для конкретной работы, хотя имеет универсальные возможности.

Их оценивают мощностью потребления электрической энергии, которая расходуется на разогрев жала наконечника.

Пайку радиодеталей удобно выполнять паяльником мощностью 40÷60 ватт, а для проводов выбирают 80÷100.

Для начинающих паяльщиков достаточно пользоваться простыми моделями двух конструкций паяльников с:

нагревом от нихромовой проволоки и медным стержнем;

керамической вставкой и медным жалом с никелевым покрытием.

Первый тип паяльников дешевле, но он требует постоянного ухода за наконечником, дольше разогревается до нужной температуры, быстрее изнашивается.

Паяльник с керамической вставкой лучше работает, но он дороже. К тому же керамика требует аккуратного обращения. Она может расколоться от механического удара.

Личные предпочтения

Более 30 лет пользуюсь трансформаторными паяльниками типа «Момент».

Кому-то он не нравится из-за дополнительного веса. Но для меня этот показатель не критичен. Мощность в 65 промышленного образца хорошо подходит для радиолюбительской пайки, но ее недостаточно для соединения электрических проводов.

Поэтому собрал более мощную конструкцию своими руками.

О подделке брендов

Я долго не мог понять, почему трансформаторные паяльники мне нравятся, а в интернете их массово критикуют. Даже в указанной выше статье мне читатели высказывали отрицательное мнение о них, ругая недолговечность и плохое качество.

Понял я это только осле того, как посетитель моего сайта прислал мне для экспериментов перегоревший паяльник китайской компании Licota.

Он очень красиво выглядит, обладает небольшим весом, удобно лежит в руке и оригинально упакован. При детальном знакомстве с ним я обнаружил множество дефектов монтажа и конструкции. Расписал их отдельными статьями:

и необходимости дорабатывать ее внутренние поверхности;
старого советского и современного из Китая.

Покупая дешевые паяльники у сомнительных продавцов можно нарваться на некачественную продукцию, потерять деньги и время. Обращайте внимание на рабочие электрические характеристики и предоставление гарантий.

Существуют другие различные . Но начинать обучение пайке лучше на описанных выше моделях.

О заточке наконечника

Чистота не только залог нашего здоровья, но и гарант качественной пайки. Ее необходимо обязательно соблюдать во время работы.

Медный наконечник паяльника разогревается до такого состояния, что на нем образуются окислы и нагар. Когда они проникают в припой, то о качестве пайки можно забыть. Поэтому конец жала всегда должен быть чистым и хорошо заточенным.

Его форма создается под определенный вид спаиваемых деталей:

«плоская отвертка» хорошо передает тепло. Ее применяют для прогрева массивных деталей;
«пирамидка» или «острый конус» позволяет удобнее контролировать величину нагрева. Она используется для соединения мелких радиоэлементов или тонких проводов;
«затупленный конус» затачивают для пайки проводов среднего сечения.

Большей популярностью пользуется первый вид заточки. Его можно формировать ударами молотка. Тогда металл лучше уплотняется и дольше сохраняет свои свойства.

Располагая этот наконечник на спаиваемой детали плоскостью или острым углом можно регулировать степень ее прогрева.

Современные паяльники с керамикой имеют набор съемных насадок самых необходимых форм. Они покрыты сверху слоем никеля, не требуют заточки и подготовительной обработки.

Как залудить медное жало

Наконечник нового паяльника без защитного никелевого покрытия требуется покрыть тонким слоем припоя, который станет предохранять его от образования нагара и преждевременного износа. Для этого:

паяльник включают под напряжение, разогревая наконечник до рабочего состояния;
погружают его в кусочек канифоли;
расплавляют припой, распределяя его по поверхности наконечника жала. Удобно пользоваться деревянным предметом.

Из чего состоят этапы пайки

Основной задачей этой технологии является соединение двух металлических деталей, чаще всего проводников, легкоплавким сплавом так, чтобы они прочно держались и пропускали электрический ток с минимально возможным сопротивлением.

Для этого необходимо последовательно выполнить ряд действий. Разберем их на примере спаивания проводов. Это:

снятие изоляции с соединяемых концов провода;
механическая зачистка металла жил до идеального состояния от окислов;
термообработка с флюсом - залуживание концов тонким слоем;
нагрев припоя с нанесением его на место пайки.

Снятие изоляции

Диэлектрический слой провода может быть выполнен из полиэтилена, ткани, лака или другого подобного материала. Его необходимо убрать.

Лучше всего эту работу выполнять острым ножом, располагая его лезвие почти параллельно оси металлической жилы. Так исключается ее порез и нанесение глубоких царапин. Они ослабляют механическую прочность и увеличивают электрическое сопротивление. Допускать этого нельзя.

Тонкие провода, покрытые лаком, достаточно обработать открытым пламенем спички или зажигалки. Это же способ подходит для витой пары и даже более толстых жил.

В продаже существуют специальные клещи различных конструкций для снятия изоляции с конца провода любого диаметра. Они позволяют профессионально выполнять эту работу без повреждения жилы.

После снятия изоляции оценивают состояние металлической поверхности. Обращают внимание на чистоту, отсутствие вмятин и порезов.

Удаление загрязнений и оксидной пленки

Только чистый металл сможет обеспечить качественное соединение деталей при пайке. Его создают механической очисткой поверхности и химическими растворами.

Вначале работают лезвием ножа, слегка прижимая его к загрязненному металлу под тупым углом. Жилу протягивают от слоя изоляции к оголенному концу, немного вращая в одну сторону. Металл сразу потеряет тусклость, станет блестеть.

Химическая очистка предполагает обработку растворителями, спиртом, флюсом ФЭС.

Лужение контактных площадок

Окончательную зачистку поверхности металла проводника осуществляют термообработкой флюсом, используя залуженный наконечник паяльника. Самым популярным и универсальным средством является канифоль. Ее используют в твердом состоянии, растворенной в спирте или желеобразной.

Продажа позволяет приобрести канифоль в любом виде и предоставляет широкий ассортимент других флюсов.

Последовательность лужения жилы провода твердой канифолью:

Прогревают паяльник до нужной температуры. Она может колебаться в пределах от 180 до 240 градусов и зависит от припоя и соединяемых металлических деталей. Для контроля нагрева жала касаются наконечником твердой канифоли. Если она начинает бурно образовывать пар, то прогрев нормальный.
Очищенный проводник укладывают на канифоль и прикасаются к нему наконечником паяльника. Провод вращают для равномерного покрытия расплавленным флюсом.
Жалом паяльника расплавляют припой и наносят его на обработанный канифолью провод, равномерно распределяя по поверхности.

Раствор канифоли в спирте наносят кисточкой на залуживаемую поверхность или просто капают через трубку капельницы.

Желеобразную канифоль выдавливают из специального шприца, что очень удобно делать.

Обработанный жидкой или желеобразной канифолью проводник прогревают разогретым наконечником паяльника с капелькой припоя, разгоняя его по всей контактной площадке.

Непосредственная пайка

К нему приступают после того, как обе контактные площадки подготовлены к соединению: очищены от грязи и окислов, залужены.

Запаиваемые концы соединяют вместе. На них накладывают разогретым паяльником кусочек припоя, обеспечивая его растекание по обеим площадкам. После этого жало резко отводится в сторону, а детали остаются в неподвижном состоянии до момента полного застывания олова. Об этом судят по небольшому потемнению его цвета.

Правильно выполненная пайка отличается прочным соединением контактов и ровной поверхностью застывшего припоя, который немного блестит. Проверяют ее качество небольшим механическим усилием на разрыв.

Если же поверхность припоя имеет потемнения и неровности, то пайка выполнена ненадежно, ее требуется исправить.

К ним относят:

Прогрев соединяемых деталей следует выполнять не острием наконечника, а его боковой поверхностью. Это обеспечивает больший контакт и лучшую передачу температуры. Однако, работая жалом с тупым наконечником или трансформаторным паяльником этот совет практически не поможет.
Для придания повышенной прочности создаваемому соединению создается дополнительная скрутка проводов.
Механическое приспособление третья рука облегчает фиксацию неподвижного положения соединяемых деталей.
Новые электронные компоненты изготавливают с залуженными контактными поверхностями. Если они ничем не загрязнены, то на них можно сразу наносить флюс и припой без предварительного лужения. Это ускоряет процесс пайки.
Продажа предлагает мастерам трубчатый припой, внутри которого расположен флюс. Обычно это канифоль. Такой комбинацией проще работать: сокращается количество промежуточных операций за счет одновременной подачи обоих компонентов.

4 признака качественной пайки

Надежность соединения оценивают по:

яркому блеску созданного поверхностного слоя;
отсутствию излишков припоя на деталях;
прочности на разрыв контрольного механического усилия;
целостности слоя изоляции, отсутствию следов оплавления.

Если же у вас еще остались вопросы по этой теме, то задавайте их в комментариях. Я обязательно отвечу.

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.

Умение паять в современной жизни, насыщенной электроприборами и электроникой, необходимо так же, как умение пользоваться отверткой и вантузом. Методов пайки металлов существует много, но прежде всего нужно знать, как паять паяльником, хотя в бытовых условиях осуществимы и могут понадобиться также другие ее способы. В помощь желающим освоить технологию ручных спаечных работ и предназначена эта статья.

Флюсы

Паяльные флюсы делятся на нейтральные (неактивные, бескислотные), химически с основным металлом не взаимодействующие или взаимодействующие в ничтожной степени, активированные, химически действующие на основной металл при нагреве, и активные (кислотные), действующие на него и холодными. В отношении флюсов наш век принес больше всего нововведений; большей частью все же хороших, но начнем с неприятных.

Первое – технически чистого ацетона для промывки паек в широкой продаже больше нет вследствие того, что он используется в подпольном производстве наркотиков и сам обладает наркотическим действием. Заменители технического ацетона – растворители 646 и 647.

Второе – хлористый цинк в активированных флюс-пастах часто заменяют тераборнокислым натрием – бурой. Соляная кислота – высокотоксичное химически агрессивное летучее вещество; хлорид цинка также токсичен, а при нагреве сублимирует, т.е. улетучивается не плавясь. Бура безопасна, но при нагреве выделяет большое количество кристаллизационной воды, что немного ухудшает качество пайки.

Примечание: бура сама по себе паяльный флюс для пайки погружением в расплавленный припой, см. далее.

Хорошая новость – теперь в продаже есть широчайший ассортимент флюсов на все случаи паяльной жизни. Для обычных спаечных работ вам понадобятся (см. рис.) недорогие СКФ (спиртоканифольный, бывший КЭ, второй в списке бескислотных флюсов в табл. I.10 на рис. выше) и паяльная (травленая) кислота, это первый в списке кислотный флюс. СКФ пригоден для пайки меди и ее сплавов, а паяльная кислота – для стали.

Пайки от СКФ нужно обязательно промывать: в состав канифоли входит янтарная кислота, при длительном контакте разрушающая металл. Кроме того, случайно пролитый СКФ мгновенно растекается по большой площади и превращается в очень долго сохнущую чрезвычайно липкую гадость, пятна от которой ничем не сводятся ни с одежды, ни с мебели, ни с пола со стенами. В общем СКФ для пайки хороший флюс, но не для ротозеев с растяпами.

Полноценный заменитель СКФ, но не такой противный при небрежном обращении – флюс ТАГС. Стальные детали более массивные, чем допустимо для пайки паяльной кислотой, и более прочно, паяют флюсом Ф38. Универсальным флюсом можно паять практически любые металлы в любых сочетаниях, в т.ч. алюминий, но прочность спая с ним не нормируется. К пайке алюминия мы еще вернемся.

Примечание: радиолюбители, имейте в виду – сейчас есть в продаже флюсы для пайки эмалированных проводов без зачистки!

Другие виды пайки

Любители мастерить также часто паяют сухим паяльником с бронзовым нелуженым жалом, т. наз. паяльным карандашом, поз. 1 на рис. Он хорош там, где недопустимо растекание припоя вне зоны пайки: в ювелирных изделиях, витражах, паяных предметах прикладного искусства. Иногда всухую паяют и микрочипы, монтируемые на поверхность, с шагом расположения выводов 1,25 или 0,625 мм, но это дело рискованное и для опытных специалистов: плохой тепловой контакт требует избыточной мощности паяльника и длительного нагрева, а обеспечить стабильность прогрева при ручной пайке невозможно. Для сухой пайки применяют гарпиус из ПОСК-40, 45 или 50 и флюс-пасты, не требующие удаления остатков.

Тупиковые скрутки толстых проводов (см. выше) паяют погружением в футорку – ванночку с расплавленным припоем. Когда-то футорку грели паяльной лампой (поз. 2а), но ныне это дикость первобытная: электрофуторка, или паяльная ванна (поз. 2) дешевле, безопаснее и дает лучшее качество пайки. Скрутку в футорку вводят сквозь слой кипящего флюса, подаваемого на припой после его расплавления и прогрева до рабочей температуры. Простейший флюс в данном случае – порошок канифоли, но она скоро выкипает и еще быстрее пригорает. Лучше флюсовать футорку бурой, а если паяльная ванна используется для оцинковки мелких деталей, то это единственно возможный вариант. В таком случае максимальная температура футорки должна быть не ниже 500 градусов Цельсия, т.к. цинк плавится при 440.

Наконец, массивную медь в изделиях, напр. трубы, паяют высокотемпературной пайкой в пламени. В нем всегда есть несгоревшие частицы, жадно поглощающие кислород, поэтому пламя обладает, как говорят химики, восстановительными свойствами: снимает остаточный окисел и не дает образоваться новому. На поз. 3 видно, как пламя специальной паяльной горелки буквально выдувает все ненужное из зоны пайки.

Высокотемпературную пайку ведут, см. рис. справа, равномерно потирая с нажимом зону пайки 1 палочкой твердого припоя 2. Пламя горелки 3 должно следовать за припоем, чтобы горячее пятно не оказалось на воздухе. Предварительно зону пайки греют, пока не пойдут цвета побежалости. К луженой твердым припоем поверхности можно припаять что-то еще припоем мягким как обычно. Подробнее о пайке в пламени см. далее, когда дело дойдет до труб.

Курьезно, но в некоторых источниках паяльную горелку обзывают паяльной станцией. Ну, рерайт есть рерайт, что с него возьмешь. На самом деле настольная паяльная станция (см. след. рис.) – оборудование для тонких паяльных работ: с микрочипами и др., где недопустим перегрев, растекание припоя куда не надо и пр. огрехи. Паяльная станция точно поддерживает заданную температуру в зоне пайки, и, если станция газовая, то контролирует подачу туда газа. В таком случае горелка входит в ее комплект, но сама по себе паяльная горелка паяльная станция не более, чем каменоломня – собор Василия Блаженного.

Как паять алюминий

Благодаря современным флюсам паять алюминий стало в общем не сложнее, чем медь. Для низкотемпературной его пайки предназначен флюс Ф-61А, см. рис. Припой – любой аналог припоев Авиа; в продаже есть разные. Единственно что – стержень в паяльник лучше вставить бронзовый луженый с насечками на жале примерно как у напильника. Он под слоем флюса легко соскоблит прочную пленку окисла, которая и не дает алюминию паяться просто так.

Для высокотемпературной пайки алюминия припоем 34А предназначен флюс Ф-34А. Однако греть зону пайки пламенем нужно очень осторожно: температура плавления самого алюминия всего 660 Цельсия. Поэтому высокотемпературную пайку алюминия лучше применять беспламенную камерную (пайка с печным подогревом), но оборудование для нее стоит дорого.

Есть еще «пионерский» способ пайки алюминия с предварительным омеднением. Он пригоден, когда требуется только электрический контакт, а механические напряжения в зоне пайки исключены, напр., если нужно соединить алюминиевый кожух с общей шиной печатной платы. «По-пионерски» пайка алюминия осуществляется на установке, показанной на рис. слева. Порошок медного купороса насыпают горкой в зону пайки. Зубную щетку пожестче, обмотанную голым медным проводом, окунают в дистиллированную воду и растирают ею с нажимом купорос. Когда на алюминии появится медное пятно, его лудят и паяют как обычно.

Мелкая пайка

В пайке печатных плат есть свои особенности. Как паять детали на печатные платы, в целом см. небольшой мастер-класс в рисунках. Лужение проводов отпадает, т.к. выводы радиокомпонент и чипов уже луженые.

В любительских условиях, во-первых, нет особого смысла лудить все токоведущие дорожки, если устройство работает на частотах до 40-50 МГц. В промышленном производстве платы лудят низкотемпературными способами, напр. напылением или гальваническим. Прогрев дорожек паяльником по всей длине ухудшит их сцепление с основой и увеличит вероятность отслоения. После монтажа компонент плату лучше покрыть лаком. Медь от этого сразу потемнеет, но на работоспособность устройства это никак не повлияет, если только речь не идет об СВЧ.

Затем, взгляните на нечто безобразное слева на след. рис. За такой брак и в недоброй памяти советском МЭПе (министерстве электронной промышленности) монтажников разжаловали в грузчики или подсобники. Дело даже не во внешнем виде или перерасходе дорогого припоя, а, во-первых, в том, что за время остывания этих блямб перегрелись и монтажные площадки, и детали. А большие тяжелые наплывы припоя – довольно инертные для уже ослабленных дорожек грузики. Радиолюбителям хорошо знаком эффект: спихнул нечаянно плату-«каракатицу» на пол – 1-2 или более дорожек отслоились. Не дожидаясь и первой перепайки.

Паечные наплывы на печатных платах должны быть округлыми гладкими высотой не более 0,7 диаметра монтажной площадки, см. справа на рис. Кончики выводов должны немного выступать из наплывов. Кстати, плата полностью самодельная. Есть способ в домашних условиях сделать печатный монтаж таким же точным и четким, как фабричный, да еще и вывести там надписи, какие хочется. Белые пятнышки – блики от лака при фотосъемке.

Наплывы вогнутые и тем более сморщенные – тоже брак. Просто вогнутый наплыв значит, что припоя недостаточно, а морщинистый, кроме того, что в пайку проник воздух. Если собранное устройство не работает и есть подозрение на непропай, смотрите в первую очередь такие места.

ИМС и чипы

По сути интегральная микросхема (ИМС) и чип одно и тоже, но для ясности, как в общем и принято в технике, микросхемами-«микрухами» оставим ИМС в DIP-корпусах, до больших по степени интеграции включительно, с выводами через 2,5 мм, устанавливаемые в монтажные отверстия или паечные пистоны, если плата многослойная. Чипами пусть будут сверхбольшие ИМС-«миллионники», монтируемые на поверхность, с шагом выводов 1,25 мм и меньшим, а микрочипами – миниатюрные ИМС в таких же корпусах для телефонов, планшетов, ноутбуков. Процессоры и прочих «камни» с жесткими многорядными штыревыми выводами не трогаем: они не паяются, а устанавливаются в специальные панельки, которые запаиваются в плату однократно при ее сборке на предприятии.

Заземление паяльника

Современные КМОП (CMOS) ИМС по чувствительности к статическому электричеству такие же, как ТТЛ и ТТЛШ, держат без повреждения потенциал в 150 В в течение 100 мс. Амплитудное значение действующего напряжения сети 220 В – 310 В (220х1,414). Отсюда вывод: паяльник нужен низковольтный, на напряжение 12-42В, включенный через понижающий трансформатор на железе, не через импульсник или емкостный балласт! Тогда даже прямой пробой на жало не испортит дорогущие чипы.

Остаются еще случайные, и тем более опасные, выбросы сетевого напряжения: сварку рядом включили, бросок сети был, проводка заискрила и т.п. Самый надежный способ уберечься от них – не отводить «бродячие» потенциалы с жала паяльника, а не пускать из туда. Для этого еще на спецпредприятиях СССР применялась схема включения паяльников, показанная на рис.:

Точка соединения C1 C2 и сердечник трансформатора подключаются непосредственно к контуру защитного заземления, а к средней точке вторичной обмотки – экранная обмотка (незамкнутый виток медной фольги) и заземлители рабочих мест. К контуру эта точка подключается отдельным проводом. При достаточной мощности трансформатора к нему можно подключать сколько угодно паяльников, не заботясь о заземлении каждого в отдельности. В домашних условиях точки a и b соединяют с общей клеммой заземления отдельными проводами.

Микросхемы, пайка

Микросхемы в DIP-корпусах паяются как прочие радиоэлектронные компоненты. Паяльник – до 25 Вт. Припой – ПОС-61; флюс – ТАГС или спиртоканифоль. Смывать его остатки нужно ацетоном или его заменителями: спирт берет канифоль туго, и между ножками отмыть им полностью не удается ни кисточкой, ни ветошью.

Что до чипов и тем более микрочипов, то паять их вручную настоятельно не рекомендуется специалистам любого уровня: это лотерея в весьма проблематичным выигрышем и весьма вероятным проигрышем. Если уж у вас дело дойдет до таких тонкостей как ремонт телефонов и планшетов, то придется раскошелиться на паяльную станцию. Пользоваться ею не намного сложнее, чем ручным паяльником, см. видео ниже, а цены вполне приличных паяльных станций ныне доступны.

Видео: уроки пайки микросхем

Микросхемы, выпайка

«По-правильному», ИМС для проверки при ремонте не выпаиваются. Их диагностика производится на месте специальными тестерами и методами и негодная удаляется раз и навсегда. Но любители не всегда могут себе это позволить, поэтому на всякий случай ниже даем ролик о методах выпайки ИМС в DIP-корпусах. Чипы с микрочипами умельцы тоже исхитряются выпаивать, напр., подсовывая под ряд выводов нихромовую проволочку и грея сухим паяльников, но это лотерея еще менее выигрышная, чем ручной монтаж больших и сверхбольших ИМС.

Видео: выпайка микросхем – 3 способа

Как паять трубы

Медные трубы паяют высокотемпературным способом любым твердым припоем для меди с активированной флюс-пастой, не требующей удаления остатков. Далее возможны 3 варианта:

В медных (латунных, бронзовых) соединительных муфтах – паяльных фитингах.

С полной раздачей.

С неполными раздачей и сжатием.

Пайка медных труб в фитингах надежнее прочих, но требует значительных дополнительных расходов на муфты. Единственный случай, когда она незаменима – устройство отвода; тогда используется фитинг-тройник. Обе паяемые поверхности заранее не лудят, но покрывают флюсом. Затем трубу вводят в фитинг, надежно фиксируют и пропаивают стык. Пайка считается законченной, когда припой перестанет уходить в зазор между трубой и муфтой (нужен 0,5-1 мм) и выступит снаружи небольшим валиком. Фиксатор снимают не ранее чем через 3-5 мин по затвердевании припоя, когда стык уже можно держать рукой, иначе припой не наберет прочность и стык когда-то да потечет.

Как паяют трубы с полной раздачей, показано слева на рис. Давление «раздатая» пайка держит такое же, как и фитинговая, но требует доп. специнструмента для разворачивания раструба и повышенного расхода припоя. Фиксация впаиваемой трубы не обязательна, ее можно вдвинуть в раструб с проворотом, пока не заклинит намертво, поэтому пайку с полной раздачей часто делают в неудобных для установки фиксатора местах.

В домашней разводке из тонкостенных труб малого диаметра, где давление уже небольшое, а его потери несущественны, целесообразной может оказаться пайка с неполной раздачей одной трубы и сужением другой, поз. I справа на рис. Для подготовки труб достаточно круглой палки из твердого дерева с коническим острием в 10-12 градусов с одной стороны и усеченно-конической лункой в 15-20 градусов с другой, поз II. Концы труб обрабатывают, пока они без заклинивания не войдут друг в друга прим. на 10-12 мм. Лудят поверхности заранее, наносят на луженые еще флюса и соединяют до заклинивания. Затем греют до плавления припоя и подпирают зауженную трубу, пока ее не заклинит. Расход припоя выходит минимальным.

Важнейшее условие надежности такого стыка – сужение должно быть ориентировано по току воды, поз. III. Школьный закон Бернулли – обобщение для идеальной жидкости в широкой трубе, а у реальной жидкости в узкой трубе за счет ее (жидкости) вязкости максимум скачка давления смещается противоположно току, поз. IV. Возникает составляющая силы давления, прижимающая зауженную трубу к раздатой, и пайка получается очень надежной.

Что еще?

Ах да, подставки для паяльников. Классическая, слева на рис., пригодна для любых стержневых. Где на ней быть ванночкам для припоя и канифоли – дело ваше, какой-либо регламентации нет. Для маломощных паяльников с фартуком пригодны упрощенные подставки-скобы, в центре.

Должен уметь каждый мужчина. Сегодня речь пойдет о пайке плат. Паяют платы обычно оловянно-свинцовым припоем, который плавится при температуре 180-200° С. Лучше пользоваться легкоплавким составом Вуда, температура плавления которого составляет 70° С.

Вместе с припоем используют флюс, защищающий детали от окисления во время пайки. В составе флюса для работы с платами не должно быть кислоты. Самый распространенный флюс — канифоль. Можно натуральную сосновую канифоль измельчить в порошок и растворить в этиловом или борном спирте. Жидкую канифоль наносят на нужные места кисточкой.

Подготовка к паянию

Требования к оборудованию для пайки таковы:

Лучший вариант — паяльная станция. В ее состав входит все необходимое (при стоимости от 800 рублей).
Мощность обычного паяльника не должна превышать 40 Вт.
Напряжение питания может быть 12 В, 18 В, 24 В, 220 В. Также бывают газовые инструменты.
Желательно иметь в комплекте несколько жал разных форм и размеров.
Очень удобно термостойкое жало.
Правильный флюс, продающийся в шприцах, обеспечит хорошее качество пайки.
Припой чаще всего используют в виде проволоки диаметром в 1-5 мм. Наиболее распространен диаметр в 1,5-2 мм.
Понадобятся в работе нож, небольшие кусачки, пинцет.

Вернуться к оглавлению

Подготовка паяльника

Совершенно новый паяльник нужно подготовить к работе. При включении обычно сгорают маслянистые вещества с выделением достаточного количества дыма. После выгорания паяльник выключают и остужают. Жало паяльника нужно зачистить напильником. Затем снова его включают в сеть, зачищенное жало опускают в канифоль и прикасаются к припою. Рабочая поверхность должна покрыться ровным серебристым слоем припоя.

Паяльник для работы с платами может иметь мощность от 15 до 30 Вт. Более мощный инструмент применяют для припаивания толстых проводов и крупных радиодеталей. Часто используется паяльник, который называют паяльным карандашом.

В последние годы в магазинах можно приобрести паяльную станцию. Специалисты отмечают, что работать с таким прибором гораздо проще, чем с обычным паяльником. Такая установка обладает рядом преимуществ:

Можно с точностью до градуса контролировать рабочую температуру во время проведения пайки.
С помощью станции можно паять детали из меди, стали, алюминия, полипропилена, пластика и других материалов.
Станция обладает долговечностью.

Но есть у нее и недостатки, к которым следует отнести довольно высокую стоимость и большие затраты электроэнергии.

Паять платы значительно легче, чем работать с обычными проводами. Детали отлично фиксируются в калиброванных отверстиях. Нет необходимости поддерживать их с помощью тисков, плоскогубцев и других приспособлений.

Вернуться к оглавлению

Инструкция по пайке деталей на плату

Монтаж микросхем и других подобных деталей происходит в несколько приемов:

Деталь вставляется в приготовленное для нее место.
Жало разогретого паяльника вместе с припоем подносятся к месту пайки.
Припой наносится на выводы детали и контакты платы тонким ровным слоем.
Жало паяльника быстро отводится от места пайки.

Разогретый паяльник жалом должен соприкасаться с самой платой и с контактами детали одновременно. Его нельзя отводить до тех пор, пока место пайки не покроется ровным слоем припоя. На это требуется не более секунды. Навык приходит очень быстро.

Излишки припоя удаляются из зоны пайки очень просто. Нужно взять кусок медной оплетки многожильного провода, поднести конец к месту пайки. Весь припой уйдет в нее. На плате останется только ровный слой, достаточный для удержания детали на месте и для обеспечения электрического контакта.

Вернуться к оглавлению

Припаивание к плате SMD деталей

Компоненты SMD являются безвыводными. У них нет традиционных выводов в виде проволочек. С платой эти детали соединяются с помощью контактных площадок, расположенных на корпусе детали. Паяются они с помощью паяльника мощностью в 10-12 Вт, паяльной станцией. Жало обычного паяльника желательно доработать, сделав его раздвоенным или растроенным.

На жало мощного паяльника можно навить медный провод диаметром в 1 мм, сделав из концов провода рабочие жала. Такой инструмент используется для работы со светодиодами и с другими радиоэлементами. Расстояние между жалами можно регулировать. В любой момент такую насадку легко снять и отложить до лучших времен.

На платах электронных устройств часто встречаются микросхемы, имеющие корпус SOIC. Их паять и выпаивать лучше всего горячим воздухом с помощью паяльной станции. Но она есть не у всех. Можно воспользоваться паяльником мощностью в 10 Вт. Места, подлежащие пайке, нужно смазать спирто-канифольным жидким флюсом, ножки — прогреть паяльником. Жало должно быть очень тонким. Если расстояние между ножками микросхемы равно 1,25 мм, ширина жала не может быть больше 1 мм.

Транзисторы могут быть в корпусе DPAK. Паять их рекомендуется паяльником мощностью в 40 Вт. Радиодеталь устанавливают на место, пропаивают выводы. Затем прижимают сам транзистор к плате и одновременно прогревают его паяльником. Как только он слегка просядет, пайка закончена.