Как правильно паять паяльником с кислотой и оловом

Как правильно паять паяльником — технология пайки от А до Я: выбор мощности, подготовка к работе, заточка жала, лужение, припой

Пайка применяется для соединения проводов и радиотехнических деталей. Обеспечивает надёжное соединение компонентов и проводимость электрического тока между ними. С помощью пайки можно соединять радиодетали из меди, алюминия и других токопроводящих металлов.

Для классической пайки применяется паяльник. С его помощью можно выполнять большинство работ практически с большинством элементов. Технология предполагает нагрев точек контакта и заполнение пространства между ними припоем.

Содержимое обзора

Инструменты и материалы

Для пайки требуется высокотемпературный источник тепла. Самый распространённый тип такого оборудования – паяльник.

Используется для выполнения таких работ:

• Монтаж и восстановление всевозможных электронных схем;
• Сборка и ремонт электротехники;
• Лужение различных деталей, использующихся в электрических цепях.

Паяльник

Классический ручной паяльник применяется для:

• Нагрева соединяемых деталей;
• Расплавления припоя;
• Нанесения расплавленного припоя на детали.

Конструкция паяльника включает такие элементы:

• Нагреватель из нихрома (спиральный или керамический);
• Жало, как правило, из меди;
• Ручка из пластика или дерева;
• Металлический кожух, в котором находится нагреватель и жало.

В зависимости от модели и функциональности паяльник может иметь различные дополнительные компоненты, такие как регулятор мощности и температуры, кнопка включения, гнездо для смены жал и другие. Бытовые паяльники работают от стандартной сети 220 В.

Припой

Припой – это оловянно-свинцовый сплав, продающийся, как правило, в виде проволоки разного диаметра.

Существует также трубчатый припой, представляющий собой проволоку, внутренняя полость которой заполнена флюсом.

Исходя из состава, припой может иметь разную маркировку, например, ПОС-60, где:

• П – припой;
• ОС – оловянно-свинцовый;
• 60 – 60% олова в составе.

Чем больше свинца и, соответственно, меньше олова содержится в припое, тем легче он плавится. Существуют также бессвинцовые припои, для расплавления которых требуется специальное высокотемпературное оборудование или паяльник повышенной мощности. Могут использоваться различные добавки, чаще всего кадмий и алюминий.

При пайке обязательно используется флюс, выполняющий такие функции:

• Растворение окислов на поверхности монтажных элементов;
• Улучшение соединения между припоем и монтажными компонентами;
• Способствование растеканию припоя небольшим слоем по поверхности контактных деталей.

Самый популярный флюс – канифоль. Подходит для проводов и крупных радиодеталей. Спиртовой раствор канифоли можно применять для пайки практически любых плат. Для микросхем и мелких деталей обычно используют специализированные пастообразные флюсы.

Флюсы бывают активными и неактивными. Активные после работы нужно обязательно смывать, поскольку они способны разъедать токопроводящие элементы, особенно сделанные из меди.

Оплётка для удаления припоя

Чтобы убирать лишний припой с области пайки, используется медная оплётка. Представляет собой плоскую косичку из тонкой медной проволоки. Прикладывается к месту пайки и при нагревании паяльником впитывает в себя лишний припой.

Может отличаться шириной, стандартный размер составляет 5 мм. Вместо покупной оплётки можно использовать экранирующую сетку от старого коаксиального (антенного) кабеля.

Выбор мощности паяльника

Мощность паяльника необходимо подбирать исходя из специфики работ:

• От 20 до 50 Вт – для плат, мелкой электроники и тонких проводов;
• 100 Вт – для медных слоёв толщиной до 1 мм;
• От 200 Вт – для крупных деталей и проводов.

Мощность всегда указывается на упаковке устройства. В большинстве моделей она также указана на рукоятке.

Подготовка паяльника и деталей

Если паяльник новый, его нужно включить на несколько минут и дать поработать «вхолостую». Это необходимо для выгорания заводской смазки. При такой подготовке паяльник может дымить, поэтому не стоит пугаться.

Обычно паяльники продаются уже с залуженным (покрытым слоем олова) жалом. Если жало непокрыто, его нужно слегка зачистить наждачной бумагой, нагреть, затем окунуть в флюс и покрыть припоем.

Иногда даже лужёное жало необходимо перед пайкой слегка зачистить. В процессе работы жало покрывается оксидной плёнкой, из-за которой ухудшается прилипание припоя. Для этого его слегка счищают наждачной бумагой или тряпочкой, в зависимости от степени загрязнения.

Для подготовки деталей необходимо:

1. Снять изоляцию (если паяются провода).
2. Обезжирить.
3. Покрыть деталь флюсом.
4. Залудить с помощью паяльника.

Далее можно непосредственно приступать к пайке. Лудить обычно необходимо обе детали. Для удаления окислов можно использовать жало паяльника, наждачную бумагу или острый нож.

Техника пайки проводов

Порядок действий, как правильно паять провода:

1. Удалить изоляцию на нужную длину, обычно 3-5 см.
2. Если нужно, зачистить и обезжирить жилы (в зависимости от типа провода).
3. Плотно скрутить провода между собой.
4. Покрыть место пайки флюсом.
5. Набрать припой на жало и пропаять скрутку. Важно равномерно прогреть провода, чтобы припой покрыл все поверхности и заполнил полости.
6. Изолировать полученное соединение с помощью термоусадочной трубки (надевать нужно перед пайкой) или обычной изоленты.

Существуют разные способы соединения и пайки проводов. Их не всегда обязательно скручивать. Если жилы мягкие, к примеру из меди, их лучше скрутить для надёжности контакта.

Если провода твёрдые и хрупкие, их можно приложить друг к другу, а затем спаять без скрутки. Это исключит риск перелома в процессе скручивания.

При пайке без скрутки крайне рекомендуется предварительно залудить оба провода. Инструкция, как залудить провода паяльником:

1. Очистить каждый провод от изоляции.
2. При необходимости снять лаковое покрытие с проводов. Это лучше всего делать острым ножом или наждачной бумагой.
3. Обработать жилу флюсом.
4. Равномерно нанести расплавленный припой на поверхность с помощью паяльника.

Правильно залуженный провод должен быть полностью покрыт слоем припоя. Далее эти провода скручивают или плотно прикладывают друг к другу, и пропаивают. При этом не нужно использовать много припоя, поскольку каждый из проводов уже им покрыт.

Пайка плат

Как правило, на платах радиодетали припаиваются к токоведущим дорожками или специальным «пятакам». Если дорожки уже покрыты оловом (имеют серый цвет), их не нужно предварительно лудить.

Если они имеют желтоватую окраску, сначала их необходимо покрыть флюсом, а затем залудить паяльником по аналогии с проводами. После этого можно припаивать детали.

Инструкция, как правильно паять детали к плате:

1. Пинцетом отогнуть выводы на детали так, чтобы они ровно прилегали к дорожкам (пятакам) или попадали в посадочные пазы.
2. Ровно зафиксировать деталь с помощью пинцета.
3. Обработать место пайки флюсом.
4. Набрать на жало небольшое количество припоя и приложить его к точке пайки.
5. Дождаться равномерного распределения припоя. Не стоит держать паяльник слишком долго, из-за перегрева деталь может выйти из строя. Чтобы деталь не сдвинулась с посадочного места, её следует придерживать пинцетом.
6. После остывания промыть место пайки от остатков флюса. Для этого оптимально использовать спирт (этиловый или изопропиловый) либо бензин «Галоша».

При необходимости контакты можно покрыть защитным лаком для плат. Это необходимо для защиты от влажной среды и предотвращения риска замыкания при соприкосновении с другими поверхностями.

Распространённые проблемы

Часто начинающие сталкиваются с такими сложностями при пайке:

1. Недостаточный прогрев компонентов. Из-за нехватки температуры происходит «холодная» пайка. Определить её можно по тусклому цвету припоя в месте пайки и его лёгкой разрушаемости при механическом воздействии.
2. Перегрев деталей. В данном случае поверхность вовсе не покрывается припоем.
3. Смещение деталей до застывания припоя, что часто приводит к разрыву контакта.

Для устранения данных проблем необходимо произвести повторную пайку.

Если происходит перегрев, нужно сократить время пайки или использовать менее мощный паяльник. При холодной пайке наоборот нужно использовать паяльник более высокой мощности.

Как правильно паять паяльником с канифолью

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:

1. 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.
2. Паяльник включить в сеть и разогреть до рабочей температуры.
3. 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.

Пошаговая инструкция по пайке паяльником

Пайка — это надежный и популярный способ соединения проводов и деталей. Зная, как правильно паять паяльником и освоив все тонкости процесса, можно проводить самостоятельно несложные работы, не прибегая к помощи мастеров.

Что такое пайка

Пайка — это способ соединения металлических деталей с помощью более легкоплавкого металла. Сам по себе процесс представляет собой проникновение одного вещества в другое при высокой температуре (180-250 градусов).

Важно! Главным является качественное прогревание деталей, подлежащих пайке, с последующим закреплением их припоем.

Технология пайки паяльником

Существует два вида технологий, а именно с использованием флюса или с канифолью. Стоит отметить, что выбор технологии проведения работ целиком и полностью зависит от мастера, здесь каждый исходит из собственного опыта.

Пайка с канифолью

Паять инструментом с канифолью намного сложнее, чем с использованием флюса. Однако, мастерски овладев техникой, любой человек может выполнить 90 процентов задач.

Ярким примером станет техника, как правильно паять провода паяльником. Первоначально следует его прогреть: жало инструмента приложить плоскостью. Затем опустить провод с прижатым жалом в канифоль. После выполнения данной процедуры он становится подготовленным. Затем, жалом прибора необходимо взять небольшую часть припоя и нанести его на провод.

Жало прибора нужно очистить металлической губкой и коснувшись канифоли, провести прибором по плате, при этом останется тонкий слой канифоли на поверхности. После выполнения данных манипуляций, поверхности становятся подготовленными. В завершение, следует прижать к проводу жало тонким слоем припоя и «пройтись» по месту спайки.

Важно! Если работа выполнена безошибочно, то поверхность будет блестеть, а соединение иметь высокую прочность.

Пайка с флюсом

Для пайки потребуется окунуть во флюс кисточку и переместить ее на место спайки. Затем, нанести припой и приступить к процессу.

Казалось бы, процедура проста и выполнить ее может даже человек, не имеющий опыта. Однако, это не так. Работа с кислотой имеет массу сложностей:

• под каждый материал следует подбирать свой флюс, поскольку они не взаимозаменяемы и зачастую могут давать обратный эффект;
• категорически запрещено применять через чур активные флюсы на микросхемах;
• по окончании эксплуатации прибора важно удалить остатки флюса, в противном случае он будет способствовать разложению металла.

Что может понадобиться для пайки

Для пайки необходим источник тепла: открытое пламя, электрическая спираль или луч лазера. Последний способ подходит даже если нужно спаять чистейшим металлическим материалом. В домашних условиях используют электрический прибор, который предназначен для:

• различных электросхем и в том случае, когда нужно спаять радиодеталь;
• ремонта электрического оборудования;
• лужения припоем изделий из металла.

Итак, что же нужно для пайки паяльником? Об этом подробнее дальше.

Паяльник

Ручное устройство используется для:

• прогрева соединяемых деталей;
• нагрева припоя;
• нанесения жидкого припоя на элементы, подлежащие соединению.

Важно! Для работы бытового паяльника необходимо напряжение электрической сети 12 и 220 в.

Припой

Для эксплуатации агрегата мастеру может потребоваться припой — сплав олова со свинцом. Он бывает, как в форме трубки, так и проволоки. Трубчатый припой более удобен в эксплуатации.

Для домашних целей паяют сплавами с меньшим процентом содержания олова. Кроме того, используют мягкие и твердые припои. Первые имеют температуру плавления до 450 градусов, остальные относятся к твердым.

Процесс обязательно осуществляют под флюсом, который обеспечивает:

• максимальное сцепление с ним сплава;
• растворение окисных пленок.

Зачастую применяют канифоль, а также составы в которые она входит. Для размягчения материала достаточно температуры 50 градусов, при 200 градусов она уже кипит.

Паяльные пасты

Паяльные пасты также необходимы для пайки. Они представляют собой смесь из припоя и флюса. Позволяют осуществить пайку в любых местах. Состав наносят на компонент, а затем жалом прогревают его.

Приготовить состав можно своими руками в домашних условиях. Для этого необходимо соединить оловянные опилки и жидкий флюс. Масса должна по консистенции напоминать гель.

Важно! Хранить самостоятельно приготовленную паяльную пасту допустимо не более 6 месяцев.

Подставка для паяльника

Подставка для инструмента необходима в первую очередь для безопасности. В процессе эксплуатации прибор нагревается до максимальной температуры, поэтому в перерывах между работой его следует ставить на подставку. Для мощных приборов используют подставку с двумя опорами, которая может крепко держать прибор.

Оплетка для удаления припоя

Пайка с оплеткой осуществляется, когда работа заключается в удалении припоя с печатной платы при демонтаже деталей. Принцип следующий: в процессе сетка «принимает» припой, за счет капиллярных сил.

Вспомогательные приспособления для пайки

Чтобы использование паяльника было комфортным и главное безопасным для работника, могут потребоваться дополнительные инструменты. Чтобы определить, что нужно для пайки паяльником, следует разобраться в каком конкретном случае и какие приспособления используются.

Подставка для паяльника

Отнести подставку к вспомогательным предметам можно условно, поскольку ее роль существенна в процессе эксплуатации агрегата. Паяльник, в перерывах между работой, нужно ставить на свое место, которое специально выделено для этой цели на рабочем столе. Такое простое правило позволит работнику обезопасить себя от получения случайного ожога в процессе эксплуатации прибора.

Важно! Рекомендуется выбирать модель с дополнительной подставкой под губки.

«Третья рука»

Для работы очень удобно использовать «третью руку». Прибор получил такое наименование за счёт надёжной фиксации объектов пайки в абсолютно любом положении, к примеру, это может быть чайник, светодиодный материал или труба.

Очистители для жал

В ходе пайки жало быстро окисляется, поэтому его регулярно нужно очищать от окислов и нагара. Для этого применяются целлюлозные губки и стружка для очистки.

Ручной инструмент

К полезным ручным приспособлениям относят:

• пинцеты;
• кусачки;
• набор для пайки.

Применение пинцетов позволяет сделать комфортным пайку и демонтаж электронных элементов на платах. Использовать разрешено как обычные прямые модели, так и с загнутым хвостиком.

При проведении пайки обойтись без кусачек очень сложно, так как с их помощью мастер может безопасно удалить остатки ножек радиокомпонентов при пайке их на плату.

В стандартный комплект дополнительных инструментов для пайки входят зажимы и держатели разного типа. Зачастую в комплекте идут щеточки для очистки плат и лента.

Подготовка

Правильная подготовка позволит работнику избежать трудностей в ходе эксплуатации инструмента и травм.

Рабочего места

В первую очередь важно обеспечить достаточное освещение— не меньше 500 люкс. При необходимости улучшить условия можно путем использования источника местного освещения.

Также следует уделить внимание вентиляции. Помещение лучше всего оборудовать вытяжкой, но если это невозможно, то в ходе работы мастеру потребуется делать небольшие перерывы, для проветривания рабочего места.

Важно! Если в качестве материала для пайки выступает полипропилен или пластиковый элемент, то работать с ним в неотапливаемом помещении не рекомендуется. Также полипропиленовый материал не следует паять при минусовой температуре.

Выбор паяльника по мощности

Для работы используют приборы различной мощности. Чтобы выбрать конкретную модель, чаще всего учитывают то, что:

• для работы с электроникой используют маломощные паяльники;
• если необходимо спаивать толстый слой меди, применяют 100-ваттный инструмент;
• для массивных деталей используют модели с мощностью 200 Вт.

Важно! Определить мощность инструмента можно «на глаз»: чем больше он по размерам, тем выше его мощность.

Подготовка паяльника к работе

Перед первой эксплуатацией агрегата важно убрать остатки заводской смазки с его корпуса. В противном случае они будут выгорать, в результате чего образуется неприятный запах. Кроме того, жало нужно также очистить от оксидной пленки.

Подготовка деталей к пайке

Паяют детали всегда в несколько шагов. Изначально следует подготовить поверхность проводника:

• удалить оксидную пленку с последующим обезжириванием;
• выполнить облуживание.

После выполнения данных действий можно приступать к соединению деталей. Важно также зачистить провода, которые ранее использовались.

Также следует снять оксидную пленку. Выполнить действие можно с помощью наждачной бумаги, ножа или напильника. Паять деталь разрешено только после обезжиривания.

Залудить проводник из меди нужно под флюсом, после прогрева припой должен покрыть поверхность материала тонким слоем. Если имеется наплыв, пайку стоит отложить. В данном случае припой нужно расположить вертикально и провести паяльником с верхней в нижнюю точку.

Если же нужно паять алюминий, то следует совместить процесс зачистки и обслуживания. Для этого провод, покрытый канифолью, необходимо поместить в наждачную бумагу, разогреть его с одновременным вращением.

Разогрев и выбор температуры

Чтобы правильно паять инструментом, мастеру важно научиться определять хорошо ли разогрето место пайки. Если применяется обычный паяльник, то ориентироваться можно на канифоль и флюс, а именно на их поведение. Так, при достаточном разогреве, они кипят, выделяют пар, но ни в коем случае не горят.

Если используется паяльная станция, то исходить необходимо из следующих правил:

• температура, при которой происходит нагрев деталей должна быть на 40-80 градусов больше температуры плавления припоя;
• температура наконечника инструмента должна быть на 20-40 градусов выше температуры нагрева деталей.

Важно! При нагреве следует ориентироваться на состояние канифоли — когда она кипит, но не дымится, стоит начать припаивать материал.

Пошаговая техника пайки проводов

Существует пошаговая инструкция, которую работнику необходимо соблюдать, чтобы не столкнуться с дополнительными сложностями:

1. Удалить изоляцию на длине 3-5 см.
2. Зачистить и обезжирить соединяемые жилы.
3. Выполнить плотную скрутку проводов.
4. Нанести флюс на полученный сросток.
5. Набрать на жало припой и припаять скрутки.
6. Полученный сросток нужно изолировать.

Возможные проблемы при пайке

В ходе эксплуатации паяльника, могут возникнуть проблемы, которые мастеру потребуется устранить. Однако, большую часть недочетов можно определить «на глаз», к примеру:

• холодная пайка — припой имеет тусклый цвет, прочность контакта низкая, в результате чего со временем он разрушается;
• перегрев компонентов — припой не покрывает поверхность;
• перемещение компонентов, подлежащих соединению, до полного затвердевания припоя.

Важно! Устранить все вышеперечисленные проблемы возможно путем повторной пайки.

Меры безопасности

Важно не только знать, как работать паяльником, но и изучить меры безопасности при его эксплуатации, поскольку их выполнение позволяет:

• защитить кожу от термических ожогов;
• предотвратить возгорание;
• защититься от поражения током.

Перед тем, как приступить к эксплуатации паяльника, мастеру необходимо убедиться в том, что кабель питания находится в исправном состоянии. Жало не должно соприкасаться с предметами и поводками.

В процессе эксплуатации паяльника, брать его разрешено только за ручку — держать включенный инструмент за корпус, опасно для здоровья. В перерывах между работой инструмент следует помещать на подставку.

Важно! Рекомендуется перед самостоятельными действиями пройти обучение у мастеров, чтобы начинающая практика не обернулась рядом ошибок.

Зная, как пользоваться паяльником, мастер сможет выполнить качественно любую работу. Важно, помнить о соблюдении техники безопасности, поскольку при неправильном применении инструмент способен нанести серьезный вред здоровью.