Процесс пайки знаком каждому, кто хоть раз держал в руках паяльник. Качество работы зависит от правильно выбранной температуры, состава припоя, флюса и состояния жала. Деталь паяльника, непосредственно находящаяся в зоне пайки, может быть выполнена из керамики или меди.
Традиционный материал – безусловно, медь, благодаря ее отменной теплопроводности. И адгезия у нее хорошая. Однако это металл нестойкий, и быстро изнашивается – проще говоря, выгорает или растворяется в припое. Поэтому медные жала часто покрывают тонким слоем никеля или серебра.
Поэтому большинство радиолюбителей (особенно старой школы) предпочитают работать с чистой медью. Однако у такого наконечника есть серьезный недостаток – разогретая медь моментально покрывается окислом. Этот тонкий слой мало того, что обладает нулевой адгезией, еще и снижает теплопередачу. Поэтому рабочий кончик всегда должен быть покрыт тонким слоем припоя – облужен.
Казалось бы, при первом включении покрыл жало оловом, и работай. Однако и здесь свойства меди оказывают плохую услугу. Под слоем припоя, выгорает медная основа. Образуются шлаки (а у них адгезия отсутствует), и покрытие из припоя быстро перетекает к месту пайки. Вы снова отвлекаетесь от работы, и начинаете чистить жало. Об этом процессе расскажем подробнее.
Важно! Никогда не пытайтесь чистить абразивным материалом керамические наконечники и жала с покрытием.
В первом случае вы расколете материал, во втором – превратите дорогостоящий аксессуар в простой медный пруток.
Как залудить паяльник с медным жалом?
Сам процесс покрытия сложностей не вызывает. Любой вид расплавленного припоя – оловянный, свинцовый либо серебряный, отлично ложится на разогретую медь. При одном условии – металл должен быть чистым. А это возможно только в холодном состоянии. Температура является катализатором окисления, снижая адгезию до нуля. А холодный припой не плавится. Круг замкнулся?
Если знать, как очистить жало паяльника, вы сможете восстановить его работоспособность за несколько минут.
Удаление окалины, шлаков, подгоревших остатков канифоли и пластиковой изоляции можно производить и на холодном паяльнике. Правильнее будет вытащить (аккуратно) медный стержень из корпуса, и зачистить его отдельно от нагревателя.
Важно! Та часть стержня, которая находится внутри нагревательного элемента, также окисляется.
Подробное видео как восстановить необгораемое жало паяльника
Это не принципиально, тепло от спирали все равно хорошо передается. Хуже, когда на внутренней части жала появляется окалина. При таком загрязнении теплопередача ухудшается, и электроэнергия расходуется впустую.
В современном доме, наполненном техникой, часто встречаются простые поломки, которые при должном умении легко устранить самостоятельно. Чаще всего встречается такая поломка, как разъединение контактов и разрыв проводов. В домашних условиях с такой проблемой можно справиться при помощи обыкновенного паяльника.
На множестве сайтов есть инструкции, как правильно выбрать паяльник и самостоятельно паять, как подобрать припой и флюс. Но в большинстве своем в инструкциях опускается такой важный вопрос как правильно залудить паяльник.
Если неправильно подготовить инструмент к работе, то результаты стараний будут совершенно некачественными, а контакты в приборе – ненадежными.
На метод лужения в основном влияет материал, из которого изготавливается непосредственно жало паяльника.
Медь
Самыми популярными и доступными по цене являются жала, изготовленные из меди и ее сплавов. Данный металл обладает хорошей теплопроводностью, однако имеет большой минус- медное жало очень мягкое и по этой причине очень быстро изнашивается. Также медные жала не подходят для работы над мелкими радиодеталями.
Не обгораемые наконечники
Гораздо лучшие характеристики имеют необгораемые жала. Они тоже выполнены из медных сплавов, но имеют специальное защитное покрытие из никеля или серебра.
Найти инструкцию, как залудить жало такого паяльника не получится – данный процесс выполняется еще на этапе изготовления жала, и благодаря специальному покрытию повторять данную операцию больше не придется.
Сталь
В редких случаях можно встретить паяльники с жалом, выполненным из стали. Этот материал гораздо более долговечный и прочный по сравнению с медью, но обладает очень плохой теплопроводностью. Это обуславливает весьма малую популярность паяльников со стальными наконечниками.
Керамика
В последнее время все больше набирают популярность паяльники с жалами, изготовленными из керамики. Они обладают завидной теплопроводностью, не покрываются окислами и как следствие, не требуют лужения.
Также благодаря своей плотности, керамический наконечник может быть весьма тонким, что как нельзя лучше подходит для работы с мелкими радиодеталями и создания авторской бижутерии.
Составные наконечники
В продаже можно встретить жала, сделанные сразу из нескольких металлов. При создании таких деталей учитываются все плюсы и минусы каждого из используемых металлов, чтобы полностью отразить его достоинства и нивелировать недостатки.
Самым популярным является такое сочетание металлов, как соединение стали, меди и никеля. Твердая сталь служит осью жесткости, мягкая медь служит хорошим проводником, а никелевое покрытие защищает медное жало от окисления.
Начало работы
Начинать работу с новым и уже использовавшимся ранее инструментом необходимо совершенно по-разному.
Как же залудить новый паяльник?
Стоит вспомнить, что в лужении нуждаются только медные и стальные жала. Для других данная процедура не требуется.
Начинать работу с новым паяльником следует с удаления с его поверхности патины – зеленоватого налета, который создают продукты окисления. Удаляется патина при помощи мелкозернистой наждачной бумаги. Далее можно приступать непосредственно к лужению.
Чтобы знать, как залудить медный паяльник, надо знать, что такое лужение. Под этим термином понимается покрытие поверхности жала тонким слоем разогретого припоя. Данная операция поможет не допустить окисления металла во время работы, что благотворно повлияет на качество шва.
После снятия окислов с нового паяльника и придания нужной формы старому жалу, можно приступать к лужению. Для этого паяльник разогревается до температуры плавления канифоли, после чего ей обрабатывается жало.
Чтобы выполнить этот процесс было легче, можно посмотреть фото как залудить паяльник. Это поможет подобрать оптимальное количество припоя и канифоли для выполнения данной работы.
Фото инструкция как залудить жало паяльника
Часто встречаю в интернете на разных форумах заявления вроде «не могу работать вечным жалом, припой не берет — медный паяльний форева» или «Вечное жало это хорошо, но вот только если оно от крутой фирмы, все остальное отстой». И в таком духе.
Я уже несколько лет пользуюсь исключительно необгораемым жалом, в начале в составе , потом пересел на паяльную станцию которой орудую уже года три без особых нареканий. И на традиционный медный паяльник добровольно уже не пересяду. Ну нафиг, чистить его, лудить, затачивать, забыл как страшный сон. Тем не менее проблема есть и далеко не все знают как ее решать.
Текстовая версия
Основная проблема:
Жало не берет припой, то есть припой плавится, но жало не смачивает. И либо не липнет на него, либо лежит на нем комком. В связи с этой особенностью возник даже миф, будто несгораемые (вечные, никелерованные, да как только их не называли) жала применяются только для пайки с прямой подачей припоя — то есть припой подается в точку пайки в виде тонкой проволочки, а паяльник ее лишь плавит и смачиваться припоем ему не обязательно. Ничего подобного! Для классического метода «паяльник в припой — паяльник в плату» вечное жало тоже подходит замечательно.
Конечно, паять с подачей удобно, а при некоторой сноровке получается очень даже быстро и качественно, но требует двух свободных рук — держать паяльник и держать проволочку. А кто будет держать плату? Всякие держалки есть, конечно, но они не очень удобны. Хотя тисы настольные весьма хороши.
Итак, в чем же проблема? А проблема тут в том, что покрытие жала очень быстро окисляется при высокой температуре и перестает смачиваться. Оптимальная температура при которой и паять комфортно и жало не окисляется это порядка 250-300 градусов (для обычного 60/40 припоя, бессвинцовка не считается — это отдельный гемор), а обычный паяльник, без регулировки, жарит порой до 350-400 градусов.
Вывод — надо снижать температуру. Тут вариантов масса, но самый простой — включить паяло через Диммер. Диммер это крутилка такая, для плавного зажигания света в квартире. Продается в магазинах торгующих всякими розетками, лампочками, светильниками и прочей осветительной электрикой. Стоит рублей 200-300 от силы.
Для того, чтобы жало смачивалось его надо заново лудить. Но простым тыканьем в припой эффекта не достичь — припой то жало не смачивает! С флюсом тоже эффект не велик. Я тут нашел способ сделать это быстро и качественно.
- Берем кусок хлопчатобумажной ткани, я взял огрызок от махрового полотенца. Обильно его смачиваем и отжимаем, чтобы была сырая, но не текла.
- Дальше нам нужна канифоль. Самая обыкновенная канифоль, за 10р баночка.
- Немного припоя. Припой лучше комочком, с хорошую такую каплю обьемом.
- Припой кидаем в баночку с канифолью. Пусть пока там лежит.
Теперь надо действовать быстро.
- Вначале энергично несколько раз прошоркнем горячим жалом по мокрой тряпке, надо чтобы с жала сшаркался весь первичный окисел. Со всех сторон.
- А затем, пока на жале не возник новый окисел, тычем его в канифоль и начинаем топить в канифоле наш припой. Цель — чтобы припой расплавился и начал тонуть.
- При этом канифоль растворяет последние окислы с жала, а жидкий припой тут же их залуживает.
Всё! Аккуратно вытираем о ту же тряпку жало и можно работать дальше. Главное, чтобы температура в дальнейшем была не выше 300 градусов, иначе все труды напрасны — жало снова обгорит и перестанет смачиваться.
Ну и, напоследок, еще раз напомню, что подобные жала любят нежное обращение. Их нельзя царапать или зачищать напильником или шкуркой. Только о мокрую тряпку или вискозную губку. Губку или тряпку можно пропитать обычным медицинским глицерином и тогда она всегда будет мокрой.
На моем основном жале, совершившим черт знает сколько тысяч паек, работающем порой круглые сутки и купленном за 30 рублей на барахолке, вот уже несколько лет нет даже намека на следы износа. Только наружное декоративное напыление пропиталось флюсом и пожелтело, но это мелочи.
З.Ы.
Мой любимый (СТ-95А)
к сожалению практически исчез с продажи. Где его сейчас можно купить я не знаю. Вот ищу адекватный аналог по цене/качеству, чтобы было что рекомендовать в дальнейшем.
Жало работающего паяльника нуждается в регулярном обслуживании. Иначе к нему перестает прилипать припой, и пайка превращается в мучительную процедуру.
Новый электропаяльник комплектуется чистым, необлуженным жалом. Для паяльников с нихромовым нагревательным элементом оно представляет собой медный стержень, заточенный под клин.
Это удобно для соединения проводов между собой и с выводами электрических аппаратов. Для пайки мелких деталей популярна заточка жала конусом, что позволяет не цеплять им на печатной плате соседние элементы.
Уход за электропаяльником с нихромовым нагревателем
Установка жала в паяльник зависит от его конструкции. В первом случае оно удерживается в корпусе за счет слегка расплющенной части, при этом вставляется и вынимается из него с небольшим усилием. Во втором – крепится винтом на корпусе паяльника. Этот способ предпочтительнее. Оба способа крепления имеют особенности, влияющие на методы ухода за жалом паяльника.
При длительной эксплуатации паяльника между стенками его внутренней части и жалом образуется окалина, ухудшающая теплопередачу. Если ее вовремя правильно не удалять, то разобрать этот узел будет невозможно без поломки. Жало периодически вынимают, очищают внутреннюю поверхность мелкой наждачной бумагой и вставляют обратно. При креплении винтом это сделать проще, только винт нужно иногда полностью выкручивать и закручивать обратно. Иначе сдвинуть его с места без поломки не удастся. При простой фиксации жала в корпусе приходится с усилием тащить его наружу. Иногда из этой затеи ничего не выходит, а попытки любой ценой добиться своего приводят к поломке паяльника. Поэтому, чем чаще вы будете доставать из паяльника жало и чистить его, тем дольше сохранится их разъемное соединение.
Другая проблема, возникающая при снятии жала, тоже приводит к выходу паяльника из строя. Дело в том, что нагревательный элемент наматывается нихромовым проводом на трубку из миканита. Внутрь этой трубки и вставляется жало с минимально возможным зазором, чтобы обеспечить максимальную теплопередачу. Если нагар, образовавшийся при работе, плотно заблокировал эти детали вместе, то разборка приведет к разрыву миканитовой изоляции и замыканию части витков обмотки между собой. Заметить это трудно, а при дальнейшей эксплуатации из-за уменьшения сопротивления обмотки потребляемый паяльником ток увеличится, нихром перегреется и сгорит. Поэтому, если вы долго не доставали жало из паяльника или оно сопротивляется при извлечении – лучше оставьте все, как есть.
Размер части жала, помещаемой внутрь паяльника, при простой установке ограничивается фиксирующими выступами. При использовании для этой цели винта на корпусе нужно правильно установить глубину установки. Если жало будет слишком глубоко, то площадь нагрева увеличивается, а теплоотдача уменьшится, так как снаружи окажется его меньшая часть. В результате обгорать оно будет быстрее. К тому же канифоль или жир при пайке будут сгорать раньше, чем окажутся в нужном месте.
Еще одной неисправностью, характерной для электропаяльников с нихромовым нагревателем, является нарушение изоляции между корпусом и нагревательным элементом. Обычно повреждение происходит в начале или конце обмотки, то есть, ближе к одному из выводов штепсельной вилки. Наличие «фазы» на корпусе паяльника при этом зависит от ее положения в розетке. Определить наличие повреждения можно, используя однополюсный указатель напряжения. Для этого нужно коснуться им корпуса работающего паяльника, затем перевернуть вилку в розетке и повторить проверку. Если указатель определит наличие «фазы» — паяльник придется сразу выбросить. Можно проверить состояние изоляции тестером или мультиметром, измерив сопротивление между корпусом и любым выводом штепсельной вилки.
На работу замыкание никак не влияет, но при одновременном касании металлических предметов жалом и рукой работающий получает удар током. К тому же это может привести к выходу из строя электронных компонентов. При их припаивании можно вывести из строя и все полупроводниковые элементы устройства. При касании жалом заземленных металлических предметов паяльник сам выходит из строя, так как внутри него происходит короткое замыкание. Если паяльник работает от понижающего трансформатора, то повреждение его изоляции не влияет на электробезопасность.
Электропаяльник не рекомендуется надолго оставлять включенным, не выполняя при этом никаких работ, так как при этом жало обгорает. Если часто возникают ситуации, когда нужно приостановить работу, а потом быстро ее возобновить, можно собрать небольшое устройство с переключателем и диодом. При необходимости на некоторое время перевести паяльник в «горячий резерв», питание на него с помощью переключателя подается через диод, и он начинает работать с мощностью, в два раза меньшей. Устройство удобно разместить в корпусе удлинителя, имеющего штатный выключатель. При этом можно сделать переключаемой одну розетку, а остальные использовать по своему усмотрению, например, для подключения ремонтируемой аппаратуры, осциллографа или других измерительных приборов. Розетку для паяльника можно пометить маркером или другими доступными способами.
Иногда устанавливают концевой выключатель на подставке, переключающий питание положенного на нее паяльника через диод. Этот способ имеет недостаток: каждый раз, взяв паяльник с подставки, придется ждать, когда он подогреется до необходимой температуры. Это существенно замедляет пайку.
Можно воспользоваться и регулятором мощности паяльника. Его можно приобрести или изготовить самостоятельно. Но в некоторых случаях (например, для пайки проводов в соединительных коробках) это устройство будет лишним. Для работы с электронными компонентами регулировка температуры жала имеет большую ценность, поэтому лучше использовать для этих целей керамические паяльники или паяльные станции, имеющие регулировку и стабилизацию температуры жала, а не просто изменяющие потребляемую паяльником мощность.
Паяльник Atten SS-50 с регулятором температуры
Как правильно залудить медное жало у паяльника
Перед использованием жало нужно залудить. Иначе припой не будет к нему приставать и пайка станет невозможной. Рассмотрим способы, как правильно залудить жало для паяльника. Для этого процесса понадобятся:
- канифоль;
- припой;
- деревянный брусок;
- наждачная бумага с мелким зерном или напильник.
Рабочую поверхность нового жала зачищаем наждачной бумагой, положенной на брусок, до блеска. Если жало побывало в эксплуатации, его поверхность неровная и изрыта кавернами, то перед облуживанием его придется выровнять напильником. Лучше для этого вынуть его из паяльника и зажать в тиски. Если по вышеописанным причинам демонтаж жала невозможен, то можно обойтись и без этого. Считается, что плоскость для пайки лучше формировать не напильником, а отковыванием, постепенно расплющивая кончик жала молотком. Процесс этот более трудоемкий и требует определенных навыков, но в результате припой будет меньше вымывать медь их жала. Выбоины в нем будут образовываться медленнее, и повторное лужение потребуется не скоро.
Теперь устанавливаем жало на место и включаем паяльник в сеть. При этом периодически контролируем нагрев, касаясь канифоли. Как только она начинает плавиться, покрываем ею всю рабочую поверхность. В процессе выгорания канифоли процесс периодически повторяем, ожидая момента, когда температура станет достаточной для плавления припоя. Как только это произойдет, покрываем припоем всю рабочую поверхность жала и стряхиваем с него излишки.
Поверхность нужно полностью залудить. Если есть пропуски, или жало не лудится, значит, окисел был снят некачественно. Чтобы не остужать паяльник и не зачищать поверхность снова, применяем небольшую хитрость.
На брусок кладем наждачную бумагу, а на нее – кусочек канифоли. Плавим его паяльником и зачищаем рабочую поверхность жала наждачкой в среде канифоли. Периодически добавляем припой. Этот метод годится и для того, чтобы оперативно восстановить рабочую поверхность. Как только на ней появляются необлуженные зоны, рекомендуется поправить ситуацию с помощью наждачки и канифоли. Это будет лучше, чем потом выравнивать поверхность напильником.
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.
Достоинства и недостатки электропаяльников
Керамические паяльники компактны и экономичны. Их нагревательный элемент встроен внутрь жала и обеспечивает его быстрый разогрев. Но эти нагревательные элементы не выносят резких перепадов температур, поэтому их лучше резко не охлаждать. Также не стоит использовать жала, на которые они не рассчитаны: изменение температурного режима работы мгновенно выведет нагревательный элемент из строя.
Самым универсальным инструментом для паяния являются, конечно, паяльные станции. В них можно менять жала, плавно регулировать их температуру. Большее их количество работают на пониженном напряжении и гальванически развязаны с питающей сетью, а также имеют возможность подключения заземления к паяльнику. Совместно с использованием заземляющего браслета это позволяет предотвратить выход из строя радиоэлектронных компонентов от статического электричества и сетевых наводок.
Есть у паяльных станций лишь один недостаток: они занимают больше места на столе, чем обычный паяльник, и с ними трудно работать в полевых условиях. Поэтому, выбирая, какой паяльник лучше, нужно ориентироваться на то, что вы будете паять, где и как часто. А от выбора паяльника будет зависеть, какое жало вам придется эксплуатировать.
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.
