Пайкой (паянием) называют процесс получения неразъемного соединения металлов, находящихся в твердом состоянии, при помощи расплавленного промежуточного (вспомогательного) металла или сплава, имеющего температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы.
При ремонте автомобильной техники пайку применяют для устранения трещин и пробоин в радиаторах, топливных и масляных баках и трубопроводах, приборах электрооборудования, кабин, оперения и т.д.
Пайка как способ восстановления деталей имеет следующие преимущества:
· простота технологического процесса и применяемого оборудования;
· высокая производительность процесса;
· сохранение точности формы, размеров и химического состава деталей;
· простота и легкость последующей обработки;
· небольшой нагрев деталей (особенно при низкотемпературной пайке);
· возможность соединения деталей, изготовленных из различных металлов;
· достаточно высокая прочность соединения деталей;
· низкая себестоимость восстановления деталей.
Основной недостаток пайки – некоторое снижение прочности соединения деталей по сравнению со сваркой.
В зависимости от требований, предъявляемых к соединению (в основном по прочности), различают мягкую и твердую пайку.
Мягкую пайку осуществляют легкоплавкими припоями, представляющими собой сплавы на оловянной и свинцовой основах и имеющими температуру плавления ниже 450 0 С.
При твердой пайке применяют тугоплавкие припои с температурой плавления выше 450 0 С, преимущественно медно-цинковые и алюминиевые.
К припоям предъявляются следующие основные требования:
· температура плавления ниже, чем у соединяемых металлов;
· высокая жидкотекучесть и хорошая смачиваемость соединяемых поверхностей;
· достаточно высокая прочность и пластичность шва;
· высокая коррозионная стойкость в паре с паяемыми металлами;
· коэффициент теплового расширения должен быть близок к коэффициенту линейного расширения основного металла.
Наиболее распространенными в ремонтном производстве являются оловянно-свинцовые (мягкие) припои ПОС-18, ПОС-30, ПОС-40, ПОССу30-0,5, ПОССу50-0,5, ПОССу18-2, ПОССУ40-2 и другие, имеющие температуру плавления 200…280 0 С (временное сопротивление разрыву 35…45 МПа, твердость НВ 12…14) и применяемые для пайки радиаторов, карбюраторов, топливных трубопроводов, электроаппаратуры. Первая цифра в обозначении припоя указывает на содержание в нем олова, вторая – на предельное содержание сурьмы, остальное свинец.
Тугоплавкие (твердые) припои применяют для получения прочных соединений деталей, выдерживающих высокую температуру и не подвергающимся в процессе работы ударным вибрационным и изгибающим нагрузкам. Этим требованиям удовлетворяют припои ПМЦ36, ПМЦ48, ПМЦ54 с содержанием меди соответственно около 36, 48 и 54 %, остальное — цинк. Температура полного расплавления припоев 825…880 0 С, твердость НВ 90…130, временное сопротивление разрыва 210…250 МПа. Припой ПМЦ54 применяют для пайки медных, бронзовых и стальных деталей. ПМЦ48 – для деталей из медных сплавов с температурой плавления выше 900 0 С, а ПМЦ36 — для пайки латуни. В случае, когда паяное соединение должно обладать высокой прочностью и хорошей сопротивляемостью ударным и изгибающим нагрузкам, применяют припои – латунь Л63 и Л68. Для пайки деталей из алюминия используют припои на его основе или тройные сплавы, содержащие меди 22…29 %, кремния 5,5…7,5 %, остальное алюминий.
Для предохранения поверхности металла и расплавленного припоя от окисления в процессе пайки применяют флюсы, которые предназначены — растворять и удалять окисные пленки, уменьшать поверхностное натяжение, улучшать смачиваемость и растекание расплавленного припоя. Температура плавление флюса должна быть несколько ниже, чем — припоя.
В качестве флюсов при мягкой пайке применяют хлористый цинк, хлористый аммоний или их смесь. Для устранения коррозии паяемого соединения, особенно при пайке меди, применяют флюсы – канифоль, воск, вазелин, не содержащие кислот. При пайке твердыми припоями в качестве флюсов применяют буру и смеси ее с борной кислотой и борным ангидридом.
Подготовка деталей к пайке заключается в механической очистке поверхности от грязи, окислов и ржавчины и их обезжиривании бензином или керосином, в горячих щелочных растворах или электрохимическим способом.
Технологический процесс паяния состоит из следующих операций:
· механической (шабером, напильником, шлифовальной шкуркой) или химической очистки;
· нагревания (паяльником, паяльной лампой, газовой горелкой и др.);
· предварительного облуживания припоем (тем же, какой применяется и для последующей пайки) для повышения прочности и плотности спая;
· скрепления мест для спаивания, покрытия их флюсом и нагревания. Детали скрепляют, чтобы места соединений не расходились при небольших механических воздействиях, например при наложении паяльника. Промежуток (зазор) между двумя соединяемыми поверхностями не должен превышать 0,1…0,3 мм для образования капиллярных сил, способствующих засасыванию припоя на значительную глубину от кромки;
· введение (расплавленного) припоя, его расплавление и удаление излишков припоя, а также остатков флюса.
Для проведения процесса пайки в подвижных ремонтных мастерских войскового звена имеется пост медницких работ.
Источник
Технология пайки
Пайка является одним из важных технологических процессов в практике выполнения электромонтажных и радиомонтажных работ, при ремонте электрооборудования и эксплуатации электроустановок для соединения между собой деталей из однородных и разнородных металлов, составляющих изделие. Применение низкотемпературной пайки сохраняет неизменными структуру и свойства металла соединяемых деталей. Важным преимуществом пайки является разъемность паяных соединений, что делает этот процесс незаменимым при монтажных и ремонтных работах.
Отличают три рода спайки: мягкую, или слабую, твердую, или крепкую и самородную. В первых двух случаях соединение металлов производится при помощи более легкоплавкого металла, называемого припоем. При самородной спайке отдельные части одного металла соединяются между собой без всякого посредства другого постороннего металла. Самородная спайка самая прочная, примером ее может служить сваривание железа.
Спайка припоями тем менее прочна, чем более температура плавления спаивающего металла Отличается от температуры плавления спаиваемых металлов; например, свинец и цинк могут спаиваться оловом довольно прочно; спаивание же оловом серебра или меди очень непрочно.
Спаиваемые поверхности должны быть чисто металлическими, т.е. вполне освобождены от окислов и приставших посторонних тел, и возможно сближены между собой; чем тоньше слой припоя, помещающийся между соединяемыми поверхностями и чем чище эти поверхности, тем прочнее спайка.
Поэтому прежде, чем приступать к паянию, следует пригнать поверхности друг к другу, очистить их и покрыть флюсом или веществом, которое предохраняло бы их от загрязнения (окисления, осаждения копоти и т.д.) во время нагревания.
Чистота спаиваемых поверхностей так важна, что после очищения к ним не следует прикасаться даже пальцами.
Полная неподвижность спаиваемых частей во все время паяния и после него до застывания припоя есть, конечно, необходимое условие прочности спайки.
Мягким, ипи слабым паянием называют паяние при помощи мягких, или слабых, т.е. легкоплавких, припоев, состоящих или из чистого олова, или же из сплавов этого металла со свинцом и висмутом.
Вообще, чем больше в припое олова, тем он слабее (легче плавится), наоборот, избыток свинца делает припой крепче (труднее плавится).
Спаивать мягкими припоями можно вообще все металлы, но действительно прочно соединять они могут только легкоплавкие металлы, так как разница в плавкости между ними и тугоплавкими металлами (медью, железом, серебром, золотом и пр) слишком велика.
Медный наконечник паяльника должен быть вполне чист и всегда вылужен; иначе он не будет захватывать припой. Но чтобы полуда держалась на паяльнике, нагревать его следует не более того, чем нужно для расплавления им припоя — не выше темно-красного каления.
Качество монтажа во многом определяется правильным выбором необходимых припоев и флюсов, применяемых при пайке проводов, радиодеталей и т. д.
Припои и флюсы
Припой — это сплав металлов, предназначенный для соединения деталей и узлов методом пайки. Припой должен обладать хорошей текучестью в расплавленном состоянии, хорошо смачивать поверхности соединяемых материалов и иметь требуемые характеристики в твердом состоянии (механическая прочность, стойкость к воздействию внешней среды, усадочные напряжения, коэффициент теплового расширения и т.п.).
Выбор припоя зависит от соединяемых металлов или сплавов, от способа пайки, температурных ограничений, размеров деталей, требуемой механической прочности, коррозионной стойкости и др.
Отечественными производителями выпускаются припои под ГОСТированными наименованиями, а импортные припои, как правило, классифицируются фирмами производителями припоев, что усложняет их идентификацию. На мировом рынке наиболее известны припои под торговыми марками своих производителей: Alpha Metals, ASAHI, Cobar, Ersa, HARRIS, Heraeus, InterFlux, Multicore, Philips, Ctannol. В марках отечественных припоев заложено наименование входящих химических элементов и их процентное весовое содержание.
В области производства и ремонта электрического и электронного оборудования наибольшее применение нашли оловянно- свинцовые припои:
— безсурьмянистые ( ПОС ); — малосурьмянистые ( ПОССу ), с содержанием до 0.5% сурьмы; — сурьмянистые ( ПОССу ), с содержанием сурьмы более 0.5%.
Химический состав припоя определяет его температуру плавления. Внесение различных добавок приводит к изменению его эксплуатационных свойств. Как правило, припои под торговыми марками известных производителей имеют гарантию задекларированной степени чистоты припоя, а следовательно и соответствие заявленным параметрам. Следует иметь в виду, что длительное и нарушение условий хранения не способствует сохранению заявленных свойств и параметров паяльных материалов. Сохранению свойств припоя, способствует использование антиоксидантов и специальных восстановителей припоя.
Легкоплавкие (мягкие) припои.
Наиболее широко применяются легкоплавкие припои. К этой категории относятся припои с температурой плавления до 400° С, имеющие сравнительно невысокую механическую прочность (сопротивление разрыву до 7 кг/мм 2 ). В состав их входят олово и свинец в различных пропорциях. Буквы ПОС в марке припоя означают припой оловянно-свинцовый, цифры — содержание олова в процентах (ПОС 61, ПОС 40)
Марка
Химический состав в %
Температура оC
олово
свинец
сурьма
примесей не более
медь
висмут
мышьяк
начало
конец
ПОС-90
90
9,62
0,15
0,08
0.1
0,05
183
222
ПОС-40
40
57,75
2,0
0,1
0,1
0,05
183
230
ПОС-30
30
67,7
2,0
0,15
0,1
0,05
183
250
ПОС-18
18
79,2
2,5
0,15
0,1
0,05
183
270
При выборе типа припоя необходимо учитывать его особенности и применять в зависимости от назначения спаиваемых деталей. При пайке деталей, не допускающих перегрева, используются припои, имеющие низкую температуру плавления.
Область применения
ПОС 90
222 ºC
Пайка деталей и узлов, подвергающихся в дальнейшем гальванической обработке (серебрение, золочение)
ПОС 61
190 ºC
Лужение и пайка тонких спиральных пружин в измерительных приборах и других ответственных деталей из стали, меди, латуни, бронзы, когда не допустим или нежелателен высокий нагрев в зоне пайки. Пайка тонких (диаметром 0,05 — 0,08 мм) обмоточных проводов, в том числе высоко — частотных (лицендрата), выводов обмоток, радиоэлементов и микросхем, монтажных проводов в полихлорвиниловой изоляции, а также пайка в тех случаях, когда требуется повышенная механическая прочность и электропроводность.
ПОС 50
222 ºC
То же, но когда допускается более высокий нагрев, чем при ПОС 61
ПОС 40
235 ºC
Лужение и пайка токопроводящих деталей неответственного назначения, наконечников, соединение проводов с лепестками, когда допускается более высокий нагрев, чем при ПОС 50 или ПОС 61.
ПОС 30
256 ºC
Лужение и пайка механических деталей неответственного назначения из меди и её сплавов, стали и железа.
ПОС 18
277 ºC
Лужение и пайка при пониженных требованиях к прочности шва, деталей неответственного назначения из меди и её сплавов, оцинкованного железа.
ПОССу 4 — 6
265 ºC
Лужение и пайка деталей из меди и железа погружением в ванну с расплавленным припоем.
ПОСК 50
145 ºC
Пайка деталей из меди и её сплавов, не допускающих местного перегрева. Пайка полупроводниковых приборов.
ПОСВ 33
130 ºC
Пайка плавких предохранителей.
ПОСК 47 — 17
180 ºC
Пайка проводов и выводов элементов к слою серебра, нанесённого на керамику методом вжигания.
П 200
200 ºC
Пайка тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов.
П 250
280 ºC
Сплав «Розе»
92-95 ºC
Пайка, когда требуется особо низкая температура плавления припоя.
Cплав д’Арсенваля
79 ºC
Сплав Вуда
60 ºC
Выпускают легкоплавкие припои в виде литых чушек, прутков, проволоки, лент фольги, порошков, трубок диаметром от 1 до 5 мм, заполненных канифолью, а также в виде паст, составленных из порошка припоя и жидкого флюса.
Рекомендуемые производители припоев: Radiel-fondam, Felder, AIM. Качественный припой в виде проволоки на катушке должен иметь ровную поверхность и блестеть.
Для хранения припоя нежелательно использование металлических коробочек, крышек, консервных банок, так как припой, упавший на их поверхность прилипает, металл такой коробочки (особенно если она используется еще и в виде подставки для паяльника) разогревается, появляются сложности с точным дозированием, и в результате образуется олово-канифольная каша, с которой работать будет не очень удобно.
Для получения специальных свойств в состав оловянно-свинцовых припоев вводят сурьму, кадмий, висмут и другие металлы. Состав некоторых таких припоев приведён в следующей таблице.
Специальные легкоплавкие припои
Марка
Содержание элементов, %
Температура плавления ºC
Sn
Pb
Sb
Bi
Cd
Za
ПОССу 4 — 6
3-4
90-92
5-6
265
ПОСК 50 — 18
49-51
29,8-33,8
0,2
17 — 19
222
ПОСВ 33
33,4
33,3
33,3
130
П 250
80
20
280
П 200
90
10
200
Сплавы Розе
15,5
32
52,5
95
25
25
50
94
40
52
8
92
Сплав д’Арсенваля
9,4
45,1
45,5
79
Сплав Вуда
12,5
25
50
12,5
60
Твердые припои создают высокую прочность шва. В электро- и радиомонтажных работах они используются значительно реже, чем мягкие припои. В таблице приведены составы некоторых медно-цинковых припоев.
Марка
Химический состав в %
Температура плавления в оС
медь
цинк
примесей не более
сурьма
свинец
олово
железо
ПМЦ-42
40—45
остальное
Г1МЦ-47
45—49
0,1
ПМЦ-53
49-53
0,1
0,5
1,5
0,5
870
В зависимости от содержания цинка изменяется цвет припоя. Эти припои применяются для пайки бронзы, латуни, стали и других металлов, имеющих высокую температуру плавления. Припой ПМЦ-42 применяется при пайке латуни с содержанием 60—68% меди. Припой ПМЦ-52 применяется при пайке меди и бронзы. Медно-цинковые припои изготовляются путем сплавления меди и цинка в электропечах, в графитовом тигле. По мере расплавления меди в тигель добавляют цинк, после расплавления цинка добавляется около 0,05% фосфорной меди. Расплавленный припой разливается в формочки. Температура плавления припоя должна быть меньше температуры плавления припаиваемого металла. Кроме указанных медно-цинковых припоев, находят применение и серебряные припои. Составы последних приведены в следующей таблице.
Химический состав в %
Температура плавления в оС
серебро
медь
цинк
примеси не более
свинец
всего
ПСР-10
9,7—10,3
52-54
Ос т а л ь н о е
0,5
1,0
830
ПСР-12
11,7-12,3
35-37
0,5
1,0
785
ПСР-25
24,7-25,3
39-41
0,5
1,0
765
ПСР-45
44,5-45,5
20,5 —30,5
0,3
0,5
720
ПСР-65
64,5-65,5
19,5 -—20,5
0,3
0,5
740
ПСР-70
69,5-70,5
25,5— 26,5
0,3
0,5
780
Серебряные припои обладают большой прочностью, спаянные ими швы хорошо изгибаются и легко обрабатываются. Припои ПСР-10 и ПСР-12 применяются для пайки латуни, содержащей не менее 58% меди, припои ПСР-25 и ПСР-45 — для пайки меди, бронзы и латуни, припой ПСР-70 с наиболее высоким содержанием серебра — для пайки волноводов, объемных контуров и т. п.
Кроме стандартных серебряных припоев, используются и другие, составы которых приведены ниже.
Химический состав в %
Температура плавления в оC
серебро
медь
цинк
кадмий
фосфор
20
45
30
5
780
72
18
__
__
__
780
15
80
__
__
5
640
50
15,5
16,5
18
—
630
Первый из них применяется для пайки меди, стали, никеля, второй, обладающий высокой проводимостью,— для пайки проводов; третий может применяться для пайки меди, но не пригоден для черных металлов; четвертый припой обладает особой легкоплавкостью, является универсальным для пайки меди, ее сплавов, никеля, стали.
В ряде случаев в качестве припоя используется технически чистая медь с температурой плавления 1083°С.
Во время пайки температура соединяемых деталей значительно повышается и скорость окисления металлических поверхностей возрастает. Вследствие этого припой хуже смачивает соединяемые детали. Поэтому необходимо использовать различные флюсы, которые не только надежно защищают поверхность металла и припоя от окисления, но также улучшают условия смачивания металлической поверхности расплавленным припоем.
Флюсы — вещества (чаще смесь) органического и неорганического происхождения, предназначенные для удаления окислов с поверхности под пайку, снижения поверхностного натяжения, улучшения растекания жидкого припоя и/или защиты от действия окружающей среды. При паянии флюсы играют роль химических растворителей и поглотителей окислов. В процессе паяния они предохраняют металл от окисления и создают условия для смачивания металла припоем. В зависимости от технологии флюс может использоваться в виде жидкости, пасты или порошка. Существуют также паяльные пасты, содержащие частицы припоя вместе с флюсом, иногда трубка из припоя содержит внутри флюс-заполнитель.
Существуют флюсы, которые представляют собой, как правило, многокомпонентные системы, выполняющие сразу несколько функций. Это очистка поверхности, удаление окисла, улучшение растекания припоя и, как следствие, увеличение прочности и плотности соединения.
Форма поставляемого припоя зависит от способа пайки:
Условно флюсы можно подразделить на оржавляющие и неоржавляющие (коррозирующие и некоррозирующие, нейтральные), т.е. на те, которые требуют после пайки хорошей промывки паяного соединения и те, которые не оржавляют пайку и даже могут в дальнейшем защищать ее от коррозии.
Кроме того, флюсы условно разделяются на активные и пассивные. Активные флюсы содержат в своем составе вещества, которые активно взаимодействуют с поверхностью металла, это кислоты (салициловая, лимонная, фосфорная и т.д.), хлористый цинк, хлорид аммония, гидрохлориды некоторых органических соединений, органические амины, глицерин.
Пассивные (или слабоактивные) флюсы, это канифоль, которая представляет собой смесь органических кислот, парафин, минеральные, растительные и животные масла, жирные кислоты. Они удаляют тонкие и нестойкие пленки окислов и способствуют растеканию припоя.
То же, при повышенных требованиях к герметичности паяного соединения.
То же
Наиболее широко в электро- и радиомонтажных работах применяется канифоль (в сухом виде или раствор ее в спирте). Самое ценное свойство канифоли, как флюса, заключается в том, что ее остатки после пайки не вызывают коррозии металлов. Канифоль не обладает ни восстанавливающими, ни растворяющими свойствами. Она служит исключительно для предохранения места пайки от окисления.
Классическим флюсом является флюс спиртоканифольный (КСп) — простой и эффективный для пайки печатных плат и радиокомпонентов.
Состав: канифоль 10-60%, спирт — остальное, абсолютно нейтрален, не требует промывки. Канифоль лучше брать светлых сортов, растворять можно в спирте, этилацетате, бензине, ацетоне, дешевом одеколоне. После полного растворения канифоли флюс считается готовым. Канифоль можно заменить хвойной живицей (смолой).
Несколько повысить эффективность спиртоканифольного флюса можно добавкой глицерина: канифоль 6%, глицерин 14%, спирт — остальное.
Необходимость удаления остатков флюса после пайки определяется в зависимости от того, что находится в составе флюса: кислоты или комбинации спиртов. Флюсы, приготавливаемые на основе канифоли с добавлением неактивных веществ: спирта, скипидара, глицерина, не требуют смывки, т.к. остаток канифоли – негигроскопичен и является хорошим диэлектриком.
Флюс, который имеет имеет остаточное сопротивление, требует смывки водой или спиртом. Во всех рецептах этиловый спирт может быть любого сорта — «Экстра», медицинский, гидролизный, технический, денатурат. Можно также взять этилацетат.
Этот флюс нужно хранить в пузырьке с притертой пробкой. Для жидкого флюса не рекомендуется применять канифоль, предназначенную для натирания скрипичного смычка, так как пайка может быть загрязнена посторонними примесями. При применении канифоли места пайки должны быть тщательно очищены от окислов. Часто для пайки с канифолью детали следует предварительно облуживать.
В некоторых исключительных случаях вместо канифоли можно пользоваться ее заменителями. Так, канифольный лак, имеющийся в продаже в хозяйственных магазинах, можно применять как жидкий флюс взамен раствора канифоли в спирте. Этот же лак можно использовать и для антикоррозийного покрытия металлов.
В качестве флюса при пайке электрических цепей можно в случае крайней необходимости пользоваться также «живицей» — смолой сосны или ели — доступным материалом, особенно любителям, живущим в сельской местности. Такой флюс можно приготовить самому. Набранную в лесу с деревьев смолу нужно растопить в жестяной банке на слабом огне (на сильном огне смола может воспламениться). Расплавленную массу разлить в спичечные коробки. Застывшая смола используется в качестве флюса так же, как канифоль.
Если под рукой канифоли или другого флюса нет, то в самом крайнем случае канифоль можно заменить таблеткой аспирина, имеющейся в любой домашней аптечке. Недостаток этого флюса — неприятный запах дыма, выделяющийся при плавлении аспирина.
Ускорить процесс пайки и повысить в ряде случаев качество соединений можно, применив вместо канифоли глицериновую пасту. С помощью пасты можно паять детали из самых разнообразных металлов и сплавов даже без предварительной зачистки или лужения, что особенно удобно при пайке в труднодоступных местах. Глицериновую пасту легко изготовить самому. Состав ее следующий: 48% веретенного масла, 12% пчелиного воска, 15% светлой канифоли, 15% глицерина, 10% насыщенного водного раствора хлористого цинка.
Изготовляя глицериновую пасту, ее нужно все время подогревать. Сначала расплавляют канифоль, затем добавляют веретенное масло, воск, глицерин и в последнюю очередь хлористый цинк.
Пасту можно изготовить и по более простому рецепту. Кусочки канифоли размельчают в порошок и, подливая глицерин, растирают до густоты сметаны. Паста удобна тем, что она хорошо сохраняется длительное время. Хранить ее можно в любой посуде с крышкой. На место пайки пасту наносят с помощью кусочка проволоки.
С помощью активных флюсов спаивают металлы с прочной окисной пленкой, в большинстве случаев активные флюсы — оржавляющие.
То же, для получения соединений повышенной прочности, но только деталей простой конфигурации, не затрудняющей промывки.
То же.
К химически активным флюсам прежде всего относится соляная кислота, которая употребляется для пайки стальных деталей мягкими припоями. Кислота, оставшаяся после пайки на поверхности металла, растворяет его и вызывает, появление коррозии. После пайки изделия необходимо промыть горячей проточной водой. Применение соляной кислоты при пайке радиоаппаратуры запрещается, так как во время эксплуатации возможно нарушение электрических контактов в местах пайки. Следует учитывать, что соляная кислота при попадании на тело вызывает ожоги.
При пайке печатных плат имеет значение остаточное сопротивление флюса, поэтому даже для нейтральных, не коррозирующих флюсов может требоваться смывка остатков. Независимо от того, какой флюс используется, готовую пайку нужно обязательно протирать тряпочкой, смоченной в спирте-ректификате или ацетоне, а также прочищать жесткой щеточкой или кисточкой, смоченной растворителем, для удаления остатков флюса и грязи.
Самым простым и очень эффективным флюсом является хлористый цинк (ZnCl2). Хлористый цинк (травленая кислота) в зависимости от условий пайки применяется в виде порошка или раствора. Используется для пайки латуни, меди и стали. Для приготовления флюса необходимо в свинцовой или стеклянной посуде растворить одну весовую часть цинка в пяти весовых частях 50-процентной соляной кислоты. Признаком образования хлористого цинка служит прекращение выделения пузырьков водорода. Из-за того, что в растворе всегда имеется небольшое количество свободной кислоты, в местах пайки возникает коррозия, поэтому после пайки место спая должно тщательно промываться в проточной горячей воде. Пайку с хлористым цинком в помещении, где находится радиоаппаратура, производить нельзя. Применять хлористый цинк для пайки электро и радиоаппаратуры также нельзя. Хранить хлористый цинк необходимо в стеклянной посуде с плотно закрытой стеклянной пробкой.
Получить хлористый цинк можно так:
Растворим кусочки цинка (его можно достать из использованной батарейки) в разбавленной 1:1 соляной кислоте добавляя его до тех пор, пока он не перестанет растворяться. Лучше это делать на свежем воздухе. Еще более повысить эффективность флюса, можно добавкой хлористого аммония (нашатырь, NH4Cl), в количестве равным (или двойным) весу израсходованного цинка. С помощью такого флюса можно паять почти все металлы. Спай нужно промыть чистой водой, но лучше слабым раствором питьевой соды или раствором (0,5-2%) аммиака.
Очень неплохим флюсом является концентрированная фосфорная кислота, особенно для пайки нержавейки и нихрома. Ниже приведены различные рецепты флюсов (в весовых %).
В последнее время широкое применение получила группа флюсов ЛТИ, применяемых для пайки металлов мягкими припоями. По своим антикоррозийным свойствам флюсы ЛТИ не уступают бескислотным, но в то же время с ними можно паять металлы, которые раньше не поддавались пайке, например детали с гальваническими покрытиями. Флюсы ЛТИ могут применяться также для пайки железа и его сплавов (включая нержавеющую сталь), меди и ее сплавов и металлов с высоким удельным сопротивлением.
Наименование
В весовых пропорциях
ЛТИ-1
ЛТИ-115
ЛТИ-120
Спирт-сырец или ректификат
67-73
63-74
63-74
Канифоль
20-25
20-25
20-25
Солянокислый анилин
3-7
—
—
Метафенилендиамин
—
3-5
—
Диэтиламин солянокислый
—
—
3-5
Триэтаноламин
1-2
1-2
При пайке с флюсом ЛТИ достаточно произвести очистку мест пайки только от масел, ржавчины и других загрязнений. При пайке оцинкованных деталей удалять цинк с места пайки не следует. Перед пайкой деталей с окалиной последняя должна быть удалена травлением в кислотах. Предварительное травление латуни не требуется. Флюс наносится на место спая с помощью кисточки, что можно сделать заблаговременно. Хранить флюс следует в стеклянной или керамической посуде. При пайке деталей сложного профиля можно применять паяльную пасту с добавлением флюса ЛТИ-120. Она состоит из 70—80 г вазелина, 20—25 г канифоли и 50—70 млг флюса ЛТИ-120.
Но флюсы ЛТИ-1 и ЛТИ-115 имеют один большой недостаток: после пайки остаются темные пятна, а также при работе с ними необходима интенсивная вентиляция. Флюс ЛТИ-120 не оставляет темных пятен после пайки и не требует интенсивной вентиляции, поэтому применение его значительно шире. Обычно остатки флюса после пайки можно не удалять. Но если изделие будет эксплуатироваться в тяжелых коррозийных условиях, то после пайки остатки флюса удаляются при помощи концов, смоченных спиртом или ацетоном. Изготовление флюса технологически несложно: в чистую деревянную или стеклянную посуду заливается спирт, насыпается измельченная канифоль до получения однородного раствора, затем вводится триэтаноламин, а затем активные добавки. После загрузки всех компонентов смесь перемешивается в течение 20—25 минут. Изготовленный флюс необходимо проверить на нейтральную реакцию с лакмусом или метилоранжем. Срок хранения флюса не более 6 месяцев.
Флюс радиомонтажный, нейтральный. Пайка — железо, нержавеющая сталь, медь, бронза, цинк, нихром, никель, серебро. Не требует вентиляции. Остатки флюса смывать не обязательно, при желании легко смываются спиртом, ацетоном и т.п.
Железо, нержавеющая сталь, медь, бронза, цинк, нихром, никель, серебро. Требует вентиляции. Не оржавляет. Во всяком случае, за долгое время его применения я не замечал следов окисления. Триэтаноламин можно заменить несколькими каплями нашатырного спирта. Рецепт лучше готовить так:
Растворить в половине спирта канифоль. Во вторую половину спирта добавить триэтаноламин (или несколько капель аммиака) и затем солянокислый анилин, если он плохо растворяется, осторожно по каплям добавлять воду, пока не начнет растворяться. Осторожно смешать два раствора.
Янтарнокислый аммоний (насыщенный раствор)
Хранить в темном стекле.
Хлористый цинк (ZnCl2)
Для пайки никеля, платины, платиновых сплавов, оржавляет, промывка обязательна, водой.
Хлористый цинк (ZnCl2)
Для соединений повышенной прочности, оржавляет, промывка обязательна, ацетоном.
Хлористый цинк (ZnCl2)
Для пайки драгоценных (золото) и черных металлов, оржавляет, промывка обязательна, ацетоном.
Натираем на терке хозяйственное мыло и растворяем его в небольшом количестве горячей воды. Доливаем в раствор разбавленную соляную кислоту (можно уксусную), не поверхность всплывет смесь жирных кислот.
Кислоту надо доливать в избытке, это легко проверить, добавив в смесь чуть-чуть питьевой соды, если он запенится, то все в порядке.
Соберите с поверхности раствора жирные кислоты и тщательно промойте их горячей водой (при этом смесь будет плавиться), охладите воду и соберите застывшие кислоты.
Чем тщательнее Вы отмоете смесь от остатков соляной кислоты, тем лучше будет флюс. Сплавьте полученные кислоты с равным количеством канифоли.
Кроме того, в качестве флюса может взять аптечный салициловый спирт, как в чистом виде, так и добавкой 25–40% канифоли.
Раствор таблетки аспирина в одеколоне. Просто таблетка аспирина (пары ужасно пахнут).
Спирт + глицерин (3-10%) с добавкой хлорида цинка (1-4%). Можно так же паять чистым глицерином.
Хорошим флюсом для стали может служить электролит от старой солевой батарейки (не щелочной). В крайнем случае, кислый фруктовый сок. Лимонная кислота (порошок применяется в кондитерском производстве).
Классическим флюсом является флюс спиртоканифольный (КСп) — простой и эффективный для пайки печатных плат и радиокомпонентов.
Состав: канифоль 10-60%, спирт — остальное, абсолютно нейтрален, не требует промывки. Канифоль лучше брать светлых сортов, растворять можно в спирте, этилацетате, ацетоне, дешевом одеколоне. Ее можно заменить хвойной живицей (смолой).
Несколько повысить эффективность спиртоканифольного флюса можно добавкой глицерина: канифоль 6%, глицерин 14%, спирт — остальное.
Флюс имеет остаточное сопротивление и требует смывки водой или спиртом. Во всех рецептах этиловый спирт может быть любого сорта — «Экстра», медицинский, гидролизный, технический, денатурат. Можно также взять этилацетат.
При пайке меди и ее сплавов, а также стальных изделий, покрытых серебром, медью, оловом или кадмием. Можно рекомендовать в качестве неактивного флюса растворы в спирте или в органических растворителях, а также древесные смолы, воск, стеарин, вазелин. С применением защитных флюсов можно паять только легкоплавкими припоями.
При пайке припой обычно набирают и наносят паяльником. Контролировать количество расплавленного припоя, переносимое паяльником, крайне затруднительно: оно зависит от температуры плавления припоя, температуры и чистоты жала и от других факторов. Не исключено при этом попадание капель расплавленного припоя на проводники, корпуса элементов, изоляцию, что приводит иногда к нежелательным последствиям. Приходится работать крайне осторожно и аккуратно, и всё же бывает трудно добиться хорошего качества пайки.
Облегчить пайку и улучшить её можно с помощью паяльной пасты.
Припойные пасты, как правило, представляют собой смесь мелкодисперсного порошка материала припоя со связующей жидкой основой; при этом содержание порошка припоя составляет приблизительно от 80 до 92 %. Припойная паста уже содержит в себе и припой, и флюс, а их пропорция является одной из важных характеристик пасты. Чаще всего состав паяльных паст выражают через соотношение компонентов материала припоя, размер частиц, и активность флюса. Параметры частиц материала припоя в паяльной пасте оказывают существенное влияние на качество паяного соединения. Наиболее важным параметром, характеризующим паяльную пасту , является размер частиц припоя, который определяет как способ нанесения ( дозатор- трафарет), так и собственно характеристики технологического цикла пайки. Как и при любой комбинации «в одном флаконе», имеются негативные моменты предварительного соединения припоя с флюсом в паяльной пасте. В основном это проявляется в сокращении срока хранения до использования, жестких условий содержания и ограничений, накладываемых на период транспортировки собранной платы в зону пайки. Флюс в составе паяльных паст служит не только для активации контактируемых металлических поверхностей, удаления с них окислов и предотвращения окисления припоя в процессе пайки (что необходимо для создания паяного соединения), но и обеспечивает требуемую растекаемость (реологию), а также изменение вязкости со временем (тиксотропность) при нанесении паяльной пасты на печатную плату.
Для приготовления пасты измельчают припой напильником с крупной насечкой (мелкая забивается припоем) и смешивают опилки со спирто-канифольным флюсом. Количество припоя в пасте подбирают опытным путём. Если паста получилась слишком густой, в неё добавляют спирт. Хранить пасту нужно в плотно закрывающейся посуде. На место пайки пасту наносят нужными дозами металлической лопаточкой.
Применение паяльной пасты, кроме того, позволяет избежать перегрева малогабаритных деталей и полупроводниковых приборов.
Скачать: 1. Характеристики безотмывных паяльных паст различных производителей — Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь для доступа к этому контенту
«Паяльная лента» незаменима при сращивании проводников, трубок, стержней, когда нет возможности воспользоваться электрическим паяльником. Чтобы изготовить «паяльную ленту», необходимо сначала приготовить пасту из опилок припоя, канифоли и вазелина. Пасту наносят тонким ровным слоем на миткалевую ленту. Место пайки обматывают в один слой «паяльной лентой», смачивают бензином или керосином и поджигают. Предварительно соединяемые поверхности желательно залудить.
Борный флюс — борная кислота и бура в весовом соотношении 1 : 1. Навески перемешивают и тщательно растирают в фарфоровой ступке, растворяют в дистиллированной воде при нагреве и кипятят до выпадения твердой фазы. Полученную смесь растирают до образования гладкой массы, разбавляя дистиллированной водой до получения жидкой пасты.
При пайке загрязненных деталей часто применяется паяльная кислота, приготовленная из соляной кислоты и металлического цинка, которая оставляет на месте пайки чешуйки загрязнений и ускоряет коррозию. Рекомендуемые ниже паяльные жидкости не имеют упомянутых недостатков и заменяют паяльную кислоту.
Паяльная жидкость типа ЛВ-500: 1000 мл воды, 500 г хлористого цинка, 50 г хлористого аммония, 25 г этиленгликоля, 0,1 г метилоранжа. После тщательных растворения и перемешивания паяльная жидкость переливается через фильтр в бутыль. Это чистая сиропообразная жидкость темно-красного цвета.
Паяльная жидкость типа ЛВ-1000: 1000 мл воды, 1000 г хлористого цинка, 100 г хлористого аммония, 25 г этиленгликоля, 0,1 г метилоранжа. Ее можно использовать для конструкций из материалов, где необходимо выполнить быструю и прочную пайку, а также для загрязненных и необезжиренных мест. Все тщательно перемешать и перелить через фильтр в бутыль. Готовая паяльная жидкость чистая, сиропообразная, коричнево-красного цвета.
Паяльная жидкость для работ с жестью: 600 мл воды, 300 г хлористого цинка, 150 г хлористого аммония, 150 мл концентрированной соляной кислоты. Раствор перемешивается до тех пор, пока все компоненты полностью растворятся. Соляная кислота добавляется последней, когда растворится в воде все остальное.
Паяльная жидкость для загрязненных деталей: 350 мл воды, 320 г хлористого цинка, 32 г хлористого аммония, 400 мл глицерина, 0,1 г метилоранжа. Готовую паяльную жидкость переливают через фильтр в бутыль. Это сиропообразная жидкость коричнево-красного цвета. Достоинством этой эффективно действующей жидкости является ее медленная испаряемость, которая позволяет паять сильно загрязненные детали из железа и цветных металлов.
При любых флюсах спаиваемые поверхности необходимо (по возможности) тщательно зачистить и уже затем облудить с применением флюса.
Для пайки твердыми припоями (припои с температурой плавления выше 450°C) обычно используется смесь буры (Na2B4O7) и борной кислоты (H3BO3) 1:1 или чистая бура. Используют или сухую смесь или водную кашицу. Для сухой смеси буру обычно прокаливают, что бы она не пенилась при пайке.
В таблице представлены флюсы, выпускаемые специально для пайки.
Этот самый простой и дешевый нейтральный флюс стал уже подлинной «классикой жанра»! Дешев, имеет низкий ток утечки и низкую коррозионную активность.
Используется при пайке в качестве флюса (по окисленой меди, по чёрному металлу, по нержавеющей стали), для исследований в области молекулярной биологии.
Применяется также для очищения от ржавчины металлических поверхностей.
Образует на обработанной поверхности защитную плёнку, предотвращая дальнейшую коррозию.
Для пайки углеродистых и низколегированных сталей, меди, никеля и их сплавов. Активен в температурном интервале 290-350 °С. Рекомендована отмывка 5% раствором кальцинированной соды.
Паяльная кислота ПЭТ
Применение: пайка углеродистых сталей, меди, никеля и их сплавов легкоплавкими припоями при температуре 150 — 320°C.
Применяется для пайки сильно окисленных деталей из черных и цветных металлов
Паяльный жир нейтральный
Рекомендуется для качественной пайки радиотехнических устройств.
Изопропиловый спирт (изопропанол) абсолютированный применяется в: полиграфии, химической, нефтяной, мебельной, лесохимической, парфюмерной промышленности. Изопропиловый спирт (изопропанол) абсолютированный является хорошим растворителем для различных эфирных масел, при промывке высокотехнологичных узлов и агрегатов, как обезвоживающее и обезжиривающее средство.
Используется для высокотемпературной пайки углеродистых сталей чугуна, меди, твердых сплавов медными и серебряными паяльными сплавами.
Флюс глицериновый ТАГС
Этот глицериновый флюс применяется для пайки элементов радиомонтажа. При пайке печатных плат имеет остаточное сопротивление и требует обязательной промывки водой или спиртом.
Предназначен для пайки стали, чугуна, меди малооловянистыми припоями или припоями на основе висмута.
Применяется для пайки латуни, меди и ее сплавов
Флюс ЛТИ-120 — для пайки нержавеющей стали, цинка, серебра, меди и ее сплавов. Нейтрален, после окончания пайки отмывки не требуется. Растворяется спиртом, ацетоном.
пайка элементов радиомонтажа, печатных плат, углеродистых сталей, цинка легкоплавкими припоями при температурах 200 — 300°C.
Состав: канифоль сосновая, cпирт, активаторы.
Для пайки углеродистых и низколегированных сталей, меди, никеля и их сплавов. Активен в температурном интервале 290-350 °С. Рекомендована отмывка 5% раствором кальцинированной соды.
Спиртоканифольный флюс СКФ с кисточкой (он же КЭ, ФКЭт, ФКСп).
Применение: пайка элементов радиомонтажа и печатных плат легкоплавкими припоями при температурах 250-280°C.
Состав: канифоль сосновая- 20-30%, одноатомный спирт (этиловый или изопропиловый, или из смеси)-80-70%.
Для пайки меди и ее сплавов. Температурный интервал активности 250-280 °С. Отмывка: спирт, бензин, ацетон.
Применение: пайка углеродистых сталей, меди, никеля и их сплавов легкоплавкими припоями при температуре 150 — 320°C.
Самый активный паяльный флюс, из представленных на Российском рынке
Если для кого то активность флюса слишком велика, разбавьте его с равным количеством этилового или изопропилового спирта.
Применение: пайка нихрома, константана, манганина, бериллиевой и алюминиевой бронз, коррозионно-стойких сталей легкоплавкими припоями при температуре 300°C.
Флюс содержит фосфорную кислоту, гликоли и органические гидрохлориды.
Для пайки меди, константана, серебра, платины, нержавеющей стали и черных металлов. Требует отмывки водой. Химически активен в интервале температур 290-350 °С.
Высокоактивный паяльный флюс.
Применение: пайка нержавеющих сталей и бронз (в особенности алюминиевых и бериллиевых) легкоплавкими припоями при температуре 150 — 300°C.
Флюс содержит фосфорную кислоту.
Для пайки меди, константана, серебра, платины, нержавеющей стали и черных металлов. Требует отмывки водой. Химически активен в интервале температур 290-350 °С.
Предназначен для ручной и механизированной пайки и лужения электромонтажных элементов и других металлических поверхностей печатных плат и выводов ЭРЭ в изделиях РЭА.
Флюс нейтрален, остатки флюса после пайки не влияют на сопротивление изоляции диэлектриков.
Остатки флюса после пайки не оказывают коррозионное действие на медь, серебряное, оловянно-свинцовое и никелевое покрытие.
Предназначен для ручной и механизированной пайки и лужения электромонтажных элементов и других металлических поверхностей печатных плат и выводов элементов радио электроники в изделиях радио электронной аппаратуры.
Флюс нейтрален, остатки флюса после пайки не влияют на сопротивление изоляции диэлектриков.
Остатки флюса после пайки не оказывают коррозионное действие на медь, серебряное, оловянно-свинцовое и никелевое.
Изготовлен на основе экстракционной канифоли «А» или «Б» (ГОСТ 19113-84), спирта и нейтральной смачивающей присадки-тетрабромида дипентена (по ТУ 13-0281078-140-93).
Внешний вид — Прозрачная жидкость желтого цвета
Массовая доля сухого остатка, %, в пределах 18-22
Плотность, г/см³, не менее 0,845
Коэффициент растекания припоя ПОССу 61-05 или ПОС-61, отн. ед., не менее 2,0
Удельная электрическая проводимость, см/м, не более (мкА) 4,1*10-4
Для пайки деталей радиоэлектронной аппаратуры. Нейтрален, не содержит канифоли, хорошо смывается водой. Имеет слабую коррозийную активность, термостоек, не дымит
Ручная и механизированная пайка печатного монтажа БРА.
Лужение электромонтажных элементов и других металлических поверхностей печатных плат и выводов ЭРЭ в изделиях РЭА и БРА легкоплавкими припоями при температуре 150 — 300°C.
Требуется удаление остатков флюса.
Применяется как флюс или в качестве 5% водного раствора как преобразователь ржавчины.
Паяльная паста «Тиноль»
Применяется для пайки горячим воздухом SMD компонентов. Обеспечивает качественную пайку. Остатки флюса после пайки не гигроскопичны, не электропроводны и не вызывают коррозии. Температура полного расплавления припоя 200 °С.
Безотмывочный. При необходимости излишки флюса можно стереть тряпкой. Кроме пайки алюминия может применяться для пайки нержавеющих сталей, никеля, меди и других металлов.
Флюс-гель радиомонтажный нейтральный
Применяется для пайки электронных узлов. Коррозионно пассивен. Незасыхающий. Отмывается спиртом, ацетоном. Флакон с крышкой-дозатором. 10 мл.
Применяется для высококачественной пайки электронных компонентов. В состав флюса входит индикатор активности. После монтажа красный флюс обесцвечивается, что свидетельствует об отсутствии активного компонента в месте пайки, в связи с чем отпадает необходимость в отмывке.
Применяется для пайки деталей радиоэлектронной аппаратуры. Нейтрален, не содержит канифоли, хорошо смывается водой. Имеет слабую коррозийную активность, термостоек, не дымит.
CT-61A паяльная паста без кислотная
Обеспечивает качественную пайку.
Остатки флюса после пайки не гигроскопичны, не электропроводны и не вызывают коррозии.
Температура полного расплавления припоя 200 °С.
CT-61B паяльная паста
Паяльная паста для пайки электронных элементов, схем в компьютерной и мобильной технике.
CT-61C паяльная паста (канифоль)
Обеспечивает качественную пайку.
Остатки флюса после пайки не гигроскопичны, не электропроводны и не вызывают коррозии.
Температура полного расплавления припоя 200 °С.
Инструмент размером с авторучку представляет собой резервуар емкостью 7 мл из упругого пластика с эластичной кисточкой на конце. Многократно заправляется любым жидким флюсом, а также отмывочными жидкостями на спиртовой основе. Наиболее популярной заправкой является ремонтный флюс IF8001. Легким сжатием рукоятки вы можете экономично дозировать флюс, а через полупрозрачные стенки резервуара отслеживать, сколько его осталось.
FMKANC32-005 Флюс-крем высококачественный.
Флюс-крем высшего качества на канифольной основе, безотмывочный, слабоактивированный FSW32, DIN8511, шприц-картридж 5мл с поршнем и иглой. Наилучшие результаты при пайке BGA, а также QFP микроволной
Паста паяльная BS-10 (активная)
Высокая активность позволяет паять даже окисленные поверхности из черных и цветных металлов.
Не подходит для пайки печатных плат !
Остатки легко смываются бензином «Калоша» или изопропанолом.
— Вазелин (основа) 80-90%
— Аммоний хлорид 1-3%
IF 8001 Interflux Флюс паяльный жидкий для бессвинцовой пайки SMD
IF 8001 — не требующий отмывки высококачественный синтетический флюс на спиртовой основе. Не содержит в своем составе галогены. Наносится при помощи ручки, заправляемой флюсом, или кисточки. Не требует отмывки. При необходимости легко удаляется при помощи смывок на основе растворителя. Гарантийный срок хранения в плотно закрытой емкости при температуре 5-35°С 1 год. Цвет: желтый
Pacific 2008 Interflux Флюс паяльный жидкий
Pacific 2008 — это безвредный флюс, специально разработан для ручной и селективной пайки плохо смачиваемых, не смачиваемых и теплоемких SMD-компонентов, т.к. сохраняет активность в течение дополнительного времени, необходимого при пайке таких компонентов. Не содержит в своем составе галогены. Водосмываемый. Не требует отмывки. Плотность при 20°C: 1.006 г/мл Цвет: бесцветный Запах: сладкий
Флюс-гель IF 8300 BGA Interflux (30cc)
Флюс-гель BGA IF 8300-4 применяется в безсвинцовой пайке для монтажа элементов в корпусах BGA. Флюс обладает канифольными реологическими свойствами. Без галогена, что обеспечивает надежное удержание элементов на печатной плате.
IF 9007 Interflux BGA паста паяльная
Припой IF 9007´ рекомендуется использовать в свинцовых пайках. Его формула позволяет наносить третий тип зернистости пасты (25-45µ) с помощью шприца. Обладает свойствами No-clean с минимальной вместимостью галогена. Оставляет тонкий незаметный слой флюса.
IF 9009LT Interflux BGA паста паяльная
Паяльную пасту IF 9009lt рекомендуется использовать в безсвинцовой пайке. Обладает отличными свойствами сцепления с поверхностью. Химический состав этой пасты делает ее оптимальной для пайки поверхностей с недостаточной смачивающей способностью. Оснащена формулой No-Clean с минимальной вместимостью галогена. Оставляет тонкий незаметный слой остатков.
NX 9900i Interflux BGA паста паяльная
INTERFLUX® NX 9900i BGA паста- это новая паста для сплавов типа: SnPb и SnPbAg .
Имеет чрезвычайно высокую степень стойкости и длительный срок службы трафарета. Высокое качество и легкость в использовании делают эту пасту №1 среди BGA паст. Оставляет минимально допустимый осадок на штифте.
Как проверить, пригоден ли флюс?
Флюс должен обеспечить смачивание основного металла припоем и быть безопасным в работе. Пригодность флюса определяют на чистой пластине основного металла. Для этого на одну ее сторону наносят флюс, а другую сторону (снизу) нагревают горелкой. После испарения влаги на пластине остается белый налет, который затем плавится и равномерно растекается по металлу. Если при нагреве флюс собирается в шарики, он считается непригодным для данного металла. Способность к растворению оксидной пленки определяют после промывки пластины: если под слоем отмытого, расплавленного флюса остается чистая поверхность металла, то флюс достаточно активен и хорошо защищает поверхность данного металла от воздействия высоких температур пайки.
Выше представленные флюсы представлены как специально предназначенные для пайки, так и альтернативные не являющимися флюсами, но которые могут выступать в роли флюса.
При подборе флюсов следует иметь в виду, чтобы флюсы обеспечивали химическую очистку поверхностей спаиваемых деталей во время их нагревания, а также не допускали их окисления во время пайки; улучшали смачивание и растекание припоя в месте пайки; температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя на 30—40° С; чтобы флюс имел малый удельный вес и в процессе паяния всплывал на поверхность, не растворялся в спаиваемых металлах и не оказывал на них вредного химического воздействия. По окончании пайки остатки флюса должны легко удаляться.
Хранить жидкий и полужидкий флюс (спирто-канифольный, «паяльную кислоту» и др) удобно в полиэтиленовой маслёнке, хоботок которой закрывается специальной пробкой. С помощью такой маслёнки можно легко и быстро наносить требуемое количество флюса на место пайки. При этом флюс расходуется экономно, уменьшается испарение его растворителя, пайка получается более чистой и аккуратной.
Cейчас выпускается большое количество разнообразных так называемых «безотмывочных» флюсов, как жидких так и в виде полужидкого геля. Особенность их такова, что они не содержат компонентов вызывающих окисление и коррозию соединяемых деталей, не проводят электрический ток и не требуют промывки платы после пайки. Хотя все равно лучше после завершения пайки удалять с припаянных деталей все остатки флюса. Для нанесения жидкого флюса можно воспользоваться кисточкой, ватной палочкой или просто спичкой, но удобнее пользоваться так называемым «флюсапликатором». Можно приобрести фирменный стоимостью примерно 20-30$, но куда проще и дешевле сделать его самому. Для этого потребуется кусочек силиконового или резинового шланга с внутренним диаметром 5-6 мм и одноразовый медицинский шприц. Шприц разрезается на 2 части и обе части вставляются в резиновую трубку. Иголка слегка укорачивается, ее можно для удобства пользования слегка изогнуть. На рисунке показан такой самодельный апликатор. Слегка нажимая на шланг выдавливаем из кончика капельку флюса на припаиваемые детали и производим пайку. При хранении, чтобы не засыхала иголка внутрь нее можно вставлять тонкую проволоку.
Так же удобно пользоваться флюсом в виде геля или пасты. Для его нанесения тоже можно воспользоваться одноразовым шприцем, только из за его густоты иголку шприцевую придется взять потолще.
Залог успеха в любом начинании – хороший инструмент. Паяя «на коленке», снимая изоляцию зубами и обстригая лишнее огромными кусачками успеха добиться будет крайне трудно. По этому лучше не поскупиться и приобрести подходящий инструмент – это сбережет нервы.
Самый распространенный вид паяльника – электрический с нагревателем, который часто называют ЭПСН. Такой паяльник подключают с электросети, трансформатору или аккумулятору, после чего его жало нагревается.
Главное различие паяльников — мощность. Для ремонта печатных плат и монтажа небольших элементов, чувствительных к статическому напряжению, применяются паяльники с мощностью 24-40 Ватт. Для пайки широких проводников, шин питания и различных массивных элементов — 40-80 Ватт. Паяльники на 100 Ватт и более, в основном применяют для пайки массивных стальных конструкций, особенно из цветных металлов с большой теплопроводностью.
Не стоит забывать и о напряжении питания. Стандартом в России является 220В, 50Гц, но для пайки, например в автомобиле или в других местах, где сложно найти розетку, можно использовать паяльники с напряжением 12/18/24В.
Другой важной характеристикой паяльника является его рабочая температура. Самые простые образцы не имеют четкого температурного режима, и при недостаточном нагреве места пайки, когда припой не расплавляется до состояния текучести и не может заполнить все предназначенные ему зазоры, наблюдается довольно частый эффект, называемый «холодная пайка». Место спая оказывается матовым, шероховатым и соединение получается непрочным. Перегретое жало паяльника ускоряет его износ, припой при этом перегревается, жало покрывается окалиной, флюс выгорает, сцепление припоя с жалом ухудшается. Часто жало паяльника перегревается из-за чрезмерного выпаривания припоя, в результате перегреваются полевые элементы и микросхемы, отслаиваются дорожки печатных плат. Произвести качественную работу паяльником с низкой или слишком высокой температурой, естественно невозможно.
В случае если пайка для вас частое дело, придется обзавестись набором паяльников различной мощности, а еще лучше паяльной станцией, так как они имеют регуляторы температур, автоматическое поддержание заданной температуры, удобную подставку под паяльник, ванну для очистной губки, антистатическую защиту и некоторые дополнительные возможности. Хорошая паяльная станция, конечно же, стоит недешево, но и набор различных паяльников и качественных насадок к ним может обойтись не меньше.
Паяльная станция по сути своей – это тот же обычный электрический паяльник, но дополнительно снабженный возможностью регулировать температуру нагрева жала с помощью регулятора. Паяльные станции также имеют защиту от перегрузок и от статики. Такие электроприборы способны сами поддерживать заданную температуру. Составной частью станции может также быть такое паяльное оборудование, как подставка под паяльник, ванна для очистной губки, термофен и ряд им подобных.
По своей конструкции эектропаяльники могут быть различными. В последние годы все большее распространение получают импульсные паяльники «пистолетного» типа с внешним съемным нагревательным элементом. При этом процесс паяния происходит намного быстрее, т.к. жало паяльника разогревается мгновенно с помощью электротока после нажатия соответствующей кнопки. Также мгновенно жало и остывает в отличие от ЭПСН. Это свойство импульсного паяльника говорит о безопасности и удобстве его использования. Съемный нагревательный элемент обычно изготавливают из неизолированного медного провода диаметром около 1 мм. Температура регулируется длительностью нажатия на курок включения. Главное достоинство такого паяльника, это то, что он нагревается до рабочей температуры за 1–2 с. Недостатков, конечно, много – габариты, вес, малый срок службы жала. Такой элемент выдерживает 30 — 40 паек, после чего его приходится заменять новым. Если же для этой цели использовать посеребренный медный провод (серебро должно быть нанесено гальваническим способом), то нагревательный элемент будет служить дольше. Такой паяльник используют в основном там, где нужно изредка что либо подпаять, при этом нет желания тратить время на разогрев нормального паяльника.
Наибольшее распространение у радиолюбителей получили паяльники с медным жалом — прямым или изогнутым. Нагревательным элементом в них обычно служит проволока из специального сплава, например нихрома, намотанная на медный стержень (жало).
Выбирайте паяльник с возможностью смены жала, которых сейчас предлагают целый ассортимент. Это и лопатки, конусы, иглы, вообщем все зависит от конкретных потребностей и ваших финансовых возможностей.
А зачем придумали необгораемые жала? Дело в том, что флюс «кушает» не только окислы на паяемой поверхности, но еще и материал жала. Также медь немного растворяется в припое, поэтому при длительной работе на медном жале образуются каверны, ямки и т.д. в результате чего оно теряет свою геометрическую форму. Из-за этого в процессе работы приходится регулярно затачивать медное жало. При работе с канифолью затачивать жало приходится раз в неделю – месяц, в зависимости от интенсивности пайки.
Для борьбы с этим явлением придумали «необгораемое» жало, также иногда называемое «вечным». Это медное жало покрытое тонким слоем никеля. Никель перекрывает собой доступ к меди, защищая ее. При пайке таким жалом припой подается проволочкой непосредственно в место пайки, а не таскается на жале. Также категорически запрещено прилагать механические усилия при пайке необгораемым жалом. Попытка «подковырнуть и отогнуть» жалом провод может привести к нарушению целостности покрытия, в результате чего жало быстро приходит в негодность из-за начинающегося процесса растворения меди под покрытием. Рекомендуется приобретать жала от известных фирм (Ersa, hakko), они имеют более толстое покрытие и прослужат гораздо дольше. Также не рекомендуется надолго оставлять необгораемое жало «голым» (не покрытым слоем припоя) и нагретым, это может вызвать окисление поверхности жала и ухудшить смачиваемость. Окисленные жала восстанавливают при помощи специального средства — активатора жал. Активатор жала или TipCleaner продается в очень маленьких баночках. Он необходим для увеличения срока службы жала паяльника. Перед каждой пайкой и после неё (имеется в виду в начале и в конце работы) опустите жало в эту баночку. На нем образуется защитное покрытие, препятствующее образованию нагара.
Подготовка паяльника к работе. Новый паяльник должен быть соответствующим образом подготовлен к работе. Прежде всего рабочей части жала паяльника должна быть придана заостренная форма (30°), что часто делают с помощью напильника. Однако обработку жала лучше делать ковкой, так как наклеп уменьшает интенсивность растворения меди и затрудняет образование раковин, сокращающих срок службы паяльника.
Жало паяльника постепенно загаживается и покрывается нагаром. Это нормально, обычно виной ему флюс, который горит при пайке, образуя нагар. Для очистки паяльника можно применять специальную желтую губку, которая идет в комплекте к подставкам для паяльника. Ее надо смочить водой и отжать, оставляя влажной. Кстати, губка постоянно высыхает, чтобы ее каждый раз не мочить ее можно пропитать обычным медицинским глицерином. Тогда она не будет высыхать вообще. Если нет губки, то возьмите хлопчатобумажну тряпочку, положите в железный поддончик и также пропитай водой или глицерином.
Разогревая паяльник, не оставляйте его «насухую», обязательно погрузите жало паяльника в канифоль, как только оно разогреется до температуры способной ее расплавить. Слой канифоли на поверхности жала защитит его от окисления. При нагреве до температуры плавления припоя его необходимо залудить. Если же паяльник по какой-нибудь причине все же оказался перегретым и зачищенная часть жала покрылась темно-синим налетом окиси меди, то его следует остудить и вновь зачистить. Как только жало нагреется до температуры плавления припоя, рабочая поверхность его должна быть целиком покрыта припоем.
При пайке важен и уход за паяльником. Поверхность его жала должна быть ровной, очищенной от нагара (оксида) и хорошо залуженной. Паяльник должен быть нагрет до необходимой температуры, зависящей от марки припоя. Нормальным считается такой температурный режим, при котором припой быстро плавится, но не стекает с жала паяльника; канифоль не сгорает мгновенно, а остается на жале в виде кипящих капелек.
Перегрев паяльника недопустим, так как это приводит к окислению жала и появлению на нем раковин. Но и недостаточно нагретым паяльником работать тоже нельзя: соединения получаются непрочными и ненадежными.
Как включить паяльник в сеть повышенного напряжения. Паяльники, как правило, рассчитаны на одно определенное напряжение сети, что представляет собой известное неудобство. Подключение электропаяльника, рассчитанного на 127 В, в сеть 220 В через электролампу или обычный резистор не всегда удобно и при длительной работе неэкономично. Лучше всего его подсоединять в сеть через бумажный конденсатор емкостью 4 — 5 мкФ, рассчитанный на рабочее напряжение 400 В.
Для паяльника мощностью 40 — 50 Вт этой емкости вполне достаточно.
Паяльная станция это что такое? Чем она отличается от обычного паяльника?
В обычном паяльнике температура жала не задается, просто паяльник сконструирован так, что она находится где то в пределах 250 – 400 градусов Цельсия. В некоторых задачах такой разброс температуры жала недопустим, поэтому у паяльников в паяльных станциях около жала вмонтирован термодатчик. Паяльная станция отслеживает текущую температуру жала и регулирует напряжение на паяльнике, чтобы температура соответствовала заданной. Также у паяльной станции паяльник питается низким напряжением (12, 24, 36 вольт) через трансформатор. Назначение этому двоякое. 1. При пайке в заземлённых браслетах безопасны только паяльники, питающиеся низким напряжением. 2. Кроме того, паяльник гальванически развязывается от сети. Гальваническая развязка не даёт проникнуть всяческим наводкам и импульсам из сети через паяльник в паяемый узел. Особенно чувствительны к этому туннельные диоды.
Какие еще бывают паяльники?
Газовые паяльники – тепло получается при сгорании газа из встроенной емкости.
Определяющее качество газового паяльника — портативность, возможность работы вдали от электросети, в труднодоступных местах и полевых условиях. Подобно электропаяльникам, газовые паяльники характеризуются разной мощностью для различного рода работ. Причем, для газового паяльника важнейшее значение имеет не только сама мощность, но и диапазон ее регулировки, поскольку носить с собой несколько газовых паяльников разной мощности для выполнения различных видов работ — слишком обременительно. Паяльники оборудованы механическими или пьезо системами автоподжига. Приобретение паяльного набора, включающего паяльник, дополнительные насадки и другие аксессуары, значительно расширяет спектр выполняемых работ.
Газовый паяльник создает мощный поток ровного, упругого пламени, которое не боится даже сильного ветра. Очень ценно также и то обстоятельство, что этот инструмент способен выполнять массу иных задач помимо пайки: с его помощью можно закаливать или, наоборот, отпускать стальные детали, отжигать медь и латунь, прогревать «закипевшие» резьбовые соединения, которые нужно развинтить, и т. п.
Наиболее часто применяемый для различных домашних работ газовый паяльник — это универсальная мини-горелка. В ее комплект входит несколько насадок — паяльных жал разного сечения и с разными углами заточки. Заправляют ее с помощью обыкновенного баллончика со сжиженным бутаном, которые продаются в любом табачном киоске и стоят от 50 до 80 рублей. Хватает такого баллона очень надолго.
Газовая горелка-паяльник состоит из нескольких простых деталей. Самая большая — газовый резервуар, который одновременно является и рукояткой, за которую инструмент удерживают при работе. В передний торец его ввинчена трубка, по которой газ поступает в расположенную на ее конце форсунку (или сопло), окруженную керамическим изолятором, заключенным снаружи в металлическую оболочку. Между форсункой и резервуаром находится миниатюрный радиатор охлаждения — цилиндрик из дюралюминия, глубоко, почти до основания, надсеченный поперечными проточками: он повышает теплоотдачу форсунки, которая во время длительной непрерывной работы сильно нагревается. Также на переднем торце резервуара смонтирован поворотный регулятор пламени, объединенный в один блок с кнопкой пьезоэлемента, которым осуществляют поджиг газовой струи. В заднем торце резервуара имеется выточенный из латуни заправочный клапан.
Ручная горелка обеспечивает рабочую температуру в 1300 С, поэтому с ее помощью удобно подогревать объемные детали в процессе их спайки обычным электропаяльником.
Для того, чтобы привести инструмент в состояние «боеготовности», нужно насадить носик заправочного баллончика с бутаном на трубку клапана и надавить на него — клапан откроется, и газ пойдет в резервуар. У дешевых горелок нередко быстро отказывает пьезоэлемент. Но это не страшно: поджечь газовую струю можно обыкновенной спичкой или зажигалкой.
При демонтаже (особенно при работе не обгорающими жалами) бывает необходимо удалить припой. Удаляют припой оловоотсосом или оплеткой.
Оловоотсос представляет себя что то вроде шприца с пружиной. Сначала он взводится – поршень толкается внутрь и защелкивается. Затем носик подносят к расплавленному припою, который необходимо удалить, и нажимают на кнопку спуска. Поршень под воздействием пружины поднимается, интенсивно затягивая воздух с припоем внутрь. При следующем взводе шток выдавит через носик собранный припой. На всякий случай передняя часть оловоотсоса съемная.
Для более чистого сбора припоя используют оплетку. Оплетка представляет из себя множество тонких переплетенных медных проволочек, покрытых флюсом. Оплётку придавливают паяльником к месту, откуда нужно удалить припой. Припой под действием капиллярных сил всасывается в оплетку. Использованную часть оплетки отрезают и выбрасывают.
Существует еще удобное приспособление для пайки «третья рука», которое позволяет освободить одну руку (например в третью руку зажать провод, в то время как левой держать проволочку припоя, а в правой руке паяльник.)
Как паять мелкие детали. В случае если нужно паять мелкие детали или детали, боящиеся перегрева, а нет паяльника малой мощности, то пайку можно осуществлять более мощным паяльником, надев на его жало свернутую в спираль медную проволоку так, как показано на рис. 20. Конец этой проволоки должен быть заточен по такой же форме, как и жало обычного паяльника.
Рис. Приспособление к паяльнику для пайки мелких деталей
Выводы радиоэлементов при пайке печатных плат загибают для фиксации элемента на плате. Если предполагается демонтаж элемента – то загибать выводы нельзя, фиксируют другими способами
О технике безопасности
Напоминаем: паяльник-инструмент повышенной опасности, поэтому обращаться с ним необходимо очень осторожно. При пайке всегда нужно помнить о правилах правильной эксплуатации паяльного оборудования и техники безопасности.
— Во первых расположите все так, чтобы было удобно. Рабочий стол должен быть чист, никакого захламления. Все посторонние предметы должны быть убраны (если стол завален всяким мусором, то обязательно в процессе пайки что-нибудь заденешь жалом или уронишь шнуром). Так как пайка ведется высокой температурой то никаких легкоплавких или горючих материалов не должно быть в районе пайки. — Следите за шнурами питания. Шнур паяльника не должен натягиваться или скручиваться. Паяльник очень любит пережигать свой собственный провод. А это чревато в лучшем случае ремонтом провода, в худшем коротким замыканием и пожаром. — Не оставляйте паяльник включенным даже на короткое время. Правило “Ушел — выключил” должно выполняться железно. На хранение паяльник убирать только холодным. — Правило второе — паяльник должен быть либо в руке, либо на своей надежной подставке. И ни как иначе! Класть его на стол или на первую попавшуюся штуковину на столе ни в коем случае нельзя. Шнур его утащит за собой в момент. — Объект пайки держать лучше каким либо инструментом, т.к. можно обжечься и рефлекторно дернувшись что либо уронить.
Как правило, применяемые припои и флюсы в процессе использования не образуют токсичных или обладающих резким запахом веществ. Требования гигиены труда в радиомонтажном производстве накладывает ограничения на используемые при пайке материалы:
— исключается применение свинцово-кадмиевых припоев с содержанием кадмия более 20%, — вводятся альтернативные технологии с применением без свинцовых припоев, — осуществляется переход на флюсы не требующие последующей отмывки.
Однако в процессе пайки происходит выделение дыма, содержащего органические кислоты и пары металлов, которые могут вызвать аллергические реакции, а при длительном воздействии и заболевания дыхательных путей. Кроме того, вещества содержащиеся в этих дымах и в продуктах разложения загрязняют места соединений и являются очагами коррозии. Поэтому рабочее место и зона пайки должно хорошо проветриваться или снабжено хорошей принудительной вентиляцией или очистными дымоулавливающими системами, ориентированными на очистку от дымов образующихся в процессе пайки. Как минимум, нужно открыть форточку и поставить на стол вентилятор, использовать при возможности вытяжку. Никаких продуктов питания в помещении при пайке быть не должно. Также запрещается принимать пищу/пить напитки в помещении, где ведется пайка. Во время пайки нельзя наклоняться над паяльником и вдыхать дым. Дымом от пайки кислотами запросто можно обжечь слизистые. — После пайки обязательно вымыть руки.
Соединение проводов пайкой.
Подобное соединение обеспечивает долговечный контакт с отличной проводимостью. Для соединений, подвергающихся механическим воздействиям или нагреву, пайка не применяется.
Поверхность спаиваемых проводов и деталей предварительно очищают от грязи и оксидной пленки.
Для пайки и лужения жил обычно применяют оловянно-свинцовый припой ПОС-30 или ПОС-40. Цифры соответствуют содержанию олова в процентах (по массе). Температура, плавления этих припоев 255°С и 234°С соответственно. В качестве флюса для пайки и лужения, медных жил применяют канифоль, которую удобно использовать в виде 20%-ного спиртового раствора (по объему). Флюс наносится на жилы кисточкой.
Перед пайкой жилы зачищают до блеска, залуживают и закрепляют между собой. Основные виды соединений проводов под пайку показаны в таблице и на рисунках.
Основные виды соединений проводов под пайку
Вид соединения выбирается в зависимости от материала жилы, ее сечения и др. При пайке алюминиевых жил рациональна скрутка желобком, в котором под слоем расплавленного припоя легче защищать жилы от оксидной пленки. Бандажная скрутка удобна для жил больших сечений, которые свить между собой трудно. В последнем случае удобно применить и совмещении бандажной скрутки с формированием желобка. Для бандажа берется медная проволока диаметром 0,6—1,5мм, но не больше диаметра паяемых жил. Бандажная проволока залуживается, как и каждая подготовленная для пайки жила, в отдельности.
На пайку одной скрутки припоя потребуется больше, чем способно донести жало паяльника. Поэтому кончик палочки припоя подносят непосредственно к жалу паяльника, прогревающего скрутку, чтобы припой, расплавляясь, затекал в скрутку. Количества припоя будет достаточно, если он обволакивает скрутку так, что витки бандажа или скрутки просматриваются из-под слоя припоя.
После пайки остатки канифоли удаляют ватным тампоном, смоченным в ацетоне.
Хорошее паяное соединение характеризуется такими признаками: паяная поверхность должна быть светлой блестящей или светло-матовой, без тёмных пятен и посторонних включений, форма паяных соединений должна иметь вогнутые галтели припоя (без избытка припоя). Через припой должны проявляться контуры входящих в соединение выводов элементов и проводников.
Лужение проводов в эмалевой изоляции.
При зачистке выводных концов обмоточного провода ЛЭШО, ПЭЛШО, ПЭЛ и ПЭВ при помощи наждачной бумаги или лезвия нередки надрезы и обрывы тонких жил провода. Зачистка путём обжига также не всегда даёт удовлетворительные результаты из-за возможного оплавления проводов малого сечения. Кроме того, в месте обжига провод теряет прочность и легко обрывается.
Для зачистки проводов малого сечения в эмалевой изоляции можно использовать полихлорвиниловую трубку. Отрезок трубки кладут на дощечку и, прижимая провод к трубке плоскостью жала хорошо разогретого паяльника, лёгким усилием 2 — 3 раза протягивают провод. При этом одновременно происходит разрушение эмалевого покрытия и лужение провода. Применение канифоли при этом необязательно. Вместо полихлорвиниловой трубки можно воспользоваться обрезками монтажного провода или кабеля в плихлорвиниловой изоляции.
Провод в эмалевой изоляции любого диаметра можно лудить с помощью аспирино-канифольной пасты. Аспирин и канифоль нужно растолочь в порошок и смешать (в массовом соотношении 2:1). Полученную смесь развести этиловым спиртом до пастообразного состояния. Конец провода погружают в пасту и жалом горячего паяльника с небольшим усилием проводят по проводу или перемещают провод под жалом. При этом эмаль разрушается и провод лудится. Для удаления остатков ацетилсалециловой кислоты (аспирина) провод ещё раз лудят, используя чистую канифоль.
Пайку деталей из алюминиевых сплавов (дюралюминия) можно предпринимать лишь в тех случаях, когда эти детали не испытывают больших механических нагрузок, так как место пайки имеет невысокую прочность.
Как известно, трудность пайки алюминия заключается в том, что на поверхности его очень быстро образуется прочная пленка окисла. В различных известных способах пайки эта пленка удаляется по-разному химическим или механическим путем.
Химическое удаление пленки может быть, например, произведено следующим способом: место на панели, к которому предполагается подпаять провод, зачищают и на него аккуратно наносят две-три капли насыщенного раствора медного купороса. Далее к панели подключают отрицательный полюс источника постоянного тока, а к положительному полюсу подсоединяют кусок медной проволоки, конец которой опускают в каплю так, чтобы проволока не касалась панели. На панели через некоторое время осядет слой красной меди, к которому (после сушки) припаивают обычным способом нужный провод.
В качестве источника тока может быть применена батарейка от карманного фонаря или аккумулятор.
В большинстве же известных простых способов пайки дюралюминия окисная пленка удаляется механическим путем. Для этого предварительно зачищенное место пайки заливают расплавленной канифолью и густо посыпают железными опилками, собранными при опиливании мелким напильником какого-либо гвоздя, винта и т. п. Затем горячим залуженным паяльником, потирая с усилием, хорошо зачищают место пайки, залитое канифолью и посыпанное железными опилками. Железный порошок очистит место пайки от пленки, и при этом произойдет залуживание, после чего опилки можно удалить. Далее пайка ведется обычным путем.
Применяют и такой способ пайки алюминия: покрываете место пайки тонким слоем канифоли и сразу же натираете таблеткой анальгина. Далее облуживаете поверхность припоем ПОС-50, прижимая к ней с небольшим усилием жало сильно нагретого паяльника. Ацетоном смываете остатки флюса. Снова осторожно прогреваете поверхность и смываете флюс. Теперь можете начать пайку обычным образом.
Паять дюралюминий можно также паяльником со стальным жалом, нанося припой на дюралюминий. Спаиваемые поверхности следует предварительно зачистить и покрыть флюсом, предохраняющим металл от окисления. При этом в качестве флюса нужно использовать стеарин.
Очень удобны в последнем случае паяльники со съемными жалами. К комплекту съемных медных жал разной формы следует добавить и стальное — специально для пайки дюралюминия.
Соединение проводов из сплавов высокого сопротивления и медных проводов
Проволока из сплавов, обладающих большим удельным сопротивлением, очень трудно поддается пайке. Кроме того, проволочные резисторы во время работы в большинстве случаев сильно нагреваются, что не позволяет применять обычную пайку. Значительно лучшие результаты дает сварка, в особенности, если приходится соединять между собой концы тонкой проволоки.
Преимущество сварки состоит в том, что для ее выполнения никаких припоев не требуется. Контакт при этом получается очень надежный, так как температура нагрева свариваемых металлов значительно выше, чем, например, у оловянно-свинцовых припоев. Поэтому в эксплуатации даже при сильном нагреве сваренного контакта соединение проводов не нарушается.
Простой способ сварки проводов высокого сопротивления. Для соединения проводов из сплавов высокого сопротивления (нихром, константан, манганин и т. п.) можно использовать упрощенный способ сварки без применения какого-либо специального инструмента.
Провода в месте их соединения следует зачистить, скрутить и пропустить через них ток такой силы, чтобы место сварки накалилось докрасна. На это место пинцетом кладется кусочек ляписа, который при нагревании расплавляется, в результате чего в месте соединения возникает прочный контакт.
Соединение тонких медных проводов. Чтобы сварить две тонкие медные проволочки, концы их зачищают на 20 мм, складывают вместе и аккуратно скручивают. Затем место соединения проводов нагревают спичкой до тех пор, пока не появится шарик расплавленного металла, дающий надежный контакт.
Заметим попутно, что в пламени спички можно соединять тонкие медные провода и способом пайки, но без использования паяльника. Для этого зачищенные до блеска и скрученные между собой два провода следует смазать составом, в который входят порошок канифоли (1 часть) и оловянная пыль (2 части), смешанные с эфиром (1 часть). Эфир в случае необходимости можно заменить спиртом. Смесь следует хранить в сосуде с притертой пробкой. Место соединения проводов, подготовленное этим способом, нагревается в пламени спички или спиртовки, в результате чего происходит их прочная пайка.
Электросварка проводов дает соединения, выдерживающие последующий нагрев при высоких температурах, не требует припоев, флюсов, предварительного лужения, позволяет соединять черные металлы и их сплавы (например, провода электронагревательных приборов).
Для сварки необходимо иметь источник постоянного или переменного тока напряжением 6—30 В, обеспечивающий силу тока не менее 1 А. Электродом для сварки служит графитовый стержень от использованных батарей КБС или других, заточенный под углом 30—40°. В качестве держателя электрода можно использовать щуп от авометра с наконечником “крокодил”. В местах будущей сварки предварительно зачищенные проводники скручивают жгутом и соединяют с одним из полюсов источника тока. Электродом, соединенным с другим полюсом источника тока, разогревают место, подлежащее сварке. Расплавленный металл образует соединение каплевидной формы. По мере выгорания графита в процессе работы электрод следует затачивать. С приобретением навыка сварка получается чистой, без окалины. Вести сварку необходимо в светозащитных очках.
Пайка нихрома. Хотя и считается, что нихром не поддается пайке, соединение нихрома с нихромом, медью и ее сплавами, а также изделиями из стали можно в отдельных случаях производить пайкой, используя флюс следующего состава: вазелина — 100 г, хлористого цинка в порошке — 7, глицерина — 5г. Для обезжиривания места соединения используется 10%-ный спиртовой раствор двухлористой меди — 100 мл.
Флюс приготовляют в фарфоровой ступке, в которую сначала помещают вазелин, а затем добавляют в последовательности, указанной в рецепте, остальные компоненты, хорошо перемешивая их до получения однородной массы.
Поверхности спаиваемых деталей перед пайкой тщательно зачищают шлифовальной шкуркой, а затем протирают ваткой, смоченной 10%-ным спиртовым раствором двухлористой меди. После этого поверхности смазывают флюсом, облуживают и только тогда спаивают вместе. Для пайки желательно применять припой ПОС-40 или ПОС-60.
Простейший способ соединения нагревательной обмотки. Перегоревший провод обмотки реостата или нагревательного прибора (нихром, никелин, константан) можно соединить следующим способом: концы провода (в месте обрыва) вытянуть на длину J,5 — 2 см и зачистить до блеска шкуркой. Затем из листовой стали или алюминия вырезать небольшую пластинку, из которой сделать муфту, надеваемую на провода в месте их соединения. Провода должны быть скреплены предварительно обычной скруткой. В заключение муфту плотно сжимают плоскогубцами.
Полезные советы при пайке
Пропил в жале паяльника дает выигрыш при выполнении некоторых паяльных работ. За счет него значительно увеличивается количество припоя, удерживаемого жалом.
Снять и поставить микросхему…
1. Феном и остро заточеным паяльником. Иногда получается только феном. Можно и по-дpугому: беpем иглу от шпpица (подходящего диаметpа), аккуpатненько стачиваем остpие — и впеpед: после pазогpева пайки с небольшим усилием надеваем иглу на ножку микpосхемы (или любого дp. компонента) и … всё. Такая пpоцедуpа — для каждой ножки. Потом все само собой вываливается.
2. Отсосом. Отыскать тонкую pезиновую тpубку, оную надеть на пластмассовый кончик отсоса, котоpый к нагpеваемому месту не пpижать плотно, и пpижать к доpожке и паяльному кончику плотно, затем откачать, выкачивает олово на pаз из pазных хитpых мест.
3. Планарные микросхемы можно выпаивать, продев под одним рядом лапок нитку и закрепив ее конец с одной стороны. Затем берем за другой и нагревая лапки вытягиваем нитку в сторону от микросхемы
4. Если сама плата или основа не нужна, то можно выпаять микросхему путем нагрева платы над электроплитой или газовой горелкой не со стороны деталей. Тут нужен навык. Очень удобный метод для снятия всех деталей с платы.
5. Можно выпаять микросхему проканифоленым экраном, положить его на ножки у микросхемы, и нагреть экран, вся пайка просто всосётся экраном.
Как выпаять SMD детали без паяльника и термофена?
Для того что бы выпаять быстро и качественно любые SMD детали понадобится:
— Прожектор галогенный 150/500/1000/1500 Вт (последнее для истинных экстремалов =) — Пинцет или ножик. — Желательно прямые руки и осторожность.
Смысл этой «технологии» — нагревание платы прожектором, то есть плату кладем сверху прямо на прожектор. Как показала практика, после прогревания платы, детали можно легко и без усилий демонтировать пинцетом или ножиком. Главное не перегреть плату, потому что можно сжечь все детали.
Лужение изготовленной «печатки» обычно выполняют обыкновенным паяльником. Однако припой в этом случае ложится на проводники неравномерно. Равномерный тонкий слой припоя можно получить, если жало достаточно мощного паяльника (60… 100 Вт) «одеть» в медную оплетку («чулок»), например от кабеля РК (желательно луженую и с тонкими волосками), и производить лужение посредством такого «экранированного» жала. Чтобы получить тонкий слой припоя на печатных проводниках, необходимо использовать минимальное его количество на жале паяльника. Лужение следует производить в один проход и достаточно быстро, так как повторные циклы нагрев-остывание, как правило, приводят к отслаиванию печатных дорожек.
После лужения остатки флюса удаляются обычным растворителем или спиртом.
Для удаления излишних капель припоя с печатного монтажа, оставшихся после неаккуратной пайки, можно применить ту же проканифоленную оплетку («чулок»), которая при нагреве выполняет роль «губки» для припоя.
Как снять изоляцию с обмоточных проводов?
Радиолюбителям часто приходится освобождать от изоляции концы эмалированных проводов. Способов выполнения этой операции существует множество: ножом пли скальпелем, соляной кислотой и даже… таблеткой ацетилсалициловой кислоты (аспирина). Последний способ особенно примечателен, т.к., аспирин обычно имеется в любой домашней аптечке.
Однако при нагревании аспирина выделяются весьма токсичные и неприятные «на вкус» газы. Кроме того, на залуживаемом таким методом проводе образуется «окалина», при удалении котором нередко тонкий провод рвется.
Имеется не менее эффективный по конечному результату способ залуживания эмалированных проводов. Способ не только прост, но очень прост. Он заключается в следующем. Берете тюбик зубной пасты (лучше всего недорогих старых отечественных марок, например, «Мятная», содержащих микроскопические абразивные частицы). Выдавливаете примерно 0,05…0,1 мл пасты на любой чистый деревянный брусок, кладете на него очищаемый участок провода и два-три раза проводите по нему рабочей плоскостью жала разогретого паяльника. Затем поворачиваете провод вокруг его оси и повторяете операцию.
При достаточной сноровке и оптимальной силе нажатия паяльником на очищаемый провод весь процесс занимает 10…15 с для проводов диаметром 0,1…0,3 мм и до 30 с для проводов диаметром до 1 мм, так как последние требуют трех-четырех поворотов вокруг оси.
Трудноотделимых веществ на очищенном и залуженном проводе практически не остается. Возможны незначительные остатки в виде белого порошка — высохшей зубной пасты, которая очень легко (гораздо легче, чем при использовании аспирина) удаляется пальцем или сухой тряпочкой.
При залуживании эмалированного провода с применением зубной пасты не образуется неприятно пахнущих и удушливых газов; чувствуется лишь несильный естественный аромат той пасты, которая применяется.
Залуженный предлагаемым способом провод имеет гладкую белую поверхность, весьма напоминающую по внешнему виду посеребренный провод. И последнее. Провод, имеющий шелковую изоляцию, обрабатывают так же, как и без нее: шелковая оболочка без труда снимается легким нажатием паяльника, причем и в этом случае каких-либо удушливых газов не образуется.
Пайка микросхемы в планарном корпусе.
Пайка микросхем горячим воздухом
Работа паяльным феном
Пайка SSOP корпусов
Пайка планарных резисторов
Демонтаж микросхем в DIP корпусе
Простой способ демонтажа деталей из печатных плат
Иногда приходится извлекать компоненты из печатных плат для замены либо для повторного их использования. Предлагаемый простой способ позволит легко извлечь из плат компоненты любой конфигурации.
Особую сложность представляет демонтаж многоконтактных, многорядных разьемов, а также микросхем и других деталей с большим количеством выводов. Если же печатная плата двусторонняя, либо многослойная, с металлизацией отверстий, при демонтаже часто повреждается как сам выпаиваемый элемент, так и печатная плата. Обычно для этих целей рекомендуют специальные насадки на жало паяльника, позволяющие одновременно прогревать все точки пайки. Однако использование таких насадок затруднительно из-за большого количества разнообразных компонентов, каждый из которых имеет свою конфигурацию.
Есть более простой способ демонтажа деталей, позволяющий извлечь без повреждений такие детали из любых плат, при этом сама плата не повреждается и остается пригодной для дальнейшего использования.
Один из вариантов извлечения разъема показан на фото. Для этого необходимо места пайки извлекаемого элемента покрыть тонким слоем расплавленной канифоли, затем нанести большое количество припоя, покрыв полностью все точки пайки. При этом происходит одновременный нагрев всех точек пайки. Удерживая хорошо прогретым паяльником припой в расплавленном состоянии, легко вынимают деталь из платы (фото справа). После этого припой аккуратно снимают с платы, в результате плата остается пригодной к дальнейшему использованию.
Таким способом можно выпаивать и микросхемы в DIP-корпусе. Для этого сначала извлекают одну сторону микросхемы, затем вторую. Паяльник должен быть достаточной мощности, для небольших элементов 40…60 Вт, для больших — не менее 90…100 Вт. Это необходимо для интенсивного прогрева всех точек, чтобы не допустить перегрева выпаиваемой детали. Иногда при монтаже некоторых элементов выводы загибают, поэтому перед демонтажем необходимо убедиться, что загнутых выводов нет, а если таковые имеются, их необходимо разогнуть с помощью паяльника. Если выпаивают детали, подверженные воздействию статики, жало паяльника необходимо соединить через резистор 1 МОм с кольцом, расположенном на ручке паяльника. Если держаться рукой за кольцо, то происходит выравнивание потенциалов, что обезопасит такие детали от повреждения.
4 способа получения нужной температуры паяльника
Многие знают, что для получения качественной пайка при монтаже радиодеталей необходимо, чтобы температура жала паяльника соответствовала рабочей температуре припоя. У разных марок припоя она отличается. Если жало паяльника перегрето, припой будет окисляться и пайка получится недостаточно прочной. Кроме того, в этом случае жало паяльника быстро обгорает и припой вообще перестает на нем держаться. Качественная пайка имеет зеркальный блеск после остывания, и получить ее можно только при определенной температуре. Так, для наиболее распространенной марки припоя ПОС-61 температура пайки 190…260 °С. Рекомендуемая температура пайки микросхем 235±5 °С при продолжительности не более 2 с.
При покупке простейшего дешевого паяльника на сетевое напряжение 220 В, как правило, выясняется, что он перегревается и плохо паяет. Устранить эту проблему можно четырьмя путями.
Способ 1-й. Если паяльник имеет жало в виде стержня, который фиксируется на корпусе с помощью винта (рис.1 ), то, регулируя длину погружения стержня в нагреватель, можно легко плавно изменить температуру. Но такую конструкцию крепления жала имеют не все паяльники, и этот метод может оказаться неприемлемым.
Способ 2-й. Можно воспользоваться ЛАТРом или трансформатором с большим числом отводом. В этом случае температура регулируется изменением подаваемого на обмотку нагревателя напряжения.
Способ 3-й. Последовательно с нагревателем паяльника включается добавочный резистор (реостат). При этом мощность резистора должна быть такой же, как и у паяльника, а номинал сопротивления подбираем для получения нуж ной температуры. Такой добавочный резистор имеет большие габариты и греется, что неудобно.
Способ 4-й. Электронный регулятор света (диммер), позволяет плавно менять температуру нагревателя в широких пределах. Подключаемый паяльник может иметь мощность от 15 до 300 Вт и более в зависимости от мощности и модели диммера.
