Государственное образовательное учреждение начального профессионального образования Воронежской области
«Профессиональный лицей № 55 г. Россоши»
Инструкция
«Советы по пайке начинающим»
Подготовила мастер п/о: Пахоля Е.В.
Советы по пайке начинающим
Паять паяльником – простое дело, если знать как, о технологии пайки электрическим паяльником и пойдет речь.
Электрический паяльник, это ручной инструмент и предназначен для расплавления припоя и разогрева до нужной температуры соединяемых деталей.
Назначение и устройство паяльника
Паяльник представляет собой стержень из красной меди, нагретый до температуры плавления припоя. Конец стержня имеет клиновидную форму и является рабочей частью паяльника. Стержень вставляется в стальную трубку, обернутую слюдой или стеклотканью. На слюду намотана нихромовая проволока, которая служит нагревательным элементом. Поверх нихрома намотан слой слюды или асбеста, служащий для тепло и электро изоляции. Все это закрыто металлическим корпусом, обычно состоящим из двух половинок. Корпус на трубке фиксируется накидными колечками. На трубку насажена деревянная или пластмассовая ручка. Концы нихромовой обмотки соединены с медными проводниками эклектического шнура с вилкой на конце. При вставлении вилки в розетку электрический ток поступает на нихромовый нагревательный элемент, который нагревается и передает тепло медному стержню.
Электрические паяльники выпускаются рассчитанные на напряжение питающей сети 12, 24, 36, 42 и 220В, и этому есть свои причины. Главной, является безопасность человека, второй – напряжение сети в месте выполнена паяльных работ. В производстве, где все оборудование заземлено и имеется высокая влажность, разрешено использовать паяльники напряжением не более 36В, при этом корпус паяльника должен быть обязательно заземлен. Бортовая сеть у мотоцикла имеет напряжение постоянного тока 6В, легкового автомобиля – 12В, грузового – 24В. В авиации используют сеть частотой 400Гц и напряжением 27В. Есть и конструктивные ограничения, например, паяльник мощностью 12Вт сложно сделать на питающее напряжение 220В, так как спираль потребуется мотать из очень тонкого провода и поэтому намотать много слоев, паяльник получится большим, не удобным для мелкой работы.
Мощностью электрические паяльники бывают 12, 20, 40, 60, 100Вт и больше. И это тоже не случайно. Для того, что бы припой хорошо растекался по поверхностям спаиваемый деталей, их нужно прогреть до температуры чуть большей, чем температура плавления припоя. При контакте с деталью тепло передается от жала к детали и температура жала падает. Если диаметр жала не достаточный или мощность нагревательного элемента мала, то отдав тепло, жало не сможет нагреется до заданной температуры, и паять будет невозможно. В лучшем случае получиться рыхлая и не прочная пайка. Более мощным паяльником можно паять маленькие детали, но возникает проблема недоступности к месту пайки. Как, например, запаять в печатную плату микросхему с шагом ножек 1,25мм жалом размером в 5мм? Правда есть выход, на такое жало навивают несколько витков медного провода диаметром 1мм и концом уже этого провода паяют. Но громоздкость паяльника делают работу практически не выполнимой. Есть и еще одно ограничение. При большой мощности, паяльник быстро прогреет элемент, а многие радиодетали не допускают нагрева выше 70 градусов и по этому, допустимое время их пайки составляет не более 3 секунд. Это диоды, транзисторы, микросхемы.
Маломощные транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, микросхемы и тонкие провода паяют паяльником 12Вт. Паяльники 40 и 60Вт служат для пайки мощных и крупногабаритных радиодеталей, толстых проводов и небольших деталей. Для пайки крупных деталей, например, теплообменников газовой колонки, потребуется уже паяльник мощностью сто и более Вт. Но даже, если мощность паяльника выбрана правильно, то все равно не факт, что температура жала будет необходимой, так как длина жала со временем уменьшается за счет постоянной его заправки, припои тоже имеют разные температуры плавления. Для поддержания оптимальной температуры жала широко применяются тиристорные регуляторы температуры с ручной регулировкай и автоматического поддержания заданной температуры жала.
Подготовка паяльника к работе
При первом включении паяльника в сеть бывает, из его корпуса начинает выходить дым, это выгорает лаки и жиры, которые попадают при сборке и консервации. Поэтому первое включение нужно проводить в хорошо вентилируемом помещении. А лучше всего на улице.
После прогрева в течение 15 – 20 минут можно приступать к формированию нужной формы жала паяльника. Для того, что бы жало служило дольше, нужно его рабочий конец отковать. Медь уплотнится, и меньше будет растворяться в припое. Ковать лучше жало в нагретом состоянии. Затем нужно придать напильником форму жалу, в зависимости от вида пайки. Самая универсальная форма - угловая и на срез. Реже, ножевидная, такая форма жала паяльника удобна, если нужно прогреть одновременно, например, ряд контактов разъема или выводов микросхемы при выпаивании из печатной платы.
Для возможности выпаивания некоторых радиоэлементов нужно изготовить специальное жало, как например на фото. Такое жало позволяет паять бескорпусные резисторы, диоды, конденсаторы и другие радиоэлементы. Жалом стандартной заправки такую работу не выполнить.
После формирования жала, его рабочие плоскости необходимо залудить. Для этого прогревают паяльник до рабочей температуры, быстро прикасаются жалом по очереди к канифоли и припою, и растирают жало о плоскую деревяшку. Признаком разогрева жала паяльника до требуемой температуры является вскипание канифоли с обильным выделением пара при прикосновении к ней жалом паяльника. Если не удается залудить жало, то нужно еще раз зачистить его рабочую поверхность и залудить повторно. Признаки хорошей залудки, это когда вся поверхность покрыта тонким слоем припоя и с его кончика свисает капля припоя.
Подставка для паяльника
Для того, что бы паяльник привести в готовность для пайки его нужно разогреть. При этом корпус паяльника нагревается до температуры 300 градусов и для защиты окружающих предметов от порчи необходимо исключить прикасание к ним паяльника. Для этого необходима подставка для паяльника, которая кроме функции защиты служит своеобразным столиком, на котором обычно размещают флюс, припой, поролон для чистки жала и выполняют работы по лужению проводов. Подставки для паяльника заводского изготовления не удобные в эксплуатации, главным образом из-за малых размеров. Подставку для паяльника легко сделать самому.
 
Для паяльника на 40Вт подставка сделана из листа фанеры толщиной 5 мм и размером 18 на 25см. Большей столик удобен для работы, на нем залуживается поверхности деталей, стряхиваю на него излишки пропоя с жала. Для опоры горячей части паяльника к фанере на расстоянии 10мм друг от друга, шурупами прикручены две чашки от звонка старого телефона. Они удобны по размеру, одновременно служат для хранения канифоли и кусочков припоя. Благодаря круглой форме с паяльником чашки соприкасаются только в двух точках и поэтому мало отбирают у него тепла. На столике еще закреплен радио крокодил, который удерживает поролон для чистки жала. Легкосъемное крепление необходимо для увлажнения поролона (мокрый поролон лучше удаляет с жала грязь) и в случае необходимости замены его при износе. Крокодил закреплён следующим образом. Сделал плоской его часть, предназначенную для вставления вилки, и подсунул под чашку.
Для паяльника на 10Вт подставка несколько другая. Представляет собой пластмассовую коробку, в которой размещен понижающий трансформатор с 220В на 12В. Опора для паяльника, согнута из выкроенного листа железа, который одновременно является боковой крышкой коробки. Сверху прикручен лист стеклотекстолита, для лужения деталей.
Инструмент для выполнения пайки
На инструменте не стоит экономить, в наличии его должно быть достаточно, для выполнения любых видов пайки.
Качество и эстетический вид паяного соединения напрямую зависит от набора имеющегося инструмента. При пайке детали сильно нагреваются и в руках их не удержать. Поэтому нужны разных размеров пинцеты, плоскогубцы. Для зачистки от окислов и снятия изоляции понадобятся кусачки, нож, напильники, кар щетка, наждачная бумага. Для придания формы, например концу толстого проводника для резьбового соединения при подсоединении к розетке или выключателю, понадобятся круглогубцы. Микросхемы хорошо выпаивать с помощью медицинской иглы, отсоса или медной оплетки то экранированного телевизионного кабеля. Зубочисткой или остро заточенной спичкой хорошо очищать от припоя заплывшие отверстия в печатных платах.
Припой
Основным компонентом при пайке электрическим паяльником является оловянно-свинцовый припой. Он выпускается в виде проволоки или трубки разных диаметров. Трубчатый припой внутри заполняется канифолью. Такой припой очень удобен при работе, так как не требует дополнительного флюса.
Припой представляет собой сплав легкоплавких металлов. Как правило, в состав припоя входит олово. Можно паять и чистым оловом, но оно дорогое и поэтому в олово добавляют дешевый свинец. Олово является экологически чистым металлом и его можно применять для пайки пищевой посуды и медицинских инструментов. Если согнуть или сжать трубочку из чистого олова, то она хрустит. Чем больше в составе припоя свинца, тем темнее поверхность припоя.
Припои маркируются буквами и цифрами. Например ПОС-61, что обозначает П - припой, О – оловянный, С – свинцовый, 61 - % содержания олова. ПОС-61 является самым распространенным, так как подходит для пайки в большинстве случаев. В народе ПОС-61 часто называют третник , так как в его составе третья часть свинца (Pb).
Припои бывают мягкие и твердые. Температура плавления мягких припоев ниже 450 градусов Цельсия. Твердые припои плавятся при нагреве свыше 450 градусов и для паяния электрическим паяльником не используются.
Основные технические характеристики мягких припоев для пайки электрическим паяльником
Марка припоя
|
Состав
% от общей массы
|
Температура плавления
градусы Цельсия
|
Прочность
при растяжении кг/мм
|
Область применения
|
Сплав Вуда
|
Олово - 12,5
Свинец - 25
Висмут - 50
Кадмий - 12,5
|
68,5
|
–
|
Для пайки и лужения деталей, чувствительных к перегреву, для изготовления предохранителей, токсичен
|
Сплав
д Арсе
|
Олово - 6,9
Свинец - 45,1
Висмут - 45,3
|
79
|
–
|
Для пайки и лужения деталей, чувствительных к перегреву, для изготовления предохранителей
|
ПОСВ-50
Сплав Розе
|
Олово - 25
Свинец - 25
Висмут - 50
|
94
|
–
|
Для пайки и лужения деталей, чувствительных к перегреву
|
ПОСВ-33
|
Олово - 33,4
Свинец - 33,3
Висмут - 33,3
|
130
|
–
|
Для пайки деталей из меди, латуни, константана с герметичным швом
|
ПОС-61 (третник)
|
Олово - 61
Свинец - 39
|
190
|
4,3
|
Для пайки и лужения токоведущих частей из меди, латуни и бронзы с герметичным швом
|
ПОС-61М
|
Олово - 61
Свинец - 37
Медь - 2
|
192
|
4,5
|
Для лужения и пайки тонких медных проводов и печатных проводников
|
ПОС-90
|
Олово - 90
Свинец - 10
|
220
|
4,9
|
Для лужения и пайки посуды для пищи и медицинских инструментов
|
ПОС-40
|
Олово - 40
Свинец - 60
|
238
|
3,8
|
Для лужения и пайки контактных поверхностей в радиоаппаратуре и деталей из оцинкованной стали
|
ПОС-30
|
Олово - 30
Свинец - 70
|
266
|
3,2
|
Для лужения и пайки деталей из меди, ее сплавов и стали
|
ПОС-10
|
Олово - 10
Свинец - 90
|
299
|
3,2
|
Для лужения и пайки контактных поверхностей в радиоаппаратуре
|
Авиа - 1
|
Олово - 55
Цинк - 25
Кадмий - 20
|
200
|
–
|
Для пайки тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов, токсичен
|
Авиа - 2
|
Олово - 40
Цинк - 25
Кадмий - 20
Алюминий - 15
|
250
|
–
|
Для пайки тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов, токсичен
|
Удельное электрическое сопротивление оловянно-свинцового припоя (проводимость) составляет 0,1 – 0,2Ом/метр, алюминия 0,0271, а меди 0,0175. Как видите, припой проводит ток в десять раз хуже, чем медь или алюминий.
Флюс
Флюс это вспомогательное вещество, необходимое для освобождения поверхностей спаиваемых деталей от окислов и лучшему растеканию припоя по поверхности металла. Без применения флюса выполнить качественную пайку практически не возможно.
При приготовлении наиболее популярных флюсов для пайки электрическим паяльником, применяется канифоль. Ее получают из древесины деревьев хвойных пород, в основном сосны. При температуре около 50°С канифоль размягчается, а при 250 начинает кипеть.
Канифоль не устойчива к воздействию атмосферной влаги - гидролизуется. Она состоит на 85 – 90% из абиетиновой кислоты. Если не удалить остатки канифоли после пайки то происходит окисление места пайки. Многие этого не знают и считают, что канифоль для металла безвредна. Кроме того, впитывая воду из атмосферы, канифоль увеличивает свою проводимость и может нарушать работу электронных устройств, особенно высоковольтных их цепей.
Популярные флюсы для пайки электрическим паяльником
Наименование флюса
|
Состав
% от общего объема
|
Область применения
|
Способ приготовления
|
Удаление остатков
|
Канифольные не активные флюсы
|
Канифоль светлая
|
Канифоль светлая - 100
|
Пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями
|
Готов к использованию
|
Спиртом или ацетоном, кистью
|
Спирто - канифольный
|
Канифоль - 20
Спирт - 80
|
Пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями в труднодоступных местах
|
Растворить в этиловом спирте порошок канифоли
|
Глицерино - канифольный
|
Канифоль - 6
Глицерин -14
Спирт - 80
|
Герметичная пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями в труднодоступных местах
|
Растворить в этиловом спирте порошок канифоли, затем добавить глицерин
|
Канифольные активные флюсы
|
|
|
|
|
Канифольный хлористо-цинковый
|
Канифоль - 24
Хлористый цинк - 1
Спирт - 75
|
Пайка цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов
|
Растворить в этиловом спирте смешанные порошки канифоли и хлористого цинка
|
Ацетоном, кистью
|
Канифольный хлористо-цинковый
(флюс паста)
|
Канифоль - 16
Хлористый цинк - 4
Вазелин - 80
|
Пайка повышенной прочности цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов
|
Смешать порошки канифоли и хлористого цинка с техническим вазелином
|
Кислотные активные флюсы.
|
|
|
|
|
Хлористо-цинковый
|
Хлористый цинк - 25
Соляная кислота - 1
Вода - 75
|
Пайка деталей из чёрных и цветных металлов
|
Кислоту медленно вливают в посуду до ¾ ее высоты с кусочками цинка, когда перестанут выделения пузырьки водорода, флюс готов
|
Промывка водой или раствором питьевой соды в воде, кистью
|
Канифоль - 16
Хлористый цинк - 4
Вазелин - 80
|
Флюс паста. Пайка повышенной прочности цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов
|
Смешать порошки канифоли и хлористого цинка с техническим вазелином
|
Канифоль - 24
Хлористый цинк - 1
Спирт - 75
|
Пайка цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов
|
Растворить в этиловом спирте смешанные порошки канифоли и хлористого цинка
|
Флюс на основе спирта и растворителей требуется хранить в герметичной таре, иначе жидкость быстро испариться. Очень удобна для этих целей бутылочка от маникюрного лака. Всегда и кисточка под рукой, которой удобно наносить флюс на место пайки. Такую бутылочку практически в любом доме можно найти. Еще ее достоинство, кисточка и закрутка не растворяются спиртом и растворителем. Перед наполнением флюсом обязательно нужно тщательно вымыть бутылочку и кисточку от лака. Если лак сильно застыл, то налить ацетона и оставить. Через время лак раствориться.
В бутылочке я и приготавливаю спирто – канифольный флюс. Сначала через воронку из бумаги насыпаю порошок канифоли и затем заливаю спиртом. Легко налить спирт в узкое горлышко бутылочки, если прикоснуться горлышком бутылки со спиртом к кисточке, предварительно смоченной в спирте. Лить нужно очень медленно и ни одной капли не прольете. Со временем спирт испаряется и флюс становиться густым. Тогда нужно его разбавить спиртом до требуемой консистенции.
|
