Зміст:
- Характеристики процесу
- Потужність паяльника
- Перетин жала
- Як готуються поверхні деталі і жала до процесу пайки за допомогою флюсів
- Що таке припій, і які припої бувають
- Процес пайки
Припустимо, нам потрібно запаяти алюміній – а як? Не всі знають, що каніфоль бере тільки мідь і її сплави. Все інше паяти потрібно за допомогою спеціальних флюсів, кислот, припоїв. Навіть сталь піддається цій науці, якщо підійти з розумом. Давайте ж подивимося, як правильно паяти паяльником.
Характеристики процесу
Всередині паяльника варто ТЕН певної потужності. Він зазвичай поміщений в ізолюючу сорочку з кераміки або іншого жаростійкого матеріалу. Це потрібно для того, щоб все тепло йшло всередину, де знаходиться жало. Основна відмінність паяльників в потужності і формі. Залежно від цього майстер і вирішує, що саме слід використовувати.
Потрібно розуміти, що дуже часто працюють цим інструментом в електроніці. У цьому випадку дуже важливо не перевищити потужність розсіювання порівняно тендітних резисторів, мікросхем, конденсаторів. Якщо це станеться, то вся робота повинна бути перероблена заново. З тією різницею, що доведеться зіпсований елемент докупити в магазині. Ось чому так важливо навчитися правильно паяти. (Див. також: Як правильно зробити електропроводку в дерев’яному будинку)
Складно сказати, яка саме потужність буде потрібно в даному випадку. Зазвичай радіоаматори орієнтуються на розміри.
Потужність паяльника
Різновиди паяльників
По-перше, оцінюється потужність паяльника. Зрозуміло, що агрегатом на 100 Вт лізти в материнську плату просто небезпечно. Для цього розумніше придбати паяльник на 20 або хоча б 50 Вт. Зверніть увагу, що не кожен паяльник живиться від мережі 220 В. Є безліч прикладів недотримання цього правила. Виробник керується простою логікою: для малопотужного паяльника потрібно вита спіраль, яка вносить великі втрати на частоті 50 Гц. Тому логічно перейти на постійний струм. У цьому випадку індуктивність вже не грає великої ролі. Якщо включити малопотужний паяльник для постійного струму (крайній праворуч на фото) мережа змінного струму 220 В, то виріб згорить. Однак китайці випускають досить малого розміру паяльники (другий зліва). Представлений на фото має потужність 40 Вт і харчується від стандартної розетки. Нарешті, за замовчуванням, в СРСР випускали паяльники на 100 Вт (крайній зліва). Виникає питання – як визначити потужність і напруга живлення? Це головна трудність, тому що найчастіше паяльник не має помітних позначень. Якщо брати китайський, то на ньому приклеєний червоно-білий стікер (див. фото) з інформацією, а того, що з дерев’яною ручкою, потужність вказана на вилці. Крім того, захисний кожух 100-ватного паяльника промаркований відповідним чином. Там вказується навіть ГОСТ, так що можна багато почерпнути з документації. Отже, потужний паяльник на 100 Вт дозволяє працювати з грубими і великими деталями, а також незамінний для твердих припоїв (але про це трохи нижче).
Перетин жала
Дуже часто роль відіграють розміри жала (металевого стрижня для пайки). Так, наприклад, 100-ватний паяльник має солідної товщини мідну палицю. Якщо потрібно паяти щось більш тонке, то жало змінюють. Саме у даного паяльника воно просто витягується, а де купити запасне – вже інше питання. Наприклад, жала продаються в спеціальних магазинах для радіоаматорів і можуть коштувати пристойної суми. Так наприклад, китайський паяльник на 40 Вт з відмінним вістрям обійшовся в 40 рублів (FixPrice), тоді як одне тільки жало подібного роду може коштувати окремо і 300 рублів. В цьому плані доведеться думати своєю головою, що і де купувати. Система кріплення також різна. Наприклад, у паяльника постійного струму воно викручується, а у китайського тримається на гвинтах (як і того, що з дерев’яною ручкою). Більше того, сам матеріал може бути різним. Громіздкі жала 100-ватних паяльників зазвичай мідний, тоді як більш скромні і мініатюрні виготовляються зі сплаву кольорових і чорних металів. У будь-якому випадку ті і інші дозволяють працювати з усіма припоями, які тільки вдалося розплавити.
Перед роботою жало паяльника зачищається від відпрацьованих матеріалів та оксидної плівки напилком або надфілем. Зрозуміло, що це не єдиний спосіб. Наприклад, для тих же цілей можна застосовувати різнорідні флюси. У зв’язку з цим ми вважаємо, що пора читачам дізнатися, як деталь готується до пайку.
Як готуються поверхні деталі і жала до процесу пайки за допомогою флюсів
Поверхня будь-якого металу (за деяким винятком) покривається оксидною плівкою. В результаті припій просто не лягає. Група речовин, призначення яких полягає у видаленні оксидної плівки з поверхні, називається флюсами. Вони бувають твердими і рідкими, а також продаються в суміші з припоєм у вигляді паст. До першої категорії відносять каніфоль і деякі інші речовини. Рідкі флюси часто бувають кислотами, розчинами солей. Основою може бути спирт та інші рідини.
Важливо зрозуміти – для кожного випадку застосовується свій склад. Відмінність лише в ціні, на якій потрібно намагатися економити. При дії високих температур і каніфолі з поверхні мідного дроту видаляється оксидний шар. Крім того, розчиняється лакова ізоляція, якщо така є (це характерно для обмоток трансформаторів). Одночасно флюс покращує змочуваність поверхні. За рахунок цього припій без проблем розтікається, а потім пристає і застигає. Цим утворюється в міру еластичний, пружний і міцний контакт. Ось чому паяння застосовують не тільки радіоаматори, але і багато інші професії. У тому числі для ремонту автомобілів. (Див. також: Як правильно підключити УЗО)
Отже, для кожного типу поверхні продається свій флюс. Наприклад, сталь труять соляною кислотою, часто використовується хлорид цинку. Слід розуміти, що після процесу пайки поверхню зачищається, в іншому випадку продовжиться її руйнування. Позбавляються від залишків флюсів щітками, наждаком, часто промивають слабким розчином (5%) соди місце дії кислот, а потім гарячою і холодною водою.
Зверніть увагу на змочуваність: щоб паяти алюміній, недостатньо зчистити верхній шар надфілем. Це майже нічого не дає, тому що припій не розтікається по поверхні. Змочуваність погана. Після обробки кислотою розстановка сил кардинально змінюється. Що стосується сталі, то і для неї є спеціальні кислоти (див. фото). Паяють навіть чавун, обробляючи кромки під припій. Спочатку обробляється флюсом поверхню, після чого облуживается. Потім поступово весь обсяг заповнюється врівень з навколишньою поверхнею.
Кислоти для роботи
Дуже часто плутають нашатирний спирт з нашатирем. Перше є гідроксид амонію (10-% розчин), а друге – хлорид. Тим і іншим запаяти проводу в чистому вигляді не можна, але зате застосовують для виготовлення різних флюсів. Наприклад, розведення нашатирю водою дозволяє отримати соляну кислоту. Тут вже кожен любитель винаходить згодом свої рецепти, багато з яких можна прочитати у відкритому доступі. А ще паяти алюміній паяльником можна за допомогою таблетки аспірину.
Що таке припій, і які припої бувають
Припій є сумішшю металів. Головна задача в тому, щоб отримати максимальну міцність і електропровідність при мінімальних витратах. Найчастіше доводиться мати справу з олов’яно-свинцевими припоями, але для пайки алюмінію застосовуються і цинкові. Температура плавлення останніх, вище, і це один з критеріїв, за яким прийнято вести різниця:
- Особолегкоплавкие – температура плавлення нижче 145 градусів Цельсія.
- Легкоплавкі – температура плавлення вище 145 градусів Цельсія, але нижче 450.
- Среднеплавкие – температура плавлення вище 450 градусів Цельсія, але нижче 1100.
- Высокоплавкие – температура плавлення вище 1100 градусів Цельсія, але нижче 1850.
- У тугоплавких припоїв температура плавлення вище 1850 градусів Цельсія.
Застосовувати пальник доводиться вже десь у верхній частині третьої групи. Тому що температура плавлення занадто висока, щоб її взяв паяльник. Додамо до цього, що питома електропровідність олова більш висока, ніж у свинцю, з цієї причини склади з великим вмістом металу для солдатиків дорожче. Але це не єдина причина. При лудінні каструль дуже важливо витримати умови нешкідливості для людини. Зрозуміло, що ні про яке свинці в цьому випадку мови йти не може.
Паяння дрібних деталей
Відсоток вмісту більш дорогих металів зазвичай фігурує в назві марки. Наприклад, в ПОС (припій олов’яно-свинцевий) це може бути 10, 60 або навіть 90%. Крім того, до складу часто входить сурма. Її відсоток зазвичай стоїть після тире, наприклад, ПОССу 40-0,5. Сурму додають, як і багато інші домішки, що для поліпшення якостей припою. Зокрема, вона зменшує окислення розплаву, що призводить до більш якісного зовнішнього вигляду, і немає потреби захищати лаком стик. Крім того, сурма збільшує теплостійкість з’єднання до температури вище 100 градусів Цельсія.
В Європі зараз вводиться заборона на свинцовосодержащих припої. Їх замінюють на срібні, незважаючи на те, що підвищується температура плавлення. І зростає вартість, звичайно ж. Але не потрібно думати, що висока ціна означає неодмінна якість. Олово дуже дороге, але експедиція Скотта до Південного полюса загинула через олов’яної чуми в 1912 році. Строго кажучи, вже при температурі чотири градуси Цельсія можливі негативні зміни, але з пониженням процес багато в чому посилюється. Уявіть, що діється з чистим оловом на морозі.
Строго кажучи, процес чуми до кінця ніхто пояснити не може. Вважається, що олово потрібно для цього заразити, і тоді шви припою буквально обсипаються. Експедиція ж Скотта взяла з собою бочки пального, паяні чистим металом. Були проведені дослідження, і встановлено, що додавання навіть невеликого відсотка свинцю блокує розвиток чуми. Навіть ПОС 90 не боїться морозів, але коштує дорого, тому в техніці зазвичай використовується ПОС 40 і нижче, незважаючи на його відносно низьку електропровідність.
Слід сказати, що крім перерахованих, подекуди застосовуються мідні припої. Їх температура плавлення порівняно висока, тому доводиться застосовувати пальник. У цьому випадку на поверхню зазвичай насипають (рідше користуються рідким) флюс для зачистки. Потім все залежить від характеру завдання. Наприклад, для пайки наконечника кабелю перший затискається в лещата колбою вгору, а всередину насипається крихта з припою. Все це активно гріється пальником. Потім кабель вставляється всередину, при цьому його зовнішня ізоляція оплавляється. Місце рекомендується охолоджувати примусово, наприклад, обдувом.
Процес пайки
Жало паяльника
Отже, перед початком роботи потрібно підготувати паяльник. Для цього жало зачищається. Щільний нагар забирається сколюванням будь-яким гострим інструментом. На фото показаний паяльник, частина жала якого зачищена надфілем. Видно, що від довгого застосування поверхня стала нерівною, горбистою. Все це заважає в процесі пайки.
Слабкий нагар знімається після розігріву. Для цього застосовуються всі ті ж кислоти і навіть каніфоль. Завдання – оголити жало. Іноді під дією флюсів відвалюється навіть товста кірка, яку складно сточити.
Ізоляція проводів зачищається на потрібну відстань. Потім жила обробляється розплавом каніфолі або кислотою. У будь-якому випадку це робиться паяльником, і в багатьох випадках знадобиться хороша витяжка. Наприклад, у промисловості часто застосовують пару мурашиної кислоти, але для людини це речовина представляє велику небезпеку. Тому перш, ніж використовувати якийсь хімікат, щоб спаяти мідні дроти, уважно пошукайте в інтернеті, що говориться з приводу безпеки таких дій. Від характеру впливу мурашиної кислоти волосся дибки стає.
Якщо правильно паяти дроти, то вже в процесі зняття оксидної плівки буде видно, як по поверхні повзе припій. Особливо чітко це можна побачити на зворотному боці друкованих плат. Доріжки покладається покривати тонким шаром припою. Даремно хвилюються ті, хто думає, що це довго робити. Буквально махом потрібно обійти монтаж димлячої каніфоллю, а потім набрати трохи припою, і він сам розтечеться по поверхні. На типовий блок живлення часу йдуть лічені хвилини. Труїти плату в мідному купоросе набагато довше.
Ми вважаємо, що читачі вже усвідомили, що паяти алюміній оловом можна тільки після зняття оксидної плівки.