Особенности пайки

Все техническое оборудование оснащено различными проводами, которые подключены к основным микросхемам и дополнительным приборам: освещения, индикации, датчикам и механизмам. В состав проводящих элементов всегда входит металл, который для надежного контакта с другими деталями соединяют методом пайки. В данной статье рассказывается об особенностях данной процедуры и о выборе для неё необходимого инструмента.

Что можно сделать с помощью паяльника

Паяльник – это ручной инструмент, рабочий элемент которого нагревается до температуры плавления металлического припоя. Чаще всего устройство используется для работы с инженерными коммуникациями, станочным оборудованием, компьютерной и бытовой техникой: лужение или соединение. Реже объектами становятся изделия из пластика или дерева.

Как правильно выбрать паяльник для пайки

Основными критериями при выборе паяльника являются его мощность, принцип действия, рабочее жало.

По типу конструкции и принципу действия различают несколько видов паяльников:

• ЭПСН, или нихромовый – имеет нагревательную спираль из сплава на основе никеля. Эти приборы стоят относительно дёшево, выдерживают механические нагрузки, пригодны к ремонту и просты в использовании, но, в то же время, они медленно прогреваются и не рассчитаны работу в течение нескольких часов подряд.

• Керамический паяльник – оснащен аналогичным нагревательным элементом или изолятором для нихромовой спирали. Быстро нагревается, и для него характерна высокая мощность и наличие встроенной системы для поддержания температуры. К минусам следует отнести высокую стоимость и хрупкость при падении.

• Импульсный паяльник – работает только при нажатии пусковой кнопки. Нагреватель может быть, как спиральным, так и керамическим, а жало в виде медной проволоки или съемного наконечника. Устройство быстро нагревается и подходит для любых видов работ.

• Индукционный – имеет в комплекте паяльную станцию и не нуждается в термодатчиках. Недостатком такого устройства является сложность выставления требуемой температуры для ферримагнитного сердечника и высокая цена.

• Беспроводные паяльники – быстро нагреваются и не зависят от наличия розетки, но, при этом, обладают малой мощностью. То же можно сказать о портативных приборах для подключения через USB-порт. В случае с газовым оборудованием необходимо тщательно соблюдать технику безопасности во избежание пожара.

Насадки, по своей природе, бывают трёх разных типов:

• Медное жало – обладает высокой теплоемкостью. Низкая термостойкость приводит к ускоренному окислению, из-за чего необходимо часто прибегать к абразивам. В результате, мягкий стержень со временем стачивается и нуждается в замене.
• Медный сердечник с защитой из никеля, серебра или алюминия чистить от патины не нужно, но такое жало стоит дороже и боится перегрева.

• Керамическая насадка имеет медный наконечник с никелевым покрытием. Такое исполнение не подвержено коррозии и не нуждается в постоянной чистке, обладая, при этом, хорошей теплоемкостью.

Для использования устройства на бытовом уровне достаточно номинальной мощности в пределах от 25 до 40 Вт. Если паять совсем слабым инструментом, то продолжительность термического воздействия значительно снижает качество соединения, к тому же, при перегреве есть риск выхода детали из строя.

Наиболее предпочтительным выбором будет паяльник со встроенным терморегулятором, который позволит мастеру устанавливать нужную температуру при ремонте различного оборудования. Картинка 8. Инструмент с терморегулятором

Что можно сделать с помощью паяльника разной мощности? Для работы с диодами используют керамический прибор с малым потреблением тока (3–10 Вт), чинить микросхемы рекомендуется при помощи регулируемого устройства в 20 Вт, для электропроводки или бытовой техники – 25–40 Вт.

Методики пайки с паяльником

Что нужно для пайки? Работая с металлами, необходимо использовать расходные материалы: флюс или канифоль, в результате чего получается прочное неразъемное соединение.

Канифолью

Канифоль – это похожий на стекло материал с температурой размягчения в пределах 55–70℃.  Для его производства используют смолу хвойных пород дерева. Регламент прописан в ГОСТах 19113-84 и 14201-83, где сказано, что продукт растворяет патину. Рабочий диапазон температур при пайке бытовых приборов составляет 100–130℃.

Канифоль используется в 2 случаях:

• Подготовка жала к работе – его зачистка, нагрев, покрытие расплавленным компонентом воска, а после – оловом. Аналогичным образом обрабатывают детали, распределяя припой.
• Работа с деталями, которые не нуждаются в подготовке. В данном случае выполняется лужение контактной поверхности, для этого применяется полый пруток из сплава свинца и олова, внутри которого находится канифоль.

Флюсом

Флюс поступает в продажу в жидком состоянии, либо в виде геля, пасты, порошка, что объясняется разным составом материала. Так, первые используют для работы с микросхемами, а последние – с медными трубами. Все материалы можно разделить на три группы:

• Нейтральные, без кислот в составе и с минимальной токопроводящей способностью.
• Активные – с соляной кислотой в химическом составе.
• Защитные – для исключения разрушения контактов и возникновения ржавчины.

К нейтральным материалам можно отнести порошкообразную канифоль, которую разбавляют в техническом спирте, глицерине или скипидаре. Данное средство применяется для работы с микросхемами и радиотехникой, медью и сплавами на ее основе. Допустимо присутствие тонкой пленки оксидов.

В других двух компонентах может присутствовать канифоль в сочетании с органическими компонентами. Такие составы актуальны для пайки меди, алюминия, никеля, серебра и стали. Для сложных работ существуют соединения с добавками хлористого цинка, и они служат защитой металла от коррозии.

Виды припоев

Припой – это однокомпонентный металл (олово) или сплавы. Главные требования к составу — содержание токсинов в допустимых для человека пределах, стабильность при воздействии электричеством и температурой.

Материалы должны обладать таким свойством, как смачиваемость. Если показатели высокие, то результат пайки оправдает ожидания. При низких значениях для конкретной детали, применение припоя исключается. Например, свинец в чистом виде не может смочить медь.

Второй критерий выбора припоя основан на температуре его плавления. Так, показатели у припоя должны быть ниже верхнего предела сохранения формы обрабатываемого металла, но, при этом, выше рабочего диапазона детали, чтобы спайка не разрушалась.

Мягкий

Температура плавления такого припоя ниже +450℃. . Чаще всего используются сплавы на основе олова или свинца с различными добавками. Например, сурьма упрочняет пайку, а висмут или кадмий повышают тугоплавкость. Применяют продукт для пайки деталей, которые не подвергаются высоким механическим нагрузкам, либо нужно увеличивать площадь пайки.

Твердый

Температура плавления этого припоя на медной или серебряной основе выше +450℃. . Если к меди добавить цинк, то становится возможной пайка изделий, которые будут подвергаться статической нагрузке. Но хрупкость результата ограничивает применимость для конструкций с вибрационным или ударным воздействием.

Техника безопасности при пайке

Правила безопасного использования паяльника основаны, прежде всего, на высоком нагреве конструкций. Для этого чаще предусмотрена подставка под оборудование, чтобы посторонние предметы не расплавились или не загорелись.

Провод у паяльника и контактные узлы должны иметь исправную изоляцию. Это исключит удар током, замыкание и возгорание. Для газовых приборов важна герметичность резервуара и соединений с ним. Ручки должны быть удобными, не скользить в ладонях, а также быть надежной изоляцией от нагрева и эл. тока.

Во время работы с паяльником необходимо обеспечивать приток свежего воздуха в помещение и выветривание выделений от рабочих составов. В припое и канифоли могут содержаться токсины, которые при испарении постепенно оседают в лёгких.

С помощью паяльника можно починить контакты на микросхеме фонарика или соединить провода в автомобиле. Принцип действия инструмента основан на нагревании рабочего жала до температуры плавления припоя и обрабатываемых деталей. Дополнительно, для работы используют флюс или канифоль различного типа, чтобы очистить металл и улучшить результаты пайки.