Как правильно паять провода

Пайка — это увлекательный процесс, который открывает множество возможностей для создания и ремонта электроники. Правильные инструменты для пайки помогут добиться отличных результатов и сделать процесс более приятным. Навыки как правильно паять провода и другие детали приходят не сразу и требуют длительной практики, выдержки и усидчивости.

Пайка нашла широкое применение в различных сферах, включая радиоэлектронику, электротехнику металлообработку, а также те области, в которых требуется создать прочные и надежные соединения из металлов. Процедура пайки, как правило, состоит из:

1. Предварительной подготовки поверхностей. С них удаляются загрязнения и оксиды, что способствует созданию качественного соединения.
2. Нагрев спаиваемых деталей. Используется для снижения деформаций от температуры и улучшения сцепления припоя.
3. Введение флюса и припоя. При этом удаляются остатки окислов и улучшается совместимость деталей.
4. Охлаждение сочленения. Соблюдение правильного охлаждения позволяет создавать надежное и прочное соединение деталей.  

Содержание

• Что нужно для пайки
• Инструменты для пайки — выпаивание деталей
• Пайка литий-ионных аккумуляторов
• Инструменты для пайки — пайка алюминия
•         Как правильно паять алюминий
•         Пайка алюминия своими руками
• Инструменты для пайки — флюс своими руками
•         Флюс из канифоли и спирта
•         Инструменты для пайки — парафиновый флюс
•         Приготовление флюса из парафина
• Заключение

Что нужно для пайки

Основным материалом для пайки является припой. Он бывает в виде прута или проволоки с канифолью посредине. Припой используется для соединения металлических деталей или электронных компонентов и контактов. Припои различаются температурой плавления, отвердевания, устойчивостью к экстремальным условиям.

В электротехнике и радиоэлектронике для бытовой техники популярна марка припоя ПОС-60, в котором содержится 60% олова и 40% свинца. Ближайшим его аналогом является ПОС-61 или более дешевый вариант ПОС-40, температура плавления которого составляет 238 градусов.

Паяльник нужен, чтобы расплавить припой в конечной точке. Для бытовых работ подойдет паяльник с плоским жалом, а для мелких с тонким заостренным жалом.

Большим плюсом будет, когда у паяльника существует возможность регулировки температуры, что очень удобно при работе с различными материалами. В качестве паяльника может применяться в простейшем случае раскаленный гвоздь, а также фен, газовый паяльник, инфракрасную станцию и т.д.

Важный момент процесса — припой должен как бы склеивать детали, которые надо обезжирить, зачистить, нанести на них состав и хорошо прижать. При качественной соединении детали предварительно покрываются тонким слоем припоя. Процесс называется лужением. Для того, чтобы припой не скатывался в шарики на проводах и жале паяльника, поверхности надо залудить.

Нередко перед лужением жало паяльника приходится очищать от нагара до металлического блеска, например, напильником. Для лужения используется флюс, то есть химическое вещество, которое помогает улучшить качество соединения, предотвращая окисление.

К самому простейшему и широко распространенному флюсу относится канифоль, основой которой является сосновая смола. В нее окунается жало разогретого паяльника и провод для лужения. Если используется припой на катушке в виде проволоки, то в его средине содержит уже канифоль, но нередко ее количества недостаточно для надежной пайки и приходится добавлять дополнительно.

Современный флюс обычно представляет пасту в тюбике или баночке. Паста наносится на детали, позволяет хорошо растекаться припою и покрывать деталь.

Такой припой удобен для лужения контактных площадок, но с многожильным проводом он ведет себя немного хуже канифоли. Различают флюсы активные и условно-активные. Остатки активной присадки после пайки нужно обязательно удалять спиртом.

Кроме пасты, флюс может представлять собой канифоль, растворенную в спирте, которая лучше смачивает детали. У такого средства после окончания процесса спирт выветривается, а канифоль не наносит вреда, поэтому его можно не смывать.

Паяльная кислота потребуется для соединения деталей из различных сплавов, которые залудить обычным флюсом невозможно (нержавеющая сталь, никель, алюминий). Такое средство опасно при длительном воздействии на организм.

Когда под рукой нет флюса, то можно использовать ацетилсалициловую кислоту, то есть аспирин, который поставляется в виде таблеток. При плавлении аспирин выделяет едкий дым, поэтому необходима хорошая вентиляция.

После окончания процесса на плате могут оставаться капли вещества, что может иногда привести к короткому замыканию. Его остатки требуется удалять кисточкой или щеточкой, смоченной в спирте.

Тогда места соединения деталей на платах приобретают аккуратный вид. Особенно тщательно надо смывать активны растворы, для чего использовать жидкость для смыва, спирт или бензин. В этом случает неплохо работает смесь бензина калоша с изопропиловым спиртом в пропорции 1:1. 

Инструменты для пайки — выпаивание деталей

При выпаивании деталей в простейшем случае достаточно разогреть паяльником припой и разъединить детали. Если же деталь имеет много контактов, то используется для выпаивания деталей оплетка — медная плетеная сетка, пропитанная флюсом.

Под действием температуры паяльника припой собирается на оплетке. Такой способ удобен для удаления припоя с контактных площадок, но при сложном монтаже может быть малоэффективным.

 Сетку можно заменить обычным многожильным проводом, который нужно пропитать флюсом. Для выпаивания деталей без риска повредить плату или чувствительные к температуре компоненты используется припой «Сплав розе». В его состав входит 25% олова, 25% свинца и 50% висмута с температурой плавления 94 градуса, который поставляется в виде гранул.

При нанесении этого состава на обычный припой снижается температура его плавления. Состав надо наносить на каждую точку пайки, которые затем необходимо поддерживать в прогретом состоянии. Отработанный состав можно собрать и использовать повторно, но температура его плавления будет уже выше.

Все приспособления при паячном процессе трудно удержать в руках, поэтому потребуется третья рука — стойка с зажимами. Они бывают со встроенным увеличительным стеклом и подсветкой.

Если детали слишком мелкие или подводит зрение, то поможет настольная лампа на гибкой ножке с большим увеличительным стеком. Круговая подсветка при этом не создает тень при освещении.

Итак, для пайки необходимы следующие основные приспособления:

• припой;
• флюс;
• паяльник со сменными жалами;
• подставка под паяльник;
• пинцет.

Пайка литий-ионных аккумуляторов

Создание и использование литий-ионных аккумуляторов (Li-ion) оказалось переломным моментом в создании автономных источников питания. Благодаря большой емкости при небольших габаритах и весе они нашли широкое применение в ноутбуках, смартфонах, видеокамерах, электросамокатах и других устройствах.

Литий-ионные аккумуляторы относятся к одному из новых типов источников питания. Так, в современном электроинструменте предпочтение отдается литий-ионным аккумуляторам, вместо традиционных никель-кадмиевых.

Развитие современных технологий требует мощных и эффективных автономных источников питания. Несмотря на то, что сейчас литий-ионные аккумуляторы используются повсеместно они не являются идеальными. Им присущи свои преимущества и недостатки. Однако достойная альтернатива им пока отсутствует.

В качестве преимуществ литий-ионных аккумуляторов следует отметить:

• высокую энергоемкость;
• низкую саморазрядку;.
• быструю зарядку;
• легкий вес и небольшие габариты.

К недостаткам относятся:

• восприимчивость к температуре;
• ограниченный цикл зарядки/разрядки:
• опасность перегрева и возгорания.

Такие особенности, как небольшой эффект памяти и высокое напряжение делают литий-ионные аккумуляторы эффективными в большинстве приложений. По сравнению с никель-кадмиевыми экземплярами, они допускают производить заряд в любое время без обязательного полного разряда.

Несмотря на то, что напряжение на заряженном аккумуляторе хоть и составляет 3, 7 В, его величины иногда недостаточно, поэтому аккумуляторы соединяются последовательно для повышения напряжения и параллельно для увеличения тока. В заводских условиях в таких батареях отдельные аккумуляторы соединяются никелевой лентой с помощью точечной сварки.

При эксплуатации литий-ионных батарей по разным причинам некоторые элементы в них становятся неисправными, что отражается на рабочем состоянии всей батареи. Тогда, чтобы не менять полностью дорогостоящую батарею, достаточно в ней заменить неисправные отдельные аккумуляторы, которые можно приобрести в любом количестве.

В ремонте такой батареи, чтобы ее не перегреть, также используется точечная сварка. В случае отсутствия аппарата точечной сварки нередко используется пайка литий-ионных аккумуляторов, которая относится к. ответственному процессу, требующему внимательности и аккуратности.

Его особенность в том, что при использовании никелевой ленты используется специальный раствор, например, ортофосфорная кислота и мощный паяльник (65-100 Вт), чтобы быстро расплавить припой и не допустить перегрева аккумулятора.

Процедура пайки заключается в следующем: 

1. Нанести флюс: Нанесите небольшое количество раствора на выводы аккумулятора и концы проводов.
2. Нагреть соединение: Приложите паяльник к месту соединения на несколько секунд, чтобы оно нагрелось.
3. Добавить припой: Когда соединение достаточно нагреется, добавьте припой. Он должен плавиться и равномерно распределяться по соединению.
4. Убрать паяльник: После того как вы добавили достаточное количество припоя, уберите паяльник и дайте соединению остыть. Не трогайте его в этот момент, чтобы не нарушить качество соединения
5. С контакта смыть все следы раствора.

Наконец, следует отметить, что в продаже имеются аккумуляторы с уже присоединенной никелевой лентой. Благодаря этому создается некая гарантия от их перегрева, так как паяльник не касается непосредственно самого аккумулятора

Инструменты для пайки — пайка алюминия

Алюминий относится к металлу с высокой теплопроводностью и низкой температурой плавления. Его поверхность быстро окисляется, образуя оксидный слой, который препятствует качественной пайке.

Поэтому успешное соединение с алюминием возможно паяльником высокой мощности (от 100 Вт) или специальным сварочным аппаратом. В процессе лучше использовать алюминиевый припой и специальный роаствор для алюминия, который помогает удалить окислы с поверхности и улучшает проникновение припоя.

Как правильно паять алюминий

Задача как правильно паять алюминий решается несколькими способами, в одном из которых необходим специальный припой и раствор для алюминия. Тогда непосредственно перед самим процессом надо как следует прогреть алюминиевую деталь и зачистить место пайки латунной щеткой.

После нанесения на алюминиевую поверхность флюса с помощью припоя залудить поверхность и припаять залуженный провод. На заключительной стадии пайки остатки раствора следует смыть, так как он активный.

Если же специальный припой и раствор для алюминия отсутствуют, то следующие действия помогут привести к приемлемому результату:

• Разогреть паяльник и залудить припаиваемую деталь.
• На место контакта на алюминиевую пластину нанести несколько капель машинного масла.
• По маслу наждачной бумагой зачистить место для будущего соединения до блеска.
• Используя припой, залудить паяльником пятно контакта.
• К залуженному месту можно паять любой медный провод или деталь.

Вся суть заключается в том, что зачистка контакта в масле не дает образоваться оксидной пленке, а тяжелый припой выдавливает масляную пленку с него.

На заметку. Полевые транзисторы припаиваются при выключенном из розетки паяльником, чтобы из-за статического электричества не пробивался прибор.

Пайка алюминия своими руками

Предлагаемый способ позволяет припаять не только алюминиевый провод к медному, но и запаять отверстие в алюминиевой поверхности материалом из меди. Пайка алюминия своими руками потребует мощного паяльника, а также восковую или парафиновую свечку. Материал свечки при лужении алюминиевого провода играет роль флюса и препятствует образованию оксидной пленки.

Последовательность действий:

1. Периодически окуная алюминиевый провод в расплавленный воск (парафин) втереть в него обычный припой.
2. Спаять алюминиевый и залуженный медный провод с применением обычной канифоли.
3. После отвердения припоя проверить прочность спаянного соединения.

Примечание. Медь и алюминий — несовместимые металлы и непосредственное их соединять запрещено, так как в этом месте будет окисление с увеличением сопротивления, а искрение может стать причиной пожара. Рассмотренное соединение проводов безопасно, потому что промежуточной средой служит припой.

Инструменты для пайки — флюс своими руками

Флюс — это химическое вещество, которое помогает очистить поверхность, на которую будет наноситься припой, и улучшает его сцепление с металлом. Он удаляет окислы и загрязнения, что позволяет создать прочное и надежное соединение, предотвращая окисление металлов. Без такого средства пайка может оказаться неэффективной, а соединения могут быть слабыми и ненадежными.

В торговой сети имеется большое количество флюсов, используемых для разных целей. В то же время, несложно приготовить состав своими руками. В зависимости от назначения, средство может быть жидким или в виде пасты, включать различные ингредиенты: канифоль, спирт, воду, уксусную кислоту, хлористый аммоний и др.

Флюс из канифоли и спирта

Наиболее распространенным и широко используемым является флюс из канифоли и спирта. В этом случае хорошие результаты получаются, когда используется сосновая, а не какая-либо другая канифоль.

Наравне со спиртом, для приготовления раствора лучше всех зарекомендовал себя 646 растворитель. От добавления глицерина раствор становится более густым, его удобно использовать при пайке деталей, но после ее завершения состав следует смыть. Изготовление спиртово-канифольного флюса начинается с измельчения канифоли до пудры, которая заливается спиртом в пропорции 1:1,5 и растворяется.

На заключительном этапе смесь желательно поместить в емкость с теплой водой (60-80 градусов). Наиболее подходящим вариантом использования и хранения вещества будет пузырек, например, от лака с небольшой кисточкой.

Наряду с этим, следует отметить, что наибольшей активностью обладает 10-15%-ный раствор канифоли в уксусно-этиловом эфире, которая легко в нем растворяется, образуя прозрачную жидкость.

Такой флюс по электропроводности примерно в 50 раз ниже спиртово-канифольного раствора. Не удаленные его остатки не создают опасность коррозии и не приводят к микроутечкам тока при высохшей смеси и высоких потенциалах между проводниками.

Наконец, когда отсутствует вода в веществе, повышается качество пайки, что подтверждает смесь канифоли с вазелином. Она упреждает загрязнение проб флюса при хранении и использовании в работе.

В тоже время, этот флюс не высыхающий, потому что в нем не содержится летучих растворителей, а вазелин с течением времени не высыхает и не полимеризуется. Токовая проводимость и активность составляющих такого вещества стремится к нулю, и он к тому же слабо кипящий, так как даже при 350 градусах кипение вазелина отсутствует.

Инструменты для пайки — парафиновый флюс

Парафиновый флюс — это специальный состав, который используется для улучшения процесса пайки. Он состоит из парафина (воска) и может содержать различные добавки, которые помогают очищать поверхности и предотвращать окисление.

Парафин обладает высокой термостойкостью и не токсичен, что делает его отличным выбором для пайки. Парафиновый флюс, может значительно улучшить качество соединений.

Преимущества парафинового флюса:

1. Отличная защитная функция: Парафин создает защитный слой на поверхности, предотвращая попадание влаги и окисляющих веществ.
2. Легкость в использовании: Парафиновый флюс легко наносится и распределяется по поверхности, благодаря своей консистенции.
3. Безопасность: В отличие от кислотных флюсов, парафин не вызывает коррозии и не токсичен, что делает его безопасным для использования.
4. Устойчивость к высоким температурам: Парафин не теряет своих свойств даже при высоких температурах, что делает его идеальным для пайки.

Вообще вполне определенный состав компонентов позволяет создавать качественные флюсы для пайки. Например, при пайке деталей на печатной плате неплохо зарекомендовала себя смесь канифоли с парафином и минеральным маслом. По внешнему виду он похож на воск, а по консистенции напоминает жир.

Этот состав с легкостью наносится на печатную плату, а при замене минерального масла глицерином является лучшим средством лужения дорожек на ней, используя обычный паяльник и, например, припой ПОСВ-33.

Приготовление флюса — из парафина

В домашних условиях приготовление флюса из парафина не вызывает трудностей. Для этого необходима небольшая металлическая емкость, выдерживающая температуру выше 300 градусов.

1. Засыпать в емкость канифоль в виде пудры.
2. Добавить парафин с глицерином.
3. Смесь нагреть до температуры 300 градусов.
4. В процессе нагревания состав слегка перемешивать.

Примечание. Глицерин допускается заменить минеральным или льняным маслом.

Парафиновый флюс — это универсальное и безопасное средство для пайки, которое может значительно улучшить качество соединений. Его простота в приготовлении и использовании делает его отличным выбором как для новичков, так и для опытных мастеров. Если же возникают сомнения при использовании такого флюса, то его заменой может служить ЛТИ-120, который практически повсеместно применяется в радиолюбительской практике.

Ингредиенты:

• парафин (восковая свеча или чистый парафин) — 50 г;
• стеариновая кислота — 10 г;
• смесь для улучшения текучести (по желанию) — 5 г.

Приготовление:

1. Растопите парафин: Поместите парафин в емкость и растопите его на водяной бане. Не допускайте перегрева.
2. Добавьте стеариновую кислоту: После того как парафин растопится, добавьте стеариновую кислоту. Она поможет улучшить текучесть флюса и повысит его адгезию.
3. Смешайте компоненты: Тщательно перемешайте смесь до однородной консистенции.
4. Остудите и храните: Перелейте готовый флюс в контейнер и дайте ему остыть. Храните в плотно закрытой емкости.

Как использовать парафиновый флюс?

1. Подготовка: Очистите соединяемые поверхности от грязи и окислов.
2. Нанесение флюса: Нанесите парафиновый флюс на очищенные участки. Это можно сделать с помощью кисточки или ватной палочки.
3. Пайка: Проведите пайку как обычно. Парафиновый флюс поможет улучшить качество соединения и предотвратить образование окислов.
4. Очистка: После завершения пайки удалите остатки флюса, если это необходимо. Обычно парафин легко удаляется с помощью изопропилового спирта.

Заключение

Таким образом, инструменты для пайки играют важную роль. Проведение правильной пайки без них практически невозможно. Надежное соединение на долгий срок создается, когда к нему ограничен доступ атмосферного воздуха. При грамотном использование инструментов и приспособлений не возникает проблем как правильно паять провода. Пайка относится к простому и не затратному решению.

 Если у вас есть вопросы или советы, делитесь ими в комментариях! Не забудьте поделиться материалом в соцсетях. Удачи в ваших проектах!