Как правильно паять паяльником с канифолью электрические провода, металлические детали и электронные платы

Соединение металлов между собой с помощью пайки начали применять более 5 тысяч лет назад. Этот принцип соединения актуален и сегодня.

Рассмотрим основные этапы пайки в домашних условиях, необходимые инструменты и материалы для облегчения процесса. Расскажем о маленьких хитростях, которые помогут сделать вашу работу удобной и безопасной, даже если вы новичок, который первый раз взял в руки паяльник.

Что такое пайка

Пайка – технологическая операция получения неразъемного соединения металлических деталей из различных материалов, находящихся в твердом состоянии. Для их соединения применяют припой, расплавленный до жидкого состояния.

В отличие от сварки, в этом процессе плавиться только припой. Поэтому температура плавления деталей должна быть выше температуры припоя.  Во время пайки расплавленный припой вводиться в зазор между нагретыми соединяемыми элементам. Припой смачивает их поверхность, растекается по микротрещинам и заполняет пространство между ними. Когда припой остывает, то получится крепкое, неразъемное соединение. Об этом процессе подробно поговорим ниже.

Выбор паяльника

Без паяльника очень сложно выполнить пайку, важно сделать правильный выбор этого инструмента .

Моделей в магазинах предлагают много, каждый предназначен для своих целей. Для домашнего пользования лучше выбрать универсальную конструкцию.

Чаще всего паяльник применяют, когда надо сделать следующие виды работ:

• спаять между собой токоведущие провода;
• заменить радиодетали на монтажной плате;
• отремонтировать светодиодную ленту и бытовые светильники;
• запаять тонкостенные металлические трубы;
• залудить слоем припоя различные металлические изделия;
• выполнить ряд других задач.

Как видим, паяльник – это достаточно универсальный инструмент, которым можно многое сделать, поэтому к выбору этого ручного инструмента надо подходить тщательно. И он прослужит много лет.

Конструкция паяльника

Самый простой паяльник, известный с древних времен, использует принцип нагрева массивного медного наконечника на открытом огне. Он называется жаровым.

Расплавлять припой можно потоком горящего газа, истекающего через специальную горелку.

Однако в быту наибольшее распространение получили паяльники, работающие от электрической энергии. На их конструкциях мы остановимся более подробно.

Подобный паяльник состоит из следующих элементов:

• нагревательный элемент;
• жало – должно быть медным, так как медь хорошо очищается от нагара;
• рукоятка;
• сетевой шнур.

Мощность паяльника

Мощность этого ручного инструмента измеряется в Ваттах. Начинающим специалистам лучше приобрести универсальный паяльник с мощностью в 60 Вт. Он прекрасно подойдет для пайки припоем, мелкого ремонта в доме.

Промышленность выпускает специализированные паяльники:

• Для пайки микросхем – 10 – 20 Вт;
• Для радиодеталей – 30 – 40 Вт;
• Универсальный – 60 Вт;
• Для толстых проводов и крупных деталей – 80 – 100 Вт.

При выборе паяльника нужно понимать, для каких конкретно работ он будет применяться.

Типы электрических паяльников

Разделяются по способу нагревания: спиральный, керамический, индукционный и импульсный. Кратко рассмотрим каждый тип.

Спиральный паяльник

Нихромовая спираль наматывается внутри на изоляционный корпус. При подаче тока нагревается обмотка, а следом и металлическое жало паяльника.

Керамический паяльник

В качестве нагревательного элемента выступает керамический стержень, который нагревается при подведении напряжения к его контактам и передает тепло наконечнику. Материал нагревателя не контактирует с воздухом, поэтому не окисляется и служит дольше обычного спирального паяльника.

Индукционный паяльник

Катушка помещается в хвостовик жала, где при включении паяльника в сеть наводятся вихревые токи, которые и разогревают наконечник.

Импульсный паяльник

Данное устройство работает на низком напряжении и обладает уникальной конструкцией с высоким коэффициентом полезного действия. Импульсный керамический паяльник рационально расходует электричество. Ток проходит через жало только во время пайки. Этим импульсный паяльник отличается от обычного на практике применения. Остальные отличия касаются преимущественно наличия в современной конструкции частотного преобразователя. Как и в обыкновенной конструкции, жало может быть не только медным, но и выполненным из других материалов.

Трансформаторный паяльник

За счет электромагнитного преобразования электрической энергии 220 вольт во вторичной обмотке трансформатора низкого напряжения создается ток короткого замыкания, пропускаемый по медному быстро разогревающемуся наконечнику.
При размыкании цепи кнопкой выключателя питания режим разогрева прекращается, а жало быстро остывает.

Материал и форма жала

Жало пальников самый важный элемент, именно им производится пайка. Их обычно делают из керамики, меди и никеля. Для специальных видов пайки жало может быть изготовлено из латуни, алюминия и даже – серебра.

Наиболее часто мастера применяют жало из меди. Этот материал хорошо очищается от нагара, легко готовится к работе.

Во многих современных видах паяльников в комплекте идут нагревательные элементы разной формы, которые можно менять в зависимости от нужного вида работы:

• игла;
• конус;
• клин.

Кроме этого есть много других форм: плоское, волна, топорик и т.д. Они могут быть разной площади и формы. Для начинающих лучше всего подойдет мини-волна, форма такого жала хорошо лудится и с его помощью можно решить много задач. Для пайки проводов применяют массивные жала. Для контактов – конусные или изогнутые в виде топорика.

На жале всегда должен оставаться припой или флюс, если паяльник будет греться без них, но на нем появятся черные точки. Дело в том, что при нагреве металл быстро окисляется, а припой или флюс защищают его, не давая доступа кислороду.

Ручка паяльника

Это важный элемент в устройстве. Ручка должна быть сделана из материала с низкой теплопроводностью. В дешевых моделях ручки делаются из пластика, который при перегреве может оплавиться или даже скользить в руке. Лучше выбирать паяльник с деревянной или эбонитовой ручкой.

Инструменты для надежной пайки

Для правильной и надежной пайки кроме паяльника понадобиться дополнительный набор инструментов.

Подставка

Жало паяльника может разогреваться до 300 градусов по Цельсию. Поэтому для этого инструмента необходима подставка. В противном случае можно прожечь стол, предметы и даже вызывать пожар. В магазинах есть большой выбор подставок.

Главный критерий к их выбору – должны быть устойчивыми и тугоплавкими. Они легко передвигаются по столу, не мешая работе. У многих моделей предусмотрены баночки для канифоли и припоя и для мелких деталей. Это удобно, все необходимое всегда находится под рукой.

Пинцет для пайки

Этот инструмент позволяет удобно работать с мелкими деталями. Заодно пинцет отводит лишнее тепло от радиодеталей при их нагреве.

Надо выбирать пинцет с острым концом, тогда им можно будет соскребать грязь и нагар и удобно подлезть к труднодоступным местам приборов.

Бокорезы, плоскогубцы

Этими инструментами удобно зачищать провода от изоляции, перекусывать, изгибать различные детали и т.д.

Напильник

Медное жало паяльника удобнее всего зачищать напильником с мелкой насечкой.

Кроме этого им можно очищать детали от ржавчины, нагара и грязи. Но с никелированным жалом так поступать нельзя: для него используется специальная губка и чистящий раствор, например, сода.

Набор отверток

В домашнем хозяйстве отвертки всегда понадобятся, поэтому лучше приобрести комплект. Для ремонта электроники нужны тонкие отвертки. Сейчас в бытовой технике применяются винты и болты с разнообразными шлицами, поэтому чем полнее будет набор отверток, тем удобнее и быстрее будет выполняться ремонт. Нужны будут и большие отвертки.

Увеличительное стекло

Для работы с маленькими деталями, или при пайке электронных плат, мастера советуют пользоваться увеличительным стеклом. Не надо будет приближать к глазам спаиваемые детали, это убережет от попадания на слизистую глаз и носоглотки дыма от канифоли или флюса.

Кисточка

Чтобы убрать мелкий мусор, песок, пыль и паутину из внутренностей прибора, который собираетесь ремонтировать, или емкости и трубок, то проще всего применить кисточку. Выбор в магазинах большой, но лучше всего чтобы щетина была жесткой, но не металлической. Такой кисточкой удобно убрать место для пайки.

Еще лучше иметь и другую кисточку, с мягким ворсом, ей будет удобно наносить флюс, паяльную кислоту на места соединения.

Металлический зажим «крокодил» или третья рука

При пайке радиодеталей иногда надо отводить лишнее тепло, для этого можно прицепить «крокодильчик» на ножки радиодетали. А наличие третьей руки в некоторых случаях сильно облегчит вам задачу.

Это только первоначальный необходимый набор инструментов, который всегда может пригодиться домашнему мастеру для выполнения правильной пайки. Кроме этого, все эти инструменты всегда пригодятся в домашнем хозяйстве для текущего ремонта.

На рабочем столе должна стоять настольная лампа. Хорошее освещение снизит риск при пайке, не будут напрягаться глаза.

Выбор припоя

Припой – смесь легкоплавких металлов, обеспечивающих контакт между двумя деталями, получаемый в процессе пайки. При нагревании припой становится жидким, благодаря чему растекается по всей нагретой поверхности в месте контакта. При остывании затвердевает, образуя надежное соединение.

Припои делятся на два основных класса:

1. Легкоплавкие;
2. Твердые.

В домашних условиях наиболее часто применяют легкоплавкие припои, температура плавления от 145 до 500 градусов. В магазине можно купить припои различных марок ПОС (припой оловянно-свинцовый): ПОС-40, 60, 80 и т.д. Цифры на конце аббревиатуры показывают содержание олова в этом сплаве. Часто выпускается в виде тонкой проволоки. Чем больше олова в составе, тем быстрее припой плавится. Чистое олово без других примесей при сгибании хрустит.

По внешнему вид припой, где содержится высокое содержания олова, имеет яркий металлический блеск. А там, где преобладает свинец – ПОС имеет темноватый, тусклый свет. Дело в том, что свинец быстро окисляется на воздухе.

Именно эти два металла составляют основу любого припоя. Также могут добавляться легирующие металлы, но их процент в сплаве невелик. Другие металлы в сплав добавляют для получения определенных характеристик (температуры плавления, пластичность и прочность соединения в месте пайки, а также для устойчивости к коррозии).

Мягкие припои применяют для пайки электронных деталей на платы и прочих подобных работ.

Для ремонта тонкостенных труб или металлических емкостей используют твердые.

Пары свинца вредны для здоровья, поэтому при использовании припоя с высоким содержанием этого металла, необходима вентиляция рабочего пространства. В некоторых странах вообще запрещено применять свинцовые припои при пайке электронных устройств.

Как правильно паять. Важные советы

Процесс пайки состоит из нескольких этапов. Если соблюдать эти несложные правила, то эта работа доставит удовольствие, а результаты будут надежными, не придется переделывать через какое-то время.

Лужение паяльника

Перед работой необходимо жало зачистить до блеска, удалив нагар и остатки припоя, флюса или канифоли. Потом надо сделать следующие шаги:

• Включить паяльник и хорошо нагреть;
• Опустить жало в канифоль или обработать мягким флюсом;
• Вдавить рабочую часть паяльника в припой, чтобы смочить его;
• Расплавленный припой должен остаться на кончике жала, в виде небольшой капли.

Теперь ваш паяльник готов к работе. Этот процесс называется лужение.

Лужение деталей

Эту операцию необходимо проводить если поверхность соединяемых деталей окислилась, перестала блестеть и стала серого или темного цвета. Или при пайке кабелей.

• Зачистить металлическую поверхность, если на ней есть грязь, мелкой наждачной бумагой или напильником с мелкой насечкой, можно надфилем;
• С проводов снять изоляцию;
• Эмалированные жилы обжечь газовой зажигалкой;
• Многожильные провода перед соединением надо скрутить в плотный жгут;
• Обработать провод жидким флюсом или опустить в канифоль и хорошенько прогреть паяльником;

Нанести расплавленный припой на деталь или провод.

Отметим, что канифоль, и прочий флюс, нужен только для предварительной смазки поверхности двух контактов для дальнейшего соединения. Качество соединения зависит от припоя.

Как правильно спаять провода

Спаять провода между собой не сложно, эта работа проводится всего в три этапа:

1. Предварительно залуженные концы можно скрутить между собой с помощью плоскогубцев. Если лужение было сделано правильно, то припой не осыплется. Или просто плотно прижать друг к другу;
2. Обмакнуть паяльник в припой и каплю расплавленного металла нанести на концы проводов. Немного прогреть место соединения, пока этот сплав равномерно не растечется.
3. Быстро убрать жало паяльника в сторону и не шевелить соединение несколько секунд, пока это место не остынет.

Правильная пайка получается, если вовремя убрать паяльник от припаиваемых деталей и не перегреть место их соединения. Поверхность в таком случае получается гладкой, немного глянцевой. Если же передержать паяльник, то припой будет иметь шероховатую поверхность.

Этим же способом можно спаивать между собой другие металлические детали.

Пайка микросхем и других радиодеталей на плату

Радиолюбители знают, что паять радиодетали – это тонкая работа, требующая определенных навыков. Тут надо быть внимательным и очень аккуратным. После праздников, когда дрожат руки, этой работой лучше не заниматься.

Здесь тоже надо придерживаться нескольких несложных правил.

• Ножки радиодетали вставить в отверстия на плате;
• Нанести жидкий флюс или канифоль с обратной стороны платы;
• Расплавленным припоем капнуть на место соединения;
• Повторить операцию с другой стороны платы;
• Откусить излишек ножки кусачками;
• Лишний припой удалить паяльником или оловоотсосом. Есть и другой метод, поговорим о нем ниже. На месте соединения должна получиться небольшая выпуклость из припоя, блестящая на вид;
• Немного пошевелить, проверяя надежность соединения.

Если все выполнено правильно, то деталь будет держаться в плате крепко. Если есть сомнения, необходимо выпаять радиодеталь и повторить весь процесс. При необходимом опыте, это занимает минуту или две.

В процессе пайки необходимо следить за чистотой жала, а то появившийся окисел и припой перестанет прилипать к паяльнику. А место соединения может получиться бракованным.

Пайка массивных деталей

Прежде чем приступить к паянию крупных деталей, например, кабелей или емкостей для воды, необходимо сделать подготовительные работы.

• Зачистить от грязи, окислов;
• Кисточкой смочить кислотой место соединения;
• Подготовить место для работы;
• Необходимо хорошее освещение;
• Желательно вентиляция около место пайки.

Когда все эти подготовительные работы выполнены, то можно приступать к работе.

Если необходимо соединить более крупные металлические детали, то их предварительно необходимо соединить струбциной. Место соединения хорошо прогревается паяльником, а потом лудят. В отличие от проводов и радиодеталей массивные детали (предметы и их части) паяются тугоплавким припоем, поэтому надо использовать мощный паяльник, а место соединения предварительно лучше всего прогревать газовой горелкой.

Основные ошибки при пайке. Как их избежать

Нельзя снимать изоляцию с кабеля паяльником. Иногда это советуют новичкам, но это может привести к неожиданным проблемам в дальнейшем. Расплавленный пластик обязательно попадет между жил и потом очистить токопроводящие жилы от пластмассы будет очень сложно. А это, в свою очередь, приведет к повышению сопротивления в месте контакта, последующему нагреву и, в итоге, будут большие проблемы. В итоге, придется все переделывать, а в худшем случае, ремонтировать.

Кроме этого портится жало, его приходится заново лудить, зачищать, так что изоляцию с проводов и кабелей надо удалять с помощью механизированных инструментов, предназначенных для этого. Проще всего это делается с помощью ножа или плоскогубцев. При пайке бывает так, что инструмент может выскользнуть из рук или упасть со стола. Самое первое, инстинктивное желание, схватить паяльник рукой, но это приведет к ожогу.

Помните – горячий паяльник выглядит также, как холодный. Только учтите, минимум нагрева паяльника для работы, это около 500 градусов по Цельсию.

Если паяльник начал случайно падать, не надо пытаться его поймать, можно получить ожог руки. Помните, он очень горячий. Пускай, лучше упадет, а потом его быстро поднять за рукоять и положить на подставку!

Степень нагрева паяльника можно определить так, коснуться жалом канифоли и должен появиться легкий, голубоватый вьющийся дымок, а запах будет приятным напоминающим сосновый запах.

Припой должен расплавиться без проблем, легко растечься на месте спайки.

Иногда дают совет, что с помощью паяльника можно отремонтировать сломанную пластмассовую вещь. Не надо пытаться запаивать дырки в пластиковых предметах. Это бесполезно. Для этого ремонта есть специальные инструменты и материалы.

Когда на жале паяльника остается лишнее олово, то ни в коем случае не надо его обстукивать, чтоб сбросить лишний припой! В итоге это может привести к ожогам, порче вещей или ожогам от разлетевшихся раскаленных брызг припоя. А если жало сделано из керамических материалов, то они могу треснуть.

Одевайте защитные очки, дым от флюса или канифоли может попасть в глаза. Хотя дымок от канифоли пахнет приятно, сосновой хвоей, но, если много дышать этим, могут возникнуть большие проблемы с дыхательными путями и глазами. Тем более вредны флюсы, которые применяют для современной пайки.

В идеале должна стоять вытяжка над местом работы. Ни в коем случае не проводите работы под напряжением. Чтобы полностью обезопасить себя, надо вытащить вилку ремонтируемого прибора из розетки. Из мобильных устройств необходимо достать аккумулятор.

Ошибка начинающих

Первая ошибка – это неправильный выбор флюса. Дело в том, что флюсов много, наиболее распространенный – это канифоль. Основное предназначение любого флюса – растворить оксидную пленку на металле, который необходимо соединить. После обработки, место для дальнейшей пайки готово к термическому соединению. Агрессивные составы флюсов, например, кислоту, необходимо после пайки нейтрализовать. Даже канифоль подлежит удалению с электронных плат специальными растворами.

Вторая ошибка – неверный выбор паяльника и припоя. Если паять с недостающей или излишней мощностью (температурой жала), то для нормального прогрева материалов и качества пайки не получится.

Третья ошибка – торопливость! Паять надо вдумчиво, без суеты. «Поспешишь – людей насмешишь!»

Более подробно ошибки, которые допускают начинающие мастера при пайке различных деталей изложены в видеоролике владельца Major Tom Workshop. Рекомендую внимательно его посмотреть.

Научиться паять легко. Главное при этом – тщательно вникнуть в тонкости процесса и не торопиться.

Надежную пайку видно сразу же, припой должен лечь тонким и ровным слоем. Не месте соединения не будет видно трещин и серых мест.

И главное – анализируйте все свои попытки паять. Учитывайте ошибки. Если что-то не получилось с первого раза или возникло подозрение на брак, то лучше сразу все перепаять, чем ожидать проблем в будущем. Паять необходимо всегда с соблюдением всех правил и техники безопасности.

Надеемся, что наши советы в виде простой инструкции помогут вам паять все, что вам необходимо быстро и с высоким качеством. Ну а если что-то осталось не ясным, то пишите комментарий и задавайте свой вопрос. Не оставим его без внимания.

Оцените статью