Как правильно паять паяльником

Про состав припоя

Название припоя оловянно-свинцовой группы говорит о содержании в нем олова. Например ПОС-40 содержит 40 % олова, а ПОС-61 — почти 61 % олова. Остальная часть состоит из свинца и дополнительных примесей. По внешнему виду можно на глаз прикинуть состав. Если припой ПОС более матовый и темный, то он больше содержит свинца. Если более светлый и блестящий — то больше олова. Лучше всего это познается в сравнении. Как выглядит лист олова и лист свинца смотрите на фото.

Прочность припоя зависит не только от легирования сплава, но и от паяемого металла. Например, для пайки меди или цинка в припой ПОС добавляют несколько процентов меди или цинка соответственно. Это снижает химическую эрозию металла и увеличивает поверхностную прочность соединения.

Применение флюса

Вся технология пайки паяльником проводов может быть разделена на несколько последовательных этапов. Все они повторяются в определенной последовательности:

• Подготовка проводников. При пайке проводов они освобождаются от изоляции. После этого с них механическим путем удаляется оксидная пленка. Можно использовать небольшой кусок наждачной бумаги с мелким зерном. Металл должен блестеть и быть светлым.
• Лужение. Разогревают паяльник до температуры плавления канифоли (при прикосновении начинает активно плавится). Берут проводник, подносят к куску канифоли, прогревают паяльником так, чтобы вся зачищенная часть провода оказалась погруженной в канифоль. Затем на жало паяльника берут каплю припоя и разносят его по обработанной части проводника. Припой быстро растекается, покрывая тонким слоем  провод. Чтобы он распределялся быстрее и равномернее, провод немного поворачивают. После лужения медные проводники теряют красноту, становясь серебристыми. Так обрабатывают все провода, которые надо будет припаивать
  

  Лужение провда

•  Залуженные проводники складывают вместе, поправляя их пальцами — чтобы они плотно прилегали один к другому. Если пайка должна быть большой протяженности, можно сделать скрутку. Придерживая проводники, на жало берут припой, прижимают его к месту пайки, прикладывая некоторое усилие. При этом место пайки разогревается, начинает кипеть канифоль, припой растекается. Когда он покроет всю зону, затечет между проводниками, можно считать что пайка паяльником проводников закончена. Их еще некоторое время удерживают неподвижно — пока припой не остынет (для ускорения процесса на это место дуют).

Вот, собственно и все. Таким же образом можно спаять два или более провода, можно припаять провод к какой-то контактной площадке (например, при пайке наушников — провод припаять можно к штекеру или к площадке на наушнике) и т.п.

После того, как закончили паять паяльником провода и они остыли, соединение необходимо изолировать. Можно намотать изоленту, можно надеть, а потом разогреть термоусадочную трубку. Если речь идет об электропроводке, обычно советуют сначала навернуть несколько витков изоленты, а сверху надеть термоусадочную трубку, которую прогреть.

Суть процесса пайки состоит в том, что металлы соединяются между собой при помощи сплава, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления соединяемых веществ.

Во время пайки материалы подвергаются нагреванию до температуры плавления припоя. При этом обеспечивается очень сильная адгезия (прилипание) – свойство материалов сцепляться друг с другом на молекулярном уровне.

Однако не происходит плавление основных деталей и перемешивания их с материалом припоя, как происходит при сварке с использованием присадочного материала.

Чтобы припой и материал проводов вступили во взаимодействие друг с другом, и соединение получилось качественным, провода необходимо очистить от оксидной пленки и только после этого паять их. Для очистки можно использовать наждачную бумагу, а для последующей обработки взять специальное вещество – флюс.

Флюс не только очистит медные провода, но и создаст тонкую защитную пленку, препятствующую окислению материала.

Допускается применять как твердый флюс – сосновую канифоль, так и жидкий – различные виды паяльных кислот или самодельный состав.

Иногда, чтобы правильно и крепко припаять медные провода друг к другу или к какому-либо металлическому предмету, пользуются только жидким флюсом. Приготовить его можно, растворив обычную сосновую канифоль в этиловом спирте. Паяльную кислоту готовят самостоятельно, растворив гранулы цинка в соляной кислоте в пропорции 412 грамм цинка на 1 литр кислоты.

Флюсом называется вспомогательное вещество, которое используется для освобождения деталей во время пайки от продуктов окисления. Также флюсы способствуют растеканию металла при пайке.

В продаже имеется огромное количество флюсов для пайки. Имеются как нейтральные, так и в разной степени активные в отношение металлов флюсы.

Самой популярной основой для флюса является канифоль. Она легкоплавка и начинает кипеть уже при нагреве до 250 ˚С.

Чтобы научиться как паять паяльником с канифолью, нужно обязательно знать, что после пайки следует полностью удалить остатки канифоли с металла, в противном случае на этом месте произойдет окисление металла.

Также благодаря своим гидролизующим свойствам, канифоль увеличивает проводимость на месте пайки, чем нарушает работу электронных устройств.

Также лучше всего подбирать флюс под тип металла, с которым намечается работа – это обеспечит высокое качество работы.

Не стоит бояться, если при первом же включении новый паяльник начал дымить. Это происходит по причине выгорания масла, которым консервируется инструмент при долгом хранении.

Перед использованием паяльника следует подготовить его рабочую часть – наконечник. Его можно как немного отковать, так и заточить до необходимой формы. Если рабочая часть паяльника покрыта никелем, то такая подготовка строго запрещена.

Если паяльник имеет жало, изготовленное из меди, то перед работой нужно провести его лужение при первом же нагреве. Можно произвести лужение путем растирания деревянным бруском расплавленного припоя по нагретому наконечнику или любым другим способом.

Главное, чтобы при первом же использовании рабочая часть паяльника была покрыта тонким слоем припоя. В противном случае качество пайки будет низким, а рабочая часть инструмента будет испорчена.

Подготовка деталей не зависит от металла, из которых они сделаны или способа их пайки. Подготовка всегда происходит по одной схеме – сначала деталь очищается от загрязнений и обезжиривается.

Для этой цели используют бензин, ацетон или другие растворители. Также обязательно удаляется механическим способом ржавчина.

Для пайки паяльником применяется припой, а чтобы припой хорошо растекался по поверхности соединяемых пайкой деталей, используют вещество, которое называется флюс. В зависимости от металла деталей и их размеров, крепости и герметичности пайки необходимо выбирать определенную марку припоя и флюса. Информация в таблицах поможет Вам подобрать необходимый припой и флюс для пайки.

Одним из основных элементов электромонтажных и радиомонтажных работ является пайка. Качество пайки во многом определяется умением выбрать флюс и припой для пайки. Для облегчения этого выбора в статье приводятся краткие сведения о твердых и легких припоях и флюсах, пользовании ими и их изготовлении.

Пайка представляет собой соединение твердых металлов при помощи расплавленного припоя, имеющего температуру плавления меньшую, чем температура плавления основного металла. Припой должен хорошо растворять основной металл, легко растекаться по его поверхности, хорошо смачивать всю поверхность пайки, что обеспечивается лишь при полной чистоте смачиваемой поверхности основного металла.

Для удаления окислов и загрязнений с поверхности спаиваемого металла, защиты его от окисления и лучшего смачивания припоем служат химические вещества, называемые флюсами.

Припой для пайки, это легкоплавкий сплав металлов, предназначенный для соединения проводов, выводов, деталей и узлов пайкой.

Ранее припои обозначали тремя буквами — ПОС (припой оловянно-свинцовый), за которыми идет двузначное число, показывающее содержимое олова в процентах, например ПОС-40, ПОС-60. Лучший припой — чистое олово. Однако оно дорогое и используется в исключительных случаях.

Во время радиомонтажа чаще применяют оловянно-свинцовые припои. По прочности спаивания они не уступают чистому олову. Плавятся такие припои при температуре 180 — 200 °С.

Внутри паяльника стоит ТЭН определённой мощности. Он обычно помещён в изолирующую рубаху из керамики или другого жаростойкого материала. Это нужно для того, чтобы все тепло шло внутрь, где находится жало. Основное отличие паяльников в мощности и форме. В зависимости от этого мастер и решает, что именно следует использовать.

Нужно понимать, что очень часто работают этим инструментом в электронике. В этом случае очень важно не превысить мощность рассеивания сравнительно хрупких резисторов, микросхем, конденсаторов. Если это произойдёт, то вся работа должна быть переделана заново. С той разницей, что придётся испорченный элемент докупить в магазине. Вот почему так важно научиться паять правильно.

Сложно сказать, какая именно мощность потребуется в данном случае. Обычно радиолюбители ориентируются на размеры.

Поверхность любого металла (за некоторым исключением) покрывается оксидной плёнкой. В результате припой просто не ложится. Группа веществ, предназначение которых заключается в удалении оксидной плёнки с поверхности, называется флюсами. Они бывают твёрдыми и жидкими, а также продаются в смеси с припоем в виде паст.

Важно понять – для каждого случая применяется свой состав. Отличие лишь в цене, на которой нужно стараться экономить. При действии высоких температур и канифоли с поверхности медной проволоки удаляется оксидный слой. Кроме того, растворяется лаковая изоляция, если таковая имеется (это характерно для обмоток трансформаторов).

Одновременно флюс улучшает смачиваемость поверхности. За счёт этого припой без проблем растекается, а потом пристаёт и застывает. Этим образуется в меру эластичный, упругий и прочный контакт. Вот почему пайку применяют не только радиолюбители, но и многие другие профессии. В том числе для ремонта автомобилей.

Итак, для каждого типа поверхности продаётся свой флюс. Например, сталь травят соляной кислотой, часто используется хлорид цинка. Следует понимать, что после процесса пайки поверхность зачищается, в противном случае продолжится её разрушение. Избавляются от остатков флюсов щётками, наждаком, часто промывают слабым раствором (5%) соды место действия кислот, а затем – горячей и холодной водой.

Технические характеристики припоев ПОС и ПОССу

Чтобы не расписывать все технические характеристики припоев оловянно-свинцовой группы, просто приведу таблицу параметров. По ней можно определить температуру плавления, плотность, удельное электросопротивление, теплопроводность, временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударную вязкость и твердость по Бринеллю припоев.

Анализ таблицы показывает, что самым легкоплавким среди списка является кадмиевый с характеристикой по температуре плавления 145 градусов Цельсия. Самым прочным является припой для пайки ПОССу 4-6 с временным сопротивлением разрыву 6,5 кгс/кв. мм.

Что такое припой, и какие припои бывают

Припой является смесью металлов. Главная задача в том, чтобы получить максимальную прочность и электропроводность при минимальных затратах. Чаще всего приходится иметь дело с оловянно-свинцовыми припоями, но для пайки алюминия применяются и цинковые. Температура плавления последних выше, и это один из критериев, по которому принято вести различие:

• Особолегкоплавкие – температура плавления ниже 145 градусов Цельсия.
• Легкоплавкие – температура плавления выше 145 градусов Цельсия, но ниже 450.
• Среднеплавкие – температура плавления выше 450 градусов Цельсия, но ниже 1100.
• Высокоплавкие – температура плавления выше 1100 градусов Цельсия, но ниже 1850.
• У тугоплавких припоев температура плавления выше 1850 градусов Цельсия.

Применять горелку приходится уже где-то в верхней части третьей группы. Потому что температура плавления слишком высока, чтобы её взял паяльник. Добавим к этому, что удельная электропроводность олова более высокая, нежели у свинца, по этой причине составы с большим содержанием металла для солдатиков дороже.

Процент содержания более дорогих металлов обычно фигурирует в названии марки. Например, в ПОС (припой оловянно-свинцовый) это может быть 10, 60 или даже 90%. Кроме того в состав часто входит сурьма. Её процент обычно стоит после тире, например, ПОССу 40-0,5. Сурьму добавляют, как и многие другие примеси, для улучшения качеств припоя.

В Европе сейчас вводится запрет на свинцовосодержащие припои. Их заменяют на серебряные, несмотря на то, что повышается температура плавления. И возрастает стоимость, конечно же. Но не нужно думать, что высокая цена означает непременное качество. Олово очень дорогое, но экспедиция Скотта к Южному полюсу погибла из-за оловянной чумы в 1912 году.

Строго говоря, процесс чумы до конца никто объяснить не может. Считается, что олово нужно для этого заразить, и тогда швы припоя буквально осыпаются. Экспедиция же Скотта взяла с собой бочки горючего, паянные чистейшим металлом. Были проведены исследования, и установлено, что добавление даже небольшого процента свинца блокирует развитие чумы.

Следует сказать, что помимо перечисленных, кое-где применяются медные припои. Их температура плавления сравнительно высока, поэтому приходится применять горелку. В этом случае на поверхность обычно насыпают (реже пользуются жидким) флюс для зачистки. Потом все зависит от характера задачи. Например, для пайки наконечника кабеля первый зажимается в тиски колбой вверх, а внутрь насыпается крошка из припоя.

Винтажный припой

Что такое винтажный припой хорошо знают любители Hi-End электроники. Чаще всего, это припой для пайки аудиотехники, произведенный в 30 — 50-хх годах прошлого века. Такие припои имеют высокую чистоту компонентов, что положительно сказывается на звуке наивысшего качества. Чтобы услышать эффект от такого припоя, нужны не только высококачественный источник звука, излучатель звука, но и прекрасный слух. Специалисты и составляют свои сплавы для лучшей звукопередачи.

Одним из самых крутых для меломанов является американский припой фирмы Kester бородатых годов. Его продают по 10 баксов за метр. И с каждым годом его становится все меньше. По химическому составу близок к ПОС-90, но не совсем. Припой марки Kester содержит 85,9 % олова, 8,5 % свинца, 3,28 % серебра, 0,34 % меди, 0,79 % натрия, 0,55 % магния и 0,27 % ртути. Вот уж гремучая смесь.

Те, кто не может достать винтажный припой, выкупают старую электронику послевоенного периода и сплавляют припой оттуда. Так получается очень приличный полуфабрикат.

Существуют также сплав, в которых припой для пайки содержит 50 % олова и 50 % свинца. Он так и называется Sn50Pb50.

Надеюсь, что теперь ты понимаешь больше в теории припоев. Например, чем отличается и в чем разница между припоями ПОС 60 и ПОС 61. Сможешь расшифровать состав припоя ПОС 18 и прикинуть его достоинства и недостатки. Легко ранжируешь припои марки ПОС по токсичности, зная их химические составы.

Хороший видеоролик с обзором и отечественных припоев, в том числе .

Материал собрал и подготовил Мастер Пайки. А какой твой любимый припой из оловянно-свинцовой группы?

Припаивание провода и шлейфа к плате

Рассмотрим пошагово как лудить провода:

• В первую очередь с концов соединяемых проводов снимается изолирующий слой. Для этого используйте нож или специальный инструмент для снятия изоляции с проводов. Длина очищенного участка провода в зависимости от конкретной ситуации составляет 10-50 мм.
• Кончиком ножа провод зачищается до блеска. Это необходимо, чтобы удалить с металлической жилы остатки изолирующего слоя и окислов. Если провод состоит из множества тонких медных жил, перед такой зачисткой кончик провода нужно распушить, придав ему вид веера. После зачистки он скручивается в одну жилу.
• Разогревается паяльник. Перед работой нужно удостовериться, что жало паяльника чистое. При необходимости оно очищается от окислов напильником, надфилем и протирается о деревянную дощечку.
• Далее паяльником разогреваются зачищенные участки проводов.
• Для равномерного распределения по жалу паяльника прикасаемся им к канифоли, затем к кусочку припоя. Жало подноситься к проводу, который необходимо залудить. Если провод в достаточной степени разогрет, припой равномерно распределится по поверхности проволочного жгута.
• Для повышения эффективности операции можно слегка потереть жалом вдоль провода с разных сторон. Чтобы уберечься от ожогов, провод удерживается пинцетом или плоскогубцами.
• Расплавленная канифоль должна обволакивать всю контактную поверхность провода. Если провод тщательно зачищен, процесс лужения происходит довольно быстро.
• Необходимо убедиться, что кончик провода покрыт равномерным слоем припоя. Если жгут имеет плохо обработанные места, процедура лужения повторяется еще раз.

Один из самых надежных способов соединения проводов — пайка. Это процесс при котором пространство между двумя проводниками заполняется расплавленным припоем. При этом температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления соединяемых металлов. В домашних условиях чаще всего используется пайка паяльником — небольшим устройством, работающим от электричества. Для нормальной работы мощность паяльника должна быть не менее 80-100 Вт.

Пайка считается очень удобным и хорошо проверенным способом соединения проводников и радиодеталей. С её помощью также можно припаять провод к плате с расположенными на ней электрическими контактами.

Качеством пайки, в конечном счёте, определяется надёжность образовавшегося соединения, так что перед началом работ рекомендуется ознакомиться с особенностями этой не совсем простой процедуры.

Что нужно для пайки паяльником

Кроме самого паяльника нужны будут припои, канифоль или флюсы, желательно иметь подставку. Еще в процессе работы может потребоваться небольшой напильник и маленькие пассатижи.

Несмотря на кажущуюся простоту работы паяльником, очень желательно иметь начальные навыки качественной работы и уметь правильно использовать припой с канифолью.

Паяние производится с помощью разнообразных припоев. Так называемый припой в катушке с канифолью, пожалуй, самый популярный. При выполнении работ, связанных с пайкой, применяют припой. Количество содержащегося в нем олова и свинца — 60 и 40 % соответственно. Этот сплав плавится при 180 гр.

Что необходимо для работы с паяльником:

• сам паяльник;
• припой;
• канифоль.

Нагретый припой создает достаточное внутреннее соединение с такими металлами, как медь, латунь, серебро и т. д., если выполнить следующие условия:

• Поверхности деталей должны быть зачищены от окислов.
• Деталь в месте пайки прогревают сильнее температуры плавления самого припоя.
• Во время работы место пайки требуется защитить от воздействия кислорода, для этого применяются различные флюсы. Они создают защитную пленку непосредственно над местом пайки.

После того, как припой начал плавиться, им уже можно паять. Для этого нужно покрыть жало паяльника нетолстым слоем припоя, а затем хорошенько вытереть его о влажную губку. Так удаляют оставшийся от работы припой с канифолью. Не будет лишним взять в привычку протирать жало о мокрую губку каждый раз после пайки.

Перед тем как начать паять радиодеталь, ее нужно подготовить. Следует согнуть ее выводы таким образом, чтобы деталь свободно входила в предназначенные для нее отверстия.

Новички без опыта работы часто касаются места пайки кончиком жала паяльника. А нужно держать паяльник так, чтобы между ним и местом пайки площадь контакта была как можно больше, иначе то место, в котором нужно произвести пайку, нагревается недостаточно для скрепления деталей.

Для получения хорошего результата при пайке обязательно нужно правильно применять припой с канифолью и флюсом. Это легкоплавкий сплав особого металла, которым спаивают выводы деталей и провода.

• Лучший припой — это олово в чистом виде. Но такой металл стоит слишком дорого, чтобы использовать его при паянии. Поэтому при работе с радиодеталями применяют так называемые свинцово-оловянные припои.
• Свинец с оловом. По прочности пайки эти припои не хуже чистого олова. Плавятся они при температуре 170-190 градусов. Принято обозначать такие припои аббревиатурой «ПОС» — припой оловянно-свинцовый. Стоящая после этих букв в обозначении цифра значит долю олова, выраженную в процентах. Лучше пользоваться припоем «ПОС-6О».

• Флюсы — это вещества, которые обладают противоокислительными свойствами. Их применяют для предотвращения окисления места пайки. Если не применять флюс, то припой просто не прилипнет к поверхности металла.

Чаще всего приходится паять медные провода, например, на наушниках, при ремонте бытовой техники и т.д.

Пайка алюминия при помощи паяльника должна учитывать площадь спаиваемых деталей. Алюминий, как и медь является хорошим проводником тепла, а значит тепла от паяльника должно поступать больше, чем рассеивают его спаиваемые детали.

Примерный расчет такой — 1000 кв. см. алюминия эффективно могут рассеять около 50 Вт тепловой мощности. Получается, чтобы спаять две детали с общей площадью 1000 кв. см, нужно взять , как минимум. Тогда пайка алюминия будет достаточно быстрая, чтобы не превратиться в пытку.

Можно паять и маломощным паяльником. Например, когда я паял радиатор своего Кузнечика паяльником 60 Вт, то мне помогла термовоздушная паяльная станция, которая выполняла роль подогрева.

лучше брать с площадью побольше. Встречал упоминания зазубренных жал. Это чтобы легче было снимать оксидную пленку под слоем масла. Такое жало применять удобно — не нужно стружку пилить.

Паяльники имеют несколько видов, отличающихся друг от друга способом нагрева. По такому критерию они делятся на электрические, термовоздушные, индукционные, молотковые. Самыми популярными в быту являются электрические паяльники со спиральным или керамическим нагревателем.

Для каждого вида работ нужно использовать паяльник определенной мощности. Например, для пайки электроники, понадобится маломощный паяльник до 40 Вт, а  для деталей со стенками до 1 мм понадобится уже более мощный прибор до 100 Вт.

Чтобы спаять между собой детали толщиной более 2 мм уже понадобится молотковый электрический паяльник с мощностью 200-550 Вт. Такой прибор непригоден в быту, так как предназначен для крупных работ и имеет огромную цену.

Процесс пайки проводов и микросхем считается эффективным, поскольку благодаря ему можно добиться максимально прочного соединения между проводами и мелкими деталями.

Достичь такого результата помогает добавление в область контакта специального материала — припоя, имеющего более низкую температуру плавления, чем у соединяемых деталей.

Таким образом, пайка при помощи паяльника представляет собой воздействие определённой температуры на разные металлические поверхности для их прочного и качественного соединения. Однако перед тем, как приступить к работе с паяльником, вначале следует разобраться в правилах пайки и прочих тонкостях данного процесса.

Казалось бы, глупый вопрос. Макнул жало в канифоль, набрал на кончик припоя – и коснулся контактов детали, которую надо припаять. На самом деле, для выполнения этой работы нужны определенные навыки, которые приходят с опытом. Иначе, как объяснить отличие в качестве пайки, сделанной разными мастерами?

Пайка паяльником – отличный способ соединения металлов. В популярности с паяльником может посоревноваться, наверное, лишь строительный фен, который также часто применяется для пайки различных металлов, микросхем, полиэтиленовых предметов, тентов, проводов и т. п. Сегодня ни один значительный ремонт уже не обойдется без участия паяльных работ.

Паяльник есть в наше время во многих домах, так как пайка – процедура хотя и вредная для здоровья, но в ремонте достаточно полезная. Всякое электронное устройство без качественной пайки рано или поздно перестанет работать должным образом. Тут в дело вступает паяльник или фен.

Суть пайки в том, что во время процедуры наблюдается взаимное растворение металлов припоя и рабочей зоны основного паяемого материала, в результате чего выполняется качественное и надежное соединение. Однако для получения долговечного, качественного сцепления металлов нужно знать правила относительно выбора инструментов, материалов, порядка работ и т. п.

Для пайки медных проводов традиционно используются паяльники. Существует несколько их видов, в том числе электрические и газовые. Пайка медных проводов осуществляется при помощи электрического паяльника с медным жалом. Этот инструмент представляет собой медный стержень, иногда с никелевым покрытием, который установлен в корпусе нагревательного элемента.

Нагревательный элемент работает от постоянного или переменного тока. Напряжение питания может варьироваться от 12 до 220 В. Для пайки медных проводов электропроводки в доме подходит самый обычный паяльник мощностью 60 Вт. Если надо спаять тонкие проводки электроприбора, то подойдет и менее мощный инструмент. Важно, чтобы он хорошо прогревал медный материал и расплавлял припой.

Чтобы обеспечить высокое качество пайки и прочность соединения, необходима неподвижность во время остывания расплавленного припоя. Провода можно держать руками, но удобнее использовать пинцет или зажимы.

Для пайки медных проводов применяют оловянно-свинцовый припой. Чаще всего это ПОС-61, но можно взять и ПОС-40. Маркировка указывает на состав – припой оловянно-свинцовый с содержанием олова 61%.

Припой обычно производится в прутках диаметром около 8 мм или в виде паяльной проволоки диаметром 2 мм. Нередко используют универсальный припой для пайки медных проводов, который выглядит как полая трубка из оловянно-свинцового сплава. Внутри такой трубки находится порошок из флюса.