Учимся паять провода – рассмотрение всех нюансов пайки

Достоинства и недостатки спаивания проводов

Пайка заметно выигрывает перед большинством других методик соединения проводов. Из основных ее достоинств отмечается:

1. Дешевизна. Достаточно 1 раз приобрести паяльник и комплект припоя с флюсом, и получится надежно спаять тысячи проводов.
2. Простота. Научиться пользоваться паяльником возможно за 1 час.
3. Надежность соединения. Контакт уступает по электрическим и механическим свойствам разве что сварке. Клеммы Wago, обжимки и, тем более, скрутки не способны обеспечить столь качественный контакт, как пайка.
4. Универсальность. Возможно одновременно соединять жилы кабелей разного сечения. Причем их количество в одной точке контакта неограниченно.
5. Спайка проводов разрешена по ПУЭ. Получаемое соединение надежно.
6. Не нужен громоздкий сварочный трансформатор. Переносить паяльник гораздо легче.

У этого способа соединения имеются и недостатки:

1. Для работы стандартного паяльника требуется розетка с сетевым напряжением 220 В. Недостаток слабый. Существуют паяльники, работающие от встроенного аккумулятора и даже от газа. Последние вообще не требуют электричества.
2. Соединение получается неразборным. Спаянные между собой провода возможно рассоединить только при помощи паяльника и повторного расплавления припоя.

Используем пружинные клеммы для соединения электрических проводов

Соединение проводников пружинными клеммами осуществляется посредством пружин, прижимающих контактную пластину к металлу жилы. Механизм приводится в действие специальным рычагом.

Технология «Wago» имеет ряд преимуществ перед другими способами монтажа:

• позволяет выполнять соединение алюминиевых проводов с медными;
• может использоваться для соединения более двух жил;
• позволяют выполнить коммутацию проводов в небольших распределительных коробках;
• монтаж выполняется качественно и в кратчайшее время;
• жилы проводников не повреждаются;
• после монтажа имеется возможность проверить целостность цепи с помощью щупа прибора или индикатора через отверстие в корпусе.

Для того чтобы соединить провода с помощью клемм «Wago», необходимо снять изоляцию так, чтобы оголенных жил не было видно, после чего ввести жилы в гнезда соединителя и прижать рычаги до упора.

Примечание: существуют пружинные клеммы «Wago» многоразового и одноразового применения. Последние, при необходимости ремонта соединения, срезаются, после чего устанавливаются новые соединители.

На какие критерии выбора паяльника следует обращать внимание

Паяльник представляет собой сравнительно небольшой инструмент, предназначенный для спаивания мелких деталей и проводов. Сфера его применения достаточно обширна. Если, например, человек является автолюбителем, то он пригодится для припаивания скруток.

Подходить к покупке аппарата необходимо ответственно, изучив соответствующие характеристики. Когда речь заходит об инструменте, нужно иметь четкое представление о том, что он из себя представляет и из чего состоит.

Среднестатистический пальник состоит из ручки, фартука, специальных отверстий, корпуса, нагревателя, соединительного винтика и жала. Каждая из этих деталей играет особую роль и нужно внимательно относиться к ним. Поэтому, когда приходит время выбирать паяльник, нужно обращать внимание на все эти детали (на то из чего сделаны, какой функционал, фирма или страна, завод-изготовитель и т.д).

Для пайки разных материалов и их размеров применяется соответствующая модификация аппарата. Помимо этого, при выборе паяльника стоит учитывать то, для каких целей он приобретается и отталкиваться от этого. Но есть пара общих критериев, на которые стоит обращать внимание при выборе данного инструмента.

Один из главных параметров, который играет самую важную роль при эксплуатации, является мощность и размер оборудования. Не стоит отталкиваться от суждения, что чем больше паяльник, тем он лучше. Если электропаяльник предназначен для использования дома, то нецелесообразно его мощность выбирать более 40 Ватт.

Часто обращают внимание на ассортимент насадок в комплекте. Рекомендуется приобретать паяльник с большим количеством насадок. Это увеличит его универсальность в работе, повысит функционал ремонтируемых изделий. Функция регулировки размера жала станет полезной, если часто приходится «залазить» в труднодоступные места.

Со временем жало становится меньше. Это объясняется тем, что при пайке рабочий цилиндр приобретает зазубрины или становится меньше. Поэтому функция регулировки размера придется как раз кстати. В любой момент сточенное жало можно сделать чуть больше или при необходимости уменьшить до нужных размеров.

Материал, которым покрыты насадки играет немаловажную роль. Если на стальной насадке нет покрытия, то к нему прилипает припой. После проделанной работы очень трудно от него избавиться. Поэтому просто необходимо обращать внимание при приобретении на наличие защитного антипригарного покрытия. Чаще всего в качестве покрытия используют тефлоновое. Она имеет блеск, поэтому при покупке сразу бросится в глаза.

Обратите внимание! Идеальным вариантом (но, наиболее дорогостоящим) является полностью медное жало. Оно хоть и мягче, быстрее стачивается, но передает больше тепла, оперативнее разогревается и хорошо взаимодействует с припойными материалами.

Вид паяльника стоит определить заранее, до покупки. От типа паяльного оборудования зависит результат работы. При неправильном выборе можно испортить изделие. Самым популярным и эффективным является электрический паяльник. Он популярен своей универсальностью и сочетает в себе необходимые для работы критерии.

Самый знаменитый вариант — электрический.

Материал, из которого сделана ручка, влияет не только на дизайн аппарата, но и удобство эксплуатации. Это один из самых главных критериев. Рекомендуется приобретать паяльники с ручкой, которая выдерживает высокую температуру. Самым популярным материалом является дерево. Деревянная модель легка и не деформируется при нагревании инструмента.

Дополнительная информация. Не рекомендуется покупать электропаяльник с пластиковыми ручками, они не выдерживают высоких температур и перегреваются. Идеальным вариантом станет керамический вид. Ручка из такого материала диэлектрическая, на промокает и не расплавится от высокой температуры, что характерно другим видам.

Пайка мягкими припоями

Пайка мягкими припоями может осуществляться только до температуры ниже, чем 400 градусов по Цельсию. Эти вещества позволяют обеспечить образование действительно прочного и одновременно мягкого шва, который не только будет отличаться относительной гибкостью но и хорошими показателями стойкости к коррозии и физическим воздействиям.

К мягким припоям относятся:

1. Свинцово-оловянные
2. Припои с малым содержанием олова
3. Специальные и легкоплавимые

Припой, температура работы у которого 185 ÷ 267˚С – соединяет в себе олово и свинец. Также в небольшом количестве добавляется и сурьма. Перед покупкой обязательно проверяйте ГОСТ, там указана вся информация по припою. Например, ПОС 40 – последняя цифра означает что в данном веществе содержится 40% олова, в среднем сурьмы добавляется от 3 до 5 процентов, все остальное – свинец.

Для пайки также применяется бессвинцовой флюс. Их еще называются малооловянистые соединения. В основном их применяют для соединения небольших плат, контактов на нежных электрических схемах и т.д. Максимально допустимая температура плавления – 330 градусов по Цельсию.

Самые нераспространенные – это припои легкоплавкового типа, температура от 60 градусов до 145. Они приобретаются для низкотемпературной пайки или очень осторожной ручной сварки. В частности, их нельзя назвать основными припоями, т.к.у них очень маленькая прочность и эластичность. Они чаще применяются для повторного или ступенчатого паяния.

В отдельных случаях необходимо изготовление специального состава, его свойства подгоняются непосредственно для материалов, не поддающихся пайке (это флюс для никеля, низкоуглеродистой стали, алюминия, вольфрама и чугуна).

Рассмотрим самые популярные смеси:

1. Флюсы для пайки алюминия в обязательном порядке должны быть на оловянной основе, также в них содержится бура, цинк, кадмий, но все, же олова в них содержится более чем 99 %. Цинк и кадмий необходимы для повышенной диффузии, которая способна проникнуть даже в глубинные слоя алюминия.
2. Паста-флюс или гель для пайки микросхем, также такие припои используются для печатных плат.

Для таких сплавов припои поставляются в виде разнообразных составов относительно густых, прутьев, лент и проволочных катушек (как для сварки). Также бывают чушки, которые наполовину заполнены флюсом из канифоли.

Пайка проводов

Инструменты и флюс подобраны и готовы к работе, осталось выяснить, как правильно паять паяльником провода. Пока разогревается инструмент, подготовьте проводники, которые решили соединить. Для этого их нужно аккуратно зачистить от изоляции не очень острым ножом или специальным инструментом.

Осмотрите место зачистки. Жилы медные, а металл имеет яркий «рыжий» цвет? Предварительное облуживание не потребуется. Плотно скрутите провода между собой. Если проводник мягкий, а жилки тонкие, то это можно сделать руками. В противном случае воспользуйтесь пассатижами:

Подготовка многожильной проводки к пайке.

Теперь нужно нанести на место скрутки паяльный флюс. Если вы пользуетесь жидким, к примеру, раствором канифоли в спирте, то используйте кисточку. Если канифоль твердая, то просто положите скрутку на кусочек канифоли и прижмите ее разогретым паяльником до легкого вплавления в канифоль.

Теперь самая ответственная операция. Слегка обмакните жало в канифоль, а затем сразу же возьмите на него немного припоя. Прикоснитесь паяльником к будущему месту пайки и грейте соединение до тех пор, пока припой не начнет растекаться по проводу. Равномерно распределите расплав по всей скрутке. В результате у вас должно получиться что-то подобное:

Качественно спаянные проводники.

Если результат несколько отличается, не расстраивайтесь – с первого раза может получиться не совсем эстетично. Главное – припой равномерно растекся по проводкам, хорошо их смочил и пропитал скрутку. Все равно недовольны? Повторите операцию – снова нанесите канифоль и прогрейте место соединения, добавив припоя или, напротив, убрав лишний. Точно так же поступают и с одножильной или смешанной проводкой.

Теперь осталось решить вопрос как правильно спаять провода, если соединяемые проводки старые и сильно окислились. Прежде всего, постарайтесь качественно и до блеска зачистить жилки. Если провода одножильные, это несложно – достаточно ножа или мелкой наждачной бумаги.

Но многожильный провод качественно зачистить не удастся, поэтому придется применить несколько иную технологию пайки паяльником – предварительное лужение с использованием кислотного флюса. Если такового под рукой не оказалось, воспользуйтесь таблеткой обычной ацетилсалициловой кислоты, именуемой в народе «аспирин».

Ацетилсалициловая кислота – отличный кислотный флюс для пайки.

Облуживание при помощи таблетки аспирина проводите в следующей последовательности:

1. Освободите концы проводников от изоляции.
2. По возможности зачистите окисленные провода до блеска.
3. Если в проводнике много жил, плотно их скрутите между собой.
4. Прижмите проводник к таблетке и прогрейте паяльником до появления дыма.
5. Возьмите на жало немного канифоли, припоя и прогревая провод, хорошенько покройте его припоем, которого на жале должен быть минимум.
6. Промойте облуженные концы проводов спиртом, чтобы удалить остатки кислоты.

После всех этих процедур в вашем распоряжении окажутся два одножильных проводка, готовых к пайке обычным образом:

Облуженные провода, готовые к пайке.

Осталось плотно их скрутить и спаять при помощи обычной канифоли.

Паяльник

Паяют ручным паяльником, который используют для:

• прогрева соединяемых компонентов;
• нагрева припоя до перехода его в жидкое состояние;
• нанесения жидкого припоя на соединяемые элементы.

Паяльник, который изображен на рисунке 1, содержит:

• изолированный слюдяной пленкой или стеклотканью спиральный нагреватель из нихромовой проволоки;
• медное жало, которое расположено внутри спирали;
• пластиковую или деревянную рукоятку;
• корпус для размещения жала паяльника и спирали.

Подключение к электрической сети производят кабелем длиной примерно 1 м, который через ограничитель радиуса изгиба выходит из задней части рукоятки.

Деревянная или пластиковая рукоятка имеет форму простой ручки. Электронные схемы паяют изделиями небольшой мощности, оборудованных пистолетными рукоятками с кнопкой-курком для быстрого разогрева жала. Один из вариантов такого инструмента показан на рисунке 2.

Бытовые паяльники предназначены для подключения к сети напряжением 12 и 220 В.

220 – вольтовые паяльники из соображений обеспечения электробезопасности должны комплектоваться 3-контактной вилкой, обеспечивающей надежное заземление. Для 12-вольтовой техники достаточно простой 2-контактной плоской вилки.

Паяльника к работе

Перед первым включением следует удалить с корпуса остатки заводской смазки. Их выгорание приводит к появлению дыма и неприятного запаха. Поэтому паяльник включают через удлинитель, выставляя его на улицу через форточку на четверть часа.

Затем молотком проковывают жало паяльника: уплотнение меди увеличивает срок службы. Кончику жала придают форму:

• под углом или на срез – для точечной работы (пример показан на рисунке 5);
• ножевидную – таким жалом одновременно паяют нескольких контактов (характерно для микросхем);
• специальную – ими паяют некоторые разновидности радиодеталей.

Перед тем как начать паять, следует очистить жало от оксидной пленки. Эту процедуру выполняют мелкозернистой наждачной бумагой или бархатным напильником, а также химическим способом: погружением в канифоль. Очищенное жало облуживают припоем.

При необходимости паять в точке можно мощным паяльником. Для этого на его жало накручивают медную проволоку диаметром 0,5 – 1 мм, используя ее свободный конец для нагрева припоя.

Паяльный флюс

Для того чтобы пайка была качественной, припой должен прочно сцепиться со спаиваемой деталью, смочить ее. Но при нагревании практически любой металл интенсивно окисляется и абсолютно не смачивается припоем. Даже если вам удастся что-то изобразить при помощи паяльника и одного припоя, такая пайка, называемая среди специалистов «холодной», не обеспечит ни хорошего контакта, ни механической прочности.

Припой абсолютно не сцепился с медью проводов – эту спайку можно разобрать голыми руками

Чтобы обеспечить надежное сцепление припоя со спаиваемым металлом, используют те или иные флюсы. По методу воздействия они делятся на две категории:

Пассивные флюсы, как видно из их названия, не взаимодействуют со спаиваемыми деталями. Их основное назначение – обеспечение хорошей растекаемости припоя и предотвращение образования оксидной пленки при нагревании спаиваемых деталей. Пассивные флюсы просты в использовании, доступны, безопасны для человека, не электропроводны и полностью нейтральны (не требуют отмывки после пайки). К недостаткам флюсов этого типа можно отнести неэффективность использования на окисленных деталях.

Всем известная канифоль является самым распространенным пассивным флюсом.

Активные флюсы не только улучшают растекаемость припоя и предотвращают образование оксидной пленки, но и способны эту пленку разрушать. Ввиду этого кислотные или щелочные флюсы нашли широкое применение для пайки сильно окисленных или мгновенно окисляющихся на воздухе металлов.

Существуют даже вещества, снимающие при прогреве паяльником лак с эмалированного провода. Из недостатков этого типа флюсов можно отметить высокие коррозийные и электропроводящие свойства (флюс после пайки нужно обязательно смывать), опасность для человека.

Флюсы, выпускаемые промышленностью на основе кислот.

Какой флюс лучше использовать для пайки проводов? Если вы собираетесь работать с медью, то идеальным вариантом будет канифоль или раствор канифоли в спирте. Даже если провода старые, но их несложно зачистить до блеска, то все же лучше пользоваться канифолью. Она хороший диэлектрик и абсолютно не взаимодействует с металлом на химическом уровне.

Активный же флюс вам понадобится в том случае, если провода сильно окислились или выполнены из сплавов, плохо поддающихся пайке – никеля, стали, алюминия и пр. Хотя никто не запрещает пользоваться этими составами и для работы с обычной медью. Единственно, если не хотите, чтобы соединение развалилось через месяц-другой, не забудьте после работы тщательно промыть место пайки спиртом или бензином. Ну и, конечно, сразу же вымойте руки с мылом – кислота есть кислота, даже если она паяльная.

Подставка для паяльника

Паяют жалом, нагретым до высокой температуры, поэтому в перерыве инструмент оставляют на подставке. Для мощных паяльников ее выполняют с двумя опорами: задняя для рукоятки, передняя – для корпуса. Опоры монтируют на фанерном основании, которое используют служит для:

• установки коробки с канифолью;
• хранения проволоки припоя (пример приведен на рисунке 3);
• чистки жала.

Рисунок 3 показывает, что подставка не требует дефицитных материалов, может быть изготовлена своими руками.

Для устройств малой мощности часто применяют конусообразный держатель (обычный или спиральный, что показано также на рисунке 3), в которую инструмент вставляют жалом.

Старшие модели подставок снабжают регулятором рабочей температуры, ЖК дисплеем для индикации температуры жала, рисунок 4. Подобный паяльный инструмент часто называют паяльной станцией.

Пошаговая методика пайки радиодеталей на плату

Обычно радиодетали и заводские печатные платы имеют выводы и токоведущие дорожки, которые покрыты оловом. Их можно паять без предварительного облуживания. Платы лудят только при их самостоятельном изготовлении.

Процедура пайки включает такие шаги как:

1. Пинцетом отгибают выводы под требуемым углом, затем их вставляют в отверстия платы.
2. Фиксируют деталь пинцетом.
3. Набирают припой на жало, погружают его в канифоль, приставляют к точке соединения вывода с платой так, как это показано на рисунке 7. После нагрева поверхностей припой перетекает на дорожки платы, вывод элемента, контакты микросхем, равномерно распределяясь по ним под действием сил поверхностного натяжения.
4. Деталь удерживают в нужном положении пинцетом до застывания припоя.
5. После завершения пайки следует обязательно промыть плату спиртом и/или ацетоном.
6. Дополнительно контролируют отсутствие короткого замыкания компонентов платы, вызываемых каплями припоя.

Губки пинцета для лучшей фиксации целесообразно заточить или использовать специальный инструмент по типу показанного на рисунке 8.

Избыток выводов удаляют бокорезами.

На повторно используемых платах установочные отверстия очищают от остатков припоя деревянной зубочисткой.

При работе целесообразно соблюдать следующие правила:

• жало ориентируют параллельно плоскости платы;
• из-за опасности перегрева радиодеталей, а также отслаивания токоведущих дорожек из-за перегрева платы паяют не более 2 секунд;
• перед набором припоя жало следует очистить от окислов.

Разъемы xlr

Кабель xlr — jack

Эти разъемы предназначаются для подключения микрофонов, звукоснимателей и высококачественной аудиотехники. Особенность данных кабелей в том, что сигнал в них передается двух полярностей по скрученной паре проводов. Это делается для лучшей защиты от помех.

Часто возникает проблема, что микрофон с этим разъемом нужно подключить к компьютеру, в котором чаще всего установлены розетки TRS (Jack в обиходе). Также, часто нужно подключить XLR и к другим типам разъемов, или требуется более длинный провод.

Можно конечно поискать переходники в магазинах, но там они довольно редки. Но есть и второй путь — если наша инструкция помогла Вам освоить пайку, то кабель можно сделать своими руками  за 5-10 минут.

Для этого нужны:

• разъем XLR;
• двухжильный экранированный провод;
• разъем Jack или любой другого типа, к которому мы будем делать переходник.

Дальше все просто — готовим и распаиваем провода в соответствии со схемой, приведенной на фото ниже.

Схемы распаек разъема XLR

Здесь начерчены (рисунки считаем сверху вниз).

• Распайка провода xlr jack балансная (защищенная от помех).
• Распайка провода xlr xlr балансная.
• Распайка xlr jack не балансная.
• RSA —xlr не балансная.
• xlr — jack стерео, не балансная.

Подписанный «Ground/Shield» провод это экран.

Совет! Припаивать провода, к контактам штекера, удобно, вставив его в розетку неисправного или хотя бы отключенного прибора.

Твердые припои для пайки

Состав флюсов для пайки твердым припоем используется соединения проблемных мест, которые все время поддаются негативному воздействию окружающей среды (вибрации, перепады температур, удары и прочее). В основном это составы для высокотемпературной пайки, о т 400 градусов по Цельсию и выше. К ним относятся:

1. Припой для твердого сплава из меди и цинка (до 1000);
2. Фосфор и медь (до 900 градусов);
3. Чистая медь применятся для процесса пайки высокоуглеродистого железа;
4. Флюс безотмывочный, для пайки серебром (до 800 градусов включительно).

У твердоплавких припоев также есть свое распределение, они бывают тугоплавкими, с температурой для плавки от 850 градусов, и легкопавкие – с показателем выше данного температурного режима.

Нужно отметить, что смесь меди (используются марки М21, М11 и прочие) и цинка недостаточно распространена, из-за низких показателей прочности и относительно дорогой стоимости в большинстве случаев её успешно может заменить припой из бронзы с цинком или латуни.

Припои медно-фосфорного типа – это заменители очень дорогих серебряных флюсов. Они незаменимы при соединении медных металлов, бронзы, латуни и прочих соединений металлов, которые не должны работать на сгибы или ударные нагрузки. К слову, этот сплав еще называется припой для бесфлюсовой пайки (но не для меди).

Категорически запрещено использовать данные сплавы для пайки железа, черных металлов, низкоуглеродных сталей, т.к. при температурном воздействии и соединении с медью или фосфором образуется очень хрупкий химический элемент – фосфиды железа, который поспособствует тому, что шов разойдется.

Из-за металлофосфористых припоев образуются фосфиды железа, которые являются члишком хрупкими соединениями, и способствуют понижению качества металла, их не советуют использовать для пайки железа.

Форма жала

Всем бы хотелось иметь одно универсальное средство для всего, но, к сожалению, так не бывает. Для каждого типа пайки должно быть своё жало. Конечно, есть универсальная модификация, имеющая название конус, но во время работы с ним будет не так удобно и эффективно, как того бы хотелось. Именно поэтому стоит покупать паяльники со сменными насадками.

Жало-конус является универсальной насадкой, именно поэтому находится в комплекте практически со всеми типами оборудования. Из-за своих размеров, прекрасно сохраняет тепло, что не может не радовать тех, кто занимается крупными объектами. Но по этой же причине может напрочь испортить хрупкую работу.

Имеет конусовидную форму, но чуть меньших размеров и заострено к концу, напоминая игловой кончик. Из-за своих размеров, не сохраняет тепло. Это приводит к тому, что даже незначительное количество припоя не расплавляется.

Конусная и скошенная форма наиболее популярны из-за универсальности и практичности.

Жало-клин, благодаря своей конструкции, отлично удерживает припой. Так же, как и конусовидного варианта, огромным плюсом является размер. Благодаря своей форме обладает прекрасной теплопроводностью. Многие специалисты утверждают, что данный вид наконечника является более универсальным, чем принято о нём думать.

Жало-скос встречается редко. Данный наконечник имеет цилиндрическую форму со скосом в 45 градусов. Эффективность жала напрямую зависит от его размера. Например, при работе с микросхемами, наконечник рекомендуется использовать поменьше стандартного.

Жало-микроволна встречается редко. Говоря простым языком, является более усовершенствованной версией модели со скосом. Отличие в самом срезе сбоку жала. В случае наконечника микроволна, в скосе имеется углубление. При использовании этого жала не придется снимать лишний припой, что является огромным преимуществом.

Жало ножевидное имеет форму ножа. Лучше других видов накапливает и сохраняет тепло, что делает его фаворитом. Благодаря своей форме помещает на себе большее количество припоя, по сравнению с остальными насадками. Идеально подходит для сквозного монтажа. В другом могут возникнуть проблемы. Не подходит для пайки мелких деталей.

Немаловажно удобство держания аппарата.