Как научиться правильно паять паяльником?

Вопрос о том, как правильно паять паяльником, задает практически каждый человек хотя бы 1 раз в жизни. Кто-то увлеченно паяет схемы уже в детстве, а кто-то решается попробовать взять в руки паяльник только в зрелом возрасте. В любом случае, вопрос является вполне оправданным, а пайка, хотя и считается простейшим процессом, все-таки имеет свои особенности и нюансы.

Залуживание “жала” паяльника.

Как правильно паять паяльником? Естественно, что существуют определенные правила и рекомендации по проведению таких работ, но, в целом, начинающему паяльщику трудно с первого раза обеспечить высокое качество, даже будучи теоретически подкованным. Только с опытом приходят те навыки, которые позволяют работать с разными материалами и деталями. Надо просто взять в руки этот нагревательный инструмент и и начать осваивать достаточно простое дело.

Основная сущность процесса

Любая пайка представляет собой соединение металлов с использованием расплава другого металла, имеющего температуру плавления, обеспечиваемую ручным нагревательным прибором (паяльником). Суть процесса заключается в том, что расплав заполняет зазор между соединяемыми заготовками, а после затвердевания он прочно сцепляется с основным металлом, обеспечивая механический и электрический контакт. В качестве такого вспомогательного металла применяется припой – легкоплавкий металлический сплав с достаточно высокой электропроводностью или механической прочностью (при соединении неэлектрических деталей).

Губка для удаления окислов с жала.

Для осуществления качественной пайки должны выполняться следующие условия: припой должен равномерно покрывать всю контактируемую поверхность и полностью заполнять зазор между деталями, а между соединяемыми металлами и припоем должна быть надежная адгезия.

Эти условия выполняются при правильном подборе припоя, выдержке температурного режима пайки, хорошей очистке поверхности от окисной пленки. Для разрушения окисной пленки применяется специальное вещество – флюс.

Наиболее распространенным и доступным является оловянно-свинцовый припой (ПОС) с содержанием олова от 20 до 85%. Самым популярным веществом этой группы считается ПОС-40 и ПОС-60, с содержанием олова 40 и 60%, и имеющие температуру плавления 230-240 и 180-185°С, соответственно. Для снижения температуры получения расплава, иногда, используется припой ПОС с добавкой висмута (ПОСВ-33) с температурой плавления 128-13°С. Эти припои хорошо показывают себя при пайке меди и ее сплавов. Для соединения алюминия или других металлов нужно подбирать специальные припои. С целью упрощения использования припои реализуются в виде стержней (диаметром 6-10 мм) или проволоки (диаметром 0,5-2 мм). При пайке радиодеталей или тонких проводов лучше пользоваться составом в виде проволоки диаметром порядка 1 мм.

Флюс при введении в зону пайки разрушает окисную пленку и не дает образоваться новой. Соединение меди осуществляется с канифолью, которая для этого металла хорошо исполняет роль флюса. В современных проволочных припоях типа ПОС канифоль сразу введена в состав проволоки, и отдельное ее применение не требуется. В других условиях применяется канифоль, например, марки ЛТИ-120. Удобно применять также спиртовой раствор канифоли, который просто наносится на поверхность соединяемых деталей. Имеющие навык паяльщики применяют для очистки поверхности паяльную кислоту без введения флюса.

Различия в пайке металлов

Устройство электрического паяльника.

Пайка паяльником наиболее просто осуществляется при соединении медных деталей – достаточно припоя типа ПОС и канифоли. Серебро или посеребренную медь можно паять аналогично, но более качественное соединение достигается при использовании припоев с добавлением в состав серебра (ПОСр).

Стальные элементы и металлы с цинковым покрытием канифолью очищаются плохо – обработка поверхности производится паяльной или соляной кислотой.

Для сплавов, предназначенных для нагревательных приборов (например, нихром), необходимо подбирать специальный флюс. В домашних условиях часто применяется «народный рецепт» флюса – аспирин. Достаточно сложно припаивать алюминий и легированные стали – надо пользоваться специальными флюсами (в частности, ортофосфорной кислотой) и припоем.

Особенности паяльников

Для расплавления припоя пользуются ручным нагревательным прибором – паяльником. Основной его характеристикой считается мощность. Чем больше масса соединяемых металлов и выше температура плавления припоя, тем больше мощность должна быть у паяльника. Стандартные бытовые паяльники выпускаются разной мощностью – от 25 до 100 Вт. Правильно паять микросхемы, платы, радиодетали, тонкие провода лучше паяльником 25 Вт, для других бытовых нужд часто используется инструмент на 40 Вт.

Основной паяльный процесс (плавление и перенос припоя на детали, распределение его по поверхности и т.д.) ведется кончиком жала паяльника, которое для хорошей передачи тепла от нагревательного элемента и быстрого нагрева изготавливается в виде медного стержня. Жало, в зависимости от вида пайки, подразделяется по диаметру и форме. По размеру можно установить обычное диаметром 4-5 мм или тонкое (миниатюрное) диаметром 2-3 мм жало. В электронике, чаще всего, применяется тонкий элемент.

Качество пайки зависит от того, какая форма придана кончику жала. Оно может быть заточено в виде конуса, иглы или лопатки. Обычно, используется универсальное жало с рабочей зоной в виде лопатки с односторонним скосом в 45°С или двухсторонним скосом. Для того, чтобы удобнее было работать устанавливается прямое жало; или его можно сделать изогнутым под удобным углом.

http:

Необходимый инструмент

При проведения пайки деталей из различных материалов потребуется следующий инструмент:

• плоскогубцы и кусачки;
• пинцет;
• нож;
• ножницы;
• кисточка;
• надфиль;
• напильник;
• шкурка шлифовальная.

Самое важное – подготовить по всем правилам паяльник мощностью 25 или 40 Вт с жалом нужной формы.

Подготовительный этап

Для обеспечения качественной пайки необходимо выполнить следующие предварительные мероприятия:

1. Подготовка места: паяльник должен находиться на специальной подставке, которая выдержит горячий инструмент.
2. Подготовка паяльника: жало следует очистить от следов предыдущей пайки; если есть на поверхности дефекты, а кончик не имеет нужной формы, то его следует заточить напильником; рабочую часть жала следует залудить.
3. Подготовка соединяемых деталей: необходимо тщательно очистить поверхность деталей в зоне пайки – зачистить шлифовальной шкуркой; при наличии масляных загрязнений применяется растворитель; стальные детали очищаются паяльной или соляной кислотой.

http:

Процесс выполнения пайки

Процесс пайки проводится в определенной последовательности. Прежде всего, требуется достичь на жале оптимальную температуру нагрева – 240-280°С. Стандартное время разогрева – 4-5 минут.

Температура на жале определяется практическим путем: при оптимальном разогреве касание жала вызывает кипение канифоли и равномерное плавление припоя.

Недостаточный нагрев ведет только к размягчению канифоли и неполному расплавлению припоя (кашеобразная консистенция). Перегрев паяльника вызывает разбрызгивание флюса с шипением и потерю припоем эластичности.

Первый шаг пайки – лужение поверхности деталей в зоне пайки. Процедура проводится следующим образом: разогретое жало вначале помещается в канифоль и проводится по поверхности металла для создания слоя флюса; затем, на участок соединения деталей переносится расплавленный припой и растирается тонким слоем по всей поверхности. При лужении провода, его кончик вдавливают в расплавленный канифоль, расплав припоя наносится тонким слоем.

Для соединения деталей залуженные поверхности плотно прижимаются друг к другу, а нагретый до оптимальной температуры паяльник подносится к месту соединения. Жало прижимается до тех пор, пока припой на деталях не начнет плавиться. Затем с помощью паяльника на этот участок быстро переносится дополнительная порция расплавленного припоя. Прижатие заготовок друг к другу продолжается до полного отвердения массы.

http:

Для пайки радиодеталей (в т.ч. микросхем) к плате ножки деталей протаскиваются через отверстия в основании. Концы ножек подпаиваются к контактной дорожке на плате с обратной стороны. Вылет ножек детали оставляется в пределах 2-3 мм. Во время пайки одной рукой фиксируется радиодеталь с лицевой стороны платы, а жало паяльника опускает припой с обратной стороны. Расплав припоя должен заполнить все пространство отверстия и растечься в форме небольшого пятачка, охватывающего конец ножки, с обратной стороны платы. Время прижатия жала паяльника не должно превышать 1,5-2 с. Паяльник следует выбирать мощностью не более 25 Вт с тонким жалом.