Оглавление
Мощность нагрева паяльников
Мощностью электрические паяльники бывают 12, 20, 40, 60, 100 Вт и больше. И это тоже не случайно. Для того, чтобы припой при пайке хорошо растекался по поверхностям спаиваемый деталей, их нужно прогреть до температуры чуть большей, чем температура плавления припоя. При контакте с деталью тепло передается от жала к детали и температура жала падает. Если диаметр жала паяльника не достаточный или мощность нагревательного элемента мала, то отдав тепло, жало не сможет нагреться до заданной температуры, и паять будет невозможно. В лучшем случае получится рыхлая и не прочная пайка.
Более мощным паяльником можно паять маленькие детали, но возникает проблема недоступности к месту пайки. Как, например, запаять в печатную плату микросхему с шагом ножек 1,25 мм жалом паяльника размером в 5 мм? Правда есть выход, на такое жало навивают несколько витков медного провода диаметром 1мм и концом уже этого провода паяют. Но громоздкость паяльника делают работу практически не выполнимой. Есть и еще одно ограничение. При большой мощности, паяльник быстро прогреет элемент, а многие радиодетали не допускают нагрева выше 70˚С и по этому, допустимое время их пайки составляет не более 3 секунд. Это диоды, транзисторы, микросхемы.
Как собрать аппарат для сварки скруток своими руками
Советуем к прочтению другие наши статьи
- Особенности канализационного септика для дачи
- Керамогранит для пола и стен
- Расчет сечения кабеля по мощности
- Складной стол своими руками
Итак, как собирался аппарат сварки проводов.
Я разобрал трансформатор от микроволновки, распилив его болгаркой по местам сварки. Я не буду описывать это процесс в подробностях, т.к. это делали уже многие и много раз, да хоть на YouTube можно видео найти.
В общем, транс был распилен, вторичная обмотка выкинута, намотана своя обмотка медным проводом на 6 мм кв., у меня влезло всего порядка 16 витков, то ли транс был маловат, то ли я не очень опытный мотальщик, ну да ладно, после включения транса в сеть, я получил напряжение 14 вольт, что нормально для такой сварки (нужно 12-24в). Затем я склеил сердечник транса эпоксидной смолой. На этом работы с трансформатором микроволновки были закончены.
Я установил его в корпус, также я установил туда 2 автомата на 16А (после опыта первой сварки, чтобы знать максимальный ток потребления, он оказался 11А).
Почему не поставил двухполюсник?
А собрал сварку проводов из того, что было под рукой. Мой девиз: Сначала используй, что без дела валяется, если конечно, это не портит конструкцию
Из чего состоят этапы пайки
Основной задачей этой технологии является соединение двух металлических деталей, чаще всего проводников, легкоплавким сплавом так, чтобы они прочно держались и пропускали электрический ток с минимально возможным сопротивлением.
Для этого необходимо последовательно выполнить ряд действий. Разберем их на примере спаивания проводов. Это:
- снятие изоляции с соединяемых концов провода;
- механическая зачистка металла жил до идеального состояния от окислов;
- термообработка с флюсом — залуживание концов тонким слоем;
- нагрев припоя с нанесением его на место пайки.
Диэлектрический слой провода может быть выполнен из полиэтилена, ткани, лака или другого подобного материала. Его необходимо убрать.
Лучше всего эту работу выполнять острым ножом, располагая его лезвие почти параллельно оси металлической жилы. Так исключается ее порез и нанесение глубоких царапин. Они ослабляют механическую прочность и увеличивают электрическое сопротивление. Допускать этого нельзя.
Тонкие провода, покрытые лаком, достаточно обработать открытым пламенем спички или зажигалки. Это же способ подходит для витой пары и даже более толстых жил.
В продаже существуют специальные клещи различных конструкций для снятия изоляции с конца провода любого диаметра. Они позволяют профессионально выполнять эту работу без повреждения жилы.
После снятия изоляции оценивают состояние металлической поверхности
Обращают внимание на чистоту, отсутствие вмятин и порезов
Только чистый металл сможет обеспечить качественное соединение деталей при пайке. Его создают механической очисткой поверхности и химическими растворами.
Вначале работают лезвием ножа, слегка прижимая его к загрязненному металлу под тупым углом. Жилу протягивают от слоя изоляции к оголенному концу, немного вращая в одну сторону. Металл сразу потеряет тусклость, станет блестеть.
Химическая очистка предполагает обработку растворителями, спиртом, флюсом ФЭС.
Окончательную зачистку поверхности металла проводника осуществляют термообработкой флюсом, используя залуженный наконечник паяльника. Самым популярным и универсальным средством является канифоль. Ее используют в твердом состоянии, растворенной в спирте или желеобразной.
Продажа позволяет приобрести канифоль в любом виде и предоставляет широкий ассортимент других флюсов.
Для пайки деталей электрических схем не рекомендуется пользоваться флюсами, содержащими в своем составе кислоты. Их довольно сложно полностью нейтрализовать, а даже незначительные остатки быстро окисляют металл, разрушают его структуру.
Последовательность лужения жилы провода твердой канифолью:
- Прогревают паяльник до нужной температуры. Она может колебаться в пределах от 180 до 240 градусов и зависит от припоя и соединяемых металлических деталей. Для контроля нагрева жала касаются наконечником твердой канифоли. Если она начинает бурно образовывать пар, то прогрев нормальный.
- Очищенный проводник укладывают на канифоль и прикасаются к нему наконечником паяльника. Провод вращают для равномерного покрытия расплавленным флюсом.
- Жалом паяльника расплавляют припой и наносят его на обработанный канифолью провод, равномерно распределяя по поверхности.
Раствор канифоли в спирте наносят кисточкой на залуживаемую поверхность или просто капают через трубку капельницы.
Желеобразную канифоль выдавливают из специального шприца, что очень удобно делать.
Обработанный жидкой или желеобразной канифолью проводник прогревают разогретым наконечником паяльника с капелькой припоя, разгоняя его по всей контактной площадке.
К пайке после того, как обе контактные площадки подготовлены к соединению: очищены от грязи и окислов, залужены.
Запаиваемые концы соединяют вместе. На них накладывают разогретым паяльником кусочек припоя, обеспечивая его растекание по обеим площадкам. После этого жало резко отводится в сторону, а детали остаются в неподвижном состоянии до момента полного застывания олова. Об этом судят по небольшому потемнению его цвета.
Правильно выполненная пайка отличается прочным соединением контактов и ровной поверхностью застывшего припоя, который немного блестит. Проверяют ее качество небольшим механическим усилием на разрыв.
Если же поверхность припоя имеет потемнения и неровности, то пайка выполнена ненадежно, ее требуется исправить.
Технология сварки медных скруток самодельным аппаратом
С концов проводов на расстоянии 30 — 60 мм снимают изоляцию и зачищают до блеска. Затем их скручивают между собой в одном направлении. Чтобы провода были одинаковыми по длине, конец скрутки откусывают.
Закрепив скрутку в теплоотводящем зажиме, к ее концу прикасаются электродом и сразу же отводят на 0,5 — 1 мм. Образовавшаяся дуга плавит медь, которая образует каплю в виде шарика. После его образования сварку немедленно прекращают, иначе начнет плавиться изоляция проводов, а металл на шве станет пористым. После остывания оголенные концы обматывают изоляционной лентой или закрывают термоусадочной трубкой.
Если самостоятельно сделанный аппарат работает с электродом из графитовой щетки с ямками под скрутки, возникают трудности при их совмещении. Поэтому рекомендуется на держателе установить кнопку включения аппарата. Ее нажимают, когда скрутка вставлена в отверстие и отпускают после образования шарика, удерживая несколько секунд электрод на месте, чтобы медная капля не соскользнула.
Процесс сварки медных проводов протекает без брызг, но шарик расплавленной меди при неосторожном движении может соскользнуть на незащищенные участки тела. Поэтому не стоит пренебрегать защитными очками и перчатками, а одежду из плотной материи застегивать на все пуговицы
Перед работой нужно обеспечить хорошее проветривание помещения, так как электроды, особенно угольные, при нагреве дымят.
Форма жала
Форма наконечника зависит от вида производимой работы. При этом некоторые конструкции паяльников не подразумевают использования сменных наконечников, и в таком случае замена жала становится затруднительной и отнимает много времени. Кроме того существуют паяльники с регулируемой длиной жала.
Жала бывают в форме клина (отвертки), стержня со скошенной кромкой, конусообразные, в форме иглы. Самой удобной, универсальной формой является форма отвертки, так как она подходит для выполнения разных работ. Эта форма позволяет быстро нагреть необходимую деталь, а припой на таком жале держится лучше, чем на жалах других форм.
Паяльники с медными жалами и без регуляторов температуры
Обычно такие паяльники называют советскими. И под этим подразумевают, что паяльник выполнен с деревянной ручкой, нихромовым нагревателем и медным жалом.
Такие паяльники уже морально устарели. Да, они и сейчас выпускаются, но это объясняется их дешевизной и простой сборкой.
Медные жала для таких паяльников отличаются скудным разнообразием. Обычно это конусы и плоские жала.
Чем же плохи такие медные жала:
- Они выгорают;
- Такой тип жал плохо регулирует температуру из-за особенностей своей конструкции;
- Такими огромными жалами тяжело паять современные платы, где есть SMD компоненты.
Эти паяльники дешевые, надежные и простые. Можно паять провода, трубы (паяльниками большой мощности), DIP радиодетали, но не более того. Для тонкой работы такой вариант не годится. Современная электроника намного сложнее, поэтому и требования к монтажу и паяльникам изменились.
Требования к современным паяльникам на 2021 год
Если вы собираетесь паять платы, ремонтировать электронику, то от паяльника требуется:
- Наличие терморегулятора (регулировки температуры);
- Разные жала по форме и размерам;
- Хорошие характеристики по стабильности температуры на жале.
В настоящее время не все паяльники соответствуют представленным требованиям. Разберем популярные паяльники среди радиолюбителей и электронщиков.
Как выбрать паяльник и припой для пайки проводов?
Пайка проводов – это традиционный способ соединения в электронике и электротехнике. Его применяют и для слаботочных схем, и для высоковольтных силовых контуров. Пайка прочна и долговечна, выдерживает действие вибрационных нагрузок.
Как пользоваться паяльником?
Сущность процесса состоит в нанесении на совмещенные концы проводников или выводов электронных компонентов капли расплавленного припоя. Кристаллизуясь, припой прочно присоединяется к металлу и возникает неразъемное электропроводное соединение.
Для того, чтобы припой прочно соединился с жилами или контактами, необходимо провести подготовку. Контакты и провода обрабатывают специальными веществами, разрушающими тугоплавкие оксидные пленки и увеличивающими смешиваемость поверхностей жидким припоем.
Кроме того, подготовки требует и сам паяльник. Его жало следует периодически зачищать напильником от нагара и окалины, затачивать, придавая оптимальную форму.
Весьма важна также операция лужения. В ее ходе поверхность жала и припаиваемых контактов покрывается тонким слоем припоя.
Особенности
Основная особенность пайки медных проводов паяльником состоит в необходимости обеспечения качественного механического контакта соединяемых жил и контактов.
Для этого применяют скручивание их кончиков либо удержание вместе с помощью рук, пинцетов, острогубцев и паяльных зажимов.
Методы скручивания кабелей. Внизу, красным — скрутка по-британски.
Какой тип скрутки выбрать, определяется напряжением и силой тока, которую должно выдерживать паяное соединение, вибрационными нагрузками, а также рядом других особенностей будущей эксплуатации.
Кабели, подверженные статическим либо динамическим нагрузкам, должны состоять из нескольких жил. Эти жилы скручивают по-британски.
Почему невозможно пользоваться очень маленьким паяльником при пайке? Ответ прост: ему не хватит мощности, чтобы качественно прогреть соединение. Отлично справляется простой электропаяльник. При больших объемах работ используют станции с регулируемой температурой жала. Питается аппарат от инвертора. Предварительного прогрева иногда проводят портативной газовой горелкой.
Что потребуется для работы?
Помимо паяльника, понадобится припой, флюсовый состав, подставка, паяльные зажимы. Для подготовки жала нужен малый напильник или надфиль.
Чтобы удерживать нагреваемые кабели, понадобится пинцет либо пассатижи.
Канифоль и флюсы
Пайка медных проводов потребует подготовки. Концы проводников очищают от механических загрязнений, следов коррозии, окисного слоя и, возможно, от электротехнического лака. Это делают с помощью химической обработки.
Канифоль разогревают жалом, окунают в нее прогретый конец проводника. Удобнее применять флюсы. Они представляют собой смесь кислот или щелочей. Емкости с ними снабжены кисточкой для дозированного нанесения. Потом остатки флюсовой пасты потребуется удалить, чтобы они не разъели контакты и конструкции.
Технология пайки и лужения
Для того, чтобы спаять или облудить провода, их нужно расположить так, чтобы они располагались по возможности горизонтально и был доступ со всех сторон для жала паяльника. Вопреки многим рекомендациям, нельзя ставить скрутку вертикально, поскольку при пайке капли расплавленного припоя могут скатиться со скрутки и нарушить изоляцию в нижележащих проводниках.
Если вовремя не обнаружить и не удалить такую каплю, то она впоследствии, может вызвать короткое замыкание. Для лучшего контакта жала паяльника с проводом, конец жала должен быть плоским и хорошо облуженным. Окисленное жало имеет темный цвет, не держит припой и для пайки не годится. Зачистить жало можно с помощью мелкозернистого напильника. Зачищенный конец немедленно окунают во флюс и облуживают путем растирания капли припоя на поверхности деревянного брусочка (Рисунок 4).
Рисунок 4. Облуживание жала паяльника
Совет #2. Удобно совместить зачистку и облуживание на кусочке наждачной бумаги, заранее присыпав его порошком канифоли и небольшими кусочками припоя.
Хорошо залуженное жало должно быть блестящим, не иметь раковин. При плавке припоя он должен оставаться на конце жала в виде небольшой выпуклости (Рисунок 5).
Рисунок 5. Правильно облуженное жало паяльника.
Для облуживания провод нагревают паяльником и, одновременно, прикасаются к месту нагрева кусочком канифоли до ее плавления. Жидкий флюс наносят заблаговременно, до начала нагрева. Проводя жалом паяльника вдоль провода, равномерно покрывают его слоем припоя. Многожильные провода до скрутки не облуживают, поскольку потом скрутить их будет невозможно.
Облуженные провода скручивают между собой. Для пайки технология несколько отличается, поскольку тут требуется большее количество припоя. После нанесения флюса паяльником прогревают одновременно скрутку кончик прутка припоя. Расплавленную каплю равномерно распределяют по всей поверхности, следя, чтобы она была полностью покрыта слоем припоя. При необходимости процедуру повторяют. Здесь главное — не перегреть провода, чтобы не расплавилась изоляция. При спайке тонких проводов припой переносится на кончике жала. Многожильные провода требуют большого количество флюса, чтобы он мог заполнить все свободное пространство между жилами.
Методы спаивания
Проблемой при использовании алюминиевых проводников является их быстрое окисление. Пленка оксида оказывает значительное препятствие прохождению электрического тока при соединениях. Для этого скрутки алюминиевых проводов пропаивают.
Паять алюминиевые провода в распределительной коробке можно, пользуясь паяльником или газовой горелкой. Применять паяльник сложнее из-за невозможности точно осуществить нагрев до необходимой температуры. А для алюминия перегрев так же неприемлем, как и недогрев.
Металл обладает большой теплопроводностью, и изоляция на большом участке от места пайки может просто оплавиться.
Газовой горелкой регулировать температуру нагрева проще, но ею долго осуществлять подготовку поверхности. Тем не менее, именно горелку нужно будет применять, если необходимо припаять какие-либо массивные детали друг к другу. В любом случае, при пайке алюминиевых проводов нужна их подготовка.
Как варить медные провода
Сварка медных проводов не требует большого опыта. Порядок работы таков:
- Токоведущие жилы зачищаются от изоляции. Затем оголенные проводники скручиваются.
- Со стороны изоляции к скрутке подключается один из сварочных проводов. Это удобно делать при помощи пассатижей или каких-либо самодельных зажимов.
- К противоположному концу скрутки необходимо прикоснуться угольным электродом. Загорится небольшая сварочная дуга. Конец скрутки расплавится. При необходимости операция повторяется несколько раз до образования на конце соединения прочной аккуратной капли расплавленного металла.
- После сварки полученную скрутку необходимо заизолировать монтажными колпачками, термоусаживаемой трубкой или изоляционной лентой.
Пайка многожильных проводов
Многожильные проводники быстро нагреваются от паяльника и легко лудятся. Для пайки проводов понадобится стриппер (щипцы для зачистки проводов), паяльник, жидкая канифоль и припой.
Подготавливаем оба провода.
Нанесите жидкую канифоль на место соединения. Жидкая канифоль проникает внутрь проводков и тем самым повышает качество пайки. И канифоль дешевле любого другого флюса. Дорогих и качественных флюсов для такой пайки не требуется. Тем более, когда надо спаять сотню проводов.
Температура пайки до 300 °C. С такой температурой паяльник не повредит изоляцию на проводе.
Наносим припой на паяльник и несколькими ровными движениями проходим по месту пайки. Время пайка не более 3 секунд. За это время канифоль успевает испариться. А без канифоли припой начнет собираться в кучки, и будет плохо паяться.
Если на контакте есть комки припоя и трещины, повторите процедуру заново. Дождитесь остывания контакта, иначе можно повредить кисточку от жидкой канифоли.
Другой способ
Альтернативный вариант — это лужение контактов перед их спаиванием. Такой метод снижает скорость работы, однако он позволяет добиться высокого качества пайки.
Скручиваем два провода в единую жилку отдельно друг от друга и залуживаем их припоем. Далее прислоняем их друг к другу, наносим канифоль и спаиваем.
Качество контакта получается выше, но припоя тратится больше.
Изоляция и термоусадки
Провода надо обязательно изолировать, будь это наушники или блок питания. Для этой цели подойдут термоусадки. Они бывают разных размеров, цветов и материалов.
Отрезаем термоусадку с запасом.
Закрываем контакт.
Если у вас паяльная станция, можно обойтись и 100 °C. Если нет, то можно использовать огонь от зажигалки или спички.
Нагреваем термоусадку с одного конца, плавно переходя на второй.
Термоусадка приклеивается к проводу.
Если нет термоусадки, то можно воспользоваться изолентой. А синяя изолента добавляет психологически +10% к прочности контакта.
Конструкция электропаяльника и принцип работы
Конструкция прибора имеет 4 основных элемента:
- шнур с вилкой;
- держатель;
- нагреватель;
- стержень (жало).
Есть и более сложные модели, которые могут иметь регуляторы мощности и температуры, трансформатор, преобразователь частот, кнопки управления.
Принцип работы электропаяльника следующий: через нагревательный элемент осуществляется накал стержня, температура которого может доходить до 450 °C. Раскаленным жалом прогреваются спаиваемые поверхности, осуществляется их лужение; расплавляется, а затем наносится специальный сплав (припой). После его остывания образуется прочное соединение.
Сваривание проводов из алюминия
Сварка алюминиевых проводов графитовым электродом возможна, но требует некоторого опыта. В расплавленном виде алюминий более текучий чем медь. Поэтому во время жидкой фазы он способен просто вытечь с места соединения. После застывания также есть особенности. Алюминий хрупкий, токоведущая жила легко обламывается в месте сварки.
Дополнительная информация. Гораздо удобнее сваривать алюминиевую проводку газовой горелкой. Для этого заранее подготовленная скрутка нагревается пламенем. Затем тонким железным прутком (гвоздь, отвертка) необходимо разорвать оксидную пленку и позволить металлам свариваемых жил перемешаться друг с другом. Это сложно, требует практики, но гарантирует самое надежное соединение алюминиевых токоведущих жил.
Работа с электронными компонентами
Пайка электроники — наиболее обширная и сложная тема, требующая опыта, навыков и специального оборудования. Однако заменить неисправный элемент на печатной плате сможет и дилетант даже при наличии одного лишь сетевого паяльника.
Выводные элементы (которые с ножками) паять проще всего. Они предварительно неподвижно фиксируются (пластилином, воском) выводами в отверстиях платы. Затем с обратной стороны паяльник плотно прижимается к хвосту для его прогрева, после чего в место спайки вводится проволочка припоя, содержащего флюс. Слишком много олова не нужно, достаточно чтобы оно затекло в лунку со всех сторон и образовало некое подобие вытянутого колпака.
Если выводной элемент болтается и его нужно придерживать руками, то место спайки сперва смачивается флюсом. Его нужно очень небольшое количество, здесь оптимально использовать флаконы от лака для ногтей, предварительно промытые ацетоном. Олово при такой технике пайки набирается на паяльник в небольшом количестве и его капелька аккуратно подносится к выводу элемента в 1–2 мм от поверхности платы. По ножке припой стекает, равномерно заполняя лунку, после чего паяльник можно убирать.
Очень важно, чтобы соединяемые детали оставались неподвижными до полного остывания припоя. Даже малейшее нарушение формы олова при кристаллизации приводит к так называемой холодной спайке — дроблению всей массы припоя на множество мелких кристаллов
Характерный признак такого явления — резкое помутнение припоя. Его нужно разогреть заново и дождаться равномерного остывания в полной неподвижности.
Некачественная, холодная пайка
Для поддержания олова в жидком состоянии, достаточно чтобы паяльник контактировал залуженной поверхностью жала с любой точкой увлажнённого участка. Если паяльник буквально прилипает к спаиваемым деталям, это свидетельствует о недостатке мощности для нагрева. Для пайки чувствительных к нагреву полупроводниковых элементов и микросхем обычный припой можно смешивать с легкоплавким.
Как научиться паять платы
Перед тем как приступить к сложной пайке, например, к работе с диодными лентами, специалисты рекомендуют начинающим мастерам обзавестись недорогими бюджетными платами. Потренировавшись на них и освоив стандартные приемы пайки, спустя некоторое время новичок научится паять микросхемы.
Этот вид пайки состоит из последовательных этапов:
Подготовительный. Перед началом работы нужно обеспечить прочное соединение и понизить сопротивление. С этой целью поверхность нужно хорошенько очистить от жиров и пыли. Для обезжиривания можно применять салфетки и мыльный раствор. Ацетон используется, когда нужно начистить поверхность схемы до блеска. В качестве более безопасного растворителя рекомендуется метил гидрат. Он так же эффективен, как и ацетон, но имеет не такой резкий запах.
Размещение спаиваемых деталей платы. Прежде чем научиться паять схемы, нужно знать места расположения всех ее элементов. В самую первую очередь пайке подлежат плоские детали. Это резистор и варистор. После приступают к конденсатору, транзистору, трансформатору, микрофону и потенциометру. Такая поочередность гарантирует безопасность элементов платы, чувствительных к температурному воздействию.
Нагревание соединения для улучшения теплопроводимости металла. Жало паяльника необходимо на несколько секунд прислонять к компонентам схемы
Важно при этом не допустить её перегрева. О нем будут свидетельствовать появившиеся на поверхности пузыри
В таком случае паяльник нужно убрать из зоны пайки.
Нанесение припоя. Выполняется до тех пор, пока на схеме не появится небольшое возвышение.
Снятие излишков. Выполняется после затвердения и остывания припоя. Рекомендуется не спешить, а дать время схеме некоторое время остыть. Это важно, поскольку можно нарушить произведенные соединения, и работу придется выполнять заново.
Научиться паять схемы должен каждый мужчина. Это даст возможность собственноручно чинить штекеры, модемы и т. д.
Пайка как процесс не ограничивается только работой с медными проводами и микросхемами. Овладев умением использовать паяльник на проводах, можно переходить к последующим, более сложным операциям с применением различных припоев и разнообразных металлов.
Типы наконечников
Жала паяльников имеют несколько разновидностей и бывают выполнены из керамики, меди, а также могут иметь серебряное, алюминиевое, никелевое покрытие.
Медное жало
Такие жала устанавливаются в электропаяльниках.
Достоинства:
- хорошая теплопроводность;
- теплоемкость.
Недостатки:
- окисление стержня и как следствие снижение его функциональности;
- такое жало приходится зачищать, оно истончается и вскоре нуждается в замене.
Жало с покрытием из никеля
Такое жало также входит в конструкцию электропаяльников, и приборов с керамическим нагревателем.
Достоинства:
- не обгорает в процессе работы;
- отпадает необходимость регулярно зачищать его.
Недостатки:
- высокая стоимость;
- хрупкость материала.
Керамическое жало
Его корпус выполнен из керамики, а наконечник обычно медный, покрытый никелем.
Достоинства:
- теплопроводность;
- стойкость к коррозии;
- отсутствие необходимости в постоянной очистке.
Недостатки:
- высокая стоимость;
- хрупкость керамического корпуса.
