При монтаже электрических схем и соединении металлических частей между собой используется надёжный и проверенный метод — пайка. Для спаивания частей из металлов применяется паяльник. Неопытным и начинающим монтажникам необходимо знать, как паять паяльником и что нужно иметь для работы.
Конструкции и разновидности
Процесс спаивания заключается в заполнении пространства между проводниками расплавленным материалом, преимущественно оловянно-свинцовыми припоями. Температура плавления припоев должна быть ниже, чем нагреваемая площадь жала. Паяльник должен выбираться в зависимости от типа и рода работ, необходимых для выполнения. Паяльники бывают электрическими и нагреваемыми под воздействием открытого огня.
Конструкции и разновидности паяльников:
С нихромовым нагревателем, изготовленным из проволки, намотанной на поверхность изолятора, внутрь которого вставляется жало. Такие инструменты медленно нагреваются и имеют сокращённое время службы.- С керамическим нагревателем, к выводам которого подводится электрический ток. Подобные паяльники характеризуются ускоренным нагревом и увеличенным сроком использования.
- Импульсные инструменты обладают мгновенным нагревом. Они включаются при помощи нажатия и удерживания кнопки. Всего через 2−3 секунды наконечник разогревается до необходимой температуры для работы с припоем. Паяльник выполнен в форме пистолета с наконечником.
- Газовые паяльники можно использовать автономно, это и является их основным достоинством. Рабочая часть жала направляется непосредственно на пламя горелки, посредством чего и происходит нагрев.
Для выполнения определённых видов паяльных работ электрические паяльники выбираются по мощности. Чтобы произвести пайку полупроводниковых элементов в схеме, достаточно мощности от 15 Вт до 25−40 Вт, в зависимости от размера нагреваемой поверхности радиоэлектронного компонента. Определённые виды паяльников имеют специальное назначение. Для лужения проводов хорошо подходят паяльники мощностью от 40 Вт и выше. Для соединения больших металлических площадей используют инструменты с мощностью 65 Вт, 80 Вт, 100 Вт, 150 Вт, 200 Вт, 300 Вт и 500 Вт. Электропаяльники выпускаются с разными питающими напряжениями:
- промышленные — 380 В;
- бытовые — 220 В, 36 В, 24 В, 12 В, 6 В;
- специальные — 42 В и 110 В, применяются на железнодорожном транспорте.
Подготовка инструмента к работе
Чтобы знать, как правильно пользоваться паяльником, нужно овладеть навыками подготовки инструмента к пайке. Первое, что необходимо выполнить после включения электропаяльника, — это залудить рабочий участок жала, который представляет собой цилиндрический стержень, изготовленный из медного сплава. Как правило, жало находится внутри нагревателя и фиксируется с помощью специального винта или других способов крепления, в зависимости от конструктивных особенностей паяльника.
Обработка жала
Первым делом необходимо обратить внимание на качество рабочей части жала. Тот конец жала, который обычно используется для паяния, необходимо подготовить к использованию. Форма может иметь вид лопатки или острозаточенной иглы, в зависимости от запланированного типа работы.
Чтобы подготовить рабочую поверхность жала, нужно выполнить следующие действия:
При помощи молотка оббить жало и придать ему форму лопатки (отвёртки). Можно использовать угловую заточку, которую лучше применять для пайки более массивных элементов. За счёт увеличения рабочей поверхности лучше передаётся тепло.- Для пайки мелких элементов (полупроводниковые радиокомпоненты, тонкие монтажные провода) край рекомендуется заточить в форме острого конуса. Так меньшим тепловым воздействиям подвергаются детали, которые боятся перегрева. Это обезопасит их от выхода из строя и позволит инструменту работать дольше.
- Заточку в форме конуса можно использовать на более мощных паяльниках для выполнения работ с крупными проводниками.
Для подготовки рабочей части жала применяют молоток, напильник или надфиль, наждачную бумагу, припой и флюс. После обработки элемента молотком ему необходимо придать нужную форму при помощи напильника или надфиля, а затем зашлифовать наждачной бумагой.
Способы лужения
Следующим важным моментом является лужение конца жала, предотвращающее его от быстрого износа и коррозии. Для лужения можно использовать флюсы или сосновую канифоль. Необходимо не допускать перегрева паяльника, так как это затрудняет выполнение лужения. При первом включении паяльника может появиться дым, причиной которого обычно оказываются вещества, использованные при изготовлении инструмента.
Для дальнейшей эксплуатации приспособления важно знать, что нужно для пайки паяльником. Прежде всего необходимо произвести лужение. Оно осуществляется двумя способами.
Согласно первому способу, для лужения нужно:
- разогреть жало до оптимальной температуры;
- погрузить его конец в канифоль;
- растирать припой концом жала до появления блеска.
Второй способ предусматривает следующие этапы:
- Нужно смочить ветошь раствором хлористого цинка и протереть ею жало.
- После этого необходимо равномерно растереть расплавленный припой по поверхности жала с помощью куска поваренной соли.
Для лужения также можно применять различные флюсы и паяльные жиры (паяльное сало). Чтобы провести пайку проводов паяльником, необходимо подготовить сам инструмент, припой флюсы или канифоль, вспомогательные приспособления (подставку для паяльника, пассатижи, кусачки, пинцет, губку для чистки жала).
Технологические рекомендации
Необходимо соблюдать технику пайки паяльником. Перед спаиванием проводов их нужно предварительно зачистить от изоляции. После этого производится осмотр зачищенной поверхности. В зависимости от марки провода на ней также может присутствовать лак. Если изоляция снималась с проводов задолго до спаивания, может образоваться окисел. Существуют два способа снятия окисленных плёнок и лака:
- Механический, с использованием мелкозернистой наждачной бумаги. Такой способ применим для одножильных проводов большого диаметра. Многожильные, тонкие провода не рекомендуется зачищать таким образом, так как можно их оборвать.
- Химический способ используется для тонких многожильных проводов, но является более вредным для монтажника, так как токсичные растворители при вдыхании с воздухом попадают в легкие. Лаковое покрытие можно снять без предварительной зачистки с помощью ацетилсалициловой кислоты (аспирина). На таблетку укладывают провод и тщательно прогревают его паяльником. Температура и кислота снимают лак с поверхности провода.
При работе с эмалированными проводами можно применять специальный флюс, который разрушает покрытие и создаёт плёнку, защищающую от контакта с воздухом. Такой флюс называют активным. После окончания паяльных работ его необходимо удалить при помощи влажной ветоши или губки.
Если нужно припаять провод к металлической площадке (например, заземление), его необходимо предварительно залудить. Поверхность, к которой он будет припаян, нужно зачистить до появления блеска и обезжирить. Следом за этим наносится флюс, и укладываются кусочки припоя. Место тщательно прогревается, после чего к нему прикладывается провод.
Чтобы качественно припаять провод к нужному месту, необходимо соблюдать технологию пайки. Для этого используется припой ПОС-60 в комплексе с канифолью или специальными флюсами, так как они придают ему текучесть и пластичность при пайке, а также защищают поверхность от взаимодействия с кислородом.
Спаивать провода нужно хорошо прогретым паяльником, чтобы его температуры хватало для плавления припоя. Зачищенный провод опускается в расплавленную паяльником канифоль. Предварительно набрав припоя, необходимо несколько раз провести жалом по оголённому проводу, после чего уже залуженный проводник можно запаять в необходимом месте. Для удобства работы можно использовать приспособление «третья рука». С его помощью фиксируется проводник, к которому будет припаян провод.
Пайка оцинкованного железа
При производстве оцинкованных изделий из углеродистой стали их часто покрывают цинком с помощью метода горячего погружения. Чтобы получить блестящую поверхность стали, в ванну добавляются свинец, олово и алюминий в количестве 1%. Листы из стали также покрываются цинком при помощи гальванического способа.
Оцинкованное железо трудно поддаётся пайке, поэтому 
необходимо иметь специальные активные флюсы, состоящие из концентрированной соляной кислоты и раствора цинкоаммониевого хлорида, а также флюсы на основе хлористого цинка и аммония с добавкой хлористого олова. Оловянно-свинцовые припои в сочетании с флюсами имеют хорошую текучесть и обеспечивают высокопрочные соединения.
Предварительно на спаиваемую поверхность наносится флюс, после чего соблюдается выдержка. Это нужно для того, чтобы прошла реакция. Для пайки необходимо иметь большой паяльник с высокой рабочей температурой. Перед тем как спаять проводники, нужно предварительно растереть поверхность соединения, а после спаивания следует удалить остатки флюса.
Чем паять нержавейку
Спаивание нержавейки является трудоёмким процессом. Оно производится при температуре от 500 до 700 градусов Цельсия с помощью припоя (тиноля). Припой для нержавейки выбирается исходя из условий пайки и состава стали. Сплав содержит не более 25% хрома и 25% никеля, такие составы дают очень прочные соединения. В качестве флюса используется бура, которая наносится на поверхность в виде пасты или порошка. После расплавления буры металл нагревается и становится ярко-красного цвета, затем в эти соединения вводится припой.
После окончания пайки оставшийся флюс удаляется при помощи воды или песочного обдувания. Применение азотной и соляной кислоты крайне нежелательно, так как может произойти реакция припоя и металла с разрушением последнего.
Самодельный молотковый паяльник
В домашних условиях можно изготовить мощный паяльник для спаивания массивных металлических элементов. Такой паяльник имеет высокую теплоёмкость, которая обеспечивает достаточную температуру для выполнения необходимых работ.
Нужно расклепать массивный медный брусок или толстый прут, чтобы изготовить жало. Его необходимо будет выточить при помощи напильника, чтобы получить отчётливые рёбра и грани. Угол должен составлять от 30 до 45 градусов. В качестве держателя можно использовать стальной пруток либо пластину, которая будет присоединена к паяльному жалу. Можно также изготовить ручку и прикрепить её к паяльнику.
