На часто задаваемый в поисковых системах запрос: «Зачем нужна пайка?» поможет ответить эта статья. Если говорить вкратце, то спайка используется для того, чтобы надежно соединить между собой провода, подсоединить питание к светодиодной ленте или закрепить деталь в печатной плате электронного прибора.
Учимся паять
Прежде, чем приступить к обучению умело паять, нужно знать, какие расходные материалы и приспособления для этого требуется.
Что нужно при пайке
Главным устройством, используемым для пайки, является паяльник. Для бытового использования достаточно устройств с мощностью 25-75 Вт. В современных паяльниках вместо нихромового нагревателя и медного жала используются керамический греющий элемент и жало из никелированного металла.
Преимуществами паяльников этого типа являются меньшее время, необходимое на разогрев до рабочей температуры и остывание, а также возможность плавной регулировки температуры с помощью специального блока питания. В некоторых моделях регулятор может быть встроен в корпус устройства.
Однако когда предстоит работа с тугоплавким припоем или требуется залудить крупные детали, необходимо использовать паяльники с большей мощностью.
Перед тем, как паять провода или заниматься сборкой печатных плат электронных компонентов, нужно определиться с типом жала паяльника. Устройства с плоским жалом применяются для работы с крупными радиодеталями или для лужения и соединения проводов среднего сечения.
Паяльники с конусным жалом необходимы для пайки деталей среднего размера, а с жалом в виде иглы – для работы с микросхемами или сборки светодиодного освещения.
Для чего нужен флюс
Кроме самого паяльника, для пайки нам нужен флюс и припой. Флюс необходим для очистки поверхности проводов или выводов радиодеталей от пленки окислов, жировых и других загрязнений, а также препятствования дальнейшему окислению места спайки. Флюс подбирается в зависимости от того, спайку каких металлов предстоит выполнить.
Для чего нужна канифоль? Этот флюс используется для соединения медных проводов пайки радиодеталей с медными выводами (в том числе лужеными). Канифоль может быть в твердой, гелеобразной или жидкой форме. Паяльная кислота используется для очистки сильно окисленных медных контактов перед пайкой или для снятия окислов со стальных поверхностей, включая нержавеющих. Для соединения пайкой алюминиевых проводов используется специальный флюс.
Для непосредственной пайки проводов или деталей применяются припои, температура плавления которых должна быть ниже температуры плавления соединяемых металлов.
Припои выпускаются на основе олова, свинца, никеля или других металлов в виде прутков или проволок различного диаметра.
Как научиться паять
Современные паяльники с никелированным жалом не требуют подготовки перед началом работы. Во время их эксплуатации достаточно периодически очищать жало от остатков припоя и флюса с помощью влажной губки.
А вот медное жало паяльника с нихромовым нагревателем требует специальной подготовки. Перед началом работ нужно:
Такую же процедуру нужно проводить время от времени, чтобы очистить жало от остатков пригоревшего флюса и припоя.
В следующих статьях мы расскажем, как пользоваться паяльником и как правильно паять провода.
Оба этих типа обладают как несомненными достоинствами, так и определёнными недостатками. У первых нихромовая проволока наматывается на диэлектрический теплопроводящий цилиндр (обычно из слюды, керамики или стеклоткани), внутрь которого вставляется паяльный стержень. Спираль в таких паяльниках находится снаружи, и поэтому большая часть тепла не используется, что и приводит к низкому КПД. Также у него довольно маленький ресурс, что при профессиональной работе в беспрерывном режиме приводит к частой замене инструмента либо к необходимости приобретать дополнительные приспособления в виде регулятора мощности для режима ожидания. С другой стороны они не боятся механических ударов и очень дёшевы в производстве, так как технология их изготовления за многие десятилетия достаточно отработана и оптимизирована.
У второго типа керамический нагревательный цилиндр вставляется в полое жало, за счёт чего заметно увеличивается КПД и уменьшается время нагрева, также при аккуратном обращении срок службы таких паяльников на порядок превышает нихромовые. С другой стороны, эти модели достаточно хрупкие, что в корне изменяет манеру обращения с ним при работе, так например, очень рискованно (как это принято в слюдпластовых) стряхивать припой с жала постукиванием. Технология производства таких моделей относительно новая, требует серьёзных вложений в заводское оборудование и поэтому они пока достаточно дорогие и выпускать их могут «не только лишь все».
Мощность
Стоит заметить, что паяльники, кроме различной мощности, выпускаются на различное напряжение питания. Наиболее востребованными являются напряжения 6 В, 12 В, 36 В, 220 В. Чем ниже напряжение, тем безопаснее паяльник для человека и некоторых радиокомпонентов, однако для всех напряжений ниже 220 В требуются преобразователи (трансформаторы).
Температура
Для различных видов паяльных работ требуется своя температура, которая выбирается в соответствии с термопрофилем спаиваемых деталей и выбранным припоем. Так например, микродеталям поверхностного монтажа требуется нагрев
260-270°С, мелким радиодеталям около
350 °С. Более высокая температура
40-80°С, чем паяемые детали, а те, в свою очередь, больше на 20-40°, чем припой.
94°С) до бессвинцовых припоев с температурой плавления
400°С и более. Температура нагрева серийно выпускаемых паяльников в основном зависит от его конструкции и мощности, а наиболее массовые модели нагреваются примерно до
Наконечник (жало)
Жало является очень важным элементом паяльника, основой его качественной работы, и первым, на что обращают внимание при работе. От его параметров зависит скорость, надёжность и удобство пайки, поэтому к его выбору необходимо отнестись крайне внимательно. Качественное жало должно обладать хорошей теплопроводностью, достаточной прочностью, защищённостью от окисления, долговечностью и т.д. Эти требования, зачастую, хорошо выполняются по отдельности у разных металлов, но, как правило,вызывают значительные трудности при попытке удовлетворить их все одновременно. Так, например, медный наконечник обладает отличной теплопроводностью, но очень быстро окисляется, покрывается слоем окалины и изнашивается, причём, чем активней флюс, тем сильнее износ. Для восстановления формы и дальнейшей защиты такого жала его необходимо периодически затачивать, а затем покрывать слоем припоя или лудить.
Процесс поиска идеального жала происходит перманентно. Так, в попытке улучшить характеристики медного жала, постоянно происходит поиск оптимального состава сплавов или вариантов расположения слоёв разных металлов, когда состав стержня отличается либо по длине (основная часть, например, из меди, стали или керамики, а кончик из серебра, никеля или сплавов меди), либо по толщине (когда сердцевина из одного материала, а покрытие однослойное или многослойное из других, что увеличивает защиту от воздействия активного флюса и износа). Однако, в таком варианте классическая манера и техника работы с захватом капли припоя и перенесением её затруднена, поэтому пайка обычно осуществляется «с подачей», когда припой с флюсом в форме проволоки подносится непосредственно к точке спайки без удержания его на жале. Это очень удобно для промышленного производства и использования на конвейере, а при ручной пайке такой способ требует некоторых навыков, а также фиксации и неподвижности всех элементов, так как обе руки будут заняты. При этом такие жала требуют очень аккуратного и бережного обращения, их нельзя подвергать перегреву или применять к ним какие-то усилия, они не должны подвергаться воздействию абразивов (напильников), ими нельзя отгибать загнутые выводы деталей, кроме того, теплопроводность у них несколько ниже, поэтому припой хуже плавится, что, соответственно, требует увеличения температуры. Также ими не следует долго работать на максимальной температуре, так как это приводит к окислению рабочей кромки, которую станет крайне сложно залудить. Ещё их нельзя оставлять надолго без припоя и крайне желательно уменьшить температуру нагрева в простое. Очищают такие жала специальной влажной губкой.
Критерии выбора
Дома в хозяйственных целях использовать паяльник приходится довольно редко, поэтому стараются выбирать всего одну модель, но на все случаи жизни. Чаще всего это эпизодические заделки мелких отверстий, пайка сетевых проводов, спайка различных мелких деталей из цинка, железа и меди, ремонт детских игрушек, прогревание закисших шурупов, плавка термоклея. Таким образом, для этого профиля основными критериями оказываются универсальная мощность, подходящая для большинства бытовых применений, минимальная цена, приемлемые размеры.
Хотя большинство электрических соединений может быть осуществлено клеммами, скрутками (с колпачками или без), винтовыми зажимами, гильзами и т.д., паяльник незаменим, когда требуется повышенная надёжность, например из-за последующей труднодоступности или даже невозможности подхода к месту соединения проводов, что бывает при заделки соединений штукатуркой или плиткой.
Этот профиль подразумевает, что на рабочем месте инженера уже имеется откалиброванная паяльная станция, термофен, газовый и керамический паяльники, то есть имеются все приборы для пайки широкого набора радиоэлектронных компонентов и требуется лишь дополнительный или запасной инструмент, в том числе для черновых и вспомогательных работ. Если же домашний мастер ментально дорос до ремонта не только личной аппаратуры, то ему стоит присмотреться к одной из паяльных станций.
Все о паяльниках. Устройство, виды, параметры выбора
Пайка микросхем, проводов, пластиковых и металлических деталей, выжигание. Все это осуществляется с помощью знакомого всем инструмента – паяльника. Он незаменим, когда нужно соединить мелкие детали путем нагрева – это известно всем. А вот чем отличается керамический паяльник от нихромового, в чем особенность импульсной модели и что такое паяльная станция – знает далеко не каждый. Наша статья поможет разобраться.
Содержание:
Возможно, вас удивит тот факт, что способ соединения материалов путем пайки был известен человечеству уже 5000 лет назад. Мелкие металлические детали соединялись за счет расплавления под воздействием высоких температур. Это широко использовали ювелиры, оружейники и другие мастера. Примитивные инструменты для пайки представляли собой ручные приспособления с узким металлическим наконечником, который нагревали на открытом огне. В начале XX века появился специальный электроинструмент под названием «паяльник». Что он собой представляет? Расскажем подробнее.
Принцип работы паяльника
Инструмент преобразует электрическую энергию в тепловую и передает тепло в зону пайки. Встроенный внутри нагревательный элемент накаляет рабочую часть – жало, при этом температура нагрева может достигать 400 – 450 °С. При воздействии на обрабатываемую поверхность раскаленный наконечник расплавляет припой, а он уже – соединяемые детали. При застывании расплавленной субстанции происходит их фиксация.
Выбирая паяльник, следует учесть, что по типу питания они бывают сетевые и аккумуляторные. Первые требуют подключения к электросети и используются в мастерских, быту, на производстве. Есть модели не только со стандартным напряжением 220 В, но и рассчитанные на работу с пониженным напряжением 12, 24 В и т.д. (питаются от понижающего трансформатора). Аккумуляторные имеют встроенные элементы питания, поэтому не привязаны к месту работы – это очень удобно, когда нужно быстро припаивать изделия в разных местах. Находят применение в ремонте музыкальной аппаратуры, автомобилей и электромонтажных работах. Но время функционирования аккумуляторных паяльников ограничено зарядом батареи, поэтому используют их для периодических задач. Когда пайка занимает большую часть процесса, например, при работе с микросхемами, необходим сетевой инструмент.
Основные виды инструментов
Хотите купить паяльник для работы или личного пользования? Не стоит приобретать первый попавшийся. Ведь нужно подходить к вопросу выбора с умом. Для простых задач, например, соединения пары проводов или оторвавшегося пластикового элемента, нужен один инструмент, для сложных – типа пайки микросхем и радиоаппаратуры – другой. Зная особенности разных видов паяльников, вы сможете выбрать подходящий для себя.
По принципу нагрева различают
По конструкции различают
Что выбрать? Решайте исходя из предстоящих задач. После того как вы определитесь с типом паяльника, следует учесть еще несколько важных характеристик, а также узнать о возможностях инструмента.
Какая модель подойдет вам?
Также важно учесть при выборе температуру нагрева. Максимальное значение может достигать 400 – 450 °С. Однако столь высокая температура нужна не во всех случаях. Именно поэтому у мастеров пользуются популярностью паяльники с возможностью регулировки рабочей температуры, например, в пределах от 100 до 400 °С. Инструмент можно настроить на плавление конкретного вида материала. У многих современных устройств есть термодатчик, который контролирует процесс нагрева и помогает поддерживать температуру на одном уровне. Время нагрева до рабочей температуры, как правило, составляет 4 – 6 минут.
Еще один важный аспект выбора – это тип жала паяльника. Прежде всего учитывайте его форму: существуют наконечники в виде конуса, иглы, стержня со скошенной кромкой, отвертки и т.д. Последний вид является универсальным, так как отлично подходит для удерживания припоя и имеет достаточную площадь рабочей части для прогрева. Если наконечник медный, путем заточки ему можно самостоятельно придать любую форму. Существуют несгораемые жала, которые покрыты защитным металлом, например, никелем. Обработке такие элементы не подлежат, поэтому необходимо сразу выбирать наконечники нужной формы или покупать паяльник с набором сменной оснастки. Стоит отметить, что никелированные жала служат дольше, так как медь внутри них не плавится. Однако такие изделия нельзя перегревать и подвергать ударным воздействиям.
Обратите внимание на комплектацию инструмента. Хорошо, если в набор входят наконечники, припой, флюс. Также пригодится кейс для хранения и переноски. Паяльные станции дополняются держателем, лупой, отсеком для очистки наконечника.
Выбирайте паяльник в нашем интернет-магазине! У нас вы подберете подходящую по параметрам модель, а также сможете купить необходимые для работы расходные материалы. Оформляйте заказ через сайт или звоните менеджеру по телефону 8-800-333-83-28.
Паяльник есть в арсенале многих мастеров – и не одних лишь электриков и радиолюбителей. Паяльником можно не только паять электродетали и соединять провода, спектр применений этого инструмента намного шире:
— паяльники используются для ремонта пластиковых деталей;
— автомастера используют их для ремонта радиаторов и бамперов;
— паяльником можно отремонтировать металлическую посуду или теплообменник холодильника;
— мастера-стекольщики используют паяльник для вырезания из стекла деталей сложной формы;
— паяльники применяются для обработки кожи при изготовлении кожаных изделий;
— а еще паяльником можно выжигать рисунки на дереве.
Принцип действия всех электропаяльников одинаков – нагревательный элемент передает тепло жалу, которым и осуществляется пайка. Однако форма и материал жала, температура нагрева и прочие характеристики паяльников различного назначения отличаются довольно сильно. И, чтобы подобрать инструмент, который станет надежным помощником в вашей работе, следует потратить немного времени, чтобы разобраться в характеристиках паяльников и в том, за что они отвечают.
Характеристики паяльников
Классический электропаяльник состоит из ручки, нагревательного элемента и жала. Нагревательный элемент может быть спиральным – из нихромовой проволоки, обмотанной вокруг жала, или керамическим – с пленочным нагревателем, расположенным в трубчатом керамическом элементе.
Конструкция паяльника с керамическим нагревателем обеспечивает минимум потерь тепла, поэтому такой паяльник греется намного быстрее. Кроме того, электрическая изоляция керамического нагревателя более надежна, и риск пробоя на корпус практически нулевой. Недостатки тоже есть: паяльники с керамическим нагревателем дороже и боятся ударов и падений – керамический элемент может сломаться, при этом расположенный в толще керамики нагреватель рвется и перестает работать.
Имеющиеся сегодня в продаже импульсные паяльники бывают двух видов:
— Собственно импульсные, жало которых представляет собой дугу из проволоки, нагревающуюся под воздействием проходящего через неё тока. Такие пальники довольно безопасны (жало горячее только во время пайки) и удобны, благодаря очень быстрому разогреву жала (2-3 с), но для пайки микросхем подходят плохо. Температура жала не регулируется и может оказаться слишком высока для пропайки тонких соединений. Кроме того, само жало находится под напряжением, которое может повредить низковольтную микроэлектронику.
— Электропаяльники со спиральным нагревателем, способные увеличивать мощность ТЭНа нажатием кнопки на корпусе. Называются импульсными, потому что на максимальной мощности могут работать недолго (5-15 секунд), после чего требуется делать перерыв на несколько минут. Такой паяльник может быть удобен при пайке мелких «деликатных» деталей – в режиме повышенный мощности можно быстро расплавить крупную каплю припоя, а низкая температура обычного режима защитит детали от перегрева.
Только не следует относиться к таким паяльникам как к обычным двухрежимным и всерьез воспринимать указанную максимальную мощность. Такой паяльник с мощностью, например, 30-130 Вт на 130 ваттах будет работать считанные секунды, и для пайки крупных деталей непригоден.
Паяльники для выжигания также встречаются двух видов:
— С дуговым проволочным жалом, нагреваемым проходящим через него током. От импульсных паяльников отличаются тем, что жало разогрето все время. Удобны для выжигания по дереву, но пожароопасны.
— Классические электропаяльники со специальным жалом (набором жал) для выжигания. Менее опасны, благодаря меньшей температуре жала, но работать можно не со всякими материалами. Для выжигания по дереву подходят плохо, но вполне пригодны для работы с кожей, тканью и пластиком.
Мощность паяльника – один из основных параметров, определяющих его возможности. Маломощные паяльники подходят для деликатных работ с мелкими деталями, паяльники большой мощности можно использовать для ремонта посуды и соединения проводов большого сечения.
Для распайки легкоплавкими припоями микросхем и деталей низковольтных печатных достаточно мощности в 5-15 Вт.
Для пайки крупных деталей, для работы с тугоплавкими припоями и для соединения электрических проводов сечением до 1 мм 2 потребуется паяльник мощностью 25-45 Вт.
Для пайки проводов общим сечением до 10 мм 2 мощность паяльника должна быть 60-100 Вт.
Для пайки высоковольтных проводов большого сечения и соединения проводов с токоведущими шинами потребуется паяльник мощностью 150-200 Вт.
Паяльниками мощностью 200-500 Вт можно лудить крупные детали и производить ремонт металлической посуды.
Большинство паяльников получают питание от сети 220 В, но в некоторых случаях приходится искать альтернативный тип питания.
Если рядом нет розетки, могут пригодиться паяльники с питанием от аккумулятора – для продолжительной работы они непригодны (заряда аккумуляторов хватает на считанные минуты работы), но для срочного ремонта вполне могут подойти.
Максимальная температура нагрева определяет область применения паяльника.
Температуры ниже 250°С используются для сварки полиэтиленовой пленки (130-180°С) и декоративных работ – тиснения кожи (80-150°С), создания узоров на ткани и т.п. Также на таких температурах производится пайка легкоплавкими припоями.
250-300°С годится для пайки мелких деталей, при пайке электрических проводов и при работе с тугоплавкими припоями такой температуры жала уже может не хватить.
300-350°С – считается оптимальной температурой для пайки электронных компонентов среднего размера.
350-450°С для пайки электросхем уже многовато, при такой температуре быстро окисляется жало, припой начинает выгорать, и возрастает риск перегрева деталей. Такая температура пайки может использоваться при работе с тугоплавкими бессвинцовыми припоями, для резки пластика, синтетических тканей
Температуры выше 450°С используются редко – при работе с тугоплавкими припоями и особо массивными деталями.
Если конструкция ручки и форма жала больше зависят от привычки и от личных предпочтений, то форма наконечника уже придает инструменту некоторые особенности.
Жало типа «конус» удобно при сквозном монтаже (и демонтаже), но оно плохо удерживает припой, поэтому для поверхностного монтажа подходит хуже. Собрать излишки припоя таким жалом практически невозможно. Кроме того, низкая теплоемкость (особенно у сильно заостренных «конусов») и маленькое пятно контакта затрудняют прогрев крупных контактов и капель припоя.
Жало типа «клин» является более универсальным – оно имеет большую теплоемкость, касание широкой гранью позволяет прогревать большие площадки, а при повороте на 90° пятно контакта сильно уменьшается и позволяет работать с выводами микросхем и тонкими дорожками печатных плат высокой плотности.
Кроме этих, самых распространенных форм наконечников, существует множество специализированных – «микроволна», предназначенная для пайки SMD-компонентов; ножи различных форм, предназначенные для резки пластика; фигурные наконечники для декоративных работ и т.д. Для возможности выбора наиболее подходящего для конкретной работы жала, на большинстве паяльников предусмотрена возможность его замены. Кроме того, жала со временем выгорают (особенно сильно это проявляется на медных – для поддержания формы их следует периодически обрабатывать напильником) и замена жала становится уже просто необходимой.
Подставка необходима для безопасной и эффективной работы, но имейте в виду, что она входит в комплектациюдалеко не всех моделей. Не счесть, сколько столов, полов и штанов прожжено из-за использования вместо подставки первых подвернувшихся предметов. Если у выбранной модели подставки в комплекте нет, крайне рекомендуется докупить её отдельно.
Варианты выбора паяльников
И для ремонта электроники, и для соединения электрических проводов подойдет универсальный паяльник мощностью 25-50 Вт с клиновидным жалом – такой инструмент будет нелишним в «арсенале» любого мастера.
Для пайки микросхем и электронных компонентов будет достаточно паяльника мощностью до 15 Вт.
Электропаяльник на батарейках может помочь с ремонтом в условиях отсутствия электроэнергии.
Если вы занимаетесь самыми разными паяльными работами – от пайки тончайших деталей до соединения высоковольтных проводов тугоплавкими припоями – выбирайте среди паяльников с регулировкой мощности и высокой максимальной температурой.
Для ремонта радиаторов, теплообменников и металлической посуды вам потребуется мощный паяльник с клиновидным жалом.
Главным устройством, используемым для пайки, является паяльник. Для бытового использования достаточно устройств с мощностью 25-75 Вт. В современных паяльниках вместо нихромового нагревателя и медного жала используются керамический греющий элемент и жало из никелированного металла.
Однако когда предстоит работа с тугоплавким припоем или требуется залудить крупные детали, необходимо использовать паяльники с большей мощностью.
Для чего нужна канифоль? Этот флюс используется для соединения медных проводов пайки радиодеталей с медными выводами (в том числе лужеными). Канифоль может быть в твердой, гелеобразной или жидкой форме. Паяльная кислота используется для очистки сильно окисленных медных контактов перед пайкой или для снятия окислов со стальных поверхностей, включая нержавеющих. Для соединения пайкой алюминиевых проводов используется специальный флюс.
