Один из самых надежных способов соединения проводов — пайка. Это процесс при котором пространство между двумя проводниками заполняется расплавленным припоем. При этом температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления соединяемых металлов. В домашних условиях чаще всего используется пайка паяльником — небольшим устройством, работающим от электричества. Для нормальной работы мощность паяльника должна быть не менее 80-100 Вт.
Что нужно для пайки паяльником
Кроме самого паяльника нужны будут припои, канифоль или флюсы, желательно иметь подставку. Еще в процессе работы может потребоваться небольшой напильник и маленькие пассатижи.
Канифоль и флюсы
Чтобы получить хорошее соединение проводов, необходимо их очистить от загрязнений, в том числе и от оксидной пленки. Если моно-жилы еще можно очистить вручную, то многожильные проводники нормально зачистить не удастся. Их обычно обрабатывают канифолью или флюсом — активными веществами, которые растворяют загрязнения, в том числе и оксидную пленку.
И канифоль и флюсы работают неплохо, только флюсами пользоваться проще — можно окунуть кисточку в раствор и быстро обработать провода. В канифоль надо проводник положить, затем разогреть его паяльником, чтобы расплавленное вещество обволокло всю поверхность металла. Недостаток использования флюсов — если они остаются на проводах (а они остаются), постепенно разъедают прилегающую оболочку. Чтобы этого не случилось, все места пайки надо обработать — смыть остатки флюса спиртом.
Канифоль считается универсальным средством, а флюсы можно подбирать в зависимости от металла, который собираетесь паять. В случае с проводами это медь или алюминий. Для медных и алюминиевых проводов берут флюс ЛТИ-120 или буру. Очень неплохо работает самодельный флюс из канифоли и денатурированного спирта (1 к 5), кроме того его просто сделать своими руками. В спирт добавить канифоль (лучше пыль или очень мелкие ее кусочки) и встряхивать до растворения. Потом этим составом можно обрабатывать проводники и скрутки перед пайкой.
Припои для пайки паяльником медных проводов используют ПОС 60, ПОС 50 или ПОС 40 — оловянно-свинцовые. Для алюминия больше подходят составы на основе цинка. Наиболее распространенные — ЦО-12 и П250А(из олова и цинка), марки А (цинк и олово с добавлением меди), ЦА- 15 (цинк с алюминием).
Очень удобно пользоваться припоями, в состав которых входит канифоль (ПОС 61). В этом случае отпадает необходимость в предварительной обработке каждого проводника в канифоли отдельно. Но для качественной пайки паяльник надо иметь мощный — 80-100 Вт, который может быстро разогреть до необходимых температур место пайки.
Вспомогательные материалы
Для того чтобы нормально паять паяльником провода нужны еще:
Для смывки флюса может потребоваться спирт, для изоляции — изолента или термоусадочные трубки различных диаметров. Вот и все материалы и инструменты, без которых пайка паяльником проводов невозможна.
Процесс пайки электропаяльником
Вся технология пайки паяльником проводов может быть разделена на несколько последовательных этапов. Все они повторяются в определенной последовательности:
Вот, собственно и все. Таким же образом можно спаять два или более провода, можно припаять провод к какой-то контактной площадке (например, при пайке наушников — провод припаять можно к штекеру или к площадке на наушнике) и т.п.
После того, как закончили паять паяльником провода и они остыли, соединение необходимо изолировать. Можно намотать изоленту, можно надеть, а потом разогреть термоусадочную трубку. Если речь идет об электропроводке, обычно советуют сначала навернуть несколько витков изоленты, а сверху надеть термоусадочную трубку, которую прогреть.
Отличия технологии при использовании флюса
Если используется активный флюс, а не канифоль, процесс лужения изменяется. Очищенный проводник смазывается составом, после чего прогревается паяльником с небольшим количеством припоя. Далее все как описано.
Пайка скрутки с флюсом — быстрее и проще
Есть отличия и при пайке скруток с флюсом. В этом случае можно каждый провод не лудить, а скрутить, затем обработать флюсом и сразу начинать паять. Проводники можно даже не зачищать — активные составы разъедают оксидную пленку. Но вместо этого придется места пайки протирать спиртом — чтобы смыть остатки химически агрессивных веществ.
Особенности пайки многожильных проводов
Описанная выше технология пайки подходит для моножил. Если провод многожильный, есть нюансы: перед лужением проводки раскручивают чтобы можно было все окунуть в канифоль. При нанесении припоя надо следить чтобы каждый проводок был покрыт тонким слоем припоя. После остывания, провода снова скручивают в один жгут, дальше можно паять паяльником как описано выше — окунув жало в припой, прогревая место спайки и нанося олово.
При лужении многожильные провода надо «распушить»
Можно ли паять медный провод с алюминиевым
Соединение алюминия с другими химически активными металлами напрямую делать нельзя. Так как медь — химически активный материал, то медь и алюминий не соединяют и не паяют. Дело в слишком разной теплопроводности и разной токопроводимости. При прохождении тока алюминий нагревается больше и больше расширяется. Медь греется и расширяется значительно меньше. Постоянное расширение/сужение в разной степени приводит к тому, что даже самый хороший контакт нарушается, образуется токонепроводящая пленка, все перестает работать. Потому медь и алюминий не паяют.
Если возникает такая необходимость соединить медный и алюминиевый проводники, делают болтовое соединение. Берут болт с подходящей гайкой и три шайбы. На концах соединяемых проводов формируют кольца по размеру болта. Берут болт, надевают одну шайбу, затем проводник, еще шайбу — следующий проводник, поверх — третью шайбу и все фиксируют гайкой.
Есть еще несколько способов соединить алюминиевую и медную линии, но пайка к ним не относится. Прочесть о других способах можно , но болтовое — наиболее простое и надежное.
Многие могут спаивать провода и радиодетали, но не каждый паял металл. В этой статье я максимально коротко и с примерами изложу принцип пайки металла.
Введение
Начнём с общих представлений о пайке. Пайка это физико — химический процесс получения соединения в результате взаимодействия припоя и спаиваемого металла. Она имеет сходство со сваркой плавлением, но всё же между ними имеются различия. При сварке в месте шва свариваемые детали плавятся, а при пайке паяемый материал не плавится. Так же в отличие от сварки пайка осуществляется при температурах ниже плавления спаиваемого металла. Формирование шва при пайке происходит путём заполнения припоем зазора между соединяемыми деталями, т.е. процесс происходит за счёт смачивания и капиллярного эффекта.
Встаёт вопрос, зачем же пользоваться пайкой, если сварка лучше скрепляет детали. На это есть свои плюсы:
- Пайка более доступна, чем сварка.
- При пайке соединения получается разъёмными.
- Сварке не поддаются маленькие детали.
Пайка — достаточно прочное соединение, если соблюдать технологию.
Оборудование
Для спаивания металла необходимо следующее основное оборудование:
♦ Паяльник . Мощность зависит от размера спаиваемых деталей. Для пайки небольших деталей (жесть, проволока, болтики) сойдёт паяльник ватт на 60, для более крупных — 100 ватт и выше. Я использую 2 паяльника — на 65 и 100 w, для домашних условий это вполне достаточно.
На том, как залудить паяльник я подробно останавливаться не буду, в интернете есть отдельные статьи про это. Скажу лишь основное:
— При первом включении паяльника ему нужно дать обгореть — выставить включённым его на улицу и подождать когда перестанет вонять и дымиться.
— Олово должно равномерно покрыть жало. При нагреве жало будет выгорать, его нужно будет затачивать и заново лудить.
♦ Паяльная кислота и припой . Деревянная палочка используется для нанесения кислоты.
♦ Вспомогательные приспособления . К ним относятся напильник и наждак, необходимые для зачистки паяльника и деталей.
Так же паяльнику нужна подставка. Самое простое что можно использовать в качестве подставки — любой металлический предмет, с которого паяльник не будет скатываться.
Для удержания спаиваемых деталей используются различные инструменты, например тиски и плоскогубцы. Так же детали можно закрепить гвоздиками на доске.
Основы пайки
Давайте теперь разберемся, какие металлы легко поддаются пайке:
- Серебро
- Латунь
- Никель
- Железо
- Нержавеющая сталь
Остальные металлы паяют при помощи специальных флюсов и другой технологии. В данной статье эта тема затрагиваться не будет.
С металлами разобрались, теперь приступаем к изучению процесса пайки:
- Зачищаем то место, где будет располагаться шов. Для этого я использую .
- Обезжириваем место спайки, используя ацетон, бензин и т.д.
- Наносим на шов деревянной палочкой паяльную кислоту. Делаем это как можно ровнее, т.к. в дальнейшем ровно по этому место растечётся припой.
- С заранее залуженного паяльника удаляем окислы (если они имеются) и прикасаемся им к палочке припоя. Припой должен лечь на жало ровной каплей. Если этого не происходит, значит паяльник плохо залужен.
- Прикасаемся жалом к месту спайки. Нельзя ожидать, что при первом же прикосновении паяльника произойдет спайка. Для этого необходимо прогревать спаиваемые поверхности до температуры плавления припоя. Тепло от паяльника передается на спаиваемое место не сразу. Жесть, проволоки и другие тонкие части прогреваются довольно быстро, но не моментально. На прогрев толстых материалов нужно сравнительно много времени.
- Для спайки тонких частей надо довольно медленно вести паяльником, передвигая его дальше, когда припой растечется и зальет шов. При спайке толстых предметов приходится относительно долго держать паяльник на одном месте и ждать, пока прогреются спаиваемые поверхности и припой растечется по шву.
- Проведя паяльником на некоторое расстояние, двигают его немного назад, затем снова вперед и опять назад, до тех пор, пока припой не разольется ровной и чистой дорожкой. По мере израсходования припоя, его набирают с палочки. Набирать много припоя не следует, особенно, если спаиваемые поверхности ровно и плотно соединены; избыток припоя приведет к образованию натеков.
- По окончании пайки необходимо смыть остатки кислоты водой. Если кислота плохо смывается, используйте мыло. Не смытая кислота приведёт к окислению металла.
Лучше всего обучаться пайке на белой жести. Её не нужно зачищать, но необходимо обезжиривать. При наличии жира кислота не смачивает поверхность жести. Ниже рассмотрены примеры спаивания проволок и жести. Для обучения можно повторить всё это.
Спаивание жести / листового металла
Соединение «Впритык»
Качество: Малопрочно
Соединение «Внахлёст»
Качество: Прочно
Соединение «В замок»
Качество: Очень прочно
Спаивание проволоки
Соединение «Впритык»
Качество: Малопрочно
Соединение «Внахлёст»
Качество: Прочно
Соединение «С усилением»
Качество: Очень прочно
Для усиления на левом соединении используется намотанная виток к витку медная проволока, на правом — стержень и резьба обёрнуты полоской жести:
Пайка – это процесс при котором создается соединение металлических частей, за счет химической реакции, которая происходит между металлом и расплавленным припоем. При этом не происходит механического повреждения кристаллической структуры материала соединяемых частей.
Что к чему можно паять?
Не получится паять алюминий или ржавый металл, хромированные объекты, так как на поверхности элементов формируется оксидная пленка, которая будет препятствовать процессу соединения. Выполнять пайку подготовленных поверхностей можно из:
- железа и нержавеющей стали;
- меди, олова и латуни;
- цинка и никеля;
- серебра.
Как производится пайка стали?
Процесс любой пайки производится в три этапа: очистка соединяемых поверхностей от оксидных пленок, нагрев до температуры плавления припоя, нанесение припоя (пайка).
Так как к стали припаять олово? Что бы выполнить пайку стали необходимо выполнить следующие шаги:
- С поверхности соединяемых частей убрать посторонние материалы, стружку. Для этого можно использовать металлическую щетку или наждачную бумагу.
- В зоне соединения, на поверхности частей, необходимо нанести флюс (например, BS-35, при пайке обыкновенной стали, и BS-45, при пайке нержавеющей стали).
- Нагреть детали до требуемой температуры, соединить и нанести припой.
- С помощью воды или специального химического очистителя удалить остатки флюса. Если этого не сделать, то на месте пайки появится ржавчина, так как в состав флюса входит хлорид.
Типы нагревателей
Выбор типа нагревателя зависит от размеров и толщины запаиваемых стальных элементов. Если необходимо выполнить пайку стальной проволоки или тонких листов, то можно воспользоваться паяльником с хромоникелевым или керамическим нагревателем, подобрав соответствующую мощность, или же паяльником без нагревателя, который можно разогреть горелкой или на обычной газовой плите. Если необходимо выполнить пайку толстых листов стали, то для нагрева придется воспользоваться газовой или бензиновой горелкой. Во время работы паяльника, на жале будет образовываться окисление, которое будет снижать температуру паяльника.
Для очистки можно воспользоваться либо простой наждачной бумагой, либо специальным очистителем, например, ST-40. Если наконечник паяльника покрыть припоем, то это обеспечит более широкий диапазон теплопередачи и повысит эффективность пайки.
Выбор припоя
Припой – это сплав олова и свинца в определенном соотношении. Соотношение пропорций сплава определяет температуру плавления и вязкость получаемого сплава. Припой подбирается согласно требуемым характеристикам соединения и видам соединяемых материалов. При пайке стали следует использовать без флюсовые припои, а флюс наносить отдельно.
Как паять оловом? Пайка – образование механического контакта между металлическими поверхностями. Олово часто выступает в роли припоя – «прокладки» между поверхностями деталей, которая скрепляет их. Чтобы спаять две детали, недостаточно нагреть поверхность с оловом, а вторую деталь присоединить к ней, как на клей.
Температура поверхностей должна быть обязательно разной. Лучше приобрести паяльную станцию. Цена на нее около 1000 руб и выше. Вы можете получить такие преимущества, если будете работать не паяльником, а паяльной станцией:
- у паяльной станции регулируется температура нагрева;
- жало не перегорает, так заданная температура при работе держится постоянно;
- у паяльной станции, как правило, термостойкое жало;
- существуют антистатические паяльные станции. Это свойство незаменимо, если вы собрались паять полевые элементы. Стоит антистатическая паяльная станция 150-200$;
Что нужно для пайки олова
Кроме паяльника понадобится также флюс для удаления окислов. Ну, а олово будет припоем – тем самым «клеем» для соединения металлических деталей.
Какой флюс выбрать? Раньше паяли канифолью. Только вот смыть остатки канифоли, особенно, если паяется плата, тяжело. Особенно, если зазоры маленькие: вырастают дендриты.
На современном рынке можно легко найти большой выбор альтернативных канифоли флюсов. Они смываются водой, не вредят жалу паяльника. Такие флюсы для удобства еще и в шприцы упакованы. И цена может быть разной – вполне можно и недорогие найти.
Чистый оловянный припой практически не используется сейчас. В мотках и бобинах продается многоканальный припой. Это означает, что внутри оловянной проволоки уже есть флюс!
А в маленьких баночках вы можете найти активатор жала. Перед началом пайки его нужно обязательно залудить. Также необходимо сделать это и после пайки.
Также для пайки оловом понадобится нож и пассатижи. Начинаем готовить рабочее место. Возьмите одноразовую тарелку. Она будет служить для отходов. Позаботьтесь об освещении. Залудите контактные поверхности деталей. Нужно взять флюс, а затем нанести олово при помощи паяльника. Олово из паяльника обтечет контактную площадку уже при легком касании, если правильно была подобрана температура. Удалите остатки флюса.
Умение хорошо паять довольно сложно приобретается. Придется практиковаться, но результат стоит того.
Надеемся вы теперь знаете как паять оловом или хотя бы мы помогли советом. Если остались вопросы, задавайте их в комментариях.
Нередко возникает надобность скрепить стальные детали без сверлений, и без сварки. Выручит пайка стали. Но как это сделать правильно, ведь здесь имеются особенные нюансы. Несколько рекомендаций от специалистов.
Какая сталь паяется хорошо
Отдельные марки стали хорошо поддаются пайке, другие паяются с большим трудом, ни с каким припоем соединяться не желают, ни под каким флюсом. Как правило, мягкие стали «для гвоздей» легко паяются. На бытовом уровне это можно объяснить и тем, что материал усеян микроскопическими кратерами и неровностями. Но также имеются электротехнические марки, особо твердые и упругие, и применяемые для валов, точной механики. Здесь уже как повезет…
Вопрос в том, что определить марку на глазок домашнему мастеру невозможно. Узнать насколько хорошо паяется данная деталь из стали, или близкого к ней сплава, можно только экспериментальным путем.
Как выполняется соединение оловом – порядок действий
Все зависит от того, насколько удачно можно залудить данную деталь, насколько прочным окажется контакт оловянного припоя со сталью. Чтобы контакт оказался удовлетворительными, если это возможно вообще, нужно выполнить следующее:
- зачистку стали, химическую зачистка под припоем;
- разогрев детали до температуры плавления припоя, нахождение припоя на детали под флюсом некоторое время в текучем состоянии.
Зачистка стали выполняется сперва механически, — наждачной бумагой, убираются слои ржавчины и загрязнений. Затем в качестве флюса применяется состав, который хорошо реагирует с окислами железа.
Наиболее безобидной в применении, но эффективной в данном случае, оказывается ортофосфорная кислота, которую легко приобрести в автомагазине, как «очистку ржавчины».
Требуемая мощность разогревающих устройств полностью зависит от массы деталей.
Процесс пайки двух стальных деталей
Если нужно спаять два больших гвоздя, то мощности одного паяльника 100 Вт будет маловато. Для разогрева зажатого в тисках большого гвоздя, или подобной по массе детали из стали, нужно воспользоваться строительным феном. Или газовой горелкой.
Также понадобится вата на палочке, для подачи флюса в зону разогрева, и паяльник от 50 Вт.
- Зачищенная наждачкой сталь разогревается горелкой.
- На горячую деталь наносится ортофосфорная кислота и тут же подается паяльником расплавленный оловянный припой.
Как правило, у стальных деталей, которые поддаются пайке, возникает весьма прочная связь с оловом, т.е. происходи покрытие металла, — залуживание.
Это же повторяется с другой деталью. Затем разогреваются две детали, находящиеся вместе, и в зону контакта подается дополнительный припой паяльником.
Насколько прочна пайка стали, можно ли сделать прочнее
Прочность такого соединение будет обуславливаться многими факторами:
- прочностью связи припоя с металлом,
- площадью соединения,
- направлением нагрузки по отношению к спаянным плоскостям.
Но в любом случае прочность пайки оловом не идет ни в какое сравнение с тем, что привыкли понимать под прочностью характерной для стали или «сварка металла».
Упрочить можно применив другой припой, — специальные прочные составы и более тугоплавкие с включением серебра, цинка, меди и др.
Другое направление увеличения прочности – покрытие припоем не только плоскости, но и боковин детали, — охват детали припоем. Тогда сопротивление на отрыв при разнонаправленных нагрузках будет больше.
Особопрочная пайка, особые припои
Чтобы применить составы дающие прочное соединение со сталью, с собственной температурой плавления порядка 800 — 900 град, нужно использовать графитовый тигель.
Работу должны вести только специалисты по плавке металлов. Необходимо знать основы плавления металлов, порядок обращение с расплавами и технику безопасности. В общем, пайка стали сверхпрочными припоями выполняется на специализированных предприятиях.
Возможный состав припоя:
- 55% цинка, 45% меди, немного кремния для увеличения текучести.
Состав расплавляется под слоем угля в графитовом тигеле.
Стальные детали, подлежащие пайке, разогреваются газовой горелкой.
В качестве флюса используется ортофосфорная кислота.
Расплав подается на детали. Как правило, залуживание и пайка производятся за один разогрев и деталей и припоя.
Но подобная пайка стали по сложности превосходит простую сварку….
Но в быту, где нужно «залатать», «прикрепить», «состыковать» две стальные детали, нужно пользоваться припоями с низкой температурой плавления, типа свинцово-оловянных.
