Пайка проводов паяльником: как сделать правильно

Распространенные проблемы при пайке

При работе с паяльником могут возникать такие затруднения:

1. Получение некачественного соединения. Проблема возникает при скреплении проводов из металлов, плохо поддающихся пайке. Реже спайка получается ненадежной из-за низкого качества припоя.
2. Разбрызгивание припоя. Этому способствует перегрев жала паяльника.
3. Невозможность расплавления припоя. Такая проблема свидетельствует о неправильном выборе мощности паяльника.
4. Попадание в соединение полимерных частиц, наблюдающееся при работе в ненадлежащих условиях.
5. Стекание олова с места пайки. Наблюдается при отказе от удаления оксидной пленки.

Исключить появление проблем помогает соблюдение правил пайки проводников, сделанных из того или иного металла.

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.

Чаще всего приходится паять медные провода, например, на наушниках, при ремонте бытовой техники и т.д.

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.

Припои и флюсы для пайки паяльником медных проводов

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).

Удобно пользоваться припоем с канифолью

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:

Подставка. Может быть она из металла полностью или на деревянной/пластиковой подставке закрепленные металлические держатели для паяльника

Также удобно, если есть небольшая металлическая коробочка для канифоли.

Паять паяльником удобнее с подставкой самодельной и фабричной — не очень важно

Напильник. Перед работой затачивают дало паяльника

Оно должно быть ровным и чистым без следов нагара. Тогда паяется легко.

Так надо затачивать жало паяльника

Пассатижи. Удерживать провода пальцами во время пайки сложно — медь и алюминий имеют высокую теплопроводность, что приводит к быстрому нагреву близлежащих участков. Потому паять паяльником провода удобнее, если их  удерживать пассатижами. Только должны инструмент  должен быть миниатюрным, с тонкими ручками и губками. В принципе, можно использовать пинцет, но на его верхушку (где держатся пальцами) желательно надеть термоусадочную трубку — сталь тоже быстро нагревается.

Пассатижи — для того чтобы придерживать провода

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.

Подготовка нового паяльника

Подготовка паяльника к работе заключается в том, чтобы прокалить его исполнительную часть (жало) до такого состояния, при котором оно сможет полноценно выполнять свои функции.

Дело в том, что у любого паяльного инструмента, только что принесённого из магазина, на жало имеются следы окислов меди (они образуются после длительного контакта с воздухом). Естественно, что этот налёт ухудшает контакт с рабочими составами (припоем и флюсом).

Для достижения этого необходимо предпринять следующие шаги:

• Во-первых, следует тщательно прокалить жало до состояния, пока металл не приобретёт красновато-оранжевый оттенок. С этого момента оно будет обгорать, то есть начинается процесс термического выжигания остатков окислов, сопровождающийся характерным резким запахом.
• Во-вторых, по истечении определённого времени, когда на поверхности жала появится характерный для меди нагар, следует соскрести его любым острым металлическим предметом.
• В-третьих, очищенное от нагара жало паяльника должно пройти ещё одну операцию, называемую лужением. Для того чтобы качественно залудить наконечники любого типа следует научиться отличать варианты их исполнения.

Последовательность выполнения пайки проводов

Технологический процесс спаивания двух металлических тонких проводников состоит из следующих этапов.

1. Зачистка поверхностей проводников, удаление коррозии, других загрязнений. Процесс выполняется аккуратно до блеска металла. Любой сторонний налёт сделает соединение ненадёжным.

2. Зачищенные концы проводников покрывают флюсом. Это специальное вещество, которое хорошо удаляет фрагменты окисла, а также предотвращает окисление проводов в процессе эксплуатации. При выборе флюса предпочтение стоит отдавать твёрдым и пастообразным веществам, жидкость в этом деле малопригодна.

3. С помощью паяльника расплавляется припой и ровным тонким слоем наносится на концы проводников. Припой должен хорошо соединиться к металлу.

4. Соединить провода временной скруткой или с помощью пинцета. В качестве альтернативы можно использовать тиски.

5. Нанесение флюса на стыковку для предупреждения образования ржавчины под припоем.

6. Расплавить паяльником припой и распределить вещество вокруг состыкованных концов проводников. Если фиксация оказалась слабой, рекомендуется подобрать другой вид припоя.

Завершаются работы очисткой жала паяльника и обработкой его неактивным флюсом (если оно луженое). Флюсованный инструмент поможет в дальнейшем выполнять качественную пайку. Хранить паяльник рекомендуется в закрытой коробке.

Варианты обработки проводов

Некоторым мастерам нравится метод лужения, при котором провода прижимаются паяльником к деревянной дощечке.

Это вполне приемлемая технология. Выделяющиеся при нагревании деревянной подложки газы в некоторой степени работают как флюс, способствуя удалению оксидов на металле.

Еще лучше удаляет продукты окисления расплав аспирина. Таблетку можно подкладывать под провода при лужении. Выделяющиеся из нагретой ацетилсалициловой кислоты газы хорошо обволакивают место соединения, удаляя с них все примеси. В результате провода будут успешно лудиться.

Существует своеобразный метод подготовки многожильных проводков, в которых тонкая медная основа покрыта эмалью. В этом случае как подложку мастера рекомендуют использовать кусочек ПВХ материала.

При повышении температуры поливинилхлорид начинает выделять пары хлороводорода, которые так же, как соляная кислота, быстро разрушают оксидный слой. Как показывают многие видео уроки, ПВХ подложка может быть не очень большой, соответствующей размерам рабочей зоны лужения.

Как паять медные провода — все секреты процесса

Для начинающих электриков и электронщиков будет полезно узнать, как осуществляется процесс пайки проводов. Перед началом использования нового паяльника необходимо выполнить процедуру лужения жала. Для этого жало разогревается до рабочей температуры, и окунается в канифоль всей поверхностью. Далее нужно расплавить припой по всей поверхности жала, тем самым защитив его от коррозионного воздействия и ускоренного износа. Далее переходим к непосредственной процедуре пайки проводов.

Всю технологию можно разделить на три основных этапа:

1. Подготовка провода к пайке. Для этого часть жилы должна быть освобождена от изоляции. Жилу следует очистить от загрязнений, и если механическим способом это не удается, прибегают к применению канифоли или флюса. Перед тем, как обработать поверхность жилы канифолью или флюсом, ее можно отшлифовать наждачкой или напильником
2. Лужение — паяльник нужно разогреть до соответствующей температуры. Если используется канифоль, тогда нужно поднести к ней зачищенную часть провода, и прогреть жилу. При этом жила погружается в расплавленную канифоль, тем самым происходит процесс ее очистки. После этого необходимо взять припой, и прогреть ее паяльником. Расплавившийся припой наносится на жилу, тем самым осуществляется процесс лужения. В итоге получаем медный провод, на поверхности жилы которого располагается тонкий слой припоя. Такой процесс проводится для того, чтобы осуществить надежное и качественное соединение медных проводов. Аналогичная процедура проводится со вторым концом провода
3. Соединение — теперь необходимо соединить жилы вместе так, как они будут оставаться после спаивания. После этого к соединенным жилам наносится припой, и плавится паяльником. В итоге расплавленный припой растекается, и затвердевает, обеспечивая соединение деталей

Если соединяемые провода в последствие планируется изолировать термоусадочной трубкой, то ее нужно надеть на кабель предварительно. На этом процесс пайки проводов паяльником с канифолью и оловом завершен. Ничего трудного в этом нет, если все действия выполнять по инструкции.

Процесс пайки будет несколько отличаться, если спаиваемые провода предварительно скручиваются. В таком случае каждую жилу провода лудить не нужно, а после их скрутки, обработать канифолью или флюсом, и расплавить по всей наружной поверхности припой.

Это интересно! Если вместо канифоли применяется флюс, тогда технология пайки будет немного отличаться. Отличие заключается в том, что часть жилы окунается во флюс, после чего прогревается паяльником с добавлением припоя. Дальнейшие действия аналогичны, как описано в инструкции выше.

И теперь самое главное при обучении работать паяльником — практика. Научится с первого раза паять провода или микросхемы практически невозможно, так как для этого первоначально понадобится тренироваться. Именно в тренировке заложен успех освоения технологии пайки проводов и полупроводниковых элементов.

Припой

Обычно в качестве основы легкоплавкого припоя используются: олово (Sn), свинец (Pb), кадмий (Cd), висмут (Bi) и цинк (Zn). Проблема в том, что алюминий в этих металлах практически не растворяется (за исключением цинка), что делает соединение ненадежным.

Применив флюс с высокой активностью и проведя должным образом обработку мест соединения, можно использовать припой на оловянно-свинцовой основе, но лучше отказаться о такого решения. Тем более, что паянное соединение на основе системы Sn-Pb обладает низкой устойчивостью к коррозии. Нанесение лакокрасочного покрытия на место пайки позволяет избавится от этого недостатка.

Читать также: Подключение розетки фаркопа к автомобилю

Для пайки алюминиевых деталей желательно использовать припой на основе кремния, меди, алюминия, серебра или цинка. Например 34A, который состоит из алюминия (66%), меди (28%) и кремния (6%), или более распространенный ЦОП-40 (Sn – 60%, Zn – 40%).

Припой отечественного производства – ЦОП-40

Заметим, что чем больше процентное содержание цинка в составе припоя, тем прочнее будет соединение и выше его устойчивость к коррозии.

Высокотемпературным считается припой, состоящий из таких металлов, как медь, кремний и алюминий. Например, как упомянутый выше отечественный припой 34A, или его зарубежный аналог «Aluminium-13» , в котором содержится 87% алюминия и 13% кремния, что позволяет осуществлять пайку при температуре от 590 до 600°С.

«Aluminium-13» производства компании Chemet

При выборе флюса необходимо учитывать, что не каждый из них может быть активным к алюминию. Мы можем порекомендовать использовать в таких целях продукцию отечественного производителя – Ф-59А, Ф-61А, Ф-64, они состоят из фторборатов аммония с добавлением триэтаноламина. Как правило, на пузырьке есть пометка – «для алюминия» или «для пайки алюминия».

Флюс отечественного производства

Для высокотемпературной пайки следует приобрести флюс, выпускаемы под маркой 34А. Он состоит из хлористого калия (50%), хлорида лития (32%), фторида натрия (10%) и хлористого цинка (8%). Такой состав наиболее оптимален, если производится высокотемпературная пайка.

Рекомендуемый флюс для паки при высокой температуре

Инструкция по пайке

Процесс пайки алюминиевых деталей не имеет своих отличительных особенностей, он осуществляется также как со сталью или медью.

Алгоритм действий следующий:

• обезжиривается и зачищается место пайки;
• производится фиксация деталей в нужном положении;
• нагревается место соединения;
• прикасаются стержнем припоя (содержащим активный флюс) к месту соединения. Если используется безфлюсовый припой, то для разрушения пленки оксида наносится флюс, после чего трут твердым куском припоя по месту пайки.

Для разрушения пленки оксида алюминия также используется щетка со щетиной из стальной проволоки. При помощи этого простого инструмента производят растирание расплавленного припоя по алюминиевой поверхности.

Пайка алюминия – полная видео инструкция https://www.youtube.com/watch?v=ESFInizLE9U

Что делать при отсутствии нужных материалов?

Когда нет возможности подготовить все необходимые для пайки материалы, можно использовать альтернативный способ, при котором применяется припой на оловянной или оловянно-свинцовой основе. Что касается флюса, то он заменяется канифолью. Чтобы не образовывалась новая пленка оксида алюминия на месте старой, зачистка производится под слоем расплавленной канифоли.

Паяльник, помимо своего прямого назначения, будет использоваться как инструмент, разрушающий оксидную пленку. Для этого на его жало надевается специальный скребок. Увеличить результативность процесса можно, добавив в канифоль металлических опилок.

Процесс производится следующим образом:

• нагретым луженым паяльником расплавляют канифоль в месте пайки;
• когда канифоль полностью покрывает поверхность, начинают тереть об нее жалом паяльника. В результате этого металлические опилки и жало разрушают пленку оксида алюминия. Поскольку слой расплавленной канифоли не позволяет проникать воздуху к алюминиевой поверхности, на ней не образовывается оксидная пленка. По мере того, как производится разрушение пленки, будет происходить лужение детали;
• когда процесс лужения завершен, детали соединяют и прогревают, пока не будет достигнута температура плавления припоя.

Необходимо предупредить, что процесс пайки алюминия без специальных материалов – довольно хлопотный процесс без гарантии успешного завершения. Поэтому лучше не тратить на такую работу свои силы и время, тем более, что качество и надежность такого соединения будут сомнительными.

Гораздо проще купить активный флюс и высокотемпературный припой, при помощи которых пайка алюминия даже в домашних условиях не вызовет затруднений.

Необходимые инструменты и материалы

Перед тем, как спаять два провода, надо для начала приобрести все необходимые материалы, а также запастись самым главным приспособлением – паяльником.

Паяльник

Устройство это представляет собою нагревательный прибор, с его помощью разогревают припойный сплав и поверхности деталей, которые необходимо припаивать. Он имеет три основные части:

• ручка (её делают деревянной либо пластмассовой, она не греется в процессе работы);
• нагревательный элемент;
• рабочий элемент.

Паяльники бывают разных типов:

1. Электронагревательный. Рабочей частью такого инструмента является кончик медного жала, которое разогревается с помощью нагревательного элемента. Температура жала достигает 300 градусов, при этом он не сильно мощный (от 60 до 100 Вт).
2. Газовый. По принципу действия этот паяльник похож на обыкновенную газовую горелку, место, где должна производиться спайка, нагревается при помощи открытого пламени.
3. Термовоздушный. Место пайки разогревают потомком горячего воздуха.
4. Молотковый. У этого паяльника рабочей частью также является жало из меди, но по форме оно напоминает массивный молоток. Разогрев происходит при помощи открытого пламени либо за счёт встроенного электронагревательного элемента.

Наибольшее распространение получил электронагревательный паяльник для пайки радиодеталей и проводов.

Припой

Главным материалом в процессе пайки является припой. Он представляет собою сплав нескольких металлов, который имеет более низкую температуру плавления, чем у металла соединяемых элементов. Такие сплавы делают из олова, кадмия, серебра, меди, свинца, никеля.

Паять медные провода желательно сплавом марки ПОС-60. Буквы ПОС обозначают, что данный припой из олова и свинца. Цифры показывают, сколько процентов олова содержится в припое. Конечно, лучшим припойным материалом считается чистое олово, но это дорого, его применяют в исключительных случаях.

Форма выпуска припоя бывает разная – в гранулах, пастах, слитках, порошке, фольге или проволоке.

Как пользоваться припойным сплавом? Его греют выше температуры плавления и, когда он достигнет расплавленного состояния, прикасаются к твёрдым поверхностям соединяемых элементов. В этот момент начинаются химические и физические процессы. Припойный сплав растекается по металлическим поверхностям, проникая между ними во все зазоры.

Имейте в виду! Перед тем, как припаять алюминиевые провода, вам потребуется найти специальный припой. Для этого металла больше подойдут сплавы на основе цинка ЦО-12 (цинк с оловом) или ЦА-15 (цинк с алюминием).

Флюс

Чаще всего в качестве флюса используют смесь органических и неорганических веществ, с помощью которой подготавливают поверхности для пайки. Это может быть канифоль, ацетилсалициловая или ортофосфорная кислота, нашатырь или соль бура.

Самым распространённым флюсом считается канифоль. Некоторые используют кислоту для паяния, но она уступает канифоли по своим качествам. Хотя применять кислоту гораздо проще, намочили в ней кисть и нанесли вещество на соединяемые поверхности. С канифолью немного сложнее, нужно уложить в неё жилу, паяльником нагреть, тогда смола начнёт плавиться и обволакивать проводок.

Иногда используют припой, который представляет собою тонкую проволоку, заполненную внутри канифолью. Конечно же, это делает процесс более быстрым и удобным, достаточно будет только брать нагретым паяльником припой и наносить на соединяемые поверхности, отпадает необходимость в обработке каждого провода канифолью отдельно.

Другие инструменты

Также для того, чтобы сделать спайку проводников, потребуются:

1. Место для работы, его надо покрыть материалом, которому не страшны будут капли расплавленного припоя. Подойдёт металлический стол либо какая-то подставка из металла или дерева, когда работы необходимо выполнять, например, в распределительной коробке.
2. Подставка для паяльника (она должна быть надёжной и удобной).
3. Кусочек влажной ткани или губка для протирки жала паяльника.
4. Напильник. Перед применением паяльника, нужно будет сначала зачистить его жало, на нём не должно оставаться следов нагара, тогда пайка пойдёт легко.
5. Нож либо специальное приспособление для снятия с проводов изоляционного слоя.
6. Пассатижи.
7. Наждачная бумага.
8. Спирт.
9. Изоляционная лента (или термоусаживаемая трубка).

Процесс пайки электропаяльником

Вся технология пайки паяльником проводов может быть разделена на несколько последовательных этапов. Все они повторяются в определенной последовательности:

• Подготовка проводников. При пайке проводов они освобождаются от изоляции. После этого с них механическим путем удаляется оксидная пленка. Можно использовать небольшой кусок наждачной бумаги с мелким зерном. Металл должен блестеть и быть светлым.
• Лужение. Разогревают паяльник до температуры плавления канифоли (при прикосновении начинает активно плавится). Берут проводник, подносят к куску канифоли, прогревают паяльником так, чтобы вся зачищенная часть провода оказалась погруженной в канифоль. Затем на жало паяльника берут каплю припоя и разносят его по обработанной части проводника. Припой быстро растекается, покрывая тонким слоем провод. Чтобы он распределялся быстрее и равномернее, провод немного поворачивают. После лужения медные проводники теряют красноту, становясь серебристыми. Так обрабатывают все провода, которые надо будет припаивать Лужение провда
• Залуженные проводники складывают вместе, поправляя их пальцами — чтобы они плотно прилегали один к другому. Если пайка должна быть большой протяженности, можно сделать скрутку. Придерживая проводники, на жало берут припой, прижимают его к месту пайки, прикладывая некоторое усилие. При этом место пайки разогревается, начинает кипеть канифоль, припой растекается. Когда он покроет всю зону, затечет между проводниками, можно считать что пайка паяльником проводников закончена. Их еще некоторое время удерживают неподвижно — пока припой не остынет (для ускорения процесса на это место дуют).

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.

Алюминиевый и медный проводники паять нельзя

Есть еще несколько способов соединить алюминиевую и медную линии, но пайка к ним не относится. Прочесть о других способах можно тут, но болтовое — наиболее простое и надежное.

← Подключение электрозвонка в квартире, домеКак подключить магнитный пускатель —