Способы получения паяных соединений

Преимущества и недостатки

Прежде чем говорить о том, что такое пайка, рассмотрим основные плюсы и минусы технологии. К достоинствам относят:

  1. Возможность соединять поверхности с различными физическими и химическими свойствами.
  2. Технологию пайки использует для работы в труднодоступных местах, где исключается сваривания.
  3. Отсутствуют требования к форме и размерам изделий.
  4. Возможно выполнение обработки все плоскости касания.
  5. Пайка не создает внутреннее напряжение, что положительно сказывается на качестве металла.
  6. Относительная простата, по сравнению со сваркой, процесса позволяет выполнять спаивание заготовок уже после получения базовых знаний в этой области.

Специалисты выделяют три недостатка.

  1. Малая прочность соединения. Это связано со свойствами материалов, которые используются в качестве припоя. Отсюда и следующий минус.
  2. Низкая термостойкость. Нельзя работать с деталями, эксплуатация которых связана с повышенными температурами. Например, заделка отверстия в чайнике точно не порадует качеством и долговечностью.
  3. Низкая производительность. По этой причине пайку практически не применяют на массовом производстве, а выполняемые работы связаны с точечными воздействиями.

Реакционно-флюсовой

В основе реактивно-флюсового вида пайки лежит химическая реакция, при которой из флюса при соединении с металлом образуется припой. Это хорошо видно, когда между собой соединяются алюминиевые детали.

Советуем изучить — Основные режимы работы электродвигателя в системе электропривода

Для их стыковки применяется флюс на основе хлористого цинка. При нагреве цинк начинает взаимодействовать с алюминием, превращаясь в металлический припой.

Он заполняет собой все пространство зазора, делая место зоны пайки прочным соединением

При этом очень важно точно соблюсти пропорции наносимого флюса. Его должно быть много, чтобы чистый цинк в необходимом количестве мог выделиться из флюсового порошка

Ультразвуковая пайка

Еще один современный высокотехнологичный способ пайки, разработка которого была вызвана необходимостью устранения целого ряда характерных недостатков электрохимических методов соединения. Ключевой особенностью этой техники можно назвать возможность замены обычного флюса как средства устранения оксидов. Функцию зачистки выполняет энергия ультразвуковых волн, вызывающая процесс кавитации в жидком припое. При этом в полной мере сохраняются задачи термического связующего воздействия со стороны расплава.

Отмечается и превосходство технологии в показателях скорости соединения. Если сравнивать ультразвуковое излучение с эффектом, который дает припой олово-свинец, то интенсивность захлопывания полостей обрабатываемого узла будет выше в несколько раз. Как показывают наблюдения, ультразвуковые волны с частотой 22,8 кГц обеспечивают скорость смыкания припоя на уровне 0,2 м/с.

Есть и экономические преимущества данного метода. Они также связаны с изменением подходов к применению флюсов и припоев. На производствах электротехнических приборов при сборке монолитных конденсаторов, преобразователей тока и других устройств широко применяется металлизация пастами палладия, серебра и платины. Процесс ультразвуковой пайки позволяет заменять драгоценные металлы на более дешевые аналоги без потери в эксплуатационных качествах будущего изделия.

Выбор жала и уход за ним

Жала для паяльников различают по форме и материалу. С формой всё просто: самым примитивным и в то же время универсальным является шиловидное жало. Возможны вариации в форме лопаточки, конуса с затуплённым концом, со скосом и прочие. Главная задача при выборе формы — добиться максимальной площади соприкосновения с конкретным типом спаиваемых деталей, чтобы нагрев был мощным и при этом непродолжительным.

Медные жала для паяльника

По материалу почти все жала медные, однако бывают с покрытием и без него. Покрывают медные жала хромом и никелем для увеличения жаростойкости и устранения окисления поверхности меди. Жала с покрытием очень долговечные, но несколько хуже смачиваются припоем и требуют бережного отношения. Для их чистки используют латунную стружку и вискозные губки.

Жала с никелевым покрытием

Жала без покрытия можно по праву отнести к расходникам для пайки. Такое жало при работе периодически покрывается слоем окислов и припой перестаёт к нему прилипать. Рабочую кромку нужно заново зачистить и залудить, поэтому при интенсивном использовании жало стачивается достаточно быстро. Для замедления обгорания жала его рекомендуется предварительно отковать, а затем обточить для придания нужной формы.

Общие сведения о технологии

Это метод соединения, при котором задействуется связующий расплав (припой) с подходящими для конкретных условий характеристиками. И активный элемент пайки, и заготовки подвергаются предварительному нагреву, благодаря которому формируется податливая для соединения структура материалов. Температурный режим должен быть превосходить пиковую точку нагрева, минуя которую металлические детали размягчаются и начинают переход в жидкое состояние

Важной характеристикой любого вида пайки является время термического воздействия под расплавом. Это промежуток от начала нагрева до отвердения припоя уже после выполнения соединения

В среднем операция занимает 5-7 мин, но могут быть и отклонения от этого диапазона – это зависит от характеристик заготовки и площади обрабатываемого узла.

Способы получения паяных соединений

Способы соединения деталей

Существует достаточно много способов соединения спаиваемых деталей друг с другом. Это и в нахлёстку, и ступенчатым швом, угловым соединением, гребёнкой, в стык и фланцевым соединением.

Способы получения паяных соединений

Прочность паяных деталей во многом зависит от площади спаиваемых поверхностей. Поэтому к выбору способа соединения заготовок нужно подойти осмотрительно. Наиболее прочным получается паяное соединение гребёнкой и в нахлёстку.

Соединение в тавр применяется достаточно редко, поскольку вместо него чаще всего используется угловое соединение спаиваемых деталей. В таком случае заметно увеличивается площадь соединяемых поверхностей.

Способы получения паяных соединений

Для пайки изделий из листового металла, чаще всего применяется замковое соединение. Такое соединение обеспечивает полнейшую герметичность шва.

После обезжиривания детали соединяются друг с другом одним из выбранных способов и надежно фиксируются струбцинами

Очень важно чтобы после фиксации не нарушалось правильное расположение заготовок, поскольку это гарантирует аккуратное и качественное место спая

Подготовка деталей к пайке

Чаще всего травление деталей перед пайкой осуществляется в соляной и серной кислоте. Для этих целей деталь помещается в кислотоупорную емкость, которая наполовину заполнена вышеперечисленными компонентами.

Для травления серной кислотой необходима температура не менее 60 градусов, в то время как для травления соляной кислотой, ниже, порядка 40 градусов

При травлении очень важно чтобы оксиды, находящиеся на поверхности металла, растворились как можно быстрей

Способы получения паяных соединений

Если нужно очистить не всё изделие целиком, а лишь место пайки, то целесообразней будет использовать 15% раствор соляной кислоты, который наносится кисточкой на спаиваемую деталь. Снятие ржавчины с поверхности металлов производится специальными травильными пастами.

Кроме всего прочего, перед пайкой важно очистить металл и обезжирить его поверхность. Для обезжиривания допускается использовать бензин, а также следующие составы:

  • Для обезжиривания стальных деталей — тринатрийфосфат, углекислый натрий и едкий натр, а также жидкое стекло. Время обезжиривания 30 минут при температуре 70 градусов;
  • Для обезжиривания медных деталей и сплавов из меди — хозяйственное мыло, едкий натр и жидкое стекло. Время обезжиривания деталей 5 минут при температуре 60 градусов;
  • Для обезжиривания алюминиевых деталей — тринатрийфосфат и едкий натр, а также жидкое мыло. Температура обезжиривания 60 градусов, время 5 минут.

Способы получения паяных соединений

После обезжиривания детали промываются в горячей и холодной воде.

Лампы для пайки

Наиболее распространенный инструмент для пайки различных заготовок, позволяющий получать высокотемпературный нагрев путем сжигания спирта, керосина и других видов жидкого топлива. В процессе работы из сопла аппарата вырывается факельный запал, который в дальнейшем направляется на целевой участок расплава. Такие приборы можно использовать не только для соединения деталей, но и в операциях нагрева конструкций и механизмов. Также аппараты для пайки используют перед удалением лакокрасочных покрытий. Средняя температура нагрева у лампового паяльника составляет 1000 – 1100°С, поэтому его можно использовать и в сварочных работах. К самым производительным моделям относятся бензиновые лампы. Они быстро обретают оптимальную рабочую температуру и справляются с большинством стандартных операций пайки. В конструкции приборов предусматривается баллончик для топлива, а также регулятор пламени, позволяющий варьировать мощность термического воздействия.

Популярные статьи  Размещение светильников в помещении при расчете освещения

Что потребуется для пайки

Перед тем как начать паять провода, нужно подготовить:

  1. Паяльник. Это главный инструмент для работы с металлическими изделиями. Им расплавляется припой, с помощью которого соединяются элементы микросхемы. Приборы имеют разные мощности. Чем выше этот показатель, тем быстрее нагревается паяльник. Рекомендуется выбирать инструмент мощностью больше 60 Вт. Работает паяльник от электросети 220 В.
  2. Припой. Под этим термином подразумевается сплав на основе олова, используемый для соединения металлов с высокой температурой плавления. Припой представляет собой длинную проволоку, реже олово продается небольшими кусками.
  3. Канифоль (флюс). Используется для лужения элементов микросхемы. Канифоль дает надежное сцепление металлов с другими материалами.

Способы получения паяных соединений

Горелки для пайки

Широкая группа газовых паяльников, которые могут подключаться к баллончику с топливом или же к центральному источнику с горючим. Первый вариант снабжения имеет преимущество в виде автономности. Горелку с баллончиком, как и бензиновую лампу можно использовать независимо от внешних коммуникаций. В выборе такого аппарата следует учитывать мощность, рабочую температуру, тип применяемого газа, время готовности к работе и т.д. Например, стандартная газовая горелка для пайки работает на пропан-бутане и достигает температуры нагрева до 1300°С. Период непрерывного термического воздействия может достигать 3 ч, но это время будет зависеть и от объема подключаемого баллончика. Различают горелки и по типу системы воспламенения. Простейшие модели включаются механическим способом, а в более современных модификациях применяется пьезорозжиг.

Диффузионный

Этот вид паяния отличается от остальных длительностью процесса, поскольку на диффузию требуется время.

Способы получения паяных соединений
Припой внутри зоны шва выдерживается при определенной температуре дольше, чем, скажем, при обычном капиллярном виде пайке. Соединение двух заготовок происходит за счет диффузии припоя и спаиваемых металлов.

Сам процесс диффузии заключается в проникновении молекул одного вещества в структуру другого вещества. Спайка происходит на молекулярном уровне и дает возможность получить более прочный шов.

Диффузионный вид требует строго соблюдения температурного и временного режима. Температура нагрева в зоне пайки всегда выше, чем температура плавления припоя.

Метод индукционной пайки

Данная технология пайки имеет несколько преимуществ перед классическим способом соединения под расплавом. Среди них можно выделить минимальную степень окисления заготовки, что в некоторых случаях избавляет от необходимости применения флюсов, а также низкий эффект коробления. Что касается целевых материалов, то к ним относятся и мягкие, и твердые сплавы, а также керамика с пластиком. К примеру, оптимальный припой для меди в данном случае будет иметь маркировку L-SN (модификации SB5 или AG5). В качестве источника тепловой энергии при индукционном воздействии могут выступать как ручные ламповые аппараты, так и машинные агрегаты соответствующей мощности. На производствах задействуют и генераторные установки, когда нужно получить длительную спайку узлов большой площади. Также в работу включается многоместный индуктор, который может поочередно принимать заготовки. По этой технологии, в частности, изготавливают ручной режущий инструмент.

Способы получения паяных соединений

§ 90. Инструменты для пайки Виды паяных соединений

Основным инструментом для выполнения пайки является паяльник. По способу нагрева паяльники разделяют на три группы: периодического подогрева, с непрерывным подогревом газом или жидким топливом и электрические.

Особую группу составляют паяльники специального назначения: ультразвуковые с генератором ультразвуковой частоты (УП-21); с дуговым обогревом; с вибрирующими устройствами и др.

Способы получения паяных соединенийРис. 355. Газовый паяльник: 1 — паяльник, 2 — стержень, 3 — хомутик, 4 — ацетилено-кислородная горелка, 5,9 — вентили, 6 — рукоятка, 7,8 — ниппели под шланги для кислорода и ацетилена, 10 — сопло

Независимо от способа нагрева и конструкции основное назначение паяльника состоит в следующем: нагрев припоя до расплавления, накапливание расплавленного припоя и нанесение его на соединение, прогрев металла по месту пайки и удаление излишков расплавленного припоя.

Паяльники периодического подогрева подразделяют на угловые (молотковые) (рис. 354, а) и прямые (торцовые) (рис. 354, 6). Первые применяют наиболее широко. Прямые паяльники используют для пайки в труднодоступных местах. Паяльник представляет собой определенной формы кусок красной меди 3, закрепленной на железном стержне 2 с деревянной рукояткой 7 на конце.

К паяльникам непрерывного подогрева относят газовые и бензиновые.

Газовый паяльник (рис. 355) имеет ацетилено-кислородную горелку 4, к которой на стержне 2 прикреплен при помощи хомутика 3 обычный паяльник 7 из красной меди. Ниппели 7, В под шланги прикреплены к рукоятке 6. Кислород и ацетилен подаются по шлангам ниппелей 7 и 8. Подача в горелку ацетилено-кислородной смеси регулируется при помощи вентилей 5 и 9. Ацетиленокислородную смесь на выходе из сопла 10 горелки зажигают, образовавшееся пламя осуществляет нагрев рабочей части паяльника.

Бензиновый паяльник представляет собой соединение рабочей головки паяльника 7 (рис. 356) с бензиновой горелкой 2, пламя которой непрерывно подогревает паяльник, рукоятка 3 является одновременно резервуаром для бензина. Резервуар наполняют не полностью, оставляя небольшое свободное пространство. После заполнения резервуара бензином крепко завертывают вентиль на конце рукоятки. Категорически запрещается заполнять бензином резервуар вблизи огня.

Способы получения паяных соединенийРис. 356. Бензиновый паяльник: 1 — паяльник, 2 — бензиновая горелка, 3 — рукоятка

Способы получения паяных соединенийРис. 357. Электрические паяльники: а — прямой, б — угловой; 1 — рукоятка, 2 — стальная пробка, 3 — хомутики, 4 — нагревательный элемент, 5 — накладные боковины, 6 — шнур, 7 — штепсельная вилка, 8 — медный стержень

Электрические паяльники применяют широко, так как они просты по устройству и удобны в обращении. При их работе не образуются вредные газы, разъедающие полуду на медном стержне, и нагрев спаиваемых мест осуществляется равномерно при постоянной температуре, что значительно повышает качество пайки. Такие паяльники нагревают быстро (2 — 8 мин).

Электрические паяльники делят на прямые (рис. 357, а) и угловые (рис. 357, 6).

Паяльники электрические, предназначенные для пайки оловянно-свинцовыми припоями, изготовляют: ПЦН-10, ПЦН-16, ПЦН-25, ПЦН- 40, ПЦН-65, ПЦН-100, ПЦН-160, ПЦН-250, где буква П показывает «паяльник электрический», «Ц» — несменный паяльный стержень, цифры — номинальную мощность в ваттах, Н — непрерывный режим нагрева, форсированный режим нагрева обозначается буквой ф. Например, паяльник ПЦН-10 обозначает: электрический паяльник непрерывного режима нагрева с несменным паяльным стержнем номинальной мощностью 10 Вт.

Виды паяных соединений. В зависимости от предъявляемых к спаиваемым изделиям

требований паяные швы разделяют на три группы:

прочные, обладающие определенной механической прочностью, но — не обязательно герметичностью;

плотные, т. е. сплошные герметичные швы, не допускающие проникновения какого-либо вещества;

плотно-прочные швы, которые обладают и прочностью и герметичностью.

Способы получения паяных соединенийРис. 358. Паяные швы: а — стыковой, б — нахлесточный, в — ступенчатый, г — с косым срезом, д — стыковой с накладкой, е — герметичный

Соединяемые детали должны хорошо подгоняться одна к другой.

Виды паяных швов показаны на рис. 358, а — е.

5 советов по созданию надежной пайки

К ним относят:

  1. Прогрев соединяемых деталей следует выполнять не острием наконечника, а его боковой поверхностью. Это обеспечивает больший контакт и лучшую передачу температуры. Однако, работая жалом с тупым наконечником или трансформаторным паяльником этот совет практически не поможет.
  2. Для придания повышенной прочности создаваемому соединению создается дополнительная скрутка проводов.
  3. Механическое приспособление третья рука облегчает фиксацию неподвижного положения соединяемых деталей.
  4. Новые электронные компоненты изготавливают с залуженными контактными поверхностями. Если они ничем не загрязнены, то на них можно сразу наносить флюс и припой без предварительного лужения. Это ускоряет процесс пайки.
  5. Продажа предлагает мастерам трубчатый припой, внутри которого расположен флюс. Обычно это канифоль. Такой комбинацией проще работать: сокращается количество промежуточных операций за счет одновременной подачи обоих компонентов.

Что нужно для работы

Для спаивания нужно наличие нескольких инструментов:

  • Паяльник. Он является основным инструментом. Именно за счет него и осуществляется нагрев. Паяльники бывают разной мощности. У них широкие границы температур и скорости нагревания. Обычно паяльники работают от электросети, вольтаж которой составляет 220 вольт.
  • Припой. Это металл, благодаря которому и осуществляется спайка. Делается он из того металла или металлической смеси, температура плавления которого превышает аналогичный показатель олова. Чаще всего припой продают в виде проволоки. Иногда внутри этой конструкции уже есть флюсовые или иные кислотные добавки.
  • Флюс (канифоль). Нужен для процесса лужения. Применяется тогда, когда нужно спаять два провода между собой или дорожку и деталь. Для этого соединяемые объекты покрываются при помощи паяльника предварительно расплавленным флюсом (канифолью). Следующим шагом является нанесение на стык олова. Затем происходит спайка.
Популярные статьи  Нагревание кабелей с бумажной изоляцией при длительном протекании тока

Вам это будет интересно Формулы электрического тока

Способы получения паяных соединений
Без паяльника не обойтись

В чём суть пайки

В паяльном деле используется способность одних металлов в расплавленном состоянии эффективно растекаться по поверхности других под действием гравитации и умеренного поверхностного натяжения. Соединение пайкой неразъёмное: две соединяемые детали как бы обволакиваются слоем припоя и остаются неподвижными после его застывания.

Поскольку мы будем рассматривать пайку именно в контексте пайки металлов, то наиболее важными параметрами будут прочность механического и проводимость электрического соединения. В большинстве случаев это прямо пропорциональные величины и если две детали плотно схвачены, то и проводимость между ними тоже будет высокой. Однако припой имеет удельное сопротивление выше, чем даже у алюминия, поэтому его слой должен быть как можно более тонким, а укрывистость — максимально высокой.

Для того чтобы пайка была возможна в принципе, существует два условия. Первое и важнейшее — чистота деталей в месте спайки. Припой присоединяется к поверхности металла на атомном уровне и наличие даже малейшей оксидной плёнки или загрязнений сделает надёжное прилипание невозможным.

Второе условие — температура плавления припоя должна быть значительно ниже температуры спаиваемых деталей. Это кажется очевидным, но существуют припои с температурой плавления выше, чем у алюминия, к примеру. Кроме того, если реальная разница в температурах плавления недостаточно высока, при застывании припоя температурная усадка деталей может помешать нормальному формированию кристаллической решётки припоя.

Состав припоя

Для изготовления трубчатых припоев фирмой Multicore Solders используются только высокочистые сплавы с минимальным количеством примесей, отвечающие требованиям всех основных национальных и международных стандартов, в том числе QQ-S-571E и J-STD-006A. Возможна поставка припоев с различными типами сплавов.

Традиционные сплавы

Традиционно в нашей стране применяются оло-вянно-свинцовые эвтектические припои или близкие к ним (табл. 1).

Таблица 1
Способы получения паяных соединений

Для пайки компонентов поверхностного монтажа рекомендуется применять трубчатые припои диаметром в пределах 0,46-1,0 мм. Специально для пайки миниатюрных чип-компонентов поставляются трубчатые припои на основе сплава Sn62/Pb36/Ag2 диаметром 0,46 и 0,56 мм. Серебро добавляют для предотвращения миграции серебра, используемого при производстве чип-компонентов, в припой и для повышения прочности паяного соединения. Для других применений рекомендуются
сплавы Sn60/Pb30 (аналог ПОС-61) и Sn63/Pb37.

Бессвинцовые сплавы

Бессвинцовые сплавы — требование времени — широко используются при производстве трубчатых припоев (табл. 2).

Рис.1

Таблица 2

Бессвинцовый сплав 99С по основным характеристикам является аналогом традиционного сплава Sn60, что позволяет полностью заменить его без значительных изменений технологического процесса.

Специальный сплав для пайки по алюминию

Фирма Multicore Solders производит трубчатые припои для конструкционной пайки и изготовления ламп (тип сплава 45D — состав: Pb80,l/Snl8/Agl,9, температура плавления 178-270 °С).

Этот сплав обладает более высокой коррозионной стойкостью по сравнению с традиционными оловянно-цинковыми припоями.

Флюс

В большинстве трубчатых припоев Multicore Solders применяются флюсы на основе химически очищенной канифоли. Такие флюсы обладают малым количеством остатков по сравнению с обычной канифолью, а также более высокой активностью. Удаление остатков флюсов Х39, Crystal 400 и Crystal 502 после пайки является необязательным, так как остатки флюса обладают устойчивостью к воздействию повышенной влажности и температуры в процессе эксплуатации. Остатки данных флюсов после пайки без отмывки выдерживают испытания на поверхностное
сопротивление изоляции по стандартам Bellcore TR-NWT-000078 выпуск 3 (декабрь 1991) и 1РС-протоколам 1, 2 и 3 классов.

При выборе типа флюса следует учитывать совместимость флюса, входящего в состав трубчатого припоя, с флюсами для групповой пайки и в составе паяльных паст, взаимная реакция флюсов разных производителей может приводить к ухудшению электрических параметров изделия или усложнению процесса отмывки. Флюсы Х39, Crystal 400 и Crystal 502 полностью совместимы с паяльными пастами RM92, CR32, CR36, МР200, LF318 и LF320, а также со всеми типами флюсов для групповой пайки, не требующих отмывки, фирмы Multicore Solders.
Совместимость флюсов подтверждена лабораторными исследованиями.

Припои

В реализации пайки элементов важны припои. Изготавливают их из чистых металлов или их сплавов

При выборе обращают внимание на две основные их характеристики: смачиваемость и температура плавления. Первое свойство – это сцепление припоя с заготовками, где прочность соединения между ними становится выше, чем между молекулами самого припойного материала. Что касается температуры, то тут есть одно требование – температура плавления припойного металла должна быть ниже, чем тот же показатель у заготовок

Поэтому припойный материал делится на две категории: легкоплавкие и тугоплавкие

Что касается температуры, то тут есть одно требование – температура плавления припойного металла должна быть ниже, чем тот же показатель у заготовок. Поэтому припойный материал делится на две категории: легкоплавкие и тугоплавкие.

Первые – материалы на основе олова и свинца в чистом виде или с добавлением различных компонентов. Вторые – материалы на основе серебра или меди. Это медно-цинковые припои, которыми можно паять медные, бронзовые и стальные заготовки.

Серебряные марки считаются лучшими, у них высокие прочностные характеристики, поэтому их применяют для стыка деталей, работающих под вибрацией или ударами.

Кроме основных видов в промышленности используются и другие разновидности. К примеру, никелевые применяют для деталей, работающих при высоких температурах.

Золотые – для соединения золотых украшений или пайки трубок, работающих под вакуумом. Магниевые – для стыковки магниевых заготовок или деталей из сплавов этого металла.

Сам припой может быть изготовлен в виде стержней, пасты, порошка, таблеток, тонкой фольги, гранул различного размера.

Что нужно для работы

Для спаивания нужно наличие нескольких инструментов:

  • Паяльник. Он является основным инструментом. Именно за счет него и осуществляется нагрев. Паяльники бывают разной мощности. У них широкие границы температур и скорости нагревания. Обычно паяльники работают от электросети, вольтаж которой составляет 220 вольт.
  • Припой. Это металл, благодаря которому и осуществляется спайка. Делается он из того металла или металлической смеси, температура плавления которого превышает аналогичный показатель олова. Чаще всего припой продают в виде проволоки. Иногда внутри этой конструкции уже есть флюсовые или иные кислотные добавки.
  • Флюс (канифоль). Нужен для процесса лужения. Применяется тогда, когда нужно спаять два провода между собой или дорожку и деталь. Для этого соединяемые объекты покрываются при помощи паяльника предварительно расплавленным флюсом (канифолью). Следующим шагом является нанесение на стык олова. Затем происходит спайка.

Вам это будет интересно Как рассчитать индуктивность катушки

Способы получения паяных соединений
Без паяльника не обойтись

Паяльные станции

Для выполнения групповых или поточных операций пайки используется многофункциональное оборудование. Паяльная станция отличается широкими возможностями регулировки рабочих параметров, а также более высокими температурными показателями нагрева. Достаточно сказать, что приборы такого типа работают при мощности 750 — 1000 Вт, подключаясь к сетям с напряжением 220 В. Как правило, это профессиональное паяльное оборудование, но существуют и аналоги бытового назначения. Например, аппараты для групповых операций в домашних условиях могут включать несколько сменных жал разного формата, подставки, средства для удаления припоя, кусачки и другие вспомогательные аксессуары. Теперь стоит ознакомиться с разными технологическими подходами к процессам пайки.

Способы получения паяных соединений

Текст

Союз Советских Социалистических Республик404586 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, Кл. В 231 т. За 5 гг.гего 21.1 Ъ».1972 ( 1775 25-27) ярсов;гцнеццем за 5 як М 2 — . есударствеииыи смит Совета Мигистрвв Сбб гга делам нзвбрвтеггийи атирытии 1 ргго 1 гггтет убгггггкоггацсг 22.Х.1973. Вотигесгг М УДК 621,791.364 (08 Чггты о;г,бликоваггия описания 30.111.1974аявитель ИЯ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИ ОСОБ ПО та раетсягггвов,обрабоняемогПср 1 0 » .г.гпаяцогпро: ьно1 О — 15иератуПре. прого шп пр чеггцос ретеция Предмет цзо 1. Способ получения пая котором соединение после отличагогггггйся тем, что, с прочности и тугоплавкост производят в вакууме до т ния компонентов, ведущ саед, ения,2. Способ по и. 1, отлич целью удаления из припоя ществляют до температу давлепигг 10- 10- гтл 8 — 10 час, гых соединений, прцлайки нагреваот, целью повышения соединения, нагрев емпературы испареих к охрупчцваншо агои 1 ийся тем, что, скадмия, нагрев осуры 265 — ЗООС, прирт. ст. в теченпе Изобретение может быть использовано на машиностроительных предпргггятиях.Известны способы получения паяных соедцценцгг, прц которых соединение после пайки цапреьают.Для повышения прочности и тугоплавкостгг соединения по предлагаемому способу нагрев производят в вакууме до температуры испаре.ния компонентов, ведущих к охрупчиванио соединения. 1Способ основан ца способностц испарения отделггых кохгпоыецтов цз припоя в твердом состоянии. Соединение, паяное припоем, содержащим компоненты с повышенной скоростью испарения в вакууме (например, 1 припой марки Порсодержит кадмий, температура начала испарения 265 С при дав.гении 10-» гг,тг рт. ст.) после пайки поьдвергагот обработке при повышенной температуре (но пцже температуры плавления приноя) в глубо ком вакууме до испарения этих компонентов, В процессе обработки компонент с высокой скоростью испарения, например кадмий, улету 1 гивается из паяного соединения, что приводит к ьизмецению состава припоя и повышению 25 прочности паяьного соединения. Испарение этих компонентов приводит, как правило, к повышению температуры распая и расширению диапазона рабочих температур в сторону повышения, прочность при повышвццых температу- зо кгке увел нч цв а ется.емя обработки паяцых соединений выбц.в зависимости от коггструкцгги паяых применяемых материалов, температуры ткц, величины вакуума и марки примео припоя. Так, например, для припояпри температуре 300 С ц ва 1 куумерт, ст. время испарения кадмия иг о соединения составляет 8 — 10 час, сть соединений при этом возрастает ца % и расширяется диапазон рабочих тем.р в сторону повышения ца 30 — 50″С.длагаемый способ позволяет увеличит сть паяных соединений при цспользовацпоев, широко применяемых в промыштц.

Популярные статьи  Правила безопасности вблизи оборванного провода воздушной линии электропередач

Смотреть

Электрические паяльники

Тоже распространенный в бытовой среде вид паяльного оборудования, которое отличается безопасностью (по сравнению с газовыми аппаратами) и компактными размерами. Но сразу стоит подчеркнуть и недостатки. Во-первых, такие приборы зависимы от электросети, что ограничивает их сферы применения. Во-вторых, электрическое паяльное оборудование поддерживает невысокую температуру нагрева в диапазоне 400 – 450°С. Связано это с тем, что часть энергии утрачивается в процессе преобразования электричества в теплоту.

Способы получения паяных соединений

В выборе устройства надо учитывать максимальное напряжение. Так, в мастерских и на производствах используют стандартные модели на 220 В. В бытовых условиях нередко применяют аппараты, работающие от трансформаторов на 12 и 24 В. Задачи, которые можно решать электрическими паяльниками, в основном ограничиваются починкой мелкой аппаратуры, восстановлением контактов микросхем, соединением пластиковых деталей и т.д.

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:

  1. 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.
  2. Очищенный проводник укладывают на канифоль и прикасаются к нему наконечником паяльника. Провод вращают для равномерного покрытия расплавленным флюсом.
  3. 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.

Особенности пайки-сварки

У пайки как таковой немало схожих черт с традиционными технологиями сварки. Также используется нагрев заготовок и сторонний материал, оказывающий влияние на формирование шва. Но, по сравнению с техниками сварки, пайка не предусматривает внутреннего расплава структуры заготовки. Края деталей, как правило, остаются твердыми, хоть и подвергаются нагреву. И все же полный расплав заготовки дает более крепкое соединение. Другое дело, что для достижения такого результата может требоваться более мощное оборудование. При использовании жидкого припоя для меди вполне реализуема некапилярная пайка с плотным заполнением шва. Данный способ соединения частично относится к сварке, так как при нем повышается сцепляемость структур двух и более заготовок. Производить некапиллярную пайку рекомендуется электродуговыми аппаратами или кислородно-ацетиленовой горелкой.

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: