Как научиться паять паяльником с нуля

Какие бы новшества ни предлагал современный рынок инструментов для ремонта радиотехники, паяльник остаётся одним из самых надёжных и безопасных устройств.

Процесс пайки проводов и микросхем считается эффективным, поскольку благодаря ему можно добиться максимально прочного соединения между проводами и мелкими деталями.

Достичь такого результата помогает добавление в область контакта специального материала — припоя, имеющего более низкую температуру плавления, чем у соединяемых деталей.

Таким образом, пайка при помощи паяльника представляет собой воздействие определённой температуры на разные металлические поверхности для их прочного и качественного соединения. Однако перед тем, как приступить к работе с паяльником, вначале следует разобраться в правилах пайки и прочих тонкостях данного процесса.

Что такое пайка и в чем суть процесса

Конечным результатом пайки является соединение между собой двух металлических элементов. Сам процесс спаивания обеспечивается независимым металлом с гораздо более низкой температурой плавления. Именно этот металл выполняет функцию припоя.

Каждый способ пайки основывается на принципе прогрева металлических элементов в точке соединения. Температура прогрева должна превышать температуру, при которой плавится металл, используемый для припоя. В подобном режиме металл припоя, будучи расплавленным, свободно затекает в промежутки и щели между деталями, проникая частично даже в саму металлическую структуру. После застывания в данном месте происходит образование механической связи и электрического контакта.

Существует два основных условия, без соблюдения которых решение задачи, как правильно паять будет просто невозможно:

В точке спаивания элементы должны быть максимально чистыми. Соединение с поверхностью осуществляется на молекулярном уровне, и даже небольшая грязь или пленка окисла значительно снизит надежность контакта. Вполне возможно, что детали вообще не соединятся.
Соблюдение температурного режима, о котором говорилось ранее. В случае недостаточной разницы температур, кристаллическая решетка припоя не сможет нормально сформироваться из-за термической усадки во время застывания.

Медь и ее сплавы хорошо соединяются традиционными припоями. Они годятся для стали, алюминия и других металлов. Единственным серьезным ограничением считается пайка крупных металлических деталей из-за невозможности их прогрева до нужных температур.

Чаще всего припой состоит из оловянно-свинцового сплава, в котором может содержаться различное количество олова. Процент содержания отображается в маркировке, например, ПОС-40 или ПОС-60. От этого показателя зависит и температура плавления, составляющая для первого припоя – 235 градусов, а для второго – 183 градуса. Еще ниже температура плавления припоя ПОСВ-33, состоящего из олова, свинца и висмута. Для соединения алюминиевых деталей требуются специальные припои с высокой температурой плавления.

Какие используются инструменты и аксессуары при пайке?

Основой для производства паяльных работ выступает относительно небольшое число инструментов и компонентов:

Электрический (или другой) паяльник.
Подставка для паяльника.
Припой.
Флюс (самый простой и популярный – канифоль).

Таким выглядит упрощённый вариант «железа» и аксессуаров для производства ручной пайки. Однако с повышением навыков электромонтажника и увеличением потребностей в паяльной работе, не исключается расширение ассортимента, когда дополнительно потребуется:

Паяльная станция.
Приспособление «Третья рука».
Набор припоя, флюсов, паяльных паст.

Какой он — электрический паяльник?

Ручной инструмент — паяльник, питается от стандартной розетки переменного тока (220В). Есть инструмент прямого питания и питания через адаптер. Существуют паяльники ручного применения под разную мощность (10 – 100 Вт). Однако для большинства случаев пайки обычно достаточно прибора мощностью 25-40 Вт.

Ручные конструкции паяльных инструментов производятся разных форм и конфигураций. Есть инструменты, дополненные разными формами наконечников и вспомогательными аксессуарами

Главный инструмент паяльного процесса выпускается разными вариантами исполнения. Например, простой с рукояткой или в виде пистолета.

Конструкция большей части паяльников поддерживает взаимозаменяемость паяльных наконечников. Благодаря взаимной замене наконечников, реализуются разные способы пайки.

Работа с ручным паяльником требует осторожности и соблюдения правил эксплуатации, поскольку используется высокая температура нагрева 450-500ºC и высокое напряжение питания 220 В.

Какая лучше подставка под электропаяльник?

Этот аксессуар носит опционный характер, но рекомендуется в любом случае. В принципе, пайку допустимо проводить и без наличия подставки под паяльник, но такой вариант сопровождается массой неудобств. Тем более, не рекомендуется работать без подставки начинающим электро-монтажникам.

Подставка под парковку паяльного инструмента – аксессуар, которым обеспечивается не просто удобство пользования и пайки, но также безопасность для электромеханика

Удобная работа с подставкой видятся не только в парковке паяльника при производстве работ. Обычно подставка оснащается ванночками для припоя и флюса, что также дополняет комфорта при производстве пайки.

Поэтому, намереваясь заняться паяльными работами, следует обзавестись не только паяльником, но также удобной практичной подставкой.

Какие применяются припои и флюсы?

Существует масса разновидностей припоя применительно к условиям пайки. Этот аксессуар для пайки поставляется:

свинцовым сплавом,
бессвинцовым сплавом,
с добавлением флюса,
без добавления флюса.

Традиционно припой выпускается проволочной формой диаметром 0,8-15 мм, а также прутками. Проволочный вариант считается наиболее распространенным.

Для пайки электроники чаще всего используют бессвинцовый припой с добавлением канифоли или без добавления таковой. Бессвинцовый тип припоя основан на сплаве олова и меди.

Практикуется (значительно реже) свинцовый припой (60% олова, 40% свинца), но этот вариант считается вредным для здоровья и не рекомендуется к применению.

Применяя свинцовый припой для пайки паяльником, необходимо обеспечить более активную вентиляцию. После завершения паяльных работ обязательно мыть руки хозяйственным мылом.

Неотъемлемые аксессуары пайки с помощью ручного паяльника – паяльная канифоль и припой в проволочном исполнении. Также существуют паяльные пасты и припои прутковой формы

Работа с припоем сопровождается разными видами флюса. Среди применяемых вариантов есть вариант пайки, где в качестве флюса выступает кислота (пайка стали, нержавейки).

В этом случае рекомендуется отдельный «кислотный» сердечник паяльника, так как кислота быстро «съедает» цветной металл. «Кислотный» сердечник можно найти в специализированных магазинах.

Как паять ручным паяльником и чистить жало?

Производство пайки требует периодической очистки жала сердечника паяльника. На практике часто используется стандартная влажная губка, благодаря которой жало сердечника паяльника удаётся сохранять очищенным, оптимальным для работы.

Также губка достаточно эффективно снимает окисление, которое неизбежно образуется. Наличием плёнки окисления на жале сердечника паяльника закрывается рабочий слой припоя. Образуется плёнка чёрного цвета, блокирующая активное прилипание припоя и равномерное распределение по жалу.

Использование обычной влажной губки видится эффективным, но такой способ приводит к сокращению срока службы наконечника по причине расширения и сжатия меди. Кроме того, мокрая губка на время снижает температуру наконечника. Поэтому лучшей альтернативой для очистки видится применение латунной «губки».

Удобное средств для выполнения чистки жала паяльника от окислов и остатков расплавленного припоя – латунная сетка. Более совершенная альтернатива традиционной мокрой губки

Такой аксессуар, как латунная «губка», представляет собой металлическую мелкую сетку из латуни, подобную той, что применяется для мойки посуды. Разница только в том, что моечная сетка делается из стали или нержавейки.

Зачем нужны паяльная станция и «третья рука»?

Более продвинутым инструментом в технологическом плане является паяльная станция. Инструмент такого вида практично использовать, когда существует необходимость постоянной работы, связанной с пайкой.

Паяльная станция обеспечивают большую гибкость в работе, плюс контроль работы (автоматическая регулировка температуры нагрева).

Преимущественной стороной паяльной станции является способность устройства держать заданную температуру паяльника. Такой подход способствует высокому качеству исполнения паяльных работ по целому ряду проектов.

Паяльные станции способствуют созданию безопасного рабочего места, поскольку включают в конструкцию температурные датчики, настройки предупреждений и даже защиту паролем.

Паяльная станция и «третья рука» — инструменты для профессионального использования, когда дело касается объёмного выполнения работ, а также проведения пайки мелких электронных деталей

Дополнительно к паяльной станции, профессиональными электромонтажниками используется ещё один инструмент – так называемая «третья рука».

Речь идёт о специальном держателе, оснащённом увеличительным стеклом. При помощи такого держателя удобно паять миниатюрные детали и работать с электронными платами мелкой разводки.

Выбор флюсов и припоев

Поскольку качество соединений при пайке во многом зависит от правильного выбора флюсов и припоев, эти материалы следует рассмотреть более подробно. В настоящее время существует большое количество этих компонентов, подходящих практически для всех видов пайки.

Основной функцией флюсов является протравливание металлических деталей, удаление оксидной пленки и последующая защита поверхности от коррозии. Покрытие флюсом гарантирует ее чистоту, хорошее смачивание и растекание олова.

Флюсы подбираются в соответствии с металлами и сплавами, которые требуется соединить. В состав любого флюса входят металлические соли, щелочи и кислоты, активно реагирующие на повышение температуры. В связи с этим, существует условное деление этих материалов на два типа.

Первый из них является активным, его основой служат соляная, хлорная и другие неорганические кислоты. Их агрессивное воздействие на металл требует быстрой смывки по окончании работы. Это единственный недостаток таких флюсов, зато с их помощью можно соединять практически любые металлы. Они выпускаются в жидком виде и считаются более удобными для нанесения. В них добавляются спирт или глицерин, которые полностью испаряются при нагревании.

Второй тип флюсов состоит из канифоли и применяется для соединения цветных металлов. Для стальных деталей они считаются менее эффективными. По окончании работы канифоль необходимо смыть, поскольку со временем она вызывает коррозию и становиться проводников электротока при длительном нахождении во влажной среде.

Припой для работы подбирается легче. В основном используются соединения из свинца и олова с маркировкой ПОС. Процент содержания олова обозначается цифрами, идущими после букв. Большее содержание олова в припое обеспечивает более высокую механическую прочность и электропроводность соединений. Одновременно снижается и температура плавления припоя с высокой долей олова. Добавление свинца нормализует застывание и не дает олову растекаться.

Некоторые современные припои выпускаются без свинца (БП), вместо которого добавляется цинк или индий. Они отличаются более высокой температурой плавления, но соединения получаются более прочными и устойчивыми к коррозии. И, наоборот, существуют припои из легких сплавов, способные растекаться, начиная от 90-110 градусов. С их помощью выполняется соединение компонентов, обладающих повышенной чувствительностью к перегреву.

Что собой представляет паяльник?

Это специальное излучающее тепло приспособление мощностью от 15 до 40 Вт, достаточной для припаивания проводов, плат и микросхем. Существуют паяльники, мощность которых выше. Они предназначаются для небольшой пайки – для перепаивания неудачно соединенных проводов толстого диаметра или для распаивания разъемов XLR. Функцию нагревательного элемента в паяльниках выполняет нихромовый провод, который намотан на трубку, содержащую «жало» — рабочую поверхность устройства. Жало представляет собой медный стержень, который нагревается от нихромового провода.

В устройстве паяльника используется медь, поскольку этот металл имеет высокую теплопроводность. Подача тепла к проводу происходит за счет электротока. Устройство паяльника содержит изолятор, в качестве которого выступает слюда. В целях безопасности он предотвращает контакты проводов с металлической трубкой и кожухом паяльника.

Выбор паяльника

Существует несколько типов паяльников, используемых в домашних условиях. Они рассчитаны на разное напряжение и могут работать от 12, 220 и 380 вольт.

Мощность того или иного паяльника выбирается исходя из выполняемых работ:

Пайка электронных деталей и компонентов – 40-60 Вт.
Детали, толщиной до 1 мм – 80-100 Вт.
Элементам, толщиной 2 мм требуется мощность 100 Вт и более.

Как правило, у домашних мастеров имеется два паяльника – малой и средней мощности, способные решать практически все задачи. Обучение можно проходить на любом из них. Толстостенные детали рекомендуется паять на профессиональном оборудовании.

Как паять ручным паяльником — пошаговый процесс

Прежде чем начинать пайку, следует подготовить паяльник и все необходимые аксессуары.

Подготовить припой и флюс.
Если паяльник новый, зачистить мелкой шкуркой жало до медного блеска.
Нагреть жало сердечника паяльника до рабочей температуры (не выше 400ºC).
Обмакнуть жало в канифоль и приложить к припою.
Захватить небольшое количество припоя на жало.
Тщательно облудить рабочие поверхности жала припоем.

Процедуру лужения жала рекомендуется выполнять на медной поверхности малой массы. Удачно подходят для лужения места широких дорожек любой бракованной печатной платы. Завершив лужение, можно приступать непосредственно к пайке.

Процедура пайки установленных электронных деталей сама по себе не представляет особых сложностей. Качество создания соединений зависит от правильной последовательности действий и от навыка

Что нужно сделать, прежде чем паять ручным паяльником на чистых (не разу не паяных) контактах электронной платы? Все точки пайки требуется подготовить – зачистить наждачной бумагой «нулёвкой» до характерного блеска. Далее выполняются следующие действия:

Вставить электронный компонент в соответствующие отверстия платы.
Установить компонент по уровням вертикали/горизонтали.
С обратной стороны платы (точки пайки) отогнуть выводы компонента под 45º.
Обмакнуть жало наконечника паяльника в канифоль.
Захватить небольшую часть припоя.
Коснуться жалом поверхности платы в точке пайки.

Результатом касания, как правило, становится равномерное растекание расплавленного припоя вокруг вывода электронного компонента.

Как только припой заполнил точку пайки, жало паяльника следует отстранить, чтобы дать застыть нанесённому припою. Повторить операцию на следующей точке. Таким способом осуществляется пайка любых других точек на электронной плате.

Подготовка к пайке

При самом первом подключении паяльника к сети, он будет обязательно дымить. В этот момент происходит выгорание заводской смазки. После того как выделение дыма прекратится, паяльник надо выключить и дать ему остыть. Затем перед тем как паять, нужно выполнить заточку жала.

Жало паяльника изготовлено в виде стержня цилиндрической формы. Материалом служит медный сплав. Фиксация осуществляется прижимным винтом. В большинстве случаев жало идет без заточки, и поэтому его следует подготовить. Изменить форму можно с помощью молотка, напильника или наждачной бумаги.

ля каждого типа работ необходима своя конфигурация кончика:

Форма плоская или в виде лопатки придается путем сплющивания. Плоская угловая заточка может потребоваться для соединения массивных деталей.
Заточка в форме острого конуса или пирамидки требуется для того чтобы припаять мелкие детали.
Менее острый конус нужен для спаивания толстых проводников и больших деталей.

При отсутствии защитного покрытия жало инструмента необходимо подвергнуть лужению. На поверхность рабочей части наносится тонкий слой олова. Эта процедура выполняется во время первого включения, когда уже нет выделения дыма. После того как инструмент готов – учимся паять.

Пайка светодиодной ленты

Сегодня светодиодную ленту активно используют для монтажа интерьерного освещения различной сложности. Она дает широкие дизайнерские возможности, имеет небольшие размеры и не уступает по рабочим характеристикам другим осветительным приборам.

Светодиодная лента

Вне зависимости от размера и условий монтажа, ленту паяют по одинаковой инструкции:

Обрезав ленту до нужной длины, поверхность, на которую она должна крепиться, обезжиривают и высушивают.
Оторвав защитную пленку с обратной стороны, ленту приклеивают к монтажной поверхности.
После этого припаиваются провода на входных контактах, мелкие детали, диммеры, контроллеры. Во время работы нужно избегать перегрева ленты, это может привести к выходу диодов из строя.

Обратите внимание, спаивая две ленты! Плюс должен идти к плюсу, а минус к минусу!

Процесс припаивания изображен на фотографиях ниже:

Фиксируем светодиодную ленту (использовалась изолента)

Немного припоя на каждый контакт.

Припаиваем провода, соблюдая полярность.

Чтобы паять диодную ленту хорошо подходят паяльники мощностью до 40 Вт. Лучше всего использовать провода с сечением 0,75 мм. Красные припаиваются к плюсовому контакту, а черные – к минусовому.

Рулон светодиодной ленты.

Теперь о том, как паять светодиоды непосредственно на плату, чтобы создать светодиодную подсветку своими руками. Для этого понадобятся сами диоды, кусочек платы для них (можно купить в радиотехническом магазине) и паяльные принадлежности. Для очистки от окалины воспользуемся флюсом под алюминий, оловом – в качестве припоя.

Вставляем диоды в плату так, чтобы плюсовые контакты (длинные «лапки») были расположены с одной стороны, а минусовые – с другой. И загибаем контакты в стороны. Будьте внимательно – если хотя бы один диод будет подключен неправильно, всё сгорит.
Обработав «лапки» флюсом припаиваем их к плате.
Отрезаем лишнюю длину контактов с помощью кусачек. Зачищаем провода питания на длину, равную длине диодного ряда, прикладываем к соответствующим контактам и запаиваем.
Готово! Теперь можно проверять работу схемы, подключив провода к 12 В источнику питания.

Пайка разных типов микросхем

Теперь обратимся непосредственно к пайке различных по форме и конфигурации микросхем, и, как их можно припаять:

DIP микросхемы — самый распространенный тип микросхем, которые просто и легко перепаиваются путем установки длинных монтажных ножек в отверстия. Для демонтажа DIP микросхемы лучше всего использовать тонкую иглу, о чем указывалось абзацем выше.

SMD микросхемы — эти микросхемы имеют принципиально другой способ пайки, на так называемые «пятачки». Впрочем, это никак не утяжеляет процесс работы и даже облегчает его, если под рукой есть такой друг и помощник, как инфракрасный фен.

BGA микросхемы — контакты данных микросхем расположены под ними в виде небольших шариков припоя.

Где научиться паять?

Тренироваться можно дома, выполняя пайку обычных электропроводов. Главное при этом — придерживаться инструкций безопасности.

В работе могут понадобиться:

паяльник (по словам профессионалов, для работы с небольшими проводами в электронике и радиотехнике достаточно будет инструмента мощностью 20-40 Вт);
плоскогубцы;
нож;
ножницы;
набор надфилей;
наждачная бумага;
изоляционная лента;
канифоль;
припой.

Вопрос «как научиться паять» будет решен после нескольких тренировок. У новичка появится уверенность и опыт. Помочь в этом ему может пошаговая инструкция для пайки.

Что такое термоусадка?

Во время сращивания проводов профессионалы рекомендуют применять специальные термоусадочные трубки. Диаметр их обязательно должен быть в два раза больше, чем у провода. Трубка надевается на один конец провода. После осуществления его механического сцепления с другим проводом и пайки термоусадка перетаскивается на место их соединения. Она должна располагаться так, чтобы с каждого конца шва оставалось по 1 см. После этого пайка выполняется заново. Термоусадка должна равномерно покрывать и нагревать соединение проводов. В результате воздействия на трубку высоких температур она запаивается, обеспечивая надежную изоляцию в зоне соединения, а также прочность механического сцепления.

Чем паять нержавейку

Спаивание нержавейки является трудоёмким процессом. Как паять паяльником такой материал? Пайка производится при температуре от 500 до 700 градусов Цельсия с помощью припоя (тиноля). Припой для нержавейки выбирается исходя из условий пайки и состава стали. Сплав содержит не более 25% хрома и 25% никеля, такие составы дают очень прочные соединения. В качестве флюса используется бура, которая наносится на поверхность в виде пасты или порошка. После расплавления буры металл нагревается и становится ярко-красного цвета, затем в эти соединения вводится припой.

После окончания пайки оставшийся флюс удаляется при помощи воды или песочного обдувания. Применение азотной и соляной кислоты крайне нежелательно, так как может произойти реакция припоя и металла с разрушением последнего.

Какое жало лучше?

Рабочие части паяльников в зависимости от размеров бывают двух видов:

обычные, диаметр которых составляет 0,5 см;
миниатюрные с диаметром 0,2 см, применяемые для пайки очень тонких проводов и деталей из меди.

Рабочие части паяльников могут иметь формы иглы, конуса и лопатки. Последняя форма является самой распространенной, поскольку дает возможность зачерпывать необходимое количество припоя. К тому же для удобства паяния жало может быть прямым или изогнутым.

Последовательность работы

Как научиться паять правильно, станет ясно, если придерживаться пошаговой инструкции. Необходимо:

Установить паяльник на подставку и включить в электросеть.
Макнуть в канифоль. Это выполняется через 5-7 минут после подключения к розетке. Цель этой процедуры заключается в том, чтобы проверить температуру нагрева жала и избавиться от окалин. Паяльник считается готовым к эксплуатации, если канифоль закипает и плавится. Если же она только размягчается, то жало недостаточно разогрето. При перегреве паяльника канифоль шипит и разбрызгивается. В таком случае устройству необходимо немного остыть.
Обработать поверхности лужением. Расплавленным припоем покрываются места соединений металлических изделий.
Облуженные поверхности прижать друг к другу. В местах их совмещения паяльником нанести новую порцию припоя. Соединенные детали должны быть прижаты до тех пор, пока припой не остынет и не затвердеет.

Пайка разных типов микросхем

Чтобы выпаять и впаять назад микросхему понадобится следующий инструмент:

Паяльник или паяльная станция;
Пинцет для захвата и удержания микросхемы;
Гель-флюс и 1 мм припой. Толстым припоем паять микросхему не очень удобно;
Медная оплётка или игла для выпаивания микросхемы;
Алюминиевая фольга или каптоновый скотч.

Также потребуется смывка для флюса, поскольку после пайки микросхем, чтобы избежать короткого замыкания, необходимо сразу же смывать его остатки с платы.

После того, как удалена старая микросхема, настаёт черед установки новой. Сначала необходимо подготовить место, убрать лишний припой при помощи паяльника и медной оплетки.