Разбираемся как паять провода – два способа и рекомендации к паячному процессу

Процесс пайки проводов может показаться простым, и это на самом деле так и есть. Вот только не у всех получается качественное соединение двух проводов между собой. Почему? Потому что есть определенные требования к самому паяльнику, а также к процессу пайки. Итак, рассмотрим вопрос, как паять провода?

Начнем с самого инструмента – паяльника. Перед тем как проводить пайку, необходимо паяльник подготовить. Что для этого нужно сделать?

• Зачистить его жало. Для этого можно использовать напильник или наждачную бумагу. Важно снять с жала напильника остатки олова и грязь, то есть, главное добраться до меди, из которого паяльник сделан.
• Теперь включаем инструмент для пайки в розетку 220 вольт. Начинаем его нагревать.
• Теперь периодически касаемся концом жала то канифоли, то припоя. Делаем то несколько раз. Наша задача – равномерно покрыть рабочую поверхность инструмента припоем.

Итак, паяльник готов, можно переходить к вопросу, как правильно паять провода паяльником.

Подключение проводов скруткой и пайкой – что говорит ПУЭ?

Начнем с того, что соединение проводов скруткой в электромонтаже запрещено. По крайней мере, в ПУЭ скрутка не допускается (ПУЭ, гл.2.1). Это можно объяснить тем, что качество скрутки очень зависит от опыта, инструмента, и даже настроения электрика. И проверить это качество никак нельзя, только оценить “на глаз” или испытать повышенным током.

Пайка в ПУЭ допускается, но рекомендуется в ГОСТ Р 50571.15-97. Мотивируется это тем, что в некоторых аварийных режимах температура соединения может достигать 300°С, припой расплавится и стечёт. Честно, я не представляю, как это может произойти, если защитные автоматы установлены нужного номинала. Но даже если это и произойдёт – по моему мнению, такую проводку нужно будет целиком менять! И уже будет не важно, расплавился припой, или нет.

По опрессовке – да, способ хороший, но он требует дополнительного оборудования (пресс-плещи) и расходных материалов (гильзы). То же самое по сварке – нужен трансформатор (инвертор) и графитовые стержни. И опыт – сколько раз видел, что от превышения тока шарик на конце скрутки отваливался, или схватывал не все проводки в скрутке из-за малого тока.

Поэтому, я считаю, что скрутка с последующей пропайкой – лучший способ соединения проводов в распределительных коробках. Паяльник лёгкий, цена небольшая, припой и канифоль – копеечные.

Далее – подробнее об этом горячем пахнущем процессе)

Соединение проводов соединительными изолирующими зажимами

Одним из популярных среди электромонтажников соединительных изделий является соединительный изолирующий зажим (СИЗ). Такой зажим представляет собой пластмассовый корпус, внутри которого находится анодированная коническая пружина. Для соединения проводов их зачищают на длину около 10—15 мм и складывают в общий пучок После чего на него накручивают СИЗ, вращая по часовой стрелке до упора. При этом пружина обжимает провода, создавая необходимый контакт. Конечно, все это происходит только тогда, когда колпачок СИЗ подобран правильно по своему номиналу. С помощью такого зажима возможно соединение нескольких одиночных проводов общей площадью 2,5—20 мм2. Естественно, что колпачки в этих случаях разного типоразмера.

В зависимости от размера СИЗы имеют определенные номера и подбираются по суммарной площади поперечного сечения скручиваемых жил, которая всегда указана на упаковке. При выборе колпачков СИЗ следует ориентироваться не только на их номер, но и на суммарное сечение проводов, на которое они рассчитаны. Цвет изделия не имеет никакого практического значения, но может использоваться для маркировки фазных и нулевых жил и заземляющих проводов.

Зажимы СИЗ в значительной степени ускоряют монтаж, а за счет изолированного корпуса не требуют дополнительной изоляции. Правда, качество соединения у них несколько ниже, чем у винтовых клеммников. Поэтому при прочих равных условиях предпочтение все-таки следует отдать последним.

Пайка скрутки медных проводов

Начнём с того места, когда провода скручены в распределительной коробке.

1. Скрутка проводов в коробке

В левой коробке провода скручены в соответствии с электрической схемой электропроводки. В принципе, многие электрики на этом и останавливаются. И они на 90% правы, можно изолировать, такая проводка простоит 100 лет, больше нам не надо. Но это при условии, что в этой распред. коробке всегда будет сухо, и защитный автомат выбран правильно. Про выбор защитного автомата рекомендую мою статью – Как выбрать защитный автомат.

Встречал, когда в старых коробках было соединение скруткой алюминия и меди. Это были скрутки 50-летней давности! И всё прекрасно работало! Тут очень рискованно, и такие соединения будут жить долго при соблюдении нескольких благоприятных условий. Такие скрутки обычно подвергается жесткой критике в среде электриков, и это считается крайне непрофессиональным. Но простим, тем более, что те, кто сделал такие скрутки, уже в ином мире, где не надо соединять провода…

Существующие способы соединения проводников

Основные способы соединения проводников в доме или квартире
Для соединения проводов могут быть сделаны несколькими способами:

• сварка — наиболее надежный способ, обеспечивающий высокую надежность соединения, но требующий навыков и наличия сварочного аппарата;
• клеммные колодки — просто выполнимое и довольно надежное соединение;
• пайка — хорошо работает если токи не превышают нормативные и соединение не греется до температур, выше нормы (65°С);
• опрессовка гильзами — требует знаний технологии, специальных клещей, но соединение надежное;
• использование пружинных зажимов — wago, СИЗ — быстро устанавливаются, при соблюдении условий эксплуатации обеспечивают хороший контакт;
• болтовое соединение — простое в выполнении, используется обычно в сложных случаях — при необходимости перехода с алюминия на медь и наоборот.

Конкретный тип соединения выбирается исходя из многих факторов. Необходимо учитывать материал проводника, его сечение, количество жил, тип изоляции, количество проводников, которые будут соединяться, а также условия эксплуатации. Исходя из этих факторов и рассмотрим каждый из типов соединений.

Пайка проводов в распределительной коробке

Достаем паяльник мощностью 65 или 100 Ватт. Мощность зависит от суммы сечений спаиваемых проводов. Например, если паять 3-4 провода сечением 1,5 кв.мм, то паяльника 65 Вт вполне хватит. Если же суммарное сечение скрученных проводов – более 10 кв.мм, то паяльник должен быть 100 Ватт.

Итак, берём канифоль в куске или в пластиковой баночке. Провода должны торчать кончиками вверх. Прогреваем место скрутки, и касаем канифолью так, чтобы она плавилась и немного стекла вниз по скрутке.

2. Нанесение канифоли

Особенно хорошо это видно на центральном и правом проводах. Затем берём припой в прутке, прогреваем одновременно припой и скрутку, залуживая скрутку.

Припой лучше использовать с канифолью, сейчас такого много в продаже. Канифоль находится внутри прутка припоя. Если канифоли внутри нет, её необходимо больше предварительно наносить на скрутку, и тщательней контролировать время и температуру пайки. иначе канифоль может просто испариться.

3. Пайка скруток в распределительной коробке

Проводим спайку проводов. Залуживаем скрутку, чтобы припой проник во все места. При этом медь должна быть покрыта припоем на длине 40…80% длины скрутки.

4. Провода спаяны

Нужно стараться не перегреть место пайки, чтобы не попортить изоляцию. Да и вообще стараться всё делать быстро, на автомате.

Некрасивые торчащие кончики пропаянных скруток обрезаем бокорезами (3-5 мм).

Спаяли, изолируем места пайки изолентой (обычно использую ПВХ разных цветов). И в принципе всё. Можно муровать коробки.

5. Изолируем места пайки

6. Укладываем провода в распределительных коробках

Не правда ли, в слове “заподлицо” слышится что-то подлое?))

7. Закрытые коробки. Заподлицо

За контакт в таких коробках можно точно не беспокоиться, можно полностью их хоронить под слоем штукатурки. Хотя, лучше конечно иметь доступ к коробкам, мало ли чего – проверить, дополнительно подключить, и т.п.

Как высказался на эту тему сs-cs.net: Если вам в 2 часа ночи захотелось посмотреть, как там поживает ваша скрутка меди с алюминием, вы должны без проблем иметь доступ в распред.коробку.

Пайка паяльником

Для того чтобы начать пайку, необходимо подготовить рабочее место и необходимый инструмент. Независимо от вида предполагаемых работ, к рабочему месту предъявляются следующие требования:

• Наличие хорошего освещения позволит не только с комфортом работать, но и заметить небольшие огрехи в спаянных деталях, что затруднительно при недостатке света;
• Отсутствие легковоспламеняющихся предметов;
• Свободное рабочее пространство, на котором можно легко разместить спаиваемую деталь;
• Наличие вентиляции сделает работу не только комфортнее, но и безопаснее, вдыхание расплавленной канифоли отрицательно сказывается на дыхательной системе;
• Увеличительное стекло дает возможность работать даже с маленькими деталями и тонкими проводами;
• Простая подставка решает проблему с размещением нагретого паяльника.

Следующим этапом подготовки будет выбор инструмента, и перед новичком всегда встает вопрос, что нужно для пайки паяльником.

Выбор паяльника

Основой качественной пайки является прогревание металлических деталей до температуры спаивания, соответственно, для каждого вида работ рекомендуется использовать паяльники разных мощностей:

• Для пайки радиодеталей и микросхем лучше всего использовать паяльник мощностью не более 60 Ватт, в противном случае можно перегреть деталь или просто расплавить ее;
• Детали толщиной до 1 мм будут лучше прогреваться при использовании инструмента мощностью 80−100 Ватт;
• Детали со стенкой до 2 мм требуют больших мощностей и определенного опыта в работе, поэтому в данной статье пайка таких деталей рассматриваться не будет.

После выбора мощности паяльника следует подготовить его к работе, точнее, подготовить наконечник. Есть паяльники со сменными жалами, которые подходит для разных видов работ. Выпускаются также модели с медным жалом, которое можно заточить или с помощью молотка придать любую нужную форму.

Серьезным минусом таких наконечников является необходимость постоянно их лудить, чтобы на поверхности не появлялась пленка окиси, мешающая приставать припою. Также производители выпускают более дорогостоящий вариант с никелированным покрытием, но оно боится перегрева и требует бережного обращения.

Что еще нужно для пайки

Помимо самого паяльника для пайки необходимо следующее:

• припой;
• канифоль;
• паяльные кислоты или флюсы.

Припой является связующим материалом между спаиваемыми деталями, и работать без него не получится никак. Сейчас в магазинах продаются специально подготовленные припои в виде скрученных в спираль проволочек различного диаметра, от которых удобно «отщипывать» нагретым жалом необходимый кусочек, но можно и по старинке использовать в качестве припоя кусочек олова, но работать будет не так удобно.

Канифоль используется для подготовки поверхности к нанесению припоя. Припой с канифолью распределяется равномерно, при отсутствии последней скатывается в капли, а к некоторым поверхностям вообще не пристает.

Паяльная кислота, или флюс необходима для подготовки контактов к спаиванию. Новичку следует знать, что флюс для каждого спаиваемого материала отличается, и нельзя применять кислоту для пайки алюминия на медном проводе, иначе припой просто не ляжет.

Флюсы и припои — как правильно подобрать

По описанным выше причинам правильный выбор флюса и припоя — это практически половина успеха в паяльном деле. К счастью, имеются вполне универсальные марки, подходящие для большинства задач. Отрасль применения почти всех флюсов и припоев вполне доходчиво указывается на этикетках, но некоторые аспекты их применения всё же нужно знать.

Начнём с флюсов. Их применяют для протравливания деталей, снятия и растворения оксидной плёнки с дальнейшей защитой металла от коррозии. Пока поверхность покрыта флюсом, можно быть уверенным в её чистоте, как и в том, что расплавленное олово будет хорошо её смачивать и растекаться.

Флюсы различают по типу металлов и сплавов соединяемых деталей. В основном это смеси металлических солей, кислот и щелочей, активно вступающих в реакцию при нагреве паяльником. Ну а поскольку оксидных форм и загрязнений существует достаточно много, коктейль должен специально подбираться под конкретный тип металлов и сплавов.

Активный флюс для пайки

Условно флюсы для пайки делятся на два типа. Активные флюсы создаются на основе неорганических кислот, в основном хлорной и соляной. Недостаток их в необходимости смывки сразу по завершении пайки, иначе остатки кислот вызывают довольно сильное корродирование соединения и сами по себе обладают достаточно высокой проводимостью, способной вызвать замыкание. Зато активными флюсами можно паять практически что угодно.

Второй тип флюсов создаётся, преимущественно, на основе канифоли, которая может использоваться и в чистом виде. Жидкий флюс гораздо удобнее в нанесении, в него также входят спирт и/или глицерин, полностью испаряющиеся при нагреве. Канифольные флюсы наименее эффективны при пайке стали, однако для цветных металлов и сплавов используют преимущественно их или другие соединения органической химии. Канифоль также требует смывки, ибо в долгосрочной перспективе она способствует корродированию и может становиться проводимой, набирая влагу из воздуха.

Жидкая и твёрдая канифоль

С припоями всё несколько проще. В основном для пайки используются свинцово-оловянные припои марки ПОС. Цифра после маркировки означает содержание олова в припое. Чем его больше, тем выше механическая прочность и электропроводность соединения и при этом ниже температура плавления припоя. Свинец используется для нормализации процесса застывания, без него олово может растрескаться или покрыться иглами.

Припой ПОС-61 с канифолью внутри

Существуют специальные типы припоев, прежде всего — бессвинцовые (БП) и прочие нетоксичные, в них свинец заменён индием или цинком. Температура плавления у БП выше, чем у обычных, но соединение прочнее и более устойчиво к коррозии.

Есть также легкоплавкие припои, растекающиеся уже при 90–110 ºС. К таким относятся сплавы Вуда и Розе, используют их для пайки компонентов, чувствительных к перегреву. Специальные припои находят главное применение при пайке радиоаппаратуры.

Сплав Розе

Выбор припоя

Выбрать подходящий припой для пайки скруток — это самый ответственный момент. От припоя зависит конечный результат. В процессе использования разных марок припоя, я пытался выявить закономерность между качеством пайки и процентном содержании олова. Однако таковой зависимости обнаружить не удалось.

Единственное, что можно утверждать с полной уверенностью — припой обязательно должен быть с флюсом внутри. Это и не удивительно: метод пайки не предусматривает обязательное нанесение флюса на скрутки, а флюс необходим.

Удобнее всего использовать припой в проволоке толщиной 1мм или около того. Продается он в катушках или пластиковых тубах.

По-большому счету, выбирать припой придется методом проб и ошибок, иного метода я не вижу. Ну и приведу несколько примеров припоев нескольких производителей:

Этот припой хорошо подходит для пайки скруток. А тот, что ниже, лучше не брать — тонкие скрутки из 2-х проводов 1,5 мм² он хорошо спаяет, но скрутки толще он только испортит.

Вот еще достаточно неплохой припой REXANT:

При первом выборе припоя, самым лучшим вариантом будет покупка небольшой тубы на пробу. Ну и запоминать, какие из купленных марок паяли хорошо, а какие плохо. Собственно вот такая нехитрая наука.

Помимо припоя хорошо иметь под рукой очиститель — обычный спирт. Многие медные жилы, даже новые, покрыты слоями окислов или иными налетами, которые затрудняют пайку.

Хорошим вариантом очистителя является флюс «ТАГС» — он превосходно очищает поверхность медных жил и в добавок помогает процессу пайки.

Болтовое соединение

Это соединение собирается из болта любого диаметра, подходящей гайки и одной, а лучше — трех, шайб. Собирается быстро и просто, служит довольно долго и надежно.

Болтовое соединение проводов

Сначала проводники зачищаются от изоляции, при необходимости снимается верхний окисленный слой. Далее из зачищенной части формируется петля, внутренний диаметр которой равен диаметру болта. Чтобы было проще — можно провод обернуть вокруг болта и закрутить (средний вариант на правом рисунке). После все это собирается в таком порядке:

• На болт надевается шайба.
• Один из проводников.
• Вторая шайба.
• Другой проводник.
• Третья шайба.
• Гайка.

Соединение затягивается сначала руками, затем при помощи ключей (можно взять пассатижи). На этом все, соединение готово. Используется, в основном, если надо сделать соединение проводов из меди и алюминия, можно применять и при соединении проводников разного диаметра.

Как соединить алюминиевые и медные проводники

Кстати, напомним, почему нельзя напрямую соединять медный и алюминиевый провода. Причин две:

• Такое соединение сильно греется, что само по себе очень плохо.
• Со временем происходит ослабевание контакта. Это происходит потому что алюминий имеет более низкую электропроводность, чем медь, в результате при прохождении тех же токов он греется сильнее. При нагревании он расширяется сильнее, отжимая медный проводник — соединение становится все хуже, греется все больше.

Чтобы избежать подобных неприятностей медные и алюминиевые проводники соединяют при помощи:

• клеммных колодок;
• wago;
• болтового соединения;
• ответвительные зажимы (делают соединения проводов на улице).

Другие типы коннекторов использовать нельзя.

Инструмент

Для выполнения всех операций нам понадобится следующий инструмент:

Паяльник 100-150 Вт с медным жалом. Обычный, без наворотов в виде несгораемого жала и прочего. Жало может быть прямым или изогнутым.

Также нам понадобятся бокорезы (кусачки), плоскогубцы (пассатижи) и строительный нож. При работе с толстыми скрутками, где например будут присутствовать жилы 4 мм², понадобятся дополнительные плоскогубцы.

К необязательному инструменту можно отнести клещи для снятия изоляции: обойтись можно и без них, однако с этим инструментом дела идут быстрее.

Сварка — высокая надежность в любых условиях

При соединении проводов сваркой проводники скручиваются, а конец их заваривается. В результате образуется шарик из металла, который и обеспечивает в любых условиях стабильное и очень надежное соединение. Причем надежное оно не только в плане электрических характеристик, но и механически тоже — металл соединенных проводов после расплавления образует монолит и вычленить отдельный проводник невозможно.

Сварка — важно нагреть металл, но не оплавить изоляцию

Недостаток такого типа соединения проводов — соединение получается на 100% неразъемное. При необходимости что-то изменить, надо отрезать сплавленный кусок и переделывать все заново. Потому для таких соединений оставляют некоторый запас проводов — на случай возможной переделки.

Из других недостатков — необходим сварочный аппарат, соответствующие электроды, флюс и навык работы. К тому же, занимает сварка немало времени, требуется защищать окружающие предметы, а еще неудобно работать со сварочником на высоте. Потому электрики данный тип соединений практикуют в исключительных случаях. Если же вы делаете «для себя» и умеете неплохо обращаться со сварочным аппаратом, можете потренироваться на обрезках. Основной фокус в том, чтобы не расплавить изоляцию, но сварить металл.

После остывания место сварки изолируют. Можно использовать изоленту, можно — термоусадочные трубки.

Подготовка проводов к спаиванию

Хорошая подготовка — половина успеха
Прежде чем паять, провода должны соответствующим образом быть обработаны. Для этого достаточно соблюдать последовательность:

1. В местах соединения жил проводов срезается изоляционный слой на 2-5 сантиметра.
2. Оголённые участки зачищаются от оксидной плёнки.
3. Осуществляется лужение, например, посредством канифольной смолы.
4. Провода соединяются посредством скрутки.

Теперь можно непосредственно паять.