Что можно сделать с помощью паяльника
Пайка для начинающих
Мои отношения с радио- и микроэлектроникой можно описать прекрасным анекдотом про Льва Толстого, который любил играть на балалайке, но не умел. Порой пишет очередную главу Войны и Мира, а сам думает «тренди-бренди тренди-бренди. ». После курсов электротехники и микроэлектроники в любимом МАИ, плюс бесконечные объяснения брата, которые я забываю практически сразу, в принципе, удается собирать несложные схемы и даже придумывать свои, благо сейчас, если неохота возиться с аналоговыми сигналами, усилениями, наводками и т.д. можно подыскать готовую микро-сборку и остаться в более-менее понятном мире цифровой микроэлектроники.
К делу. Сегодня речь пойдет о пайке. Знаю, что многих новичков, желающих поиграться с микроконтроллерами, это отпугивает. Но, во-первых, можно воспользоваться макетными платами, где просто втыкаешь детали в панель, без даже намека на пайку, как в конструкторе.
Так можно собрать весьма кучерявое устройство.
Но иногда хочется таки сделать законченное устройство. Опять-таки, не обязательно «травить» плату. Если деталей немного, то можно использовать монтажную плату без дорожек (я использовал такую для загрузчика GMC-4).
Но вот паять таки придется. Вопрос как? Особенно, если вы этого никогда раньше не делали. Я, возможно, открою Америку, но буквально несколько дней назад я сам для себя открыл волшебный мир пайки без особого геморроя.
До сего времени мое понимание сути процесса ручной пайки было следующим. Берется паяльник (желательно с жалом не в форме шила, а с небольшим уплощением, типа лопаточки), припой и канифоль. Для запайки пятачка, ты берешь капельку припоя на паяльник, макаешь паяльник в канифоль, происходит «пшшшшш», и пока он идет, ты быстро-быстро касаешься паяльником места пайки (деталь, конечно, должна быть уже вставлена), и после нескольких мгновений разогрева припой должен каким-то волшебным образом переходить на место пайки.
Увы, у меня такой метод работал очень плохо, практически не работал. Детали нагревались, но припой никуда с паяльника не переходил. Очевидно, что проблема была в катализаторе, то есть канифоли. Того «пшшшшш», что я делал, опуская конец паяльник в канифоль, явно не хватало, чтобы «запустить» процесс пайки. Пока ты тащишь паяльник к месту пайки, вся почти канифоль успевает сгореть. Именно поэтому, кстати, мне была совершенно непонятна природа припоя, внутри которого уже содержится флюс (какой-то вид катализатора, типа канифоли). Все равно, в момент набирания припоя на паяльник весь флюс успевает сгореть.
и припой c флюсом внутри:
Ясное дело, что время ожидания на каждой фазе требует хотя бы минимальной практики, но не более того. Уверен, что любой новичок по такой методике сам запаяет Maximite за час.
Планарные элементы (конечно, не самые маленькие) даже проще для пайки в некотором роде, хотя для самодельных устройств уже придется травить плату, так как на макетной плате особого удобства от использования планарных элементов не будет.
Итак, небольшой, почти теоретический бонус про пайку планарных элементов. Это могут быть микросхемы, транзисторы, резисторы, емкости и т.д. Повторюсь, в домашних условиях есть объективные ограничения на размер элементов, которых можно запаять обычным паяльником. Ниже я приведу список того, что лично я паял обычным паяльником-шилом на 220В.
Для пайки планарного элемента уже не получится использовать припой на ходу, так как его может «сойти» слишком много, «залив» сразу несколько ножек. Поэтому надо предварительно в некотором роде залудить пятачки, куда планируется поставить компонент. Тут, увы, уже не обойтись без жидкого флюса (по крайне мене у меня не получилось).
Капаете немного жидкого флюса на пятачек (или пятачки), берете на паяльник совсем немного припоя (можно без флюса). Для планарных элементов припоя вообще надо очень мало. Затем легонько касаетесь концом паяльника каждого пятачка. На него должно сойти немного припоя. Больше чем надо, каждый пятачек «не возьмет».
Берете элемент пинцетом. Во-первых, так удобнее, во-вторых пинцет будет отводить тепло, что очень важно для планарных элементов. Пристраиваете элемент на место пайки, держа его пинцетом. Если это микросхема, то надо держать за ту ножку, которую паяете. Для микросхем теплоотвод особенно важен, поэтому можно использовать два пинцета. Одним держишь деталь, а второй прикрепляешь к паяемой ножке (есть такие пинцеты с зажимом, которые не надо держать руками). Второй рукой снова наносишь каплю жидкого флюса на место пайки (возможно немного попадет на микросхему), этой же рукой берешь паяльник и на секунду касаешься места пайки. Так как припой и флюс там уже есть, то паяемая ножка «погрузится» в припой, нанесенный на стадии лужения. Далее процедура повторяется для всех ног. Если надо, можно подкапывать жидкого флюса.
Когда будете покупать жидкий флюс, купите и жидкость для мытья плат. Увы, при жидком флюсе лучше плату помыть после пайки.
Сразу скажу, я ни разу не профессионал, и даже не продвинутый любитель в пайке. Все это я проделывал обычным паяльником. Профи имеют свои методы и оборудование.
Конечно, пайка планарного элемента требует куда большей сноровки. Но все равно вполне реально в домашних условиях. А если не паять микросхемы, а только простейшие элементы, то все еще упрощается. Микросхемы можно покупать уже впаянные в колодки или в виде готовых сборок.
Вот картинки того, что я лично успешно паял после небольшой тренировки.
Это самый простой вид корпусов. Такие можно ставить в колодки, которые по сложности пайки такие же. Эти элементарно паяются по первой инструкции.
Следующие два уже сложнее. Тут уже надо паять по второй инструкции с аккуратным теплоотводом и жидким флюсом.
Элементарные планарные компоненты, типа резисторов ниже, весьма просто паяются:
Но есть, конечно, предел. Вот это добро уже за пределами моих способностей.
Успехов в пайке! Запах канифоли — это круто!
Особенности пайки
Все техническое оборудование оснащено различными проводами, которые подключены к основным микросхемам и дополнительным приборам: освещения, индикации, датчикам и механизмам. В состав проводящих элементов всегда входит металл, который для надежного контакта с другими деталями соединяют методом пайки. В данной статье рассказывается об особенностях данной процедуры и о выборе для неё необходимого инструмента.
Что можно сделать с помощью паяльника
Паяльник – это ручной инструмент, рабочий элемент которого нагревается до температуры плавления металлического припоя. Чаще всего устройство используется для работы с инженерными коммуникациями, станочным оборудованием, компьютерной и бытовой техникой: лужение или соединение. Реже объектами становятся изделия из пластика или дерева.
Как правильно выбрать паяльник для пайки
Основными критериями при выборе паяльника являются его мощность, принцип действия, рабочее жало.
Важно! В качестве источника питания для оборудования могут быть электросеть, аккумуляторы или природный газ.
По типу конструкции и принципу действия различают несколько видов паяльников:
Важно! Корпус выполняется по аналогии с рукояткой пистолета из-за наличия кнопки запуска.
Насадки, по своей природе, бывают трёх разных типов:
Важно! Керамические изделия характеризуются хрупкостью при случайном ударном воздействии.
Для использования устройства на бытовом уровне достаточно номинальной мощности в пределах от 25 до 40 Вт. Если паять совсем слабым инструментом, то продолжительность термического воздействия значительно снижает качество соединения, к тому же, при перегреве есть риск выхода детали из строя.
Наиболее предпочтительным выбором будет паяльник со встроенным терморегулятором, который позволит мастеру устанавливать нужную температуру при ремонте различного оборудования. Картинка 8. Инструмент с терморегулятором
Что можно сделать с помощью паяльника разной мощности? Для работы с диодами используют керамический прибор с малым потреблением тока (3–10 Вт), чинить микросхемы рекомендуется при помощи регулируемого устройства в 20 Вт, для электропроводки или бытовой техники – 25–40 Вт.
Методики пайки с паяльником
Что нужно для пайки? Работая с металлами, необходимо использовать расходные материалы: флюс или канифоль, в результате чего получается прочное неразъемное соединение.
Важно! Дополнительные составы нужны для обеспечения высокой адгезии припоя с деталями.
Канифолью
Канифоль – это похожий на стекло материал с температурой размягчения в пределах 55–70℃. Для его производства используют смолу хвойных пород дерева. Регламент прописан в ГОСТах 19113-84 и 14201-83, где сказано, что продукт растворяет патину. Рабочий диапазон температур при пайке бытовых приборов составляет 100–130℃.
Канифоль используется в 2 случаях:
Флюсом
Флюс поступает в продажу в жидком состоянии, либо в виде геля, пасты, порошка, что объясняется разным составом материала. Так, первые используют для работы с микросхемами, а последние – с медными трубами. Все материалы можно разделить на три группы:
Важно! Флюс из активной группы нельзя использовать в качестве изоляционного материала из-за низкого сопротивления электричеству.
К нейтральным материалам можно отнести порошкообразную канифоль, которую разбавляют в техническом спирте, глицерине или скипидаре. Данное средство применяется для работы с микросхемами и радиотехникой, медью и сплавами на ее основе. Допустимо присутствие тонкой пленки оксидов.
В других двух компонентах может присутствовать канифоль в сочетании с органическими компонентами. Такие составы актуальны для пайки меди, алюминия, никеля, серебра и стали. Для сложных работ существуют соединения с добавками хлористого цинка, и они служат защитой металла от коррозии.
Виды припоев
Припой – это однокомпонентный металл (олово) или сплавы. Главные требования к составу — содержание токсинов в допустимых для человека пределах, стабильность при воздействии электричеством и температурой.
Важно! Для качественного соединение, коэффициент линейного расширения материала и припоя должен быть одинаковым.
Материалы должны обладать таким свойством, как смачиваемость. Если показатели высокие, то результат пайки оправдает ожидания. При низких значениях для конкретной детали, применение припоя исключается. Например, свинец в чистом виде не может смочить медь.
Второй критерий выбора припоя основан на температуре его плавления. Так, показатели у припоя должны быть ниже верхнего предела сохранения формы обрабатываемого металла, но, при этом, выше рабочего диапазона детали, чтобы спайка не разрушалась.
Расплавленный припой
Мягкий
Твердый
Техника безопасности при пайке
Правила безопасного использования паяльника основаны, прежде всего, на высоком нагреве конструкций. Для этого чаще предусмотрена подставка под оборудование, чтобы посторонние предметы не расплавились или не загорелись.
Важно! Необходимо исключать прямой контакт жала с любыми поверхностями, кроме рабочей.
Во время работы с паяльником необходимо обеспечивать приток свежего воздуха в помещение и выветривание выделений от рабочих составов. В припое и канифоли могут содержаться токсины, которые при испарении постепенно оседают в лёгких.
С помощью паяльника можно починить контакты на микросхеме фонарика или соединить провода в автомобиле. Принцип действия инструмента основан на нагревании рабочего жала до температуры плавления припоя и обрабатываемых деталей. Дополнительно, для работы используют флюс или канифоль различного типа, чтобы очистить металл и улучшить результаты пайки.
Что умеет электропаяльник: функции, о которых вы не знали
Содержание
Содержание
Зачем нужен паяльник, знает, пожалуй, каждый — для пайки проводов и электродеталей. Многие мастера вспомнят еще про ремонт металлической посуды, радиаторов и теплообменников. А вот о том, что паяльником можно наносить декоративный узор на кожаные изделия, резать стекло и ремонтировать бампера автомобилей, знают далеко не все.
Пирография — выжигание по коже
Сложно найти человека, у которого в детстве не было выжигателя по дереву, и который не дарил маме на 8 марта разделочную доску с собственноручно выжженным узором. Соответственно и отношение к выжиганию по дереву у многих снисходительное — детская забава, не больше. Другое дело — выжигание по коже. Нанести узор или надпись на обложку для паспорта, бумажник, ремень или даже кожаную куртку? Звучит круто. И никаких специальных приспособлений не нужно — достаточно твердой руки и обычного паяльника. Можно использовать и выжигатель по дереву, но только если у него есть регулировка мощности. Для нанесения узора на кожу температура жала должна быть намного ниже, чем при выжигании по дереву. Особенно хорошо подходят для пирографии паяльники с набором сменных жал различной толщины и формы.
Кожа съеживается при перегреве, поэтому поначалу, пока не «набьете руку», для пирографии лучше брать кожу потолще и поплотнее. Рисунок на изделие переносится с помощью пленки для принтеров и копирки. Изображение распечатывают на пленке и переносят на кожу через копирку, обводя его контуры. Затем рисунок выжигают по контуру тонким жалом паяльника. Линии потолще обводят толстым жалом, «заливка» делается плоскостью клинового жала.
Процесс несложный и доступный всякому, но все же не стоит сразу начинать с готовых изделий — потренируйтесь сначала на кусках кожи различной фактуры и толщины.
Резка стекла
Стекло трескается при контакте с нагретым предметом — этот принцип и лежит в резке стекла с помощью паяльника. Для стекла в 2-4 мм достаточно обычного паяльника мощностью 50-60 Вт, для толстых стекол лучше брать паяльник на 100 Вт. Резка производится до изумления просто: следует лишь вести жалом по линии разреза, следя за возникающей в стекле трещине.
Процесс небыстрый, но результат того стоит — фигуры сложной формы по-другому вырезать из стекла вряд ли получится. Для ускорения работы можно макнуть жало в припой, тогда пятно контакта увеличивается, как и скорость теплопередачи.
Ремонт бампера
Стальные и резиновые бамперы ушли в прошлое, а современные бамперы удручающе непрочны. Достаточно немного не рассчитать расстояние — и здравствуй, трещина. Впрочем, снизить непредвиденные затраты можно с помощью обычного паяльника. Температуры жала вполне достаточно для сварки пластика.
Следует снять бампер, плотно соединить края трещины и зафиксировать их сварным швом, погружая паяльник поперек трещины примерно на половину толщины детали — так, чтобы расплавленный пластик схватил обе стороны трещины. Затем «прихваченный» шов фиксируется впаиванием полосы пластика. Для небольших трещин этого достаточно. Если же усилию на трещину большое, шов можно армировать металлической сеткой, впаяв ее поверх шва.
Кусок сетки кладется поверх пластика и нагревается жалом паяльника, пока она не начнет «тонуть». Сетка впаивается на глубину примерно половины детали. Неровности зашкуриваются и шпаклюются.
Резка синтетических тканей
Те, кто пробовал вырезать сложные детали из синтетических тканей, наподобие шифона или атласа, наверняка знают, какое это непростое дело. Даже под острейшими ножницами ткань изгибается, срез получается неровным и осыпающимся. А вот с помощью паяльника можно вырезать из шифона самые сложные детали. Мало того, еще и край получается аккуратно оплавленным и не осыпается.
Резка производится обычным маломощным паяльником (25-30 Вт), жало лучше использовать ножевидное.
Резка пластика
Резать пластик лобзиком не очень удобно: пилка греется, плавит пластик и начинает портить срез. Намного удобнее резать пластик горячим ножом, который можно сделать из паяльника средней мощности. Для этого закрепите на жале паяльника лезвие или заточите само жало в форме ножа.
Впрочем, существуют и модели со сменными жалами, среди которых найдется и ножевидное — таким инструментом можно резать пластик без какой-либо дополнительной подготовки.
Усилие для реза прикладывается совсем небольшое, срез получается аккуратным и ровным.
Изготовление витражей
Для оконных витражей и работы в технике Тиффани потребуются разные инструменты, однако в обоих случаях есть и общие требования. Так, мощность должна быть достаточной для того, чтобы не только расплавить припой, но и прогреть спаиваемые элементы. Однако слишком высокая мощность будет вредна: она может испортить детали. В среднем, 80 Вт и более будет достаточно для оконных витражей. Во втором случае подойдет модель на 60 Вт. Также паяльник должен стабильно поддерживать выбранную температуру. Важно качество жала паяльника. Если оно окажется низким, то придет в негодность буквально за несколько дней. Если говорить о припое, то для Тиффани оптимальным считается ПОС-60, припой с канифолью для витражных работ не подходит, поскольку остатки канифоли сложно удалить, а для тонирования витражей необходимо тщательно очистить поверхность от флюса.
Также пригодятся стеклорез, кусачки для стекла, брусок или шлифовальная машинка, чтобы обтачивать стекло, защитные очки и респиратор, которые спасут от стеклянной пыли, медная фольга для окантовки, а также черный маркер, которым удобно размечать рисунок будущего витража.
Схему будущего витража лучше сразу прорисовывать в размере 1:1. Это можно сделать от руки, в специальной программе или любом графическом редакторе. Затем каждую деталь вырезают по контуру и переносят на стекло, обводя ее маркером. Вырезают стекло и обтачивают бруском или шлифовальной машинкой. Готовые детали обклеивают медной фольгой или самоклеющейся медной лентой, обрабатывают флюсом и выкладывают поверх эскиза. Теперь детали можно паять. Удерживайте жало точно над местом спайки, а затем приложите его к нужной точке на пару секунд. Прежде, чем приступать к окончательной спайке деталей, припаяйте несколько точек, а затем сверьтесь с эскизом. Если все верно, проведите окончательную пайку. После того, как все детали соединены вместе, витраж очищают, покрывают швы патиной и антиоксидантом.
Техника безопасности
Во всех перечисленных случаях при работе с паяльником не забывайте о технике безопасности. Нагретое жало пальника может вызвать ожоги при неосторожном обращении. Кроме того, работы по резке пластмасс и тканей, ремонту бамперов и выжиганию по коже следует проводить только в хорошо проветриваемом помещении. Не работайте с паяльником рядом со скоплениями горючих материалов: тонкие ткани и пластик при чрезмерном нагревании могут загореться. И обязательно держите под рукой огнетушитель или хотя бы посуду с водой.
Что и как можно спаять
В мире, насыщенном электротехническими металлическими изделиями, умение обращаться с электрическим паяльником и качественно паять всегда могут пригодиться. Известные преимущества пайки различных по размеру деталей позволяют самостоятельно восстанавливать отдельные образцы бытовой техники (телевизионные приёмники, например), ремонтировать различную домашнюю утварь, паять изделия из меди, латуни, серебра.
Подготовительный этап
Прежде чем освоить правильные приёмы обращения с припоями и паяльником в домашних условиях, следует пройти специальный курс, предполагающий обучение пайке и всему, что предшествует этой процедуре. Можно обучаться самостоятельно, но при освоении работы с ювелирными изделиями, сложными электронными схемами, без опытного наставника не обойтись.
С точки зрения организации процесса, пайка металлов с использованием специальных припоев – это набор достаточно простых по своему содержанию операций. Однако, несмотря на кажущуюся лёгкость, правильно паять с первого раза сможет не каждый. При первом знакомстве возникают некоторые затруднения, связанные с отсутствием чёткого представления о том, что и в какой последовательности нужно делать.
Рекомендуется соблюдать определённые правила подготовки к проведению паяльных операций, суть которых сводится к следующему:
И, наконец, начинающий пользователь должен освоить основные технологические приёмы пайки, предполагающие определённую последовательность целенаправленных действий.
Паять можно электрическим паяльником, газовой горелкой или паяльной лампой. Платы, микросхемы принято паять специальными фенами, термостанциями, обеспечивающими равномерный разогрев. Выбор того или иного типа инструмента и подставки или держателя для него определяется температурными условиями, при которых предполагается проводить рабочие операции.
Следующее по порядку требование предполагает подготовку обязательных компонентов, позволяющих правильно спаять любое металлическое соединение. К ним принято относить различные виды припоя, флюсовые добавки и специальные жидкости для пайки, необходимые для улучшения её качества (канифоли и спиртовые составы для лужения).
Все составляющие процесса обязательно подбираются под конкретные условия формирования паяного соединения и с учётом особенностей используемых деталей.
Основные рабочие процедуры
Технологическая карта или схема «правильной» пайки посредством паяльника предполагает следующий порядок проведения операций.
Прежде чем непосредственно паять, поверхности подлежащих пайке предметов очищают от сильных загрязнений и коррозионных наслоений, после чего их следует зачистить до характерного блеска.
После этого места спайки деталей обрабатываются ранее подготовленным флюсом, посредством которого удаётся улучшить условия растекания припоя по поверхности контакта.
Затем контактная площадка или зона пайки подвергаются защитному лужению, сущность которого состоит в нанесении на них расплавленного до жидкого состояния припоя. При этом расходный материал равномерно растекается по поверхности деталей, которые надо паять, и обеспечивает образование надёжного термического соединения.
При подготовке деталей под лужение предпочтение отдаётся пастообразным флюсам, которые удобно наносятся и легко смываются. Перед обработкой и пайкой детали предварительно соединяют посредством механической скрутки или сжатия пассатижами.
После фиксации на них снова наносится флюс, а затем место контакта прогревается с одновременным введением в него прутка припоя (его состав может отличаться от того материала, что использовался для лужения).
Научиться правильно паять своими руками невозможно, если не научиться лудить жало паяльника. Для лужения рабочий наконечник после полного прогрева паяльника следует с усилием прижать к любой покрытой фольгой поверхности и потереть им по расплавленной канифоли с припоем.
Эту операцию следует повторять до тех пор, пока на гранях медного острия не появится характерная плёнка из припоя, обеспечивающая хорошую адгезию с любым металлом.
Вопрос как правильно надо паять, приходит вместе с заинтересованностью о том, для чего же нужна пайка, и что можно сделать с ее помощью. Это раньше паяли преимущественно кастрюли и самовары, а сегодня паять можно и высокотехнологичные вещи.
Возможности пайки
Возможностей для того, чтобы воспользоваться своим умением правильно паять металлические детали и изделия более чем достаточно. Этим способом осуществляется множество сборочных и ремонтных операций. Вот несколько особо важных из них:
На начальном этапе обучения искусству пайки рекомендуется использовать самые простые схемы электронных устройств.
Кроме того, посредством рассматриваемого процесса можно спаять детали из разнородных по структуре металлов, а также уплотнять различные виды жёстких соединений.
Виды паяльных операций
Разнообразие методов пайки объясняется множеством различных факторов, определяющих качество и эффективность её проведения. К таким факторам относятся не только вид паяльного приспособления и тип припоя, который используют в процессе работы, но также и технологические особенности формирования шва. Для поверхностного монтажа деталей на плату надо научиться правильно пользоваться паяльной маской.
В любом случае, чтобы правильно паять, необходимо знать температуру плавления металла, с которым предстоит работать. Она влияет на выбор инструмента пайки, а также флюсов и припоя. В соответствии с указанным параметром припойные материалы подразделяют на легкоплавкие (до 450 градусов) и тугоплавкие (более 450 градусов).
Выбор припоя
Лёгкоплавкие припои применяют в обычных условиях, не требующих особой прочности соединяемых элементов. С их помощью можно собирать электронные схемы или паять малогабаритные ювелирные изделия.
В ходе этих операций детали сплавляются жидким оловом, в котором в качестве добавки присутствует свинец.
Правда, в последние время распространяются бессвинцовые припои. При выборе типа нагревательного инструмента в этом случае предпочтение отдаётся электрическим паяльникам с рабочими мощностями от 25-ти до нескольких сот ватт.
При необходимости паять изделия из тугоплавких металлов, эксплуатируемых в экстремальных с точки зрении температуры и деформации условиях, потребуются так называемые «твёрдые» припои. Этот тип паяльных составов приготавливается на основе чистой меди с добавками цинка или другого химически активного металла. Тугоплавкие медно-цинковые припои рекомендуются к применению при необходимости сочленения деталей, работающих в условиях высоких статических нагрузок.
С их помощью можно паять изделия из латуни и других медных сплавов, в которых содержание меди не превышает 68-ми процентов. Для соединения стальных заготовок и деталей в качестве припоя чаще всего берётся чистая медь или отдельные виды латуни.
Подводя итого, отметим, что для того, чтобы научиться правильно паять различные по структуре металлические детали недостаточно одного лишь желания. Овладеть в совершенстве известными приёмами правильной пайки можно лишь после того, как будут изучены все сопутствующие этому процессу вопросы.
К числу последних следует отнести выбор нагревательного инструмента, грамотный подход к подбору расходных материалов, а также строгое соблюдение установленного порядка проведения паяльных процедур.
Всё это позволит исключить возможные ошибки при работе с расплавленными припоями и получить надёжное и прочное соединение.