Учимся паять: инструменты и материалы для успешного старта

Рис.1 Пайка контактов

С пайкой человечество знакомо не меньше 4 тысяч лет, а вот первый электрический паяльник появился в 1896 году. За более чем столетнюю историю устройства эволюционировали, превратившись в эффективный инструмент, позволяющий решать промышленные задачи и выполнять ювелирно точную работу. Сегодня мы расскажем все о пайке, научим вас выбирать и готовить материалы, а также подробно поговорим о технологии процесса.

Что потребуется для работы

С помощью паяльных работ можно соединять между собой металлические детали и конструкции, но более привычны они в сфере ремонта техники, в первую очередь для замены электрических и электронных компонентов. При выборе инструмента и материалов нужно понимать, для чего осуществляется пайка, но в обязательном порядке вам потребуются:

• припой;
• паяльник;
• флюс;
• сплав Розе;
• дополнительное оборудование.

Если под рукой всего этого нет, то в экстренных условиях можно использовать даже раскаленный гвоздь и таблетку аспирина. Но, все-таки, давайте подробнее остановимся на нашем списке.

Виды припоя

Главный элемент, выполняющий роль соединительного материала – это припой. Обычно его выпускают в виде нити или прутка. В состав входит олово и свинец в разных пропорциях, Также важными параметрами являются температура плавления и отвердевания. В таблице 1 указаны 3 самых популярных марки припоя с основными характеристиками:

Табл.1 Марки припоев и их характеристики

Наиболее популярный вариант на постсоветском пространстве - ПОС61 а вот ПОС40 хоть и дешевле, но высокая температура плавления делает его неактуальным при работе с чувствительной электроникой.

Рис.2 Припой ПОС40

Какой паяльник лучше

На самом деле, роль паяльника минимальна. Она заключается в расплавлении припоя, чтобы он из твердого состояния перешел в текучее. При выборе ключевое значение имеет объем работ и специфика деталей. Для проводов с толстыми жилами подойдет один инструмент, а для пайки микросхем совершенно другой. Учитывается толщина жала – чем меньше объект, тем тоньше должен быть наконечник.

Рис.3 Современные паяльники

Флюс

Не всегда хороший паяльник и качественный припой гарантируют простоту процесса и нужный результат. Важно выполнить подготовку детали к пайке, очистить поверхность и убрать шероховатости. Добиться этого помогает процесс лужения, когда детали покрывают тонким слоем припоя. А чтобы он хорошо прилипал к поверхности, используют флюс. Вещество способствует оптимальному растеканию по поверхности, а также убирает оксидные пленки. В качестве флюса сегодня используют несколько разных по составу материалов.

Канифоль

Твердая органическая смола, которая используется на протяжении десятилетий, имеет характерный запах и дымок. В нее помещают жало паяльника для расплавления, в некоторых случаях заодно и провод. С канифолью припой равномерно растекается по всей площади детали. Со временем смола темнеет и крошится, но при этом свойства не теряет долго.

Полезно знать. Канифоль иногда добавляют в пруток припоя, но содержание ее там 1,2-2% поэтому все равно приходится использовать дополнительный флюс.

Рис.4 Канифоль

Гель-паста

Современные решения – флюс в виде геля, находится в тюбике или шприце. Пасту удобно наносить на детали, а сама пайка становится быстрее, удобнее и надежнее. Больше подходит такой состав для улучшения контактных площадей, а вот для многожильных проводов не очень.

Показатели активности

Важным параметром для флюса являются показатели активности. Есть условно активные составы, их главная особенность – не требуют смывания после завершения работы. Среди активных видов популярен ЛТИ-120, его делают на основе канифоли, изопропилового спирта и активаторов.После завершения пайки рекомендуется смыть раствор, однако он не представляет серьезной опасности. В отличие от пасты жидкость лучше смачивает провода, а припой ложится мгновенно. Как и в случае с канифолью, состав со временем становится темнее и загустевает, но в свойствах не теряет.

Паяльная кислота

Наиболее опасным веществом для человека является паяльная кислота. Она применяется для работами с деталями, где обычный флюс не справляется, например, нержавеющая сталь и сплавы на основе никеля. Кислота выделяет опасные продукты, как в парообразном, так и жидком состоянии, поэтому вопросы вентиляции крайне важны. Используют такой вариант флюса чаще для многожильных проводов.

Альтернатива флюсу и его отмывание

Если вы занимаетесь пайкой нерегулярно или у вас закончился материал для лужения, можно воспользоваться подручными средствами. Флюсом может стать ацетилсалициловая кислота, которая содержится в обычной таблетке аспирина. С ее помощью можно выполнить достаточно качественное соединение. При плавлении выделяется едкий дым, так что и здесь не забывайте про вентиляцию.

Вернемся к вопросу отмывания деталей от флюса. Оставшиеся следы вполне способны привести к короткому замыканию контактов. Особые усилия прилагают при очищении от активных составов. Используют специальную жидкость на основе спирта или технический спирт. Хорошую эффективность демонстрирует смесь изопропилового спирта с бензином.

Важно. Независимо от того, какие материалы вы используете, как минимум нужно открыть окно или включить вентилятор, если процедура занимает более часа.

Процесс выпаивания деталей

Паяльные работы подразумевают не только соединение деталей, но и их разделение, а точнее выпаивание. В случае с проводами их разъединяют с помощью расплавления припоя. При наличии пары длинных и гибких контактов каждый выпаивают по очереди.

Оплетка для пайки

Когда детали припаяны большим количеством контактов и соединений, понадобится специальная оплетка. Это медная плетеная сетка с разной шириной, которую пропитывают флюсом. Ее кладут на контакт и сверху прижимают жало паяльника, в результате припой расплавляется и перетекает на оплетку. Она идеально подходит для зачистки контактных площадок от припоя. А вот для выпаивания деталей со сквозным монтажом не очень подходит.

Полезно. Оплетку для выпаивания можно заменить обычным многожильным проводом, который предварительно пропитывают составом для лужения.

Сплав Розе

При работе с чувствительной электроникой стоит использовать сплав Розе, который снижает риск повреждения платы и ее компонентов. Это разновидность припоя с таким составом и характеристиками:

• олово – 25%;
• свинец – 25%;
• висмут – 50%;
• температура отвердевания – 93°;
• температура плавления – 94°.

Продается в виде гранул, а главным преимуществом является низкая температура плавления. При смешивании состава Розе и обычного припоя температура воздействия на детали комфортная, а застывает смесь дольше. Для отсоединения компонентов нужно нанести припой, прогреть паяльником и поддерживать в расплавленном состоянии. Отработанный сплав Розе можно собрать с платы и использовать повторно.

Дополнительное оборудование

Даже при наличии современной паяльной станции качественно выполнить работу «на коленке» не получится. В вашем распоряжении обязательно должна быть ровная поверхность и хорошее освещение. Если регулярно занимаетесь данной деятельностью, то стоит задуматься над приобретением дополнительного инструмента с оборудованием – в первую очередь пинцетов, лампы с увеличительным стеклом и специального фиксатора.

Третья рука держатель и лампа с увеличительным стеклом

Паяльные работы предполагают одновременное взаимодействие с большим количеством предметов, и удерживать это все крайне сложно. Очень помогает в процессе специальная стойка с зажимами, получившая название «третья рука». В зажимы помещают детали и далее фиксируют под нужным углом. А значит вам будет максимально удобно оперировать паяльником с припоем без тряски и спешки.

Особым шиком считаются конструкции с увеличительным стеклом и односторонней подсветкой. Существуют отдельные лампы с лупой на гибкой ножке. Они обеспечивают оптимальное освещение и незаменимы при работе с мелкими деталями. Круговая подсветка не отбрасывает тень, поэтому обзор для мастера идеальный да и руки полностью свободны.

Рис.5 Держатель и лампа с подсветкой

Минимальный набор домашнего мастера

Все перечисленные материалы и инструменты можно встретить в сервисах и мастерских. Если говорить о домашнем использовании, то в набор любителя необходимо включить паяльник с держателем и сменными жалами, а также припой с флюсом. При выпаивании понадобится оплетка, инструмент для демонтирования деталей и сплав Розе. При регулярной пайке стоит позаботиться о держателе и лампе с увеличительным стеклом.

В заключение

Теперь вы точно представляете, что нужно для пайки и как она выполняется, а значит сможете подобрать инструмент и материалы. Для начала практики рекомендуем поэкспериментировать со старыми электрическими приборами или приобрести специальные наборы плат. И если процесс увлечет, то не исключено, что совсем скоро вы сможете чинить технику себе и друзьям или приобретете востребованную профессию с достойной оплатой труда.