Методы пайки.

При пайке мягкими припоями легкоплавких металлов (олова, свинца и т. д.) материал припоя должен быть весьма легкоплавок. Температура плавления одного из таких припоев 70° С. В его состав входит 50% висмута, 27% свинца, 13% олова и 10% кадмия. В качестве флюса в этих случаях применяют стеарин.

Для пайки железа, меди и других более тугоплавких металлов применяют обычно оловянно-свинцовые припои (ПОС), содержащие 40—90% олова, 0,1—2% сурьмы и 10—58% свинца. Температура плавления этих припоев 222—277° С.

В качестве флюса при пайке железа применяют хлористый цинк (продукт обработки цинка соляной кислотой), хлористый аммоний (нашатырь) или их смесь. При пайке меди и латуни в качестве флюса применяют канифоль.

Пайка мягкими припоями может осуществляться одним из следующих способов:

1) паяльником;

2) горелкой;

3) погружением в расплавленный припой;

4) нагревом с применением электрического тока.

Во всех случаях поверхности, подлежащие пайке, очищают напильником или другим механическим способом, а затем наносят на них флюс.

К твердым припоям относятся в основном медно-цинковые и серебряные припои с температурой плавления 720—780° С, а также (при пайке стали) электрическая и фосфористая медь и латунь. Для пайки алюминия распространен припой АЛ-2 следующего состава: 87—90% алюминия, 10—13% кремния.

Пайку с серебряными припоями производят для соединения проводников и для ответственных соединений, где требуется высокая чистота спая. В качестве флюсов при пайке стали и медных сплавов применяют обычно буру.

Пайку твердыми припоями осуществляют следующим образом: вначале соединяемые поверхности зачищают механическими способами, затем на них помещают припои (кусок ленты, проволоки и т. п.) и флюс. Далее производят нагрев для расплавления припоя с помощью газовых горелок, паяльных ламп или в печах. Кроме того, пайку производят с применением электротоков высокой частоты (индукционная пайка).

Печи, применяемые для пайки твердым припоем, бывают пламенные (нефтяные или газовые), электрические и соляные печи-ванны.

Припои. Выбор припоя производят в зависимости от соединяемых металлов или сплавов, от способа пайки, температурных ограничений, размера деталей требуемой механической прочности и коррозионной стой кости и др.

Наиболее широко применяются в любительской практике легкоплавкие припои. Рекомендации по их применению, на основании которых можно выбрать припой приведены в табл. Буквы ПОС в марке припоя означают припой оловянно-свинцовый, цифры — содержание олова в процентах. Для получения специальных свойств в состав оловянно-свинцовых припоев вводя сурьму, кадмий, висмут и другие металлы. Например ПОССу 4—6 — оловянно-свинцовый припой с добавлением сурьмы, ПОСК 50—кадмия, ПОСВ 33—висмута.

Выпускают легкоплавкие припои в виде литых чушек, прутков, проволоки, лент фольги, порошков, трубок диаметром от 1 до 5 мм, заполненных канифолью, а также в виде паст, составленных из порошка припоя и жидкого флюса.

Флюсы растворяют и удаляют оксиды и загрязнения с поверхности паяемого соединения. Кроме того во время пайки они защищают от окисления поверхность нагреваемого металла и расплавленный припой. Все это способствует увеличению растекаемости припоя, а следовательно, улучшению качества пайки.

Флюс выбирают в зависимости от соединяемых пайкой металлов или сплавов и применяемого припоя, также от характера сборочно-монтажных работ. Остатки флюса, особенно активного, и продукты его разложения нужно удалять сразу после пайки, так как они загрязняют места соединений и являются очагами коррозии.

Легкоплавкие припои:

Легкоплавкие припои:

При монтаже электро- и радиоаппаратуры наиболее широко применяются канифоль и флюсы, приготовляемые на ее основе с добавлением неактивных веществ - спирта, скипидара, глицерина. Остаток канифоли негигроскопичен и является хорошим диэлектриком.

Данные о флюсах, наиболее часто применяемых в любительской практике, приведены ниже в таблице. 

Пайка алюминия припоями ПОС затруднительна, но все же возможна, если оловянно-свинцовый припой содержит не менее 50 % олова (ПОС 50, ПОС 61, ПОС 90).

В качестве флюса применяют минеральное масло. Лучшие результаты получаются при использовании щелочного масла (для чистки оружия после стрельбы). Удовлетворительное качество пайки обеспечивает минеральное масло для швейных машин и точных механизмов.

Бескислотные флюсы:
 

Активные (кислотные) флюсы:
 

На место пайки наносят флюс и поверхность алюминия под слоем масла зачищают скребком или лезвием ножа, чтобы удалить имеющуюся всегда на поверхности алюминия оксидную пленку. Паяют хорошо нагретым паяльником. Для пайки тонкого алюминия достаточна мощность паяльника 50 Вт, для алюминия толщиной 1 мм и более желательна мощность 90 Вт. При пайке алюминия толщиной более 2 мм место пайки нужно предварительно прогреть паяльником и только после этого наносить флюс.

Пайка алюминия припоем П250А. Припой содержит 80 % олова и 20 % цинка. Коррозионная стойкость паяных швов, выполненных припоем П250А, несколько ниже, чем выполненных оловянно-свинцовыми припоями.

Флюс представляет собой смесь олеиновой кислоты и йодида лития. Йодид лития (2—3 г) помещают в пробирку или колбу и добавляют 20 мл (около 20 г) олеиновой кислоты (в состав флюса может входить от 5 до 17 % йодида лития). Смесь слегка подогревают, опустив пробирку в горячую воду, и перемешивают до полного растворения соли. Готовый флюс сливают в чистую стеклянную посуду и охлаждают. Если используется водная соль лития, то при ее растворении на дно пробирки опускается слой водной смеси, а флюс всплывает, и его осторожно сливают. Перед пайкой жало хорошо прогретого паяльника (температура жала должна быть около 350 °С) зачищают и лудят припоем П250А, пользуясь чистой канифолью. Соединяемые поверхности деталей смачивают флюсом, лудят и паяют. После охлаждения остатки флюса удаляют тампоном из ткани, смоченным в спирте, и покрывают шов защитным лаком. Флюс в процессе пайки не выделяет токсичных или обладающих резким запахом веществ. С ткани и кожи рук он легко смывается водой с мылом.

Пайка нихрома (нихром с нихромом, нихром с медью и ее сплавами, нихром со сталью) может быть осуществлена припоем ПОС 61, ПОС 50, хуже— ПОС40 с применением флюса следующего состава, г: вазелин— 100, хлористый цинк в порошке—7, глицерин—5. Флюс приготовляют в фарфоровой ступке, в которую кладут вазелин, а затем добавляют, хорошо перемешивая до получения однородной массы, последовательно хлористый цинк и глицерин.

Соединяемые поверхности тщательно зачищают шлифовальной шкуркой и протирают ваткой, смоченной в 10 %-ном спиртовом растворе хлористой меди, флюсуют, лудят и только после этого паяют.

Паяльная паста. При пайке в домашних условиях припой обычно наносят с помощью горячего паяльника. Контролировать количество расплавленного припоя, переносимое паяльником, крайне затруднительно: оно зависит от температуры плавления припоя, температуры и чистоты жала и от других факторов. Не исключено при этом попадание капель расплавленного припоя на проводники, корпуса элементов, изоляцию, что приводит иногда к нежелательным последствиям. Это заставляет вести работу крайне осторожно и аккуратно, и все же бывает трудно добиться хорошего качества пайки. Облегчить пайку и улучшить ее можно с помощью паяльной пасты. Для приготовления пасты напильником измельчают припой и смешивают его опилки со спирто-канифольным флюсом. Количество припоя в пасте подбирают опытным путем. Если паста получилась слишком густой, в нее добавляют спирт. Хранить пасту нужно в плотно закрывающейся посуде. На место пайки пасту наносят небольшими дозами металлической лопаточкой. Применение паяльной пасты позволяет избежать перегрева малогабаритных деталей и полупроводниковых приборов.

“Паяльная лента” незаменима при сращивании проводов, трубок, стержней, когда нет возможности воспользоваться электрическим паяльником. Чтобы изготовить паяльную ленту, необходимо сначала составить пасту из порошка припоя, канифоли и вазелина. Порошок получают путем опиливания прутка припоя напильником с крупной насечкой (мелкая забивается припоем). Приготовленную пасту наносят тонким ровным слоем на миткалевую ленту.

Место пайки обматывают в один слой “паяльной лентой”, смачивают бензином или керосином и поджигают. Предварительно соединяемые поверхности желательно облудить.

Лужение проводов в эмалевой изоляции. При зачистке выводных концов обмоточных проводов ЛЭШО, ПЭЛШО, ПЭЛ и ПЭВ при помощи наждачной бумаги или лезвия нередки надрезы и обрывы тонких жил провода. Зачистка проводов путем обжига также не всегда дает удовлетворительные результаты из-за возможного оплавления проводов малого сечения. Кроме того, в месте обжига провод теряет прочность и легко обрывается. Для зачистки эмалированных проводов малого сечения можно использовать полихлорвиниловую трубку. Отрезок трубки, кладут на дощечку и, прижимая провод к трубке плоскостью жала хорошо разогретого паяльника, легким усилием 2—3 раза протягивают провод. При этом одновременно происходит разрушение эмалевого покрытия и лужение провода. Применение канифоли при этом необязательно. Вместо полихлорвиниловой Трубки можно воспользоваться обрезками монтажного провода или кабеля в полихлорвиниловой изоляции.

Эмалированный провод ПЭЛ, ПЭВ, ПТВ любого диаметра можно лудить с помощью аспирино-канифольной пасты. Аспирин и канифоль нужно растолочь в порошок и смешать (в массовом соотношении 2:1). Полученную смесь развести этиловым спиртом до пастообразного состояния. Конец провода погружают в пасту и жалом горячего паяльника с небольшим усилием проводят по проводу или перемещают провод под жалом. При этом эмаль разрушается и провод лудится. Для удаления остатков ацетилсалициловой кислоты (аспирина) провод еще раз лудят с чистой канифолью.

Вместо припоя — клей. Часто бывает необходимо паять провод к детали, изготовленной из металла, трудно поддающегося пайке, — нержавеющей стали, хрома, никеля, сплавов алюминия и др. В таких случаях для обеспечения надежного электрического и механического контакта можно использовать следующий способ.

Деталь в месте присоединения провода тщательно зачищают от грязи и оксидов и обезжиривают. Луженый конец провода обмакивают в клей БФ-2 и жалом нагретого паяльника прижимают к месту соединения в течение 5—6 с. После остывания на место контакта наносят 1—2 капли эпоксидного клея и сушат до полного затвердевания.

Сварка вместо пайки значительно сокращает время, затрачиваемое на монтажные работы. Электросварка дает соединения, выдерживающие последующий нагрев при высоких температурах, не требует припоев, флюсов, предварительного лужения, позволяет соединять черные металлы и их сплавы (например, провода электронагревательных приборов).

Для сварки необходимо иметь источник постоянного или переменного тока напряжением 6—30 В, обеспечивающий силу тока не менее 1 А. Электродом для сварки служит графитовый стержень от использованных батарей КБС или других, заточенный под углом 30—40°. В качестве держателя электрода можно использовать щуп от авометра с наконечником “крокодил”. В местах будущей сварки предварительно зачищенные проводники скручивают жгутом и соединяют с одним из полюсов источника тока. Электродом, соединенным с другим полюсом источника тока, разогревают место, подлежащее сварке. Расплавленный металл образует соединение каплевидной формы. По мере выгорания графита в процессе работы электрод следует затачивать. С приобретением навыка сварка получается чистой, без окалины.

Вести сварку необходимо в светозащитных очках.