Что надо знать о пайке и паяльниках
Паяльник.
По своей значимости и масштабности для технического прогресса процесс пайки вполне сравним со сваркой. Более того, если сварку можно как-то заменить клёпкой или резьбовым соединением, что и делалось до её открытия, по пайку заменить практически невозможно. Мобильные телефоны, телевизоры, все системы управлений просто невозможны без электроники, а её можно собрать только при помощи пайки. Пайка – прочное неразъёмное механическое и электрическое соединение двух металлов, одинаковых или разнородных, третьим, так называемым, припоем. Соединяемые поверхности разогреваются паяльником до температуры плавления припоя, который вносится в зону стыка.
Так как металлы быстро окисляются кислородом воздуха, а при высокой температуре процесс окисления проходит быстрее, очищенные поверхности покрываются специальным флюсом, который служит защитой от их окисления.
Паяльники должны соответствовать характеру выполняемой работы. Невозможно ремонтировать телевизор паяльником мощностью в 200 ватт, точно так же, как паять оцинкованное ведро 20-и ваттным. Если первый пример не требует комментария, то во втором случае теплоотдача ведра будет настолько велика, что маломощный паяльник просто не сможет разогреть поверхность до необходимой температуры.
Ручные паяльники
Самый доступный и надёжный паяльник прост по конструкции. Деревянная или пластиковая рукоятка, нагревательная трубка, на которую наматывается, или вставляется в неё высокоомный провод, сменное жало и шнур с вилкой.
Паяльники выпускаются на разные напряжения: 12, 24, 36, 127 и 220 вольт. Мощность варьирует от 20 до 200 ватт. Все имеют общее название ЭПСН – электрический паяльник со сменным наконечником и непрерывным нагревом. В аббревиатуре, в зависимости от конструкции, могут меняться буквы:
- Ц – без сменных наконечников,
- И – импульсный,
- Ф – форсированный нагрев.
Все ручные паяльники имеют два существенных недостатка – продолжительное время разогрева (около 5 мин) и значительный статический потенциал на жале паяльника. Для пайки кастрюли он не имеет значения, но если им прикоснуться к чувствительной микросхеме – последствия такого контакта для неё могут стать катастрофическими. Кроме того, они склонны к перегреву, что ухудшает и технологию работ и качество пайки. Поэтому для пайки электронных компонентов применяют низковольтные паяльники.
Импульсные паяльники
Всех этих недостатков лишены импульсные паяльники. Они имеют форму пистолета, курок включает и выключает паяльник. В рукоятке помещён преобразователь напряжения до частоты 18-40 КГц, высокочастотный понижающий трансформатор и процессор управления. Разогревается мгновенно, быстро остывает, удобен и безопасен в работе. Некоторые типы импульсных паяльников имеют местную подсветку.
Паяльные станции
Все рассмотренные паяльники хороши для разовых работ. Но если пайка носит продолжительный характер, то лучшим вариантом будет паяльная станция. Они бывают двух видов:
- термовоздушные,
- инфракрасные.
Термовоздушные станции
Подразделяются на компрессорные и турбинные, или феновые. Первые имеют нагревательный элемент, небольшой воздушный компрессор, регулятор и стабилизатор температуры. У вторых вместо компрессора в ручку встроен миниатюрный вентилятор, который обеспечивает требуемую подачу воздуха по типу фена. Некоторые станции комплектуются отсосами и термопинцетами.
Температура пайки регулируется двумя параметрами – установленной температурой нагревателя и скоростью подачи воздуха. На выходе из сопла она варьирует в пределах 100-360°С. К существенным недостаткам можно отнести достаточно сильную струю на выходе из сопла, которая может сдувать мелкие компоненты.
Инфракрасные станции
Для монтажа, где нужен одновременный прогрев большой площади, например, процессора, больше подходят паяльные станции инфракрасного излучения, работающие с длинами волн 2-8 мкм. Это самый оптимальный вариант. Увеличение длины волны до видимого спектра ведёт к перегреву тёмных поглощающих поверхностей и недогреву отражающих блестящих. Температурный диапазон 130-560°С.
Инфракрасные станции имеют ряд преимуществ перед термовоздушными:
- более равномерный прогрев больших поверхностей,
- отсутствие сменных насадок,
- возможность работы со сложнопрофильными компонентами.
При всех преимуществах инфракрасной паяльной станции надо помнить, что она в несколько раз дороже термовоздушной.
Флюсы и припои
В начале статьи уже упоминалось о назначении флюса – защитной среды для соединяемых поверхностей. Самым распространённым является канифоль. Получают её из живицы хвойных деревьев. Она растворяет и удаляет грязь с поверхности, благодаря чему припой плавно растекается, образуя качественное соединение. Там, где канифоль является неэффективной, применяют паяльную кислоту.
Ортофосфорная паяльная кислота разрыхляет окисный слой, который всплывает на поверхность расплавленного припоя, обеспечивая качественную пайку чистых поверхностей. Остаток флюса надо смыть, в противном случае, он будет подвергать металл коррозии. Для пайки разных металлов используются специальные флюсы с присадками.
Основным компонентом пайки является припой. Самым распространённым является ПОС-40 –припой оловянно-свинцовый, где 40% олова и 60% свинца. Температура плавления 235°С. Для радиотехнических целей применяют ПОС-60. Температура его плавления 190°С, что уменьшает перегрев деталей при пайке.
Яковлев А. Н.