Как правильно паять провода?
Соблюдение технологии пайки — это залог надёжности изготавливаемой радиоэлектронной или электротехнической аппаратуры. Наибольшее число её отказов связано именно с высоким переходным сопротивлением контактных групп, в числе которых паяные соединения.
В аппаратуре высокой надёжности редко применяют механические электроконтакты — все соединения выполняются только пайкой или сваркой. При этом их множественные отказы связаны с некачественной пайкой — когда её внешний вид не вызывает нареканий, но ток через соединение не проходит. Причина — нарушение технологии процесса.
Как правильно паять провода паяльником?
Соединять цветные металлы с припоем и между собой следует так, чтобы в расплав не попадали:
- переходный слой защитного покрытия провода (обычно это электротехнический лак);
- грязь и жировых компоненты;
- окисные плёнки на поверхностях металлов, включая расплав припоя.
Все посторонние частицы и слои, попавшие в расплав и затвердевшие в нём, увеличивают его переходное сопротивление вплоть до полной отсечки тока.
В современной электронной аппаратуре пропускание тока усложняет тот факт, что она является преимущественно слаботочной (в отличие от радиоламповой электроники). При малых токах действие переходных сопротивлений в токоведущих путях проявляется значительно сильнее. Результат — нарушение проводимости кабелей и контактов, фиксируемых в наспех изготовленных дешёвых устройствах и атрибутах электроники.
Чтобы правильно спаять два провода, нужно:
- Зачистить их механическим способом от перечисленных выше плёнок и загрязнений.
- Облудить расплавом припоя в присутствии флюса.
- Соединить и спаять с добавлением припоя и флюса.
Для чего нужны припой и флюс?
Припой — это сплав двух или нескольких металлов с низкой температурой плавления. Он служит для соединения подходящих по технологии металлов методом пайки. В расплавленном состоянии припой обладает хорошей смачивамостью и высокой адгезией по отношению к соединяемым компонентам.
Температура плавления легкоплавких припоев всегда ниже точек плавления соединяемых металлов. ПОС-61 — наиболее распространённый оловянно-свинцовый припой, состоящий из олова (61 %) и свинца (39 %). Он плавится при tº = 183 ºC, для надёжного соединения пайкой используется при tº = 250 ºC. Для справки: температура плавления олова — 232 ºС, свинца — 327 ºС.
Флюс — это специально подбираемый для соединяемых металлов химически активный компонент. При температуре плавления припоя он растворяет окисные плёнки, в результате его расплав обволакивает соединяемые металлические компоненты, оставаясь между ними в качестве механически прочной и электропроводной перемычки.
Наиболее распространённый флюс, используемый в электронике — сосновая канифоль. Она хорошо растворяет окислы на поверхности расплавленного припоя и медных проводах, легко отмывается спиртом и бензином. Существуют разные виды флюсов, они отличаются активностью действия и назначением (для определённых металлов).
Представление о том, как правильно паять провода паяльником с канифолью, можно получить из многочисленных видеороликов в интернете. В них показаны процессы пайки с канифолью, поставляемой в различных товарных видах — кусках, пасте, сердцевине трубки из припоя, жидкости (раствор канифоли в спирте).
Подготовка к пайке проводов
Она состоит из следующих операций:
- снятие изоляции с проводов;
- зачистка спаиваемых концов проводов;
- облуживание припоем концов проводов в среде флюса.
Лак с проводов снимают механическим путём — зачищают наждачной шкуркой или остро заточенным ножом. Если он отсутствует, от механической зачистки не следует отказываться — она также убирает окислы металла, являющиеся нетокопроводными.
Окислы также не дают возможности припою смачивать провод. Из-за этого процесс лужения осложняется и удлиняется по времени, что приводит к оплавлению и усаживанию полимерной изоляции провода.
Выполнять пайку без предварительного лужения — весьма рискованная операция, которая обязательно приведёт к возникновению «непропаев» — постоянных (когда проводимость отсутствует) или мерцающих (когда проводимость отсутствует время от времени). Последний брак наиболее опасен, поскольку его сложно идентифицировать.
Некоторые окислы на проводах в расплаве припоя после длительного прогрева растворяются, однако полностью надеяться на этот процесс нельзя. В ответственной аппаратуре опытные монтажники всегда зачищают провода механически перед лужением и пайкой.
Окисные непропаиваемые слои обычно имеют провода, выпущенные достаточно давно. Встречаются и такие, которые плохо лудятся и после зачистки. Очевидно, в таких проводах дело не только в сильном окислении поверхности, но и в составе самого металла. При пайке таких проводов применяют кислотные флюсы. Ими необходимо пользоваться осторожно и тщательно промывать места пайки во избежание последующего разрушения контактных площадок.
Как правильно паять медные провода?
Соединение проводов пайкой производят в вариантах:
- пайка двух проводов внахлёст;
- пайка скрученных проводов;
- пайка проводов к контактным площадкам печатной платы;
- припаивание к гнёздам компонентов или выводам элементов.
При правильной пайке проводов необходимо выполнить следующие операции:
- Нарезать провода необходимой длины.
- Снять пластиковую (тканую) изоляцию ножом или специальным инструментом на заданную длину.
- Зачистить наждачной шкуркой (ножом) обнажённые концы.
- Облудить концы припоем с флюсом.
- Установить концы проводов в отверстия на плате или в гнёзда компонентов (в других вариантах: скрутить их либо обустроить процесс пайки внахлёст).
- Произвести быструю пайку (1-3 сек) паяльником с припоем и флюсом.
- Обеспечить неподвижность соединения при застывании припоя.
- Промыть жёсткой кистью места пайки спиртом, бензином.
Припой в месте пайки должен быть блестящим, плотно облегающим соединённые провода.
Ошибки, допускаемые при пайке проводов:
- Неоправданно длительный процесс (более 2-3 секунд) или слишком высокая температура жала паяльника. Это чревато оплавлением поливинилхлоридной изоляции провода с чрезмерным обнажением его концов. Следствие — короткие замыкания. Пайки с пережогом припоя обладают низкой надёжностью.
- Подвижность соединяемых концов при кристаллизации припоя в процессе пайки внахлёст. Любая дрожь или малейшее передвижение одного из концов во время застывания припоя приводит к нарушению его механической прочности. Припой при этом становится матовым. Такие пайки не допускаются.
- Недостаточное количество флюса, слишком высокая температура паяльника. Эти ошибки приводят к быстрому выгоранию активного компонента флюса. Припой при этом перестаёт растекаться. Пайка получается некачественной.
Чтобы научиться правильно и качественно паять провода, прежде всего нужен опыт. В результате появляются многочисленные навыки, существенно ускоряющие выполнение операций. Вместе с этим повышается качество и надёжность паяных соединений.
Правила пайки медных проводов
Одним из лучших способов соединения медных проводов является пайка. Она обеспечивает высокую прочность и электропроводность. При этом пайку легче проводить, чем сварку, и она надежнее простой скрутки. Хотя в распределительных коробках провода часто соединяют с помощью самозажимных клемм типа WAGO, приемы пайки не помешает знать любому электрику.
Научиться паять медные провода можно за несколько минут, имея все необходимые материалы и приборы.
Суть процесса
Суть процесса пайки состоит в том, что металлы соединяются между собой при помощи сплава, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления соединяемых веществ.
Во время пайки материалы подвергаются нагреванию до температуры плавления припоя. При этом обеспечивается очень сильная адгезия (прилипание) – свойство материалов сцепляться друг с другом на молекулярном уровне.
Однако не происходит плавление основных деталей и перемешивания их с материалом припоя, как происходит при сварке с использованием присадочного материала.
Паяльник и припой
Для пайки медных проводов традиционно используются паяльники. Существует несколько их видов, в том числе электрические и газовые. Пайка медных проводов осуществляется при помощи электрического паяльника с медным жалом. Этот инструмент представляет собой медный стержень, иногда с никелевым покрытием, который установлен в корпусе нагревательного элемента.
Нагревательный элемент работает от постоянного или переменного тока. Напряжение питания может варьироваться от 12 до 220 В. Для пайки медных проводов электропроводки в доме подходит самый обычный паяльник мощностью 60 Вт. Если надо спаять тонкие проводки электроприбора, то подойдет и менее мощный инструмент. Важно, чтобы он хорошо прогревал медный материал и расплавлял припой.
Чтобы обеспечить высокое качество пайки и прочность соединения, необходима неподвижность во время остывания расплавленного припоя. Провода можно держать руками, но удобнее использовать пинцет или зажимы.
Для пайки медных проводов применяют оловянно-свинцовый припой. Чаще всего это ПОС-61, но можно взять и ПОС-40. Маркировка указывает на состав – припой оловянно-свинцовый с содержанием олова 61%.
Припой обычно производится в прутках диаметром около 8 мм или в виде паяльной проволоки диаметром 2 мм. Нередко используют универсальный припой для пайки медных проводов, который выглядит как полая трубка из оловянно-свинцового сплава. Внутри такой трубки находится порошок из флюса.
Применение флюса
Чтобы припой и материал проводов вступили во взаимодействие друг с другом, и соединение получилось качественным, провода необходимо очистить от оксидной пленки и только после этого паять их. Для очистки можно использовать наждачную бумагу, а для последующей обработки взять специальное вещество – флюс.
Флюс не только очистит медные провода, но и создаст тонкую защитную пленку, препятствующую окислению материала.
Допускается применять как твердый флюс – сосновую канифоль, так и жидкий – различные виды паяльных кислот или самодельный состав.
Иногда, чтобы правильно и крепко припаять медные провода друг к другу или к какому-либо металлическому предмету, пользуются только жидким флюсом. Приготовить его можно, растворив обычную сосновую канифоль в этиловом спирте. Паяльную кислоту готовят самостоятельно, растворив гранулы цинка в соляной кислоте в пропорции 412 грамм цинка на 1 литр кислоты. Но лучше все-таки купить готовый флюс, соответствующий всем стандартам качества, поскольку принесение кислотных составов для медных проводов нежелательно.
Как правильно паять
Чтобы надежно спаять провода из меди, нужно подготовить паяльник. Если перед работой не облудить жало, то припой будет не прилипать, а скатываться шариками со стержня. Так происходит, потому что жало покрыто слоем оксида меди и нагара, образовавшегося во время предыдущей пайки.
Подготовка паяльника
Некоторые специалисты для удобства работы точат жало плоским напильником, чтобы придать ему форму лопатки или плоской отвертки. Угол заточки должен быть 45-60 градусов.
Необгораемое жало (вечное) ни в коем случае точить нельзя, для него используют специальные губки.
Очищенное механическим способом жало нужно нагреть, а потом залудить. Для этого его покрывают флюсом.
Если флюс твердый (канифоль), достаточно просто погрузить в него наконечник. Канифоль расплавится и покроет разогретую поверхность. После этого паяльником нужно прикоснуться к прутку припоя и разогреть его. Расплавленный припой покроет жало, защитив его от дальнейшего окисления.
Процедуру лужения паяльника необходимо повторять по мере образования нагара на нем. Происходит это потому, что температура жала намного выше температуры плавления припоя, и со временем он начинает подгорать. Чтобы уменьшить вероятность возникновения такого явления, рекомендуется применять паяльник с регулировкой температуры.
Подготовка проводов
Соединяемые медные провода также нужно подготовить к пайке. Вначале снимают с концов изоляцию на расстоянии примерно 4 см, зачищают, скручивают между собой и проводят лужение. Медны провода можно залудить следующим образом:
- нагреть скрутку паяльником;
- покрыть флюсом;
- нанести небольшое количество припоя, распределяя его по поверхности провода.
Действия аналогичны тем, какие совершаются при лужении жала паяльника. Если предстоит пайка многожильных медных проводов, то необходимо обязательно запастись именно жидким флюсом, так как покрыть всю поверхность медных «волосков» расплавленной твердой канифолью будет очень трудно. Чтобы получить качественное соединение, нужно нагреть многожильный провод и затем опустить его в жидкий флюс, который смочит всю поверхность, предназначенную для пайки.
Далее пайка многожильных и одножильных медных проводов осуществляется одинаково. Два или более соединяемых проводника нагреваются вместе, и на них наносится припой. После нанесения его необходимо на время остывания обеспечить неподвижность соединения. Не допускается ускорять остывание путем его смачивания или обдува воздухом.
Соединение меди и алюминия
При соединении пайкой медных и алюминиевых проводов можно столкнуться со множеством трудностей, преодолеть которые возможно будет, только применив альтернативные методы соединений.
Дело в том, что как алюминий, так и медь покрываются на воздухе оксидной пленкой. И если сами по себе эти пленки никак не влияют на состояние проводника и даже обеспечивают довольно неплохую проводимость, то соединяясь вместе, они способствуют возникновению мощной химической реакции. Под действием влаги, содержащейся в воздухе, в месте контакта оксидов алюминия и меди начинается процесс электролиза, то есть образуется электрический ток из-за того, что ионы обоих материалов обладают разными электрическими потенциалами.
Электрический ток является движением заряженных частиц – ионов и при их движении металлы в месте контакта разрушаются. При этом сильнее разрушается алюминий. Разрушение вызывает ухудшение контакта, а впоследствии увеличивается электрическое сопротивление соединения и оно нагревается. При сильной коррозии, когда непосредственный контакт между двумя материалами уже утрачен, возникает электрическая дуга, которая и довершает разрушение.
Соединять медь с алюминием рекомендуется только через третий, нейтральный материал. Чаще всего, для этого применяют стальные клеммники или зажимы.
Что нужно знать о соединении проводов?
Пайка проводов – неотъемлемая процедура при монтаже электропроводки. Качественно выполненная пайка, соединенные провода в распределительной коробке, правильная скрутка – все это позволяет сделать долговечную электропроводку.
Сегодня продолжают использоваться электропроводки, выполненные из алюминиевого и медного провода. Стоит отметить, что качество и долговечность медных проводов делает их выгоднее для потребителей, несмотря на стоимость материала.
Способы соединения проводов
Опираясь на ПУЭ, для соединения проводов электропроводки допустимы определенные способы. Таким образом, выделим общепринятые способы соединения проводов.
- Опрессовка;
- Клемники;
- Пайка;
- Сварка.
Как паять провода при помощи паяльника своими руками?
Первым делом стоит задуматься о подготовке рабочего места надлежащим способом: все необходимые материалы и инструменты должны находиться на своих местах для того, чтобы в процессе работы не возникали трудности и проблемы. Разумеется, понадобятся определенные вспомогательные средства, без которых попросту не обойтись.
- Канифоль;
- Флюс;
- Подставка для паяльника;
- Паяльник;
- Губка для удаления с жала паяльника загрязнений, мешающих производить пайку электропроводки.
- Предположим, нам требуется соединение двух медных проводов между собой (провода могут быть многожильным или одножильными). Разница между соединением рассматриваемых элементов в том, что для многожильных проводов потребуется предварительная скрутка для их фиксации и удобства последующей пайки.
- Если имеются многожильные провода, а скрутка уже выполнена, можно приступать к лужению материала. Выполнять подобную процедуру следует так, чтобы припой (тиноль) эффективно воссоединялся с поверхностью провода.
- Как только элемент залужен, начинаем покрывать его паяемую поверхность припоем: расплавьте небольшое количество припоя, нанесите его на жало (наконечник) паяльника, после чего поводите жалом по намеченному участку провода. В идеале, тиноль должен покрыть участок залуженного провода тонким слоем.
- Далее для обработанных подобным образом проводов потребуется скрутка между собой и прогревание при помощи паяльника (для проводов малого сечения).
- Если нужна скрутка рабочих элементов большого сечения, процедура будет иметь несколько другую последовательность: скрутка лудится (прогревается паяльником, погружается в канифоль, либо лудиться другим способами); скрутка контактов прогревается, после чего производится нанесение припоя до того момента, пока не будет достигнута требуемая цель. Таким образом, получится отличная и качественная скрутка контактов.
Стоит обратить внимание: при нагревании скруток электропроводки, разогрев желательно начинать с дальнего конца от изоляции. В противном случае прогреваемая скрутка может навредить изоляционному слою.
Технологическая часть
Во время соединения проводов электропроводки необходима их пайка, о прессование, сварка, либо соединение при помощи клемы. В распределительной коробке соединения шлейфов должны обладать высоким качеством, долговечностью, так как пайка шлейфов электрической сети в квартире или доме производится на долгие годы.
Выше были упомянуты четыре способа соединения проводов электропроводки. Стоит отметить, что ранее считалась нормой скрутка проводов в специальной распределительной коробке путем механического воздействия. Сегодня же скрутка, как способ соединения шлейфов электропроводки, запрещена ПУЭ, поскольку в результате подобного соединения электрическое сопротивление будет нагревать провода, что просто недопустимо. В связи с этим пайка вышла на первое место по качеству соединения элементов электрического снабжения домов среди всех способов соединения материалов.
Безусловно, пайка не является самым быстрым и наиболее простым способом монтажа шлейфов электропроводки, но у нее есть один значительный плюс: пайка – самый надежный способ соединения контактов шлейфов электрической проводки. Наряду с этим полезным качеством, проводка из медного провода становится достаточно качественной и долговечной.
Температура плавления припоя значительно ниже аналогичного показателя медных шлейфов. Стоит знать, что расплавленный тиноль позволяет распустить внешний металлический слой медного провода, в то время как при застывании получается надежная скрутка шлейфов.
По окончании зачистки провода на его поверхности может образоваться оксидная пленка. Для того чтобы подобное не произошло, необходимо воспользоваться флюсом, предназначенным для пайки нужного материала. Слой наносимого на поверхность проводов флюса не должен быть толстым.
Для соединения медных проводов применяются оловянно-свинцовые припои для пайки, а также канифоль, выполняющая роль флюса. Пайка алюминиевых проводов электропроводки подразумевает использование цинкоалюминиевых припоев. Для флюса требуются соединения цинка или лития. В последнем случае желательно применение газовых горелок, поскольку температура плавления составляет порядка 500 гр. С.
Технология пайки медных и алюминиевых проводов
Поверхность медного провода зачищается, прогревается паяльником, после чего погружается в канифоль. Далее расплавляется капля припоя, а затем провод погружается в нее для лужения паяльником по поверхности (выполнять процедуру желательно равномерными движениями).
Припой для пайки должен покрывать поверхность провода минимально, а излишки его обязательно удаляются с поверхности с помощью паяльника. С этой целью нужно подставить паяльник под место соединения, тем самым позволяя излишкам удалиться самим по себе. Стоит отметить, что красный цвет медного провода должен измениться и приобрести серебристый оттенок.
В том случае, если провода многожильные, каждая проволочка мелкого сечения должна быть раскручена, после чего лудится паяльником. Далее все необходимо вернуть в исходное состояние, то есть закрутить обратно.
Алюминиевый провод перед пайкой электропроводки следует также зачистить, после чего покрыть его поверхность с помощью заранее приготовленного флюса. Далее алюминиевый провод натирается кусочком тиноля, нагревается пламенем газовой горелки. Вследствие подобных действий алюминий (основной металл) «сбросит» оксидную пленку. Таким образом, окисления разрушаются, а рабочая поверхность материала отлично лудится.
Для увеличения качественного показателя паяемого соединения однопроволочных проводов, применяется небольшая скрутка уже залуженных проводов, при которой заполняются тинолем все возникающие промежутки.
Последний этап соединения электропроводки подразумевает восстановление изоляционного слоя проводов. Нужно обратить внимание на то, что данный этап работ является очень важным и от него многое зависит. Таким образом, для сухих помещений применять следует хлопчатобумажную изоленту.
В помещениях с повышенной влажностью, а также на улице предпочтительнее использование изоленты, изготовленной из поливинилхлорида. Изолента накладывается на скрутку в три слоя так, чтобы защитить не только оголенные провода, а еще и расстояния с обеих сторон на несколько сантиметров (конец накрученной изоленты должен быть завернут внутрь, полностью закрывать головку скрутки). Изоляция проводки очень важна, поскольку в распределительной коробке, где находится скрутка, может произойти короткое замыкания по причине соприкосновения проводов с разными зарядами.
Как только изолирование контактов в распределительной коробке было произведено, можно приступать к применению специальных колпачков, фактически дублирующих изоленту (для большей надежности и качества работ).
- Выбирать паяльник следует со сменными наконечниками в форме лопаток, иглы, конусов.
- Прежде чем приступить к процедуре пайки, необходимо уделять чистке жала несколько минут. Если наконечник слишком загрязнен, пускайте в ход паяльник, которым снимайте образовавшиеся загрязнения с рабочей поверхности инструментов. С этой целью можно применять картон, кусочек дерева.
- Не желательно оставлять паяльник «сухим» во время нагрева рабочего элемента. Таким образом, предпочтительнее опустить жало в канифоль. Так будет значительно лучше понять, когда паяльник разогрелся и готов к работе.
- Знайте, что во время изменения длины пальника, вы можете изменить температуру нагрева инструмента.
- Во время пайки обязательно используйте средства индивидуальной защиты: перчатки защитные, очки, специальную одежду. Стоит отметить, что работа с металлом должна проводиться человеком, на теле которого нет открытых участков кожи.
Вывод
Выполняя все в точности согласно инструкции, придерживаясь наставлений и рекомендаций более опытных специалистов, вы сможете осуществить качественный монтаж электропроводки в своем доме, которая сможет прослужить долгие годы.
Похожие статьи
- Пайка паяльником: вся необходимая информация
- Устройство для сварки проводов: особенности полезного приспособления
- Сварка медных проводов, Описание процесса сварки
- Пайка флюсом: что следует знать?
Как правильно паять провода
Для того чтобы спаять провода потребуется канифоль или флюс, припой (смесь олова и свинца) и паяльник. Для пайки проводов наиболее подходящим будет паяльник мощностью 40 Вт.
Инструмент более высокой мощности обычно используется для спайки металла, а менее мощные варианты подходят для мелких деталей и микросхем.
Перед тем как включить паяльник, жало очищается от нагара и грязи. Для этого подойдёт наждачная бумага или напильник. После этого его можно включать в розетку.
Провода могут быть одножильными или многожильными. Для многожильного провода потребуется предварительно скрутить жилы, чтобы они держались совместно. Сделать это лучше всего плоскогубцами или пинцетом.
Спаиваемые стороны проводов нужно зачистить от изоляции. Если нужно припаять два провода, то зачищается 1-1,5 см, если провод паяется к лампочке, лучше очистить не более 0,5 см, главное здесь – чтобы не было торчащих оголённых частей проводов.
Зачищенные провода залуживаются по отдельности путём обмакивания их во флюс или расплавленную канифоль. Это производится для того, чтобы припой хорошо приставал к жилам.
На залуженные провода наносится припой. Предварительно лудится жало, на котором затем расплавляется припой. После этого жало с припоем нужно провести по каждому проводу, при этом провода должны покрыться слоем припоя.
Если провода толстые, может потребоваться несколько раз наносить припой. Тут следует в перерывах между нанесением припоя каждый раз залуживать провод.
Далее провода нужно наложить один на другой, крепко прижать друг к другу; приложить жало паяльника с небольшим количеством припоя. Припой на проводах разогреется и сплавится между собой, тогда паяльник можно убирать. Пока припой на проводах затвердевает (несколько секунд после того, как убрали нагреватель) не следует двигать проводами. Нужно постараться их удерживать неподвижно, в противном случае соединение может оказаться не прочным.
Передерживать жало паяльника на проводах не рекомендуется, так как это может привести к повреждению изоляции. Особенно это актуально в случае медных проводов, которым свойственна высокая теплопроводность.