Загрузка...Пайка медных проводов
Пайка медных проводов
Соединения медных проводов, выполненные пайкой, не уступая в долговечности и хорошей проводимости контакта соединениям сваркой, на практике, однако, используются значительно реже. Связано это, прежде всего с большей трудоемкостью процесса. Кроме того, для создания качественного и надежного во всех отношениях соединения проводов при помощи пайки, потребуется значительно больше времени.
Тем не менее, сравнивания эти способы соединения медных проводов, нельзя не отметить отсутствие необходимости в наличии дорогостоящего сварочного оборудования при пайке; достаточно бытового паяльника, совсем недорогой канифоли для лужения проводов и припоя.
Оборудование и расходные материалы для пайки. Безусловно, паяльная станция, при помощи которой возможно изменение температуры жала паяльника наиболее предпочтительный вариант, однако, его приобретение и использование, ввиду достаточно высокой стоимости по сравнению с обычным паяльником должно быть обоснованным (например, при частом выполнении паяльных работ).
Для разовых или нечастых работ вполне подойдет и обычный паяльник мощностью 25-60 Вт. Рассматривая соединение проводов электропроводки жилых помещений в распредоробках, можно сказать, что такой мощности паяльника будет достаточно для пропайки скрутки, состоящей из трех-пяти проводов сечением 1,5-2,5 мм2.
Хорошие результаты дает пайка мягкими низкотемпературными оловянно-свинцовыми припоями ПОС-40, ПОС-60 (61). Для обезжиривания поверхности спаевыемых проводов и нормального их покрытия припоем, в качестве флюсов при пайке медных проводов следует использовать только безкислотные растворы или химически нейтральную канифоль.
Пайка медных проводов. Удалив изоляцию с концов проводов на длине 5-6 см, их следует облудить — покрыть тонким слоем припоя. Для этого очищенные от изоляции участки проводов покрывают паяльным флюсом.
В примере на фото видно, как на поверхность проводов жалом паяльника наносится используемая в качестве флюса сосновая канифоль. Далее, этот участок покрывается тонким слоем припоя расплавленный припой наносится жалом паяльника на провод, после чего последний приобретает серебристый оттенок.
Для увеличения механической прочности места спайки, провода могут быть соединены в упругую скрутку, которая, собственно и должна быть пропаяна. Пайка представляет собой растекание припоя по облуженной и нагретой поверхности этой скрутки.
Для этого жалом паяльника с нужным количеством припоя прогревается место спайки, после чего олово растекается по скрутке и заполняет промежутки между жилами проводов. По окончании пайки проводов, скрутки изолируются при помощи изоляционной ленты или термоусадочной трубки.
Как упоминалось ранее, пайка, не отличаясь ни простотой, ни скоростью выполнения работ, но, характеризуясь высоким качеством контактов и долговечностью соединений является одним из наиболее предпочтительных из разрешенных Правилами способом соединения проводов.
Подготовка к пайке проводов: паяльник и все остальное
Пайка – надежный способ соединения проводов в электроприборах или при монтаже электропроводки. С появление быстромонтируемых клеммников WAGO, этот метод не утратил своей актуальности, благодаря своей компактности и простоте.
Технологический минимум
В отличие от сварки, где соединение происходит за счет расплавления соединяемых деталей, при пайке детали соединяются легкоплавким припоем. В быту применяется оловянно-свинцовый состав марок ПОС-40, ПОС-60. Цифра, в конце марки обозначает соотношение олова и свинца в сплаве. Для создания более прочных соединений используют припои на основе бронзы, а в ювелирном деле – серебра.
Соединяемые металлы покрыты оксидной пленкой. Для ее растворения применяются флюсы. Самый известный и распространенный из них, это канифоль. Дополнительный плюс канифоли, ее относительная (по сравнению с другими составами) безвредность. Распространено применение готовых паяльных паст, в основном, за счет удобства их использования.
Рабочее место и инструмент
Время, затраченное на подготовку рабочего места, окупается за счет удобства, улучшения качества и безопасности. Перед тем как приступить к пайке проводов, приготовьте:
- Паяльник – какая же без него пайка?
- Подставку – класть горячий прибор, куда попало, не стоит. Так можно испортить мебель, прожечь ковер, и обжечься самому.
- Напильник для правки и очистки жала. В процессе работы, флюс и припой разъедают жало паяльника, и его надо время от времени зачищать.
- Бокорезы или пасатижи – для снятия изоляции. Для этих целей выпускаются специальные интрументы, но приобретать такой имеет смысл, когда производятся большие объемы работ.
- Пинцет или плоскогубцы – для удержания соединяемых деталей. Во время пайки детали нагреваются, лучше подумать об этом заранее.
Выбор паяльника для пайки проводов
Соединение пайкой применяется, зачастую, в далеких друг от друга сферах деятельности, от починки примуса, до ремонта компьютеров и смартфонов. Применяемые для этих целей паяльники, различаются по мощности, и типу нагрева.
- Нихромовый нагреватель – «обычный», самый простой, неприхотливый и недорогой прибор. Мощность – от 10-15 Вт для электроники, до 150-400 для жестянщиков.
- Керамический нагреватель – не отличается от нихромового принципиально, но миниатюрнее и точнее поддерживает температуру. При ударе, керамический нагревательный элемент может расколоться.
- Индукционный нагрев происходит в ферромагнитном покрытии жала, за счет магнитного поля, наведенного катушкой. Поддерживает рабочую температуру без использования датчика и терморегулятора.
- Импульсный нагрев используется в тех случаях, когда требуются кратковременные включения, для выполнения пайки. В остальное время паяльник находится в отключенном состоянии.
- Газовый паяльник заслуживает отдельного обсуждения. Это автономное устройство, нагрев жала в котором, происходит пламенем сгорающего газа. Его главное преимущество, это автономность. Таким прибором можно пользоваться при ремонте автомобиля, работе в полевых условиях, на объектах, не подключенных к электроснабжению. Со снятым жалом, он превращается в миниатюрную газовую горелку.
Для соединения проводов, домашних работ, мелкого ремонта, лучшим выбором будет паяльник с нихромовым нагревателем, мощностью 40-60 Вт. Для работ с электроникой, подойдет прибор меньшей мощности, с керамическим нагревателем. Газовый паяльник стоит приобрести, если предполагается использование прибора вдали от электрических сетей.
Технология пайки проводов: последовательность выполнения
Каждому приходилось сталкиваться с проблемой разрыва проводов в технике. Обращаться с такой мелочью в мастерскую нерезонно, проще освоить технику пайки, что поможет осуществлять ремонт бытового оборудования в домашних условиях.
Суть технологии
Существует несколько методов пайки проводов, но для начинающих рекомендуется ручной способ. Такой вариант подходит для соединения металлических проводников, для пропилена и других пластиков используется другая технология.
Процесс пайки абсолютно доступный и понятный. Соединяемые концы обрабатываются специальным веществом, после чего фиксируются с помощью припоя. Температура плавления припоя должна быть ниже, нежели металлов, которые использованы в проводниках. Качественная спайка выдерживает вес, превышающий материал проводников.
Временем пайки считается период от разогрева припоя до полного его застывания. Общая продолжительность создания одного соединения составляет 4-5 минут.
Что понадобится для пайки
Для спаивания проводов понадобится паяльник, припой и флюс. Выполнять работы лучше на деревянной подставке. Для паяльника нужно заранее подготовить подставку, чтоб горячее жало не повредила поверхность стола.
Для зачистки подойдёт любой скребок, использовать наждачную бумагу с камешками крупной фракции нельзя. Перед выполнением работ поверхности нужно обезжирить, поэтому стоит подготовить ещё спиртовой раствор и ватные диски или палочки.
Для удобства следует приготовить также пинцет, защитные очки. Первый инструмент поможет состыковать тоненькие элементы, а очки предупредят травмирование глаз. В процессе пайки могут отскочить раскалённые пружинки или провода, что повлечёт разные проблемы. Защита обеспечит мастеру безопасность.
Последовательность выполнения пайки проводов
Технологический процесс спаивания двух металлических тонких проводников состоит из следующих этапов.
1. Зачистка поверхностей проводников, удаление коррозии, других загрязнений. Процесс выполняется аккуратно до блеска металла. Любой сторонний налёт сделает соединение ненадёжным.
2. Зачищенные концы проводников покрывают флюсом. Это специальное вещество, которое хорошо удаляет фрагменты окисла, а также предотвращает окисление проводов в процессе эксплуатации. При выборе флюса предпочтение стоит отдавать твёрдым и пастообразным веществам, жидкость в этом деле малопригодна.
3. С помощью паяльника расплавляется припой и ровным тонким слоем наносится на концы проводников. Припой должен хорошо соединиться к металлу.
4. Соединить провода временной скруткой или с помощью пинцета. В качестве альтернативы можно использовать тиски.
5. Нанесение флюса на стыковку для предупреждения образования ржавчины под припоем.
6. Расплавить паяльником припой и распределить вещество вокруг состыкованных концов проводников. Если фиксация оказалась слабой, рекомендуется подобрать другой вид припоя.
Завершаются работы очисткой жала паяльника и обработкой его неактивным флюсом (если оно луженое). Флюсованный инструмент поможет в дальнейшем выполнять качественную пайку. Хранить паяльник рекомендуется в закрытой коробке.
Популярные вопросы
Чем нужно зачищать концы проводов?
Использовать грубые абразивы для зачистки не рекомендуется. Их частицы застревают в поверхности, удалить полностью не представляется возможным. А при эксплуатации абразивы провоцируют развитие процесса окисления. Качественную зачистку обеспечат: скребок, нож, напильник, надфиль. При работе с токопроводящими проводами рекомендуется предварительно покрыть их активированным флюсом, остатки которого следует удалить по окончании пайки.
Какой мощности выбрать паяльник для бытовых нужд?
Мощность определяет функции инструмента. Если основная часть работ планируется с профилями и толстыми проводниками, то подойдёт устройство до 65 Вт. Пайку проводов диаметром до 0,6 мм осуществляют паяльником до 25 Вт.
Играет ли роль способ скрутки на прочность и функционал соединения?
Каждый способ имеет своё предназначение:
• простые скрутки подходят для одножильных и многожильных проводов, но их предварительно следует очистить от изоляционного слоя;
• бандажные соединения используются при работе с толстыми токоведущими проводами;
• желобковые выполняются с проводниками, имеющими легкоплавкую изоляцию;
• простая, но последовательно выполненная скрутка (британская) применяется для соединения токоведущих кабелей, имеющих сечение до 1,4 мм2.
Сколько времени нужно греть припой?
Некоторые при пайке берут припой на паяльник. Делать этого не нужно. Достаточно установить припой над скруткой проводников и прогреть его, едва касаясь жалом. Достаточно 3-4 секунды для плавления вещества.
По каким признакам можно понять, что пайка выполнена удачно?
На успешно выполненную работу указывают следующие признаки:
• слой припоя должен покрывать все концы проводников;
• цвет пайки должен быть блестящим, а не матовым;
• при механическом воздействии (лёгком!) соединение сохраняет целостность.
Требуется ли какая-либо подготовка нового паяльника к работе?
Да, жало нового инструмента необходимо очистить от окиси и покрыть оловом. Наконечник после нагрева трут о нашатырный камень, после чего расплавляют на нём каплю припоя. Завершается подготовка паяльника обычной чисткой жала.
Марки мягких припоев и флюсов
для пайки паяльником
Для пайки паяльником применяется припой, а чтобы припой хорошо растекался по поверхности соединяемых пайкой деталей, используют вещество, которое называется флюс. В зависимости от металла деталей и их размеров, крепости и герметичности пайки необходимо выбирать определенную марку припоя и флюса. Информация в таблицах поможет Вам подобрать необходимый припой и флюс для пайки.
Марки мягких припоев для пайки паяльником
Основным компонентом при пайке электрическим паяльником является оловянно-свинцовый припой. Он выпускается в виде проволоки или трубки разных диаметров. Трубчатый припой внутри заполняется канифолью. Такой припой очень удобен при работе, так как не требует дополнительного брать на жало паяльника флюс.
Припой представляет собой сплав легкоплавких металлов. Как правило, в состав припоя входит олово. Можно паять и чистым оловом, но оно дорогое и поэтому в олово добавляют дешевый свинец. Олово является экологически чистым металлом и его можно применять в качестве припоя для пайки в чистом виде пищевой посуды и медицинских инструментов. Если согнуть или сжать трубочку из чистого олова, то она хрустит. Чем больше в составе припоя свинца, тем темнее поверхность припоя.
Припои маркируются буквами и цифрами. Например ПОС-61, что обозначает П – припой, О – оловянный, С – свинцовый, 61 – % содержания олова. ПОС-61 является самым распространенным, так как подходит для пайки в большинстве случаев. В народе ПОС-61 часто называют третник , так как в его составе третья часть свинца (Pb).
Припои бывают мягкие и твердые. Температура плавления мягких припоев ниже 450˚С. Твердые припои плавятся при нагреве свыше 450˚С и для пайки электрическим паяльником не используются.
Основные технические характеристики мягких припоев
для пайки электрическим паяльником
| Марка припоя | Состав % от общей массы | Температура плавления ˚С | Прочность при растяжении кг/мм | Область применения |
|---|---|---|---|---|
| Сплав Вуда | Олово — 12,5 Свинец — 25 Висмут — 50 Кадмий — 12,5 | 68,5 | – | Для пайки и лужения деталей, чувствительных к перегреву, для изготовления предохранителей, токсичен |
| Сплав д Арсе | Олово — 6,9 Свинец — 45,1 Висмут — 45,3 | 79 | – | Для пайки и лужения деталей, чувствительных к перегреву, для изготовления предохранителей |
| ПОСВ-50 Сплав Розе | Олово — 25 Свинец — 25 Висмут — 50 | 94 | – | Для пайки и лужения деталей, чувствительных к перегреву |
| ПОСВ-33 | Олово — 33,4 Свинец — 33,3 Висмут — 33,3 | 130 | – | Для пайки деталей из меди, латуни, константана с герметичным швом |
| ПОС-61 (третник) | Олово — 61 Свинец — 39 | 190 | 4,3 | Для пайки и лужения токоведущих частей из меди, латуни и бронзы с герметичным швом |
| ПОС-61М | Олово — 61 Свинец — 37 Медь — 2 | 192 | 4,5 | Для лужения и пайки тонких медных проводов и печатных проводников |
| ПОС-90 | Олово — 90 Свинец — 10 | 220 | 4,9 | Для лужения и пайки посуды для пищи и медицинских инструментов |
| ПОС-40 | Олово — 40 Свинец — 60 | 238 | 3,8 | Для лужения и пайки контактных поверхностей в радиоаппаратуре и деталей из оцинкованной стали |
| ПОС-30 | Олово — 30 Свинец — 70 | 266 | 3,2 | Для лужения и пайки деталей из меди, ее сплавов и стали |
| ПОС-10 | Олово — 10 Свинец — 90 | 299 | 3,2 | Для лужения и пайки контактных поверхностей в радиоаппаратуре |
| Авиа — 1 | Олово — 55 Цинк — 25 Кадмий — 20 | 200 | – | Для пайки тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов, токсичен |
| Авиа — 2 | Олово — 40 Цинк — 25 Кадмий — 20 Алюминий — 15 | 250 | – | Для пайки тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов, токсичен |
Удельное электрическое сопротивление оловянно-свинцового припоя (проводимость) составляет 0,1-0,2 Ом/метр, алюминия 0,0271, а меди 0,0175. Как видите, припой проводит ток в десять раз хуже, чем медь или алюминий.
Наиболее распространенным припоем является ПОС-61, его еще называют третник. Он отлично подходит для пайки и лужения токоведущих частей из меди, латуни и бронзы с герметичным швом и не дорогой. Подходит практически для всех случаев пайки в быту.
Флюс для пайки паяльником
Флюс это вспомогательное вещество, необходимое для освобождения поверхностей спаиваемых деталей от окислов и лучшему растеканию припоя по поверхности металла при пайке. Без применения флюса выполнить паяльником качественную пайку практически не возможно.
При приготовлении наиболее популярных флюсов для пайки электрическим паяльником, применяется канифоль. Ее получают из древесины деревьев хвойных пород, в основном сосны. При температуре около 50°С канифоль размягчается, а при 250°С начинает кипеть.
Канифоль не устойчива к воздействию атмосферной влаги – гидролизуется. Она состоит на 85-90% из абиетиновой кислоты. Если не удалить остатки канифоли после пайки то происходит окисление места пайки. Многие этого не знают и считают, что канифоль для металла безвредна. Кроме того, впитывая воду из атмосферы, канифоль увеличивает свою проводимость и может нарушать работу электронных устройств, особенно высоковольтных их цепей.
Популярные флюсы для пайки электрическим паяльником
| Наименование флюса | Состав % от общего объема | Область применения флюса | Способ приготовления флюса | Удаление остатков флюса |
|---|---|---|---|---|
| Канифольные не активные флюсы | ||||
| Канифоль светлая | Канифоль светлая — 100 | Пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями | Готов к использованию | Спиртом или ацетоном, кистью |
| Спирто-канифольный | Канифоль — 20 Спирт — 80 | Пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями в труднодоступных местах | Растворить в этиловом спирте порошок канифоли | |
| Глицерино-канифольный | Канифоль — 6 Глицерин -14 Спирт — 80 | Герметичная пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями в труднодоступных местах | Растворить в этиловом спирте порошок канифоли, затем добавить глицерин | |
| Канифольные активные флюсы | ||||
| Канифольный хлористо-цинковый | Канифоль — 24 Хлористый цинк — 1 Спирт — 75 | Пайка цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов | Растворить в этиловом спирте смешанные порошки канифоли и хлористого цинка | Ацетоном, кистью |
| Канифольный хлористо-цинковый (флюс паста) | Канифоль — 16 Хлористый цинк — 4 Вазелин — 80 | Пайка повышенной прочности цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов | Смешать порошки канифоли и хлористого цинка с техническим вазелином | |
| Кислотные активные флюсы. | ||||
| Хлористо-цинковый | Хлористый цинк — 25 Соляная кислота — 1 Вода — 75 | Пайка деталей из чёрных и цветных металлов | Кислоту медленно вливают в посуду до ¾ ее высоты с кусочками цинка, когда перестанут выделения пузырьки водорода, флюс готов | Промывка водой или раствором питьевой соды в воде, кистью |
| Канифоль — 16 Хлористый цинк — 4 Вазелин — 80 | Флюс паста. Пайка повышенной прочности цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов | Смешать порошки канифоли и хлористого цинка с техническим вазелином | ||
| Канифоль — 24 Хлористый цинк — 1 Спирт — 75 | Пайка цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов | Растворить в этиловом спирте смешанные порошки канифоли и хлористого цинка | ||
| ФИМ | Ортофосфорная кислота (плотность 1,7) — 16 Спирит этиловый — 1,6 Вода — остальное | Пайка меди, серебра, константана, платины, нержавеющей стали, черных и других металлов | Кислоту медленно вливают в посуду и затем добавляют спирт | Промывка водой, кистью |
Флюс на основе спирта и растворителей требуется хранить в герметичной таре, иначе жидкость быстро испарится. Очень удобна для этих целей бутылочка от маникюрного лака. Всегда и кисточка под рукой, которой удобно наносить флюс на место пайки. Такую бутылочку практически в любом доме можно найти. Еще ее достоинство, кисточка и закрутка не растворяются спиртом и растворителем. Перед наполнением флюсом обязательно нужно тщательно вымыть бутылочку и кисточку от лака. Если лак сильно застыл, то налить ацетона и оставить. Через время лак растворится.
В бутылочке я и приготавливаю спирто-канифольный флюс. Сначала через воронку из бумаги насыпаю порошок канифоли и затем заливаю спиртом. Легко налить спирт в узкое горлышко бутылочки, если прикоснуться горлышком бутылки со спиртом к кисточке, предварительно смоченной в спирте. Лить нужно очень медленно и ни одной капли не прольете. Со временем спирт испаряется и флюс становится густым. Тогда нужно его разбавить спиртом до требуемой консистенции.
В качестве флюса я часто использую не документированный флюс аспирин (ацетил салициловая кислота), который применяют в качестве лекарства. С помощью его, можно без предварительной подготовки, залудить медные и стальные поверхности. На основе аспирина легко готовится и жидкий флюс для пайки паяльником, достаточно таблетку растворить в небольшом количестве спирта, ацетона или воды.
Паяльные пасты (тиноль) для пайки
Паяльная паста (тиноль) представляет собой композицию из припоя и флюса. Паста не заменима при пайке паяльником в труднодоступных местах, и при монтаже бескорпусных радиодеталей. Паста наносится лопаткой в нужном количестве на место пайки и затем прогревается электрическим паяльником. Получается красивая и качественная пайка. Особенно удобно ее применение при отсутствии опыта работы с паяльником.
Пасту можно изготовить самостоятельно. Для этого нужно выбрать марку припоя, подходящего для пайки требуемого металла. Далее напильником с крупной насечкой напилить из прутка опилок. Затем в подобранный из таблицы жидкий флюс для пайки добавлять, перемешивая опилки до получения состава пастообразного состояния. Хранить пасту нужно в герметичной упаковке. Срок хранения пасты не более полгода, так как опилки припоя со временем окисляются.
