Как правильно спаять провода с помощью паяльника между собой

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.

Подготовка к пайке меди с алюминием, латунью, нержавейкой, железом

Подготовительный период, включающий в себя приобретение необходимых приспособлений, материалов, средств индивидуальной защиты, и сама процедура паяния.

Существуют два способа припаять медь к меди: высоко- и низкотемпературный. Первый предполагает нагрев металла до 900°C, применяется для трубопроводов с большим давлением или температурной нагрузкой.Для высокотемпературной пайки используются предназначенные для этого материалы: твердый припой в виде стержней(температура плавления такого припоя около 900°C) и твердоплавкий флюс.

Для того чтобы паять медь низкотемпературным методом, достаточно нагрева металла до 600°C (чаще 300–380°C), что достижимо в бытовых условиях. Для процедуры используют мягкий припой для пайки меди и латуни в виде проволоки или прута сечением до 3 мм и более плавкий флюс. Припой представляет собой сплав олова, которого более 97%, с другими металлами: медью, селеном, серебром, сурьмой.

Для чего нужен флюс.Правильно паять медные трубы можно только с флюсом – специальным пастообразным составом (с хлоридом цинка), который наносится на поверхность соединяемых участков трубы широкой полосой. Он выполняет несколько функций:

1. предотвращает процесс окисления металла, удаляя кислород;
2. улучшает сцепление припоя с медью;
3. является индикатором достаточного нагрева металла, сигнализирует, когда следует поднести припой и спаять медь;
4. способствует равномерному растеканию припоя по стыку.

Техника безопасности. При всей простоте процесса, паять медные трубы нужно с соблюдением правил безопасности. Опасность ожогов несет не только само пламя горелки, но и нагретый металл. Медь хорошо проводит тепло, поэтому в процессе работы сильно нагревается не только участок, на который кладут припой и проводят сварку, но и вся труба, а остывает она медленно. Если требуется спаять медные трубки, которые еще не встроены в систему трубопровода, то подготовка включает размещение их на невозгораемых опорах, где они смогут остывать долгое время. Прежде чем трогать спаянный металл с места, следует дождаться полного остывания.

Непосредственную опасность представляет открытое пламя горелки, поэтому приобретать нужно такой инструмент, с которым удобно работать: желательно с подвижным соплом на длинном шланге

Процесс пайки

Пайка проводов паяльником состоит из нескольких этапов:

1. Подготовка материалов и инструментов. Сначала надо снять изоляцию и оксидную пленку. Сделать это можно с помощью канцелярского ножа и мелкозернистой наждачной бумаги. Нужно проверить состояние кончика паяльника. Если он выгоревший или зазубренный, то его нужно подточить небольшим напильником.
2. Лужение. Для этого подносят к канифоли очищенный кабель и разогретый паяльник и плавят ее до тех пор, пока обработанный конец не окажется полностью погружен в ней. Теперь на жало капают немного припоя и размазывают его по обработанной в канифоли части кабеля. Делается это довольно легко и быстро, но для более точного и ровного нанесения кабель надо немного поворачивать. Лужение флюсом несколько отличается от обработки канифолью. Так как он — жидкость, то его не нужно плавить, а можно сразу нанести на поверхность, после чего прогреть паяльником с припоем. Следующие шаги совершенно не отличаются.
3. Пайка. Уже полностью подготовленные провода плотно приставляют друг к другу. При необходимости можно просто скрутить их между собой. В таком положении прижимают к ним припой и начинают нагревать все это паяльником. Когда металл достаточно разогреется, припой расплавится и начнет покрывать контакты. После того как он полностью охватит поверхность и надежно закрепит металл, работа практически закончена.
4. Последний шаг – повторная изоляция. Для этого можно намотать обычную изоленту, а можно использовать термоусадочную трубку, специально предназначенную для этого. Ее можно и не делать, если она не требуется.

Дополнительная тренировка

Для дополнительной тренировки можно попробовать паять различные ненужные платы от компьютеров и смартфонов. На материнских платах существует много SMD и DIP компонентов. Только долгие и упорные часы практики помогут развить навыки в пайке.

Сетка

В качестве упражнения можно попробовать спаять сетку из проводов. Качество пайки оценивается по нагрузке на эту спаянную сетку проводов. Если паяные соединения не рвутся под нагрузкой, то пайка отличная.

Конструкторы

Так же отлично помогают радиоконструкторы.

Они учат понимать электрические схемы и тонкости пайки. Следует начинать с простых конструкторов, например с мигалок или дверных замков. По мере повышения мастерства, можно повышать уровень сложности, доходя до сложных LED кубиков.

Пайка кислотой

Кислота используется только в крайнем случае, когда сильно окисленная поверхность не поддается лужению. Все детали, провода и разъемы могут отлично паяться без кислоты.Подробнее о паяльной кислоте

Особенности пайки мягким и твердым припоями

Соединение медных труб имеет ряд характерных особенностей. Особо отчетливо они проявляются при использовании различных материалов.

Пайка звеньев легкоплавким припоем проводится при температуре 175–315ᵒC. Пайка твердыми составами осуществляется при разогреве места стыка до температуры 650–815ᵒC.

Пайка мягким сплавом используется для спаивания медных труб с внутренним диаметром до 22 мм, и твердым – при диаметре 22 мм и более.

При достаточном разогреве происходит кипение нанесенного слоя флюса. При плавлении мягкого припоя образуется расплавленная капля, играющая важную роль для прочного соединения труб. Кипящий флюс выталкивает расплавленный состав из пространства стыка. Под действием капиллярных сил припайный сплав затягивается внутрь стыка при его остывании.

При пайке твердыми припоями встык между спаиваемыми элементами вставляется тонкая прокладка из мягкого металла. Соединяемые детали надежно и прочно фиксируются направляющей прокладкой.

Простая техника выполнения спаивания труб из меди и доступность всех материалов позволяет выполнять эту работу своими руками в домашних условиях.

Видео по теме: Пайка медных труб «мой опыт»

Подборка вопросов

• Михаил, Липецк — Какие диски для резки металла использовать?
• Иван, Москва — Какой ГОСТ металлопроката листовой стали?
• Максим, Тверь — Какие стеллажи для хранения металлопроката лучше?
• Владимир, Новосибирск — Что значит ультразвуковая обработка металлов без применения абразивных веществ?
• Валерий, Москва — Как выковать нож из подшипника своими руками?
• Станислав, Воронеж — Какое оборудование используют для производства воздуховодов из оцинкованной стали?

Некоторые данные по расходным материалам

В качестве расходных материалов в подобной работе используются:

• флюс;
• припой;
• соединительные фитинги.

Стоит разобраться с этими материалами более подробно.

ФОТО: sense-life.comВ подобной работе крайне важна аккуратность

Использование флюса для пайки меди

Флюсом называют различные вещества или их соединения, способные удалить с металлической поверхности различные загрязнения, жиры и оксидную плёнку. В качестве флюса чаще всего используют канифоль или паяльную кислоту, которую можно изготовить в домашних условиях. Для этого необходима обычная серная кислота и цинк. Цинковые таблетки постепенно добавляются в соляную кислоту, с которой вступают в реакцию. О том, что кислота готова к работе, можно узнать по прекращению реакции, называемой травлением.

ФОТО: vashtehnik.ruРазличные варианты флюсов – аммиак слишком едкий и лучше от него отказаться

Иногда может возникнуть ситуация, когда под рукой отсутствует какой-либо флюс. Если поблизости есть сосновые доски или ещё лучше деревья, вполне может выручить обычная смола, которая также способна снять окисел и иные загрязнения.

ФОТО: almaty.satu.kzНаиболее оптимальный флюс – это канифоль

Припой для пайки меди и из чего он состоит

Припой – состав с невысокой температурой плавления, способный максимально уплотнить соединение. Обычно это сплав олова и свинца. Причём чем меньше в составе свинца, тем легче будет проходить процесс пайки. В настоящее время довольно популярны стали припои в форме проволоки, внутри которой уже имеется флюс. При работе с ними не требуется предварительная обработка элементов кислотой или канифолью.

ФОТО: promelec.ruЭтот припой сразу изготавливается с флюсом, дополнительной обработки поверхности не требует

Фитинги и их применение при пайке

При необходимости пайки медных труб систем водоснабжения или отопления применяются фитинги. Это вспомогательные элементы, обеспечивающие простоту соединения, ответвления или поворота магистральных труб. Более полно пайка медных труб будет рассмотрена ниже.

ФОТО: potok-holoda.ruФитингов для пайки существует огромное множество

Что потребуется для пайки

Для соединения кабелей припоем потребуется электрический паяльник, мощность устройства зависит от сечения и материала провода. Для повышения качества работы жало очищается от нагара и следов канифоли абразивным инструментом. В бытовых условиях для чистки применяется напильник или наждак на плотной основе. Напильник позволяет удалить грубые наросты нагара, наждачная бумага предназначена для финишной обработки рабочей поверхности жала.

При пайке медных проводов потребуются дополнительные приспособления для обрезки и удаления изоляционного слоя. Кабели подгоняются под требуемый размер электротехническими кусачками, рекомендуется использовать инструмент с изолированными рукоятками. Для удаления изолятора применяется канцелярский нож или специальные клещи, позволяющие равномерно зачищать кабель.

Дополнительные приспособления, используемые при пайке:

1. Основание, предназначенное для хранения паяльника и дополнительных принадлежностей. Устройство изготовлено из металла или термостойкого пластика.
2. Подставка, позволяющая корректно позиционировать соединяемые детали. При удержании толстых кабелей рукой детали будут разъезжаться в стороны, что ухудшает качество соединения. Встречаются подставки с дополнительными зажимами, увеличительным стеклом и подсветкой. Оборудование предназначено для пайки малогабаритных деталей.
3. Металлическая сетка, позволяющая убрать из линии стыка излишки припоя.
4. Пинцеты или зажимы, предназначенные для облегчения процедуры соединения деталей припоем.

Ошибка №5 Пайка под напряжением.

Казалось бы, какой дурак будет паять деталь под напряжением? Тем не менее, многие люди на самом деле занимаются подобной работой. Они выключают встроенный микропереключатель на корпусе ремонтируемого устройства, при этом, забывая отключить питание из розетки.

Делается это
намеренно, чтобы тут же после ремонта по-быстрому проверить работоспособность
элемента. Однако с такими кнопочками часто путаешься в каком они состоянии,
отключенном или включенном.

Если на
вашей плате случайно окажется напряжение, и вы коснетесь жалом токоведущей
части, то произойдет короткое замыкание и вы перейдете в режим “точечной сварки”.

Кстати, этот момент относится не только к сети 220V, но и ко всем элементам с питанием от батареек и встроенных АКБ. Например, сотовые телефоны.

То же самое касается и блоков питания с конденсаторами.

Сперва
убедитесь, что они разряжены и только после этого лезьте во внутрь. Разрядить
можно нагрузкой – высокоомным резистором, либо лампочкой (более наглядно).

Если вы
забудете это сделать или отключить батарейку, то ваш девайс при данном ремонте
может умереть окончательно и бесповоротно.

Выбор паяльника

Чтобы не переплачивать, а вместе с тем и подобрать идеально подходящее оборудование, следует четко знать и понимать, что необходимо для достижения поставленных целей. Их формулирование позволяет дать ответы сразу на большое количество вопросов.

Мощность нагревателя

Новички часто ошибочно полагают, что чем мощнее инструмент, тем лучше. Это не соответствует действительности. Параметры мощности напрямую зависят от целевого предназначения.

Уход за жалом паяльника

Насколько легко работать с инструментом, чистить его после работы, можно ли провести замену или изменить положение, заточить его или сместить — все вопросы ухода следует продумывать. Есть статичные инструменты, а есть и более гибкие паяльники, позволяющие проделывать всё описанное.

Выбор температуры пайки

Ещё один параметр, влияющий на выбор — количество выделяемого тепла. Измеряется в достигаемой температуре.

Следует подбирать паяльник исходя из задач, для которых он покупается. Ведь этот параметр будет неизменным у самого инструмента. Его можно подкорректировать за счёт использования специальных расходников, но это влияет на конечную стоимость работы.

Подготовка к работе

Насколько легко начинать трудиться — это момент, который часто недооценивается. Оптимально, если достаточно просто достать, подключить к электропитанию и положить нагреваться на подставку. Но даже в этом случае различается время, затрачиваемое на достижение требуемой температуры и влияющее на длительность подготовки к работе.

Заточка жала

В процессе эксплуатации жало понемногу приходит в негодность. Проявляются зазубрины, уменьшается размер. Длительное химическое воздействие пускай и незаметно, но буквально разъедает его.

При сильном износе выполняется замена, в остальных случаях достаточно простой заточки

Насколько это легко сделать — важно, хотя часто и недооценивается

Лужение паяльника

Перед началом основной работы полезно начинать с малых нагрузок. Для этого жало покрывается тонким слоем припоя, подготавливая его к последующему влиянию химических компонентов. Это делается при разогреве инструмента и позволяет увеличить срок его эксплуатации. Название для этих действий — лудить жало.

Тонкости хорошей пайки

Чтобы припаять деталь к плате, нужно:

1) Нанести флюс на контакты пайки;
2) Залудить их припоем;
3) Снова нанести флюс на контакты;
4) Запаять зазор между контактами.

Первое важное правило – избегать температуры выше 400 °C и более. Многие начинающие (и даже опытные) радиолюбители пренебрегают этим

Это критические значения для микросхем и плат.

Припой расплавляется примерно от 180 до 230 °C (свинец — содержащие припои) или от 180 до 250 °C (бессвинцовые). Это далеко не 400 °C. Почему тогда выставляют высокую температуру?

Что нужно для надежного контакта

Основные критерии:

• Правильно выбрать флюс. Например, для пайки проводов подойдет жидкий флюс. Он лучше всего смачивает провода и позволяет качественнее залудить такие контакты. Низкокачественный флюс быстро вскипает и растекается по плате.
• Использовать качественный припой. Именно припой определяет дальнейшую надежность и прочность соединения. Так же качество припоя может повлиять на работу схемы в целом, из-за шлаков и низкокачественных сплавов могут образоваться помехи в работе электроники и со временем могут появиться трещины.
• Пользоваться проверенным инструментом и оборудованием. Паяльники плохого качества могут нестабильно держать температуру, перегреваться.
• Соблюдать температурный режим. Не перегревать детали и держаться в температурном режиме плавления припоя. Слишком низкая температура и припой будет плохо плавиться, а если слишком высокая – материал будет испаряться, хуже лудить контакты.
• Долгие часы практики, проб и ошибок. Без практики не будет и своего метода пайки.

Эти критерии взаимосвязаны друг с другом. И при плохом выборе комплектующих с материалами, будет такой же результат.

Пайка оцинкованного железа

При производстве оцинкованных изделий из углеродистой стали их часто покрывают цинком с помощью метода горячего погружения. Чтобы получить блестящую поверхность стали, в ванну добавляются свинец, олово и алюминий в количестве 1%. Листы из стали также покрываются цинком при помощи гальванического способа.

Оцинкованное железо трудно поддаётся пайке, поэтому необходимо иметь специальные активные флюсы, состоящие из концентрированной соляной кислоты и раствора цинкоаммониевого хлорида, а также флюсы на основе хлористого цинка и аммония с добавкой хлористого олова. Оловянно-свинцовые припои в сочетании с флюсами имеют хорошую текучесть и обеспечивают высокопрочные соединения.

Предварительно на спаиваемую поверхность наносится флюс, после чего соблюдается выдержка. Это нужно для того, чтобы прошла реакция. Для пайки необходимо иметь большой паяльник с высокой рабочей температурой. Перед тем как спаять проводники, нужно предварительно растереть поверхность соединения, а после спаивания следует удалить остатки флюса.

Ошибка №10 Излишки припоя.

Бывает, что
при пайке электронных плат можно случайно переборщить с припоем. Либо
элементарно перепутать место пайки.

Что в этом
случае делать? Казалось бы, все просто. Достаточно заново разогреть место и
убрать все излишки олова.

Однако проделывать эту процедуру при помощи одного лишь паяльника не всегда безопасно. Дело в том, что такая чистка занимает много времени, и каждый раз касаясь компонента, вы разогреваете участок пайки все сильнее и сильнее.

В конечном итоге у вас выгорит кусочек платы, а дорожки просто расплавятся.

Кто-то советует
в этом месте по возможности цеплять “крокодильчик”, который должен забирать
излишки тепла на себя.

А что делать, если на плате не одна точка пайки, а несколько в ряд?

Чтобы безопасно выпаять длинный компонент, профессионалы рекомендуют использовать оплетку.

Это что-то вроде медной косички с флюсом внутри. Прикладываете ее в нужную точку, сверху придавливаете паяльником и не спеша протягивать вдоль.

При этом она впитает в себя все излишки припоя, освобождая место пайки. Есть еще и специальные оловоотсосы, но эти приспособы для тех, кто постоянно и профессионально занимается пайкой.

Для всех остальных достаточно будет и косички. В качестве нее можно приспособить медную оплетку от экранированного провода (антенный или телевизионный кабель РК).

Только перед использованием обработайте «сеточку» жидкой канифолью.

Источники — AmperkaRu, AlexGyver

Процесс пайки электропаяльником

А теперь непосредственно к вопросу, как паять провода паяльником. Последовательность действий для этого процесса следующая:

1. Поверхность скрутки покрывается флюсом.
2. Берётся кончиком жала немного припоя. Когда он расплавится до жидкого состояния, то его следует нанести на место скрутки.
3. Дать застыть и всё — готово!

Это простая пошаговая инструкция по тому, как правильно припаивать. Но за этим небольшим списком скрывается существенная подготовительная работа. Она важна, даже если планируется использование только в домашних условиях.

Отличия технологии при использовании флюса

В зависимости от техпроцесса могут вноситься небольшие изменения. Например, для некоторых составов не нужно снимать изоляцию, они с нею отлично справляются. Спаивать можно и так, сложного ничего нет. Но в таком случае приходится протирать место спайки спиртом для утилизации химически агрессивных веществ. Или может наноситься дополнительный раствор на очищенные провода перед их пайкой.

Особенности пайки многожильных проводов

Отличия в нюансах:

• провода перед лужением следует раскрутить для удобного окунания в канифоль;
• каждую жилу следует покрывать тонким слоем припоя;
• как остынут, все они скручиваются в один провод и изолируются.

В остальном, чтобы припаять, необходимо придерживаться стандартного порядка действий.

Провода в изоляции

Изоляция — требование техники безопасности Для удаления защитного покрытия можно использовать кусачки, нож или сам паяльник (но это для опытных людей и сопровождается вредными испарениями). В последнем случае достаточно просто проплавить изоляцию по кругу и стянуть её вручную с жилы. В других случаях приходится следить, чтобы не повредить сердцевину провода.

Эмалированные провода

Вводят в заблуждение своёй «чистотой». На самом деле они имеют покрытие из бесцветной эмали. Удаляется оно так же, как и оксидная плёнка.

Можно ли паять медный провод с алюминиевым

Напрямую алюминий соединять с химически активными металлами запрещено. А медь как раз принадлежит к их числу. Поэтому, их не соединяют напрямую и не паяют. Хотя есть вариант с промежуточным болтом.

Необходимые инструменты и материалы

Перед тем, как спаять два провода, надо для начала приобрести все необходимые материалы, а также запастись самым главным приспособлением – паяльником.

Паяльник

Устройство это представляет собою нагревательный прибор, с его помощью разогревают припойный сплав и поверхности деталей, которые необходимо припаивать. Он имеет три основные части:

• ручка (её делают деревянной либо пластмассовой, она не греется в процессе работы);
• нагревательный элемент;
• рабочий элемент.

Паяльники бывают разных типов:

1. Электронагревательный. Рабочей частью такого инструмента является кончик медного жала, которое разогревается с помощью нагревательного элемента. Температура жала достигает 300 градусов, при этом он не сильно мощный (от 60 до 100 Вт).
2. Газовый. По принципу действия этот паяльник похож на обыкновенную газовую горелку, место, где должна производиться спайка, нагревается при помощи открытого пламени.
3. Термовоздушный. Место пайки разогревают потомком горячего воздуха.
4. Молотковый. У этого паяльника рабочей частью также является жало из меди, но по форме оно напоминает массивный молоток. Разогрев происходит при помощи открытого пламени либо за счёт встроенного электронагревательного элемента.

Наибольшее распространение получил электронагревательный паяльник для пайки радиодеталей и проводов.

Припой

Главным материалом в процессе пайки является припой. Он представляет собою сплав нескольких металлов, который имеет более низкую температуру плавления, чем у металла соединяемых элементов. Такие сплавы делают из олова, кадмия, серебра, меди, свинца, никеля.

Паять медные провода желательно сплавом марки ПОС-60. Буквы ПОС обозначают, что данный припой из олова и свинца. Цифры показывают, сколько процентов олова содержится в припое. Конечно, лучшим припойным материалом считается чистое олово, но это дорого, его применяют в исключительных случаях.

Форма выпуска припоя бывает разная – в гранулах, пастах, слитках, порошке, фольге или проволоке.

Как пользоваться припойным сплавом? Его греют выше температуры плавления и, когда он достигнет расплавленного состояния, прикасаются к твёрдым поверхностям соединяемых элементов. В этот момент начинаются химические и физические процессы. Припойный сплав растекается по металлическим поверхностям, проникая между ними во все зазоры.

Имейте в виду! Перед тем, как припаять алюминиевые провода, вам потребуется найти специальный припой. Для этого металла больше подойдут сплавы на основе цинка ЦО-12 (цинк с оловом) или ЦА-15 (цинк с алюминием).

Флюс

Чаще всего в качестве флюса используют смесь органических и неорганических веществ, с помощью которой подготавливают поверхности для пайки. Это может быть канифоль, ацетилсалициловая или ортофосфорная кислота, нашатырь или соль бура.

Самым распространённым флюсом считается канифоль. Некоторые используют кислоту для паяния, но она уступает канифоли по своим качествам. Хотя применять кислоту гораздо проще, намочили в ней кисть и нанесли вещество на соединяемые поверхности. С канифолью немного сложнее, нужно уложить в неё жилу, паяльником нагреть, тогда смола начнёт плавиться и обволакивать проводок.

Иногда используют припой, который представляет собою тонкую проволоку, заполненную внутри канифолью. Конечно же, это делает процесс более быстрым и удобным, достаточно будет только брать нагретым паяльником припой и наносить на соединяемые поверхности, отпадает необходимость в обработке каждого провода канифолью отдельно.

Другие инструменты

Также для того, чтобы сделать спайку проводников, потребуются:

1. Место для работы, его надо покрыть материалом, которому не страшны будут капли расплавленного припоя. Подойдёт металлический стол либо какая-то подставка из металла или дерева, когда работы необходимо выполнять, например, в распределительной коробке.
2. Подставка для паяльника (она должна быть надёжной и удобной).
3. Кусочек влажной ткани или губка для протирки жала паяльника.
4. Напильник. Перед применением паяльника, нужно будет сначала зачистить его жало, на нём не должно оставаться следов нагара, тогда пайка пойдёт легко.
5. Нож либо специальное приспособление для снятия с проводов изоляционного слоя.
6. Пассатижи.
7. Наждачная бумага.
8. Спирт.
9. Изоляционная лента (или термоусаживаемая трубка).