При пайке, в отличие от сварки, соединяемые поверхности не расплавляются для смешивания слоев с последующим отвердением, а остаются в неизменном твердом состоянии и расплавляется только дополнительно добавленный металл, который и соединяет между собой соединяемые поверхности. Эта добавка называется припой.
Для того, чтобы края соединяемых деталей хорошо сцепились друг с другом, нужно, чтобы они хорошо смачивались припоем. Достичь этого можно применяя различные флюсы: канифоль, бура и, так называемая, кислота.
Особенности канифоли
Канифоль — вещество, состоящее из смоляных кислот и их изомеров. Его получают из живицы хвойных деревьев, поэтому обладает характерным смолянистым запахом и имеет охристый, желтый, оранжевый или красный оттенок. Сфера применения этого химического соединения широка: легкая промышленность (изготовление экокожи, пластика, резины, лакокрасочных изделий и т.д); пищевая промышленность (добавка Е915); искусство (натирание деталей смычковых музыкальных инструментов); спорт (предотвращение скольжения в балете, бейсболе, тяжелой атлетике); электротехника и электроника (паяние).
канифоль паяльная
Канифоль оптимально подходит для паяния, поскольку:
- Обеспечивает быстрый процесс лужения;
- гарантирует прочность места контакта;
- в случае необходимости легко удаляется с поверхностей;
- не подвержена воздействию влаги;
- не вступает в химическую реакцию с поверхностями, подлежащими соединению;
- не токсична.
Обычно при спайке используется твердая канифоль, которая продается в виде стекловидных брусков или порошка. Однако некоторые техники отдают предпочтение жидкой канифоли. В состав ее входят органические соединения, благодаря которым вещество удобно наносить на небольшие поверхности. Кисточка, которой снабжен флакон, позволяет использовать эту жидкость точечно. Остатки можно убрать при помощи спирта или воды.
Использовать канифоль необходимо для того, чтобы избавиться от оксидных пленок, покрывающих любые металлические поверхности. Входящая в состав канифоли абиетиновая кислота обеспечивает мгновенное растворение такого налета, при этом гарантировано хорошее растекание металла.
Изготовление в домашних условиях
Канифоль можно изготовить самостоятельно. Подходит смола всех хвойных деревьев, но лучше брать сосновую. Можно прогуляться по хвойному лесу, прихватив с собой емкость для смолы, скребок, ложку или нож.
Для добычи смолы годится только то дерево, которое достигло 30 см в диаметре. Известно, что взрослое дерево сосны вырабатывает не более двух литров смолы в год. Учеными было доказано что смола — это не сок, необходимый для нормальной жизнедеятельности растения, а средство для заживления его ран.
Достаточное количество смолы можно получить на лесозаготовках, где она выступает на спиленных деревьях и на пнях, или обратиться на пилораму. Смола часто появляется на свежих пиломатериалах. Смолу нужно соскрести скребком или ложкой в металлический котелок или банку.
Заполненную смолой емкость нужно поставить на огонь. Эту процедуру имеет смысл проводить на открытом воздухе так как смола при нагревании будет плавиться и кипеть, выделяя пары скипидара. Содержимое котелка нужно периодически помешивать, удаляя пену и мусор. Нагревать смолу нужно до тех пор, пока она не перестанет кипеть и не прекратится выделение паров.
После прекращения кипения в котелке останется густая прозрачная масса характерного желтого цвета, похожая на янтарь. Ее нужно разлить по формам и дать остыть. Формы лучше изготовить из картона или жесткой бумаги. Можно использовать и пластиковые емкости, но из картонной готовую канифоль проще доставать. Если в получившейся канифоли видны вкрапления мусора, то ее можно профильтровать через мелкую металлическую сетку.
Флюс: что это такое?
Флюс – вещество, обеспечивающее прочный контакт между деталями, подлежащими спайке. Благодаря его использованию, очищается поверхность соединяемых металлов, рабочие поверхности не окисляются во время паяния и после него. Это гарантирует мощное сцепление атомов металлов и предотвращает возникновение коррозии. Флюс и соединяемые поверхности обычно не вступают в химическую реакцию между собой (за исключением предназначенных для реактивно-флюсовой пайки).
жидкий флюс во флаконе с кисточкой
При паянии обычно используются следующие флюсы:
- нашатырь;
- бура;
- ортофосфорная кислота;
- ацетилсалициловая кислота;
- хлористый цинк, и т.д.
Каждый из них применяется исходя из физико-химических характеристик соединяемых поверхностей. Например, ортофосфорную кислоту необходимо использовать для соединения поверхностей из алюминия и нержавеющей стали, хлористый цинк лучше всего соединяет черные металлы, бура подойдёт для нержавеющих и жаропрочных сталей.
Многие флюсы представляют собой сложную смесь химических компонентов. Так, соединение хлористых калия, цинка и лития с фтористым натрием предназначено для растворения окислов алюминия. Соединив буру, борную кислоту и насыщенный раствор хлористого цинка, можно получить качественное вещество для спаивания нержавеющей стали.
пайка с использованием флюса
Отметим, что для того, чтобы самостоятельно изготовить многокомпонентное соединение, нужны хотя бы некоторые знания в области химии, знание пропорций, качественные ингредиенты и средства индивидуальной защиты. Поэтому, если хотите спаять детали в домашних условиях, флюс лучше всего приобрести в специализированном магазине. На сегодняшний день спектр предлагаемых веществ для пайки довольно широк.
Самым безопасным и популярным флюсом является канифоль. Это вещество наиболее распространено, поскольку имеет вполне доступную стоимость и его можно приобрести на любом рынке. В отличие от прочих флюсов, канифоль может плавиться при относительно низких температурах (от 52 градусов по Цельсию), поэтому применяется в том числе при пайке в домашних условиях.
Бура
Бура — это еще один флюс, который используется при пайке. Для этих целей она поставляется в виде порошка. В продажу поступает упакованная в баночки или целлофановые пакетики.
Бура имеет высокую температуру плавления (около 900 градусов) и для ее расплавления и последующего нанесения обычный паяльник не подойдет ни коим образом, а уж о пайке радиодеталей с использованием буры и думать нечего!
Применяется такой флюс преимущественно при пайке крупных деталей из цветных металлов, в основном медных труб систем отопления и кондиционеров, бронзы, сталей тугоплавкими припоями с помощью паяльной лампы или газовой горелки.
Есть ли отличия между канифолью и флюсом?
Кроме большей популярности у техников, канифоль не имеет принципиальных отличий от других флюсов. Как и эти вещества, канифоль тоже выполняет утилитарную функцию — гарантирует устойчивость места спайки. Она также может употребляться и в твердом, и в жидком агрегатном состоянии – в зависимости от типа припоя. Нет различий в способе применения: любое вспомогательное вещество наносится на предварительно зачищенную поверхность, при наличии излишков они впоследствии аккуратно удаляются. Еще одно (и немаловажное) качество всех флюсов – они производятся в соответствии с ГОСТ, поэтому хорошее качество спайки гарантировано.
Канифоль — это флюс или вещество иного предназначения? Такой вопрос может волновать всех тех, кто на практике столкнулся с необходимостью спаять металлические поверхности.
Таким образом, выбор между канифолью или флюсом – проблема, касающаяся скорее родо-видовых понятий, чем существенно различающихся между собой материалов. Флюс имеет множество разновидностей – солей, кислот, иных химических соединений – одной из которых является и канифоль. Чтобы определиться, какой их них лучше использовать при электротехнических работах, нужно учесть состав соединяемых поверхностей, их поверхностное натяжение, степень загрязнения и прочие физико-химические факторы.
Электроника для всех
Флюсы В процессе пайки, от нагрева, детали окисляются и припой перестает их смачивать. Чтобы этого не происходило используют флюсы — вещества которые растворяют оксидную пленку, способствуют пайке. Кстати, если кто не в курсе, процесс покрытия одного металла другим зовется лужением. Банальные вещи говорю? Ну так ведь ликбез так ликбез! 
Канифоль
| Канифоль — классика жанра |
Самый простой и народный флюс. Это обычная очищенная сосновая смола. При пайке сначала берут на жало немного припоя, потом тычут в канифоль, чтобы набрать на жало смолы, а затем быстро, пока смола не испарилась, паяют. Способ не сильно удобный, поэтому часто делают по другому. Берут обычный этиловый (медицинский) спирт и растовряют в нем толченую канифоль пока она растворяется. После этот раствор наносят кисточной на спаиваемые детали и паяют. Активность канифоли не высока, поэтому иной раз ничего не получается — детали не не лудятся, но зато у канифоли есть одно огромное достоинство, которое порой перекрывает все ее недостатки. Канифоль абсолютно пассивна. То есть ее не нужно удалять с места пайки, так как она не окисляет и не восстанавливает металлы, являясь при этом отличным диэлектриком. Именно по этому самые ответственные пайки я стараюсь делать спирто-канифольным флюсом.
ЛТИ-120
| ЛТИ-120 |
| Глицерин-гидразин |
| Канифоль-гель. Супер вещь |
| Ф-34А — химическое оружие массового поражения. |
| Палитра флюсов |
Один из моих любимых флюсов. Представляет из себя рыжую жидкость, имеет в своем составе канифоль и еще ряд присадок. Паять им также как и обычным спирто-канифольным флюсом — намазать кисточкой на детали и паять. Но есть одна хитрость. В изначальном варианте ЛТИ-120 жидкий зараза, мажется тонким слоем и моментально высыхает, в общем пользоваться им не очень удобно. Я придумал как это побороть. Я сделал себе палитру флюсов — наклеил на мелкую компашку кучу крышечек от флакончиков, налил в них разных флюсов и наклеил это дело на катушку с припоем. Получилось очень удобно и компактно. Так вот, налив ЛТИ-120 в крышечку я даю ему постоять пару дней. За это время он подсохнет и загустеет до состояния жидкого мёда. Вот его уже удобно намазывать острой зубочисткой точно туда куда надо. А если загустеет сверх меры, то либо туда немного спирту капну, либо подолью еще немного свежего флюса и размешаю. Производитель утверждает, что ЛТИ-120 смывать не нужно. В принципе, вроде бы так оно и есть, он не активный. Но что то меня смущают присадки которые в нем, поэтому я его смываю всегда. Смывается он широкой кисточкой, смоченной в спирте. Или просто щеткой под струей воды из под крана. Нет ничего страшного в том, чтобы отмывать готовую плату водой, главное хорошо высушить потом.
Канифоль-гель Отличная штука. Не так давно появился в радиомагазинах и уже заслужил мою любовь и уважение. Представляет из себя густую коричневую пасту на основе канифоли, продается в шприцах. Отлично намазывается непосредственно туда где надо, не оставляет нагара на паяльнике, как ЛТИ-120. Легко смывается водой или спиртом, в общем, рулез!
Глицерин-гидразин. Убойный активный флюс, который легко смывается водой, не оставляет грязных липких следов и окислов. Но его надо смывать. Тщательно смывать. Иначе за пару лет он может разъесть дорожки платы или его остатки станут токопроводными и возникнут жуткие утечки по поверхности платы между дорожками, что крайне негативно скажется на работе схемы. Еще я не уверен в безопасности его паров. На раз два попользоваться можно, но вот постоянно его юзать мне как то не улыбается. Но в целом это офигенный флюс, паять им одно удовольствие.
Глицерин-Салициловый флюс. Он же ФСГЛ. Честно говоря я понятия не имею откуда эта хрень вообще берется. У меня банка этого флюса имеется с детства (собственно поэтому канифолью то я практически не паял никогда) — батя стырил с оборонного предприятия. В свободной продаже не видел ни разу. Паяет также ядрёно как и Глицерин-гидразин, но не имеет в своем составе сомнительных с точки зрения токсичности примесей. Там 90% глицерина, 5% салициловой кислоты, 5% воды. Купить чтоль в аптеке салицилки и самому сбодяжить? Уж больно чумовой рецепт. Один недостаток — нужно смывать, он активный. Но смывается водой влегкую.
Ф-34А Адская кислотная смесь. При пайке имеет жуткий едкий выхлоп, которым я потравил половину нашей лаборатории. Паять этой гадостью можно только в противогазе и с мощной вытяжкой, но зато это дерьмище паяет все, то что другим флюсам даже в страшном сне не снилось. Эта жижа залуживает влет — ржавчину, окислы, сталь, напыления, даже алюминий можно паять. Так что если тебе надо будет припаяться к ржавому гвоздю, то капни этой херни, задережи дыхание и ЛУДИ!
Импортные безотмывочные флюсы. Честно говоря ими я не пользовался. Говорят они круты, но имхо паять ими просто так это не рационально — слишком уж дорогие они, да и у нас в городе не продают, а заказывать мне западло. Скорей они для профессионального применения, вроде ремонта сотовых или пайки BGA корпусов (это когда ножки в виде массива шариков под корпусом микросхемы). Если интересно, то поищите инфу на форумах ремонтников сотовых, они про это дело знают все.
Голландский флюс на основе конопли Понятия не имею кто его делает и где его продают, но я точно знаю что он есть! Особенно я в этом убедился после ковыряния в схемах продукции фирмы где я раньше работал. Разработчики явно паяют им. Так как таких укуренных схемотехнических решений я еще не видел.
Паяльник в руки и вперед!!! Про флюсы я тебе рассказал, теперь, собственно, о процессе пайки. Дело это не хитрое. Для начала желательно облудить детали. Смачиваешь их флюсом, подцепляешь жалом паяльника чуть чуть припоя и размазываешь по поверхности. Торопиться не надо, детали должны покрыться ровным тонким блестящим слоем. Выводы микросхем и радиодеталей лудить не нужно — они уже на заводе облужены.
Припой должен быть жидким, как вода. Если он комковатый, с ярко выраженной зернистостью и матовый, то тут причины две — неправильная температура паяльника, либо припой низкопробное говно. Если паяльник слишком холодный то припой будет на грани твердого и жидкого состояния, будет вязким и не будет смачивать. Если же паяльник перегрет, то припой будет моментально покрываться серой пленкой окисла и тоже будет отвратительно лудить. Идеальная температура паяльника при пайке припоем ПОС-40 (60/40 Alloy), на мой взгляд, это порядка 240-300 градусов. У СТ-96 достаточно выставить регулятор на 2/3 в сторону увеличения.
Если паяешь печатную плату, то дорожки тоже надо залудить. Но делать это надо осторожно. Текстолит, что продается на просторах Родины зачастую тоже оказывается редкостным говном и при нагреве фольга от него отваливается в момент. Поэтому долго греть плату нельзя — отвалятся дорожки. Обычно я просто смазываю хорошенько все дорожки флюсом ЛТИ-120 и провожу быстренько по каждой плоским жалом паяльника с капелькой припоя. В Результате имею идеально залуженные дорожки, с практически зеркальной поверхностью.
Есть народный способ для быстрого лужения больших плат:
| Оплетка для удаления припоя |
| Мое лудило |
Берется оплетка для удаления припоя, это такая медная мочалка, продается в мотках по 30 рублей метр. Если не найдешь, то можешь выковырять из толстого телевизионного коаксиального кабеля экранирующую оплетку — та же херня только возни больше. Плата как следует смазывается флюсом, оплетка как следует пропитывается припоем и тоже поливается флюсом. Дальше эта хрень возякается паяльником по поверхности платы. Чтобы ворсинки оплетки не пристывали к дорожкам, лучше взять паяльник побольше и помассивней.
Я так вообще усовершенствовал способ. Взял старый мощный паяльник на 60Вт, обмотал у него жало этой оплеткой, пропитал её сплавом Розе и теперь лужу платы в одно движение. Почему именно Розе? А им лудить проще, паяльник когда касается платы резко остывает, т.к. отдает тепло. Если оплетка смочена обычным припоем, то она тут же приваривается отдельными ворсинками к плате, а сплав Розе легкоплавный и не прилипает.
Пайка транзисторов, диодов и микросхем.Тут я бы хотел заострить внимание особо. Дело в том, что полупроводники от слишком высокой температуры разрушаются, поэтому есть риск пожечь микросхему перегревом. Чтобы этого не произошло желательно выставить паяльник на 230 градусов или около того. Это вполне терпимая температура, которую микросхема выдерживает довольно долго. Можно паять и не торопиться. У обычных, не регулируемых паяльников, температура жала порядка 350-400 градусов, поэтому паять надо быстро, в одно касание. Не дольше секунды на каждой ножке и делать хотя бы 10-15 секундный перерыв, прежде чем приступать к пайке другой ножки. Также можно придерживать ножку металлическим пинцетом — он послужит теплоотводом.
Пайка проводов Лучше перед пайкой концы облуживать отдельно, а если провод припаивается к печатной плате, то очень желательно просверлить в плате дырку, завести его с другой стороны и только тогда паять. В таком случае риск оторвать дрожку при рывке за провод сводится к нулю.
Пайка проволокой припоя. Так обычно паяют микросхемы. Прихватывают ее по диагонали за крайние ножки, смазывают все флюсом, а потом, держа одной рукой паяльник, а другой тонкую проволочку припоя, быстро запаивают все ножки.
Пайка проводов в лаковой изоляции Всякий обмоточный провод, вроде тех которым намотан трансформатор, покрыт тонким слоем лака. Чтобы припаяться к нему этот слой лака нужно содрать. Как это сделать? Если провод толстый, то можно пожечь его немного огнем зажигалки, лак сгорит, а нагар можно счистить грубой картонкой. Если же провод тонкий, то тут либо аккуратно поскоблить его скальпелем, держа скальпель строго перпендикулярно проводу, либо взять таблетку аспирина и как следует прижать и пошоркать горячим жалом паяльника по проводу на аспиринке. При нагреве из аспирина выделится вещество которое сожрет лаковую изоляцию и очистит провод. Правда вонять будет сильно
Третья рука
| Удобная держалка. |
Рекомендую обзавестись вот таким вот захватом. Чертовски удобная штука, позволяет придерживать какого-нибудь Ктулху при пайке, концы не болтаются из стороны в сторону. Кстати, бойтесь подпружиненных проводников! При пайке он может соскочить и метнуть вам в лицо капельку припоя, сколько раз мне в лицо такое прилетало уже и не припомню, а ведь могло и в глаз! Так что соблюдайте Технику безопасности!
Губка Жало паяльника постепенно загаживается и покрывается нагаром. Это нормально, обычно виной ему флюс, тот же ЛТИ-120 горит дай боже. Для очистки паяльника можно применять специальную губку. Такая желтая фигня, идет в комплекте к подставкам для паяльника. Ее надо смочить водой и отжать, оставляя влажной. Кстати, губка постоянно высыхает, чтобы ее каждый раз не мочить ее можно пропитать обычным медицинским глицерином. Тогда она не будет высыхать вообще! Удобно блин! Если нет губки, то возьми хлопчатобумажну тряпочку, положи в железный поддончик и также пропитай водой или глицерином. У нас монтажницы держали на столе обычное вафельное полотенце и об него вытирали паяльник.
Кстати, о технике безопасности.
- Во первых расположите все так, чтобы было удобно.
- Следите за шнурами питания. Паяльник очень любит пережигать свой собственный провод. Прям мания у него. А это черевато в лучшем случае ремонтом провода, в худшем коротким замыканием и пожаром.
- Не оставляйте паяльник включенным даже на короткое время. Правило «Ушел — выключил» должно выполняться железно.
- Правило второе — паяльник должен быть либо в руке, либо на своей надежной подставке. И ни как иначе! Класть его на стол или на первую попвшуюся фиговину на столе ни в коем случае нельзя. Шнур его утащит за собой в момент.
- Не забывайте про вытяжку и вентиляцию. Если паяешь, то как минимум открой форточку, проветривай помещение, а лучше поставь на стол вентилятор (хотя бы 80мм от компа) или вытяжку.
Лучше один раз увидеть, чем сто раз прочитать: Нет проблем! К твоим услугам куча роликов с You Tube по запросу «solder». Увидишь как это делают профессионалы. Смотри и учись!
Как обрабатывать детали кислотой
Жидкие флюсы наносятся на поверхности кисточкой. В этом случае обеспечивается более точное и равномерное смачивание ими подлежащих пайке элементов, поэтому кисточка должна находиться в любом комплекте для паяния. В то же время, как уже писалось выше, и более активные флюсы, и менее активные в той или иной степени разрушающе воздействуют и на соединенные поверхности, и на припой. Если по окончании работы не удалить флюс, то на стальных деталях, к примеру, процессы ржавления будут протекать в гораздо более быстрых темпах.
Чтобы исключить подобное, после пайки покрытые флюсом детали нужно обработать нейтрализаторами. Самый простой из них – вода. Чтобы удалить Ф-38 Н, ничего, кроме нее, применять не надо. Хорошо нейтрализует действие соляной, ортофосфорной, ацетилсалициловой кислоты сода, так как является основанием. После пайки на детали следует нанести содовый раствор, который затем смывается водой. Остатки ВТС удаляются спиртом или ацетоном.
