Процесс пайки и лужения. Пайка, лужение и склеивание

Пайка - соединение деталей в твердом нагретом состоянии посредством расплавленного промежуточного присадочного материала, называемого припоем.

Пайку очень широко применяют в разных отраслях промышленности. В машиностроении пайку применяют при изготовлении лопаток и дисков турбин, трубопроводов, радиаторов, ребер двигателей воздушного охлаждения, рам велосипедов, сосудов промышленного назначения, газовой аппаратуры и т. д. В электропромышленности и приборостроении пайка является в ряде случаев единственно возможным методом соединения деталей. Пайку применяют при изготовлении электро- и радиоаппаратуры, телевизоров, деталей электромашин, плавких предохранителей и т. д.

К преимуществам пайки относят: незначительный нагрев соединяемых частей, что сохраняет структуру и механические свойства металла; чистота соединения, не требующая в большинстве случаев последующей обработки; сохранение размеров и форм детали; прочность соединения.

Современные способы позволяют паять углеродистые, легированные и нержавеющие стали, цветные металлы и их сплавы.

Качество, прочность и эксплуатационная надежность паяного соединения в первую очередь зависят от правильного выбора припоя. Не все металлы и сплавы могут исполнять роль припоев. Припои должны обладать следующими свойствами:

иметь температуру плавления ниже температуры плавления спаиваемых материалов;

в расплавленном состоянии (в присутствии защитной среды, флюса или в вакууме) хорошо смачивать паяемый материал и легко растекаться по его поверхности;

обеспечивать достаточно высокие сцепляемость, прочность, пластичность и герметичность паяного соединения;

иметь коэффициент термического расширения, близкий к коэффициенту паяемого материала.

В результате длительного практического отбора и многочисленных научных исследований были подобраны группы припоев, обладающих оптимальным сочетанием свойств.

Припои в зависимости от температуры плавления условно делят на две группы: легкоплавкие (мягкие), имеющие температуру плавления до 500°С, и тугоплавкие (твердые), имеющие температуру плавления выше 500°С (рис. 349).

Легкоплавкие припои широко применяются в отраслях промышленности и в быту и представляют собой сплав олова со свинцом. Разные количественные соотношения олова и свинца определяют свойства припоев.

Оловянно-свинцовые припои по сравнению с другими обладают рядом преимуществ: высокой смачивающей способностью, хорошим сопротивлением коррозии. При пайке этими припоями свойства соединяемых металлов не изменяются или почти не изменяются.

Легкоплавкие припои служат для пайки стали, меди, цинка, свинца, олова и их сплавов, серого чугуна, алюминия, керамики, стекла и др.

Пайку легкоплавкими припоями применяют в тех случаях, когда нельзя нагревать металл до высокой температуры, а также при невысокой требовательности к прочности паяного соединения. Соединения, паянные легкоплавкими припоями, достаточно герметичны.

Легкоплавкие припои выпускают в виде чушек, проволоки, литых прутков, зерен, лент фольги, трубок (заполняются канифолью) диаметром от 2 до 5 мм, а также в виде порошков и паст из порошка с флюсом.

Легкоплавкие припои можно приготовить и непосредственно в цехе или мастерской. Для этого в металлических ковшах расплавляют олово и старый припой, затем добавляют небольшие кусочки свинца, хорошо размешивают. Для того чтобы припой не выгорал, поверхность посыпают толченым древесным углем.

Для получения специальных свойств к оловянно-свинцовым припоям добавляют сурьму, висмут, кадмий, индий, ртуть и другие металлы.

Оловянно-свинцовые припои изготовляют следующих марок:

бессурьмянистые - ПОС 90, ПОС 61, ПОС 40, ПОС 10, ПОС 61М и ПОСК 50-18;

малосурьмянистые - ПОССу 61-0,5, ПОССу 50-0,5, ПОССу 40-0,5, ПОССу 35-0,5, ПОССу 30-0,5, ПОССу 25-0,5 и ПОССу 18-0,5;

сурьмянистые - ПОССу 95 - 5, ПОССу 40-2, ПОССу 35-2, ПОССу 30-2, ПОССу 25 - 2, ПОССу 18-2, ПОССу 15-2, ПОССу 10 - 2, ПОССу 8-3, ПОССу 5-1 и ПОССу 4-6.

В обозначении марки буквы указывают: ПОС - припой оловянно-свинцовый, М - медь, К - калий; числа: первое - содержание олова, % , последующие - содержание меди и калия, % (остальное - до 100% - свинец). При слесарных работах чаще применяют припой ПОС 40.

Низкотемпературные припои применяют при паянии тонких оловянных предметов, при паянии стекла с металлической арматурой, деталей, которые особенно чувствительны к нагреву, а также в тех случаях, когда припой должен выполнять роль температурного предохранителя (в электрических тепловых приборах и др.).

Тугоплавкие (твердые) припои представляют собой тугоплавкие металлы и сплавы. Из них широко применяют медно-цинковые и серебряные припои. Для получения определенных свойств и температуры плавления в эти сплавы добавляют олово, марганец, алюминий, железо и другие металлы.

Добавка в небольших количествах бора повышает твердость и прочность припоя, но повышает хрупкость паяных швов.

Соединения, паянные медью и припоями на ее основе, имеют высокую коррозионную стойкость, и большинство из них выдерживает высокие механические нагрузки. Температура пайки припоями на медной основе составляет 850-1150° С.

Эти припои применяют для получения соединений, которые должны быть прочными при высоких температурах, вязкими, стойки ми против усталости и коррозии. Этими припоями можно паять сталь, чугун, медь, никель и их сплавы, а также другие металлы и сплавы с высокой температурой плавления. Твердые припои делят на две основные группы: медно-цинковые и серебряные.

Согласно ГОСТу медно-цинковые припои выпускают трех марок: ПМЦ-36 для паяния латуни с содержанием 60 - 68% меди, ПМЦ- 48 - для паяния медных сплавов, содержащих меди свыше 68% ; ПМЦ-54 - для паяния бронзы, меди, томпака и стали. Медноцинковые припои плавятся при 700 -950°С.

В марке буква П обозначает слово "припой", МЦ - медно-цинковый, а цифра - процент меди. Эти припои поставляют в виде зерен. Зерна припоев по величине разделяют на два класса: класс А - зерна величиной от 0,2 до 3 мм, класс Б - зерна величиной от 3 до 5 мм.

Пайка - технологический процесс соединения металлических (или металлизированных) деталей расплавленным припоем, который, затвердевая, скрепляет спаиваемые детали. Соединение деталей происходит вследствие диффузии припоя в основной металл без расплавлена последнего. При этом температура плавления припоя значительно ниже температуры плавления основного металла.

Паяльник - это ручной инструмент различной формы и массы. Та часть паяльника, которой непосредственно паяют, выполнена из меди, нагрев медной части паяльника можно производить с помощью электричества (электрический паяльник), над газовым пламенем (газовый паяльник) или в горне.

Припои - это некоторые цветные металлы и их сплавы. В зависимости от механических свойств припои принято делить на мягкие и твердые.Припой выпускается в виде листа, ленты, прутков, проволоки, сеток, блоков, фольги, зерен, порошков и паяльной пасты.

Мягкими называют легкоплавкие припои с температурой плавления примерно до 400°С. Эти припои имеют малый предел прочности при растяжении - обычно не выше 50 - 70 МПа. Наиболее распространенными являются оловянно-свинцовые припои с содержанием олова от 18 до 90% марок ПОС-18 - ПОС-90. Надежное контактное соединение дает припой ПОС-30. Он имеет большую жидкотекучесть и дает лучшую смачиваемость поверхности в сравнении с менее дорогим ПОС-18. Для пайки алюминиевых деталей применяются оловянно-цинковые и другие припои.

Твердые припои имеют температуру плавления выше 500°С. Они имеют предел прочности при растяжении до 500 МПа. Наиболее распространенными являются медно-цинковые припои ПМЦ, медно-серебряные ПСР и медно-фосфористые ПМФ, в частности ПМФ-7 (последние припои не требуют флюса при пайке медных деталей).

Технологический процесс пайки состоит из следующих операций: подготовки поверхностей деталей, покрытия спаиваемых поверхностей флюсом, лужения поверхностей, пайки.

Подготовка поверхностей деталей заключается в удалении загрязнений жировых и окисных пленок. Очистка производится механическими и химическими способами.

Покрытие поверхностей флюсом производится непосредственно перед лужением и пайкой.

Флюс образует жидкую и газообразную защитную зону, предохраняющую поверхность металла и расплавленного припоя от окисления. Кроме того, он растворяет пленки окислов и загрязнения, образуя шлак, который легко удаляется. Большинство флюсов способствует лучшему смачиванию расплавленным припоем спаиваемой поверхности и уменьшает поверхностное натяжение припоя. По действию на металл флюсы разделяются на кислотные (хлористый цинк и флюсы на его основе);

Бескислотные (канифоль и флюсы на ее основе),

Активированные (на основе канифоли с добавкой некоторых реактивов и кислот, применяются для металлов, плохо поддающихся лужению и пайке) и др.

При пайке твердыми припоями в качестве флюса применяются бура и флюсы на ее основе.

Остатки флюса и шлакдля предотвращения коррозии места пайки необходимо тщательно удалять механическим путем и промывкой. Исключение представляют канифольные флюсы, которые нет необходимости удалять. Поэтому они применяются для пайки изолированных проводов, которые нельзя промывать.

Техника безопасности:

Крайне серьезно нужно относиться к соблюдению техники безопасности, поскольку при пайке и лужении, на работника могут воздействовать различные вредные факторы. К таковым следует отнести повышенную загазованность воздуха парами химических веществ, пожароопасность, брызги флюсов и припоев, повышенную температуру воздуха рабочей зоны. В данном случае крайне важно иметь средства индивидуальной защиты.

В работе важно использовать качественные материалы и инструменты. Припои используют при пайке изделий из латуни, бронзы, меди. Руководители должны провести грамотный инструктаж по работе с этим инструментом.

Работы, связанные с пайкой и лужением, должны проводиться в специально оборудованных и предварительно подготовленных помещениях. Обязательно должна присутствовать система вентиляции. Вентиляционные установки должны быть оснащены звуковой и световой сигнализацией.

В работе важно использовать качественные и исправные инструменты. Согласно правилам технической документации, паяльник должен пройти специальную проверку и испытания. Класс данного оборудования в обязательном порядке должен соответствовать условиям производства и категории помещения. Также нужно позаботиться о защите кабеля паяльника от соприкосновения с горячими предметами и защите от случайного механического повреждения.

Не меньшее значение имеет подготовка рабочего места. Они должны быть оборудованы вентиляцией. Не допускается проводить пайку и лужку без использования специальных защитных очков. Рабочее место должно быть оборудовано светильниками с непросвечивающими отражателями. Осветительные приборы нужно расположить таким образом, чтобы свет не «бил» в глаза работнику.

Один из наиболее надежных способов соединения проводов и деталей — пайка. Как правильно паять паяльником, как подготовить паяльник к работе, как получить надежное соединение — обо всем этом дальше.

В быту используются «обычные» электрические паяльники. Есть, работающие от 220 В, есть — от 380 В, есть — от 12 В. Последние отличаются небольшой мощностью. Используются, в основном, на предприятиях в помещениях с повышенной опасностью. Можно их применять и в бытовых целях, но нагрев их происходит медленно, да и мощность маловата…

Выбрать надо тот, Который удобно «лежит» в руке

Выбор мощности

Мощность паяльника выбирается в зависимости от характера работы:

В домашнем хозяйстве достаточно иметь два паяльника — один маломощный — 40-60 Вт, и один «средний» — около 100 Вт. С их помощью можно будет покрыть около 85-95% потребностей. А пайку толстостенных деталей все равно лучше доверить профессионалу — тут нужен специфический опыт.

Подготовка к работе

Когда паяльник включается в сеть первый раз, часто он начинает дымить. Это выгорают смазочные материалы, которые были использованы в процессе производства. Когда дым перестает выделяться, паяльник выключают, ждут пока он остынет. Дальше надо заточить жало.

Заточка жала

Далее надо подготовить к работе жало. Это цилиндрический стержень, сделанный из медного сплава. Фиксируется при помощи прижимного винта, который находится в самом конце термокамеры. В более дорогих моделях жало может быть слегка заточено, но, в основном, заточки нет.

Изменять будем самый кончик жала. Использовать можно молоток (сплющивать медь как вам нужно), напильник или наждак (просто стачивать ненужное). Форму жала выбирают в зависимости от предполагаемого типа работ. Его можно:

• Сплющить в виде лопатки (как у отвертки) или сделать плоской с одной стороны (угловая заточка). Этот тип заточки нужен, если паяться будут массивные детали. Такая заточка увеличивает плоскость соприкосновения, улучшает передачу тепла.
• Сточить край жала в острый конус (пирамидку) можно, если предполагается работа с мелкими деталями (тонкие провода, электродетали). Так проще контролировать степень нагрева.
• Тот же конус, но не такой острый подойдет для работы с проводниками большего диаметра.

Более универсальным считается заточка «лопаткой». Если ее сформировать при помощи молотка, медь уплотняется, корректировать наконечник надо будет реже. Ширину «лопатки» можно делать больше или меньше, подрабатывая ее по сторонам напильником или наждаком. С этим типом заточки работать можно с тонкими и средними паяемыми деталями (поворачивать жало в нужное положение).

Лужение паяльника

Если жало паяльника не имеет защитного покрытия, его необходимо залудить — покрыть тонким слоем олова. Это защитит его от коррозии и быстрого износа. Делают это при первом же включении инструмента, когда дым перестал выделяться.

Первый способ лужения жала паяльника:

• довести до рабоче температуры;
• прикоснуться к канифоли;
• расплавить припой и растереть его вдоль всего жала (можно деревянной щепкой).

Второй способ. Смочить тряпку раствором хлористого цинка, нагретое жало потереть о тряпку. Расплавить припой и куском поваренной каменной соли растереть его по всей поверхности жала. В любом случае медь должна покрыться тонким слоем олова.

Технология пайки паяльником

Практически все сейчас пользуются электрическими паяльниками. Те, у кого работа связна с пайкой, предпочитают иметь паяльную станцию, «любители» предпочитают обходиться обходиться обычными паяльниками без регуляторов. Иметь несколько паяльников разной мощности достаточно для работ разного типа.

Чтобы разобраться как правильно паять паяльником, надо хорошо представлять себе процесс в общем, затем углубляться в нюансы. Потому начнем с краткого описания последовательности действий.

Пайка подразумевает последовательность повторяющихся действий. Говорить будем о пайке проводов или радиотехнических деталей. Именно с ними приходится встречаться в хозяйстве чаще. Действия такие:

На этом пайка закончена. Надо остудить припой и проверить качество соединения. Если все сделано правильно, место пайки имеет яркий блеск. Если припой выглядит тусклым и пористым — это признак недостаточной температуры во время пайки. Сама пайка называется «холодной» и не дает требуемого электрического контакта. Она легко разрушается — достаточно потянуть провода в разные стороны или даже подковырнуть чем-то. Еще место пайки может быть обугленным — это признак обратной ошибки — слишком высокой температуры. В случае с проводами она часто сопровождается оплавлением изоляции. Тем не менее, электрические параметры бывают нормальными. Но, если паяются проводники при устройстве проводки, лучше переделать.

Подготовка к пайке

Сначала поговорим о том, как правильно паять паяльником провода. Для начала надо удалить изоляцию. Длина оголяемого участка может быть разной — если паять собираетесь проводку — силовые провода, оголяют 10-15 см. Если припаять надо малоточные проводники (те же наушники, например), длина оголяемого участка небольшая — 7-10 мм.

После снятия изоляции необходимо провода осмотреть. Если есть на них лак или оксидная пленка, ее надо удалить. У свежезачищенных проводов оксидной пленки обычно не бывает, а лак иногда присутствует (медь имеет не рыжий цвет, а коричневатый). Оксидную пленку и лак можно удалить несколькими способами:

• Механически. Использовать наждачную бумагу с мелким зерном. Ею обрабатывают оголенную часть провода. Так можно сделать с одножильными проводами довольно большого диаметра. Обрабатывать наждачной бумагой тонкие проводки неудобно. Многожильные так вообще можно оборвать.
• Химический способ. Оксиды хорошо растворяются спиртом, растворителями. Лаковое защитное покрытие снимается при помощи ацетилсалициловой кислоты (обычный аптечный аспирин). Провод кладут на таблетку, прогревают паяльником. Кислота разъедает лак.

В случае с лакированными (эмалированными) проводами можно обойтись без зачистки — нужно использовать специальный флюс, который так и называется «Флюс для пайки эмалированных проводов». Он сам разрушает защитное покрытие во время пайки. Только чтобы впоследствии он не начал разрушать проводники, его после окончания пайки его надо удалить (влажной тряпкой, губкой).

Если припаять надо провод к какой-то металлической поверхности (например, провод заземления к контуру), процесс подготовки мало чем меняется. Площадку, к которой будет припаиваться провод, надо зачистить до чистого металла. Сначала механически удаляются все загрязнения (включая краску, ржавчину и т.д.), после чего при помощи спирта или растворителя поверхность обезжиривается. Далее можно паять.

Обработка флюсом или лужение

При пайке главное — обеспечить хороший контакт спаиваемых деталей. Для этого перед началом пайки соединяемые детали надо залудить или обработать флюсом. Эти оба процесса взаимозаменяемы. Их основное назначение — улучшить качество соединения, облегчить сам процесс.

Лужение

Для обработки проводов потребуется хорошо разогретый паяльник, кусок канифоли, небольшое количество припоя.

Берем зачищенный провод, укладываем его на канифоль, прогреваем паяльником. Прогревая, поворачиваем проводник. Когда провод окажется весь в расплавленной канифоли, на жало паяльника набираем немного припоя (просто прикасаемся жалом). Затем вынимаем провод из канифоли и кончиком жала проводим по оголенному проводнику.

Лужение проводов — обязательный этап при пайке

При этом припой тончайшей пленкой покрывает металл. Если это медь, из желтой, она становится серебристой. Провод тоже надо немного поворачивать, а жало двигать вверх/вниз. Если проводник хорошо подготовлен, он полностью становится серебристым, без пропусков и желтых дорожек.

Обработка флюсом

Тут все и проще, и сложнее. Проще в том смысле, что нужен только состав и кисточка. Кисточку обмакиваем в флюс, наносим тонким слоем состав на место пайки. Все. В этом простота.

Сложность в выборе флюса. Есть много разновидностей этого состава и под каждый вид работы надо подбирать свой. Так как сейчас говорим о том, как правильно паять паяльником провода или электронные компоненты (платы), то приведем несколько примеров хороших флюсов для этого типа работ:

Для пайки электронных компонентов (печатных плат) не используйте активные (кислотные) флюсы. Лучше — на водной или спиртовой основе. Кислотные же имеют хорошую электропроводность, что может нарушить работу устройства. Также они очень химически активны и могут вызвать разрушение изоляции,коррозию металлов. Благодаря своей активности они очень хорошо подготавливают к пайке металлы, потому их используют, если надо припаять провод к металлу (обрабатывают саму площадку). Наиболее распространенный представитель — «Паяльная кислота».

Разогрев и выбор температуры

Если хотите знать, как правильно паять паяльником, надо научиться определять достаточно ли разогрето место пайки. Если пользуетесь обычным паяльником, ориентироваться можно по поведению канифоли или флюса. При достаточном уровне нагрева они активно кипят, выделяют пар, но не горят. Если поднять жало, капли кипящей канифоли остаются на кончике жала.

При использовании паяльной станции исходят из таких правил:

То есть, на станции выставляем на 60-120°С выше, чем температура плавления припоя. Зазор температур, как видите большой. Как выбрать? Зависит от теплопроводности спаиваемых металлов. Чем лучше он отводит тепло, тем более высокой должна быть температура.

Внесение припоя

Когда место пайки достаточно разогрето, можно добавлять припой. Его вносят двумя способами — расплавленное, в виде капли на жале паяльника или в твердом виде (проволоку припоя) непосредственно в зону пайки. Первый метод используется если область пайки небольшая, второй — при значительных площадях.

В случае, если надо внести небольшое количество припоя, его касаются жалом паяльника. Припоя достаточно, если жало стало белым, а не желтым. Если повисла капля — это перебор, ее надо удалить. Можно стукнуть пару раз по краю подставки. Потом сразу возвращаются в зону пайки, проводя жалом вдоль места пайки.

Во втором случае проволоку припоя вводим непосредственно в зону пайки. Нагревшись, он начинает плавиться, растекаясь и заполняя пустоты между проводами, занимая место испаряющегося флюса или канифоли. В этом случае надо вовремя убрать припой — его переизбыток тоже не очень хорошо влияет на качество пайки. В случае с пайкой проводов это не так критично, а вот при пайке электронных элементов на платах очень важно.

Чтобы пайка была качественной, необходимо все делать тщательно: зачищать провода, прогреть место пайки. Но перегрев тоже нежелателен, как и слишком большое количество припоя. Вот тут нужна мера и опыт, а набраться его можно повторяя все действия некоторое количество раз.

Приспособление для более удобной пайки — третья рука

Как научиться паять паяльником

Для начала возьмите несколько кусков одножильного провода небольшого диаметра (можно — монтажные провода, те, которые используются в связи и т.п.) — с ними работать проще. Нарежьте их на небольшие кусочки и на них тренируйтесь. Сначала старайтесь спаять два провода. Кстати, после лужения или обработки флюсом их лучше скрутить между собой. Так увеличиться площадь контакта и проще будет удерживать провода на месте.

Когда пайка несколько раз получится надежной, можно увеличить количество проводков. Их тоже надо будет скручивать, но уже применять придется пассатижи (две проволоки можно скручивать руками).

Нормальная пайка означает:

После того, как освоена пайка нескольких проводов (трех…пяти), можно попробовать многожильные провода. Сложность состоит в зачистке и лужении. Зачищать получится только химическим методом, а лудить, предварительно скрутив провода. Затем залуженные проводники можно попытаться скрутить, но это довольно сложно. Придется их удерживать при помощи пинцета.

Когда и это освоено, можно тренироваться на проводах большего сечения — 1,5 мм или 2,5 мм. Это те провода, которые применяют при прокладке проводки в квартире или доме. Вот на них и можно тренироваться. Все тоже, но работать с ними сложнее.

После завершения пайки

Если обрабатывали провода кислотными флюсами, после остывания припоя, его остатки надо смыть. Для этого используют влажную тряпку или губку. Их смачивают в растворе моющего средства или мыла, после — удаляют влагу, просушивают.

О том, как правильно паять паяльником вы знаете, теперь надо приобретать практические навыки.

37 38 39 ..

§ 2.9. Пайка, лужение, опрессовка, инструмент

Для получения надежного неразъемного контакта между проводниковыми материалами часто применяют пайку, лужение и сварку.

Пайка представляет собой процесс соединения материалов, находящихся в твердом состоянии, посредством расплавленного присадочного металла, называемого припоем и имеющего температуру плавления меньше температуры плавления основного металла.

Припой должен хорошо смачивать основной металл, легко растекаясь по поверхности. Обычно припои представляют собой сплавы различных цветных металлов, иногда довольно сложного состава. Тесное соприкосновение жидкого припоя с основным металлом и хорошее смачивание его поверхности возможны лишь при полной чистоте этой поверхности. Для растворения и удаления окислов и загрязнений с поверхности металла, защиты его от окисления, уменьшения поверхностного натяжения, улучшения смачиваемости и растекания припоя служат флюсы.

Существуют два вида пайки: твердыми припоями и мягкими припоями. Оба вида различаются прежде всего температурой плавления припоев. К твердым относят припои с температурой плавления выше 500° С, к мягким- припои с температурой плавления ниже 400° С. Твердые припои обладают значительной механической прочностью и могут иметь предел прочности при растяжении до 490 Н/мм2 (50 кГс/мм2); предел прочности мягких припоев обычно не превышает 49-68 Н/мм2 (5-7 кге/мм2). В качестве твердых припоев применяются медные, медно-цинковые, медно-никелевые и серебряные припои.

Основой большинства флюсов для твердой пайки служит бура Na2B407, кристаллизующаяся с 10 частями воды с образованием крупных прозрачных бесцветных кристаллов Na2B407 10Н2О. Кристаллическая десятиводная бура начинает плавиться при 75° С, по мере нагрева она постепенно теряет воду, сильно вспучиваясь и разбрызгиваясь, и переходит в безводную соль - плавленую или жженую буру, плавящуюся при 783° С. В расплавленном состоянии буру можно нагревать до высоких температур без заметного испарения, она весьма жидкотекуча и энергично растворяет окислы многих металлов, особенно окислы меди.

Для усиления действия флюса к буре часто добавляют борную кислоту В(ОН)з, благодаря которой флюс становится более густым, вязким и тугоплавким. Для понижения рабочей температуры флюса, что особенно важно для легкоплавких припоев, вводят хлористый цинк ZnCb, фтористый калий KF и другие галоидные соли щелочных металлов.
Флюсы могут быть в виде порошка или пасты. Применяются также жидкие растворы флюсов, например раствор буры в горячей воде. Иногда целесообразно применять прутки припоя, поверхность которых покрыта флюсом.

Пайку твердыми припоями выполняют электроконтактным способом.

Пайку мягкими припоями можно применять почти для всех металлов в различных сочетаниях, в том числе и для таких легкоплавких, как цинк, свинец, олово и их сплавы. Наиболее распространенные мягкие припои обычно содержат значительное количество олова. Мягкие припои изготовляют в виде прутков, болванок, проволоки (обычно диаметром 3 мм), трубок, набитых флюсом (масса флюса составляет около 5% массы припоя), порошка и пасты из порошка припоя с флюсом. Поверхности спая должны быть хорошо очищены механическими и химическими средствами или предварительно облужены. Для флюсов применяют сравнительно слабо действующие на металл органические вещества или неорганические соединения, действующие сильнее и разъедающие металл. К первой группе веществ можно отнести канифоль, хорошо очищающую медь и латунь от окислов, и стеарин, особенно подходящий для пайки свинца и свинцовых сплавов. Ко второй группе относят техническую соляную кислоту, хлористый аммоний (нашатырь) в порошке или кусках, фосфорную кислоту и т. д. Однако флюсы второй группы в судовых электромонтажных работах не применяются, так как они вызывают коррозию металлов.

Пайку мягкими припоями производят с помощью паяльника. Рабочую часть паяльника изготовляют из меди; форма паяльника должна соответствовать форме соединения, масса - размерам изделия и толщине металла (для быстрого нагрева паяльником места пайки до необходимой температуры).

Применение твердых припоев позволяет получить контактные соединения, обладающие большей механической прочностью, чем соединения с применением мягких припоев.

Лужение, т. е. покрытие металлических поверхностей топким слоем олова или оловянно-свинцового припоя, применяют для облегчения процесса пайки и защиты токоведущнх элементов от вредных воздействий внешней среды.

Во время электромонтажных работ применяют не только лужение паяльннком, но н погружение в расплавленный припой (например, прн контактном оконцеваннн жил кабелей штырем), для чего используют электро-тигли с электрическим нагревом. Технологический процесс лужения паяльником сводится к следующему: зачищают поверхность металла, покрывают ее флюсом, наносят припой на поверхность, нагревают, затем выравнивают слой припоя, перемещая паяльник в различных направлениях по поверхности металла.

При лужении погружением в расплавленный припой металлические поверхности предварительно зачищают и смачивают жидким флюсом. Зачищенные и обезжиренные детали помещают в раствор флюса (хлористого цинка), а затем опускают на 10-15 мин в ванну с расплавленным припоем; излишки припоя удаляют встряхиванием. Для охлаждения деталей используют ванну с холодной водой.

Классификацию способов дуговой сварки можно проводить по различным признакам, наиболее существенный из которых - способ воздействия дуги на металл. Действие дуги может быть прямым или косвенным. В первом случае металл включен в сварочную цепь и является одним из электродов дугового разряда. Металл нагревается главным образом за счет бомбардировки его поверхности электрически заряженными частицами. Удельная мощность на нагреваемой поверхности в области электродного пятна весьма высока. При дуге косвенного действия основной металл не включен в сварочную цепь, не является электродом дуги и нагревается преимущественно путем теплопередачи от газов столба дуги и ее излучений. Удельная мощность на нагреваемой поверхности в десятки раз ниже, чем при дуге прямого действия.

При выполнении электромонтажных работ электро-дуговую сварку применяют для приварки наконечников при помощи специального устройства, имеющего графитовый стержень. В результате действия дуги все проволочки жилы и наконечник должны быть оплавлены и хорошо сварены между собой.
При контактном оконцеванни жил кабелей и проводов наконечниками широко применяется холодная опрессовка. Это объясняется простотой ее выполнения по сравнению с пайкой или сваркой. Опрессовка заключается в выдавливании лунок в шейках наконечников и соответствующем смятии проволочек жил. Па наконечниках, оконцовывающих жилы сечением до 10 мм2, эту операцию выполняют с помощью ручных клещей; при жилах сечением от 16 мм2 и выше - с помощью механизированного инструмента.

Опрессовку производят в следующем порядке. Оголенную часть нелуженой жилы зачищают, обтирают и вставляют в шейку наконечника соответствующего размера (рис. 2.21, а). Жилу кабеля с надетым на нее наконечником вкладывают в матрицу лицевой стороной к пуансону (рис. 2.21, б). С помощью соответствующего механизма пуансон вдавливается в матрицу; кабель придерживают, чтобы не допустить его смещения или попорота. Обжатие заканчивают, когда пуансон выдавит лунку необходимой глубины.

Опрессовку двумя лунками выполняют в два приема. Расстояние между лунками должно быть не менее 4 мм, а расстояние от края наконечника до ближайшей лунки- 5-10 мм в зависимости от сечения кабеля.

Качество электрического контакта и механическая прочность соединения наконечника с жилой кабеля зависят от глубины лунки. При слишком мелкой лунке уменьшается механическая прочность соединения и ухудшается контакт.

При слишком мелкой лунке уменьшается механическая прочность соединения и ухудшается контакт. При слишком глубокой лунке улучшается электрический контакт, но зато уменьшается механическая прочность соединения

Вследствие перерезания части жил и уменьшения толщины стенки наконечника.

Глубину лунок принимают равной 2,5-12 мм в зависимости от сечения жил.

Монтаж судового электрооборудования состоит из многих ручных операций. Поэтому обеспечение электромонтажников инструментом достаточно широкой номенклатуры и поддержание этого инструмента в рабочем состоянии имеют первостепенное значение. При выполнении электромонтажных работ широко применяется следующий ручной инструмент: универсальные секторные ножницы типа НУСК-300 для поперечной резки кабелей сечением до 300 мм2 (рис. 2.22,а); универсальные секторные ножницы типа НУСТ-15 для резки тросов и антенных проводов диаметром до 15,5 мм (рис. 2.22,6); шагающий нож типа 1ИН-65 для продольной резки найритовых и резиновых шланговых оболочек кабелей диаметром 20-65 мм (рис. 2.22, е); комбинированные ножницы для резки панцирной плетенки кабелей диаметром до 70 мм (рис. 2.22, г) ; ручной пресс типа РПК-50 для опрессовки кабельных наконечников и гильз на жилах сечением 10-50 мм2 (рнс. 2.22, д); ручные клещи типа КРП-1 для опрессовки кабельных наконечников и гильз на жилах сечением от 1 до 10 мм2 (рис. 2.22, е); ручные клещи типа КРПБ-2,5 для опрессовки кольцевых наконечников на жилах сечением 1, 1,5, 2,5 мм2; глубиномер для контроля глубины лунок наконечников и гильз; кабслегиб (рис. 2.22, ж).

Электрифицированный инструмент для работы на судах выпускается, как правило, на напряжение сети 36 В переменного тока. В состав электрифицированного инструмента для судового электромонтажника входят: электроножницы секторные ЭН-720

(рис. 2.23, а) для резки кабелей сечением до 720 мм2 - портативный инструмент, удобный для работы в труднодоступных местах; электрогидравлический пресс ЭГП-300 для холодной опрессовки кабельных наконечников и соединительных гильз на жилах сечением 10- 300 мм2 (рис. 2.23,6); он имеет блок автоматического управления циклом работ, обеспечивающий контроль качества и надежность опрессовки, защиту инструмента от перегрузки; универсальный электрогайковерт УЭГ-3-5 и УЭГ-5-8 для завертывания и отвертывания винтов, болтов, гаек; он имеет сменные насадки - ключи или отвертки и автоматически обеспечивает нормальные усилия затяжки резьбовых соединений (рис. 2.23, в); электродрель универсальная быстроходовая с понижающим
трансформатором для сверловки отверстий диаметром до 7 мм; электропаяльники молотковые и торцевые со сменными наконечниками и электрокотелки.

При выполнении электромонтажных работ используется также слесарный инструмент: ключи

Гаечные двусторонние 8x10, 12x14, 17X19, 22x24, 27X30; ключ гаечный накидной 8Х10; ключ гаечный разводной 19 мм; отвертки слесарно-монтажные 200X1X9 и 200X1, 5X11; плоскогубцы комбинированные с диэлектрическими ручками 200X50X12; острогубцы-кусачки боковые с диэлектрическими ручками 160X50X10; щетка металлическая; молоток слесарный; напильник личной плоский типа А-100-200; напильник личной круглый типа Д-150-200; метр стальной складной; нож монтерский 200X20X16; кусачки L = 200; зубила 150X15; шило монтерское 150X20; ключи торцевые, ключи с гибким или карданным валом.

Инструмент и оснастка для холодной опрессовки кабельных наконечников и гильз, а также для сварки должны не менее двух раз в год подвергаться проверке

на исправность работы, отсутствие люфтов, глубину опрессовки наконечников и гильз, качество приварки и других операций в соответствии с инструкциями по эксплуатации.

Для обеспечения этого каждый инструмент должен быть замаркирован присвоенным ему номером. При отсутствии заводской нумерации маркировку выполняют набивкой индекса на ручке инструмента (ручной инструмент) или краской (ножной гидропресс или электрогидропресс). Данные проверки инструмента в действии и на соответствие чертежам и ГОСТ на наконечники и гильзы заносят в специальные журналы (не реже одного раза в шесть месяцев) и фиксируют в журнале подписями технолога и мастера ОТК цеха.

Если рассматривать способы пайки, то работа, произведённая паяльником, является самым распространённым и удобным. Несмотря на это, паяние паяльником имеет два важных ограничения, которые стоит учесть при выборе способа. Паять паяльником следует только низкоплавкими припоями и затруднительно производить нужные манипуляции, если детали, которые необходимо спаять, уж слишком массивные.

Последнее затруднение можно преодолеть, если воспользоваться дополнительными источниками тепла, такими как газовая или электрическая плита, газовая горелка. С помощью этих источников можно добиться нужного результата, прогрев паяемую деталь, хоть это и усложнит весь процесс.

Чтобы начать процесс пайки, необходимо подготовить нужный инструмент и специальные материалы. В первую очередь, конечно, необходим сам паяльник и понятно дело, что не обойтись без флюса и припоя.

Самыми распространёнными приборами для пайки считаются электрические паяльники , так как ими легко пользоваться и нетрудно приобрести. Нужный паяльный инструмент выбирают в зависимости от его мощности, которая показывает уровень теплового потока, направленного на паяемые детали.

Производить пайку электронных компонентов будет правильно прибором, мощность которого не будет превышать 40 Вт. Если у деталей, которые следует спаять стенки или провод, не превышают один миллиметр, то уместно будет выбрать инструмент в диапазоне 80–100 Вт. Если стенка детали от двух миллиметров и больше, то мощность нужна больше 100 Вт. Как раз к таким мощным инструментам относятся молотковые, работающие от электричества паяльники, которые бівают мощностью в 250 Вт., а также выше. Такие мощные устройства необходимы, как правило, для промышленности, где нужно паять большие детали. Цена на такие небытовые приборы соответственно высокая.

Теплопроводность паяемого материала тоже необходимо учитывать при выборе мощности паяльника. Например, при пайке изделий из стали он должен находиться в менее нагретом состоянии, чем при работе с медной конструкцией.

Припои

Для паяния электрическим инструментом используется чистое олово, оловянно-свинцовые, оловянно-серебряные и другие варианты припоев.

Если необходимо подвергнуть пайке посуду, применяемую для приготовления пищи, то правильно будет использовать лишь чистое олово.

Флюсы

Как утверждают специалисты, хорошо паяются такие материалы, как бронза, серебро, нейзильбер, медь, олово, золото, латунь, свинец. Вполне приемлемо можно паять никель , низколегированные и углеродистые стали, цинк. К материалам, с которыми сложно работать, можно отнести алюминий, нержавеющие, а также хром, высоколегированные стали, алюминиевую бронзу, чугун, магний, титан. На практике же можно отметить, что только неподготовленная деталь или провод, неправильно подобранный флюс и неверно выбранная температура обработки ведёт к плохой пайке.

Так что правильно подобранный флюс залог идеально выполненной работы с минимальными временными и физическими затратами. Именно флюс отвечает за то, будет ли паяться нужный металл, какой будет прочность соединения, насколько будет трудно проходить весь процесс. Вся задача флюса заключается в том, чтобы разрушить окисную плёнку паяемого металла.

Флюс «Паяльную кислоту» , которая относится к кислым активным флюсам, запрещается применять, когда производится паяние электронных деталей. Своей агрессивностью такой флюс может вызвать коррозию. Но именно это его свойство позволит идеально соединить металлические детали. Таким образом, чем металл химически стоек, то активнее должен быть применяемый флюс. Но нельзя забывать, что то, что осталось от активных флюсов, нужно удалить после завершения процесса.

Для пайки стальных конструкций эффективными флюсами считаются водный раствор хлористого цинка и паяльные кислоты, произведённые на этой основе. На данный момент производители представили широкий ассортимент сильных флюсов, которые тоже можно использовать при пайке.

При работе с нержавеющей сталью в отличие от низколегированной и углеродистой стали, нужно применять более активные флюсы, которые позволят разрушить слой стойких окислов, покрывающий, поверхность нержавеющей стали.

Выясняя, как паять паяльником изделия из чугуна, то очевидно, что для этих целей электрический паяльник будет непригоден, так как не сможет выполнить поставленную перед ним задачу. Паять чугун нужно выполнимо лишь высокотемпературной пайкой.

Чтобы выполнить качественно работы с нержавейкой, необходимо применить ортофосфорную кислоту (Ф-38). Так как она лучше всего одолевает окисную стойкую плёнку, покрывающую этот материал.

Железо оцинкованное с лёгкостью позволит спаять флюс, который включает хлористый цинк, этиловый спирт, хлористый аммоний, канифоль (ЛК-2).

Далеко не все приспособления и материалы необходимы при проведении паяльных работ. Но все они упрощают и делают работу с паяльником более удобной и комфортной.

Подставка для паяльного инструмента нужна не только для удобства, но и для безопасности. Чтобы нагревающийся наконечник устройства не касался посторонних предметов, которые могут быть повреждены от такого соприкосновения.

Возможны три варианта получения такого нужного приспособления:

• Подставка продаётся в наборе с паяльным инструментом.
• Приобретается.
• Производится самостоятельно из листа тонкой жести.

Для удаления от излишков припоя существует специальная оплётка, которая производится из офлюсованных тонких медных проводков. Размотанный её конец прикладывается к припою, а затем сверху прижимается паяльником. Впоследствии весь лишний припой с помощью капиллярных сил, есть возможность собрать в ней, как в промокашке. Использованный кончик оплётки, который уже пропитан припоем, обрезается и выбрасывается.

При паяльных работах будет очень уместно иметь приспособление, которое именуется «третья рука» . Данное устройство своими зажимами решает вопрос с катастрофической нехваткой рук при процессе паяния, где в одной руке держится паяльник, а в другой припой. К тому же это устройство может быть оснащено ещё и увеличительным стеклом, которое поможет лучше рассмотреть паяемые мелкие изделия или тонкий провод.

И конечно же, нельзя обойтись при проведении паяльных процедур без пинцетов, зажимов, плоскогубцев. Ведь детали могут сильно разогреться, и руками их держать будет невозможно.

Техника работы паяльником

Распространены несколько способов работы с паяльником:

• Доставка припоя с кончика инструмента сразу на нужные детали.
• Подача припоя непосредственно на площадку паяемой детали.

Но прежде чем начать паять, необходимо произвести подготовительные манипуляции с деталями . Подготовка заключается в закреплении деталей, разогреве паяльника и смачивании флюсом места пайки.

Если паяют первым способом, на паяльнике плавят маленькое количество припоя и придавливает его жало к необходимым местам на паяемых деталях. Уверенное движение наконечника паяльника вдоль предполагаемого шва способствует идеальному распределению припоя по паяемой поверхности.

При втором варианте пайки нужно сначала разогреть паяльником нужные детали до необходимой температуры пайки, а потом подают припой встык между нужными деталями или на подвергаемую пайке поверхность. Припой, расплавившись, заполнит расстояние между деталями, что обеспечит нужный результат.

Лужение проводов

Проведение лужения - это процесс покрытия верхнего слоя металла припоем. Такую операцию проводят как приготовительную перед пайкой, так и как самостоятельную операцию.

Самым распространённым направлением, где применяется лужение, это лужение концов электрических проводов . Как правильно паять паяльником провода и производить лужение, чтобы получить нужный эффект, рассмотрим в подробностях.

В зависимости из чего произведены провода и их состояния, в котором они находятся на момент работ, различается и обработка, которой их нужно подвергать.

Провод медный одножильный лучше всего подходит для лужения. Новый провод не защищён окислами, поэтому с ним не нужно проводить манипуляции по зачищению. Процесс заключается в нанесении на кончик провода флюса, на горячий конец паяльника наносится припой, а проводится по проводу паяльником, при этом стараясь проворачивать провод.

В некоторых случаях, когда проводник не намерен лудиться может помочь простая таблетка. Такое может случиться в том случае, если провод покрыт лаком или эмалью. В таком случае необходимо таблетку аспирина разместить на дощечки и плотно прижав к её поверхности проводник, разогреть паяльником в течение нескольких секунд. При таких действиях таблетка плавится, чем вызывает разрушение лака. После этого можно проводить лужение провода без проблем.

Пары от расплавленной таблетки аспирина вредны для здоровья, поэтому можно воспользоваться специальным флюсом, который удаляет лак с поверхности проводов.

Если провода старые, то они, как правило, покрыты окислами, которые будут препятствовать процессу лужения. Решить проблему можно с помощью уже упомянутого аспирина. Для этого необходимо расплести проводник, его положить на таблетку и несколько секунд греть паяльником, продвигая проводник из стороны в сторону.

Чтобы провести лужение провода из алюминия, необходимо приобрести специальный флюс, например, идеально подойдёт «Флюс для пайки алюминия». Его также можно будет использовать и при пайке металлов со стойкой окисной плёнкой. Единственное что не стоит забывать, при пользовании таким флюсом, это очищение от его остатков паяемой поверхности. Если этого не делать, может обнаружиться в месте спайки коррозия .

Чтобы убрать образовавшийся при лужении остаток припоя, можно провод разместить вертикально и к месту избытка прижать горячий паяльник. Все излишки стекут на паяльник с провода.

Используя все знания и нужные материалы, можно добиваться идеально выполненных работ при использовании паяльника.