Нежилые помещения

Информация об устройстве паяльника. Главный инструмент - паяльник! Для чего используется паяльник

Электрический паяльник – это ручной инструмент, предназначенный для скрепления между собой деталей посредством мягких припоев , путем разогрева припоя до жидкого состояния и заполнения ним зазора между спаиваемыми деталями.

Как видите на чертеже электрическая схема паяльника очень простая, и состоит всего из трех элементов: вилки, гибкого электропровода и нихромовой спирали.

Как видно из схемы, в паяльнике отсутствует возможность регулировки температуры нагрева жала. И даже, если мощность паяльника выбрана правильно, то все равно не факт, что температура жала будет требуемой для пайки, так как длина жала со временем уменьшается за счет постоянной его заправки, припои тоже имеют разные температуры плавления. Поэтому для поддержания оптимальной температуры жала паяльника приходится подключать его через тиристорные регуляторы мощности с ручной регулировкой и автоматическим поддержанием заданной температуры жала паяльника.

Устройство паяльника

Паяльник представляет собой стержень из красной меди, который нагревается спиралью из нихрома до температуры плавления припоя. Стержень паяльника делается из меди благодаря высокой ее теплопроводности. Ведь при пайке нужно быстро передать жалу паяльника от нагревательного элемента тепло. Конец стержня имеет клиновидную форму, является рабочей частью паяльника и называется жалом. Стержень вставляется в стальную трубку, обернутую слюдой или стеклотканью. На слюду намотана нихромовая проволока, которая служит нагревательным элементом.

Поверх нихрома намотан слой слюды или асбеста, служащий для снижения потерь тепла и электрической изоляции спирали из нихрома от металлического корпуса паяльника.

Концы нихромовой спирали соединены с медными проводниками электрического шнура с вилкой на конце. Для обеспечения надежности этого соединения концы нихромовой спирали согнуты и сложены вдвое, что снижает нагрев в месте соединения с медным проводом. В дополнение соединение обжато металлической пластинкой, лучше всего обжим делать из алюминиевой пластины, которая имеет высокую теплопроводность и будет эффективнее отводить тепло от места соединения. Для электрической изоляции на место соединения надевают трубки из термостойкого изоляционного материала, стеклоткани или слюды.

Медный стержень и нихромовая спираль закрывается металлическим корпусом, состоящим из двух половинок или сплошной трубки, как на фотографии. Корпус паяльника на трубке фиксируется накидными колечками. На трубку, для защиты руки человека от ожога, насаживается ручка из плохо провидящего тепло материала, дерева или термостойкой пластмассы.

При вставлении вилки паяльника в розетку электрический ток поступает на нихромовый нагревательный элемент, который нагревается и передает тепло медному стержню. Паяльник готов к пайке.

Маломощные транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, микросхемы и тонкие провода паяют паяльником мощностью 12 Вт. Паяльники 40 и 60 Вт служат для пайки мощных и крупногабаритных радиодеталей, толстых проводов и небольших деталей. Для пайки крупных деталей, например, теплообменников газовой колонки, потребуется уже паяльник мощностью сто и более Вт.

Напряжение питания паяльников

Электрические паяльники выпускаются рассчитанные на напряжение питающей сети 12, 24, 36, 42 и 220 В, и этому есть свои причины. Главной, является безопасность человека, второй – напряжение сети в месте выполнена паяльных работ. В производстве, где все оборудование заземлено и имеется высокая влажность, разрешено использовать паяльники напряжением не более 36 В, при этом корпус паяльника должен быть обязательно заземлен. Бортовая сеть у мотоцикла имеет напряжение постоянного тока 6 В, легкового автомобиля – 12 В, грузового – 24 В. В авиации используют сеть частотой 400 Гц и напряжением 27 В.

Есть и конструктивные ограничения, например, паяльник мощностью 12 Вт сложно сделать на питающее напряжение 220 В, так как спираль потребуется мотать из очень тонкого провода и поэтому намотать много слоев, паяльник получится большим, не удобным для мелкой работы. Так как обмотка паяльника намотана из нихромовой проволоки, то питать его можно как переменным, так и постоянным напряжением. Главное чтобы напряжение питания соответствовало напряжению, на которое рассчитан паяльник.

Мощность нагрева паяльников

Мощностью электрические паяльники бывают 12, 20, 40, 60, 100 Вт и больше. И это тоже не случайно. Для того, чтобы припой при пайке хорошо растекался по поверхностям спаиваемый деталей, их нужно прогреть до температуры чуть большей, чем температура плавления припоя. При контакте с деталью тепло передается от жала к детали и температура жала падает. Если диаметр жала паяльника не достаточный или мощность нагревательного элемента мала, то отдав тепло, жало не сможет нагреться до заданной температуры, и паять будет невозможно. В лучшем случае получится рыхлая и не прочная пайка.

Более мощным паяльником можно паять маленькие детали, но возникает проблема недоступности к месту пайки. Как, например, запаять в печатную плату микросхему с шагом ножек 1,25 мм жалом паяльника размером в 5 мм? Правда есть выход, на такое жало навивают несколько витков медного провода диаметром 1мм и концом уже этого провода паяют. Но громоздкость паяльника делают работу практически не выполнимой. Есть и еще одно ограничение. При большой мощности, паяльник быстро прогреет элемент, а многие радиодетали не допускают нагрева выше 70˚С и по этому, допустимое время их пайки составляет не более 3 секунд. Это диоды, транзисторы, микросхемы.

Ремонт паяльника своими руками

Паяльник перестает нагреваться по одной из двух причин. Это в результате перетирания сетевого шнура или перегорания нагревательной спирали. Чаще всего перетирается шнур.

Проверка исправности сетевого шнура и спирали паяльника

При пайке сетевой шнур паяльника постоянно изгибается, особенно сильно в месте выхода из него и вилки. Обычно в этих местах, особенно если сетевой шнур жесткий, он и перетирается. Сначала проявляться такая неисправность недостаточным нагревом паяльника или периодическим его охлаждением. В конечном итоге, паяльник перестает нагреваться.

Поэтому перед ремонтом паяльника нужно проверить наличие питающего напряжения в розетке. Если напряжение в розетке есть, то проверить сетевой шнур. Иногда неисправность шнура можно определить, плавно перегибая его в месте выхода из вилки и паяльника. Если паяльник при этом стал чуть теплее, значит точно неисправен шнур.

Проверить исправность шнура можно подключив к штырям вилки щупы мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления . Если при изгибании шнура показания будут изменяться, то шнур перетерся.

Если обнаружилось что, обрыв шнура находится в месте выхода из вилки, то для ремонта паяльника достаточно будет отрезать часть шнура вместе с вилкой и установить на шнур разборную .

В случае, если шнур перетерся в месте выхода из ручки паяльника или мультиметр, подключенный к штырям вилки, при изгибании шнура не показывает сопротивление, то придётся разбирать паяльник. Для получения доступа к месту присоединения спирали к проводам шнура достаточно будет снять только ручку. Далее последовательно прикоснуться щупами мультиметра к контактам и штырям вилки. Если сопротивление равно нулю, то в обрыве спираль или плохой контакт ее с проводами шнура.

Расчет и ремонт нагревательной обмотки паяльника

При ремонте или при самостоятельном изготовлении электрического паяльника или любого другого нагревательного прибора приходится мотать нагревательную обмотку из нихромовой проволоки. Исходными данными для расчета и выбора проволоки является сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора, которое определяется исходя из его мощности и напряжения питания. Рассчитать, какое должно быть сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора можно с помощью таблицы.

Зная напряжение питания и измеряв сопротивление любого нагревательного электроприбора, например паяльника, электрочайника , электрического обогревателя или электрического утюга , можно узнать потребляемую этим бытовым электроприбором мощность. Например, сопротивление электрочайника мощностью 1,5 кВт будет равно 32,2 Ом.

Таблица для определения сопротивления нихромовой спирали в зависимости от мощности и питающего напряжения электрических приборов, Ом
Потребляемая мощность паяльником, Вт	Напряжение питания паяльника, В
Потребляемая мощность паяльником, Вт	12	24	36	127	220
12	12	48,0	108	1344	4033
24	6,0	24,0	54	672	2016
36	4,0	16,0	36	448	1344
42	3,4	13,7	31	384	1152
60	2,4	9,6	22	269	806
75	1.9	7.7	17	215	645
100	1,4	5,7	13	161	484
150	0,96	3,84	8,6	107	332
200	0,72	2,88	6,5	80,6	242
300	0,48	1,92	4,3	53,8	161
400	0,36	1,44	3,2	40,3	121
500	0,29	1,15	2,6	32,3	96,8
700	0,21	0,83	1,85	23,0	69,1
900	0,16	0,64	1,44	17,9	53,8
1000	0,14	0,57	1,30	16,1	48,4
1500	0,10	0,38	0,86	10,8	32,3
2000	0,07	0,29	0,65	8,06	24,2
2500	0,06	0,23	0,52	6,45	19,4
3000	0,05	0,19	0,43	5,38	16,1

Рассмотрим на примере как пользоваться таблицей. Допустим, требуется перемотать паяльник мощностью 60 Вт рассчитанный на напряжение питания 220 В. По самой левой колонке таблицы выбираете 60 Вт. По верхней горизонтальной строке выбираете 220 В. В результате расчета получается, что сопротивление обмотки паяльника, не зависимо от материала обмотки, должно быть равно 806 Ом.

Если Вам понадобилось сделать из паяльника мощностью 60 Вт, рассчитанного на напряжение 220 В, паяльник, для питания от сети 36 В, то сопротивление новой обмотки должно будет уже равно 22 Ом. Вы можете самостоятельно рассчитать сопротивление обмотки любого электронагревательного прибора с помощью онлайн калькулятора.

После определения требуемой величины сопротивления обмотки паяльника из ниже приведенной таблицы выбирается подходящий, исходя из геометрических размеров обмотки, диаметр нихромовой проволоки. Нихромовая проволока представляет собой хромоникелевый сплав, который выдерживает температуру нагрева до 1000˚С и маркируется Х20Н80. Это означает, что в сплаве содержится 20% хрома и 80% никеля.

Для намотки спирали паяльника имеющей сопротивление 806 Ом из примера выше, понадобится 5,75 метров нихромовой проволоки диаметром 0,1 мм (нужно поделить 806 на 140), или 25,4 м проволоки диаметром 0,2 мм, и так далее.

Замечу, что при нагреве на каждых на 100° сопротивление нихрома увеличивается на 2%. Поэтому сопротивление спирали 806 Ом из выше приведенного примера при нагреве до 320˚С увеличится до 854 Ом, что практически не повлияет на работу паяльника.

При намотке спирали паяльника витки укладываются вплотную друг к другу. При нагревании докрасна поверхность нихромовой проволоки окисляется и образует изолирующую поверхность. Если вся длина проволоки не вмещается на гильзе в один слой, то намотанный слой покрывается слюдой и мотается второй.

Для электрической и тепловой изоляции обмотки нагревательного элемента лучшими материалами является слюда, стекловолоконная ткань и асбест. Асбест обладает интересным свойством, его можно размочить водой и он делается мягким, позволяет придавать ему любую форму, а после высыхания обладает достаточной механической прочностью. При изолировании обмотки паяльника мокрым асбестом надо учесть, что мокрый асбест хорошо проводит эклектический ток и включать паяльник в электросеть можно будет только после полного высыхания асбеста.

Паяльник – это устройство, помощью которого осуществляется расплавление припоя (олова) и нанесение его на место контакта деталей, которые спаиваются.

Так же с помощью паяльника можно облудить предмет, то есть покрыть его тонким слоем припоя.

Виды нагрева

Паяльники различают по способу нагрева рабочей части (жала) на:

Полезная информация:

Электропаяльники – нагревание жала производится с помощью электричества.
Термовоздушные паяльники – нагрев обрабатываемой поверхности происходит под воздействием тонкой струи горячего воздуха.
Дуговые паяльники – нагрев рабочий элемент разогревается под воздействием электрической дуги между наконечником (жалом) и электродом, размещенным внутри паяльника.
Торцевые и молотковые – это паяльники, наконечники которых закреплены на достаточно длинных металлических рукоятках и разогреваются при помощи внешних источников тепла.
Газовые паяльники – представляют собой газовую горелку.
Инфракрасные паяльные станции – пайка осуществляется путем использования инфракрасного излучения

Самыми распространенными являются электропаяльники. В основном они отличаются мощностью и типом нагревателя.

К электрическим паяльникам также относятся импульсные паяльники. Особенностью импульсных паяльников является нагрев жала в нужный для работы момент. При работе с таким паяльником нажимается пусковая кнопка и жало стремительно нагревается, если кнопку отпустить, то рабочая часть быстро остывает.

Виды нагревателя

По типу нагревателя электропаяльники подразделяют на паяльники:

С керамическим нагревателем – в таком паяльнике используются стержни из керамики, нагревающиеся под воздействием электричества.
С нихромовым нагревателем – в этих используется спираль из нихромовой проволоки.

Виды по мощности

По мощности электропаяльники условно делят на:

Маломощные – от 15Вт до 40Вт. В основном используются в радиоэлектронике для «тонкой» пайки
Средней мощности – от 40Вт до 100Вт. Используются для спайки и лужения проводов и достаточно больших деталей
Паяльники мощностью свыше 100Вт. Используются для нагревания и пайки массивных объектов с большой теплоотдачей

Жало паяльника

Очень важным элементом паяльника является жало (та часть, с помощью которой и производится пайка). Жала бывают различной формы – в виде скошенной кромки, конуса, плоской отвертки, иглы, топора. Наиболее распространенным является жало в виде плоской отвертки. На таком жале припой хорошо удерживается, а достаточно большая площадь жала позволяет прогреть деталь за короткий промежуток времени.

Если жало паяльника выполнено из меди, без какого либо покрытия, то его форму можно изменить – заточив напильником либо отковав молотком. Перед началом работы новым паяльником необходимо облудить. Для этого нужно разогреть паяльник и в горячем виде снять с жала окислы с помощью мелкого напильника. После этого обмакнуть раскаленное жало в канифоль и в припой. Если этого не сделать расплавить припой таким паяльником не получится, так как жало почернеет.

Если же жало покрыто никелем, так называемое «несгораемое» жало, то обрабатывать его нельзя.

Твитнуть

Запинить

Нравится

Паяльник. Как его выбрать и как с ним потом бороться.
В нашем городе обитают не только матерые радиолюбители. Забредают сюда и молодые необстрелянные ребята, впервые взявшие в руки паяльник. Эта статья именно для них, а также для тех, кто паяльник еще в руки не брал, но собирается сделать это в самом ближайшем времени. Как выбрать для себя главный инструмент и что же с ним потом делать – вот в чем вопрос!

Начнем издалека. Что же такое пайка?

Вот что про нее сказано в энциклопедическом словаре: «Это технологическая операция, применяемая для получения неразъёмного механического и электрического соединения деталей из различных материалов. Спаиваемые элементы деталей, а также припой и флюс вводятся в соприкосновение и подвергаются нагреву с температурой выше температуры плавления припоя, но ниже температуры плавления соединяемых деталей. В результате, припой переходит в жидкое состояние и смачивает поверхности деталей. После этого нагрев прекращается, и припой переходит в твёрдую фазу, образуя соединение. Нагрев деталей и припоя производится специальным инструментом, который называется паяльником.
В зависимости от типа деталей, которые подвергаются соединению, требуемой прочности соединения, применяют различные типы паяльников и различные типы припоев и флюса».

Разумеется, всем понятно, что для пайки радиатора водяного охлаждения автомобиля и для ремонта сотового телефона потребуются различные типы паяльников. На написание этой статьи меня толкнуло довольно большое число вопросов, которые мне задавали в различных форумах и при личном общении по выбору паяльника и по различным технологическим проблемам пайки.

Итак перейдем к проблеме выбора паяльника

Этот выбор зависит от того, какие детали будут подвергаться пайке. Чаще всего в быту встают задачи удлинить провода, припаять разъемы к антенному или акустическому кабелю или к сетевому разъему, спаять несложную схему из обычных деталей. Для всех этих работ вполне будет достаточно обычного паяльника на напряжение 220 Вольт и мощностью от 25 до 40 ватт. Примерно такого как показан на рисунке.

Достоинства такого паяльника - доступная цена. Купить его можно за 30-100 рублей практически в любом хозяйственном магазине. Недостатки - нет возможности регулировки температуры, жало перегревается, окисляется и обгорает, поэтому его постоянно приходится чистить и периодически затачивать. В следствии этого, срок службы такого паяльника (особенно при интенсивном ежедневном использовании) невелик. К перегретому жалу плохо прилипает припой, есть возможность повредить чувствительные к нагреву детали во время пайки. Особенно это касается светодиодов, транзисторов в пластмассовых корпусах и т.п. Еще одна проблема, которая существует у паяльников подключаемых непосредственно к сети 220 Вольт - это зачастую плохая изоляция между жалом паяльника и питающей сетью. Таким паяльником легко повредить чувствительные к статическому электричеству элементы. Но как я уже говорил, для простейших работ для начинающих он вполне подходит. Бороться с перегревом у такого паяльника достаточно просто. Идем в магазин электротоваров (как правило в тот же самый, где и покупался этот паяльник) и покупаем небольшую (размером с обычный выключатель) коробочку светорегулятора. Ее еще очень часто называют модным буржуйским словом Диммер. Еще нам понадобится сетевой провод с вилкой на конце и розетка для открытой проводки. На небольшую фанерку закрепляем диммер, и розетку. Подключаем сетевой провод согласно инструкции для диммера. В розетку мы будем включать наш паяльник, а светорегулятор у нас превратится в регулятор температуры паяльного жала. Можно воспользоваться термопарой, идущей в комплекте с дешевым китайским цифровым тестером и маркером примерно отградуировать положения регулятора диммера в соответствии с температурой паяльника. Паять таким модифицированным паяльником становится намного удобнее, а дополнительные затраты не превысят 200 рублей.

Если же встает задача пайки массивных деталей, например соединения медных трубок в системе водяного охлаждения вашего компьютера, пайки радиаторов, корпусов или акустических проводов Хай-Энд класса сечением с буксировочный трос от Белаза - то тогда потребуется более мощный паяльник на 100-200 ватт мощности. Например, такую конструкцию (а это теплообменник системы водяного охлаждения на видеокарте) обычным паяльником не спаять. Тут потребовался «топорик» мощностью 200 Вт.

Паяльные станции

Вас интересует радиотехника? Вы решили, что пайкой будете заниматься регулярно? Тогда имеет смысл задуматься о приобретении паяльной станции. Преимущества перед простейшим паяльником очевидны. Во-первых, в паяльных станциях используются низковольтные паяльники, которые подключены к сети через понижающий трансформатор. Это резко уменьшает наводки возникающие на жале паяльника и практически сводит на нет риск повреждения статическим электричеством чувствительных деталей. Во-вторых, паяльные станции имеют систему регулировки и поддержания температуры жала на определенном уровне. Такой паяльник не перегреет детали или плату. Паяльники, которыми комплектуются паяльные станции обычно имеют возможность смены жала. Поэтому с разными насадками такой паяльник можно использовать как для пайки толстых проводов, так и для миниатюрных деталей.

Жало таких паяльников, как правило, покрыто специальным защитным слоем, предотвращающим его окисление и существенно продлевающим срок службы паяльника. В комплекте с паяльной станцией всегда идет удобная подставка под паяльник - вещь весьма необходимая особенно при частом использовании. Немаловажное преимущество паяльной станции - это малое время разогрева до рабочей температуры. В большинстве случаев пайку можно начинать меньше чем через минуту после включения. За такой набор удобств, однако, приходиться платить. Самые простые и дешевые модели можно приобрести за сумму в 700-800руб. Но есть и очень «навороченные» паяльные станции оснащенные целым арсеналом всевозможного инструмента, который может пригодиться для создания и ремонта электронной аппаратуры. Цена такого комплекта от известного производителя, типа американской фирмы Pace может достигать не одной тысячи долларов.

SMD

Взгляните на современную плату (например, на материнскую плату компьютера). Первое, что бросится в глаза - огромное количество мелких деталей припаянных непосредственно на поверхность платы. Сейчас повсеместно используется так называемый поверхностный монтаж элементов. Другие названия поверхностного монтажа: наплатный, планарный, SMD-монтаж (Surface-Mount Device - элемент для поверхностного монтажа). Компоненты, которые используются для поверхностного монтажа, называют SMD-компонентами.

Возникает резонный вопрос, каким образом паять такие элементы? В заводских условиях все эти элементы припаиваются групповым методом - плату с установленными на ней деталями помещают в специальную печь и нагревают до температуры плавления припоя. Для ремонта таких плат или изготовления своих схем по такой технологии применяют так называемые «Термовоздушные паяльные станции». Принцип работы такого паяльника абсолютно аналогичен работе обычного фена для сушки волос. Разница только в температуре воздуха который выходит из наконечника фена.

Такие паяльные станции позволяют регулировать температуру воздуха на выходе от 100 до 450-500с*, так же есть возможность регулировки воздушного потока. Сейчас получили распространение комбинированные паяльные станции, где в одном корпусе помещается как термовоздушный паяльник, так и обычный. Такой паяльный агрегат позволяет провести ремонт практически любой электронной схемы с любым типом применяемых деталей. Цены тоже вполне доступны. Такую паяльную станцию начального уровня можно приобрести 2,5 - 3 тысячи рублей. Людям, всерьез решившим заняться ремонтом и изготовлением электронных схем, я бы порекомендовал именно такой вариант паяльника. Кроме пайки электронных компонентов феном паяльной станции очень удобно обсаживать термоусадочную трубку. Можно сгибать или сваривать пластмассу. С его помощью можно удалять старую краску с небольших металлических деталей. Так что спектр применения такого оборудования далеко не ограничен задачами пайки проводов и радиодеталей.

Газовые паяльники

Разновидности паяльников не ограничиваются вышеперечисленными типами. Например, существуют газовые паяльники. В этих паяльниках разогрев жала осуществляется не электрическим током, а пламенем небольшой газовой горелки. Заправляется он обычным газом, применяемым в газовых зажигалках. Например на фотографии изображен газовый паяльник Pyropen произведенный немецкой фирмой Weller. Такой паяльник может работать вдалеке от источников тока. Например, если Вам надо припаять кабель к антенне на крыше дома или произвести починку электрооборудования или радиатора автомобиля в долгой дороге. Если снять с этого паяльника жало, то он превращается в портативную газовую горелку, которая дает пламя температурой близкой к 1000 градусов. Такой горелкой можно паять небольшие детали с применением твердых высокотемпературных припоев, которые «не по зубам» обычным паяльникам.

Для частой повседневной пайки такой паяльник, однако, не годится. Разоритесь на газе, да и фирменное изделие имеет ценник с тремя нулями. Когда возникнет необходимость паять вдали от электричества такой автономный газовый паяльник легко сделать самостоятельно. Наверняка многие видели в продаже недорогие (по цене 50 – 100 рублей) китайские газовые горелки. Такая горелка вполне может послужить основой для самодельного газового паяльника, который справится со своей задачей ничуть не хуже фирменного собрата. Кроме газовой горелки потребуется еще медное жало от обычного паяльника (смотри второй рисунок), латунная или стальная гайка М6 или М8 – в зависимости от толщины применяемого жала, три велосипедных спицы и винтовой хомут для водопроводного шланга.
Технология изготовления простая. На торце паяльного жала нарезается резьба под имеющуюся в наличии гайку. Затем. в трех боковых гранях гайки сверлятся отверстия диаметром 2.2мм, в них нарезается резьба М3. Сверлить латунную или бронзовую гайку и нарезать в ней резьбу гораздо легче чем в стальной. Гайка накручивается на паяльное жало, а в боковые грани гайки вкручиваем кончики велосипедных спиц. Если нет под рукой велосипедных спиц – подойдут любые стальные шпильки диаметром 3 мм, на концах которых тоже нарезаем резьбу М3. Остается загнуть спицы под углом 90 градусов и с помощью винтового хомута закрепить на газовой горелке. Вот так вот выглядит готовая конструкция, которую несложно сделать за полчаса с перекурами. Паяльник получается довольно мощный. Если использовать жало толщиной 8.5мм то таким паяльником легко запаять прохудившийся радиатор автомобиля или произвести починку электропроводки в машине. Рекомендую автолюбителям сделать и возить в машине вместе с остальным инструментом.

Вспомогательный инструмент и материалы для пайки

Итак, прочитав первую часть нашей статьи и приняв к сведению приведенные в ней рекомендации, вы приобрели свой паяльник. Теперь вы стали настоящим радиолудителем. Но для пайки одного паяльника недостаточно. Необходимо иметь еще набор вспомогательного инструмента и расходных материалов. В первую очередь это то, чем производится пайка - припой. Разновидностей припоя сейчас выпускается великое множество. Как правило, все они представляют собой разнообразные композиции на основе сплавов олова и свинца с различными легирующими добавками. Различаются они по температуре плавления и твердости. Обычно поставляются в виде проволоки диаметром от 0.5 мм (для самых миниатюрных паяльников и деталей) до прутков толщиной в сантиметр (чтобы паять массивные детали паяльником размером с небольшой туристический топор). Удобнее всего пользоваться припоем в виде проволоки толщиной 1-2 мм. Как правило такой припой представляет собой не просто проволоку, а идет в виде тонкой трубочки внутренность которой заполнена флюсом для лучшего смачивания жала паяльника и припаиваемых деталей.

Несколько слов про флюс

Флюс - это вспомогательный материал, который призван во время пайки удалять оксидную пленку с деталей, подвергаемых пайке и обеспечивать хорошее смачивание поверхности детали жидким припоем. Самый распространенный вид флюса это канифоль - продукт переработки сосновой смолы. Ее нетрудно найти в любом хозяйственном магазине, применяется она для пайки деталей из меди и медных сплавов. Недостатков у нее как у флюса немало. При пайке с канифолью образуется много дыма. На плате после пайки остаются подтеки расплавленной канифоли, которые потом приходиться смывать, применяя спирт или бензин. Обычно канифолью пользуются, если только надо спаять пару толстых проводов. Еще иногда пользуются паяльной кислотой. Ее применение целесообразно только тогда, когда надо паять детали из железа. После пайки детали обязательно надо промывать большим количеством воды и тщательно сушить, иначе, остатки кислоты могут вызвать коррозию и разрушение паянных деталей и нарушение электрического контакта. Если под руками нет паяльной кислоты, а надо срочно облудить и припаять железную или сильно окислившуюся медную, или латунную деталь то вас спасет таблетка аспирина – это ацетилсалициловая кислота, которая во многих случаях с успехом может заменить хлористый цинк.

Для пайки электронных схем лучше всего применять жидкие флюсы. Простейший жидкий флюс можно приготовить растворив канифоль в спирту. На 10 частей спирта берется 1 часть канифоли (по весу). Несколько капель такого флюса наносится непосредственно перед пайкой на соединяемые детали и производится пайка. Остатки флюса потом смываются спиртом.

Cейчас выпускается большое количество разнообразных так называемых «безотмывочных» флюсов, как жидких так и в виде полужидкого геля. Особенность их такова, что они не содержат компонентов вызывающих окисление и коррозию соединяемых деталей, не проводят электрический ток и не требуют промывки платы после пайки. Хотя все равно лучше после завершения пайки удалять с припаянных деталей все остатки флюса. Для нанесения жидкого флюса можно воспользоваться кисточкой, ватной палочкой или просто спичкой, но удобнее пользоваться так называемым «флюсапликатором». Можно попробовать купить фирменный стоимостью примерно 20-30$ но куда проще и дешевле сделать его самому. Для этого потребуется кусочек силиконового или резинового шланга с внутренним диаметром 5-6 мм и одноразовый медицинский шприц. Шприц разрезается на 2 части и обе части вставляются в резиновую трубку. Иголка слегка укорачивается, ее можно для удобства пользования слегка изогнуть. На рисунке показан такой самодельный апликатор. Слегка нажимая на шланг выдавливаем из кончика капельку флюса на припаиваемые детали и производим пайку. При хранении, чтобы не засыхала иголка внутрь нее можно вставлять тонкую проволоку.

Так же удобно пользоваться флюсом в виде геля или пасты. Для его нанесения тоже можно воспользоваться одноразовым шприцем, только из за его густоты иголку шприцевую придется взять потолще.

Кусачки

Еще для пайки потребуются такой инструмент как кусачки. Не пользуйтесь маникюрными кусачками, они предназначены для резки мягких ногтей и перекусывание проводов и выводов радиоэлементов быстро выведет их из строя, и вызовет справедливый гнев вашей мамы, подруги или жены. Еще понадобится скальпель или канцелярский нож и пинцет. Очень полезной бывает в хозяйстве радиолюбителя и игла от шприца с затупленным кончиком и тонкое шило. По мере приобретения опыта в ремонте и изготовлении электронных схем этот ваш арсенал будет постепенно расширяться и модифицироваться.

Начинаем паять

Паяльник приобретен, инструменты и необходимые материалы готовы. Вы удобно разместились за столом в хорошо освещенном и хорошо проветриваемом помещении. Паяльник расположился на удобной подставке, предотвращающей его случайное падение, все легковоспламеняющиеся материалы и жидкости убраны от него подальше. Можно включить его в розетку и начинать.

Для начала несколько простейших правил, соблюдение которых позволит вам получить качественную пайку. Поверхности перед пайкой должны быть тщательно зачищены до блеска. Чтобы получить качественную и надежную пайку соединяемые детали должны перед пайкой иметь хороший механический контакт друг с другом. Во время пайки, соединяемые детали необходимо прогреть до температуры плавления припоя, чтобы он равномерно растекался по поверхности. Например, возникла необходимость соединения двух проводов. Для начала надо зачистить кончики, распушить медные жилки, переплести их и произвести плотную скрутку и нанести на спаиваемый участок несколько капель флюса или выдавить немного флюс-геля.

Затем, взяв на жало паяльника каплю припоя разогреть место пайки так, чтобы припой пропитал скрученные проводники.

Для изоляции места пайки можно применить изоленту, но лучше воспользоваться термоусадочной трубкой, которую надевают поверх соединения и слегка подогревают, чтобы она сжалась и надежно зафиксировалась на месте пайки. Обсаживать трубку удобнее всего горячим воздухом из паяльного или строительного фена. Если такой возможности нет, то трубку можно нагревать над племенем газовой горелки, спиртовки или зажигалки. Но тут надо быть действовать осторожно и не перегреть. Не подносите термоусадочную трубку близко к пламени. Она может закоптиться. Кроме того что это портит внешний вид, осажденная сажа снижает электрическую прочность изоляции.

Вот пример правильной пайки сетевого разъема. Чтобы получить прочное соединение, перед пайкой делаем надежную скрутку проводов на контактных лепестках разъема.

Потом надежно изолируем места пайки термоусадочной трубкой. Надеюсь не надо объяснять, сколько бед может наделать отвалившийся от разъема плохо изолированный провод под напряжением 220в внутри вашего усилителя или, например, компьютера. Поэтому при распайке сетевых разъемов и проводов качеству пайки и изоляции надо уделять особое внимание.

Несколько советов по пайке мелких деталей имеющих пластмассовый корпус

Пайку таких деталей надо производить с особой аккуратностью. Возьмем к примеру светодиод. Они сейчас применяются повсеместно в качестве индикаторных элементов или как элементы подсветки. Корпус светодиода сделан из прозрачной пластмассы и при сильном нагреве выводы светодиода могут просто отвалиться или произойдет помутнение прозрачного пластика из которого выполнен светодиод. Паять светодиоды надо на расстоянии не менее 5 мм от корпуса. Вывод между местом пайки и корпусом светодиода надо зажать пинцетом. Пинцет будет отбирать от вывода лишнее тепло, предотвращая перегрев. Время пайки не должно превышать 3-5 секунд.

После пайки выводы светодиода надо надежно изолировать. В таком виде светодиод не страшно размещать в любом месте системного блока не боясь замыкания.

Несколько слов о замене обычных компонентов на платах

Под обычными компонентами я подразумеваю такие, которые имеют проволочные ножки и впаиваются в отверстия на плате. Отпаять такой компонент (особенно если это конденсатор, резистор или транзистор - детали имеющие 2-3 вывода) проблем не составляет. Достаточно прогреть с обратной стороны платы контактные площадки и при помощи пинцета выдернуть элемент из платы. Перед пайкой нового элемента необходимо прочистить от припоя отверстия. Вот тут то и приходит на помощь иголка от шприца. Игла сделана из нержавеющей стали, к которой припой не прилипает. Ею очень удобно прочищать отверстия в печатных платах. Чтобы случайно не повредить металлизацию отверстий в многослойных платах кончик иголки лучше затупить при помощи надфиля или точильного круга.

Что делать, если требуется отпаять деталь имеющую много выводов. Например микросхему с 16 ножками. Вариантов тут несколько. При использовании термовоздушной паяльной станции достаточно просто прогреть до температуры плавления припоя весь участок на котором запаяна микросхема и пинцетом вытащить ее из платы. Можно воспользоваться специальной широкой насадкой на жало паяльника, которая прогревает одновременно сразу все выводы микросхемы. Если же пользоваться обычным паяльником, то тут снова на помощь придет игла. Иголку надевают на торчащий кончик вывода, нагревают паяльником контактную площадку и слегка вращая иглу надевают ее на вывод. Потом дают остыть припою и убирают иглу. Вывод оказывается освобожденным от припоя. Повторив такую операцию несколько раз (по количеству выводов микросхемы) ее можно будет легко снять с платы.

Очень часто встает задача пайки так называемых SMD компонентов. Если раньше они встречались в основном на копьютерных платах, то сейчас поверхностный монтаж можно встретить и в усилителях и в малогабаритных приемниках и другой бытовой технике. Для работы с такими деталями удобнее всего, конечно, воспользоваться горячим воздухом. Термовоздушные паяльные станции как раз и предназначены для такого вида работ. Направляем струю нагретого воздуха на подлежащий замене элемент и после разогрева припоя просто снимаем пинцетом деталь с платы. Температура плавления припоя используемого для поверхностного монтажа как правило лежит в пределах 180-200с* поэтому температуру воздуха на выходе из паяльного фена не рекомендуется делать выше 250-300с* во избежание повреждения элементов.

Пайка таких мелких деталей требует аккуратности, поэтому, прежде чем браться за перепайку рабочей платы, желательно потренироваться на неисправной, подобрав температурный режим фена и напор воздуха (сильный напор может сдуть соседние элементы с платы). Припаивать детали горячим воздухом тоже очень просто. Необходимо положить на предварительно смоченные флюсом контактные площадки припаиваемый элемент и придерживая его иголкой или пинцетом нагреть до расплавления припоя, который надежно зафиксирует деталь.
Что делать, если необходимо произвести пайку SMD компонентов, а под руками нет паяльного фена. Мелкие детали можно паять и обычным паяльником. На подлежащую замене деталь капаем капельку флюса, рядом с ней кладётся кусочек припоя.

Затем паяльником расплавляется припой таким образом, чтобы капелька припоя охватывала оба конца детали. Деталь снимается пинцетом.

Контактные площадки надо очистить от лишнего припоя. В этом нам поможет специальная оплетка для удаления припоя. Она представляет собой сплетенный из тонких медных проводов жгутик. На проводки наносится флюс и прижимается паяльником к месту пайки. Оплетка как губка впитывает расплавленный припой, оставляя на контактных площадках только тончайший слой.

Новый элемент припаять большого труда не составит. Его надо положить на контактные площадки и, набрав на паяльник небольшое количество припоя, прикоснуться к выводам элемента (не забываем перед установкой детали нанести на контактные площадки немного флюса).

Гораздо больше проблем возникает, когда надо припаять микросхему имеющую большое количество близкорасположенных выводов. При помощи паяльной станции операция по пайке занимает несколько минут. Микросхема устанавливается на плату. Выводы тщательно позиционируются на контактных площадках, предварительно покрытых тонким слоем флюса, и сверху горячим воздухом производится нагрев до плавления припоя. Это быстрый и удобный способ пайки. Но и здесь можно обойтись обычным паяльником. Микросхема устанавливается на предварительно зачищенные контактные площадки и тщательно позиционируется. Чтобы во время пайки микросхема не сдвинулась, можно прихватить припоем крайние ножки. Потом пропаиваются все выводы. При использовании обычного паяльника результат будет выглядеть примерно таким образом.

Теперь требуется удалить излишки припоя и устранить перемычки между выводами. Для этой цели опять можно воспользоваться оплеткой для удаления припоя. Оплетка прижимается горячим паяльником к выводам микросхемы. Излишки припоя впитываются в оплетку. Остается только минимальное количество припоя, необходимое для надежного крепления микросхемы к контактным площадкам.

После удаления излишков припоя необходимо внимательно осмотреть выводы микросхемы на предмет отсутствия замыканий (лучше воспользоваться для этого увеличительным стеклом). Пайка выглядит почти как заводская.

Со временем, если не забросите это увлекательное и интересное занятие вы приобретете еще и столь необходимый в любом деле опыт. Сможете самостоятельно решить какой еще дополнительный инструмент вам понадобится, какие расходные материалы лучше использовать. Рекомендую еще зайти на сайт одного из ведущих производителей паяльного оборудования немецкой фирмы Ersa. Там можно найти много интересной информации о новейших технологиях в области пайки, о применяемом оборудовании и о приемах работы с различными видами паяльников.

Основным инструментом радиолюбителя является паяльник. Это небольшое устройство, применяемое для пайки и лужения. Оно с лёгкостью позволяет создавать неразъёмное соединение и надёжный электрический контакт. Существует большое количество таких изделий, отличающихся как конструкцией, так и принципом работы, поэтому бывает трудно осуществить выбор паяльника, даже если определены нужные характеристики.

Назначение и виды

Паяльником называется инструмент, предназначенный для соединения деталей путём их нагрева. Кроме этого, с его помощью осуществляется и обратная операция - разъединение элементов. Рабочая часть инструмента, которая передаёт тепло, традиционно называется жалом, из-за конструктивных особенностей первых изделий.

Принцип паяния заключается в следующем : жало устройства нагревается различными способами до высокой температуры, а после это тепло контактным или бесконтактным способом передаётся на место образования соединения. Так как плавление выводов радиодеталей или проводников сопровождается высокой температурой, как связующее вещество вводится легкоплавкий припой и флюс.

Последний предназначен для защиты пайки от окисления и удаления различных окислов с поверхности спаиваемых элементов, а также уменьшения поверхностного натяжения и улучшения растекания припоя. В качестве легкоплавкого вещества используется смесь свинца и олова в разном процентном содержании.

По разновидности инструмент разделяется на устройства с периодическим и постоянным нагревом. Первый тип представляют простейшие приспособления с длинным металлическим стержнем и фасонным наконечником. Для их работы необходим внешний источник тепла, например, пламя газовой конфорки или бензиновой грелки. Такого типа паяльники выбрать для дома несложно, так как единственной их характеристикой является размер жала. Для современных паяльных работ, такой вид инструмента уже не используется, разве что для «латания» кастрюль.

Устройства же с постоянным нагревом выпускаются с различными конструктивными особенностями и принципом действия, но их всех объединяет суть, используемая в работе - трансформирование электрической энергии в тепловую. Разделяются они на следующие виды:

стержневые;
импульсные;
индукционные;
воздушные;
инфракрасные.

Характеристики устройства

Каждый электрический инструмент характеризуется своими параметрами, не исключение и паяльник. При выборе устройства изучаются как технические, так и качественные характеристики. Первые определяют область применения инструмента в тех или иных условиях, а вторые - надёжность и удобство использования. К основным техническим параметрам паяльных устройств относят:

Кроме этого, устройства могут включать в себя удобные функции, такие как подсветка рабочего места, встроенный отсос, энергосбережение и защита от перегрева. Нередко в комплекте с изделиями идут наборы различных жал или насадок, а также подставка.

Контактный инструмент

К контактным изделиям принято относить инструмент, жало которого касается материала, а температура на стержне поддерживается постоянно. Принцип работы таких устройств заключается в выделении тепла на нихромовой спирали. Наматывается она вокруг теплопроводящего материала по спирали. В середину этого вещества плотно вставляется жало, выполненное из меди, характеризующееся высокой степенью теплопроводности, поэтому всё тепло с элемента отводится на него.

Разновидностью являются устройства импульсного типа. Но их особенностью является то, что нагрев не происходит постоянно, а лишь при возникновении мощных импульсов, вызываемых пользователем. Классическая форма инструмента напоминает собой рукоятку пистолета с пусковой кнопкой под палец. При нажатии на неё возникает короткое замыкание в обмотке трансформатора, и выделяемая энергия моментально нагревает жало до нужной температуры.

Контактные паяльники являются самыми распространёнными из выпускаемых типов. Объясняется это невысокой ценой, простотой конструкции и большим выбором мощности. При этом ими удобно работать из-за небольших размеров и удобства исполнения, поэтому потребители, не занимающиеся профессионально электроникой, решая, какой паяльник выбрать для дома, часто отдают предпочтение контактному инструменту.

Пайка без соприкосновения

К бесконтактным изделиям относятся паяльники способные нагревать место соединения без непосредственного контакта с ним. Такими способностями обладают: газовые устройства, термофены и инфракрасные станции.

Газовые представляют собой устройства, выполненные в виде карандаша, но большего размера. Они имеют сопло и газовый баллон, находящийся в ручке. Для поджига газа используется пьезоэлемент. Температура нагрева регулируется с помощью изменения скорости прохождения газа регулятором. Изделие обычно поставляется с паяльными и воздушными насадками. Заправка устройства осуществляется через клапан с помощью баллона. Этот тип инструмента компактный и мобильный, но больше подходит для использования в качестве мини-грелки, чем полноценного паяльника.

Термовоздушные паяльники по принципу действия напоминают обычные бытовые фены. Но в отличие от них, они способны нагревать попадающие под действие их потока воздуха предметы до очень высоких температур. Основным элементом их является нагреватель, изготовленный из нихромовой поволоки, сечением 0,4−0,8 мм. Располагается спираль на цилиндрическом основании из кварца. Для нагнетания воздуха используется вентилятор. Такой паяльник удобно использовать при работе с SMD монтажом.

Инфракрасные системы подогрева являются самыми передовыми способами пайки в профессиональной сфере деятельности. Принцип их работы заключается в использовании излучения электромагнитных волн с длиной 2−8 мкм. Это излучение, воздействуя на кристаллическую решётку вещества, начинает раскачивать его атомы, тем самым заставляя выделять его внутреннюю тепловую энергию.

Существуют керамические и кварцевые излучатели. Первые позволяют проводить пайку в невидимом спектре, при этом характеризуются надёжной работой и длительным временем эксплуатации. Вторые же могут быть опасны для зрения, поэтому для использования их в домашних условиях лучше даже не рассматривать.

Нюансы выбора

Перед тем как решить, какой паяльник лучше выбрать, следует определиться с задачами, которые будут решаться с помощью него. Для повседневных задач, связанных с выпаиванием радиоэлементов или лужением проводов, оптимальным выбором будет классический паяльник. Его преимущества заключаются в невысокой цене, небольших удобных размерах. Но он также имеет и недостатки - на его подготовку уходит продолжительное время, а конструкция не подразумевает интенсивного использования.

Немного лучше обстоит дело с керамическими устройствами. Из-за использования керамики нагреватель лучше переносит нагрузки и способен выдать большую мощность при тех же размерах, что и классический вольфрамовый инструмент. Кроме того, в них часто встраивается термопара, не дающая устройству перегреться. Импульсный же паяльник более подходит для работы с крупными радиодеталями или лужения толстых проводов. Он характеризуется высоким КПД, но в то же время его цена в несколько раз больше обычных моделей.

Если же задачи подразумевают работу с SMD монтажом, то тут не обойтись без использования термовоздушного приспособления или инфракрасной станции (ИК). С помощью фена и всевозможных к нему насадок можно снимать и ставить микросхемы любого размера, но лудить провод с его помощью очень неудобно. Это же справедливо и к ИК нагреву. Но такие станции выпускаются для профессионального использования, их применение оправдано при ремонтах мобильной техники, компьютеров.

Мощность нагревателя

Выпускаются паяльники различной мощности, поэтому незнающему человеку довольно сложно определиться с необходимым значением этого параметра. Электроинструмент до 40 Вт используется для пайки при помощи оловянно-свинцовых припоев. Его часто применяют электромонтажники и электромеханики. Устройство от 100 и более ватт используется при работе с массивными деталями, поэтому для большинства работ, которые приходится выполнять в быту и радиолюбительства подойдёт прибор от 65 до 80 Вт.

Неплохим вариантом будет покупка паяльника с терморегулятором. Таким приспособлением удобно не только выставлять температуру, но и оно способно ещё защитить паяльник от перегорания. При этом следует помнить, что для пайки элементов с большой площадью соприкосновения необходим именно прибор с большой мощностью, а не высокой температурой.

Что же касается выбора фена, то тут основным показателем будет: диапазон температуры и скорость потока воздуха. Чтобы устройство полностью смогло удовлетворить потребителя, паяльный фен должен уметь регулировать температуру в интервале 100−600 °C и обеспечивать поток до 120 л/м.

Сопутствующие факторы

В первую очередь сюда относится эргономичность устройства. Даже если уже решено, какой купить паяльник, следует всё равно попробовать, как он лежит в руке. Ведь пайка связана с напряжёнными моментами, и неудобство расположения инструмента в руке приведёт к дрожи и ухудшению качества соединения. Держатель прибора может выполняться из резины, дерева или пластика. Лучшим вариантом будет дерево - оно обладает низкой теплопроводностью и лёгким весом.

Стоит обратить внимание и на длину шнура, а также его сечение. Последнее должно соответствовать мощности изделия. Наиболее распространёнными являются устройства, работающие от переменного напряжения 220 вольт, но встречаются и низковольтные приборы. Их преимущество в дополнительной защите от поражения электрическим током, так как питание их происходит через низковольтный трансформатор.

Многие пользователи используют паяльник совместно с тиристорным регулятором - диммером. Хотя его использование и позволяет регулировать мощность, но в то же время провоцирует появление импульсов напряжения, которые выводят из строя микроконтроллеры и приборы с изолированным затвором.

Что же касается насадок и жал, то они считаются расходным материалом и если качество идущих в комплекте не удовлетворяет, всегда можно будет приобрести более добротные в рознице. В качестве материала для жала может использоваться:

медь или её сплавы;
медь с никелевым, алюминиевым или серебряным покрытием.

Медное жало отличается высокой теплопроводностью и быстрым окислением, в то время как с покрытием не обгорает, но боится перегрева.

Таким образом, лучшим вариантом для редкого использования будет электропаяльник с мощностью порядка 75 ватт , с длиной шнура не менее 60 см и с керамической трубкой. Но в случае увлечения радиолюбительством и ремонтами планарных плат, следует задуматься о приобретении паяльной станции, включающей в себя фен и паяльник.