Пайка
Пайка — технологическая операция, применяемая для получения неразъёмного соединения деталей из различных материалов путём введения между этими деталями расплавленного материала (припоя), имеющего более низкую температуру плавления, чем материал (материалы) соединяемых деталей.
Спаиваемые элементы деталей, а также припой и флюс вводятся в соприкосновение и подвергаются нагреву с температурой выше температуры плавления припоя, но ниже температуры плавления спаиваемых деталей. В результате припой переходит в жидкое состояние и смачивает поверхности деталей. После этого нагрев прекращается, и припой переходит в твёрдую фазу, образуя соединение.
Прочность соединения во многом зависит от зазора между соединяемыми деталями (от 0,03 до 2 мм), чистоты поверхности и равномерности нагрева элементов. Для удаления оксидной плёнки и защиты от влияния атмосферы, а также для понижения поверхностного натяжения и улучшения растекания припоя применяют флюсы.
Для получения качественного соединения температура нагрева спаиваемых деталей в зоне шва должна быть на 50-100° С выше температуры плавления припоя. Спаиваемые детали нагревают в печах, в пламени газовой горелки, токами высокой частоты, паяльниками. Прочное соединение припоя (сплавление припоя) с основным металлом можно образовать лишь в том случае, если поверхности спаиваемых деталей свободны от окислов и загрязнений. Для запиты поверхностей спаиваемых деталей от интенсивного окисления в результате нагрева место пайки покрывают флюсом, который образует жидкую и газообразную преграды между поверхностями спаиваемых деталей и окружающим воздухом.
Процесс пайки заключается в следующем: при нагревании припой расплавляется и, соприкасаясь с нагретым, но свободным от окисной пленки основным металлом, смачивает его, и растекается по его поверхности. Способность припоя заполнять швы зависит от степени смачивания припоем основного металла, его капиллярных свойств и шероховатости поверхности спаиваемых деталей.
Подготовка деталей к пайке, лужение
Перед пайкой поверхности деталей очищают от пыли, жира, краски, ржавчины, окалины и окисной пленки. В процессе зачистки получают шероховатую поверхность с целью увеличения смачивания основного металла.
Зачистку производят напильником, наждачной шкуркой, металлическими щетками (крацевание) и др.
Способ вжигания
Способ вжигания основан на проникновении металлического серебра в поверхностные слои керамики, стекла, слюды и кварца. К такому слою серебра можно припаивать металл.
Сущность вжигания состоит в том, что серебро, содержащееся Б виде химических соединений (А'зСОд или Ag20) в составе пасты, при нагревании до определенной температуры восстанавливается в металлическое серебро и прочно сцепляется с поверхностными слоями керамики, стекла, слюды и кварца, чему способствует плавень (обычно В120з и РЬБЭ), добавляемый в пасту. Для придания пасте способности прилипания к поверхности различных материалов в нее добавляют связку (СНо).
Обработка деталей после пайки
После окончания пайки и охлаждения паяного шва остатки флюсов необходимо удалять.
Если при пайке мягкими припоями используются бескислотные канифолевые флюсы, то остатки их не опасны в отношении коррозии и в доступных местах их удаляют механическим путем, обычно протиркой соединений хлопчатобумажным лоскутом, смоченным спиртом или другим растворителем.
Для удаления остатков флюсов, вызывающих коррозию паяного соединения, применяют промывку в горячей (обычно 50-80"" С) или холодной воде (в проточной или в ваннах), в 5%-ном растворе кальцинированной соды, бензине и в 1-3%-ном растворе натриевого (или калиевого) хромпика, а также протирку мягкой тряпкой или бязью, смоченной спиртом, ацетоном и другими растворителями, и пескоструйную обработку.
Не нужно забывать и о предельных температурах электронных компонентов: пайка при температуре ~ 250°С не должна проходить более 10 сек. Это уже закон проверенный временем: интегральные компоненты можно запросто пережечь.
Подводя итог выше сказанному определим требования для паяльного оборудования радиолюбителя: 1. Желательно приобретать не просто паяльник, а паяльную станцию. Скажете дороже? Да, но не на много. Цены на хорошие паяльные станции начинаются от 800 руб. Дороже чем паяльник на радиорынке? Но зато какие преимущества: регулируемый диапазон нагрева (вероятность пережечь компоненты спадает на нет); поддержание постоянной температуры жала (жало не перегорает - снижаются затраты на расходники); важная особенность всех паяльных станций - наличие подставки под паяльник (вещь необходимая) и ванны для очистной губки - не захотите покупать станцию будете искать эти вещи отдельно. 2. Мощность паяльника вещь во многом определяющая качество пайки. При пайке печатных плат вполне достаточно паяльника с мощностью 25-40 Вт. Лично я уже 10 лет пользуюсь станциями с мощностью 40 Вт и не знаю проблем. Конечно при пайке проводов сечением в 10 мм : вам и 100 Вт будет мало - но здесь речь идет о пайке плат. 3. Напряжение питания - на территории России стандартом является напряжение 220 ±10% В, 50 Гц. Хотите паять подключаясь к сети электропитания - покупайте паяльник / станцию с таким питанием. Для пайки в автомобиле или в местах где сложно найти розетку можно найти паяльник с питанием 12/18/24 В или газовые паяльники. 4. Важный параметр при пайке плат - форма жала. Сейчас для паяльников / станций предлагается широкий ассортимент жал - лопатка, конус, игла и т.д. Какое выбирать дело ваше: каждому удобно паять тем чем он привык. Я пользуюсь лопатками разных размеров. 5. Немаловажный параметр - стойкость жала. Вы можете найти термостойкие жала которым не страшен длительный перегрев. Удобно, но дорого. 6. Нельзя не упомянуть о антистатических паяльных станций. Если вы готовы выложить более 100$ за паяльную станцию - вы получите антистатическую защиту (полезно при пайке полевых элементов и других капризных бяк). Нет таких денег - не расстраивайтесь - можно самостоятельно доработать станцию / паяльник: заземление жала в большинстве случаев помогает. Это конечно не та антистатика, которая есть в навороченных станциях, но помогает не хуже.
При проведении работ, связанных с проведением пайки и лужения, необходимо четко соблюдать правила техники безопасности. В обратном случае вы можете нанести вред своему здоровью.
Начать хотелось бы с того, что к проведению работ, связанных с пайкой и лужением, допускаются только лица, достигшие совершеннолетия. Работки должны пройти специальное обучение. Они должны в совершенстве знать правила охраны труда, безопасные способы проведения работ, уметь правильно обращаться с инструментами, приспособлениями и грузами. Если при выполнении пайки или лужки у работника возникли какие-либо проблемы, он должен обратиться к начальнику, а не пытаться решить проблему самостоятельно.
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. Так, припой пруток должен отвечать всем стандартам. 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.
