Проверка напряжения, сопротивления, тока
Для измерения постоянного напряжения ставим DCV, для переменного – ACV, подключаем шупы и смотрим результат, если на экране ничего нет, нет и напряжения. Для измерения сопротивления работаем в режиме омметра, прикасаясь щупами к двум концам того предмета, сопротивление которого нужно узнать. Таким же способом в прозваниваются провода и дорожки на обрыв. Измерение силы тока отличаются тем, что щупы мультиметра должны быть врезаны в цепь, как будто это один из компонентов этой самой цепи.
1.5 Порядок выполнения работы
ВНИМАНИЕ! ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИЗМЕРЕНИЙ РАБОЧИЙ СТОЛ И ПРИБОРЫ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ОТКЛЮЧЕНЫ ОТ СЕТИ ПИТАНИЯ |
Определение наличия напряжения переменного тока на корпусе приборов и жале паяльника
1.5.1 Установите поворотный переключатель в положение ACV.
1.5.2 Вставьте черный щуп в отрицательное гнездо (COM), а
красный щуп в положительное гнездо (V).
1.5.3 Коснитесь наконечниками щупов проверяемых точек электрической цепи (головки крепежного болта на корпусе блока «Радиомонтаж» и контакта «Земля» на вилке питания данного прибора).
1.5.4 Прочитайте на дисплее значение напряжения, с надлежащим положением десятичной точки.
Повторить 1.5.1 – 1.5.4 для всех корпусов приборов, которыми оснащен стол радиомонтажника, а также для жала паяльника.
ВНИМАНИЕ! ЗАПРЕЩАЕТСЯ ПОВРЕЖДАТЬ ЛАКО-КРАСОЧОНОЕ ПОКРЫТИЕ НА КОРПУСАХ ПРИБОРОВ |
Определение величины сопротивления в цепи «Корпус прибора – контакт «Земля» на вилке шнура питания»
1.5.5 Установите поворотный переключатель в положение Ω.
1.5.6 Вставьте черный щуп в отрицательное гнездо (COM), а красный щуп в положительное гнездо (Ω).
1.5.7 Коснитесь наконечниками щупов проверяемых точек электрической цепи (головки крепежного болта на корпусе блока «Радиомонтаж» и контакта «Земля» на вилке питания данного прибора).
1.5.8 Прочитайте на дисплее значение сопротивления, с надлежащим положением десятичной точки.
Повторить 1.5.5 – 1.5.8 для всех корпусов приборов, которыми оснащен стол радиомонтажника, а также для жала паяльника.
1.6 Выводы
1.6.1 Сделать выводы об электробезопасности рабочего места.
1.7 Контрольные вопросы
1.7.1 Значение напряжения постоянного или переменного тока измеряется при определении наличия заземления металлических частей корпусов приборов и жала паяльника?
1.7.2 Относительно малым, большим или нулевым должно быть значение напряжения на металлическом корпусе прибора или жале паяльника при измерении?
1.7.3 Каким должно быть напряжение на паяльнике на рабочем месте радиомонтажника?
1.7.4 Ток какой силы является смертельным для человека?
1.7.5 Чему должна быть равна освещенность на рабочем месте радиомонтажника?
1.7.6 Для чего на рабочем месте радиомонтажника устанавливается вытяжная вентиляция?
1.7.7 Для чего на рабочем месте радиомонтажника используется антистатический браслет?
1.7.8 Почему нельзя проверять на ощупь нагрев жала паяльника и наличие напряжения на токоведущих частях узлов или приборов?
1.7.9 Почему на рабочем месте радиомонтажника нельзя принимать пищу и пить воду и другие жидкости?
1.7.10 Какими должны быть правила личной гигиены после окончания радиомонтажных работ?
2 Практическая работа. Основы пайки (1/7 ч.)
2.1 Цель работы: Ознакомление с материалами, используемыми в процессе пайки, технологическим процессом лужения и пайки.
2.1.1 Изучить свойства основных и вспомогательных материалов, применяющихся при выполнении пайки и способы работы с ними;
2.1.2 Получить навыки выполнения паяных соединений.
2.2 Подготовка к работе
2.2.1 Изучить раздел 2.4.
2.3 Материалы и инструменты
1) электропаяльник;
2) бокорезы;
3) пинцет;
4) припой марки ПОС-61;
5) канифоль сосновая кусковая;
6) наждачная бумага;
7) монтажный провод (медная проволока);
8) лупа с 4-х кратным увеличением.
2.4 Краткие теоретические сведения
Монтаж – установка изделия или его составных частей на месте использования.
Электромонтаж – выполнение электрического соединения ЭРЭ или его составных частей, имеющих токоведущие элементы.
В процессе электромонтажа при соединении электрических цепей или включении в них электрорадиоэлементов (транзисторов, ламп, резисторов, конденсаторов, реле, выключателей, тумблеров, предохранителей и др.), для получения контактного соединения чаще всего применяют пайку.
Пайка – образование соединения с помощью расплава припоя, при котором создаются межатомные связи после нагрева соединяемых материалов ниже температуры их плавления, смачивания их припоем, затекания припоя в зазор и последующей его кристаллизации.
Припой – материал для пайки и лужения с температурой плавления ниже температуры плавления паяемых материалов.
В таблице 2.1 приведены наиболее часто применяемые при электромонтаже припои. Выбирают припой с учётом физико-химических свойств соединяемых металлов, требуемой механической прочности спая, его коррозионной устойчивости и стоимости. При пайке токоведущих частей необходимо учитывать удельную проводимость припоя.
Пайка возможна только в том случае, если припой смачивает соединяемые детали. Смачивание представляет собой молекулярное взаимодействие жидкости с поверхностью твердого тела. Оно происходит, если силы притяжения между атомами припоя и металла больше, чем между атомами внутри самого припоя. Если капля припоя не смачивает поверхность, то она имеет приблизительно сферическую форму (см. рисунок 2.1 а). Сила сцепления припоя с поверхностью детали в этом случае очень мала, и капля припоя легко стряхивается, не оставляя следов на поверхности. Капля смачивающего припоя в том же объеме имеет большую поверхность соприкосновения с поверхностью детали (см. рисунок 2.1 б, в, г); сила ее сцепления значительная, и припой нельзя полностью удалить стряхиванием.
Таблица 2.1 – Припои, применяемые при радиомонтажных работах
Наименование и марка припоя |
Температура плавления, °С |
Область применения |
Оловянно-свинцовый ПОС18 |
277 |
Пайка деталей неответственного назначения из стали, меди, латуни |
Оловянно-свинцовый ПОС40 |
235 |
Лужение и пайка монтажных деталей, проводов |
Оловянно-свинцовый ПОС61 |
190 |
Ответственная электромонтажная пайка. Для вторичных паек, расположенных рядом с пайками, выполненными более тугоплавкими припоями |
Оловянно-свинцово-кадмиевый ПОСК50 |
145 |
Пайка и лужение ответственных соединений, не допускающих местного перегрева (детали из керамики, стекла и т. д., покрытые серебром) |
Сплав Розе (олово, свинец, висмут) Сплав Вуда (олово, свинец, висмут, кадмий) |
94
60,5 |
Применяется в тех случаях, когда требуется понижение температуры пайки из-за опасности перегрева деталей, а также для вторичных паек |
Важными свойствами припоя являются также растекаемость и способность затекать в узкие зазоры под действием капиллярных сил.
Затекание припоя в зазор – заполнение расплавленным припоем паяемого зазора.
При наличии загрязнений соединяемых поверхностей растекаемость припоя ухудшается, и возможно образование несмачиваемых зон, что снижает качество пайки.
Рисунок 2.1 – Распределение припоя (смачиваемость) на различных поверхностях: а) отсутствие смачиваемости; б) полное смачивание; в) частичное смачивание; г) хорошее смачивание.
Подготовка поверхностей деталей, подлежащих пайке, заключается в удалении загрязнений, ржавчины, окисных и жировых пленок. На смачиваемость и растекаемость припоя существенное влияние оказывает форма шероховатостей поверхности. Если неровности образуют сеть пересекающихся канавок, то смачиваемость и растекаемость припоя будет усиливаться капиллярным действием канавок.
Таким образом, способ зачистки может оказать решающее влияние на качество пайки. Зачистку с образованием пересекающихся канавок получают наждачной шкуркой (это дает лучший результат, чем травление).
Как правило, соединяемые детали перед пайкой подвергаются лужению. Лужение заключается в покрытии поверхностей соединяемых деталей тонкой пленкой припоя. Горячее лужение выполняют паяльником или путем погружения в ванну с расплавленным припоем.
При лужении припой покрывает основной металл, поэтому при пайке луженых поверхностей соединение происходит при более низкой температуре.
Для устранения пленки окислов с поверхностей металлов и припоя при пайке, защиты поверхности металлов и припоя от окисления в процессе пайки и уменьшения сил поверхностного натяжения расплавленного припоя на границе металл-припой служат специальные материалы – флюсы. Правильный выбор флюса обеспечивает качественное соединение и существенно влияет на скорость пайки. Выбранный флюс должен быть химически активным и растворять окислы паяемых элементов, термически стабильным и выдерживать температуру пайки без испарения и разложения, проявляя химическую активность в заданном интервале температур.
Все флюсы можно разделить на четыре группы:
1) активные или кислотные – их применение при электрическом монтаже радиоэлектронной аппаратуры, запрещено;
2) антикоррозионные;
3) бескислотные – на основе канифоли. Эта группа флюсов нашла наиболее широкое применение при электрическом монтаже. Остатки бескислотных флюсов легко удаляются спиртом. Такой флюс обладает низкой химической активностью, поэтому требует особо хорошей очистки соединяемых поверхностей от окисных пленок перед пайкой;
4) активированные – на основе канифоли, имеющие в своем составе различные катализаторы (вещества, повышающие активность флюса).
Подготовленные поверхности покрывают флюсом непосредственно перед горячим лужением или пайкой.
Механизм действия флюса (см. рисунок 2.2) заключается в том, что окисные пленки металла и припоя под действием флюса растворяются, разрыхляются и всплывают на его поверхности. Вокруг очищенного металла образуется защитный слой флюса, препятствующий возникновению окисных пленок. Жидкий припой замещает флюс и взаимодействует с основным металлом. Слой припоя постепенно увеличивается и при прекращении нагрева затвердевает.
Рисунок 2.2 – Схема зоны лужения с помощью паяльника
1 – наконечник паяльника; 2 – припой; 3 – сплав припоя с основным металлом; 4 – зона взаимодействия припоя с основным металлом; 5 – флюс; 6 – растворенный окисел; 7 – окисел на поверхности основного металла; 8 – основной металл; 9 – газообразный флюс.
Марки флюсов и области их применения приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 – Марки флюсов и области их применения
Тип флюса |
Марка |
Состав |
Область применения |
Кислотные |
Хлористый цинк |
Водный раствор хлористого цинка |
Детали из черных и цветных металлов, допускающие промывку |
Антикоррозионные |
ФИМ
ВТС |
Ортофосфорная кислота, спирт, вода
Вазелин, триэтаноламин, салициловая кислота, спирт |
Детали из черных металлов, меди и ее сплавов, допускающие промывку в горячей воде
Монтажные соединения, детали из меди и ее сплавов, серебра, платины |
Бескислотные КЭ |
Канифоль |
Канифоль натуральная |
Для пайки монтажных соединений, деталей из цветных металлов и их сплавов |
Активированные |
КЕЦ
Паста № 4 |
Канифоль, хлористый цинк, спирт
Канифоль, хлористый цинк, вазелин |
Для пайки черных, цветных и драгоценных металлов
Для соединений повышенной прочности. Детали из черных и цветных металлов, допускающие тщательную промывку |
В зависимости от технологии флюс может использоваться в виде жидкости (см. рисунок 2.3), пасты или порошка. Существуют также паяльные пасты, содержащие частицы припоя вместе с флюсом.
Рисунок 2.3 – Виды флюсов
Для улучшения качества пайки и повышения производительности труда при монтаже электрических цепей рекомендуется применять трубчатый припой с канифольным наполнителем. Формы сечения трубчатых припоев показаны на рисунке 2.4. Припой представляет собой трубку из оловянно-свинцового сплава, внутри которой помещен канифольный флюс. Измененная форма сердцевины уменьшает вероятность образования пустот в трубчатом припое и перерывов в подаче флюса в процессе пайки.
|
|
|
Рисунок 2.4 – Трубчатый припой с флюсом
На рисунке 2.5 показаны трубчатые припои, выпущенные в виде катушек.
Рисунок 2.5 – Катушки с трубчатыми припоями разного диаметра
Для пайки в единичном и мелкосерийном производстве применяют электрические паяльники – см. рисунок 2.6. Действие таких приборов основано на выделении большого количества теплоты при прохождении электрического тока. Основная часть паяльника – медный стержень с заостренным концом — «жалом», вставленный в металлическую трубку, вокруг которой расположен нагревательный элемент (нихромовая спираль в оболочке из жаропрочной изоляции - слюды или керамики). Концы спирали нагревательного элемента присоединены к медным изолированным проводам – шнуру, который выведен через полую пластмассовую ручку и заканчивается штепсельной вилкой. Нагревательный элемент закрыт сверху кожухом.
Рисунок 2.6 – Электрические паяльники
При включении паяльника в электрическую сеть ток проходит через нихромовую спираль и нагревает ее. Выделяющееся тепло передается медному стержню, который нагревается до температуры 300 - 350 °С.
Требуемую мощность паяльника выбирают в зависимости от массы и марки соединяемых деталей.
При монтаже радиоэлектронной аппаратуры припоем ПОС40 применяют паяльники мощностью 50, 75, 120 Вт с питанием от сети переменного тока напряжением не более 36 В. Паяльники на 75 и 120 Вт используют для пайки соединений со значительной массой металла (провода большого сечения, кабельные наконечники, корпусные лепестки и др.). Для пайки припоем ПОС61 применяется паяльник мощностью 35 Вт.
При проведении процесса пайки важно выдерживать необходимую температуру. Пониженная приводит к недостаточной жидкотекучести припоя и плохому смачиванию соединяемых поверхностей. Значительное увеличение температуры вызывает обугливание флюса до активации им поверхностей спая. Оптимальная температура пайки Tп зависит от Тпл (плавления припоя):
Тп = Тпл + (40…80) °С. (2.1)
В зависимости от теплоемкости соединения выбирают мощность паяльника. При правильно подобранной мощности падение температуры его рабочего стержня Тс не должно быть более 20...40 °С, т.е.
Тс = Тп + (20…40) °С. (2.2)
Для проведения высококачественной пайки температуру рабочего стержня паяльника необходимо контролировать и, при необходимости регулировать. Для этого в промышленности применяют паяльники с автоматическим регулятором температуры или с автоматической подачей припоя.
При правильно выбранной температуре паяльника припой должен быстро плавиться, но не стекать с рабочей части паяльника (жала), а канифоль должна не сгорать мгновенно, а оставаться на жале в виде кипящих капелек.
Качество монтажных соединений во многом зависит от правильности заточки жала паяльника. Наиболее удобной формой жала считается четырехгранная. Поверхность должна быть ровной, без раковин, очищенной от нагара и хорошо залуженной.
Пайка монтажных соединений должна обеспечивать надежность электрического контакта и необходимую механическую прочность. Поверхность деталей, подлежащих пайке, перед монтажом надо подвергнуть горячему лужению предпочтительно припоем, применяемым при пайке. Припой и флюс для пайки должны выбираться в зависимости от подвергаемых пайке материалов, допускаемого нагрева элементов монтажа и рабочих температур. В качестве основных следует применять припои марок ПОС61 и ПОС61М. В качестве основного флюса – 30-процентный раствор канифоли марок А и В в спирте, или кусковую сосновую канифоль марки А и Б. Количество флюса, наносимого на место пайки – минимальное. Обильное смачивание флюсом недопустимо. Время пайки и лужения выводов электрорадиоэлементов не должно превышать величину, указанную в руководящих технических условиях на элементы конкретных типов. При отсутствии таких ограничений длительность процесса пайки или лужения не более 5 с. Поверхность паяных соединений следует очищать тканью из безворсового материала (например, хлопчатобумажной бязью) или кисточкой, смоченной спиртом или спирто-бензиновой смесью. Очищать паяные соединения надо после каждой пайки. В случае применения спирто-бензиновой смеси должны быть приняты меры, исключающие возможность воспламенения паров бензина.
Контроль качества пайки проводится визуально, с использованием 4-х кратной лупы. Пайка должна быть блестящей, глянцевой или светло-матовой, без пор и посторонних включений.
Кроме паяльника при радиомонтажных работах используется и другой инструмент.
Плоскогубцы. Они представляют собой инструмент, напоминающий по внешнему виду щипцы – см. рисунок 2.7. Металлические рукоятки плоскогубцев соединены между собой шарниром, на противоположных концах ручек находится рабочая часть инструмента. Основным отличием плоскогубцев от кусачек является плоская форма губок. На губках нанесены поперечные бороздки для более надежного удерживания деталей. Обычно с торца плоскогубцев сделаны отверстия, что облегчает работу с заготовками круглой формы. На боковой стороне рабочей части могут располагаться режущие кромки, при помощи которых можно перекусывать проволоку и гвозди небольшой толщины.
Рисунок 2.7 – Плоскогубцы
Бокорезы. Модели бокорезов различаются формой губок, их размером, длиной, углом и формой заточки режущей части – см. рисунок 2.8. От этих параметров существенно зависят рабочие качества инструмента. Бокорезы, применяемые при радиомонтаже, имеют, как правило, удлиненные узкие губки. Электротехнические бокорезы, имеют специальные выемки для удобства снятия изоляции с электропроводов.
Рисунок 2.8 – Бокорезы
Для перекусывания проводов и кабеля большего диаметра и других прочных материалов часто применяют специальные бокорезы, оснащенные механическим усилителем. Для увеличения прикладываемого усилия бокорезы могут оборудоваться механизмами подпружинивания и рычажными механизмами.
Круглогубцы. Шарнирно-губцевый инструмент широкого профиля использования – см. рисунок 2.9. Круглогубцы используются при столярно-плотницких работах, в электро и радиомонтажных работах, разводке слаботочных сетей и ювелирном деле. Преимущественно используются для изгиба и придания формы проволоке. Могут быть использованы для снятия и установки некоторых видов стопорных колец.
Рисунок 2.9 – Круглогубцы
Съемник изоляции. Инструмент предназначен для снятия резиновой и пластмассовой изоляции с концов круглых проводов – см. рисунок 2.10. Обеспечивает быстрое снятие изоляции без нарушения целостности токоведущих жил с различным сечением. Это многофункциональный инструмент, который можно использовать не только для съема изоляции, но и для других целей, например для определения калибра провода, запрессовки концов вместе и по отдельности.
Рисунок 2.10 – Съемник изоляции
Пинцет. Инструмент – приспособление для манипуляции небольшими предметами, которые невозможно, неудобно либо нежелательно (опасно) брать голыми руками – см. рисунок 2.11.
Рисунок 2.11 – Пинцет
Канцелярский нож. Специализированный нож, предназначенный для разрезания изоляции жильного провода, как правило пластиковый, с выдвижным сменным металлическим лезвием – см. рисунок 2.12.
Рисунок 2.12 –Канцелярский нож
Набор инструментов радиомонтажника. Набор состоит из специальных инструментов, необходимых для пайки – см. рисунок 2.13.
Рисунок 2.13 – Набор инструментов радиомонтажника
Кроме этого как вспомогательные инструменты могут ипользоваться ножницы, линейки и пр.
Правила работы с электропаяльником.
Перед пайкой прибор следует подготовить к работе. С помощью напильника рабочую часть его, жало, надо сточить под углом 30—45° и зачистить. Затем его необходимо залудить.
Для этого включают паяльник в сеть и, когда он слегка нагреется (через 1-2 мин), покрывают жало слоем флюса, прижав его к кусочку канифоли. Растекаясь по поверхности жала, канифоль предохраняет его от окисления при дальнейшем нагревании. Как только жало нагреется до температуры плавления припоя (это можно определить, касаясь жалом кусочка припоя), рабочую поверхность его покрывают припоем.
Перегрев паяльника перед покрытием жала канифолью недопустим. Если все-таки по какой-либо причине паяльник перегреется и защищенная часть его покроется темно-синим налетом оксида меди, то его следует выключить, остудить и вновь зачистить, а затем приступить к залуживанию сначала.
Технология лужения и пайки.
Подготовленные к спаиванию поверхности металла должны быть тщательно очищены от оксидов и жиров и залужены. Зачищают места пайки ножом, наждачной бумагой или напильником. При залуживании на поверхность металла вначале наносят слой флюса, а затем горячим паяльником с небольшим количеством припоя на жале несколько раз проводят по залуживаемой поверхности, помогая припою растекаться и смачивать ее тонким и ровным слоем.
При пайке монтажных соединений на место спая сначала наносят слой флюса. Затем к этому месту одновременно прикладывают припой и жало паяльника. Пруток припоя держат в левой руке, а ручку паяльника – в правой.
Расплавленный припой можно переносить на место пайки и жалом паяльника. Для этого его предварительно на долю секунды окунают в канифоль и берут каплю припоя. Количество припоя, необходимое для пайки, должно быть минимальным. Припой должен заливать место соединения со всех сторон.
Залуженные детали фиксируются в необходимом положении и прогреваются паяльником. При необходимости в место нагрева вводится дополнительное количество припоя (капля на паяльнике или касание нагретых деталей припойной проволокой). В изделиях высокой надёжности, как правило, залуженные провода перед пайкой ещё и скручиваются.
Спаиваемые поверхности должны быть неподвижны до полного отвердения припоя. Даже небольшое движение деталей друг относительно друга в момент кристаллизации припоя может очень существенно снизить прочность соединения. При необходимости флюс удаляется растворителем.
При пайке важен и уход за паяльником. Поверхность его жала должна быть ровной, очищенной от нагара (оксида) и хорошо залуженной. Паяльник должен быть нагрет до необходимой температуры, зависящей от марки припоя. Нормальным считается такой температурный режим, при котором припой быстро плавится, но не стекает с жала паяльника; канифоль не сгорает мгновенно, а остается на жале в виде кипящих капелек. Перегрев паяльника недопустим, так как это приводит к окислению жала и появлению на нем раковин. Но и недостаточно нагретым паяльником работать тоже нельзя: соединения получаются непрочными и ненадежными.