Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Ремонт электрооборудования. Основы пайки. Учебно-методическое пособие для выполнения лабораторных работ для студентов направления подготовки 13.03.02
.pdf
21
При выполнении работ дома, и на производстве используется высокомощные инструменты, работающие от сети 220 вольт.
Чем мощнее нужен прибор, тем выше параметр питающего напряжения
должен быть.
По мощности
По мощности паяльники выпускаются следующих номиналов – 12, 20, 40,
60, 100 и более Ватт. Этот параметр важно учитывать, когда выбирается инструмент. Чем больше мощность, тем выше возможности инструмента, но когда работы проводятся с полупроводниковыми элементами, то высокомощные
приборы не нужны чтобы не было перегрева. Чтобы обеспечить соединение деталей посредством пайки, необходимо осуществить их предварительных прогрев. Температура нагрева деталей должна быть выше, чем плавления припоя,
для обеспечения качественного соединения.
Инструмент мощностью 12 и 20 ватт используются исключительно для
работы с полупроводниковыми элементами – конденсаторами, резисторами,
диодами, транзисторами и т. п. рисунок 5. Пропаять соединение двух электрических проводов большого сечения такими приборами будет трудно
Рисунок 5 - Паяльник мощностью 20 Вт
Приборы с мощностью от 40 до 100 ватт подходят для работы с полупроводниковыми элементами и медными проводами такой паяльник показан на рисунке 6.
Рисунок 6 - Паяльник мощностью 100 Вт
22
Мощные паяльники от 100 ватт и выше предназначены для пайки теплообменников газовых колонок и прочих крупногабаритных деталей.
Чем больше мощность прибора, тем быстрее нагревается жало, однако
большинство радиодеталей не допускают воздействия температуры более 70 градусов. При использовании высокомощных паяльников, не допускается воздействие на полупроводниковые элементы продолжительностью более 3 секунд.
Рисунок 7 - Паяльник мощностью 200 Вт
По конструктивным особенностям
Стержневые – самые распространенные варианты инструментов для пайки в домашних условиях рисунок 8. Их устройство и принцип работы описан
выше.
Рисунок 8 - Стержневой паяльник
Пистолетные. Рабочая часть инструмента располагается непосредственно
под углом 90 градусов от рукоятки, что повышает удобство проведения соответствующих работ. Применяются такие паяльники при проведении ремонтных
работ рисунок 9.
Рисунок 9 - Пистолетный паяльник
23
Паяльные станции – это стационарный паяльник. Такое название приборы получили по причине компенсации блоками управления, посредством которых регулируется напряжение, а значит мощность, сила тока, температура рисунок 10.
Рисунок 10 - Паяльная станция
Инфракрасная паяльная станция – процесс пайки реализуется посредством инфракрасного излучения. Длина волны инфракрасного излучения составляет от 2 до 10 мкм, зона прогрева колеблется от 2 до 10 мкм, а зона прогрева колеблется от 10 до 60 мм рисунок 11.
Рисунок 11 - Инфракрасная паяльная станция
Термовоздушная паяльная станция – припой плавиться за счет воздействия на него потока горячего воздуха (подобно работе фена). Температура
воздуха, выходящего из сопла инструмента, составляет от 100 до 500 градусов.
Фокусирование потока воздуха осуществляется посредством сопла рисунок 12.
24
Рисунок 12 - Термовоздушная паяльная станция
Цифровая паяльная станция – это современные профессиональные паяльники, принцип работы которых идентичен со стержневыми приборами. Отличительная возможностью регулировать напряжение.
Цифровая станция пайки работает за счет управления нагревателем с помощью PID-регулятора, который управляется с помощью программы, заложенной в микроконтроллере. Цифровой способ контроля значительно точнее аналогового.
Рисунок 13 - Цифровая паяльная станция
На рисунке 14 показано устройство импульсной паяльной станции
25
1
2
3
4
5
Рисунок 14 - Импульсная паяльная станция
1- нагреватель из нихромовой проволоки; 2 - кожух;3 - выводы;
4 – корпус; 5 – наконечник
По принципу нагрева рабочей части
Паяльники, нагреваемые на открытом огне – первые виды инструментов,
посредством которых осуществлялось соединение деталей. Принцип действия
основывается на нагреве в открытом огне стержня из красной меди рисунок 15.
Рисунок 15 - Паяльники нагреваемые на открытом огне
Нихромовые паяльники – это стержневые устройства, у которых нагрев
стержня происходит за счет пропускания тока через спираль из нихромовой
проволоки.
Не мало важно- наличие сменных жал различной конфигурации. Если
жала паяльника выполнен из чистой меди, то форму жала можно сделать любой
- заточив его или (еще лучше) отковав. Но если наконечник является "несгораемым", т.е. покрыт никелем или иным защитным металлом, затачивать его
нельзя. У никелированных жал никель закрывает доступ к меди, защищая её, но
такие жала требуют бережного обращения, боятся перегрева рисунок 16.
26
Хром
Термодатчик
Нагреватель
Медный сердечник
Железо
Никель
Рисунок 16 - Конструкция жала с покрытием
Основные формы наконечников – 3 и 4 в виде конуса, 2 скошенной кромки, отвертки Каждая хороша для определенной работы. Наиболее универсальными, удобными, подходящими для многих видов работ считаются жало в виде
отвертки. Припой хорошо удерживается на кончике, достаточная площадь скоса позволяет при необходимости быстро прогреть деталь.
Рисунок 17 - Конструкция наконечников (жала) для паяльника
Керамические паяльники–после включения очень быстро набирают температуру, и при этом удерживают ее в заданном значении.
Недостаток, так как керамика отличается своей хрупкостью, и при падении с высоты инструмента, он может выйти из строя. Керамические паяльники
отличаются высокой мощностью и устойчивостью к частому применению.
Импульсные паяльники– приборы по форме напоминающие пистоле рисунок 18. При нажатии кнопки практически мгновенно происходит разогрев
наконечника. после спайки деталей, кнопка инструмента отпускается, и стержень охлаждается. В основе таковых инструментов используется высокочастотные трансформаторы и частотные преобразователи, частота напряжения
увеличивается до 1800-4000 Гц, а трансформатор предназначен для уменьшения напряжения. Жало подключается к вторичной обмотке трансформатора, это
способствует увеличению силы тока, максимально-быстрый прогрев деталей.
Наличие регуляторов мощности и температуры позволяет применять прибор
для работы с мелкими и крупными деталями и элементами.
27
Рисунок 18 - Паяльник импульсный
Индукционные паяльники– это самые продвинутые виды паяльников.
Особенность приборов в том, что нагрев стержня осуществляется посредством
катушки индуктора. Наконечник покрывается ферримагнитным слоем, внутри
которого при помощи катушки создается магнитное поле. При создании магнитного поля возникает электродвижущая сила, и наводятся токи, посредством
которых разогревается сердечник. Нагревательный элемент называется индуктором. Нагревание стержня происходит с автоматическим поддержанием температуры. При достижении максимальной температуры ферромагнитный слой
теряет свои свойства намагничивания, это способствует прекращению прогрева. При снижении температуры увеличиваются ферромагнитные свойства, и автоматически продолжается процесс нагрева рисунок 19.
Рисунок 19 - Индукторный паяльник
28
Беспроводные паяльники–или аккумуляторные, предназначены для выполнения пайки, где отсутствует электроэнергия. Работают устройства от сменных батареек, и имеют компактные размеры рисунок 20.
Рисунок 20 - Беспроводной паяльник
Портативные паяльники – функционируют от порта типа USB. Характеризуются малой мощностью, но ее достаточно для пайки мелких полупроводниковых элементов.
Газовые паяльники - автономное устройств, функционирует за счет горения газа сменных газовых баллончиков рисунок 2 Без насадки в виде стержня,
он превращается в обычную газовую горелку рисунок 22.
Рисунок 21 - Газовый паяльник
Рисунок 22 - Газовый паяльник без насадки
29
Технологический процесс лужения и пайки
Технологический процесс лужения и пайки включает комплекс выполняемых операций, основными из которых являются следующие.
Подготовка поверхности под пайку. Поверхности подлежащих лужению
или пайке деталей должны быть зачищены, то есть с них необходимо удалить
образовавшиеся с течением времени пленки окислов. Качество подготовки поверхности под пайку определяет уровень и стабильность свойств паяного соединения. Если спаиваемые поверхности имеют следы жира или масла, то их
обрабатывают горячим раствором щелочи. Обычно берут 10 %-ный раствор соды. Если механически очистить детали по какой-либо причине нельзя, то применяют травление деталей в кислотах. Обычно берут 10 %-ный раствор серной
кислоты для меди и ее сплавов, а для деталей из черных металлов — 10 %-ный
раствор соляной кислоты, причем раствор должен быть подогрет до 50—70 °С.
Основные способы очистки поверхности:
1) термический (горелками, отжигом восстановительной атмосфере, в ва-
кууме);
2) механический (обработка режущим инструментом или абразивом, гид-
ропескоструйная или дробеструйная галтовка);
3) химический (обезжиривание, химическое травление, электрохимиче-
ское травление, травление с ультразвуковой обработкой, комбинированное с
обезжириванием и травлением).
Подготовка детали под пайку включает в себя также нанесение специальных технологических покрытий гальваническим или химическим способом, горячим лужением (погружением в расплавленный припой), с помощью ультразвука, термовакуумным напылением. После очистки и подготовки деталей места спайки должны быть облужены. Предварительное лужение имеет весьма
важное значение, так как а этом случае достигаются повышенные прочность и
плотность спая. В случае невозможности предварительного лужения паяние ведут и по чистой поверхности, но результаты, конечно, будут более низкими.
Для предварительного лужения применяется тот же припой, какой применяется и для последующего паяния. Перед пайкой детали скрепляют, чтобы
места соединений не расходились при небольших механических воздействиях,
например при наложении паяльника. Самый простой способ скрепления — обвязка мягкой проволокой, лучше железной, но, конечно, не исключены и другие
способы, например сжатие струбцинами, загиб шва с образованием «замка».
Сборка как правило включает в себя нанесение припоя, укладку его в виде дозированных заготовок из проволоки или фольги. При размещении припоя
необходимо учитывать условия пайки: расположение изделия, режимы нагрева
и охлаждения. Подготовку паяльника для работы производят одновременно с
подготовкой деталей. Паяльник слегка проковывают (частично для удаления
нагара и окислов), зажимают в тиски и придают форму жалу. Если затачивать
паяльник без предварительной проковки, то он быстрей изнашивается.
После механической подготовки паяльник облуживают, для чего нагревают его не выше 400 °С, конец паяльника опускают в водный раствор хлористого цинка, после чего горячим паяльником трут о кусок припоя до тех пор,
30
пока вся рабочая часть не покроется слоем припоя.
При работе паяльник должен иметь достаточную температуру. При прикосновении жалом к прутку припоя, часть припоя, прилегающая к паяльнику,
должна расплавиться через 0,5—1 с. Во время работы температура паяльника
должна быть такова, чтобы капли припоя, приставшие к паяльнику, были в
жидком состоянии.
Более удобный способ облуживания паяльника заключается в следующем: в куске нашатыря (хлористого аммония) делают небольшие углубления и
туда кладут кусочки припоя. Проводя горячим паяльником вперед и назад по
твердому нашатырю, одновременно касаются и припоя. Таким образом паяльник облуживается быстрее.
Нанесение флюса. Иногда при сборке деталей под пайку требуется нанести флюс. Порошкообразный флюс разводят дистиллированной водой до состояния негустой пасты. Флюс может подаваться в прутке припоя – в виде трубок, наполненных канифолью.
Лужение - процесс покрытия металлических поверхностей оловом или
специальным сплавом на оловянной основе (полудой). Лужение производится
для защиты металла от коррозии или для подготовки к пайке (лужёная поверхность лучше смачивается припоем).
Применение свинцово-оловянных припоев только тогда может дать хорошие результаты, когда работающий правильно представляет процесс пайки и
знает основные правила работы.
Технологический процесс лужения состоит из следующих операций:
- очистки поверхности от посторонних веществ металлической щеткой,
песком, известью или наждачной бумагой;
- обезжиривания бензином или горячим водным раствором соды или ед-
кого натра;
промывки в воде;
химической чистки от окислов травления в кислотах;
покрытия флюсами (хлористым цинком) кистью или погружением в водный раствор флюса;
- подогревания до температуры плавления полуды;
Лужение больших предметов — баков и других емкостей — производят
методом натирания. Для этого изделие смачивают раствором хлористого цинка
и нагревают до температуры плавления припоя, после чего посыпают порошкообразной смесью припоя с хлористым аммонием (нашатырем). Припой при
этом плавится и растекается по поверхности ровным слоем. После лужения
остатки флюса отмывают горячей водой.
Лужение проводов
Вариант для медного жала
Снимаем изоляцию. После снятия изоляции определить состояния жилы
провода. Если жилы тёмного цвета, не блестят – на них толстая пленка окислов
которую нужно снять механическим способом. Если жилы блестят медным или
серебристым блеском.
Следующая операция – скручиваем проволоки жил рисунок 23.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]