Как спаять оцинковку в домашних условиях… пайка паяльником

Разогрев и выбор температуры

Чтобы правильно паять инструментом, мастеру важно научиться определять хорошо ли разогрето место пайки. Если применяется обычный паяльник, то ориентироваться можно на канифоль и флюс, а именно на их поведение

Так, при достаточном разогреве, они кипят, выделяют пар, но ни в коем случае не горят.

Если используется паяльная станция, то исходить необходимо из следующих правил:

температура, при которой происходит нагрев деталей должна быть на 40-80 градусов больше температуры плавления припоя;
температура наконечника инструмента должна быть на 20-40 градусов выше температуры нагрева деталей.

Отличия пайки металла от сварки

Существует два основных метода скрепления двух металлов: cварка и пайка. В первом случае элементы скрепляются за счет расплавления кромки металла. Это может быть как нагрев, так и скрепление при помощи нагнетания давления. В случае пайки заготовки скрепляют между собой при помощи присадочного материала – припоя.

В некоторых случаях пайка является более щадящим и экономичным способом скрепления заготовок. Также пайка обладает рядом преимуществ:

Обе детали не нагреваются да температуры плавления. Таким образом получается сохранить их физические и химические свойства.
Заготовки не требуют тщательной очистки и обработки, как это требуется при сварке.
Оборудование для пайки стоит намного меньше, чем сварочные аппараты.
Возможность изготовления сложных узлов и конструкций.
Прочность полученного стыка. Детали не гнуться и не деформируются после спаивания.

Рассмотрим подробнее методы пайки разных металлов.

Особенности работы с оцинкованными изделиями

Нельзя паять оцинковку припоями, в состав которых входит большое количество сурьмы. Это вещество при контакте с цинковым покрытием создает непрочный шов.

В качестве флюса лучше использовать борную кислоту и хлористый цинк. Если сами изделия уже были залужены оловом в процессе производства, тогда в качестве флюса можно применять канифоль.

Когда производится соединение оцинкованного железа (листового) и проволоки, то последнюю надо согнуть под прямым углом, чтобы увеличить площадь контакта двух изделий.

В остальном процесс проводится точно также

Кстати, неважно, проволока была изготовлена из оцинковки или обычной стали

Есть еще несколько важных позиций, которые надо учитывать в процессе пайки оцинкованных изделий. Если для пайки железа используются припойные стержни на основе олова и свинца, то для них лучше добавлять флюс на основе хлористого цинка и хлористого аммония. Соотношение 5:1 соответственно.

Припой на основе олова и кадмия требует едкого натра в качестве флюсовой добавки.

Если между собой соединяются оцинкованные изделия из железа, в состав защитного слоя которых входит более 2% алюминия, то применяется припой на основе олова и цинка. А в качестве флюса используют соляную кислоту и вазелин (стеарин).

В независимости от того, какие детали или узлы соединяются пайкой, необходимо после окончания процесса и остывания шва промыть место стыка водой, чтобы удалить остатки флюса.

Разновидности

Скелетная

Скелетной называется технология, при которой под слоем припоя рассматривается базовая поверхность. Характеризуется экономным потреблением металла для пайки и удобством визуального контроля. Применяется при работе в электротехнической сфере, в частности для соединения проводов.

Волновая

Данный вид пайки применяют для крепления элементов на печатные платы. Волновой метод был разработан в 50-х годах ХХ века, с активным внедрением электронных схем в различные приборы бытового и промышленного назначения. На массовом производстве действуют полностью автоматизированные линии.

Одной из разновидностей волновой, является селективная пайка. Она характеризуется избирательностью воздействия припоя. Ее применяют для обработки элементов, монтируемых в отверстия.

Холодная

Холодная пайка – это метод, при котором соединение образуется за счет взаимного проникновения элементов друг в друга. Скорость реакции зависит от температуры и продолжительности контакта. Одна из самых простых схем для пайки. Применяется для соединения полиэтиленовых и полипропиленовых изделий.

В бытовых условиях холодный метод применяются для монтажа линолеума и ремонта труб из полиэтилена.

К рассматриваемой технологии имеет косвенное отношение.

Бессвинцовая

Современная технология, которая начала активно развиваться после ужесточения требований по экологической безопасности. В настоящее время все Японские производители электроники полностью отказались от использования свинцовых припоев. В качестве рабочего сплава в бессвинцовом методе применяют комбинацию олова, серебра, цинка и меди. Соотношение и добавочные элементы зависят от сферы деятельности.

Контактная

Вид пайки, при котором соединяют детали с различными составами. Технологический цикл включает в себя кратковременное изменение агрегатного состояния контактной области. Для надежного скрепления часто используют прослойку, которая помогает добиться нужного результата. Несоблюдение данного правила ведет к тому, что прочность контакта будет очень низкой. Расходные материалы называют эвтектиками. Так можно соединить медь с алюминием, где между деталями будет алюминиево-медный сплав. Отличительная особенность – высокая скорость реакции.

Высокотемпературная

Отличительная особенность данного способа спаивания – высокая температура воздействия на заготовку. В результате соединение будет обладать устойчивостью к перепадам температур, а также высоким показателем крепости. За качестве придется платить – данный метод считается наиболее сложным, с технологической точки зрения.

В отдельных случаях температура должна достигать 1000 Сº. По этой причине при высокотемпературной пайке невозможно использовать обычные паяльники – требуются более мощные генераторы тепловой энергии.

Индукционная

В качестве источника тепла используется высокочастотный ток, который воздействует на соединяемые изделия. Генератор являются специальные индукторы, которые можно изготовить самостоятельно. Существуют установки стационарного и мобильного типа.

Во избежание активации окислительных процессов, работы проводят в вакуумной среде. Разрешено соединять детали при атмосферном воздухе, при условии использования специальных самофлюсующихся припоев.

Инфракрасная

Еще один современный способ, в основе которого лежит принцип нагрева заготовок электромагнитными волнами. Нагревательные элементы изготавливают из кварца или керамики.

Инфракрасная паяльная станция – сложный прибор, стоимость которого не позволяет применять его в бытовых условиях. Основное преимущество заключается в том, что электромагнитные волны невидимого спектра не представляют угрозы здоровью человека.

Капиллярная

Наиболее распространенный способ спайки изделий. Суть технологии заключается в том, что при увеличении температуры пропой, нанесенный на поверхность, расплавляется и занимает все пространство между соединяемыми деталями.

Метод используется как в быту, так и на производстве. В основе любого метода лежит капиллярная технология, как сама идея пайки – нанесение на поверхность горячего припоя.

Пример пайки для паяльника с медным жалом

Любая пайка начинается с лужения площадок, проводов, других элементов, которые необходимо будет соединить вместе. Лужение, это фактически поверхностное покрытия припоем поверхностей. Цель этой процедуры проста. Поверхностный слой обеспечит хорошую когезию для будущего наплавляемого припоя, а значит и надежное соединение при пайке. Здесь необходимо сказать и о материалах, которые вы собрались паять. Так скажем, будет паяться хорошо, черные металлы уже хуже, а вот паять алюминий я бы и вовсе вам не советовал. Так как дело это хлопотное и неблагодарное. Именно здесь необходимо сказать о том, что если у вас есть выбор, то выбирайте для пайки провода и коннекторы из меди, именно такой выбор позволит вам паять комфортно. Итак, о лужении медным паяльником. Разогреваем паяльник, обычно это время 5-7 минут. Раньше даже не пытайтесь. Во время разогрева можно разово опустить паяльник в канифоль или паяльный жир, для предотвращения окисления меди.

Как только жало начнет уверенно плавить припой, то считайте он разогрет.

За это время пока можете зачистить от изоляции и окисла провод или площадку. Если это многожильный провод, то после того как сняли изоляцию, скрутите все проводки между собой. Также если соединение будет неразъемное, то тоже соедините проводки разных проводников между собой.Теперь положите провод (а) на площадку и обработайте его кислотой, канифолью, либо жиром.

То есть теми реактивами, про которые я вам писал ранее. Именно они поспособствуют лужению, а как итог, и самой пайке. В нашем случае это паяльный жир, я разогрел его и обмакнул провод в него.Теперь захватываем на жало излишнюю порцию припоя, по сути это будет капелька припоя. Подносим его к проводнику и водим вдоль него.

Проводник должен равномерно залиться.

Теперь он будет похож на нечто покрытое в металлической оболочке. Если припоя мало, то еще раз возьмите припой жалом и распределите его на месте пайки.

Такую же процедуру проводим и с другим проводником. Теперь можно спаять проводники между собой. Выставляем их так, как нам необходимо и каждый раз принося на жале пальника немного припоя, заливаем щель между проводниками.

При необходимости берем припой и приносим в место пайки.

В итоге получается красивый, прочный и надежный контакт. При необходимости, проводники перед пайкой можно скрутить.

Место пайки изолируем.Теперь о пайке на плату. Здесь опять же надо начать с лужение дорожек платы. Если вы монтируете что-то на универсальную монтажную плату, то сразу берите плату с лужеными контактами. Далее выпрямляем контакты радиодетали и вставляем их в отверстия, так , чтобы они выступали с другой стороны на 0,5-1 мм. Теперь, как и в случае с проводом берем припой на жало и подносим его к месту ножка-отверстие.

Прикасаемся, и припой растекается по ножке, заполняя при этом и отверстие. Так пропаиваем все ножки радиоэлемента (провода).

Теперь вы хотя и не научились паять паяльником с медным жалом, но знаете как это делается.

Обслуживание (лужение) медного жала паяльника при пайке и после нее

Как я уже рассказывал вам, медное жало со временем выгорает и в итоге меняет свою форму. В итоге необходимо время от времени приводить его форму в порядок. Лучше всего ковать жало, то есть использовать молоток и наковальню, так и выстукивать нужные формы. Но если этого нет, то вполне можно обойтись и простым надфилем.

Берем и обрабатываем жало таким образом, чтобы оно стало подходить под удобную для вас форму (размер). Для меня такой формой является форма под плоскую отвертку. Надфилем стачиваются две стороны, в итоге получается ровный, но «голый» металл – медь.

Надо сказать, что медь металл мягкий. Обрабатывает его соответственно легко. После такого придания формы необходимо защитить жало от окисления. Делается это просто, нанесением на поверхностный слой жала припоя, который выполняет две функции. Во-первых, с его помощью мы паяем, о чем мы уже рассказали. Во-вторых, он защищает жало от окисления и выгорания. Итак, когда мы на холодную обработали жало, то включаем паяльник. Пока он греется, но не прогрелся, можно окунуть жало в канифоль или паяльный жир.

Затем берем припой и наносим на разогретое жало. Припой сам растечется по его поверхности. Все жало готово к использованию.

Восстановление жала необходимо проводить с периодичностью, когда вы заметили, что площадка на нем стала не ровной, и паять в результате этого стало неудобно.

Как проводить пайку дома: рекомендации

Инструменты и материалы для пайки.

В домашних условиях наиболее распространена пайка деталей радиотехники. Операция не вызывает никаких сложностей, ее может выполнять практически любой человек. Пайку всегда можно легко демонтировать, она отличается водоустойчивостью.

К негативной стороне можно отнести низкую прочность. Нет совместимости с другими металлами. Пайка плохо переносит холод и высокую температуру.

Чтобы выполнять паяльные работы, необходимо иметь припой из легкого плавкого металла.

Припой изготавливается из сочетаний свинца с оловом. Благодаря наличию конкретного материала припои могут иметь разную температуру плавления. Именно это обстоятельство и предопределяет основную сферу их работы. Чаще всего пользуются припоем, у которого температура плавления достигает 200 градусов.

Дело в том, что флюс, обеспечивающий текучесть припоя, начинает быстро обугливаться. Иногда требуется проведение дополнительной зачистки. Пока припой полностью не остынет и не станет твердым, запрещается двигать детали.

Высококачественным признается уровень пайки, когда припой тончайшим слоем обволакивает место пайки.

Три технологии

Существует три технологии пайки железа оловом:

паяльником. Для этого придется использовать мягкие припои с большим содержанием свинца;
паяльной лампой. Здесь потребуются твердые припои с большим содержанием олова;
электрическая пайка железа.

Первый способ применяют в том случае, если железо не будет в процессе эксплуатации подвергаться большим нагрузкам. Второй – это лужение железа оловом, когда оловянный припой наносится на поверхность металлического изделия и растирается по всей его плоскости тонким слоем.

В этой технологии обязательно применяется флюс для пайки. Третий вариант используется в производственных масштабах, для чего применяется специальное оборудование.

Припой для проведения домашних работ, его состав и свойства

Припои принято классифицировать на твердые и мягкие. Для пайки оцинковки в домашних условиях используется только вторая группа. Если применять твердые припои, то не только невозможно добиться качественного сварного шва, но и существуют риски коробления самих изделий из оцинкованного железа. Присадочные материалы должны иметь низкую температуру плавления, точка должна располагаться ниже, чем у основного материала. Чаще всего в домашних условиях используют припой ПОС-30, это вещество на основе олова. Для него в качестве флюса лучше использовать хлористый цинк. Если поверхности были заранее облужены, то возможно использование канифоли. ПОС 30 характеризуется следующими свойствами:

оптимальная текучесть, материалы проникают во все пространства, заполняя даже небольшие пустоты;
сравнительно низкая температура плавления;
ПОС 30 производятся в различных типоразмерах, что позволяет подобрать оптимальную модификацию для выполнения конкретных работ;
высокая степень смачиваемости облегчает процесс и гарантирует более высокие качества результата;
материалы могут использоваться для лужения заготовок;
ПОС 30 имеет хорошую проводимость и низкое сопротивление, что позволяет использовать его для пайки небольших деталей;
материалы после застывания жестко фиксируют детали между собой.

Соединения получаются ровными и герметичными. Швы представляют собой шары поверх основного материала.

ПОС 30 состоит из 30% олова и 70% свинца. Материал имеет следующие технические параметры:

материал начинает плавиться при +180 о С;
полное расплавление ПОС 30 происходит при температуре +256 о С;
плотность – 10,1 кг/м3;
удлинение сплава в относительных показателях – 58%;
кристаллизационный интервал – 73 о С;
сопротивление действию на разрыв – 32 мПа.

Советы по правильной и прочной пайке металлов

Работая со сталью или другими металлами необходимо придерживаться базовых правил безопасности, а также знать некоторых нюансов пайки.

Как нагревать и охлаждать металл

Важный шаг перед началом работы — подготовка заготовок. И здесь необходимо знать наверняка, какой сплав вы будете спаивать или проверить его самостоятельно:

Посмотрите, как реагирует металлическая заготовка на нагрев паяльником или горелкой. Как быстро образуется оксидная пленка на поверхности. Об этом лучше знать заранее и наверняка, иначе последующая работа будет проходить в спешке.
Подготовленные и закрепленные детали лучше всего прогревать постепенно. Следите, чтобы на металле не появлялось перегретых очагов. Область пайки должна быть прогрета равномерно по всей площади.
Не прогревайте только стыковочный шов, работайте также по площади возле стыка. Чаще всего нужно прогреть 0,5 — 2 см в зависимости от целей пайки и габаритов соединяемых элементов.
Используйте только те паяльники или горелки, которые выдают рабочую температуру плавления припоя.
Не охлаждайте готовый шов при помощи холодной воды или других жидкостей. Дайте металлу «отдохнуть» и равномерно остыть несколько минут на открытом воздухе.
Спаянные заготовки снимайте из тисков или струбцин только после полного остывания припоя.

Пайка черных металлов

Качество скрепления стальных изделий зависит от нескольких факторов:

марки стали;
пористости заготовок;
уровня очищенности стыковочного шва.

В качестве припоя выбирают оловянные или латунные сплавы. Их используют в зависимости от поставленной задачи. Более простой способ — использование олова. С ним проще работать, однако, конечный шов не будет обладать высоким уровнем прочности.

Припои на основе латуни намного прочнее, но для работы с ними потребуется особое оборудование.

Рабочий процесс на подготовительном этапе практически не различается. В обоих случаях детали зачищают от грязи и ржавчины. Фиксируют при помощи струбцин или тисков. В качестве флюса используют обычную ортофосфорную кислоту. После этого наступает этап самой пайки.

Пайка стали оловом

При пайке оловом подбирают паяльник мощностью от 100 Вт. Для получения качественного шва обе детали предварительно залуживают, после чего в готовый шов подают оловянный припой и завершают пайку.

Пайка стали латунью

Латунь плавится при температуре свыше 900 ˚С, поэтому для работы с таким припоем потребуется газовая горелка

Важно нагревать оба элемента равномерно. В противном случае латунь быстро расплавится

Она будет хорошо прилипать только на краях стальных заготовок (что может вызвать хрупкость и разрушение под напряжением), что поспособствует образованию трещин в конечном изделии.

Ошибка №3 Работа без очков.

При пайке не
забывайте, что вы имеете дело с расплавленным металлом. И если капелька олова,
упавшая на руку, мало кого может напугать, то вот отпружинившая раскаленная
ножка с радиодетали, случайно попавшая в глаз, приводит к печальным
последствиям.

Особенно
опасна пайка на весу или под потолком. В этом случае провода могут отскочить со
своего места и олово “пульнет” вам в глаз.

Поэтому
старайтесь в подобных случаях всегда одевать и использовать защитные очки. А
еще не забывайте про органы дыхания.

Хотя бы элементарное проветривание помещения или маленький USB вентилятор-карлсон на рабочем столе, никогда не будут лишними.

Что необходимо знать о флюсе

Флюс – это вещество, которое облегчает процесс пайки. Оно удаляет окислы до спаивания деталей и во время лужения. Из-за высоких температур пайки реакция окисления ускорятся, и оксидный слой появляется быстрее на спаиваемых поверхностях. Флюс уменьшает этот процесс, а также смачивает поверхность, благодаря чему появляется эффект «поверхностного натяжения», и припой легче распределяется.

Выбор паяльной станции, как и поиск необходимого флюса для работ напрямую зависит от того, какую именно вы преследуете цель.

Например, для радиолюбительства подойдут низкобюджетные материалы. А вот для ремонта необходимо использовать безотмывочные вещества, тем более если дело касается BGA пайки.

Основные функции и свойства

Перед пайкой на контактах присутствуют окислы. Так как контакты состоят из металла они окисляются в окружающей воздушной среде. Этот химический процесс протекает постоянно, если поверхность металла не защищена каким-либо слоем лака или иного изолятора от воздуха.

Чтобы надежно и качественно припаять контакты друг к другу их необходимо предварительно залудить припоем. С этого этапа начинается одна из главных и ключевых функций флюса.

Основные функции флюса:

быстрое удаление окислов с контактов при пайке;
создание поверхностного натяжения при нанесении припоя на поверхности пайки;
дополнительная защита места припаянного контакта от окружающей среды (воздуха или попадания влаги, антикоррозийность).

Почему так важен правильный выбор паяльного флюса? При выборе флюсов важную роль играют его параметры и заявленные свойства.

Параметры и свойства:

остаточные эффекты (нужно отмывать остатки флюса или нет);
сопротивление (Ом);
рабочая температура;
форма вещества (пастообразная, жидкая или твердая);
выбросы при работе;
стоимость.

Как мы можем заметить, этих факторов очень много. Например, форма флюса играет важную роль при выполняемой работе. Жидкая канифоль намного практичнее твердой, если вам необходимо сделать пайку нескольких десятков проводов. А вот пастообразный флюс при тонкой работе выигрывает у всех. Он не сильно растекается, его удобно дозировать. Однако использовать подобный флюс для пайки проводов не стоит, это экономически не выгодно.

Требования к флюсам

Так как флюсы имеют разные химические составы и предназначение, то и требования к ним могут быть разные. Например, для безотмывочных флюсов категорически не приемлема кислота. В некоторых отраслях электроники, таких как системы безопасности, медицинская и военная техника главные параметры — это их устойчивость во время эксплуатации к различным внешним факторам. И качество пайки это один из факторов надежности устройства. Особенно, если это касается SMD компонентов и BGA микросхем.

Какие металлы прочнее всего между собой паяются

В отличие от сварки, в пайке основным показателем качества готового изделия является не марка стали или металла, а выбор припоя, а также технологии формирования самого шва пайки. Так что тут вопрос скорее про то, на какой металл какой припой липнет лучше всего. Конечно, чем ближе по составу и плотности припой и металл, тем лучше будет адгезия. В итоге все сводится к выбору правильного припоя для каждого случая в отдельности.

А еще нужно следить, чтобы при соединении двух металлов не образовывалось электропары. Иначе соединение будет ржаветь и разрушаться от малейшей влаги. Так что тут будет уместна таблица совместимости при соединении цветных металлов между собой.

Буква «А» в таблице совместимости означает «ограниченно допустимый в атмосферных условиях».

Приведу еще несколько простых советов:

Выбирайте более тугоплавкие припои.
Тщательно зачищайте стыки скрепляемых деталей. Обрабатывайте наждачной бумагой не только сам шов, но и 0,5 — 2 см около стыка по поверхности металла.
Залуживайте и запаивайте внахлест. Таким образом, вы увеличиваете общую площадь скрепления двух или нескольких деталей.

Техника безопасности при пайке стали в домашних условиях

Часто пренебрежение элементарными правилами работы с электрическими или горючими приборами приводит к потере здоровья или порче имущества.

Настоятельно рекомендую соблюдать технику безопасности при пайке:

Держите паяльник на металлической площадке или специальном держаке, который отводит нагретое жало инструмента от плоскости стола.
Выключайте паяльник от сети сразу после окончания работ.
Проверяйте качество подключения газового баллона к самой горелке. Не допускайте утечек газа.
Работайте в хорошо проветриваемом помещении.
Не оставляйте горелку во включенном состоянии, если вы уже закончили работу.
Уберите любые легковоспламеняющиеся вещества из рабочей зоны.
Не хватайтесь голыми руками около нагретого шва. Вы можете получить ожог.
Не трогайте пальцами припой, чтобы проверить прочность шва.

Соблюдая данные меры можно избежать травм, а также сохранить имущество в целостности. Паяйте с удовольствием и знанием дела!

Как происходит пайка проводов?

Залуженные материалы полностью готовы к пайке, которая обеспечит между ними надежную связь, например, для безопасного и беспрепятственного движения электрического тока (если выполняется скрутка электрических проводов). Непосредственно процесс пайки выглядит следующим образом:

Для пайки проводов паяльником понадобятся канифоль и пропой.

Сначала к месту соединительного контакта надо поднести жало паяльника с припоем, который и обволочет залуженные части деталей.
Так как процесс пайки обеспечивается присутствием канифоли, то, как правило, для того чтобы выполнить пайку, необходимо несколько раз окунать в нее паяльник, а затем подносить его к месту соединения.
Процесс пайки следует завершить в тот момент, когда залуженные части деталей полностью окажутся в припое. В этот момент аккуратно убирается жало так, чтобы не сдвинуть их.
Место пайки считается застывшим, после того как блеск припоя несколько ослабнет.

В бытовых условиях есть потребность в пайке цветных металлов: медь, латунь, олово, свинец, золото или серебро – все они довольно податливы в работе. Значительно сложнее будет совладать со сталью, железом или цинком, прежде всего, из-за того, что они значительно хуже поддаются лужению. А вот алюминий и некоторые другие металлы с помощью бытового паяльника паять нельзя.

Но паяльник можно использовать не только для соединения различных металлических деталей, но и для их разъединения. В этом случае выполняется обратный процесс, но для этого жало паяльника тоже должно быть залужено правильно. Для того чтобы отпаять, например, провода в скрутке, надо разогреть место соединения. Жало следует обмакивать в канифоль и подносить к припою до тех пор, пока последний не расплавится. После этого детали очень легко разъединить. Для того чтобы удалить остатки канифоли с их поверхности, можно маленькой кисточкой обработать их растворителем.

https://youtube.com/watch?v=tbkZNFMrQRI

Особенности работы с оцинкованными изделиями

Пайка оцинковки оловом по чисто технологическому процессу от предыдущей ничем не отличается. Но есть в технологии свои тонкие нюансы, которые сказываются на качестве конечного результата.

В остальном процесс проводится точно также

Кстати, неважно, проволока была изготовлена из оцинковки или обычной стали

Припой на основе олова и кадмия требует едкого натра в качестве флюсовой добавки.