Паяльник не имеет специального измерителя температуры. Минимальная температура нагрева паяльника должна обеспечивать плавление припоя при соприкосновении к изделию в течение 5-10 сек. С повышением температуры плавление припоя и разогрев паяемого участка ускоряются, что приводит к увеличению производительности процесса.

Однако, при увеличении температуры срок службы паяльника снижается. Поэтому максимальная температура паяльника не должна превышать 400-410гр. Температуру эту можно определить проверкой на плавление цинка. Температура плавления цинка 419гр. Кусок цинка весом, например, в 1 г, установленный на изолированной пластинке (чтобы не было отвода тепла), не должен плавиться при соприкосновении разогретым паяльником. Во всяком случае, не следует доводить паяльник до красного каления, когда припой и медь начинают более интенсивно реагировать друг с другом.

Практически температура паяльника достаточна для осуществления пайки, если при поднесении тыльной стороны ладони к паяльнику на расстояние 8-10 см будет чувствоваться жар.
Нагретый паяльник следует класть на специальную подставку.

Технологический процесс пайки различных металлов легкоплавкими припоями производится примерно одинаково. Вся разница состоит в правильном выборе марок припоев и флюсов.
При пайке легкоплавкими припоями требуется тщательная подготовка мест соединения друг с другом и хорошая предварительная очистка их от грязи и окислов, особенно при пайке бескислотными флюсами.

Перед пайкой рекомендуется соединяемые поверхности облуживать припоем. Облуживание производится паяльником с применением флюса или погружением в расплавленный припой. Перед погружением облуживаемой части изделий в припой на ее поверхность наносят флюс для растворения окислов.

Для пайки облуженный паяльник нагревают до требуемой температуры и прижимают к месту соединения. Одновременно к месту пайки подводят припой, который при этом плавится и затекает в зазор соединяемых деталей. После заполнения шва припоем паяльник переносят на соседний участок.

Часто припой подводится в соединение при помощи паяльника. Для этого нагретый паяльник соприкасается с припоем, при этом на паяльнике остается несколько капель жидкого припоя, который и заполняет шов в процессе пайки.

При пайке паяльник должен лежать на изделии всем своим лезвием, а не касаться его кончиком лезвия. Только в этом случае обеспечивается интенсивный прогрев. Припой нужно подводить к шву в месте соприкосновения паяльника с изделием. Если припой будет подводиться к паяльнику сверху, то он должен стечь с паяльника на шов, что затрудняет пайку.

Один из наиболее надежных способов соединения проводов и деталей — пайка. Как правильно паять паяльником, как подготовить паяльник к работе, как получить надежное соединение — обо всем этом дальше.

В быту используются «обычные» электрические паяльники. Есть, работающие от 220 В, есть — от 380 В, есть — от 12 В. Последние отличаются небольшой мощностью. Используются, в основном, на предприятиях в помещениях с повышенной опасностью. Можно их применять и в бытовых целях, но нагрев их происходит медленно, да и мощность маловата…

Выбрать надо тот, Который удобно «лежит» в руке

Выбор мощности

Мощность паяльника выбирается в зависимости от характера работы:

В домашнем хозяйстве достаточно иметь два паяльника — один маломощный — 40-60 Вт, и один «средний» — около 100 Вт. С их помощью можно будет покрыть около 85-95% потребностей. А пайку толстостенных деталей все равно лучше доверить профессионалу — тут нужен специфический опыт.

Подготовка к работе

Когда паяльник включается в сеть первый раз, часто он начинает дымить. Это выгорают смазочные материалы, которые были использованы в процессе производства. Когда дым перестает выделяться, паяльник выключают, ждут пока он остынет. Дальше надо заточить жало.

Заточка жала

Далее надо подготовить к работе жало. Это цилиндрический стержень, сделанный из медного сплава. Фиксируется при помощи прижимного винта, который находится в самом конце термокамеры. В более дорогих моделях жало может быть слегка заточено, но, в основном, заточки нет.

Изменять будем самый кончик жала. Использовать можно молоток (сплющивать медь как вам нужно), напильник или наждак (просто стачивать ненужное). Форму жала выбирают в зависимости от предполагаемого типа работ. Его можно:

• Сплющить в виде лопатки (как у отвертки) или сделать плоской с одной стороны (угловая заточка). Этот тип заточки нужен, если паяться будут массивные детали. Такая заточка увеличивает плоскость соприкосновения, улучшает передачу тепла.
• Сточить край жала в острый конус (пирамидку) можно, если предполагается работа с мелкими деталями (тонкие провода, электродетали). Так проще контролировать степень нагрева.
• Тот же конус, но не такой острый подойдет для работы с проводниками большего диаметра.

Более универсальным считается заточка «лопаткой». Если ее сформировать при помощи молотка, медь уплотняется, корректировать наконечник надо будет реже. Ширину «лопатки» можно делать больше или меньше, подрабатывая ее по сторонам напильником или наждаком. С этим типом заточки работать можно с тонкими и средними паяемыми деталями (поворачивать жало в нужное положение).

Лужение паяльника

Если жало паяльника не имеет защитного покрытия, его необходимо залудить — покрыть тонким слоем олова. Это защитит его от коррозии и быстрого износа. Делают это при первом же включении инструмента, когда дым перестал выделяться.

Первый способ лужения жала паяльника:

• довести до рабоче температуры;
• прикоснуться к канифоли;
• расплавить припой и растереть его вдоль всего жала (можно деревянной щепкой).

Второй способ. Смочить тряпку раствором хлористого цинка, нагретое жало потереть о тряпку. Расплавить припой и куском поваренной каменной соли растереть его по всей поверхности жала. В любом случае медь должна покрыться тонким слоем олова.

Технология пайки паяльником

Практически все сейчас пользуются электрическими паяльниками. Те, у кого работа связна с пайкой, предпочитают иметь паяльную станцию, «любители» предпочитают обходиться обходиться обычными паяльниками без регуляторов. Иметь несколько паяльников разной мощности достаточно для работ разного типа.

Чтобы разобраться как правильно паять паяльником, надо хорошо представлять себе процесс в общем, затем углубляться в нюансы. Потому начнем с краткого описания последовательности действий.

Пайка подразумевает последовательность повторяющихся действий. Говорить будем о пайке проводов или радиотехнических деталей. Именно с ними приходится встречаться в хозяйстве чаще. Действия такие:

На этом пайка закончена. Надо остудить припой и проверить качество соединения. Если все сделано правильно, место пайки имеет яркий блеск. Если припой выглядит тусклым и пористым — это признак недостаточной температуры во время пайки. Сама пайка называется «холодной» и не дает требуемого электрического контакта. Она легко разрушается — достаточно потянуть провода в разные стороны или даже подковырнуть чем-то. Еще место пайки может быть обугленным — это признак обратной ошибки — слишком высокой температуры. В случае с проводами она часто сопровождается оплавлением изоляции. Тем не менее, электрические параметры бывают нормальными. Но, если паяются проводники при устройстве проводки, лучше переделать.

Подготовка к пайке

Сначала поговорим о том, как правильно паять паяльником провода. Для начала надо удалить изоляцию. Длина оголяемого участка может быть разной — если паять собираетесь проводку — силовые провода, оголяют 10-15 см. Если припаять надо малоточные проводники (те же наушники, например), длина оголяемого участка небольшая — 7-10 мм.

После снятия изоляции необходимо провода осмотреть. Если есть на них лак или оксидная пленка, ее надо удалить. У свежезачищенных проводов оксидной пленки обычно не бывает, а лак иногда присутствует (медь имеет не рыжий цвет, а коричневатый). Оксидную пленку и лак можно удалить несколькими способами:

• Механически. Использовать наждачную бумагу с мелким зерном. Ею обрабатывают оголенную часть провода. Так можно сделать с одножильными проводами довольно большого диаметра. Обрабатывать наждачной бумагой тонкие проводки неудобно. Многожильные так вообще можно оборвать.
• Химический способ. Оксиды хорошо растворяются спиртом, растворителями. Лаковое защитное покрытие снимается при помощи ацетилсалициловой кислоты (обычный аптечный аспирин). Провод кладут на таблетку, прогревают паяльником. Кислота разъедает лак.

В случае с лакированными (эмалированными) проводами можно обойтись без зачистки — нужно использовать специальный флюс, который так и называется «Флюс для пайки эмалированных проводов». Он сам разрушает защитное покрытие во время пайки. Только чтобы впоследствии он не начал разрушать проводники, его после окончания пайки его надо удалить (влажной тряпкой, губкой).

Если припаять надо провод к какой-то металлической поверхности (например, провод заземления к контуру), процесс подготовки мало чем меняется. Площадку, к которой будет припаиваться провод, надо зачистить до чистого металла. Сначала механически удаляются все загрязнения (включая краску, ржавчину и т.д.), после чего при помощи спирта или растворителя поверхность обезжиривается. Далее можно паять.

Обработка флюсом или лужение

При пайке главное — обеспечить хороший контакт спаиваемых деталей. Для этого перед началом пайки соединяемые детали надо залудить или обработать флюсом. Эти оба процесса взаимозаменяемы. Их основное назначение — улучшить качество соединения, облегчить сам процесс.

Лужение

Для обработки проводов потребуется хорошо разогретый паяльник, кусок канифоли, небольшое количество припоя.

Берем зачищенный провод, укладываем его на канифоль, прогреваем паяльником. Прогревая, поворачиваем проводник. Когда провод окажется весь в расплавленной канифоли, на жало паяльника набираем немного припоя (просто прикасаемся жалом). Затем вынимаем провод из канифоли и кончиком жала проводим по оголенному проводнику.

Лужение проводов — обязательный этап при пайке

При этом припой тончайшей пленкой покрывает металл. Если это медь, из желтой, она становится серебристой. Провод тоже надо немного поворачивать, а жало двигать вверх/вниз. Если проводник хорошо подготовлен, он полностью становится серебристым, без пропусков и желтых дорожек.

Обработка флюсом

Тут все и проще, и сложнее. Проще в том смысле, что нужен только состав и кисточка. Кисточку обмакиваем в флюс, наносим тонким слоем состав на место пайки. Все. В этом простота.

Сложность в выборе флюса. Есть много разновидностей этого состава и под каждый вид работы надо подбирать свой. Так как сейчас говорим о том, как правильно паять паяльником провода или электронные компоненты (платы), то приведем несколько примеров хороших флюсов для этого типа работ:

Для пайки электронных компонентов (печатных плат) не используйте активные (кислотные) флюсы. Лучше — на водной или спиртовой основе. Кислотные же имеют хорошую электропроводность, что может нарушить работу устройства. Также они очень химически активны и могут вызвать разрушение изоляции,коррозию металлов. Благодаря своей активности они очень хорошо подготавливают к пайке металлы, потому их используют, если надо припаять провод к металлу (обрабатывают саму площадку). Наиболее распространенный представитель — «Паяльная кислота».

Разогрев и выбор температуры

Если хотите знать, как правильно паять паяльником, надо научиться определять достаточно ли разогрето место пайки. Если пользуетесь обычным паяльником, ориентироваться можно по поведению канифоли или флюса. При достаточном уровне нагрева они активно кипят, выделяют пар, но не горят. Если поднять жало, капли кипящей канифоли остаются на кончике жала.

При использовании паяльной станции исходят из таких правил:

То есть, на станции выставляем на 60-120°С выше, чем температура плавления припоя. Зазор температур, как видите большой. Как выбрать? Зависит от теплопроводности спаиваемых металлов. Чем лучше он отводит тепло, тем более высокой должна быть температура.

Внесение припоя

Когда место пайки достаточно разогрето, можно добавлять припой. Его вносят двумя способами — расплавленное, в виде капли на жале паяльника или в твердом виде (проволоку припоя) непосредственно в зону пайки. Первый метод используется если область пайки небольшая, второй — при значительных площадях.

В случае, если надо внести небольшое количество припоя, его касаются жалом паяльника. Припоя достаточно, если жало стало белым, а не желтым. Если повисла капля — это перебор, ее надо удалить. Можно стукнуть пару раз по краю подставки. Потом сразу возвращаются в зону пайки, проводя жалом вдоль места пайки.

Во втором случае проволоку припоя вводим непосредственно в зону пайки. Нагревшись, он начинает плавиться, растекаясь и заполняя пустоты между проводами, занимая место испаряющегося флюса или канифоли. В этом случае надо вовремя убрать припой — его переизбыток тоже не очень хорошо влияет на качество пайки. В случае с пайкой проводов это не так критично, а вот при пайке электронных элементов на платах очень важно.

Чтобы пайка была качественной, необходимо все делать тщательно: зачищать провода, прогреть место пайки. Но перегрев тоже нежелателен, как и слишком большое количество припоя. Вот тут нужна мера и опыт, а набраться его можно повторяя все действия некоторое количество раз.

Приспособление для более удобной пайки — третья рука

Как научиться паять паяльником

Для начала возьмите несколько кусков одножильного провода небольшого диаметра (можно — монтажные провода, те, которые используются в связи и т.п.) — с ними работать проще. Нарежьте их на небольшие кусочки и на них тренируйтесь. Сначала старайтесь спаять два провода. Кстати, после лужения или обработки флюсом их лучше скрутить между собой. Так увеличиться площадь контакта и проще будет удерживать провода на месте.

Когда пайка несколько раз получится надежной, можно увеличить количество проводков. Их тоже надо будет скручивать, но уже применять придется пассатижи (две проволоки можно скручивать руками).

Нормальная пайка означает:

После того, как освоена пайка нескольких проводов (трех…пяти), можно попробовать многожильные провода. Сложность состоит в зачистке и лужении. Зачищать получится только химическим методом, а лудить, предварительно скрутив провода. Затем залуженные проводники можно попытаться скрутить, но это довольно сложно. Придется их удерживать при помощи пинцета.

Когда и это освоено, можно тренироваться на проводах большего сечения — 1,5 мм или 2,5 мм. Это те провода, которые применяют при прокладке проводки в квартире или доме. Вот на них и можно тренироваться. Все тоже, но работать с ними сложнее.

После завершения пайки

Если обрабатывали провода кислотными флюсами, после остывания припоя, его остатки надо смыть. Для этого используют влажную тряпку или губку. Их смачивают в растворе моющего средства или мыла, после — удаляют влагу, просушивают.

О том, как правильно паять паяльником вы знаете, теперь надо приобретать практические навыки.

Предлагаю ознакомиться с статьёй "Как паять. Краткое посвящение в технологию пайки для новичков.", взятой с сайта: http://www.licrym.org и распространяемой по лицензии Creative Commons 3.0 BY-NC-SA . В статье дан некоторый теоретический материал, в основном для широты и полноты знаний. Запоминать марки флюсов, температуру ликвидус припоя ПОС-61 и т.п. совершенно необязательно.

Залог успеха в любом начинании – хороший инструмент. Паяя «на коленке», снимая изоляцию зубами и обстригая лишнее огромными кусачками успеха добиться будет крайне трудно. По этому лучше не поскупиться и приобрести подходящий инструмент – это сбережет нервы.

Паяльник.

Какой мощности нужен паяльник?

Мощность выбирается исходя из того, что паять. Маломощный паяльник не разогреет, слишком мощный перегреет. Чем массивнее деталь, тем бОльшая мощность нужна. Для микро монтажа (маленькие микросхемки для поверхностного монтажа например) используют паяльники 4, 6, 12, 18 Вт. Для печатного монтажа используют паяльники мощностью 25, 30, 35, 40, 50, 60 Вт. Для объемного монтажа (пайка корпусов, шасси и т.п) используют паяльники мощностью 50, 60, 75, 90, 100,120 Вт. Для обучения пайке оптимальным будет выбор паяльника 25–40 Вт. Приобретите именно такой паяльник. (Цена обычно около 100 - 150 р. На 2008 г.) Сверху китайский паяльник CT-BRAND 30 Вт. Внизу паяльник производства г. Псков 25 Вт. У обоих паяльников жала не родные.

А паяльная станция это что такое? Чем она отличается от обычного паяльника?

В обычном паяльнике температура жала не задается, просто паяльник сконструирован так, что она находится где то в пределах 250 – 400 градусов Цельсия. В некоторых задачах такой разброс температуры жала недопустим, поэтому у паяльников в паяльных станциях около жала вмонтирован термодатчик. Паяльная станция отслеживает текущую температуру жала и регулирует напряжение на паяльнике, что бы температура соответствовала заданной. Паяльную станцию стоит покупать тогда, когда станет понятно, что нужна именно она. Для обучения пайке достаточно простого паяльника. Также у паяльной станции паяльник питается низким напряжением (12, 24, 36 вольт) через трансформатор. Назначение этому двоякое.

1. При пайке в заземлённых браслетах безопасны только паяльники, питающиеся низким напряжением.
2. Кроме того, паяльник гальванически развязывается от сети. Гальваническая развязка не даёт проникнуть всяческим наводкам и импульсам из сети через паяльник в паяемый узел. Особенно чувствительны к этому туннельные диоды.

На фото - паяльная станция: У некоторых паяльников, обычно отечественных, жало медное – красноватого цвета. А у китайских оно белое. Почему так?

Дело в том что на постсоветском пространстве среди любителей всё еще распространена технология пайки медными жалами, в то время как за рубежом давно перешли на необгораемые жала. Покупать для начала желательно паяльник именно с медным жалом. (белые жала тоже медные, только покрыты тонким слоем никеля). В радиотоварах обычно продаются запасные медные жала, поэтому у паяльника можно извлечь белое жало, и вставить медное. Слева направо. 1. Медное облуженое жало. Чернота – образовавшаяся из-за нагрева окись меди. 2. Новое медное незаточенное жало. 3.Необгораемое («вечное») жало на конус.

А зачем придумали необгораемые жала?

Какие еще бывают паяльники?

Газовые паяльники – тепло получается при сгорании газа из встроенной емкости. Используются для пайки в полевых условиях. Китайский газовый паяльник. Насадка с жалом съемная. Паяльник типа «момент». На фото самодельный паяльник типа «момент»: Промышленный паяльник ЭПСИ 65Вт, производства СССР: Нагревательным элементом служит медная проволока, которая является и жалом. Температура регулируется длительностью нажатия на курок включения. Главное достоинство такого паяльника, это то, что он нагревается до рабочей температуры за 1–2 с. Недостатков много – габариты, вес, малый срок службы жала. Такой паяльник используют в основном там, где нужно изредка что либо подпаять, при этом нет желания тратить время на разогрев нормального паяльника.

Паяемость

Какие металлы паяются?

Отлично паяются: Олово (белая жесть), кадмий, палладий, золото, серебро, родий. Хорошо паяются: медь, бронза, латунь, свинец, нейзильбер, беррилиевая бронза. Удовлетворительно паяются: Углеродистые стали, низколегированные стали, цинк, никель. Плохо паяются: Алюминий, алюминиевая бронза, высоколегированная сталь, нержавеющая сталь. Очень плохо паяются (требуется промежуточное покрытие из паяемого металла): чугун, титан, хром, тантал, магний.

Припой и флюс.

Что такое флюс? Зачем он нужен?

Флюс – вспомогательное вещество. Флюс удаляет окислы с паяемых поверхностей (пленка окислов мешает смачиванию поверхности припоем), снижает поверхностное натяжение припоя (припой лучше растекается, затекая во все промежутки). Флюс бывает твердым, жидким, в виде геля или пасты. Флюсы разделяются на группы: 1. Кислотные или активные 2. Антикоррозионные 3. Бескислотные 4. Активированные Иногда делят всего на две группы – нейтральные и активные. Нейтральные флюсы (канифоль например) «кушают» окислы слабее, чем активные, вроде паяльной кислоты. Это палка о двух концах, так как при использовании активных флюсов встает необходимость полностью их смыть с платы, иначе со временем они окислят проводники. Так как полностью отмыть плату очень сложно, для электроники активные флюсы (паяльная кислота) не используют. (Пример - собранное устройство странно себя ведет. Причина - пайка кислотой, остатки флюса при повышении влажности начинают проводит ток в непредсказуемых местах, вызывая сбои.) Нейтральные флюсы допускается не отмывать. Канифоль: Стоимость канифоли – менее 10р. За баночку в 20 гр. Как на фото (2008 г.) На английском языке канифоль называется «rosin».

Каким припоем паять? Чем ПОС-61 отличается от ПОС-30?

Электронику лучше всего паять припоем ПОС-61. (или ближайшими импортными аналогами, например с 63% Sn) ПОС означает Припой Оловянно-Свинцовый. Цифра 61 – 61% олова. Соответственно припой ПОС 30 содержит только 30% олова. Существует множество разных припоев, см. табл: Небольшое пояснение. Солидус – температура, ниже которой сплав полностью твердый. Ликвидус – температура, выше которой сплав полностью жидкий. Следовательно при температуре между температурами ликвидус и солидус сплав будет представлять собой «кашу». Эвтектическим для системы Sn – Pb будет сплав с 61,9% олова, поэтому припой ПОС-61 самую низкую температуру ликвидус. Припой ПОС61 также обладает самой высокой прочностью среди припоев ПОС. Предел прочности при растяжении 6,7 – 7,5 кГ/мм2. Существуют еще всяческие экзотические сплавы, вроде сплава Вуда (температура плавления 65,5 градусов Целься), сплава Розе (температура плавления 90 градусов Цельсия) и т.д. Используются они в специфических областях и купить их можно только в специализированных магазинах. Припой ПОС-61 можно купить практически в любом хозмаге. В магазинах радиодеталей можно встретить так называемые «бессвинцовые» припои. Для обучения пайке брать их не стоит, так как их характеристики (смачиваемость) хуже оловянно-свинцовых. Создание бессвинцовых припоев вызвано давлением экологов. Припои, детали, сделанные по бессвинцовой технологии обычно имеют надпись RoHS на упаковке.

В каком виде продается припой?

Припой может продаваться в виде отрезков проволоки разных диаметров, прутков, гранул. Наиболее удобным является форма проволоки. На фото снизу – пруток припоя. Слева – проволока диаметром 3 мм с центральным каналом из канифоли. Справа катушка импортного припоя “radiel–fondam” диаметром 0,8 мм с центральным каналом с безканифольным флюсом. Рекомендуемые производители припоев: Radiel-fondam, Felder, AIM. Качественный припой в виде проволоки на катушке должен иметь ровную поверхность и блестеть.

А что такое паяльная паста?

Паяльная паста – это смесь флюса и маленьких гранул припоя. Паяльная паста наносится через маску на плату. Сверху устанавливаются компоненты, и плата отправляется в печь, где паяльная паста расплавляется и припой из ее состава припаивает компонент к контактной площадке.

Вспомогательный инструмент.

В необходимый минимум входят – бокорезы, канцелярский нож, пинцет. Маленькие бокорезы и плоскогубцы – производства фирмы «Энкор» (г. Воронеж) серии «точная механика». Стоят порядка 75 р. На сайте производителя указана цена 55 р. (2008 г.) Полная серия инструмента «точная механика»: Также было бы неплохо иметь тиски:

Цена китайских тисков – около 230р. (2010 г.) Существует приспособление «третья рука», которое позволяет освободить одну руку (например в третью руку зажать провод, в то время как левой держать проволочку припоя, а в правой руке паяльник.)

Стоит тоже порядка 200 р. (2008 г.) Обязательно иметь подставку для паяльника. Подставка может быть как самодельная, так и промышленного производства. Обязательное условие – негорючий материал подставки. (Для дерева можно сделать исключение – паяльником его поджечь крайне трудно, поэтому основу подставки можно сделать из дерева. Но контактирующие с паяльником части – только металлические). Самодельная подставка для паяльника: При демонтаже (особенно при работе не обгорающими жалами) бывает необходимо удалить припой. Удаляют припой оловоотсосом или оплеткой. Оловоотсос представляет себя что то вроде шприца с пружиной. Сначала он взводится – поршень толкается внутрь и защелкивается. Затем носик подносят к расплавленному припою, который необходимо удалить, и нажимают на кнопку спуска. Поршень под воздействием пружины поднимается, интенсивно затягивая воздух с припоем внутрь. При следующем взводе шток выдавит через носик собранный припой. На всякий случай передняя часть оловоотсоса съемная. Цена оловоотсоса около 150р. Для более чистого сбора припоя используют оплетку. Оплетка представляет из себя множество тонких переплетенных медных проволочек, покрытых флюсом. Оплётку придавливают паяльником к месту, откуда нужно удалить припой. Припой под действием капиллярных сил всасывается в оплетку. Использованную часть оплетки отрезают и выбрасывают. Цена оплетки – порядка 30 р. за упаковку 1,5м как на фото: Для изоляции используют изоленту (только не тканевую!), ПВХ трубочки («кембрик») или термоусадку. Термоусадка гораздо удобнее в использовании, чем кембрик, т.к. после осаждения она плотно облегает контакт и никуда не съедет. На фото кусочек термоусадки. Правую часть разогрели и она «села». Разогревать термоусадку можно чем угодно. Я осаждаю термоусадку в синей части пламени зажигалки.

Резюме:

Для обучения пайке купить: 1. Паяльник на 25–40 вт. с медным жалом 2. Припой ПОС61 диаметром 2–3мм с сердцевиной из канифоли 3. Баночку твердой канифоли 4. Маленькие бокорезы 5. Пинцет и/или плоскогубцы с длинными тонкими губками.

Рабочее место и техника безопасности.

Рабочий стол должен быть чист, никакого захламления. Все посторонние предметы должны быть убраны (если стол завален всяким мусором, то обязательно в процессе пайки что-нибудь заденешь жалом или уронишь шнуром). Так как пайка ведется высокой температурой то никаких легкоплавких или горючих материалов не должно быть в районе пайки. Шнур паяльника не должен натягиваться или скручиваться. Так как при пайке (особенно активными флюсами) выделяется довольно много вредных веществ, то помещение должно хорошо проветриваться. Никаких продуктов питания в помещении при пайке быть не должно. Также запрещается принимать пищу/пить напитки в помещении, где ведется пайка. Во время пайки нельзя наклоняться над паяльником и вдыхать дым. Дымом от пайки кислотами запросто можно обжечь слизистые. Объект пайки держать лучше каким либо инструментом, т.к. можно обжечься и рефлекторно дернувшись что либо уронить. После пайки обязательно вымыть руки. На хранение паяльник убирать только холодным.

Процесс пайки.

Новый паяльник с медным жалом.

Если жало нового паяльника не заточено – то затачиваем его, придавая необходимую форму. Форма заточки – дело индивидуальное. Лично мне удобна форма как на фото вначале статьи, где три жала. После того как заточили жало – нам необходимо его облудить – покрыть слоем припоя, иначе припой к жалу приставать не будет. Для этого окунем жало паяльника в канифоль, затем расплавим небольшое количество припоя, и разотрем его по поверхности жала на деревяшке (можно использовать неокрашенную картонку). В итоге рабочая поверхность жала должна быть покрыта блестящим слоем серебристого металла.

Новый паяльник с необгораемым жалом.

Никаких подготовительных операций не требуется. Единственное – при работе с паяльником грязь с жала счищают проводя по вискозной губке (она чем то напоминает поролон) смоченной в воде. Губка обычно идет в комплекте с подставкой. Если нет губки – можно использовать любой другой мягкий негорючий материал (вплоть до влажной бумажной салфетки). Теперь можно приступать непосредственно к пайке. Провода перед пайкой соединяют механически – скручивают. Встык паять нельзя – прочность соединения крайне низкая. Можно паять внахлест. Выводы радиоэлементов при пайке печатных плат загибают для фиксации элемента на плате. Если предполагается демонтаж элемента – то загибать выводы нельзя, фиксируют другими способами.

Облуживание проводов. (вариант для медного жала)

Тренировку лучше всего проводить на многожильных медных проводах в полимерной оболочке. Канцелярским ножом аккуратно надрежем и снимем изоляцию. Надрезать изоляцию, ставя нож перпендикулярно к проводу не рекомендуется – можно надрезать сами жилы провода, что при изгибах вызовет поломку жилы. Изоляцию лучше надрезать под углом к проводу – так же как затачивают карандаш. Можно использовать специальные клещи для съемки изоляции. Самый лучший вариант – снятие изоляции горячим предметом (не жалом! Оно покроется остатками сгоревшей изоляции и им будет плохо паять), для чего есть специальные приспособления. Но нужно уметь снимать изоляцию ножом. После того как сняли изоляцию посмотреть на жилы провода. Если жилы тёмного цвета, не блестят – на них толстая пленка окислов (в основном бывает на очень старых проводах, хранившихся в неподобающих условиях) которую нужно снять механически, флюсу она будет не по зубам. Если жилы блестят медным или серебристым блеском – скручиваем их. Набираем на жало немного припоя и окунаем в канифоль. Канифоль при этом расплавится. Быстро, пока не выгорела канифоль на жале, проводим жалом по проводу. Если всё сделано правильно то припой растечется по скрученным жилам. Если припой не смачивает жилы то нужно их зачистить и/или предварительно покрыть жидким флюсом, например ЛТИ-120. Итак, фото: На фото: 1.- с провода снята изоляция. Жилы блестят. 2.-с провода снята изоляция – жилы темного цвета без блеска – требуется механически их зачистить от окислов. 3.- Жилы скручены, готовы к облуживанию. 4.- Хорошо облуженный провод. Припой затек во все пространство между жилами. 5.- Хорошая пайка. Провода соеденены внахлест. Поверхность соединения гладкая и блестящая. 6.- Брак – нет смачивания припоем. Причины: недостаточное количество флюса, слишком толстая пленка окислов на проводе. 7.- Плохая пайка – поверхность припоя матовая и в окислах. Причины: недостаток флюса, смещение деталей во время пайки. Вот пример отказ оборудования из-за плохой пайки: это фото - разъем китайского зарядника «евросеть». На заводе провода шнура неаккуратно припаяли, использовав мало флюса. Контакт был, поэтому зарядник работал. Но со временем под действием механических нагрузок резистор отвалился от ламели, потеряв контакт.

Облуживание проводов. (вариант для необгораемого жала)

Зачищаем провод также как и в варианте для медного жала. Так как к необгораемому жалу припой не пристает то его необходимо подавать в момент пайки виде проволочки. Держа паяльник в правой руке, проводим жалом вдоль провода (тепло должно передаваться жилам, иначе припой их не смочит) одновременно подавая левой рукой проволочку припоя. Если необходимо – можно предварительно покрыть жилы жидким флюсом.

Демонтаж. Вариант для медного жала.

Если провод или вывод не загнуты то достаточно разогреть припой и вытянуть провод. Если припоя слишком много и крепление не видно, то стряхнем с жала лишний припой (паяльниками с керамическими нагревателями стучать нельзя). И приложим к месту пайки. Часть припоя перетечет на жало. Далее аккуратно расшатываем соединение пока провод не отпаяется. Если расшатывание невозможно то придется использовать оловоотсос и оплетку. Разогреваем жалом припой, быстро накрываем место пайки носиком оловоотсоса и нажимаем на спуск (учитывайте отдачу оловоотсоса при работе с хрупкими вещами!) Так мы удалим большую часть припоя. Если необходимо еще удалить припой – то прикладываем к месту пайки оплетку и прижимаем жалом. Припой перетечет в оплетку. Важно учитывать, что печатные платы долго греть нельзя – начнет отслаиваться фольга дорожек, не говоря о перегреве отпаиваемого элемента.

Демонтаж. Вариант для необгораемого жала.

Точно так же как и для медного, кроме возможности собрать лишний припой на жало.

Замечания

После пайки флюс необходимо отмывать, что бы не допустить коррозии. Вот пример отказа аппаратуры из-за не отмытого флюса: Динамик в радиоле работал более 20 лет прежде чем коррозия нарушила контакт. Активные (кислотные) флюсы отмывать всегда, канифоль - желательно.

Дело в том, что флюс «кушает» не только окислы на паяемой поверхности, но еще и материал жала. Также медь немного растворяется в припое, поэтому при длительной работе на медном жале образуются каверны, ямки и т.д. в результате чего оно теряет свою геометрическую форму. Из-за этого в процессе работы приходится регулярно затачивать медное жало. При работе с канифолью затачивать жало приходится раз в неделю – месяц, в зависимости от интенсивности пайки. При работе с припоем Radiel – fondam с бесканифольным флюсом пришлось затачивать жало чуть ли не каждый час. Для борьбы с этим явлением придумали «необгораемое» жало, также иногда называемое «вечным». Это медное жало покрытое тонким слоем никеля. Никель перекрывает собой доступ к меди, защищая ее. При пайке таким жалом припой подается проволочкой непосредственно в место пайки, а не таскается на жале. Также категорически запрещено прилагать механические усилия при пайке необгораемым жалом. Попытка "подковырнуть и отогнуть" жалом провод может привести к нарушению целостности покрытия, в результате чего жало быстро приходит в негодность из-за начинающегося процесса растворения меди под покрытием. Рекомендуется приобретать жала от известных фирм (Ersa, hakko), они имеют более толстое покрытие и прослужат гораздо дольше. Также не рекомендуется надолго оставлять необгораемое жало "голым" (не покрытым слоем припоя) и нагретым, это может вызвать окисление поверхности жала и ухудшить смачиваемость. Окисленные жала восстанавливают при помощи специального средства - активатора жал.

Всего Вам доброго и успеха в делах!

И вот ты решил окунуться в электронику с головой, затарился паяльником, купил припой и… А что дальше? Если худо бедно, то как надо паять представляют все, а вот тонкости технологии известны далеко не многим и приходят с опытом. Чтож, ускорю этот пагубный процесс и расскажу тебе парочку хитростей.

Итак, про а ты наверное уже читал, вот от него и будем плясать. Кроме паяльника тебе потребуется припой и флюс. О них поподробней.

Припой.
Это специальный сплав, который плавится при температуре порядка 200 градусов. Самый распространенный это 60/40 Alloy, он же ПОС-61. Сплав в котором 60% олова и 40% свинца. Температура плавления у него 183-230 градусов. Обычно продается в виде проволоки, намотанной на катушки.
Для мелкого монтажа лучше брать тот, где диаметр проволочки поменьше — легче дозировать. У меня две катушки, одна с проволокой припоя 0.3 мм, вторая 0.6 мм. Ну еще есть с полутора миллиметровой, но я ей почти не пользуюсь. Только если массово паяю массивные детали, где надо много припоя.
Покупать припой лучше импортный, к сожалению российский продукт сплошь и рядом отстой. Может и есть качественный, но обычно мне попадался низкопробный шлак. Катушка припоя, как на картинке, должна стоить от 150-200 рублей, дороже можно, дешевле не желательно. Лучше один раз потратиться, зато потом иметь красивую и качественную пайку и не париться. А катушки обычно хватает года на полтора-два это минимум.
Ещё полезно купить себе немного сплава Розе. Это тоже вроде припоя, но температура плавления у него совсем смешная — где то в районе 90-100 градусов. Этот сплав иногда полезен при демонтаже, но об этом позже будет отдельная статья.

Флюсы
В процессе пайки, от нагрева, детали окисляются и припой перестает их смачивать. Чтобы этого не происходило используют флюсы — вещества которые растворяют оксидную пленку, способствуют пайке. Кстати, если кто не в курсе, процесс покрытия одного металла другим зовется лужением. Банальные вещи говорю? Ну так ведь ликбез так ликбез! :)

Канифоль

Самый простой и народный флюс. Это обычная очищенная сосновая смола. При пайке сначала берут на жало немного припоя, потом тычут в канифоль, чтобы набрать на жало смолы, а затем быстро, пока смола не испарилась, паяют. Способ не сильно удобный, поэтому часто делают по другому. Берут обычный этиловый (медицинский) спирт и растовряют в нем толченую канифоль пока она растворяется. После этот раствор наносят кисточной на спаиваемые детали и паяют. Активность канифоли не высока, поэтому иной раз ничего не получается — детали не не лудятся, но зато у канифоли есть одно огромное достоинство, которое порой перекрывает все ее недостатки. Канифоль абсолютно пассивна. То есть ее не нужно удалять с места пайки, так как она не окисляет и не восстанавливает металлы, являясь при этом отличным диэлектриком. Именно по этому самые ответственные пайки я стараюсь делать спирто-канифольным флюсом.

Один из моих любимых флюсов. Представляет из себя рыжую жидкость, имеет в своем составе канифоль и еще ряд присадок. Паять им также как и обычным спирто-канифольным флюсом — намазать кисточкой на детали и паять. Но есть одна хитрость. В изначальном варианте жидкий зараза, мажется тонким слоем и моментально высыхает, в общем пользоваться им не очень удобно. Я придумал как это побороть.
Я сделал себе палитру флюсов — наклеил на мелкую компашку кучу крышечек от флакончиков, налил в них разных флюсов и наклеил это дело на катушку с припоем. Получилось очень удобно и компактно. Так вот, налив в крышечку я даю ему постоять пару дней. За это время он подсохнет и загустеет до состояния жидкого мёда. Вот его уже удобно намазывать острой зубочисткой точно туда куда надо. А если загустеет сверх меры, то либо туда немного спирту капну, либо подолью еще немного свежего флюса и размешаю. Производитель утверждает, что смывать не нужно. В принципе, вроде бы так оно и есть, он не активный. Но что то меня смущают присадки которые в нем, поэтому я его смываю всегда. Смывается он широкой кисточкой, смоченной в спирте. Или просто щеткой под струей воды из под крана. Нет ничего страшного в том, чтобы отмывать готовую плату водой, главное хорошо высушить потом.

Канифоль-гель
Отличная штука. Не так давно появился в радиомагазинах и уже заслужил мою любовь и уважение. Представляет из себя густую коричневую пасту на основе канифоли, продается в шприцах. Отлично намазывается непосредственно туда где надо, не оставляет нагара на паяльнике, как ЛТИ-120. Легко смывается водой или спиртом, в общем, рулез!

Убойный активный флюс, который легко смывается водой, не оставляет грязных липких следов и окислов. Но его надо смывать. Тщательно смывать. Иначе за пару лет он может разъесть дорожки платы или его остатки станут токопроводными и возникнут жуткие утечки по поверхности платы между дорожками, что крайне негативно скажется на работе схемы. Еще я не уверен в безопасности его паров. На раз два попользоваться можно, но вот постоянно его юзать мне как то не улыбается. Но в целом это офигенный флюс, паять им одно удовольствие.

Глицерин-Салициловый флюс .
Он же ФСГЛ. Честно говоря я понятия не имею откуда эта хрень вообще берется. У меня банка этого флюса имеется с детства (собственно поэтому канифолью то я практически не паял никогда) — батя стырил с оборонного предприятия. В свободной продаже не видел ни разу. Паяет также ядрёно как и Глицерин-гидразин, но не имеет в своем составе сомнительных с точки зрения токсичности примесей. Там 90% глицерина, 5% салициловой кислоты, 5% воды. Купить чтоль в аптеке салицилки и самому сбодяжить? Уж больно чумовой рецепт. Один недостаток — нужно смывать, он активный. Но смывается водой влегкую.

Ф-34А
Адская кислотная смесь. При пайке имеет жуткий едкий выхлоп, которым я потравил половину нашей лаборатории. Паять этой гадостью можно только в противогазе и с мощной вытяжкой, но зато это дерьмище паяет все, то что другим флюсам даже в страшном сне не снилось. Эта жижа залуживает влет — ржавчину, окислы, сталь, напыления, даже алюминий можно паять. Так что если тебе надо будет припаяться к ржавому гвоздю, то капни этой херни, задережи дыхание и ЛУДИ!

Импортные безотмывочные флюсы.
Честно говоря ими я не пользовался. Говорят они круты, но имхо паять ими просто так это не рационально — слишком уж дорогие они, да и у нас в городе не продают, а заказывать мне западло. Скорей они для профессионального применения, вроде ремонта сотовых или пайки BGA корпусов (это когда ножки в виде массива шариков под корпусом микросхемы). Если интересно, то поищите инфу на форумах ремонтников сотовых, они про это дело знают все.

Голландский флюс на основе конопли
Понятия не имею кто его делает и где его продают, но я точно знаю что он есть! Особенно я в этом убедился после ковыряния в схемах продукции фирмы где я раньше работал. Разработчики явно паяют им. Так как таких укуренных схемотехнических решений я еще не видел.

Паяльник в руки и вперед!!!
Про флюсы я тебе рассказал, теперь, собственно, о процессе пайки.
Дело это не хитрое. Для начала желательно облудить детали. Смачиваешь их флюсом, подцепляешь жалом паяльника чуть чуть припоя и размазываешь по поверхности. Торопиться не надо, детали должны покрыться ровным тонким блестящим слоем. Выводы микросхем и радиодеталей лудить не нужно — они уже на заводе облужены.

Припой должен быть жидким, как вода. Если он комковатый, с ярко выраженной зернистостью и матовый, то тут причины две — неправильная температура паяльника , либо припой низкопробное говно . Если паяльник слишком холодный то припой будет на грани твердого и жидкого состояния, будет вязким и не будет смачивать. Если же паяльник перегрет, то припой будет моментально покрываться серой пленкой окисла и тоже будет отвратительно лудить. Идеальная температура паяльника при пайке припоем ПОС-40 (60/40 Alloy ), на мой взгляд, это порядка 240-300 градусов. У СТ-96 достаточно выставить регулятор на 2/3 в сторону увеличения.

Если паяешь печатную плату, то дорожки тоже надо залудить. Но делать это надо осторожно. Текстолит, что продается на просторах Родины зачастую тоже оказывается редкостным говном и при нагреве фольга от него отваливается в момент. Поэтому долго греть плату нельзя — отвалятся дорожки. Обычно я просто смазываю хорошенько все дорожки флюсом и провожу быстренько по каждой плоским жалом паяльника с капелькой припоя. В Результате имею идеально залуженные дорожки, с практически зеркальной поверхностью.

Есть народный способ для быстрого лужения больших плат:

Берется оплетка для удаления припоя, это такая медная мочалка, продается в мотках по 30 рублей метр. Если не найдешь, то можешь выковырять из толстого телевизионного коаксиального кабеля экранирующую оплетку — та же херня только возни больше. Плата как следует смазывается флюсом, оплетка как следует пропитывается припоем и тоже поливается флюсом. Дальше эта хрень возякается паяльником по поверхности платы. Чтобы ворсинки оплетки не пристывали к дорожкам, лучше взять паяльник побольше и помассивней.

Я так вообще усовершенствовал способ.
Взял старый мощный паяльник на 60Вт, обмотал у него жало этой оплеткой, пропитал её сплавом Розе и теперь лужу платы в одно движение. Почему именно Розе? А им лудить проще, паяльник когда касается платы резко остывает, т.к. отдает тепло. Если оплетка смочена обычным припоем, то она тут же приваривается отдельными ворсинками к плате, а сплав Розе легкоплавный и не прилипает.

Пайка транзисторов, диодов и микросхем.
Тут я бы хотел заострить внимание особо. Дело в том, что полупроводники от слишком высокой температуры разрушаются , поэтому есть риск пожечь микросхему перегревом. Чтобы этого не произошло желательно выставить паяльник на 230 градусов или около того . Это вполне терпимая температура, которую микросхема выдерживает довольно долго. Можно паять и не торопиться. У обычных, не регулируемых паяльников, температура жала порядка 350-400 градусов , поэтому паять надо быстро, в одно касание. Не дольше секунды на каждой ножке и делать хотя бы 10-15 секундный перерыв, прежде чем приступать к пайке другой ножки. Также можно придерживать ножку металлическим пинцетом — он послужит теплоотводом.

Пайка проводов
Лучше перед пайкой концы облуживать отдельно, а если провод припаивается к печатной плате, то очень желательно просверлить в плате дырку, завести его с другой стороны и только тогда паять. В таком случае риск оторвать дрожку при рывке за провод сводится к нулю.

Пайка проволокой припоя.
Так обычно паяют микросхемы. Прихватывают ее по диагонали за крайние ножки, смазывают все флюсом, а потом, держа одной рукой паяльник, а другой тонкую проволочку припоя, быстро запаивают все ножки.

Пайка проводов в лаковой изоляции
Всякий обмоточный провод, вроде тех которым намотан трансформатор, покрыт тонким слоем лака. Чтобы припаяться к нему этот слой лака нужно содрать. Как это сделать? Если провод толстый, то можно пожечь его немного огнем зажигалки, лак сгорит, а нагар можно счистить грубой картонкой. Если же провод тонкий, то тут либо аккуратно поскоблить его скальпелем, держа скальпель строго перпендикулярно проводу, либо взять таблетку аспирина и как следует прижать и пошоркать горячим жалом паяльника по проводу на аспиринке. При нагреве из аспирина выделится вещество которое сожрет лаковую изоляцию и очистит провод. Правда вонять будет сильно:)

Третья рука

Рекомендую обзавестись вот таким вот захватом. Чертовски удобная штука, позволяет придерживать какого-нибудь Ктулху при пайке, концы не болтаются из стороны в сторону. Кстати, бойтесь подпружиненных проводников! При пайке он может соскочить и метнуть вам в лицо капельку припоя, сколько раз мне в лицо такое прилетало уже и не припомню, а ведь могло и в глаз! Так что соблюдайте Технику безопасности!

Губка
Жало паяльника постепенно загаживается и покрывается нагаром. Это нормально, обычно виной ему флюс, тот же ЛТИ-120 горит дай боже. Для очистки паяльника можно применять специальную губку. Такая желтая фигня, идет в комплекте к подставкам для паяльника. Ее надо смочить водой и отжать, оставляя влажной. Кстати, губка постоянно высыхает, чтобы ее каждый раз не мочить ее можно пропитать обычным медицинским глицерином. Тогда она не будет высыхать вообще! Удобно блин! Если нет губки, то возьми хлопчатобумажну тряпочку, положи в железный поддончик и также пропитай водой или глицерином. У нас монтажницы держали на столе обычное вафельное полотенце и об него вытирали паяльник.

Кстати, о технике безопасности.

• Во первых расположите все так, чтобы было удобно.
• Следите за шнурами питания. Паяльник очень любит пережигать свой собственный провод . Прям мания у него. А это черевато в лучшем случае ремонтом провода, в худшем коротким замыканием и пожаром.
• Не оставляйте паяльник включенным даже на короткое время. Правило «Ушел — выключил » должно выполняться железно.
• Правило второе — паяльник должен быть либо в руке, либо на своей надежной подставке . И ни как иначе! Класть его на стол или на первую попвшуюся фиговину на столе ни в коем случае нельзя. Шнур его утащит за собой в момент.
• Не забывайте про вытяжку и вентиляцию . Если паяешь, то как минимум открой форточку, проветривай помещение, а лучше поставь на стол вентилятор (хотя бы 80мм от компа) или вытяжку.

Лучше один раз увидеть, чем сто раз прочитать:
Нет проблем! К твоим услугам куча роликов с You Tube по запросу «solder» . Увидишь как это делают профессионалы. Смотри и учись!

Посвящается технической этике и культуре.

О пайке

При правильной пайке припой (оловянно-свинцовый ПОС-61, олова 61 %):
1. блестит;
2. гладко и обтекаемо лежит на контактной площадке (КП) печатной платы и выводе детали;
3. его количество и вытекшего, но не испарившегося, флюса минимально.

При плохой пайке припой:
1. не блестит, что свидетельствует либо о не прогреве места спая (припой липнет), либо о его перегреве, при котором флюс испарился раньше времени (припой, как каша);
2. лежит комками, капельками, «крылом ласточки» - все это говорит, что мало флюса и много припоя;
3. его количество большое (плохая дозировка припоя) и грязь от флюса (плохая дозировка флюса и нет чистки жала паяльника от нагара).

Для правильной пайки нужно:
1. паяльник с регулировкой температуры (термостатированием около 270 °С);
2. жало с покрытием;
3. припой с флюсом, диаметром 0,5-0,8 мм для пайки SMD деталей, для остальных - 0,8 - 1,0 мм (припой лучше брать импортный, например, 63 % 8PK-033);
4. нагреватель жала - низковольтный, например, 24 в.

Помните, что у обычного паяльника 40 вт 220 в и стекло тканевой изоляции жала, ток в цепи «жало-деталь-рука», может составить несколько ма, которые легко могут повредить полупроводники (сопротивление тела человека около 1 ком).

Поэтому для уменьшения вероятности поражения током, или вывода из строя дорогой МС:
1. понижают напряжение питания паяльника с помощью трансформатора;
2. температуру его жала контролируют термопарой, и электронной схемой;
3. применяют острое конусное медное жало с покрытием (грязь теперь будет только от флюса, а не от меди);
4. очистку жала делают периодически во время пайки, вытирая жало о кусочек специальной губки (смоченной в воде);

Правильную пайку делают так:
1. на чистое жало наносят немного свежего припоя, для увеличения площади последующего теплового контакта в месте спая;
2. жалом одновременно касаются и вывода детали и его КП на плате, прогревая их;
3. затем касаются проволокой припоя (с флюсом) нужного диаметра места спая, дозируют растекающийся припой, быстро убирают проволоку, а затем и жало от места спая;
4. при пайке SMD компонентов их предварительно закрепляют на плате припоем за один вывод и при необходимости юстируют;
5. при передозировке припоя, его убирают с КП при помощи оплетки от экранированного кабеля.

О паяльнике

Применяется импортный типа SL-20 (или подобный с аналогичными характеристиками) мощностью 48 вт с нагревателем 12-16 ом и термопарой (около 30 мкв/ °С). Паяльник должен лежать горизонтально, а не положением жалом вниз (как это делают зарубежные товарищи), при котором сильно греется ручка. Распиновка разъёма паяльника показана на рисунке ниже.

Для правильной и удобной пайки, температура жала должна быть около 270 °С, то есть всегда немного выше температуры плавления припоя (260 °С для ПОС-61). При пайке крупных разъемов и демонтаже деталей, температура жала должна быть значительно выше - около 350 °С. При этом видно, что модуль нагревателя и жало темнеют и потрескивают от большой температуры. В таком режиме паяльник долго не проживет. Поэтому всегда, как только закончили эту «тяжелую» пайку, уменьшайте температуру до 270 °С. В таком режиме, паяльник работает целый день, а закрытый блок управления практически не греется.

О блоке управления

Схема блока управления простая и доступна в повторении, надёжная в работе, хотя в конструкции блока управления имеется маленький недостаток - отсутствует индикатор температуры жала паяльника. Но как показала практика, для работы вполне достаточно хорошо откалиброванной шкалы, и вполне можно обойтись и без цифрового индикатора.

Принцип работы устройства

Напряжение от термопары паяльника, уровнем десятка милливольт, усиливается МС DA1.1, и подается на один вход компаратора DA1.2, а на другой его вход, подается постоянное регулируемое напряжение с резистивного делителя (задатчика температуры). Если температура жала начнет падать, то напряжение с термопары уменьшится, с выхода усилителя тоже уменьшится. И как только напряжение на выводе 5 МС станет выше, чем на выводе 6, компаратор переключится, и на его выходе напряжение станет +5 в. Транзистор ключа откроется, и через нагреватель паяльника пойдет ток около 2 а, при этом загорается красный светодиод «Нагрев». Через несколько секунд, рост температуры вызовет обратную ситуацию - напряжение на выходе компаратора станет 0 в, и ключ разомкнет цепь питания нагревателя, светодиод погаснет. В дальнейшем паяльник периодически (через полминуты) подогревается, включаясь на несколько секунд (зависит от интенсивности пайки и окружающей температуры).

Конструкция

В блоке питания применён тороидальный силовой трансформатор (O 80 х 35 мм), который практически не нагревается на холостом ходу. Так как ток через нагреватель паяльника идет около 20% времени, то диодный мост и трансформатор устанавливаются без радиатора, а корпус делается закрытым.Стабилизатор напряжения, и МДП-транзистор в корпусах ТО-220, практически, не нагреваются.Электронный модуль управления собран на сдвоенном ОУ, а блок питания выдает напряжения не стабилизированные +24 в и стабилизированные +5 в.Все детали монтируются на плате, размером 40 х 80 мм. Печатный вариант платы не разрабатывался, и Вы при желании можете сделать это самостоятельно и выложить здесь для других читателей.Выключатель и светодиоды, устанавливаются соответственно на заднюю и переднюю стенки корпуса.Предохранитель изолируют на проводе в кусочке термо-усадочной трубки.Трансформатор крепится на винт к верхней крышке корпуса, а плата устанавливается на 3-4 упора, приклеенные к корпусу, и крепится саморезами.Корпус изготавливают из фанеры толщиной 6 мм.

Настройка

При настройке воспользуемся аналоговым прибором с ценой деления 0,2 в, 1 в и 0,5 ком.

1. Отключаем нагреватель паяльника от питания, замыкая затвор транзистора VT1 (выв. 1) на общий провод схемы.

Временно управлять затвором транзистора ключа вручную можно, используя простой переключатель «0 в» - «откл» - «+5 в», сделанный из трех контактов однорядного штыревого разъема типа PLS с шагом 2,54 мм и перемычки (джампера).

2. Включаем питание 220 в. Должен загореться зеленый светодиод «Сеть».
3. Проверяем без нагрузки напряжения в контрольных точках схемы.
4. Резисторы R4 и R6 не устанавливаем, а выводы подстроечного резистора R5 подключаем к общему проводу схемы и шине +5 в. Уменьшаем напряжение с задатчика температуры до минимума.
5. Подключаем нагреватель, замыкая затвор VT1 на +5 в, при этом загорится красный светодиод «Нагрев». Проверяем при нагрузке напряжение в контрольных точках схемы. Размыкаем затвор VT1 (убираем перемычку вообще).
6. При холодном паяльнике, очень медленно увеличиваем напряжение с задатчика температуры и одновременно держим на жале проволоку припоя. Как только припой стал плавиться, останавливаем увеличение напряжения на задатчике и измеряем его. Получилось например 1,3 вольта (аналогичное значение должно быть и на другом входе компаратора).

Помните о полярности подключения термопары. Если напряжение на выв. 1 микросхемы DA1.1 уменьшается, то поменяйте местами провода от термопары.

Если есть трех разрядный цифровой вольтметр (со шкалой 2 в), то можно определить начальную характеристику термопары. При температуре жала 25 °С получилось 0,68 в, при 60 °С (это когда жало уже трудно удержать в руках) - 0,74 в. Т.о. получаем (0,74 в-0,68 в)/(60 °С-25 °С)=17 мкв/ °С. Если это значение сравнить с дальнейшими исследованиями, то нетрудно догадаться, что характеристика термопары здесь занижена и нелинейна.

7. Определяем характеристику термопары с предположением, что она линейна (нелинейность имеет место ниже 150 °С). Напряжение термопары соответствующее 260 °С равно (1,3 в-0,7 в)/100=6 мв, следовательно, получаем (6 мв/ 260 °С)=23 мкв/ °C.
Из более точного исследования приходим, что характеристика термопары в точке 260 °С равна (1,34 в-0,74 в)/[(260 °С-60 °С)*100]=30 мкв/ °С.

8. Определяемся с верхним температурным пределом паяльника. Достаточно будет, взять значение 400 °С. Ему будет соответствовать усиленное напряжение термопары равное (400 °С*23 мкв/ °С)*100=0,92 в. Т.о. опорное напряжение для 400°С будет равно 0,7 в+0,92 в=1,62 в.

Более точное расчетное значение определим из учета нагрева паяльника на необходимые 400 °С-260 °С=140 °С. Т.о. ему будет соответствовать напряжение 30 мкв/ °С*140 °С=0,52 в, а опорное напряжение при 400 °С будет равно 1,34 в+0,52 в=1,86 в.

Далее в расчетах Uмакс=1,86 в.
9. Определяемся с номиналами резисторов R4 и R6 задатчика температуры при известном сопротивлении R5 (с учетом использования всего диапазона изменения подстроечника). Составляем (по закону Ома) линейную систему из 3-х уравнений с 3-мя неизвестными (R5 известно), решая которую приходим к следующим соотношениям:

R4*I=Uмин
(R4+R5)*I=Uмакс
(R4+R5+R6)*I= Uпит

R6=R5*( * -1)

R4=R5*Uмин/(Uмакс-Uмин)

Измеряем полное сопротивление R5. Для выбранного подстроечника R5=2,2 ком, при взятом ОУ Uмин=0,7 в, при взятом паяльнике Uмакс=1,86 в, при взятом напряжении питания Uпит=5 в получаем, что R4=2,2 ком*0,7 в/(1,86 в-0,7 в)=1,33 ком и R6=2,2 ком*( * - 1)=5,96 ком. Выбираем резисторы ближайшего номинала, то есть ±1 % (±5 %) R4=1,33 (1,3) ком и R6=5,9 (6,2) ком.

Помним, что напряжению ±0,05 в на входе компаратора будет соответствовать ±17 °С (0,05 в/) температурного диапазона. Это будет определять точность установки диапазона в ±4,2 % (0,05 в/) и потребует точности резисторов ±2,1 % (±4,2 %/2) (в данном случае, подойдут и ±1 % (F) и ±5 % (J) резисторы размера 1206).

10. Впаиваем резисторы R4 и R6 на плату и делаем проверку: измеряем напряжения на делителе, и, исходя из них, определяем полученный температурный диапазон паяльника.

Если необходимо, можно подкорректировать номиналы. Но главное в другом - температура паяльника должна доходить до 300-350 °С, необходимых при монтаже крупных деталей и демонтаже, но не превышать максимум - 400-420 °С (как с точки зрения данной конструкции нагревателя, так и с точки зрения практики монтажа и техники безопасности).

Нижнюю граница температурного диапазона паяльника, можно сделать и со 150 °С, сделав дополнительное смещение на компараторе: к собственному смещению ОУ прибавить еще напряжение равное (150 °С*23 мкв/ °С)*100=0,35 в и пересчитать номиналы резисторов делителя при Uмин=0,7 в+0,35 в=1,05в. Стоит отметить, что если необходимо паять легкоплавкими припоями: сплавы Вуда (60°С), Розе, то нижнюю границу температурного диапазона лучше не менять.

Все измеренные значения полезно будет сравнить с расчетными данными.Другой настройки схема не требует.

Калибровка

1. Регулировочную ручку ставят до упора влево, включают сеть (при остывшем паяльнике). Плавно крутят ручку по часовой стрелке. Как только загорелся индикатор «Нагрев», делают риску на корпусе - это будет минимум температуры;
2. затем медленно крутят ручку дальше на увеличение и одновременно держат на жале проволоку припоя;
3. как только припой начнет плавиться - делают на корпусе метку 260 °С;
4. температура жала, удобная для пайки типовых корпусов (1206, SO, DIP, TQFP), будет немного выше, определите ее сами и поставьте «главную» метку - 270 °С.

Задатчик температуры всегда должен быть на ней (если нет необходимости в более высокой температуре).

5. выкручивают ручку до упора вправо и ставят риску на корпусе - это максимум температуры.

Для тех, кто хочет сделать более точную калибровку (с ценой деления в 20-50 °С), то она делается чисто графическим способом. Для проверки соответствия температурных рисок на корпусе напряжению с задатчика температуры понадобится 3-х разрядный измеритель постоянного тока. Калибровку ниже 150°С лучше не делать ввиду нелинейности термопары.

О принципиальной схеме (пояснительная записка).

В качестве Тр1 выбран ТТП-50 220 в/18 в 2,8 а. Хотя можно применить любой трансформатор, мощностью не менее 50 ватт, с напряжением ХХ вторичной обмотки 18-20 вольт.

Диодный мост выбираем по прямому току не менее 2,5-3 а, который вполне выдерживает без радиатора минутный прогрев паяльника при включении.

Ёмкость конденсатора С5 желательно иметь не менее 2200 мкФ ±20% 50 в.

Схема собрана на сдвоенном, мало-мощном ОУ с питанием от 5 в (AD8542AR в корпусе SOIC-8). Стандартный не инвертирующий усилитель с ООС на DA1.1 с коэффициентом усиления напряжения 101 (R3/R1 +1=10 ком/100 ом +1). Цепь С1-R3 определяет снижение коэффициента усиления ОУ в высокочастотной области c частотой среза=1/2πR3C1=1/2π*10 ком*0,1 мкф=160 гц (С1 шунтирует R3), а фильтр НЧ (низкой частоты) R2-C2 ограничивает полосу частот входных сигналов до 16 гц (частота среза=1/2πR2C2=1/2π*10 ком*10 мкф=16 гц), что вполне достаточно для правильной работы устройства. Резистор R2 также ограничивает потенциально возможные токи (выв.3 полевой ИМС DA1.1 соединяется с жалом паяльника через резистор R2). Можно попробовать применить любые ОУ, работающие от 5 вольт, например; КА, СА, LM, 158, 258, 358, 2904. Напряжение питания в этом случае лучше повысить до 8 вольт, просто заменой стабилизатора на 7808.

В качестве ключа VT1 выбран силовой МДП-транзистор (с защитным диодом Шоттки) типа IRFZ44N с сопротивлением канала 0,02 ом на ток 49 а напряжением сток-исток 55 в (нагрев корпуса 22*0,02 ом=0,08 вт). Резистор R8=1 ком необходим при настройке для развязки VT1 от DA1.2, а также для уверенного управления затвором полевого транзистора, имеющего значительную входную емкость около 1500 пф. R9=100 ком необходим для протекания выходного тока ОУ, т.к. входное сопротивление VT1 очень велико. Можно попробовать применить полевые транзисторы с материнских плат. Выключатель сетевой выбран отечественный типа Т1 на 250 в 3 а, устанавливаемый в отверстие на задней стенке.Сетевой предохранитель стандартный на 250 в. Т.к. есть некоторый бросок тока при включении, то предохранитель взят на 1 а. Возможно, что схема будет работать и при меньшем количестве деталей, а, возможно, и при большем.

Изготовление корпуса

1. Стенки корпуса выпиливают из небольшого листа фанеры.
2. Склеивают корпус клеем ПВА (для мебели). Для временного скрепления конструкции используют маленькие (O 1,2 мм) гвозди.
3. Ножки для корпуса прямоугольной формы делают из той же фанеры (6 мм), ручку для подстроечника, можно сделать из уже фрезерованного (сращенного) деревянного бруса диаметром 10-20 мм, плотно сажая на вал подстроечника. Приклеивать ножки лучше к материалу из фанеры, а к ДВП - на короткие саморезы.
4. Все деревянные детали и корпус снаружи покрывают двумя слоями лака. 1-й слой шлифуют суровой тканью (хлопок, лен) или наждачкой 1000, 2-й - можете нанести и алкидной краской нужного цвета. Вообще конструкция корпуса может быть любой, в зависимости от применяемых деталей, фантазии и возможностей.

Корпус

Размер (внутренний) 140 х 60 х 85 мм
Материал фанера 6 мм и 4 мм (для передней стенки)
Покрытие лак (2 слоя)
Нижняя съемная крышка
Размер 140 х 85 мм (1 шт.)
Материал ДВП 3,2 мм или фанера 4 мм
Саморезы O 2,5 х 12 мм, потайн. - 4 шт.
Накладки на ножки фетровые O 16 мм (амортизирующие) - 4 шт.
Верхняя крышка
Размер 140 х 85 мм (1 шт.)
Материал фанера 6 мм
Боковая стенка
Размер 95 х 70 мм (2 шт.)
Материал фанера 6 мм
Передняя стенка
Размер 140 х 70 мм (1 шт.)
Материал фанера 4 мм
Задняя стенка
Размер 140 х 70 мм (1 шт.)
Материал фанера 6 мм