Всеки начинаещ радиолюбител, по един или друг начин свързан с електрониката, трябва да реши проблема как да се научи как да запоява с поялник от нулата. На пръв поглед няма нищо сложно в това, но това е често срещано погрешно схващане на всички начинаещи инженери по електроника, тъй като без практически умения е невъзможно да се осигури надеждна и висококачествена връзка за запояване.

Какво е запояване и каква е същността на процеса

Крайният резултат от запояването е връзката между две метални елементи. Самият процес на запояване се осигурява от независим метал с много по-ниска точка на топене. Именно този метал изпълнява функцията на спойка.

Всеки метод на запояване се основава на принципа на нагряване на метални елементи в точката на свързване. Температурата на нагряване трябва да надвишава температурата, при която се топи металът, използван за спойка. В този режим металът за спояване, като е разтопен, свободно се влива в пространствата и цепнатините между частите, като частично прониква дори в самата метална конструкция. След втвърдяване на това място се образува механична връзка и електрически контакт.

Има две основни условия, без които просто ще бъде невъзможно да се реши проблемът как да се запоява правилно:

• В точката на запояване елементите трябва да бъдат възможно най-чисти. Връзката с повърхността се осъществява на молекулярно ниво и дори малка мръсотия или оксиден филм значително ще намали надеждността на контакта. Напълно възможно е частите изобщо да не се свържат.
• Съответствие температурен режим, което беше споменато по-рано. Ако температурната разлика е недостатъчна, кристалната решетка на спойката няма да може да се образува нормално поради термично свиване по време на втвърдяване.

Медта и нейните сплави се свързват добре с традиционните спойки. Подходящи са за стомана, алуминий и други метали. Единственото сериозно ограничение е запояването на големи метални частипоради невъзможност за нагряването им до необходимите температури.

Най-често спойката се състои от калаено-оловна сплав, която може да съдържа различни количества калай. Процентът на съдържанието се показва в маркировката, например POS-40 или POS-60. Температурата на топене също зависи от този показател, за първата спойка е 235 градуса, а за втората е 183 градуса. Точката на топене на припой POSV-33, състоящ се от калай, олово и бисмут, е още по-ниска. За свързване на алуминиеви части, специални спойки с висока температуратопене.

Друг важен компонент са потоците, с които метални повърхностисе почистват от оксиди под формата на филми. Най-разпространен е колофонът, който предпазва нагрятия метал от контакт с въздуха.

Избор на флюси и спойки

Тъй като качеството на спояващите съединения до голяма степен зависи от правилния избор на потоци и спойки, тези материали трябва да бъдат разгледани по-подробно. В момента съществува голям бройтези компоненти са подходящи за почти всички видове запояване.

Основната функция е декапиране на метални части, отстраняване на оксидния филм и последваща защита на повърхността от корозия. Покритието с флюс осигурява неговата чистота, добро намокряне и разнасяне на калай.

Флюсовете се избират в съответствие с металите и сплавите, които трябва да бъдат съединени. Съставът на всеки поток включва метални соли, основи и киселини, които активно реагират на повишена температура. В тази връзка има условно разделение на тези материали на два вида.

Първият от тях е активен, той се основава на солна, перхлорна и други неорганични киселини. Агресивното им въздействие върху метала изисква бързо изплакване след приключване на работата. Това е единственият недостатък на такива потоци, но с тяхна помощ можете да свържете почти всички метали. Те се предлагат в течна форма и се считат за по-удобни за приложение. Те добавят алкохол или глицерин, които напълно се изпаряват при нагряване.

Вторият вид флюс се състои от колофон и се използва за свързване на цветни метали. За стоманени части те се считат за по-малко ефективни. В края на работата колофонът трябва да се измие, тъй като с течение на времето причинява корозия и се превръща в електрически проводник, когато се остави във влажна среда за дълго време.

Спойка за работа е по-лесна за избор. Използват се предимно съединения на олово и калай с маркировка PIC. Процентното съдържание на калай се обозначава с цифри след буквите. Повече съдържаниеКалайът в спойката осигурява по-висока механична якост и електрическа проводимост на връзките. В същото време температурата на топене на спойка с високо съдържание на калай също намалява. Добавянето на олово нормализира втвърдяването и предотвратява разпространението на калая.

Някои съвременни припои се произвеждат без олово (BP), вместо което се добавя цинк или индий. Те имат по-висока точка на топене, но ставите са по-издръжливи и устойчиви на корозия. И, напротив, има спойки от леки сплави, които могат да се разпространят от 90-110 градуса. Те се използват за свързване на компоненти, които са силно чувствителни към прегряване.

Избор на поялник

Има няколко вида поялници, използвани в домашни условия. Предназначени са за различно напрежениеи може да работи на 12, 220 и 380 волта.

Мощността на конкретен поялник се избира въз основа на извършената работа:

• Запояване на електронни части и компоненти - 40-60 W.
• Части с дебелина до 1 мм - 80-100 W.
• Елементите с дебелина 2 mm изискват мощност от 100 W или повече.

Като правило, домашните майстори имат две поялници - малък и средна мощност, способен да реши почти всички проблеми. Обучението може да бъде завършено във всеки от тях. Препоръчително е да запоявате дебелостенни части с професионално оборудване.

Подготовка за запояване

Първият път, когато свържете поялника към мрежата, той определено ще пуши. В този момент фабричната смазка изгаря. След спиране на отделянето на дим, поялникът трябва да се изключи и да се остави да се охлади. След това, преди запояване, трябва да заточите върха.

Накрайникът на поялника е направен под формата на цилиндричен прът. Материалът е медна сплав. Фиксирането се извършва със затягащ винт. В повечето случаи върхът идва без заточване и затова трябва да се подготви. Можете да промените формата с помощта на чук, пила или шкурка.

Всеки тип работа изисква собствена конфигурация на върха:

• Формата е плоска или остриевидна чрез сплескване. Може да се наложи заточване на плосък ъгъл за свързване на масивни части.
• За запояване на малки части е необходимо заточване във формата на остър конус или пирамида.
• За запояване на дебели проводници и големи части е необходим по-малко остър конус.

С отсъствие защитно покритиеВърхът на инструмента трябва да е калайдисан. Нанесете върху повърхността на работната част тънък слойкалай. Тази процедура се извършва по време на първото стартиране, когато вече няма отделяне на дим. След като инструментът е готов, се научаваме да запояваме.

Методи за запояване на части и компоненти

Запояването на проводници се счита за най-лесната процедура. Краищата на всеки проводник се потапят в разтворения флюс, след което е необходимо да се премине през тях с поялник, чийто връх също е добре навлажнен с флюс.

По време на самото калайдисване е препоръчително да се отърси излишната спойка. По време на процеса на свързване постепенно се образува усукване. Затопля се и цялото свободно пространство се запълва с калай.

В друг случай краищата се накисват във флюс и запояването се извършва веднага, без калайдисване. Този метод често се използва при свързване на тънки проводници или много жични нишки. С добър флюс и мощен поялник се осигурява висококачествена и надеждна връзка.

Работата с електроника е много по-трудна. Това вече изисква определени знания и практически умения. Въпреки това, дори начинаещ майстор може да извърши прости стъпки за ремонт на веригата:

• Преди запояване клемните елементи с крака трябва да бъдат фиксирани в отворите им с восък или пластилин. От другата страна на платката поялникът трябва да се притисне плътно към клемата, за да се загрее. След това на това място се вкарва тънка спойка под формата на тел с поток. Изисква се много малко калай, основното е, че се влива равномерно в дупката от всички страни.
• Ако дупката е твърде голяма и краката висят в нея, тази област трябва да се навлажни с малко количество флюс. След това калайът се довежда до крака и се стича по него, след което дупката се запълва равномерно.

На първо място, трябва да се запознаете с някои специални условия. Самото запояване е процес на физическо свързване на две части с помощта на сплав с ниска топимост. Тази сплав или "припой" обикновено има повече ниска температуратопене, отколкото обектите, които свързва. В повечето случаи се използват оловно-калаени припои, топящи се при температура около 220°C.

Преди да нанесете спойка върху материалите, които ще се съединяват, те трябва да бъдат почистени от различни оксиди. Това се прави с помощта на флюс - органично или синтетично вещество, което при нагряване не само премахва оксидите от повърхността на металите, но също така позволява на спойката да се разпространява по-добре и да прилепва по-плътно към запояваните материали. Най-често срещаният флюс, използван от много години, е на базата на колофон, но в напоследъкИма много по-ефективни течни потоци, които са по-малко агресивни към поялника.

Поялниците също се предлагат в голямо разнообразие, но за начало ще свърши работа с обикновен електрически поялник с ниска мощност. Ако средствата позволяват, можете да закупите станция за запояване: комплект, който включва самия поялник, различни стойки и най-важното - регулатор на мощността, който ще ви позволи да избегнете прегряване на поялника. Върхът на нов поялник трябва да бъде старателно „калайдисан“, тоест нанесен защитен слойспойка.

Технология на запояване

Действителният процес на запояване е доста прост. На първо място, трябва да загреете поялника. Температурата на нагряване се счита за достатъчна, ако поялникът разтопи спойката. Внимавайте да не прегреете върха. Спойката не се придържа към прегряване, а се стича на капки. След това трябва да почистите местата на бъдещо запояване с файл или шкурка. След това върху почистените повърхности трябва да се нанесе тънък слой флюс и да се калайдиса. Можете или просто да потопите частите за запояване в разтопена спойка, или да ги докоснете с калайдисан накрайник на поялник. Във всеки случай резултатът трябва да бъде непрекъснат слой спойка.

Остава само да свържете частите и да ги закрепите добре в желаната позиция. Ако запоявате проводници, можете също да ги усучете заедно за надеждност, въпреки че на практика това обикновено не е необходимо. След като закрепите консервираните части, започнете да ги нагрявате с поялник. Трябва да се уверите, че температурата на частите надвишава точката на топене на спойката. В някои случаи може да се нуждаете от допълнителна спойка, която се нанася с накрайник на поялник. Уверете се, че цялата спойка се е разтопила и е здраво свързана по цялата повърхност на контакта им, защото в противен случай контактът ще бъде слаб. Изчакайте, докато частите се охладят напълно, преди да ги освободите, тъй като всяко движение, докато спойката се втвърдява, може да компрометира здравината на съединението.

Първо, трябва да тренирате върху ненужни остатъци от кабели, стари печатни платки и контакти, за да научите как да изчислявате температурата, необходимо количествофлюс и спойка. Няколко часа практика често са достатъчни, за да овладеете работата с поялник.

Изкуството на запояване трябва да се учи постепенно. Започвайки от запояване на проводници и преминавайки към печатни платки, всеки метод има своите тънкости както в избора на консумативи за запояване, така и в технологията. Днес ще споделим с читателите основите на запояването и основните работни умения.

Каква е същността на запояването

Запояването използва способността на някои метали в разтопено състояние ефективно да текат по повърхността на други под въздействието на гравитацията и умереното повърхностно напрежение. Свързването чрез запояване е трайно: двете свързани части са сякаш обвити в слой спойка и остават неподвижни след втвърдяването му.

Тъй като ще разгледаме запояването конкретно в контекста на запояването на метали, най-много важни параметрище има механична якост и проводимост електрическа връзка. В повечето случаи това са право пропорционални стойности и ако две части са плътно хванати, тогава проводимостта между тях също ще бъде висока. Спойка обаче има съпротивлениепо-висок дори от този на алуминия, така че неговият слой трябва да е възможно най-тънък, а покривната му способност - възможно най-висока.

За да е принципно възможно запояването има две условия. Първото и най-важно нещо е чистотата на частите на мястото на запояване. Припоят се прикрепя към металната повърхност на атомно ниво и наличието дори на най-малкия оксиден филм или замърсители ще направи надеждната адхезия невъзможна.

Второто условие е температурата на топене на спойката да бъде значително по-ниска от температурата на запояваните части. Това изглежда очевидно, но има припои с по-висока точка на топене от алуминия например. Освен това, ако действителната разлика в температурите на топене не е достатъчно висока, когато спойката се втвърди, топлинното свиване на частите може да попречи на нормалното образуване кристална решеткаспойка.

Флюсове и припои - как да изберем правилните

Поради гореописаните причини правилен изборфлюс и спойка са почти половината от успеха в бизнеса със запояване. За щастие има доста универсални марки, подходящи за повечето задачи. Областта на приложение на почти всички потоци и спойки е ясно посочена на етикетите, но някои аспекти на тяхното използване все още трябва да бъдат известни.

Да започнем с потоците. Използват се за ецване на части, отстраняване и разтваряне на оксидния филм с допълнителна защита на метала от корозия. Докато повърхността е покрита с флюс, можете да сте сигурни в нейната чистота, както и че разтопеният калай ще я намокри добре и ще се разтече.

Флюсовете се различават по вида на металите и сплавите на частите, които се съединяват. По принцип това са смеси от метални соли, киселини и основи, които реагират активно при нагряване с поялник. Е, тъй като има доста оксидни форми и замърсители, коктейлът трябва да бъде специално подбран за определен тип метали и сплави.

Обикновено потоците за запояване са разделени на два вида. На основата се създават активни потоци неорганични киселини, главно хлор и хлороводород. Техният недостатък е, че те трябва да се измият веднага след приключване на запояването, в противен случай киселинните остатъци причиняват доста силна корозия на връзката и сами по себе си имат доста висока проводимост, която може да причини късо съединение. Но можете да запоявате почти всичко с активни потоци.

Вторият тип флюс се създава главно на базата на колофон, който също може да се използва в чиста форма. Течният флюс е много по-удобен за нанасяне, той също съдържа алкохол и / или глицерин, които напълно се изпаряват при нагряване. Потоците от колофон са най-малко ефективни при запояване на стомана, но за цветни метали и сплави те се използват предимно или други съединения органична химия. Колофонът също изисква изплакване, тъй като в дългосрочен план насърчава корозията и може да стане проводим, като поема влага от въздуха.

Течен и твърд колофон

С припоите всичко е малко по-просто. За запояване се използват предимно оловно-калаени припои на марката POS. Числото след маркировката показва съдържанието на калай в припоя. Колкото повече е, толкова по-висока е механичната якост и електрическата проводимост на връзката и толкова по-ниска е температурата на топене на спойката. Оловото се използва за нормализиране на процеса на втвърдяване, без него калайът може да се напука или да се покрие с игли.

Има специални видове спойки, предимно безоловни (BP) и други нетоксични, в които оловото е заменено с индий или цинк. Точката на топене на BP е по-висока от тази на конвенционалните, но връзката е по-здрава и по-устойчива на корозия. Също така има топими припои, разпространявайки се още при 90-110 ºС. Те включват сплави от дърво и роза; те се използват за запояване на компоненти, които са чувствителни към прегряване. Специалните припои се използват главно при запояване на радио оборудване.

Мощност и видове поялници

Основната разлика между инструмента за запояване е типът на неговия източник на захранване. За обикновените хора най-познати са мрежовите поялници, захранвани от 220 V. Те се използват главно за запояване на проводници и по-масивни части, тъй като могат да прегреят Меден проводникпочти невъзможно, освен може би за разтопяване на изолацията.

Предимството на мрежовите поялници е тяхната висока мощност. Благодарение на него се осигурява висококачествено и дълбоко нагряване на детайла, плюс това не изисква обемно захранване за работа. Сред недостатъците можем да подчертаем ниската лекота на използване: поялникът е доста тежък, върхът е разположен далеч от дръжката и такъв инструмент не е подходящ за фина работа.

Станциите за запояване използват термичен контрол, за да поддържат стабилно ниво на температурата. Такива поялници нямат значителна мощност, обикновено 40 W вече е таванът. Въпреки това, за чувствителна към топлина електроника и запояване малки частитози инструмент е най-подходящ.

Избор на накрайник и грижа за него

Накрайниците за поялник се отличават по форма и материал. Формата е проста: най-примитивното и в същото време универсално е жилото с форма на шило. Възможни са варианти във формата на шпатула, конус с тъп край, със скосяване и др. Основната задача при избора на форма е да се постигне максимална площ на контакт с определен тип части за запояване, така че нагряването да е мощно и в същото време краткотрайно.

По отношение на материала почти всички накрайници са медни, но се предлагат със или без покритие. Медните накрайници са покрити с хром и никел, за да се увеличи устойчивостта на топлина и да се елиминира окисляването на медната повърхност. Накрайниците с покритие са много издръжливи, но са малко по-малко мокри от спойка и изискват внимателно боравене. За почистването им се използват месингови стърготини и вискозни гъби.

Накрайниците без покритие с право могат да бъдат класифицирани като консумативи за запояване. По време на работа такъв накрайник периодично се покрива със слой от оксиди и спойката спира да се придържа към него. Работният ръб трябва да се почисти и калайдиса отново, та кога интензивна употребавърхът се износва доста бързо. За да забавите изгарянето на върха, се препоръчва първо да го изковате и след това да го заточите, за да придадете желаната форма.

Проводници за запояване

Запояването на проводници е най-лесно. Потапяме краищата на сърцевините в разтвора на флюс и минаваме по тях с поялник, чийто връх е обилно навлажнен с флюс. По време на процеса на калайдисване е препоръчително да се отърси излишната разтопена спойка. След нанасяне, половината проводници се оформят в усукване и след това старателно се нагряват с малко количество спойка, запълвайки свободно пространствомежду ядрата.

Възможен е и друг метод, когато преди усукване проводниците просто се навлажняват старателно с поток и се запояват без предварително калайдисване. Този метод е особено популярен при запояване на многожилни проводници и окабеляване с малък диаметър. Ако потокът е с високо качество и поялникът осигурява достатъчно силно нагряване, дори усукване на 3-4 „пухкави“ проводника от 1,5 mm 2 всеки ще бъде добре наситен с калай и ще бъде надеждно запоен.

Моля, имайте предвид, че в електрическата инсталация, тоест вътре разпределителни кутии, окабеляване за запояване не се приема. Предимно поради неразривността на връзката, плюс спойката има значително контактно съпротивление и винаги има висок риск от корозия. Проводниците се запояват изключително за връзки вътре в електрически уреди или за калайдисване на краищата на многожилни проводници преди затягането им с винтови клеми.

Работа с електронни компоненти

Електрониката за запояване е най-обширната и сложна тема, която изисква опит, умения и специално оборудване. Но дори и любител може да замени дефектен елемент на печатна платка дори само с мрежов поялник.

Извеждащите елементи (тези с крака) се запояват най-лесно. Предварително се закрепват (пластилин, восък) с карфици в отворите на дъската. След това, от обратната страна, поялникът се притиска плътно към опашката, за да се загрее, след което в мястото на запояване се вкарва спояващ проводник, съдържащ поток. Нямате нужда от много калай, достатъчно, за да се влее в дупката от всички страни и да образува нещо като продълговата капачка.

Ако водещият елемент виси и трябва да се държи с ръка, тогава мястото за запояване първо се навлажнява с поток. Необходимо е много малко количество, тук е оптимално да използвате бутилки от лак за нокти, предварително измити с ацетон. При тази техника на запояване калайът се събира върху поялника в малко количество и капка от него внимателно се довежда до клемата на елемента на 1-2 мм от повърхността на платката. Спойката се стича надолу по крака, равномерно запълвайки дупката, след което поялникът може да бъде изваден.

Много е важно частите, които трябва да се съединят, да останат неподвижни, докато спойката се охлади напълно. Дори и най-малкото нарушение на формата на калай по време на кристализация води до така нареченото студено запояване - раздробяване на цялата маса спойка в множество малки кристали. Характерен признакТова явление е рязко помътняване на спойката. Трябва да се затопли отново и да се изчака, докато се охлади равномерно, напълно неподвижно.

Лошо качество, студена спойка

За поддържане на калай в течно състояние, достатъчно е поялникът да докосне калайдисаната повърхност на върха с която и да е точка от навлажнената зона. Ако поялникът буквално залепва за запояваните части, това показва липса на нагревателна мощност. За запояване на чувствителни към топлина полупроводникови елементи и микросхеми обикновената спойка може да се смесва с топима спойка.

Запояване на масивни части

И накрая, ще говорим накратко за запояване на части с висок топлинен капацитет, като кабелни съединения, резервоари или съдове за готвене. Тук най-важно е изискването за неподвижност на фугата; големите части са предварително свързани със скоби, малките части с бучки пластилин; преди запояване на фугата тя се хваща точково на няколко места и скобите се отстраняват.

Масивните части се запояват както обикновено - първо се запоява мястото на съединението, след което се запълва шевът с течна спойка. За тези цели обаче се използва специална спойка, обикновено огнеупорна и способна да поддържа висока плътност, както и да издържа добре на частично нагряване.

При подобно запояване е изключително важно частите да са добре нагрети. За тези цели спойващият шев се нагрява с газова горелка непосредствено преди мястото на запояване и вместо обичайното електрически поялникизползвайте масивна медна брадва. Също така постоянно се нагрява в пламъка на горелка, като едновременно с това се намокря с спойка, след което ставата се запълва, като частично се стопява предишният шев с няколко милиметра.

Подобна техника за запояване с нагряване може да се използва и при работа обикновен поялник, например при запояване на дебели кабелни жила. Жилото в този случай е само оперативен инструментза внимателно разпределение на калай, а основният източник на топлина е газова горелка.

Научете се да запоявате- Основи на запояване за манекени.