Пайка и лужение проводов и наконечников

Паяние – процесс получения неразъёмного соединения различных металлов при помощи расплавленного промежуточного металла, плавящегося при более низкой температуре, чем соединяемые металлы.

Паяние широко применяется в различных отраслях промышленности. В электропромышленности и приборостроении паяние является в ряде случаев единственно возможным методом соединения деталей.

К преимуществам пайки относятся:

– незначительный нагрев соединяемых частей (сохранность структуры и механических свойств металлов);

– чистота соединения, не требующая в большинстве случаев последующей обработки;

– сохранение размеров и форм деталей;

– достаточно высокая точность соединения;

Современные способы позволяют паять углеродистые, легированные и нержавеющие стали, цветные металлы и их сплавы.

Припой – промежуточный сплав или металл, применяемый при пайке.

Припои должны обладать свойствами:

– иметь температуру плавления ниже температуры плавления спаиваемых металлов;

– в расплавленном состоянии, взаимодействуя с защитной средой, флюсом или в вакууме хорошо смачивает паяемый материал и легко растекаться по его поверхности;

– обеспечивать достаточно высокие характеристики (прочность, пластичность и герметичность) паяемого соединения;

– с паяемыми материалами не образовывать коррозийно-нестойкой пары;

– иметь коэффициент температурного расширения, близкий к коэффициенту паяемого материала;

Лужение – покрытие поверхности припоем. Применяется для защиты подготовленных болтовых соединений или пайки поверхности.

2. Припои и флюсы, их разновидности и состав.

Припои бывают:

– легкоплавкие (мягкие), температура плавления до 500°С;

– тугоплавкие (твердые), температура плавления выше 500°С.

Лёгкоплавкие припои применяются во всех отраслях промышленности и в быту.

Состав: сплав олова со свинцом (марка ПОС), содержанием олова от 18% –ПОС18 до 90% –ПОС90.

Удельная проводимость этих припоев – 9÷13% удельной проводимости меди. Существуют также мягкие припои с добавками алюминия, серебра. Еще более мягкие припои, в состав которых входят висмут и кадмий.

Для пайки медных жил применяют припой ПОС18, а для тонких медных проводников – более мягкие припои (ПОС40; ПОС50; ПОС61). Лёгкоплавкие припои выпускают в виде «чушек», проволоки, литых прутков, дерён, фольги, трубок с внутренней набивкой канифолью, диаметром от 2 до 5мм, а также в виде порошков и паст из порошка с флюсом.

Твёрдые припои – медно-цинковые (ПМЦ) и серебряные (ПСр).

Медно-цинковые припои (ПМЦ36; ПМЦ48 и др.) и медно-фосфорные припои (ПФОЦ 7;3;2 и др.) обладают хрупкостью и не стойки к вибрациям, ударным нагрузкам, электрическое сопротивление швов очень мало.

Серебряно- медные припои (медь 40; серебро 25; цинк 35) отличаются малым удельным электрическое сопротивлением. Широко применяются для пайки токоведущих частей, для чёрных и цветных металлов. При этом образуется механически прочные и коррозийно-стойкие швы.

Припой на алюминиевой основе с добавлениями меди, кадмия, олова отличаются повышенной механической прочностью и стойкостью к атмосферной коррозии.

Для пайки алюминиевых жил проводов применяют цинково-оловянный припой марки А (40% олова), цинково-оловянный ЦО12 (12% олова и 88% цинка) припой.

Флюс – второе важное вещество при пайке. Очищает поверхности спаиваемых металлов от окислов, загрязнений. Предохраняет спаиваемые металлы от окислений в процессе пайки, снижает поверхностное натяжение припоя, улучшает растекание припоя и смачиваемость им спаиваемых поверхностей.

Флюсы бывают:

– твёрдые порошкообразные вещества (бура, борная кислота, канифоль);

– жидкости (водный раствор хлористого цинка, спиртовой раствор канифоли);

– пасты (применяются редко).

По действию, оказывающему на металл, подвергаемый пайке, флюсы делят на группы:

– Активные (кислотные) флюсы – соляные кислоты, хлористые и фтористые соединения металлов и т.д.

После пайки этим флюсом место обработки тщательно промывается. При монтаже электрорадио-приборов применение активных флюсов недопустимо.

– Бескислотные флюсы – канифоль и флюсы, приготовленные на её основе с добавлением спирта, глицерина и др. неактивных веществ.

– Активированные флюсы – канифоль с добавкой активаторов (небольших количеств солянокислого или фосфорно-кислотного аммиака).

– Антикоррозийные флюсы – на основе фосфорной кислоты с добавлением органических соединений и растворителей. Остатки этих флюсов не вызывают коррозий.

3. Основной инструмент при паянии – паяльник.

Жало периодически зачищать напильником. [1л., стр.178]

Конструкции паяльников бывают:

– с внутренним нагревом;

– микропаяльники (пайка микросхем, плёночных схем и т.д.) мощность 4 и 6 Вт;

– с автоматической стабилизацией температуры жала. Состоит из двух электрически связанных между собой узлов: блок стабилизации температуры и собственно паяльника.

4. Заделка концов проводов и кабелей под пайку.

Медные жилы паяют мягкими припоями. Одно и многопроволочные жилы сечением 1,5÷10мм² спаивают пропаянной скруткой.

Изоляцию с конца жилы удаляют на длине 15мм, зачищают жилу наждачной бумагой, скручивают жилы и пропаивают паяльником или в ванночке с расплавленным припоем. Оконцевание проводов сечением 1÷2,5мм² выполняют в виде кольца с последующей полудой. Для этого снимают изоляцию с конца жилы на длине 30÷35мм.

Зачищают, выгибают круглогубцами жилу в виде кольца, пропаивают и после остывания изолируют поливинилхлоридной (ПВХ) трубкой или изолентой до кольца.

Алюминиевые провода паяют припоями марок А или ЦО12 (либо ЦА15). Паяют пропанобутановой или бензиновой паяльной лампой. Однопроволочные жилы сечением 2,5÷10мм² паяют паяльником с помощью двойной скрутки [1л., стр.179]:

После остывания места пайки изолируют изолентой путём обматывания спаянных жил с заходом на изоляцию провода.

Медь с алюминием паяется аналогично.

Алюминиевые многопроволочные жилы сечением 16÷150мм² снимают изоляцию на длине 50÷70мм. Перед снятием бумажной изоляции у места её обреза накладывают нитяной бандаж. Затем пассатижами ослабляют, повив проволок жилы, и бензином удаляют пропиточный состав. Жилы с резиновой изоляцией этой операции не требуется. Жилы секторной формы округляют с помощью универсальных плоскогубцев. Очищенный от изоляции конец жилы разделывают ступенями. На край изоляции навивают несколько витков шнурового асбеста во избежание плавления изоляции во время пайки. [1л., стр.182, рис. 4,6].

Оконцевание алюминиевых жил выполняют наконечниками. Размер наконечника будет по сечению на одну ступень выше. Если жила 50мм², берут наконечник, 70мм² для проникновения припоя в зазор между наконечником и жилой.

Соединение жил одно– и многопроволочных сечением 16÷40мм² выполняют методом полива предварительно расплавленного припоя. [1л., стр.183].

Однопроволочные жилы сечением 16÷50мм² паяют в медных гильзах. Применяют припои ЦО12 или ЦА15. Припой разогревают до температуры 600°С. Перед пайкой производят ступенчатую разделку жил (многопроволочные) или обрезают концы ножовкой под углом 55° к горизонтали.