Перед тем, как выполнять соединение проводов пайкой, неплохо было бы разобраться в самой сути этого процесса.
С помощью паек получают неразъёмные соединения. Например, если нужно соединить какие-то два элемента (кабель либо провод), то между ними вводится припой в виде расплавленного металла. Необходимо чтобы температура плавления у этого металла была ниже, чем у материалов соединяемых элементов. Паяемый элемент, флюс и припой вводят в соприкосновение путём нагрева. Припой становится жидким и смачивает поверхность проводника. Когда нагрев прекращают, сплав припоя твердеет, тем самым образуется прочное контактное соединение.
Прочность контакта зависит от того, насколько хорошо припой смочил поверхности соединяемых элементов. А тут уже прямая зависимость от того, насколько чистыми были эти элементы на момент пайки. Поэтому перед тем, как паять провода, они обязательно должны быть очищены от органических веществ (масло, жир) и от окисной плёнки. Для этой цели и надо использовать флюс, к тому же он понижает поверхностное натяжение и улучшает качество растекания.
Наименьшие требования к флюсу, припойному сплаву и температуре предъявляет пайка медных проводов. Поэтому если хотите обучиться такому делу, лучше сначала паять паяльником провода медного исполнения, а со временем, когда наберётесь мастерства и опыта, поработаете и с другими материалами.
Преимущества и недостатки пайки
Самым главным преимуществом пайки перед другими видами соединений проводов является надёжность. Спаянный электрический узел в плане надёжности может уступить лишь соединению, выполненному сваркой.
На весь период эксплуатации вы можете забыть о спаянном соединении, никакого дополнительного обслуживания оно не потребует.
Пользуясь пайкой, вы можете соединить проводники разные по сечению, одножильные с многожильными.
Этот метод относится к низким по себестоимости. Главное, чтобы у вас был паяльник, а припой с канифолью стоят совсем недорого, при этом расход их совсем мизерный.
Также несомненным преимуществом пайки является то, что с её помощью можно одновременно соединять более 2-х проводов.
К недостаткам пайки можно отнести высокую трудоёмкость и обязательное наличие навыков в пользовании паяльником.
Паяльник и припой
Для пайки медных проводов традиционно используются паяльники. Существует несколько их видов, в том числе электрические и газовые. Пайка медных проводов осуществляется при помощи электрического паяльника с медным жалом. Этот инструмент представляет собой медный стержень, иногда с никелевым покрытием, который установлен в корпусе нагревательного элемента.
Нагревательный элемент работает от постоянного или переменного тока. Напряжение питания может варьироваться от 12 до 220 В. Для пайки медных проводов электропроводки в доме подходит самый обычный паяльник мощностью 60 Вт. Если надо спаять тонкие проводки электроприбора, то подойдет и менее мощный инструмент. Важно, чтобы он хорошо прогревал медный материал и расплавлял припой.
Чтобы обеспечить высокое качество пайки и прочность соединения, необходима неподвижность во время остывания расплавленного припоя. Провода можно держать руками, но удобнее использовать пинцет или зажимы.
Для пайки медных проводов применяют оловянно-свинцовый припой. Чаще всего это ПОС-61, но можно взять и ПОС-40. Маркировка указывает на состав – припой оловянно-свинцовый с содержанием олова 61%.
Припой обычно производится в прутках диаметром около 8 мм или в виде паяльной проволоки диаметром 2 мм. Нередко используют универсальный припой для пайки медных проводов, который выглядит как полая трубка из оловянно-свинцового сплава. Внутри такой трубки находится порошок из флюса.
Применение флюса
Чтобы припой и материал проводов вступили во взаимодействие друг с другом, и соединение получилось качественным, провода необходимо очистить от оксидной пленки и только после этого паять их. Для очистки можно использовать наждачную бумагу, а для последующей обработки взять специальное вещество – флюс.
Флюс не только очистит медные провода, но и создаст тонкую защитную пленку, препятствующую окислению материала.
Допускается применять как твердый флюс – сосновую канифоль, так и жидкий – различные виды паяльных кислот или самодельный состав.
Иногда, чтобы правильно и крепко припаять медные провода друг к другу или к какому-либо металлическому предмету, пользуются только жидким флюсом. Приготовить его можно, растворив обычную сосновую канифоль в этиловом спирте. Паяльную кислоту готовят самостоятельно, растворив гранулы цинка в соляной кислоте в пропорции 412 грамм цинка на 1 литр кислоты. Но лучше все-таки купить готовый флюс, соответствующий всем стандартам качества, поскольку принесение кислотных составов для медных проводов нежелательно.
Как правильно паять
Чтобы надежно спаять провода из меди, нужно подготовить паяльник. Если перед работой не облудить жало, то припой будет не прилипать, а скатываться шариками со стержня. Так происходит, потому что жало покрыто слоем оксида меди и нагара, образовавшегося во время предыдущей пайки.
Вспомогательные материалы
Для того чтобы нормально паять паяльником провода нужны еще:
Подставка. Может быть она из металла полностью или на деревянной/пластиковой подставке закрепленные металлические держатели для паяльника. Также удобно, если есть небольшая металлическая коробочка для канифоли.
Паять паяльником удобнее с подставкой самодельной и фабричной — не очень важно
Напильник. Перед работой затачивают дало паяльника. Оно должно быть ровным и чистым без следов нагара. Тогда паяется легко.
Так надо затачивать жало паяльника
Пассатижи. Удерживать провода пальцами во время пайки сложно — медь и алюминий имеют высокую теплопроводность, что приводит к быстрому нагреву близлежащих участков. Потому паять паяльником провода удобнее, если их удерживать пассатижами. Только должны инструмент должен быть миниатюрным, с тонкими ручками и губками. В принципе, можно использовать пинцет, но на его верхушку (где держатся пальцами) желательно надеть термоусадочную трубку — сталь тоже быстро нагревается.
Пассатижи — для того чтобы придерживать провода
Для смывки флюса может потребоваться спирт, для изоляции — изолента или термоусадочные трубки различных диаметров. Вот и все материалы и инструменты, без которых пайка паяльником проводов невозможна.
Особенности пайки многожильных проводов
Описанная выше технология пайки подходит для моножил. Если провод многожильный, есть нюансы: перед лужением проводки раскручивают чтобы можно было все окунуть в канифоль. При нанесении припоя надо следить чтобы каждый проводок был покрыт тонким слоем припоя. После остывания, провода снова скручивают в один жгут, дальше можно паять паяльником как описано выше — окунув жало в припой, прогревая место спайки и нанося олово.
При лужении многожильные провода надо «распушить»
Можно ли паять медный провод с алюминиевым
Соединение алюминия с другими химически активными металлами напрямую делать нельзя. Так как медь — химически активный материал, то медь и алюминий не соединяют и не паяют. Дело в слишком разной теплопроводности и разной токопроводимости. При прохождении тока алюминий нагревается больше и больше расширяется. Медь греется и расширяется значительно меньше. Постоянное расширение/сужение в разной степени приводит к тому, что даже самый хороший контакт нарушается, образуется токонепроводящая пленка, все перестает работать. Потому медь и алюминий не паяют.
Если возникает такая необходимость соединить медный и алюминиевый проводники, делают болтовое соединение. Берут болт с подходящей гайкой и три шайбы. На концах соединяемых проводов формируют кольца по размеру болта. Берут болт, надевают одну шайбу, затем проводник, еще шайбу — следующий проводник, поверх — третью шайбу и все фиксируют гайкой.
Алюминиевый и медный проводники паять нельзя
Есть еще несколько способов соединить алюминиевую и медную линии, но пайка к ним не относится. Прочесть о других способах можно тут, но болтовое — наиболее простое и надежное.
Паяльник электрический
Классический паяльник состоит из 4 конструктивных элементов:
кабель питания;
рукоять;
нагревательный элемент;
жало.
Питающий кабель предназначен для передачи электроэнергии от розетки к нагревательному элементу. На его конце имеется стандартная штепсельная вилка. Нагревательный элемент выполнен из нихромовой проволоки. Он крепится в рукояти из дерева или пластика обычно при помощи винта. Тепло от нагревателя передается на медное жало паяльника. Выбран именно этот металл, так как он хорошо передает тепло к месту пайки. Медное жало периодически необходимо подтачивать напильником. Это придает ему требуемую форму. В современные паяльники часто устанавливают необгораемые жала. Они не меняют формы от длительной работы и не нуждаются в обработке напильником.
Припой оловянно-свинцовый
Припой представляет собой мягкую проволоку матового серебристого цвета диаметром 0,1-6 мм. Она выполнена из сплава олова и свинца. С советских времен популярностью пользуется припой марки ПОС-60. Он оптимально подходит для пайки медных проводов. В состав ПОС-60 входит 60% олова и 40% свинца.
Существуют и другие марки припоев (ПОС-10, ПОСК, ОЦ). Они отличаются химическим составом и физическими свойствами. Например, припой ПОС-60 плавится при температуре 183°C. Для работы с ним жало паяльника необходимо разогреть до температуры 200-240°C. Припой ПОС-15 плавится при 280°C. Паяльник придется разогреть до более высоких температур.
Обратите внимание! Большинство продаваемых паяльников имеют правильную температуру для ПОС-60. Если требуется работать с другими припоями, то придется приобретать паяльную станцию. На ней возможно вручную регулировать температуру жала и поддерживать ее на заданном уровне.
Паяльные пасты
Под паяльными пастами принято называть или пастообразные флюсы или готовый состав для пайки, в котором уже содержится припой. Использование данной смеси упрощает процесс пайки. В составе паяльных паст присутствует флюс и мелкодисперсный припой. Их соотношение подобрано оптимальным образом. Поэтому нет необходимости самостоятельно брать на жало нужное количество припоя и канифоли.
Паяльная паста Mechanic XGSP-50
Паяльные пасты используются преимущественно для работы с smd радиодеталями. Обычно с их помощью не паяют проводку, но в теории это вполне возможно.
Выполняем лужение
Итак, если Вам нужно спаять два силовых провода между собой, то первым делом Вы должны снять полиэтиленовую изоляцию и залудить оголенные жилы, особенно если они очень тонкие. Многожильный проводник перед пайкой сначала скручивается, после чего обрабатывается флюсом, поверх которого наносится тонкий слой разогретого припоя. Обязательно перед тем, как паять, подготовьте жало паяльника – окуните его в флюс (в ту же канифоль, как показывается на фото), а после этого в олово, чтобы кончик был покрыт небольшим слоем припоя.
Лужение проводов для пайки выполнить довольно просто – сначала Вы должны положить оголенную жилу на канифоль, потом прогреть это место паяльником, чтобы проводок погрузился во флюс. После этого его нужно достать и равномерно со всех сторон обработать припоем. Чтобы хорошо нанести разогретый сплав олова и свинца на поверхность, в руках прокручивайте провод во время лужения. Если Вам необходимо соединить жилы в распределительной коробке, для удобства вместо канифоли можете использовать кислоту. Ее достаточно просто нанести кисточкой на поверхность, которую Вам нужно спаять.
Если жилы большого сечения (толстые), лужение выполняется аналогичным образом. Отличие лишь в том, что не нужно предварительно скручивать жилы, как у многопроволочного проводника.
После того, как Вы выполните лужение, можно переходить к процессу пайки. Сразу же обращаем Ваше внимание на то, что выполнять работы необходимо только при отключенном электричестве. Паять провода под напряжением категорически запрещается!
Спаиваем жилы
Ну и последнее, что осталось – спаять два подготовленных провода в распредкоробке. Все, что нужно – скрутить либо наложить жилы друг на друга и разогреть место соединения паяльником. Припой расплавится и после того, как застынет – надежно соединит электрические проводники. Советы по соединению проводов пайкой в распределительной коробке мы рассматривали отдельно.
Важный момент – во время пайки не двигайте жилы, иначе соединение будет не достаточно надежным.
Следует также отметить, что предварительное лужение можно и не выполнять, а просто скрутить проводки а распаечной коробке, обработать их флюсом и как следует пропаять. Однако так паять мы Вам не рекомендуем, потому что в этом случае соединение будет на порядок хуже.
Последний штрих – изоляция остывшей области. О том, как изолировать провода мы Вам рассказывали. Лучше всего по отдельности заизолировать каждую жилу изолентой, а поверх нее использовать термоусадочную трубку. На видео ниже Вы можете просмотреть подробно весь порядок пайки:
Учимся паять провода паяльником
Процедура пайки — самый простой способ!
Откройте форточку — помещение должно хорошо проветриваться!Очистите жало паяльника — оно должно быть чистым и блестящим. Проще всего сделать это надфилем или мелким напильником. Включите паяльник и подождите, пока он не начнёт плавить канифоль, после чего опустите в неё жало — флюс не даст жалу окислиться раньше времени.
Процесс лужения — смачивания детали припоем, после которого её пайка не составит труда!
Нанесите кисточкой на поверхности, которые нужно спаять, флюс. Для меди и латуни это канифоль в спирте, а для стали — кислота. Затем, поднесите к детали проволоку припоя и, прогревая её поверхность, добейтесь растекания припоя по нужному месту: его слой должен быть блестящим.
Совместите обе детали и, поднеся припой, прогрейте их жалом паяльника, пока они не окажутся соединены блестящим и прочным швом из припоя. Главная хитрость — хорошо прогреть детали, чтобы припой к ним «приклеился», в противном случае он попросту отвалится после остывания.
Пайка проводов в распределительной коробке
Достаем паяльник мощностью 65 или 100 Ватт. Мощность зависит от суммы сечений спаиваемых проводов. Например, если паять 3-4 провода сечением 1,5 кв.мм, то паяльника 65 Вт вполне хватит. Если же суммарное сечение скрученных проводов – более 10 кв.мм, то паяльник должен быть 100 Ватт.
Итак, берём канифоль в куске или в пластиковой баночке. Провода должны торчать кончиками вверх. Прогреваем место скрутки, и касаем канифолью так, чтобы она плавилась и немного стекла вниз по скрутке.
2. Нанесение канифоли
Особенно хорошо это видно на центральном и правом проводах. Затем берём припой в прутке, прогреваем одновременно припой и скрутку, залуживая скрутку.
Припой лучше использовать с канифолью, сейчас такого много в продаже. Канифоль находится внутри прутка припоя. Если канифоли внутри нет, её необходимо больше предварительно наносить на скрутку, и тщательней контролировать время и температуру пайки. иначе канифоль может просто испариться.
3. Пайка скруток в распределительной коробке
Проводим спайку проводов. Залуживаем скрутку, чтобы припой проник во все места. При этом медь должна быть покрыта припоем на длине 40…80% длины скрутки.
4. Провода спаяны
Нужно стараться не перегреть место пайки, чтобы не попортить изоляцию. Да и вообще стараться всё делать быстро, на автомате.
Спаяли, изолируем места пайки изолентой (обычно использую ПВХ разных цветов). И в принципе всё. Можно муровать коробки.
5. Изолируем места пайки
6. Укладываем провода в распределительных коробках
Не правда ли, в слове “заподлицо” слышится что-то подлое?))
7. Закрытые коробки. Заподлицо
За контакт в таких коробках можно точно не беспокоиться, можно полностью их хоронить под слоем штукатурки. Хотя, лучше конечно иметь доступ к коробкам, мало ли чего – проверить, дополнительно подключить, и т.п.
Как высказался на эту тему сs-cs.net: Если вам в 2 часа ночи захотелось посмотреть, как там поживает ваша скрутка меди с алюминием, вы должны без проблем иметь доступ в распред.коробку.
Рекомендации, меры предосторожности
Следует ознакомиться с рекомендациями, которые позволят качественно выполнять поставленные задачи:
При выборе паяльника нужно обращать внимание на модели, оснащенные дополнительно конусами, иглами и комплектом сменных наконечников.
Прежде чем приступать к выполнению пайки, нужно особое внимание уделить зачистке жала. Если наконечник слишком загрязнен, всю грязь удаляют с помощью паяльника. Вспомогательно можно использовать куски дерева или картон.
При изменении длины паяльника также изменяется температура нагревания инструмента.
Во время нагревания рабочего элемента не рекомендуется паяльник оставлять «сухим». Нужно жало регулярно опускать в канифоль.
Важно соблюдать меры предосторожности. Работать нужно в средствах индивидуальной защиты: специальная одежда (спецовка), очки и перчатки. Нельзя оставлять открытые участки тела, в противном случае могут образоваться сильные ожоги.
Итог
Паять провода не всегда просто. Тем не менее, не нужно использовать паяльную кислоту и ставить высокие температуры на жале паяльника. Всегда изолируйте провода, иначе случайное замыкание может вывести из строя устройство.
Чтобы припой и материал проводов вступили во взаимодействие друг с другом, и соединение получилось качественным, провода необходимо очистить от оксидной пленки и только после этого паять их. Для очистки можно использовать наждачную бумагу, а для последующей обработки взять специальное вещество – флюс.
