Пайка — это… Что такое Пайка?
Отпайка контакта.Пайка — технологическая операция, применяемая для получения неразъёмного соединения деталей из различных материалов путём введения между этими деталями расплавленного материала (припоя), имеющего более низкую температуру плавления, чем материал (материалы) соединяемых деталей.
Спаиваемые элементы деталей, а также припой и флюс вводятся в соприкосновение и подвергаются нагреву с температурой выше температуры плавления припоя, но ниже температуры плавления спаиваемых деталей. В результате, припой переходит в жидкое состояние и смачивает поверхности деталей. После этого нагрев прекращается, и припой переходит в твёрдую фазу, образуя соединение.
Прочность соединения во многом зависит от зазора между соединяемыми деталями (от 0,03 до 2 мм), чистоты поверхности и равномерности нагрева элементов. Для удаления оксидной плёнки и защиты от влияния атмосферы применяют флюсы.
Разновидности
Пайка бывает низкотемпературная (до 450 °C) и высокотемпературная. Соответственно припои бывают легкоплавкие и тугоплавкие. Для низкотемпературной пайки используют в основном электрический нагрев, для высокотемпературной — в основном нагрев горелкой. В качестве припоя используют сплавы оловянно-свинцовые (Sn 90 % Pb 10 % c t° пл. 220 °C), оловянно-серебряные (Ag 72 % с t° пл. 779 °C), медно-цинковые (Cu 48 % Zn остальное с t° пл. 865 °C), галлиевые (t° пл. ~50°С), висмутовые (сплав Вуда с t° пл. 70 °C, сплав Розе с t° пл. 96 °C) и т. д.
Пайка является высокопроизводительным процессом, обеспечивает надёжное электрическое соединение, позволяет соединять разнородные материалы (в различной комбинации металлы и неметаллы), отсутствие значительных температурных короблений (по сравнению со сваркой). Паяные соединения допускают многократное разъединение и соединение соединяемых деталей (в отличие от сварки). К недостаткам можно отнести относительно невысокую механическую прочность.
Исходя из физико-химической природы процесса, пайку можно определить следующим образом. Процесс соединения металлов в твёрдом состоянии путём введения в зазор припоя, взаимодействующего с основным металлом и образующего жидкую металлическую прослойку, кристаллизация которой приводит к образованию паяного шва. Пайка подразделяется на капиллярную, диффузионную, контактно-реакционную, реакционно-флюсовую и пайку-сварку. В свою очередь, капиллярная подразделяется на горизонтальную и вертикальную. Диффузионная — на атомно-диффузионную и реакционно-диффузионную. Контактно-реакционная — с образованием эвтектики и с образованием твёрдого раствора. Реакционно-флюсовая — без припоя и с припоем. Пайка-сварка — без оплавления и с оплавлением. Анализируя сущность физико-химических процессов, протекающих на границе основной металл — расплав припоя (при формировании соединения в существующих видах пайки), можно видеть, что различия между капиллярной пайкой, диффузионной пайкой и пайкой-сваркой не носят принципиального характера. Капиллярность является общим признаком пайки. Отличительным признаком диффузионной пайки является длительная выдержка при температуре пайки и изотермическая кристаллизация металла шва в процессе пайки. Других характерных признаков этот метод не имеет, основное назначение его — повысить температуру распая шва и прочность паяного соединения. Диффузионная пайка может быть развитием любого вида пайки, в том числе капиллярной, реакционно-флюсовой или контактно-реакционной. В последнем случае диффузионная пайка возможна, если второй металл взаимодействующей пары вводится в виде прослойки между соединяемыми металлами. При реакционно-флюсовой пайке происходит совмещение процессов вытеснение из флюса металла, служащего припоем, и его взаимодействия с основным металлом. Наконец, пайка-сварка отличается от других методов пайки количеством вводимого припоя и характером формирования шва, делающим этот метод пайки похожим на сварку плавлением. При соединении разнородных металлов при пайке-сварке возможно оплавление кромки одной из деталей, изготовленной из более легкоплавкого металла.
Бессвинцовые технологии
27 января 2003 года введена в действие директива 2002/96/ЕС Европейского парламента и Совета по отходам электрического и электронного оборудования (WEEE). Современная радиоэлектронная промышленность встала перед фактом организации сбора и удаления отходов, имеющих в своем составе тяжелые металлы и огнезащитные составы. Для успешного решения этой проблемы одним из необходимых условий является переход на бессвинцовые технологии изготовления электронного оборудования — технологии с применением материалов, не содержащих свинец.
Стандарты
- ГОСТ 17325-79 — Пайка и лужение. Основные термины и определения.
Технология пайки оловянно-свинцовым припоем
Для соединения металлических деталей пайкой их необходимо облудить, соединить и нагреть, возможно, вводя в место пайки ещё припоя. Следующие простые рекомендации помогут достичь высокого качества пайки.
- Хорошо поддаются пайке оловянно-свинцовыми припоями следующие металлы (в порядке ухудшения):
- Плохо поддаются пайке оловянно-свинцовыми припоями следующие металлы (в порядке ухудшения):
- Детали, подлежащие пайке, следует зачистить до металла (удалить защитные покрытия, грязь, окислы). Драгоценные металлы не покрываются окислами (кроме серебра, которое может со временем чернеть).
- Для пайки электронных компонентов следует использовать выпускаемый промышленностью оловянно-свинцовый припой с содержанием олова около 61 %, если не указано иное в технологической карте. Припой с таким содержанием олова обладает наименьшей температурой плавления(190°), наименьшей прочностью.
- Для пайки электронных компонентов следует использовать флюсы, не вызывающие коррозию и не обладающие электропроводностью. Такие флюсы имеют надпись коррозионно-пассивен и/или не требует отмывки. Хорошо себя зарекомендовали флюсы в виде геля на канифольной основе.
- Активные флюсы (с содержанием кислот и других вызывающих коррозию веществ), например хлористый цинк, используются для пайки электронных компонентов только при условии последующей промывки растворителями для полного удаления остатков флюса. В бытовых условиях такой вариант практически нереализуем.
- На зачищенное место пайки наносится тонкий слой флюса. Затем место пайки приводится в соприкосновение с расплавленным припоем (например, касанием облуженного горячего паяльника или погружением в расплавленный припой). Если все сделано правильно, то деталь в месте контакта с припоем смачивается им. После охлаждения слой застывшего припоя должен быть блестящим, ровным, без не смоченных островков.
- Залуженные детали фиксируются в необходимом положении и прогреваются паяльником. При необходимости в место нагрева вводится дополнительное количество припоя (капля на паяльнике или касание нагретых деталей припойной проволокой). В изделиях высокой надёжности, как правило, залуженные провода перед пайкой ещё и скручиваются («должно держаться без припоя»).
- Спаиваемые поверхности должны быть неподвижны до полного отвердения припоя. Даже небольшое движение деталей друг относительно друга в момент кристаллизации припоя может очень существенно снизить прочность соединения.
- При необходимости флюс удаляется растворителем.
См. также
Ссылки
Литература
- Петрунин И. Е. «Физико-химические процессы при пайке. М., «Высшая школа», 1972;
- Максимихин М. А. Пайка металлов в приборостроении. Л.: ЦЕНТРАЛЬНОЕ БЮРО ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, 1959
Пайка для начинающих / Хабр
Мои отношения с радио- и микроэлектроникой можно описать прекрасным анекдотом про Льва Толстого, который любил играть на балалайке, но не умел. Порой пишет очередную главу Войны и Мира, а сам думает «тренди-бренди тренди-бренди…». После курсов электротехники и микроэлектроники в любимом МАИ, плюс бесконечные объяснения брата, которые я забываю практически сразу, в принципе, удается собирать несложные схемы и даже придумывать свои, благо сейчас, если неохота возиться с аналоговыми сигналами, усилениями, наводками и т.д. можно подыскать готовую микро-сборку и остаться в более-менее понятном мире цифровой микроэлектроники.Так можно собрать весьма кучерявое устройство.
Но иногда хочется таки сделать законченное устройство. Опять-таки, не обязательно «травить» плату. Если деталей немного, то можно использовать монтажную плату без дорожек (я использовал такую для загрузчика GMC-4).
Но вот паять таки придется. Вопрос как? Особенно, если вы этого никогда раньше не делали. Я, возможно, открою Америку, но буквально несколько дней назад я сам для себя открыл волшебный мир пайки без особого геморроя.
До сего времени мое понимание сути процесса ручной пайки было следующим. Берется паяльник (желательно с жалом не в форме шила, а с небольшим уплощением, типа лопаточки), припой и канифоль. Для запайки пятачка, ты берешь капельку припоя на паяльник, макаешь паяльник в канифоль, происходит «пшшшшш», и пока он идет, ты быстро-быстро касаешься паяльником места пайки (деталь, конечно, должна быть уже вставлена), и после нескольких мгновений разогрева припой должен каким-то волшебным образом переходить на место пайки.
Увы, у меня такой метод работал очень плохо, практически не работал. Детали нагревались, но припой никуда с паяльника не переходил. Очевидно, что проблема была в катализаторе, то есть канифоли. Того «пшшшшш», что я делал, опуская конец паяльник в канифоль, явно не хватало, чтобы «запустить» процесс пайки. Пока ты тащишь паяльник к месту пайки, вся почти канифоль успевает сгореть. Именно поэтому, кстати, мне была совершенно непонятна природа припоя, внутри которого уже содержится флюс (какой-то вид катализатора, типа канифоли). Все равно, в момент набирания припоя на паяльник весь флюс успевает сгореть.
Экспериментальным путем я нашел несколько путей улучшить процесс:
- Лудить места пайки заранее. Реально, при пайке деликатных вещей, типа
микросхем это крайне непрактично. Тем более, обычно, их ножки уже
луженые. - Крошить канифоль прямо на место пайки. Аккуратно кладешь кристаллик канифоли прямо на место пайки, и тогда «пшшшшш» происходит прямо там, что позволяет припою нормально переходить с паяльника. Увы, после такой пайки плата вся обгажена черными заплесами горелой канифоли. Хотя она и изолятор, но порой не видно дефектов пайки.Поэтому плату надо мыть, а это отдельный геморрой. Да и само выкрашивание делает пайку крайне медленной. Так я паял Maximite.
- Использовать жидкой флюс. По аналогии с выкрашиваем канифоли, можно аккуратно палочкой класть капельку жидкого флюса (обычно, он гораздо «сильнее» канифоли), и тогда будет активный «пшшшшш», и пайка произойдет. Увы, тут тоже есть проблемы. Не все жидкие флюсы являются изоляторами, и плату тоже надо мыть, например, ацетоном. А те, что являются изоляторами все равно остаются на плате, растекаются и могут мешать последующей внешней «прозвонке». Выход — мыть.
Итак, мы почти уже у цели. Я так подробно все пишу, так как, честно, для меня это было прорыв. Как я случайно открыл, все, что нужно для пайки несложных компонент — это паяльник, самый обычный с жалом в виде шила:
и припой c флюсом внутри:
ВСЕ!
Все дело в процессе. Делать надо так:
- Деталь вставляется в плату и должна быть закреплена (у вас не будет второй руки, чтобы держать).
- В одну руку берется паяльник, в другую — проволочка припоя (удобно, если он в специальном диспенсере, как на картинке).
- Припой на паяльник брать НЕ НАДО.
- Касаетесь кончиком паяльника места пайки и греете его. Обычно, это секунды 3-4.
- Затем, не убирая паяльника, второй рукой касаетесь кончиком проволочки припоя с флюсом места пайки. В реальности, в этом месте соприкасаются сразу все три части: элемент пайки и его отверстие на плате, паяльник и припой. Через секунду происходит «пшшшшш», кончик проволочки припоя плавится (и из него вытекает немного флюса) и необходимое его количество переходит на место пайки. После секунды можно убирать паяльник с припоем и подуть.
Ключевой момент тут, как вы уже поняли, это подача припоя и флюса прямо на место пайки. А «встроенный» в припой флюс дает его необходимое минимальное количество, сводя засирание платы к минимуму.
Ясное дело, что время ожидания на каждой фазе требует хотя бы минимальной практики, но не более того. Уверен, что любой новичок по такой методике сам запаяет Maximite за час.
Напомню основные признаки хорошей пайки:
- Много припоя еще не значит качественного контакта. Капелька припоя на месте контакта должна закрывать его со всех сторон, не имея рытвин, но не быть чрезмерно огромной бульбой.
- По цвету пайка должна быть ближе к блестящей, а не к матовой.
- Если плата двухсторонняя, и отверстия неметаллизированные, надо пропаять по указанной технологии с обоих сторон.
Стоит заметить, что все выше сказанное относится к пайке элементов, которые вставляются в отверстия на плате. Для пайки планарных деталей процесс немного более сложен, но реален. Планарные элементы занимают меньше места, но требуют более точного расположения «пятачков» для них.
Планарные элементы (конечно, не самые маленькие) даже проще для пайки в некотором роде, хотя для самодельных устройств уже придется травить плату, так как на макетной плате особого удобства от использования планарных элементов не будет.
Итак, небольшой, почти теоретический бонус про пайку планарных элементов. Это могут быть микросхемы, транзисторы, резисторы, емкости и т.д. Повторюсь, в домашних условиях есть объективные ограничения на размер элементов, которых можно запаять обычным паяльником. Ниже я приведу список того, что лично я паял обычным паяльником-шилом на 220В.
Для пайки планарного элемента уже не получится использовать припой на ходу, так как его может «сойти» слишком много, «залив» сразу несколько ножек. Поэтому надо предварительно в некотором роде залудить пятачки, куда планируется поставить компонент. Тут, увы, уже не обойтись без жидкого флюса (по крайне мене у меня не получилось).
Фаза 1
Капаете немного жидкого флюса на пятачек (или пятачки), берете на паяльник совсем немного припоя (можно без флюса). Для планарных элементов припоя вообще надо очень мало. Затем легонько касаетесь концом паяльника каждого пятачка. На него должно сойти немного припоя. Больше чем надо, каждый пятачек «не возьмет».
Фаза 2
Берете элемент пинцетом. Во-первых, так удобнее, во-вторых пинцет будет отводить тепло, что очень важно для планарных элементов. Пристраиваете элемент на место пайки, держа его пинцетом. Если это микросхема, то надо держать за ту ножку, которую паяете. Для микросхем теплоотвод особенно важен, поэтому можно использовать два пинцета. Одним держишь деталь, а второй прикрепляешь к паяемой ножке (есть такие пинцеты с зажимом, которые не надо держать руками). Второй рукой снова наносишь каплю жидкого флюса на место пайки (возможно немного попадет на микросхему), этой же рукой берешь паяльник и на секунду касаешься места пайки. Так как припой и флюс там уже есть, то паяемая ножка «погрузится» в припой, нанесенный на стадии лужения. Далее процедура повторяется для всех ног. Если надо, можно подкапывать жидкого флюса.
Когда будете покупать жидкий флюс, купите и жидкость для мытья плат. Увы, при жидком флюсе лучше плату помыть после пайки.
Сразу скажу, я ни разу не профессионал, и даже не продвинутый любитель в пайке. Все это я проделывал обычным паяльником. Профи имеют свои методы и оборудование.
Конечно, пайка планарного элемента требует куда большей сноровки. Но все равно вполне реально в домашних условиях. А если не паять микросхемы, а только простейшие элементы, то все еще упрощается. Микросхемы можно покупать уже впаянные в колодки или в виде готовых сборок.
Вот картинки того, что я лично успешно паял после небольшой тренировки.
Это самый простой вид корпусов. Такие можно ставить в колодки, которые по сложности пайки такие же. Эти элементарно паяются по первой инструкции.
Следующие два уже сложнее. Тут уже надо паять по второй инструкции с аккуратным теплоотводом и жидким флюсом.
Элементарные планарные компоненты, типа резисторов ниже, весьма просто паяются:
Но есть, конечно, предел. Вот это добро уже за пределами моих способностей.
Под занавес, пару дешевых, но очень полезных вещей, которые стоит купить в дополнение к паяльнику, припою, пинцету и кусачкам:
- Отсос. Изобретателю этого устройства стоит поставить памятник. Налепили много припоя или запаяли не туда? Сам припой, увы, обратно на паяльник не запрыгнет. А вот отсосом убирается элементарно. Одной рукой разогреваете паяльником место «отпайки». Второй держите рядом взведенный отсос. Как «оттает», нажимаете на кнопку, и припой прекрасным образом спрыгивает в отсос.
- Очки. Когда имеешь дело с ножками и проводами, может случиться, что разогретая ножка отпружинит, и припой с нее куда-то полетит, возможно, в глаз. С этим лучше не шутить.
Успехов в пайке! Запах канифоли — это круто!
Процесс соединения заготовок, в результате которого их материал не расплавляется, называется пайкой. То есть, материал не изменяет своих технических характеристик и качеств.
Пайка металлов происходит за счет смачивания поверхностей заготовок жидким припоем, которым заполняется зазор между двумя металлическими изделиями. При этом припой – это металл или сплав нескольких металлов, обычно олова и свинца.
Соединение с помощью пайки, без расплавления, дает возможность в будущем разъединить детали (распаять или перепаять заново), не нарушая их свойств. Качество пайки зависит от типов соединяемых металлов, от припоя и флюса, нагрева и вида соединения.
Преимущества и недостатки
К преимуществам процесса пайки можно отнести:
возможность соединять сталь с цветными металлами;- высокая технологичность процесса;
- возможность проводить паяльные операции в труднодоступных и неудобных местах;
- возможность соединять сложные по конструкции узлы и детали;
- процесс можно проводить не точно по контуру соединения, а по всей плоскости;
- нагрев при пайке обеспечивает термическую обработку металлических заготовок.
возможность соединять сталь с цветными металлами;Что касается недостатков пайки, основной – это невысокая прочность паяного соединения на отрыв и сдвиг за счет мягкости припойного металла. Сложно проводить операции, которые касаются высокотемпературной технологии.
Где применяется
После сварки пайка находится на втором месте по применению в категории стыковки металлов. А в некоторых областях производства она занимает главенствующую позицию.
К примеру, в производстве компьютеров, сотовых телефонов и другой IT-ной техники. Ведь мельчайшие детали этой техники требуют компактного контакта между собой.
Кроме этого пайка применяется для соединения медных трубок в производстве холодильников, теплообменников, при соединении твердосплавных деталей между собой, к примеру, режущие пластины к резцам.
При проведении кузовных работах проводится соединение деталей к тонким металлическим листам. Лужение тоже является частью процесса пайки, а эту операцию применяют для защиты различных конструкций от коррозии металлов.
В общем, можно сказать, что если в каких-то ситуациях нельзя соединить две металлические заготовки между собой сваркой, болтовым соединением, шпильками, клепками, клеем или другими способами, то на помощь приходит именно пайка металла.
Разновидности
Классификация пайки металлов достаточно сложна, потому что в каждой категории приходится учитывать большое количество различных параметров. Имеет значения тип припоя, способ нагрева, присутствует ли в зазоре давление или нет, как кристаллизуется паяный шов.
Но чаще всего разделение проводится по температуре расплавленного припоя. Это низкотемпературный процесс (до 450 ℃) и высокотемпературный (свыше 450 ℃).
Низкотемпературную пайку чаще всего используют именно в электронике, потому что сама технология достаточно проста и экономична. При этом появляется возможность паять мелкие детали, что актуально для этой промышленности. К тому же этим способом можно проводить соединение разнородных металлов и материалов.
Что касается высокотемпературной технологии, то она обозначается высокими прочностными характеристиками места стыка, такое соединение может выдержать даже ударные нагрузки и высокое давление.
В мелкосерийном производстве высокую температуру обеспечивают газовыми горелками или токами индукционного типа средней или высокой частоты.
В классификации процесса пайки есть еще одно разделение, в основе которого лежит тип припоя. Самый распространенный способ – использовать готовый припой.
Кстати, это не обязательно стержни из сплавов, это может быть специальная паста. Припой просто расплавляется и затекает в зазор между деталями. Здесь проявляется капиллярное явление. Силы поверхностного натяжения заставляют расплавленный металл проникать во все поры и трещины деталей.
Вторая позиция в этом разделении – реакционно-флюсовая операция, для чего используется цинкосодержащий флюс. По сути, между нагретыми кромками заготовок из металла и флюсовым материалом происходит химическая реакция, конечный результат которой и есть припой.
Способы нагревания
Паяльные материалы можно нагревать разными способами. Если говорить о домашнем применении процесса пайки металлов, то самый распространенный вариант – паяльник или горелка.
Первый инструмент используется, если необходимо провести низкотемпературный процесс, второй – если высокотемпературный. Разнообразие современных паяльников велико. Среди них есть устройства с автоматической регулировкой температуры и другими полезными функциями.
В производстве используются в основном другие технологии: печная пайка, с помощью индукционных нагревателей, с погружением в специальные ванны с металлом или солями.
Применяется нагрев электросопротивлением, когда припой и соединяемые заготовки нагреваются за счет протекания по ним электрического тока, и прочие.
Припои
В реализации пайки элементов важны припои. Изготавливают их из чистых металлов или их сплавов. При выборе обращают внимание на две основные их характеристики: смачиваемость и температура плавления. Первое свойство – это сцепление припоя с заготовками, где прочность соединения между ними становится выше, чем между молекулами самого припойного материала.
Что касается температуры, то тут есть одно требование – температура плавления припойного металла должна быть ниже, чем тот же показатель у заготовок. Поэтому припойный материал делится на две категории: легкоплавкие и тугоплавкие.
Первые – материалы на основе олова и свинца в чистом виде или с добавлением различных компонентов. Вторые – материалы на основе серебра или меди. Это медно-цинковые припои, которыми можно паять медные, бронзовые и стальные заготовки.
Серебряные марки считаются лучшими, у них высокие прочностные характеристики, поэтому их применяют для стыка деталей, работающих под вибрацией или ударами.
Кроме основных видов в промышленности используются и другие разновидности. К примеру, никелевые применяют для деталей, работающих при высоких температурах.
Золотые – для соединения золотых украшений или пайки трубок, работающих под вакуумом. Магниевые – для стыковки магниевых заготовок или деталей из сплавов этого металла.
Сам припой может быть изготовлен в виде стержней, пасты, порошка, таблеток, тонкой фольги, гранул различного размера.
Флюсы
Основное требование к качеству соединения – это физический контакт припоя с металлом двух деталей. Поэтому очень важно, чтобы на кромках заготовок не образовалась оксидная пленка.
Именно для этого в процессе пайки и применяют флюсы. Их основная задача – удалить старую пленку и не дать возможности образоваться новой.
Классификация флюсов основана на ряде различий по составу и свойствам. Они бывают:
- активные и нейтральные;
- с низкой температурой нагрева и высокой;
- твердые, пастообразные, жидкие, в виде гелей;
- на основе воды и безводные.
Из всех разновидностей, что сегодня используются для пайки металлов, самыми распространенными являются борная кислота и ее натриевая соль (бура), хлористый цинк, канифоль и ортофосфорная кислота.
Особенности паяния
Так как в промышленности реализуются разные проекты, то в процессе пайки могут участвовать разные металлы. Поэтому технологии пайки могут отличаться, а некоторых случаях ее применение крайне затруднено.
Сталь
Сразу надо оговориться, что стальные заготовки можно паять только припоями на основе олова. Цинкосодержащие материалы для этой операции не подходят за счет низкого смачивания. Вот технологическая карта проводимых этапов.
Кромки заготовок из металла очищают от грязи. Затем обрабатывают их наждачной бумагой или железной щеткой, удаляя тем самым оксидную пленку.
Проводится процесс обезжиривания с помощью любого растворителя. Заготовки стыкуются с зазором 2-3 мм. Производится нагрев паяльной лампой или другим нагревательным инструментом.
В зону нагрева добавляется флюс, а затем и припой. Обратите внимание, что последний должен нагреваться больше не от пламени огня, а от разогретых кромок заготовок. После окончания процесса с участка стыка удаляются остатки флюса и припоя.
Чугун
Соединять пайкой можно только серый чугун или ковкий, белый паять нельзя. Правила пайки чугуна основаны на решении двух проблем. Первая – плохая смачиваемость металла за счет большого в нем содержания графита.
Решается проблема просто. Надо перед пайкой обработать поверхности соединения борной кислотой. Вторая проблема – в процессе нагрева в металле происходят изменения его структуры, поэтому пайку чугуна рекомендуют проводить при температуре не выше +750 ℃.
Титан
Пайка титана одна из самых сложных. На поверхности этого металла расположен альфированный слой, который насыщен атмосферными газами. Его и придется удалить или с помощью травления, или пескоструйкой. И даже после этого на поверхности останется оксидная пленка.
Чтобы соединение стало качественным, пайку проводят или в вакууме, или аргоном, или специальными флюсами. Последний вариант не гарантирует высокое качество конечного результата. При этом необходимо строго соблюдать температурный режим, который варьируется для данного металла в диапазоне 800-900 ℃.
Что касается припоев, то здесь используют или серебряные, или алюминиевые. Оловянные и свинцовые припои применяют редко, потому что с самим титаном они соединяются плохо. Хотя если нанести оловянный слой или свинцовый на поверхность титановой заготовки, то можно гарантировать неплохое качество пайки.
Нихром
Пайка нихрома – самый простой процесс, потому что сам сплав (а это симбиоз хрома и никеля) является жаростойким и пластичным.
Температура его плавления в зависимости от добавок варьируется в пределах 1100-1400 ℃. То есть, для пайки можно использовать даже тугоплавкий припойный материал.
Пайка деталей из нихрома проводится при низкотемпературном режиме. Соединение сплава со сталью требует наличия высокотемпературного паяния. Многие мастера дома делают припои своими руками, смешивая вазелин (100 г), глицерин (5 г) и хлористый порошковый цинк (7 г).
Область применения пайки дает возможность соединять между собой детали из разных цветных металлов. Конечно, к выбору методов пайки надо подходить с позиции соответствия и технологии соединения, и правильного выбора расходных материалов.
Но, как показывает практика, в основе процесса лежит тип самих соединяемых заготовок, то есть, насколько высока их температура плавления.
Отталкиваясь от этого, и выбирается сам вид паяной операции. Ведь температура плавления припоя должна быть ниже, чем у металла соединяемых деталей. И нарушать этот закон нельзя ни в коем случае. Нарушили – получили некачественное соединение или, вообще, не получили спайки.
Пайка — это… Что такое Пайка?
ПАЙКА — ПАЙКА, см. паять. | Пай ка, пенз., вместо поди ка. Пайка, пск., твер. головомойка, нагонка. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 … Толковый словарь Даля
пайка — Ндп. напайка спайка припайка Образование неразъемного соединения с межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их плавления, их смачивания припоем (см. пп.5 и 18), затекания припоя в зазор (см. п.17) и последующей… … Справочник технического переводчика
пайка — ПАЙКА, и, жен. 1. см. паять. 2. Место, где спаяно, припаяно что н. II. ПАЙКА, и, жен. (прост.). То, что получено как паёк, в счёт пайка. П. табака. Хлебная п. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
ПАЙКА 2 — ПАЙКА 2, и, ж. (прост.). То, что получено как паёк, в счёт пайка. П. табака. Хлебная п. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
пайка — 1. ПАЙКА, и; мн. род. паек, дат. пакам; ж. Техн. 1. к Паять. П. проводов. 2. Запаянное место. На кастрюле была видна п. 2. ПАЙКА, и; мн. род. паек, дат. пайкам; ж. Разг. Часть, доля продукта, выданная по определённой норме (солдатам, заключённым… … Энциклопедический словарь
пайка — паяние; паек, рацион Словарь русских синонимов. пайка сущ., кол во синонимов: 5 • металлообработка (59) • … Словарь синонимов
ПАЙКА — ПАЙКА, процесс получения неразъемного соединения изделий из стали, чугуна, стекла, графита, керамики и др., находящихся в твердом состоянии, путем заполнения зазора между ними расплавленным припоем. Применялась уже в глубокой древности для… … Современная энциклопедия
ПАЙКА — (паяние) процесс получения неразъемного соединения материалов (стали, чугуна, стекла, графита, керамики и др.), находящихся в твердом состоянии, расплавленным припоем с его последующей кристаллизацией. По механизму образования шва различают пайку … Большой Энциклопедический словарь
ПАЙКА 1 — ПАЙКА 1, и, ж. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
Пайка — Пайка: процесс соединения деталей, при котором используют дополнительный расплавленный материал (припой) с температурой ликвидус ниже, чем температура солидус основного(ых) материала(ов), который смачивает поверхности нагретого(ых) основного(ых)… … Официальная терминология
Пайка — ПАЙКА, процесс получения неразъемного соединения изделий из стали, чугуна, стекла, графита, керамики и др., находящихся в твердом состоянии, путем заполнения зазора между ними расплавленным припоем. Применялась уже в глубокой древности для… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Пайка металлов появилась задолго до изобретения электрической сварки. Ее использовали в Древнем Риме и Вавилоне, о чем говорят археологические раскопки.
За это время технологии усовершенствовались, и появились новые виды пайки, в которых для нагрева металла используется электрический ток, пламя газовой горелки, энергия лазера или иные источники тепловой энергии.
Капиллярный
Капиллярный вид пайки – самый распространенный. Многие, применяя его, даже не подозревают о таком названии. Суть технологии заключается в следующем.
Припой расплавляют, он нагревается и заполняет собой пространство между двумя подготовленными деталями. Смачивание поверхности деталей и удержание припоя происходит во многом благодаря эффекту капиллярности.
Капиллярный вид пайки распространен в быту и на различных производствах. Для его проведения потребуется паяльник или горелка. По сути, любой вид пайки можно считать в определенной мере капиллярным, поскольку в каждом присутствует капиллярное смачивание поверхностей заготовок жидким припоем.
Диффузионный
Этот вид паяния отличается от остальных длительностью процесса, поскольку на диффузию требуется время.
Припой внутри зоны шва выдерживается при определенной температуре дольше, чем, скажем, при обычном капиллярном виде пайке. Соединение двух заготовок происходит за счет диффузии припоя и спаиваемых металлов.
Сам процесс диффузии заключается в проникновении молекул одного вещества в структуру другого вещества. Спайка происходит на молекулярном уровне и дает возможность получить более прочный шов.
Диффузионный вид требует строго соблюдения температурного и временного режима. Температура нагрева в зоне пайки всегда выше, чем температура плавления припоя.
Контактно-реакционный
Вид пайки под названием «контактно-реакционный» или «реактивный» означает процесс сплавления при контакте двух деталей из разных металлов.
Происходит фазовый переход металла из твердого в жидкое состояние с последующим отвердением и сплавлением. Часто такое соединение осуществляют через тонкую прослойку, которая нанесена на одну из заготовок гальваническим или иным способом.
Используются легкоплавкие материалы – эвтектики. Так можно соединить серебро и медь, где между деталями будет образован медно-серебрянный сплав. Проводят пайку олова и висмута, серебра и бериллия, графита и стали.
Можно спаивать алюминий с другими материалами через прослойку меди или кремния. Соединение получается прочным, время пайки занимает доли секунд.
Реакционно-флюсовой
В основе реактивно-флюсового вида пайки лежит химическая реакция, при которой из флюса при соединении с металлом образуется припой. Это хорошо видно, когда между собой соединяются алюминиевые детали.
Для их стыковки применяется флюс на основе хлористого цинка. При нагреве цинк начинает взаимодействовать с алюминием, превращаясь в металлический припой.
Он заполняет собой все пространство зазора, делая место зоны пайки прочным соединением. При этом очень важно точно соблюсти пропорции наносимого флюса. Его должно быть много, чтобы чистый цинк в необходимом количестве мог выделиться из флюсового порошка.
Иногда при этом виде пайки приходится добавлять цинковый припой в небольших количествах, как дополнение к основному процессу. Обычно это делают, если две заготовки соединяются внахлест.
Пайка-сварка
Такое название технология получила потому, что сам процесс очень сильно напоминает сварку металла с присадочным материалом (проволокой или порошком).
Но в данном случае вместо присадки используется припой. Этот вид чаще всего используют для того, чтобы заделать дефекты и изъяны на поверхностях металлических деталей (литых).
Сам процесс можно проводить разными способами:
- пайка в печах;
- окунанием в ванну с жидким припоем;
- сопротивлением с помощью электрического тока;
- индукционным способом;
- радиационным;
- с помощью паяльников и газовых горелок.
Некоторые виды появились сравнительно недавно, еще исследуются и дорабатываются.
В печах
Первый вариант обеспечивает равномерное распределение припоя по дефектным участкам детали и равномерное прогревание, что особенно важно, когда приходится паять крупногабаритные заготовки со сложной конфигурацией.
При этом разогрев в печи может проходить одним из многих существующих способов, начиная от нагрева пламенем, и до сложно технологических процессов, таких как индукция, электросопротивление.
Конструкция самих печей отличается друг от друга лишь подами, на которые укладывают паяемые заготовки. Для крупных деталей используются печи, в которых под не движется, а для маленьких – подвижные в виде конвейеров на роликах.
Главная задача этого вида пайки – создать внутри печи специальную газообразную субстанцию. Пайка в печах может быть полностью механизирована, что ведет к повышению производительности труда. А для производств с массовым выходом готовой продукции это идеальный вариант.
Применение индукции и сопротивления
Что касается индукционного вида, то для него используют токи высокой частоты. Электричество пропускается через спаиваемые детали, отчего они и нагреваются.
Здесь реализуются два способа пайки: стационарная и с перемещением детали или индуктора. В случае соединения крупногабаритных заготовок используется вторая технология.
Способ пайки сопротивлением чем-то схож с индукционным видом. Просто в этой технологии ток пропускается и через заготовки, и через паяльный элемент. То есть, соединяемые детали становятся частью электрической цепи.
Проводят такой процесс в электролитах или в специальных контактных машинах, действие которых очень похоже на стандартную электросварку. Контактные машины обычно используются в производствах, где необходимо паять между собой изделия из тонкого листового металла.
Пайка же в электролитах используется сегодня не часто за счет сложности настройки параметров технологического процесса. Ведь процесс проходит по принципу теплового эффекта, возникающего между катодом (спаиваемые детали) и анодом.
Вокруг заготовок образуется водородная оболочка, у которой очень высокое электрическое сопротивление. Отсюда и выделение большой тепловой энергии.
Погружение в ванну
Пайка с погружением проводится или в среде расплавленного припоя или в массе специальных солей. Последний вид пайки – это быстро проводимая операция за счет непосредственного нагрева заготовок от солей, которые выполняют функции и нагревательного элемента, и флюса. Что касается погружения в припой, то необходимо отметить возможность полного или частичного погружения.
Радиационный метод
Радиационный вид пайки производится за счет мощного светового потока, который формируется кварцевой лампой, лазером или катодным расфокусированным лучом.
Технология появилась относительно недавно, но показала, что таким способом можно достигать высокого качества пайки двух металлических заготовок. К тому же появилась реальная возможность контролировать процесс и по степени нагрева, и по временным срокам. При этом лазер удаляет оксидную пленку с припоя и с металла, что гарантирует высокое качество паяного шва.
Газовая оболочка в зоне соединения, образорванная за счет нагрева металлов, дает возможность при соединении не использовать флюсы. Поэтому, когда сегодня говорят о пайке без флюса, подразумевают лазерную технологию.
Горелка и паяльник
Что касается пайки горелками, то чаще всего применяются две технологии, которые, по сути, ничем не отличаются одна от другой. Происходит просто нагрев двух деталей и припоя, уложенного между ними в зазор.
В первом способе – за счет сгорания газа, во втором – за счет образования плазмы (это сгораемый газ, который движется тонкой струей с большой скоростью). Необходимо отметить, что способ с газовыми горелками считается универсальным.
Горелки, испускающие поток плазмы, работают при высоком температурном режиме. А это позволяет паять между собой детали из титана, молибдена, вольфрама и прочие тугоплавкие материалы.
Сложность этой технологии заключается в том, что настроить электрическую дугу под определенную температуру нагрева (до определенной точности) практически невозможно.
Пайка паяльником используется давно. Если еще 5-10 лет назад можно было говорить только об электрических приборах или нагреваемых от огня, то сегодня предложений куда больше.
Хотелось бы отметить паяльники, работающие от ультразвука. То есть, сам ультразвук имеет отношение к процессу пайки лишь с позиции разрушения оксидной пленки.
Поэтому и появилась возможность паять различные металлы в воздушном окружении без флюсовых материалов. Непосредственно пайка происходит от нагрева припоя.
Вакуумный
Пайка в вакууме и сегодня еще используется не всегда и не везде. Сложность данного вида заключается в том, что необходимо в зоне паяния создать разряженную атмосферу без воздуха.
Как известно, присутствующий в воздухе кислород является причиной образования оксидной пленки, которая покрывает собою металлические заготовки и припой.
Пленка очень тугоплавка, при пайке теряются температурные градусы для нагрева соединяемых деталей. Поэтому все ученые до сих пор и ищут способы, как удалить оксидное покрытие или провести процесс без него. Пайка в вакууме – один из таких вариантов.
Препятствуют внедрению вакуумного вида в производство такие факторы:
- низкая производительность процесса, потому что приходится нагревать каждую отдельную деталь;
- таким способом можно паять лишь заготовки небольших размеров;
- сложность создания станков и дополнительного оборудования;
- сложность проведения процесса пайки.
Однако если говорить о космосе, где отсутствует атмосфера, то вакуумный вид считается весьма перспективным.
Селективный
Нельзя сказать, что селективный вид пайки принципиально отличается от капиллярного. Точно также в нем применяют припой и нагрев. Но расплавляют припой только в выборочных местах (локальных точках), на которые планируется прикрепить элементы.
Селективную пайку применяют в основном для изготовления плат и выводов штыревых компонентов. Она схожа с волновым методом, применяемым для пайки smd-чипов.
Установка селективной пайки – оборудование, относящееся к категории полуавтоматов. Оно не дешевое, но экономит расходные материалы почти в десять раз, по сравнению с волной, поэтому распространяется все шире и шире.
Температурный режим и материалы
Классификация процессов пайки основывается на методах проведения операций, условиях, при которых получают соединения, и на видах расходных материалов. Понятия и виды пайки подробно описывает ГОСТ 17325.
Пайку называют высокотемпературной или твердой, если припой разогревается до температуры 450 ℃ и выше. В противном случае приходится иметь дело с низкотемпературным видом (мягким).
Для низкотемпературного вида применяют легкоплавкие припои. К ним относятся сплавы олова и свинца, висмута, галлия, индия. К тугоплавким принадлежат медно-серебряные, медно-цинковые припои.
В связи с повелением новых материалов и требований экологической безопасности, технологии пайки постоянно меняются. Свинцовые припои применяют все меньше, устанавливают дымоуловители, разрабатывают лазерное и ультразвуковое оборудование.
Немалую роль в развитии пайки играет внедрение роботизированных систем, позволяющих значительно ускорить работу.
Основы пайки. Что такое пайка?
Пайка – технологическая операция, заключающаяся в соединении твердых металлов с помощью жидкого присадочного металла (припоя). Нормальными условиями для ее реализации является температура меньшая температуры плавления металлов соединяемых в процессе деталей, при этом температура припаиваемого жидкого металла должна быть чуть больше его точки плавления, а температура деталей – равна температуре плавления припоя. Исполнение вышеперечисленных требований гарантирует такую степень подвижности припоя, которая качественно заполнит зазоры и щели между металлами, а также выполнит обтекание их наружных поверхностей.
Мягкая пайка — процедура соединения 2-х деталей припоем, с температурой 450 °С. Данное соединение реализуется методом адгезии
Твердая пайка — процесс соединения деталей с температурой припоя — более 450 °С. Соединение припоя с металлом в таком случае обуславливается 2-мя явлениями: адгезией, диффузией. Также необходимо отметить, что граничная температура 450 °С выбрана условно.
К числу достоинств паяных соединений относят малое расплавление соединяемых деталей, поэтому такие соединения проще поддаются ремонту. Пайка сегодня является одной из основных технологических операций по ремонту и сборке радиоэлектронных схем. Поэтому от качества ее выполнения зависит надежность работы техники.
К числу металлов, которые достаточно хорошо поддаются пайке, относятся медь, алюминий, и пр. Однако при спаивании разнообразных соединений следует производить тщательный подбор флюсов, присадок, припоев, оборудования и методики технологического процесса, поскольку использование каждого металла имеет свои характерные особенности. Медь затрудняет процедуру пайки, ввиду изменения свойств оксидных пленок, которые снижают прочность неразъемного соединения. Пайка алюминия осложняются двумя факторами: во-первых, алюминий также имеет тугоплавкую оксидную пленку, а также он характеризуется высокой теплопроводностью при достаточно низкой теплоемкости и высоком коэффициенте линейного расширения.
Соединение медных одножильных проводников производят в соответствии с технологическим процессом после того, каких концы соединены с двоичной скруткой, так, что в месте соприкосновения проводов появляется желобок. Место нагревают пламенем бензиновой лампы до значения температуры плавления самого припаиваемого металла. После чего необходимо с усилием растереть соединяемые поверхности палочкой, в ходе чего желобок очищается от внешних загрязнений, облуживается по мере нагрева. Таким способом производится запайка всего места соединения.
пайка — это… Что такое пайка?
3.2 пайка (brazing): Процесс, имеющий широкий диапазон применения, в результате которого осуществляется соединение деталей посредством термического воздействия. При этом не происходит расплавления основного материала, в то время как припой заполняет зазор между соединяемыми деталями по принципу капиллярного эффекта. Данный процесс соединения осуществляется при температуре плавления припоя не менее 450 °С.
2.38. ПАЙКА
Ндп. Напайка
Спайка
Припайка
Образование соединения с межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их плавления, их смачивание припоем, затекания припоя в зазор и последующей его кристаллизации
ГОСТ 17325
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ
1. Пайка
Ндп. Напайка
Спайка
Припайка
D. Löten
E. Brazing; Soldering
Образование неразъемного соединения с межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их плавления, их смачивания припоем (см. пп. 5 и 18), затекания припоя в зазор (см. п. 17) и последующей его кристаллизации
(Измененная редакция. title=»Изменение № 2, ИУС 4-91″)
3.1 пайка: Процесс соединения деталей, при котором используют дополнительный расплавленный материал (припой) с температурой ликвидус ниже чем температура солидус основного(ых) материала(ов), который смачивает поверхности нагретого(ых) основного(ых) материала(ов) и заполняет узкий зазор между соединяемыми деталями.
Примечания
1 Этот процесс в основном относится к металлам, но может также относиться к неметаллическим материалам. Химический состав припоя всегда отличается от состава соединяемых деталей.
2 Если процесс осуществляется без капиллярного эффекта, то он часто описывается как пайкосварка.
Смотри также родственные термины:
51. Пайка в активной газовой среде
D. Reduktionsgaslöten
E. Brazing in reducing atmosphere
53. Пайка в вакууме
D. Vakuumlöten
E. Vacuum brazing
Бесфлюсовая пайка с применением разреженного газа при давлении ниже 105 Па.
Примечание. Разреженный газ — по ГОСТ 5197-85
52. Пайка в нейтральной газовой среде
D. Schutzgaslöten
E. Brazing in protective atmosphere
Бесфлюсовая пайка с применением инертного газа или газа, нейтрального по отношению к паяемым материалам и припою в диапазоне температур нагрева, выдержки и охлаждения
60. Пайка в печи
D. Ofenlöten
E. Furnace brazing (soldering)
Пайка, при которой нагрев паяемых материалов и припоя осуществляется в печи
64. Пайка волной припоя
D. Schwallöten
E. Wave soldering
Пайка, при которой нагрев паяемых материалов, перемещаемых над ванной, и подача припоя к месту соединения осуществляются стоячей волной припоя, возбуждаемой в ванне.
Примечание. Под стоячей волной понимают состояние среды, при котором расположение максимумов и минимумов перемещений колеблющихся точек среды не меняется во времени
3.6.7 пайка деталей с предварительным нанесением припоя: Процесс, во время которого припой наносят на паяемую поверхность до пайки (например, осаждением, электролизом или осаждением из газовой фазы).
3.6.8 В приложении А приведено описание процессов пайки в зависимости от источников энергии, в приложении В приведены перечень эквивалентных терминов процессов пайки на русском, английском и французском языках и алфавитный указатель терминов процессов пайки на русском языке.
73. Пайка инфракрасными лучами
D. Infrarotlöten
E. Infra-red brazing (soldering)
Пайка, при которой нагрев паяемых материалов и припоя осуществляется инфракрасными лучами
76. Пайка нагревательными матами
D. Löten mit Wärmeplatten
E. Heated pads brazing (soldering)
Пайка, при которой нагрев паяемых материалов и припоя осуществляется тепловыделяющими элементами, вмонтированными в термостойкие гибкие покрывала
66. Пайка нагретым газом
D. Heißgaslöten
E. Hot-gas soldering
Пайка, при которой нагрев паяемых материалов и припоя осуществляется нагретым газом
75. Пайка нагретыми блоками
D. Blocklöten
E. Block brazing (soldering)
Пайка, при которой нагрев паяемых материалов и припоя осуществляется контактирующими с ними нагретыми массивными телами
58. Пайка паяльником
D. Kolbenlöten
E. Soldering with soldering iron
Пайка, при которой нагрев паяемых материалов и припоя осуществляется паяльником
3.6.6 пайка погружением: Процесс, во время которого паяемые детали погружают в ванну с расплавленной солью, расплавленным флюсом или расплавленным припоем.
63. Пайка погружением в расплавленную соль
D. Salzbadlöten
E. Saltbathbrazing; Flux-dip brazing
Пайка, при которой нагрев паяемых материалов и припоя осуществляется в ванне с расплавленной солью.
Примечание. Расплавленная соль может быть одновременно паяльным флюсом
62. Пайка погружением в расплавленный припой
D. Tauchlöten
E. Dip brazing (soldering)
Пайка, при которой нагрев паяемых материалов осуществляют в ванне с расплавленным припоем
79. Пайка под давлением
Пайка, при которой паяемые материалы находятся под давлением с целью уменьшения паяльного зазора
42. Пайка расплавлением полуды
Е. Reflow soldering
Пайка предварительно луженых заготовок или изделий без дополнительного введения припоя
3.6.4 пайка с добавлением припоя: Процесс, во время которого детали нагреваются в зоне соединения до температуры пайки и припой доводится до температуры плавления, главным образом, благодаря контакту с паяемыми деталями.
3.6.5 пайка с предварительной укладкой припоя: Процесс, во время которого припой помещают в область соединения до нагрева, а затем нагревают до температуры пайки вместе с паяемыми деталями.
72. Пайка световыми лучами
D. Lichtstrahllöten
E. Light rays brazing (soldering)
Пайка, при которой нагрев паяемых материалов и припоя осуществляется световыми лучами
70. Пайка тлеющим разрядом
Пайка, при которой нагрев паяемых материалов и припоя осуществляется тлеющим разрядом
71. Пайка электросопротивлением
D. Widerstandslöten
E. Resistance brazing (soldering)
Пайка, при которой нагрев паяемых материалов и припоя осуществляется пропусканием через них электрического тока
Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.
Пайка — это процесс соединения, используемый для соединения различных типов металлов плавлением припоя. Припой представляет собой металлический сплав, обычно изготавливаемый из олова и свинца, который плавится с помощью горячего железа. Утюг нагревают до температуры выше 600 градусов по Фаренгейту, который затем охлаждается для создания прочной электрической связи.
Содержание
Припой плавится с помощью тепла от утюга, подключенного к регулятору температуры.Он нагревается до температуры, превышающей температуру плавления около 600 градусов по Фаренгейту, которая затем вызывает его плавление, которое затем охлаждается, создавая паяное соединение.
Помимо создания прочных электрических соединений, припой также может быть удален с помощью инструмента для распайки.
Припой — металлический сплав, используемый для создания прочных постоянных связей; например, соединение меди в платах и соединения медных труб. Он также может поставляться в двух различных типах и диаметрах, без свинца и без свинца, а также может быть между.032 «и .062». Внутри сердечника припоя находится флюс, материал, используемый для усиления и улучшения его механических свойств.
Присадочные металлы, используемые в пайке, когда-то были на основе свинца (припой свинца), однако, в соответствии с правилами, припои на основе свинца все чаще заменяются бессвинцовыми припоями, которые могут состоять из сурьмы, висмута, латуни, меди, индия, олова или серебра ,
Иногда на месте стыка присутствуют такие примеси, как масло, грязь или окисление, флюс помогает предотвратить окисление и иногда может химически очищать металл.Используемым флюсом является канифоль , которая способствует механической прочности и электрическому контакту электрических соединений. Иногда также можно нанести «увлажняющий агент» для уменьшения поверхностного натяжения.
Существует три типа пайки, в которых используются все более высокие температуры, которые, в свою очередь, дают все более прочные соединения:
- Мягкая пайка (90 ° C — 450 ° C) — Этот процесс имеет самую низкую температуру плавления присадочного металла среди всех типов пайки при температуре менее 400 ° C. Эти присадочные металлы обычно представляют собой сплавы, часто содержащие свинец с температурами ликвидуса ниже 350 ° С.Из-за низких температур, используемых при мягкой пайке, он меньше всего термически нагружает детали, но не создает прочных соединений, и, следовательно, поэтому не подходит для применения в условиях механической нагрузки. Он также не подходит для использования при высоких температурах, так как этот тип припоя теряет прочность и плавится.
- Жесткая (серебряная) пайка (> 450 ° C) — Латунь или серебро является связующим металлом, используемым в этом процессе, и требует паяльной лампы для достижения температур, при которых металл припоя.
- Пайка (> 450 ° C) — Этот тип пайки использует металл с гораздо более высокой температурой плавления, чем те, которые используются при твердой и мягкой пайке. Однако, подобно твердой пайке, склеиваемый металл нагревается, а не плавится. Как только оба материала нагреваются достаточно, вы можете поместить паяльный металл между ними, который плавится и действует как связующий агент.
Паяльник — это ручной инструмент , используемый для нагрева припоя , обычно от электросети при высоких температурах, превышающих температуру плавления металлического сплава.Это позволяет припою течь между заготовками, которые необходимо соединить.
Этот паяльный инструмент состоит из изолированной ручки и остроконечного металлического железного наконечника. На хорошую пайку влияет чистота кончика вашего паяльника. Для поддержания чистоты пользователь будет держать паяльник и использовать влажную губку для очистки наконечника паяльника перед пайкой компонентов или выполнением паяных соединений.
В дополнение к паяльнику s старые присоски являются важной частью паяльной установки.Если применяется чрезмерный припой, эти маленькие инструменты используются для удаления припоя, оставляя только то, что нужно.
Паяльные пистолетыиспользуются в тех случаях, когда требуется больше тепла, поскольку утюги используют меньшую мощность. Этот инструмент используется для соединения витража, легкого листового металла и тяжелой электронной пайки. Когда вам нужно периодически паять, паяльный пистолет гораздо более практичен, так как он охлаждается намного быстрее.
,Что такое пайка? (с картинками)
Пайка соединяет два куска металла, например, электрические провода, плавя их вместе с другим металлом, образуя прочную связь. Многие люди используют эту технику в своей области, от электротехники и сантехники до ювелирных изделий и ремесел. В деликатной процедуре специальный материал, называемый припоем, течет по двум предварительно нагретым деталям и прикрепляет их посредством процесса, подобного сварке или пайке.
Пайка используется в электронике.Процесс пайки сложный и пугающий на практике, но легко понять в теории.Основные поставки включают паяльник, который представляет собой зубец металла, который нагревается до определенной температуры с помощью электричества, как обычный утюг. Припой, или проволока, часто представляет собой сплав алюминия и свинца и нуждается в более низкой температуре плавления, чем металл, который соединяется. Наконец, человек, выполняющий эту технику, нуждается в чистящей смоле, называемой флюсом, которая гарантирует невероятно чистые соединительные детали. Флюс удаляет все оксиды на поверхности металла, которые мешали бы молекулярному связыванию, позволяя припою плавно перетекать в соединение.
Пайка синим проводом.Первым этапом пайки является очистка поверхностей, сначала наждачной бумагой или стальной ватой, а затем расплавлением флюса на детали.Иногда флюс является частью сплава проволоки, в виде простой в использовании смеси. Затем оба куска нагревают выше температуры плавления припоя (но ниже собственной температуры плавления) с железом. При прикосновении к соединению этот точный нагрев приводит к тому, что проволока «течет» к месту с самой высокой температурой и образует химическую связь. Материал не должен капать или капать, а равномерно распределяться, покрывая весь сустав. Когда он остывает, он производит прочное, ровное соединение.
Когда в сантехнике используются медные трубы, они должны быть спаяны вместе.Могут быть спаяны различные металлы, такие как золото и серебро в ювелирных изделиях, медь в часах и часах, медь в водопроводных трубах или железо в витражах из свинцового стекла. Все эти металлы имеют разные температуры плавления, поэтому используют разные припои.Какой-то «мягкий» провод с низкой температурой плавления идеально подходит для подключения монтажной платы. Другой «твердый» припой, например, для изготовления браслета, нуждается в горелке, а не в паяльнике, чтобы получить достаточно высокую температуру. Инженеры-электрики и любители могут извлечь выгоду из изучения искусства и науки этого процесса.
Наждачная бумага, которая используется для очистки поверхностей перед пайкой.
Паяльники обычно используются для соединения проводов и электронных компонентов на печатных платах.
,- Программирование
- Electronics
- Что такое пайка и как вы используете инструменты для пайки?
Роджер Аррик, Нэнси Стивенсон
Припой (произносится как «пеленание») включает в себя материал под названием припой , который плавится при помещении на горячий предмет; расплавленный припой охлаждается и образует связь между двумя предметами. Ваш самый основной инструмент для пайки — это паяльник с паяльной станцией.
Паяльная станция удерживает ваш горячий паяльник и обеспечивает чистоту вашего припоя и устройства для чистки наконечника. Купите небольшой паяльник мощностью от 15 до 30 ватт для электроники и паяльную станцию. Также купите тонкий припой с сердцевиной канифоли диаметром 0,032 дюйма. Вы можете приобрести их в вашем местном Radio Shack и других местах.
Не используйте большой паяльник и большой 1/4-дюймовый кислотный сердечник для сантехники, которые обычно можно найти в магазинах товаров для дома. В противном случае вы можете повредить чувствительные электронные компоненты.Используйте припой на основе канифоли, чтобы сформировать связь в ваших проектах.
На рисунке 1 показан основной процесс пайки. Рисунок 2 увеличивает масштаб процесса.
Рисунок 1: Пайка требует правильных инструментов и небольшого навыка.
Рисунок 2: Вот пайка, крупный план.
Как спаять
Лучшая техника для пайки проста, поэтому повторите эту мантру: нагревайте металл, а не припой. Например, вы одновременно нагреваете металл контактного штыря и металл контактной площадки, а затем прикасаетесь кончиком припоя с сердечником канифоли к контактной площадке или контактному штырю, но не к утюгу.Если вы достаточно нагрели два металла (площадку и штифт), они нагреют припой, который затем быстро перетекает и на подушку, и на штырек компонента. Смотрите рисунок 3 для примера хороших и плохих паяных соединений.
Рисунок 3: Плохое соединение для пайки (слева) — и хорошее (справа).
Также важно знать, какой кусок припаять к каким другим. Например, подушка — это маленький медно-металлический пончик вокруг отверстия на плате, через который можно вставить контакт компонента.Трасса является одной из медных линий на печатной плате. Вы обычно припаиваете компонент к пэду, а не напрямую к трассе.
Когда нужно отменить ошибки припоя
Если вы допустите ошибку с припоем, вы будете рады узнать, что вы можете отменить плохой припой. Один из способов — просто разогреть испорченный припой, а затем сосать его с помощью присоски для припоя — насоса для удаления припоя, который вы можете приобрести.
Еще один способ удаления нежелательного припоя — использовать медную оплетку .Вы кладете оплетку на припой, который хотите удалить, и нагреваете его паяльником. Медная оплетка поглощает нежелательный припой. Затем вы выбрасываете использованную медную оплетку.
Десять советов для успешной пайки
Поскольку пайка является важным навыком, вам нужно быстро освоить основные методы. Вот несколько важных советов для хорошей пайки:
- Помните старую шутку о том, на каком конце паяльника держаться? Серьезно, паяльник может сжечь вас или вызвать пожар.Жидкий припой также может вызвать серьезные ожоги, поэтому всегда будьте осторожны при расплавлении припоя.
- Когда вы паяете что-то, оно будет оставаться горячим в течение многих минут. Всегда берите детали плоскогубцами, чтобы не обжечься даже после удаления паяльника.
- Купите правильный тип и ширину припоя, а также правильный паяльник и наконечник. Подумайте маленький наконечник и тонкий припой.
- Некоторые наборы для пайки включают учебные материалы, которые помогут вам овладеть искусством пайки.Хотя люди могут рассказать вам, как паять, хорошая пайка требует практического опыта. Потратьте время, чтобы припаять несколько дешевых тестовых компонентов к плате тестового прототипа, чтобы улучшить свою технику, прежде чем использовать свои навыки на более дорогих электронных деталях.
- Если ваш припой выглядит как кусочек ватной алюминиевой фольги, вы неправильно припаяли его. Припой должен выглядеть гладким и блестящим и должен цепляться за оба предмета (например, за штифт компонента или провод и площадку печатной платы), чтобы обеспечить хорошее соединение.
- Неправильная пайка (например, холодные паяные соединения) может привести к всевозможным проблемам, которые трудно отследить.
- Будьте осторожны, чтобы не применять паяльник в течение длительного времени. В противном случае вы можете повредить чувствительные компоненты или сжечь след платы. Вы должны быстро припаять, чтобы ваши компоненты или следы не оставались горячими слишком долго.
- Перед выполнением паяного соединения всегда следует выполнять механическое соединение.Например, убедитесь, что контакт компонента действительно касается стенки отверстия подкладки, прежде чем паять его. Это обеспечит быструю и бесперебойную пайку и поможет избежать «зацепления» паяного соединения со штифтом и разделения.
- Вы можете флюсовать перед пайкой, чтобы получить более чистый припой. Flux — пастообразное, жирное, маслянистое вещество, которое помогает очищать металлические поверхности, которые подвергаются пайке. Это также поможет вам получить гладкие паяные соединения, которые хорошо прилипают к поверхности булавки и прокладки.
- с сердцевиной из канифоли удобно расплавлять внутри припоя, поэтому расплавление обычно не требуется. Однако для грязного или старого паяного соединения, где флюс мог рассеяться, вы можете нанести немного флюса, чтобы помочь вам переделать старые паяные соединения и сделать их чистыми и гладкими снова. Вы можете приобрести небольшую банку с флюсом практически в любом магазине электроники.
- Только опыт подскажет вам, правильно ли вы паяли, поэтому попросите опытного друга по пайке проверить вашу работу.Это может сэкономить вам часы отладки позже.
Держите ваши инструменты для пайки в чистоте
Вы должны выполнить профилактическое обслуживание и регулярную чистку, чтобы продлить срок службы вашего паяльника. Не допускайте загрязнения наконечника паяльника. Пока ваш паяльник горячий, очищайте его часто чистящим средством и влажной губкой или бумажным полотенцем. Помните: грязный паяльник будет создавать ужасные паяные соединения.
Пока ваш паяльник горячий, вам может понадобиться олова с наконечником с припоем, чтобы он был блестящим и чистым, а также удалил шлак или канифоль.Окрашивание также помогает предотвратить окисление. Для лужения наконечника, нагрейте паяльник, а затем нанесите на него наконечник припоем. Ваш совет должен выглядеть как хром или серебро.
Всегда отключайте паяльник по окончании его использования, чтобы предотвратить окисление и выгорание наконечника.
Об авторе книги
Роджер Аррик — президент и основатель Arrick Robotics, производителя систем управления движением на базе ПК для различных научных приложений.Создание роботов — это его хобби и страсть. ,Основы технологии »Электроника Примечания
Пайка является ключевым процессом во многих отраслях промышленности, включая электронику, где она обеспечивает как электрическую проводимость, так и некоторую механическую прочность.
Учебное пособие по пайке включает в себя:
Основы пайки
Ручная пайка: как паять
Паяльники
Инструменты для пайки
Припой — что это такое и как им пользоваться
Пайка — секреты, как это сделать правильно
Паяные соединения
PCB припой резист
Смотри также: Техника пайки SMT для сборки печатных плат
Пайка является одним из ключевых процессов в производстве электронного оборудования.Пайка позволяет электрически соединять электронные компоненты и удерживать их на месте.
Соответственно, пайка лежит в основе конструирования и производства электроники для любителей и энтузиастов или студентов, а также для коммерческих организаций, производящих электронное оборудование в огромных масштабах.
Хотя пайка используется в различных отраслях промышленности, включая торговлю сантехникой, где она используется для соединения труб и уплотнения их, чтобы предотвратить утечку воды, и она используется в ювелирной торговле среди других, она является ключевой для электронной промышленности.
Типичная рабочая станция для паяльникаПроисхождение пайки
Концепция пайки известна очень давно. Некоторые серебряные припои были обнаружены на предметах, датируемых между 3000 и 2000 до н.э.
Более поздняя пайка, разработанная в 19-м веке для различных ремесленных применений, а затем с появлением радио и более поздней электроники в начале 20-го века она стала самостоятельной.
Первоначально использовался оловянно-свинцовый припой, но, поскольку вопросы свинца, связанные со здоровьем и общими экологическими условиями, стали вызывать все большую обеспокоенность, была внедрена технология бессвинцовой пайки.В Европе директивы RoHS требовали, чтобы электронные печатные платы были свободны от свинца к 1 июля 2006 года. Однако даже до этого многие страны и компании обращались к бессвинцовой пайке, часто в результате повторного давления.
Что такое припой
Неудивительно, что сама пайка лежит в основе пайки. Это материал, который плавится вокруг шва и затвердевает, обеспечивая механическую жесткость и электрическую проводимость.
Существует много различных типов припоя.По существу припой может быть определен как плавкий (то есть он может плавиться и снова становиться твердым) металлический сплав, используемый для создания постоянной связи между двумя или более металлическими предметами.
Припой представляет собой металлический сплав, температура плавления которого намного ниже, чем у основных компонентов, и таким образом его можно плавить при температурах, которые могут быть достигнуты относительно легко и без специального оборудования.
Припойможно использовать во многих областях, но интересующий тип электрических соединений должен иметь высокую степень электропроводности.Это также помогает, если оно устойчиво к коррозии, поскольку это будет означать, что соединения и их проводимость со временем будут ухудшаться.
Техника пайки
Для мелкой и крупной пайки используются разные методы. Трудоемкие схемы не могут быть использованы для крупномасштабного производства, где требуется высокая степень автоматизации для обеспечения требуемой пропускной способности, в то время как мелкомасштабное производство для коммерческих предприятий, а также создание прототипов и строительство домов и сооружений для любителей и студентов и т. Д. Требуют пайки. методы, которые не требуют крупномасштабных инвестиций и создания необходимых для массового производства.
Два основных подхода к пайке включают в себя:
- Массовое производство пайки: Массовое производство использует методы пайки, включая пайку волнами, и теперь более распространенные методы, такие как инфракрасное оплавление, когда компоненты монтируются на плате, и все компоненты спаяны одновременно.
- Мелкосерийное производство: Для мелкосерийного и домашнего строительства наиболее распространенным методом является ручная пайка с использованием паяльника и паяльной проволоки.Некоторый навык требуется, чтобы сделать аккуратные и эффективные суставы, но этому можно научиться довольно легко. Этот тип технологии пайки может использоваться для создания небольших проектов, пайки печатных плат, изготовления выводов и множества других приложений.
Инструменты для пайки
Очевидно, что основным требованием для пайки является сам паяльник. Есть несколько различных типов паяльника, которые можно купить, и фактическое железо будет зависеть от множества факторов, включая его спецификацию и стоимость.
Паяльники могут быть простыми утюгами, которые регулируют температуру посредством охлаждающего эффекта воздуха, или они могут иметь термостаты внутри, чтобы обеспечить контроль температуры. Наконец, на вершине диапазона находятся рабочие станции, которые часто называют блоком питания и самим утюгом. Они обеспечивают намного более высокие степени контроля температуры и установки температуры, которая будет использоваться.
Дополнительные инструменты для пайки
В дополнение к самому паяльнику помогает множество других инструментов.Очевидно, такие предметы, как кусачки, плоскогубцы и тому подобное. Существуют также другие инструменты, такие как «руки помощи», которые могут удерживать провод или компонент на месте, в то время как одна рука используется для паяльника, а другая — для пайки другого предмета. Держатели печатных плат также очень полезны при сборке печатных плат. Компоненты можно вставлять, а затем удерживать на месте, пока нижняя сторона запаяна.
Технология пайки является ключевым элементом электронной промышленности.Без пайки и технологии пайки электронная промышленность выглядела бы совсем иначе. Он обеспечивает уникальный и очень удобный метод соединения электронных компонентов друг с другом, а вместе с проводными и печатными технологиями позволяет создавать схемы и работать надежно.
Другие строительные идеи и концепции:
Пайка
SMT компонентная пайка
ESD — Электростатический разряд
Производство печатных плат
Сборка печатной платы
Вернуться в меню «Конструкционные методы»., ,
