Как сделать заземление паяльника
Как правильно паять паяльником
Автор: Владимир Васильев · Опубликовано 4 января 2015 · Обновлено 29 августа 2018
Приветствую вас, дорогие друзья! Вот посетила меня одна мысль, вот веду я свой радиолюбительский блог, а вот статей касающихся технологий все-таки маловато. Эта статья должна ситуацию несколько изменять.
Итак о чем же будет сегодняшняя статья?
Статья будет, как вы наверное догадались о технологии пайки, о том как лучше всего совершать сие действие, чтобы получилось качественно и надежно.
Кстати а вы читали о том как делать платы самостоятельно, настоятельно рекомендую. Кроме этого я задумал одну тему которая просто перевернет все с ног на голову [urlspan] не пропустите [/urlspan].
Я вспоминаю, как впервые попробовал припаять что-то. Для этих целей я взял большой отцовский паяльник ват на сто (этот паяльник имел вид топорика, отец им паял баки и ведра), кусок олова и какую-то скляночку с паяльной кислотой.
Так как у меня не было никаких знаний насчет этого действа, поэтому я решил импровизировать и естественно у меня ничего не получалось. Капля олова, что удалось мне наплавить ба байским паялом, никак не хотела прилипать к ножке здорового резистора, выдранного из старого телевизора. Запах испаряющейся кислоты вдарил мне в нос, но к моему изумлению это ни к чему хорошему не привело. Эх и намучился же я тогда, и вдобавок сделал себе несколько ожегов.
Так что читайте дальше и вам не придется обжигать пальцы и печально наблюдать на неудачно припаянное соединение.
Технология процесса
Технология сего процесса на самом деле очень проста, и во главе угла нужно лишь понимание всего того что именно происходит когда мы тычем паяльником в расплавленный припой. Ну что же начнем наверное по порядку.
Пайка — это процесс образования неразъемного соединения путем диффузии припоя (металла или сплава находящегося в расплавленном состоянии) в поры соединяемых металлов с последующей кристаллизации припоя.
Для соединения двух деталей посредством пайки нужно выполнить нагрев спаиваемых поверхностей, затем нужно обеспечить затекание расплавленного припоя в поры спаиваемых деталей.
Этому процессу может помешать грязь на поверхности деталей а также оксидная пленка, которая образуется на поверхности металла в присутствии воздуха. Поэтому любые спаиваемые детали должны быть тщательно зачищены, обезжирены. Если детали покрыты ржавчиной или просто грязные то расплавленный припой не сможет затечь туда куда оно должен затечь.
Итак у нас есть две металлические детальки, которые мы хотели бы соединить в одно целое изделие. Это может быть ножка резистора которую мы хотим впаять в монтажное отверстие в плате. Поэтому первым делом мы должны убедиться в чистоте процесса, плата должна быть чистой и обезжиренной так же как и выводы резистора. Хотя резистор как правило если он новый то не нуждается в дополнительной очистке.
Все бы хорошо, но на открытом воздухе на поверхности металла постоянно образуется оксидная пленка, и это нам может помешать. Об этом волноваться совершенно не стоит, так как с этим справиться нам поможет флюс.
Флюс — это вещество служащее для удаления оксидной пленки с поверхности металла, а также уменьшения поверхностного натяжения.
В качестве флюса в большинстве случаев нам подойдет канифоль, которую можно купить в большинстве магазинов радиодеталей. Канифоль это на самом деле обыкновенная смола, продается в маленьких баночках в твердом состоянии.
Я сказал в твердом, потому, что существует также СКФ — спиртоканифольный флюс, который продается в небольших флакончиках. Раствор канифоли в спирте можно сделать и самому в домашних условиях, а затем разлить во флакончики из под лака для ногтей, что очень удобно.
Итак для запаивания резистора в плату, нужно нанести немного флюса на спаиваемые поверхности. Для этого тычем разогретым паяльником в баночку с канифолью, наплавляя канифоли на жало столько сколько нужно (определяем это опытным путем, если переборщить то ничего страшного не произойдет, просто придется потом помучиться оттирая избытки флюса). Незамысловатым тычком переносим расплав смолы с жала паяльника на спаиваемы поверхности.
Для спаивания радиодеталей нам подойдет не любой паяльник. Паяльник должен быть маленьким (это просто удобно, так как современные радиодетали стремятся к постоянной миниатюризации), удобным и по возможности иметь регулировку температуры.
Теперь оксидная пленка больше не сможет образоваться на поверхности металлов. Следующим шагом нужно сформировать паяное соединение. Набираем на жало паяльника капельку припоя.
При пайке радиоэлектронной аппаратуры используется припой марки ПОС 61, температура плавления 190°С. В марке припоя число означает процентное содержание олова (получается 61% олово, остальное свинец). Чистым оловом паять нельзя, так как оно образует хрупкое соединение. Есть даже такое понятие как оловянная чума, можете погуглить по интернету и посмотреть видеоролики. Попросту говоря, это явление когда при воздействии низких температур олово рассыпается буквально на глазах.
Итак, для запайки резистора мы набираем капельку припоя на жало паяльника и небольшим тычком длительностью в 3 — 5 секунд касаемся спаиваемых деталей. Наша задача за такой короткий промежуток временя прогреть спаиваемые детали, добиться растекания припоя по поверхности деталей и постараться сформировать красивое паяное соединение.
Вот и вся технология, не сложно правда?
Так оно и есть вот только во всем этом процессе есть ряд нюансов, на которых я хотел бы остановиться по подробнее.
1. Температура пайки.
Вы наверное заметили, что я рекомендовал, касаться спаиваемых поверхностей радиодеталей не более 3-5 секунд. Это связано с тем, что в процессе длительного и чрезмерного нагрева некоторые радиодетали могут разрушаться. Может быть к резисторам это не так принципиально, а вот кремниевые транзисторы и диоды от этого могут очень пострадать.
Именно для этих целей рекомендуется использовать маломощные паяльники примерно 25Вт, либо вообще использовать паяльник с регулируемой температурой жала. Этот вариант на мой взгляд самый выигрышный по той причине, что мы убиваем двух зайцев. Бережем капризный радиоэлемент, а также обеспечиваем стабильную температуру плавления припоя.
Ведь если температура будет избыточной то припой придет в негодность, будет таким зернистым месивом на поверхности паяльника, что не способствует качественному паяному соединению. Ну если температура не достаточна, то сами знаете, припой не сможет расплавиться и соединения также не получится.
2. Заземление.
По возможности жало паяльника должно быть заземлено. Дело в том, что некоторые радиодетали в частности полевые транзисторы очень чувствительны к статическому электричеству.
Как известно разность потенциалов на синтетической одежде, может достигать 1000В, что может вывести полевой транзистор из строя. Я думаю будет печально если вы после долгого, кропотливого монтажа устройства, убедитесь в полной неработоспособности последнего по причине пробитого транзистора.
Паяльники современных паяльных станций имеют свое заземление, но что делать если в наличии имеется только паяльник типа ЭПСН 220В 25Вт? Я честно говоря редко когда этим заморачиваюсь, как-то всегда обходилось, но есть способ. Можно доработать паяльник, подключить жало паяльника с земляной шиной здания, либо кинув на батарею отопления, вот как-то так. Кстати наверное именно для этих целей на паяльниках ЭПСН имеется небольшое ушко на нагревательном элементе.
3. Металл спаиваемых деталей.
На поверхности алюминия оксидная пленка образуется практически мгновенно, поэтому сколько не зачищай алюминий запаять его будет оочень сложно. Для спаивания алюминия есть специальные флюсы, но я думаю основная задача при пайке алюминия должна заключаться в обеспечении изоляции металла от воздухе в процессе пайки.
На просторах интернета я слышал об одном способе спаивания алюминия, при этом спаиваемые детали погружаются в масло, тем самым изолируются от воздуха, затем зачищаются и спаиваются в большом количестве активного флюса.
4. Немного о флюсах.
При пайки различной электроники в 99% случаев используется обычная сосновая канифоль. Этот флюс хорош тем, что он абсолютно нейтрален. В отличие от паяльных кислот, таблеток аспирина он не оказывает коррозирующего воздействия на металл. Это означает что со временем паяное соединение не пострадает от ржавчины и не будет окислено.
Канифольный флюс даже допускается не отмывать, да от этого пострадает внешний вид паяного соединения (будет заляпано капельками припоя), но это говорит о том, что канифоль не оказывает никакого негативного воздействия на металл.
Есть еще один флюс, в основе которого вся та же канифоль это канифоль-гель. Этот флюс просто офигенно эффективный, позволяет запаять то что не удается запаять другими флюсами.
Продается в шприцах. Этот флюс мне очень понравился, хотя он немного и дороговат, но все относительно. Только его нужно обязательно отмывать, по причине его проводимости.
Я как-то собирал программатор и был очень сильно удивлен в процессе его наладки. Путем доскональной прозвонки пришел к выводу, что сигнал распространялся по голому диэлектрическому участку текстолита. Оказалось что не отмытая канифоль-гель давала такие проблемы, только когда отмыл флюс все пришло в норму.
Хочу посоветовать еще один удачный флюс, который кстати можно раздобыть в аптеке. Это обычный глицерин. Есть только один косяк, аптечный глицерин как правило продается в виде водного раствора. Так что перед использованием желательно выпарить воду, вот только не переусердствуйте с нагреванием. Я как то был свидетелем небольшого фейерверка, когда нагревая флакончик с глицерином отвлекся на вскипевший чайник. Хорошо, что жена с ребенком были не рядом 🙂
А на этом у меня все. Если вы надеялись прочитать в этой статье как паять баки, то вы немножко зашли не туда и вы ошиблись, вам стоит вернуться в поиск по гугл или яндекс.
Для тех кому статья показалась полезной, я хочу сказать что был рад стараться и рекомендую [urlspan] подписаться на обновления [/urlspan]. Так как дальше будет еще больше полезных статей.
Кстати если вам статья показалась не полной, то пожалуйста напишите в комментариях, о чем бы вы хотели еще узнать. Действительно я ведь могу что-то забыть, а в комментариях отвечу.
P.S. Друзья, у меня тут возникло несколько идей и мне очень нужно ваше мнение. Есть идея проведения конкурса. по разгадыванию кроссвордов, по нашей радиолюбительской тематике. Так что очень интересует ваше мнение, напишите пожалуйста в комментариях, стоит проводить конкурс именно в таком формате или стоит придумать что-то поинтереснее. Буду очень ждать ответов.
Ну чтож на этом у меня действительно все. Поэтому желаю вам успехов во всем, прекрасного настроения и реализации всех ваших планов.
Как правильно подготовить паяльник к работе
Лужение паяльника
Что такое лужение паяльника? Это когда на жало паяльника наносится припой, который покрывает медное основание жала для того, чтобы оно не сгорало при работе паяльника и было способно отдавать припой.
Медные жала
Лужение нужно делать только в том случае, если жало медное. 
Медные жала перед нагревом зачищают либо надфилем либо наждачной, чтобы удалить старые окислы и выгоревшую поверхность. 
Далее, медное жало паяльника окунают в припой с добавлением канифоли (или флюса) и таким образом паяльник залуживается и становится пригодным к работе.
Необгораемые вечные жала
Если у вас «вечное жало» с покрытием — его нет нужды залуживать как медное.
Главное правильно с ним обращаться, вовремя чистить и не делать грубых ошибок.
Медные жала хоть и обладают лучшей теплопроводностью, но со временем, они начинают терять форму и выгорать. А вот «вечные жала» имеют покрытие, которое защищает металлическое основании жала от деформации и выгорания.
Преимущества у вечного жала очевидны, но не все даже опытные радиолюбители хотят работать с ними.
Это происходит потому, что за «вечным жалом» нельзя точно так уже ухаживать, как и за медным.
Что нельзя делать с вечными жалами
Например, категорически нельзя необгораемые жала чистить от нагара надфилями или наждачками. 
Да, вы удалите частично нагар от воздуха и старого припоя, но вы повредите покрытие жала. И со временем, оно будет хуже принимать припой, а то и вообще покроется полностью черными окислами.
Как подготовить паяльник к работе
Итак, чтобы правильно подготовить паяльник с вечным жалом нужна губка для снятия припоя.
Или подойдет хб тряпка смоченная водой.
А также подойдет обычная вата, свернутая в комочек. Она хорошо убирает припой. И это все что нужно, если на паяльнике мало нагара.
Включите паяльник или станцию в сеть и дождитесь нагрева жала.
Кстати, температура пайки не должна быть выше 300 °C.
Если на жале есть старый припой — уберите его при помощи влажной губки или тряпки. 
Причем убирайте не долго, а быстро, всего за пару движений. И сразу же наносите свежий припой на чистое жало. 
Спешка связана с тем, что поверхность жала быстро покрывается окислами из-за воздуха под воздействием высокой температуры нагревателя.
На фото вы можете увидеть маленькую черную точку на поверхности жала. 
Это первые окислы, которые постепенно перейдут в большие черные пятна, к которым не будет липнуть припой.
Поэтому, не медлите и сразу же добавьте припой на паяльник.
Если вы используете новое жало, то оно сразу начнет обгорать, поэтому сразу добавляйте свежий припой на жало.
Когда влажная губка для снятия припоя не поможет
Губка или тряпка смоченные водой не помогут снять нагар с вечного жала. Эти поверхности и вода даже наоборот, ухудшают ситуацию.
Запомните важное правило — жало паяльника всегда должно быть с припоем. Исключение только одно — когда с платы или детали надо убрать лишний припой. Например, для качественного использования медной оплетки нужно чистое жало без припоя. 
Всегда на паяльнике должен быть припой. Он защищает поверхность жала от окислов, пока вы не пользуетесь паяльником и заняты другим делом. Когда же вам понадобится паяльник и свежий припой вы просто чистите жало от старого окисленного припоя со шлаками об смоченную водой губку или тряпку, и берете свежий припой.
Если все-таки на жале имеется большой нагар, из-за которого прибой не берется, то этот нагар можно удалить тремя способами.
Медная или металлическая тонкая стружка
Металлические стружки одновременно удаляют припой с поверхности жала и стирают слой нагара. Лучше всего подойдет медная стружка, которая продается в радиомагазинах, но также подойдет и бытовая металлическая губка.
Разница между ними в размерах стружки и в качестве. Медная стружка лучше удаляет припой и щадяще удаляет окислы с жала.
Использовать стружку очень просто. Достаточно окунуть жало в стружку и провести им несколько раз по всей площади. Окислы и припой останутся там.
Купание в припое и флюсе
Можно выжечь окислы при помощи большого количества припоя. Нужно «искупать» жало в большом количестве припоя и флюса. В безвоздушном пространстве внутри припоя окислы сгорят и поверхность жала очистится.
Скрутите несколько прутков припоя в один комочек и добавьте флюс или паяльную кислоту.
Теперь окуните паяльник в этот комочек и купайте его в нем. И делайте все это на деревянной дощечке или ненужной плате, чтобы температура не уходила от паяльника и помогала удалять окислы.
Спустя пару минут почистите жало об губку.
Если остались окислы — повторите процедуру вновь.
Активаторы для жал
Этот способ понадобится, когда уже все остальное не помогает и окислы ничем больше не удалить. Если жало вам еще понадобится, то вы можете попробовать активатор для жал. Он продается в интерне-магазинах для радиолюбителей или на AliExpress.
Достаточно окунуть жало в активаторы, и оно будет снова чистым. (инструкция может быть разной) Но не стоит злоупотреблять этим. Активаторы выделяют много вредных веществ, да и зачем его постоянно использовать, когда металлическая губка прекрасно удаляет небольшие окислы.
Как беречь жало паяльника и увеличить срок его службы
Чтобы жало служило долго и качественно и не деформировалось, придерживайтесь следующим рекомендациям:
Как сделать паяльник своими руками
Многие уверены, что в домашних условиях невозможно самому изготовить хороший паяльник, который не только не уступал бы заводским образцам, но и превосходил их. И это, конечно, правда, но с одной оговоркой: такая задача невыполнима только для тех, кто не владеет набором несложных технологических приёмов и хитростей. В этой статье я делюсь своим опытом и подробно рассказываю о домашних технологиях, делающих невозможное возможным.
1. Иногда проще сделать, чем купить
На фото не показан только электрический провод, маленький кусочек стеклотекстолита, а также сантиметров 10 любых ниток и капелька клея БФ. Все остальные использованные материалы на фото изображены.
2. Основные трудности при изготовлении паяльника
Чтобы паяльник служил долго и безупречно, он должен обладать необходимой механической прочностью, а его электрические соединения должны быть надёжными. При этом необходимо, чтобы нагреватель был изолирован от корпуса и жала (даже при низковольтном питании!). К надёжности этой изоляции также предъявляются высокие требования. Вдобавок следует позаботиться о теплоизоляции между нагревателем и ручкой.
3. Материалы для изготовления паяльника
После первого взгляда на фото с изображением материалов может показаться, что перед фотоаппаратом вытряхнули и аккуратно разложили содержимое мусорной корзины. Да, паяльник, описанный в данной статье, сделан из такого вот «мусора».
С выбором материала для ручки особо мудрить не пришлось. Ручка паяльника изготовлена из древесины. Это легкодоступный материал, который и обрабатывается легко, достаточно прочен, и обладает хорошими теплоизоляционными свойствами.
Потребуется мягкая листовая сталь толщиной около 0,5 мм. Небольшой прямоугольник сворачивается в цилиндр, который затем вставляется в корпус со стороны присоединения ручки и обеспечивает в этом месте необходимую прочность. Листовое оцинкованное железо продаётся в магазинах стройматериалов. Это мягкая сталь, вроде той, что используется в консервных банках. Она тоже легко режется и гнётся, но гораздо толще консервной, и поэтому детали из неё прочнее. Дефицитом не является, но в магазинах продают только большие листы. Одного такого листа хватит на тысячу паяльников. Впрочем, материал хорош для многих применений. Его в любом случае нужно иметь в домашнем хозяйстве.
4. Жалко не у пчёлки, или Каким должно быть хорошее жало
Здесь я хотел бы порекомендовать небольшую статью об основных секретах хорошей пайки. В ней рассказывается о физической сути процесса, о том, как смачивание, капиллярный эффект и поверхностное натяжение решают за нас большую часть задачи. Эти сведения очень полезны для начинающих, не помешают и продолжающим.
С формой рабочей поверхности разобрались. И теперь может быть даже непонятно, чего это я придираюсь к изготовителям паяльников с конически заточенными жалами, если жало можно переточить. Да, в том-то и дело, что не каждое жало предусматривает заточку. Те жала, которые я раскритиковал, часто имеют небольшую длину, и изготовлены не из меди. Вроде как, это некий якобы износостойкий необгораемый сплав. Может, с каким-то покрытием. Точить нет смысла ещё и потому, что сплав этот плохо смачивается припоем. То есть облудить такое жало очень непросто даже с применением лучших флюсов. И после продолжительных усилий, когда вроде бы уже всё получилось, жало облужено, вскоре припой на поверхности жала снова становится неровным, начинает понемногу собираться в капельки. Может, потому жало и не обгорает, что им нельзя пользоваться. Это как в той шутке: чтобы игрушки не ломались, не давайте их детям. Зачем тогда такой металл использовать для жала, если даже обычный железный гвоздь на эту роль подходит больше? Но может быть, я просто чего-то недопонимаю в новомодных жалах. Буду признателен, если кто-нибудь мне подскажет, в чём я не прав, если это так.
Ничего лучше самой обычной меди для жала я не могу посоветовать. Некоторые медные сплавы тоже хороши. Я же в своём паяльнике использовал для жала кусочек толстого обмоточного провода. Сначала жало было изготовлено с некоторым запасом по длине, затем я его слегка укоротил. Это связано с тем, что для жала с постоянной площадью сечения (не конус) существует предельно допустимое значение длины для заданного диаметра. Ориентировочно (не претендую на математическую точность!) длина внешней части цилиндрического жала (от кончика до края нагревателя) может достигать десяти диаметров. Превышение этого предела снижает эффективность жала по теплопередаче, в результате чего даже при мощном нагревателе сохраняется возможность паять только мелкие детали.
5. Основание нагревателя
Перед намоткой высокоомной проволоки слой изоляции должен хорошо просохнуть.
6. Изготовление нагревателя
Процесс намотки проволоки нагревателя особых комментариев не требует. На фото видно, как это было сделано. Первый слой намотан от тыльного конца основания нагревателя в сторону жала.
Витки желательно укладывать ближе друг к другу, но и не вплотную, оставляя между ними некоторое расстояние, чтобы вероятность короткозамкнутых витков оставалась минимальной. Проволока, конечно, старается размотаться, но нужно как-то не дать ей это сделать. Для этого годятся разные ухищрения.
Первый слой витков покрыт изоляцией точно так же, как было покрыто основание нагревателя. После этого клей опять просушен.
7. Изготовление выводов нагревателя
Далее готовый нагреватель был тщательно просушен. Сушить нагреватель паяльника можно, просто положив его куда-нибудь и забыв надолго о его существовании, или подав небольшое напряжение на его выводы для ускорения сушки. Во втором случае следует помнить о том, что слишком высокое напряжение может вызвать рост температуры до такого значения, при котором начнётся кипение силикатного клея. Пока клей не просохнет полностью, нельзя доводить температуру до точки кипения, иначе это приведёт к различным вспучиваниям и деформации изделия, что в итоге может испортить всю работу. Неровности на поверхности высушенного нагревателя можно устранить при помощи напильника и наждачной бумаги, приведя форму изделия к цилиндрической.
Измеряя сопротивление между основанием нагревателя и его выводами, можно в какой-то степени судить о завершении сушки. В моём случае это сопротивление после тщательной просушки нагревателя составляло 20-30 кОм. К этому времени опасности вскипания клея уже не было. После прогрева паяльника в рабочем режиме это сопротивление увеличилось до нескольких мегаом.
8. Изготовление корпуса и установка нагревателя
Корпус изготовлен из жести от консервной банки. Заготовка представляет собой прямоугольник, ширина которого зависит от диаметра нагревателя. В моём случае размеры заготовки составили 20,5 Х 80 мм. Ряды отверстий сделаны для уменьшения передачи тепла по корпусу в ручку.
Заготовка свёрнута в трубку на оправке подходящего диаметра. В полученную трубку вставлен нагреватель.
Нагреватель закреплён в корпусе путём плотного обматывания корпуса в области нагревателя стальной проволокой. Чтобы концы проволоки встретились, я сначала согнул её под прямым углом, отступив несколько сантиметров от начала, и уложил этот участок проволоки в щель между краями согнутой в трубку пластины корпуса в направлении от будущей ручки к жалу. Затем плотно намотал проволоку виток к витку в направлении от жала к ручке и соединил концы при помощи скрутки. Скрутку заправил в щель корпуса.
9. Особенности конструкции на стороне ручки
Внутри ручки паяльника температура уже не так высока, как возле нагревателя, поэтому выбор материалов и способов соединения деталей здесь существенно шире. Материалы можно использовать менее термостойкие, а электрические соединения допустимо выполнять при помощи пайки. Чтобы соединение выводов нагревателя с электрическим шнуром получилось жёстким, я вставил в корпус будущего паяльника между торчащими из него выводами прямоугольник из стеклотекстолита. Ширина прямоугольника выбрана так, чтобы он вставлялся с приложением значительных усилий и не болтался после установки.
10. Изготовление ручки
Ручка паяльника выстругана ножом из деревянного бруска без использования станков. Но сначала в бруске было просверлено отверстие. Если же сначала выстругать цилиндр, а потом сверлить в нём отверстие, то без использования станка будет очень непросто получить отверстие строго по центру. Гораздо проще сначала просверлить, а затем ровно обстругать заготовку вокруг уже имеющегося отверстия. Готовая ручка обработана наждачной бумагой.
11. Присоединение электрического шнура
12. Завершение сборки паяльника
Конечно, прежде чем присоединять шнур, я надел на него ручку. Далее оставалось только вкрутить корпус паяльника в ручку при помощи его импровизированной резьбы.
После соединения ручки с корпусом место выхода шнура из ручки дополнительно укреплено, чтобы шнур не болтался в ручке и посторонние усилия не передавались на соединения, находящиеся внутри.
Если жало входит в нагреватель слишком свободно, можно обернуть его полоской алюминиевой фольги. Медную фольгу лучше не использовать, чтобы не получить со временем на её месте окалину, мешающую вынуть изношенное жало. После испытаний я немного укоротил жало, доведя его наружную длину примерно до десяти диаметров. Уменьшение длины жала расширяет возможности паяльника и позволяет даже тонким жалом выполнять не самую мелкую работу.