""

Монтаж соединения с пайкой

Содержание

Соединение контактов и проводов пайкой

Пайка — процесс соединения металлов в твердом состоянии припоями, которые при расплавлении затекают в зазор, смачивают спаиваемые поверхности, а при охлаждении, застывая, образуют паяный шов.

Пайка выполняется при температуре ниже температуры плавления материалов соединяемых деталей. Вместе с тем температура припоя, с помощью которого осуществляется пайка, должна быть несколько выше точки его плавления, а температура соединяемых деталей должна быть близка к температуре плавления припоя. Соблюдение этого условия необходимо для получения такой подвижности припоя, которая обеспечивает заполнение зазоров в швах между контактными элементами и обтекание их поверхностей.

Хорошее качество соединения пайкой может быть выполнено лишь в том случае, если припой смачивает контактные поверхности соединяемых элементов, а также обладает высокими капиллярными свойствами и обеспечивает заполняемость зазоров между соединяемыми элементами.

Металлургический метод соединения деталей с использованием припоя, имеющего температуру плавления ниже 450°С, называют мягкой пайкой. Сцепление припоя с металлом происходит благодаря адгезии припоя к металлу. Следует заметить, что температура плавления припоя для мягкой пайки 450°С принята условно.

Выполнение контактных соединений с использованием припоя, имеющего температуру плавления выше 450°С, называют твердой пайкой. Соединение припоя с металлом в этом случае обусловливается как адгезией, так и диффузией припоя в металл.

При пайке почти не происходит расплавления соединяемых элементов, поэтому паяные соединения легче ремонтировать.

Пайкой выполняются соединения практически между любыми одинаковыми металлами или сочетаниями разных металлов.

К числу металлов, которые легко паяются, относится медь. Однако добавление к меди легирующих элементов затрудняет процесс пайки, так как наличие в меди примесей изменяет свойства окисных пленок, являющихся препятствием для образования надежного соединения. Наряду с этим примеси в сплавах меди реагируют в процессе пайки и образуют хрупкие соединения. В этой связи при выполнении контактных соединений следует тщательно выбирать флюсы и припои.

Пайка алюминия связана с двумя основными трудностями. Во-первых, на алюминии имеется тугоплавкая окисная пленка, во-вторых, алюминий обладает высокой теплопроводностью при сравнительно низкой теплоемкости и большим коэффициентом линейного расширения. Поэтому в процессе пайки алюминиевых контактных элементов нагрев должен быть локализован, выбор флюса следует производить в зависимости от легирующих присадок, введенных в металл.

Особенности различных соединяемых металлов или их сочетаний предопределяют как технологический процесс пайки, так и припои, флюсы, оборудование, применяемое при пайке.

Структура паяных контактных соединений

Пайка имеет много общего со сваркой плавлением но между ними имеются и принципиальные различия. Если при сварке основной и присадочный металлы находятся в сварочной ванне в расплавленном состоянии то при пайке основной металл не плавится.

Соединение пайкой в общем случае представляет собой комплекс металлургического и физико-химического процессов, протекающих на границе основного твердого металла с жидким металлом — припоем. В зависимости от физико-химических свойств основного материала и припоя, а также условий и режима пайки спай, образующийся между ними, имеет различное строение. Условием соединения основного металла с припоем, как известно, является адгезия. При смачивании чистой металлической поверхности припоем и последующем его затвердевании протекают следующие процессы.

Если компоненты, входящие в состав припоя, не взаимодействуют с основным металлом до растворения в нем, то между припоем и этим металлом возникают межкристаллитные связи. Прочность сцепления затвердевшего припоя с основным металлом близка к прочности собственного припоя. Это определяется тем, что припой заполняет все неровности и микроуглубления, образующие развитую поверхность сцепления, значительно превышающую кажущуюся поверхность контакта.

В том случае, когда при температуре пайки или при более низких температурах возможно растворение одного металла в другом, помимо межкристаллитных связей происходит диффузия атомов припоя в паяемый металл и наоборот. Взаимная диффузия припоя и паяемого металла чрезвычайно чувствительна к температуре. Поэтому развитие этого процесса зависит от температуры пайки и продолжительности нагрева. При определенных температурах паяемый металл и компоненты припоя образуют на границе соединения интерметаллические прослойки.

Структура контактного соединения, выполненного пайкой, представляет собой зону, состоящую из слоя литого припоя, равного зазору между соединяемыми элементами и окруженного с обеих сторон продуктами взаимодействия припоя с основными металлами — прослойками интерметаллического типа различного состава – и областями взаимной диффузии.

Структура паяного соединения: 1— соединяемые проводники; 2 — области коррозии; 3 — интерметаллические прослойки; 4 — припой; 5 — область диффузии

Пайка алюминиевых проводов

Соединение и ответвление однопроволочных проводов сечением 2,5 – 10 мм2 пайкой выполняются после того, когда концы жил предварительно соединены двойной скруткой так, чтобы в месте касания жил образовался желобок. Место соединения нагревают пламенем пропан-бутановой горелки или бензиновой лампой до температуры начала плавления припоя. Затем с усилием натирают поверхности соединения палочкой припоя, введенной в пламя. В результате трения желобок очищается от загрязнений и облуживается по мере прогрева соединения. Таким образом запаивается все соединение.

Соединение и ответвление однопроволочных проводов пайкой

Соединение, оконцевание и ответвление изолированных алюминиевых многопроволочных проводов пайкой производят после ступенчатой разделки контактных участков алюминиевых жил и предварительного их облуживания. Концы жил вставляют в специальные формы, располагая их в середине и по центру трубчатой части таким образом, чтобы они касались друг друга. На жилы надевают защитные экраны для предохранения изоляции соединяемых жил от действия пламени. При больших сечениях жил дополнительно используют охладители. Внутренние поверхности форм предварительно окрашивают кокильной краской или натирают мелом. Места ввода жил в форму уплотняют листовым или шнуровым асбестом для предотвращения вытекания припоя.

Перед пайкой направленным пламенем нагревают среднюю часть формы, затем в пламя через литниковое отверстие вводят пруток припоя, который, расплавляясь, заполняет форму до верха литникового отверстия.

На рисунке показано соединение, подготовленное к пайке. Разработан и используется способ пайки поливом припоя. При этом способе подготовленные жилы со скосами под углом 55° укладывают в. форму, оставляя зазор между ними примерно 2 мм, остальные операции подготовки жил к соединению аналогичны выполняемым при соединении сплавлением.

В тигле расплавляется и нагревается примерно до 600°С (во избежание быстрого охлаждения) 7—8 кг припоя. Между тиглем и местом заливки припоя устанавливают лоток для стекания припоя, который крепят к голым частям жил. Припой заливается в форму через литниковое отверстие до тех пор, пока не произойдет сплавление торцов жил и заполнение формы. Припой рекомендуется помешивать и счищать окисную пленку с торцов жил скребком. Длительность пайки не превышает 1 – 1,5 мин.

Многопроволочные жилы с установленными на них формами, подготовленные к пайке: 1 — изоляция жилы, 2 — защитный экран, 3 — форма, 4 — жила, разделенная ступенчато, 5 — асбестовое уплотнение.

Соединение алюминиевых жил кабеля пайкой поливом расплавленного припоя: а — общий вид процесса пайки, б — шаблон для оформления концов жил; в — готовое соединение, 1 — припой, 2 — места пайки

Пайка медных проводников

Технология соединения и оконцевания медных жил пайкой одинакова. Пайка жил сечением 1,5 – 10 мм2 производится паяльником, а сечением 16 – 240 мм2 — пропан-бутановой горелкой или паяльной лампой; процесс пайки заключается в погружении в расплавленный припой или поливе места пайки расплавленным припоем.

Соединение и ответвление медных жил сечением до 10 мм2 пайкой выполняется после подготовки их контактных концов. Жилы скручиваются, покрываются канифолью, место пайки подогревается паяльником с расплавлением припоя в месте пайки или путем погружения соединения в ванночку с припоем. После того как место соединения смочено припоем и им заполнены зазоры между спаиваемыми концами, подогрев соединения прекращается.

Соединение и ответвление медных жил сечением 4 – 240 мм2 пайкой с применением контактной арматуры выполняется способом полива. Для этого припой в графитовых или стальных тиглях разогревают в электрической или газовой печи до температуры 550—600 о С.

Подготовленные к соединению или оконцеванию жилы предварительно облуживаются, а потом вставляются в гильзу или наконечник. Стык жил проводов располагается в середине гильзы. При оконцевании жила вставляется в наконечник таким образом, чтобы ее конец находился заподлицо с торцом трубчатой части наконечника. Во избежание вытекания припоя на жилу между концом гильзы (наконечника) и краем изоляции подматывают асбест. Соединение при пайке располагается горизонтально. Полив припоя продолжают до заполнения объема между жилой и наконечником, но не более 1,5 мин. По окончании пайки следует немедленно (пока не остыл припой) протереть гильзу тканью, смоченной паяльной мазью, сгоняя и разглаживая при этом подтеки припоя.

Соединение проводников из разнородных металлов пайкой производится по той же технологии, что и соединение двух алюминиевых жил. При подготовке концов алюминиевых жил для пайки выполняется скос их концов под углом 55 о либо ступенчатая разделка, после чего концы облуживаются. Пайка ведется непосредственным сплавлением в форме или поливом предварительно расплавленным припоем. Соединение и ответвление алюминиевых многопроволочных и однопроволочных жил может выполняться и в медных луженых гильзах.

Читайте также:  Бесконтактный датчик включения света

Соединение деталей пайкой

Соединение деталей пайкой – неразъемное соединение, заключающееся в том, что неразъемное соединение материалов получают с помощью расплавленного промежуточного металла (припоя), плавящегося при более низкой температуре, чем соединяемые детали.

Соединение материалов происходит в результате диффузии припоя и основного материала путем смачивания, растекания и заполнения зазора между ними расплавленным припоем и сцепления их при кристаллизации шва (рис. 1).

Рис. 1. Паяные соединения: а – встык; б – внахлестку; в – встык со скошенными кромками; г, д – внакладку; е, ж – припаивание фланцев; з – в шпунт

В зависимости от температуры в контакте соединяемых материалов пайка подразделяется на низкотемпературную – 450° С и высокотемпературную – выше 450° С. Нагрев может производиться паяльником, токами высокой частоты, в печах, в пламени газовой горелки и т. д.

Припои характеризуются температурой начала и конца плавления (рис. 2).

Рис. 2. Классификация и виды припоев по температуре плавления

В качестве припоев используются цветные металлы и их сплавы, которые в зависимости от температуры плавления подразделяются на мягкие и твердые.

Мягкие припои, имеющие температуру плавления не выше 400-450° С, обладают невысокой механической прочностью, твердые припои – температура плавления свыше 450° С – имеют высокую механическую прочность.

В качестве мягких (легкоплавких) припоев применяют оловянно-свинцовые, висмутовые, кадмиевые и другие сплавы. Наиболее низкотемпературные припои содержат индий, висмут и кадмий с температурой плавления 70-145° С.

Основные материалы мягких припоев – сплавы олова и свинца. Их обозначение (например, ПОС 61) расшифровывается так: П – припой, ОС – оловянно-свинцовый, 61 – содержание олова в процентах. Основные характеристики мягких припоев и область их применения приведены в табл. 1 — 3.

Таблица 1. Свойства и назначение олова

МаркаХарактеристика, назначение
ОВ4-000Особо чистое, для полупроводниковой техники
О1 п.ч.В пищевой промышленности, для лужения жести
О1Для лужения жести, изготовления припоев
О2Для изготовления баббитов, припоев, труб, фольги,

лужения кухонной утвари

Таблица 2. Припои оловянно-свинцовые (ГОСТ 21930-76)

МаркаТемпература

плавления, °С

Удельное электрическое

ρ·10 е , Ом·м

Теплопроводность,

Вт/(м·°С)

δ, %
Бессурмянистые
ПОС 902200,1205540
ПОС 611900,1395046
ПОС 402380,1594252
ПОС 102990,2003544
ПОС 61М1920,1434940
ПОСК 50-181450,1335540
Малосурьмянистые
ПОССу 61-0,51890,1405042
ПОССу 50-0,52160,1494855
ПОССу 40-0,52350,1694250
ПОССу 35-0,52450,1724247
ПОССу 30-0,52550,1793845
ПОССу 25-0,52660,1823845
ПОССу 18-0,52770,1983545
Сурьмянистые
ПОССу 95-52400,1454646
ПОССу 40-22290,1724248
ПОССу 35-22430,1793840
ПОССу 30-22500,1823440
ПОССу 25-22600,1853835
ПОССу 18-22700,2063435
ПОССу 15-22750,2083435
ПОССу 10-22850,2083430
ПОССу 8-32900,2073443
ПОССу 5-13080,2003540
ПОССу 4-62700,2083415

Таблица 3. Области применения оловянно-свинцовых припоев

МаркаПрименение
ПОС 90Лужение и пайка швов пищевой посуды и медицинской аппаратуры
ПОС 61Лужение и пайка электроаппаратуры, точных приборов

с высоко герметичными швами, где не допускается перегрев

ПОС 40Лужение и пайка электрорадиоаппаратуры, деталей из

оцинкованного железа с герметичными швами

ПОС 10Лужение и пайка контактных поверхностей

электрических аппаратов, приборов, реле

ПОС 61МЛужение и пайка медной проволоки, печатных проводников

в кабельной промышленности, электро-

и радиоэлектронной промышленности

ПОСК 50-18Пайка деталей, чувствительных к перегреву
ПОССу 61-0,5Лужение и пайка электроаппаратуры, обмоток электрических машин,

оцинкованных радиодеталей при жестких требованиях к перегреву

ПОССу 50-0,5Лужение и пайка авиационных радиаторов, пайка

пищевой посуды с последующим лужением оловом

ПОССу 40-0,5Лужение и пайка жести, обмоток электрических машин,

пайка радиаторных трубок, холодильных агрегатов,

оцинкованных деталей

ПОССу 35-0,5Лужение и пайка свинцовых кабельных оболочек,

электротехнических изделий неответственного назначения

ПОССу 30-0,5Лужение и пайка листового цинка, радиаторов
ПОССу 25-0,5Лужение и пайка радиаторов
ПОССу 18-0,5Лужение и пайка трубок теплообменников,

электрических ламп

ПОССу 95-5Пайка трубопроводов, работающих при повышенных

температурах

ПОССу 40-2Лужение и пайка холодильных установок,

тонколистовой упаковки; припой широкого назначения

ПОССу 30-2Лужение и пайка в холодильном и электроламповом

производстве, абразивная пайка

ПОССу 18-2

ПОССу 10-2

Пайка в автомобилестроении
ПОССу 8-3Лужение и пайка в электроламповом производстве
ПОССу 5-1Лужение и пайка деталей, работающих при

повышенной температуре

ПОССу 4-6Пайка белой жести, лужение и пайка деталей с закатанными и

клепаными швами из латуни и меди шпатлевка кузовов автомобилей

Твердые припои выполняют на серебряной основе (например, ПСр 72, где 72 – содержание серебра, %) или на меднолатунной и медно-никелевой основах. Серебряные припои применяют для пайки черных и цветных металлов, кроме сплавов алюминия и магния, а припои на медной основе – для пайки углеродистых и легированных сталей, никеля и его сплавов. Основные свойства твердых припоев приведены в табл. 4. В качестве твердых (тугоплавких) припоев применяют в основном три вида припоев: медно-цинковые ПМЦ и латунь Л-62, серебряные ПСР и медно-фосфористые марки ПМФ, обладающие хорошей жидкотекучестью и обеспечивающие высокое качество пайки.

Таблица 4. Свойства серебряных припоев (ГОСТ 19738-74)

МаркаТемпература

плавления, °С

Удельное

мкОм·см

Плотность,

г/см 3

МаркаТемпература

плавления, °С

Удельное

мкОм·см

Плотность,

г/см 3

ПСр 727792,110ПСр 1564020,78,5
ПСр 507792,59,3ПСр 405907,09,25
ПСр 707154,19,8ПСр 37,572537,28,9
ПСр 656958,69,45ПСр 6265025,59,6
ПСр 45665109,1ПСр 2330420,411,4
ПСр 257407,78,7ПСр 2,529521,411
ПСр 12М7937,48,3ПСр 223516,79,5
ПСр 108227,38,4ПСр 1,527319,110,4
ПСр 716454,39,8

Флюсы применяют для повышения качества пайки. Флюсом называют химически активное вещество, которое обладает способностью очищать в месте пайки соединяемые поверхности деталей и припоя от оксидов, предотвращения образования оксидов в процессе пайки, снижения поверхностного натяжения припоя и т. д. Флюс способствует лучшему затеканию расплавленного припоя в зазоры между соединяемыми деталями.

В качестве флюсов применяют смеси солей, растворы некоторых солей, кислот и органических соединений. Роль флюса при пайке могут выполнять также специальные газовые среды. Различают флюсы для легкоплавких и тугоплавких припоев, а также для пайки алюминиевых сплавов, коррозионно-стойких сталей и чугуна. Флюсы для мягких припоев – это хлористый цинк, нашатырь, канифоль, пасты и др. Флюсы для твердых припоев – это борнокислый натрий (бура), борная кислота и некоторые другие вещества. Большинство флюсов поступает в готовом для применения виде, а хлористый цинк (травленая кислота) готовят из технической соляной кислоты и металлического цинка, беря их в определенном соотношении. Флюсы увеличивают жидкотекучесть припоев при пайке.

Расчет на прочность паяных соединений производят по методике, изложенной для сварных соединений.

где А – площадь среза припоя.

Допускаемые напряжения на срез для оловянисто-свинцовых припоев [τ‘ ] = 20 ÷ 30 МПа, для медноцинковых припоев [τ‘] = 175 ÷ 230 МПа.

Технология пайки проводов: последовательность выполнения

Каждому приходилось сталкиваться с проблемой разрыва проводов в технике. Обращаться с такой мелочью в мастерскую нерезонно, проще освоить технику пайки, что поможет осуществлять ремонт бытового оборудования в домашних условиях.

Суть технологии

Существует несколько методов пайки проводов, но для начинающих рекомендуется ручной способ. Такой вариант подходит для соединения металлических проводников, для пропилена и других пластиков используется другая технология.

Процесс пайки абсолютно доступный и понятный. Соединяемые концы обрабатываются специальным веществом, после чего фиксируются с помощью припоя. Температура плавления припоя должна быть ниже, нежели металлов, которые использованы в проводниках. Качественная спайка выдерживает вес, превышающий материал проводников.

Временем пайки считается период от разогрева припоя до полного его застывания. Общая продолжительность создания одного соединения составляет 4-5 минут.

Что понадобится для пайки

Для спаивания проводов понадобится паяльник, припой и флюс. Выполнять работы лучше на деревянной подставке. Для паяльника нужно заранее подготовить подставку, чтоб горячее жало не повредила поверхность стола.

Для зачистки подойдёт любой скребок, использовать наждачную бумагу с камешками крупной фракции нельзя. Перед выполнением работ поверхности нужно обезжирить, поэтому стоит подготовить ещё спиртовой раствор и ватные диски или палочки.

Для удобства следует приготовить также пинцет, защитные очки. Первый инструмент поможет состыковать тоненькие элементы, а очки предупредят травмирование глаз. В процессе пайки могут отскочить раскалённые пружинки или провода, что повлечёт разные проблемы. Защита обеспечит мастеру безопасность.

Последовательность выполнения пайки проводов

Технологический процесс спаивания двух металлических тонких проводников состоит из следующих этапов.

1. Зачистка поверхностей проводников, удаление коррозии, других загрязнений. Процесс выполняется аккуратно до блеска металла. Любой сторонний налёт сделает соединение ненадёжным.

2. Зачищенные концы проводников покрывают флюсом. Это специальное вещество, которое хорошо удаляет фрагменты окисла, а также предотвращает окисление проводов в процессе эксплуатации. При выборе флюса предпочтение стоит отдавать твёрдым и пастообразным веществам, жидкость в этом деле малопригодна.

3. С помощью паяльника расплавляется припой и ровным тонким слоем наносится на концы проводников. Припой должен хорошо соединиться к металлу.

4. Соединить провода временной скруткой или с помощью пинцета. В качестве альтернативы можно использовать тиски.

5. Нанесение флюса на стыковку для предупреждения образования ржавчины под припоем.

6. Расплавить паяльником припой и распределить вещество вокруг состыкованных концов проводников. Если фиксация оказалась слабой, рекомендуется подобрать другой вид припоя.

Завершаются работы очисткой жала паяльника и обработкой его неактивным флюсом (если оно луженое). Флюсованный инструмент поможет в дальнейшем выполнять качественную пайку. Хранить паяльник рекомендуется в закрытой коробке.

Популярные вопросы

Чем нужно зачищать концы проводов?

Использовать грубые абразивы для зачистки не рекомендуется. Их частицы застревают в поверхности, удалить полностью не представляется возможным. А при эксплуатации абразивы провоцируют развитие процесса окисления. Качественную зачистку обеспечат: скребок, нож, напильник, надфиль. При работе с токопроводящими проводами рекомендуется предварительно покрыть их активированным флюсом, остатки которого следует удалить по окончании пайки.

Какой мощности выбрать паяльник для бытовых нужд?

Мощность определяет функции инструмента. Если основная часть работ планируется с профилями и толстыми проводниками, то подойдёт устройство до 65 Вт. Пайку проводов диаметром до 0,6 мм осуществляют паяльником до 25 Вт.

Играет ли роль способ скрутки на прочность и функционал соединения?

Каждый способ имеет своё предназначение:

• простые скрутки подходят для одножильных и многожильных проводов, но их предварительно следует очистить от изоляционного слоя;

• бандажные соединения используются при работе с толстыми токоведущими проводами;

• желобковые выполняются с проводниками, имеющими легкоплавкую изоляцию;

• простая, но последовательно выполненная скрутка (британская) применяется для соединения токоведущих кабелей, имеющих сечение до 1,4 мм2.

Сколько времени нужно греть припой?

Некоторые при пайке берут припой на паяльник. Делать этого не нужно. Достаточно установить припой над скруткой проводников и прогреть его, едва касаясь жалом. Достаточно 3-4 секунды для плавления вещества.

По каким признакам можно понять, что пайка выполнена удачно?

На успешно выполненную работу указывают следующие признаки:

• слой припоя должен покрывать все концы проводников;

• цвет пайки должен быть блестящим, а не матовым;

• при механическом воздействии (лёгком!) соединение сохраняет целостность.

Требуется ли какая-либо подготовка нового паяльника к работе?

Да, жало нового инструмента необходимо очистить от окиси и покрыть оловом. Наконечник после нагрева трут о нашатырный камень, после чего расплавляют на нём каплю припоя. Завершается подготовка паяльника обычной чисткой жала.

–>Лудим, паяем, iPedы починяем –>

Пайка электромонтажных соединений

Основным требованием, предъявляемым к электромонтажным паяным соединениям, является обеспечение низкого переходно­го сопротивления и высокой надежности.

Пайка почти всех электромонтажных соединений РЭА осуще­ствляется тремя способами:

1) вручную электропаяльником;
2) погружением в расплавленный припой с использованием специального оборудования;
3) волной расплавленного припоя.

Работа электромонтажника в настоящее время осложняется воз­росшей плотностью монтажа. В современной РЭА плотность толь­ко самих монтажных соединений составляет 10. 15 соединений на 1 см 2 .

Применение фольгированных диэлектриков с улучшенными прочностными характеристиками позволило резко сократить за­зоры между печатными проводниками (до 0,25 мм) и уменьшить контактные площадки (до 0,3 мм по ширине). В связи с ограни­ченной термостойкостью элементов печатного монтажа приходится снижать температуру пайки, поддерживая ее в узком интервале, а также сокращать время пайки.

Большая плотность монтажа обусловливает ограничение раз­меров соединений и ужесточение требований к точности их вы­полнения и обеспечению стабильности свойств.

Пайка монтажных соединений электрическим паяльником дол­жна обеспечивать высокое качество и надежность электрического контакта, а также необходимую прочность паяного соединения.

Марка припоя и флюса для пайки монтажных соединений вы­бирается в зависимости от металлов, подвергаемых пайке, допус­тимого нагрева паяемых деталей, конструктивных требований и условий эксплуатации деталей и узлов.

Основными критериями при выборе электропаяльника явля­ются:

максимальная рабочая температура;

теплоемкость наконечника и время его повторного разогрева;

масса и теплоемкость паяемых (соединяемых пайкой) деталей.

Следует иметь в виду, что рабочая температура и теплоемкость тесно связаны с мощностью и конструкцией паяльника.

Максимальная рабочая температура выбирается с учетом уста­новившегося теплового режима, когда количество теплоты, вы­деляемой нагревательной обмоткой, равно количеству теплоты, теряемой в окружающую среду. Рекомендуемая максимальная тем­пература наконечника должна быть на 50. 70 °С выше температу­ры плавления припоя.

Теплоемкость наконечника является показателем количества теп­лоты, запасенной в нем для выполнения пайки. Это количество теплоты должно быть передано от наконечника паяльника к мес­ту соединения деталей за определенное время, которое обычно не превышает 3. 5 с.

Теплоемкость зависит от геометрических размеров наконечни­ка, его материала и мощности паяльника (чаще она либо ком мала, либо завышена, что приводит к непропаю нагреву участка пайки).

Время повторного разогрева наконечника представляет период, в течение которого он нагревается до максимальной: рабочей температуры после каждого цикла пайки (с момента отведения электропаяльника от запаянного узла до момента прикосно­вения электропаяльника к вновь запаиваемому узлу). Это время является косвенной функцией мощности паяльника, его тепло­емкости и габарита паяного узла и должно быть минимальным (до 10с). Масса рабочего наконечника и электрическая мощность элек­тропаяльника должны приблизительно соответствовать массе со­единяемых деталей. Данные для выбора диаметра медного нако­нечника в зависимости от мощности электропаяльника приведе­ны в табл. 1.3.

Размер диаметра медного наконечника в зависимости от мощности электропаяльника

Площадь поперечного сечения наконечника, мм 2

Диаметр наконечника, мм

Мощность электропаяльника, Вт

При электромонтаже и пайке деталей в качестве основного ин­струмента применяют электрические паяльники (рис. 1.2) с на­пряжением питания не более 36 В. Корпус электропаяльника и наконечник должны быть заземлены.

Во время работы электропаяльник должен находиться на рабо­чем месте с правой стороны от электромонтажника. Токопроводя-щий шнур электропаяльника должен быть гибким, так как от его эластичности зависят удобство работы с электропаяльником и скорость выполнения операций пайки.

Конструкция электропаяльника зависит от его назначения и способа выполнения нагревательного элемента. Электропаяльни­ки подразделяются на следующие группы:

с нагревательным элементом в виде нихромовой спирали (с внутренним и наружным обогревом наконечника);

с импульсным нагревательным элементом в виде нихромовой петли, которая одновременно является наконечником;

с электроконтактным нагревом (паяльные клещи).

Для пайки электрорадиоэлементов, печатного монтажа, мик­ропроводов и интегральных микросхем применяются малогаба­ритные электропаяльники различной мощности (от 12 до 50 Вт) с внутренним нагревательным элементом. Температура нагрева тор­ца паяльного наконечника должна составлять 260 °С.

Пайка монтажных проводов с соединителями производится паяльником мощностью 60. 90 Вт со сменным нагревательным элементом (рис. 1.3).

Для пайки печатных узлов с полупроводниковыми элемента­ми используются электропаяльники с автоматической регули­ровкой температуры. В этом случае датчиком температуры слу­жит термопара, спай которой находится в паяльном жале на рас­стоянии 30. 40 мм от рабочего конца паяльника. Показания тер­мопары по номограммам пересчитываются с учетом рабочей тем­пературы. Точность регулировки нагрева должна составлять ±2 °С на спае термопары, причем на рабочем торце наконечника тем­пература может понижаться до 20. 30 °С за счет инерционности теплового поля.

Для пайки кабельных наконечников различных типов и сече­ний с монтажными проводами, а также крупных электрорадио­элементов с массивными выводами применяются электропаяль­ники с наружными нагревательными элементами (рис. 1.4) мощностью 90. 120 Вт. Температура разогрева торца паяльного нако­нечника таких паяльников может достигать 400 °С.

Для пайки электромонтажных соединений твердыми припоя­ми (ПСр) с температурой плавления от 400 “С и выше применя­ется специальный электропаяльник с наконечником из нихромо­вой проволоки в виде петли, выполняющей функцию нагрева­тельного элемента (рис. 1.5). Перед пайкой петлю из нихромовой проволоки облуживают припоем, которым производят пайку. Для пайки крупногабаритных электромонтажных соединений тверды­ми припоями в некоторых случаях используются контактные кле­щи с угольными электродами.

Паяльные наконечники различают по геометрическим пара­метрам (длине, диаметру, форме загиба наконечника, форме за­точки его рабочего конца); конструктивно-компоновочным осо­бенностям (способу размещения нагревательного элемента); спо­собу крепления к корпусу паяльника; основным технологическим показателям (теплоемкости, теплопроводности, теплоотдаче в атмосферу, материалу наконечника и его покрытию). Длина на­конечника в зависимости от расположения паяных соединений в схеме может составлять от 2. 10 до 30. 50 мм. Для изготовления наконечников обычно применяются медь марки Ml (реже М2, МЗ), никель, вольфрам.

В процессе пайки рабочая часть наконечника из меди довольно быстро изнашивается и окисляется, поэтому медные наконечни­ки электропаяльников для увеличения срока службы покрывают тонким слоем железа или никеля толщиной 40. 60 мкм, а рабо­чую часть наконечника облуживают припоем ПОС-60, используя в качестве флюса хлористый цинк..

Геометрия рабочей части наконечника электропаяльника должна обеспечивать захват необходимой дозы жидкого при­поя для обеспечения качественной пайки. Основные типы па­яльных наконечников и форма заточки рабочей части приве­дены на рис. 1.6.

Для выпайки микросхем из платы используют специальные насадки, надеваемые на наконечник электропаяльника (рис. 1.7).

После выбора и подготовки электропаяльника к пайке ре­комендуется выполнить проб­ные пайки для установления ре­жима работы паяльника (тем­пературы рабочей части нако­нечника), после чего можно приступать к пайке РЭА. Луже­ние выводов электрорадиоэле­ментов и жил проводов произ­водится с использованием спе­циальных электрованн, содер­жащих расплавленный припой. Лужение осуществляется вруч­ную погружением деталей в рас­плавленный припой (рис. 1.8). Прочность паяных механи­ческих соединений проверяется покачиванием проводника около места соединения с помощью пинцета или на вибрационных стен­дах. Проверенные паяные электромонтажные соединения необхо­димо закрашивать цветными прозрачными лаками во избежание повторного осмотра.

Материал для ознакомления взят из учебника «Радиоэлектронная аппаратура и приборы. Монтаж и регулировка». Автор: Ярочкина Г.В.

Приобрести учебник можно здесь.

Для приобретения навыков пайки очень удобно пользоваться паяльником с керамическим нагревателем 220 В 60 Вт и встроенным регулятором мощности. Подробно по ссылке.

Достоинством этого паяльника является легкая замена жала (для разных видов пайки) и несложная замена нагревательного элемента. Подробно по ссылке.

Для специалистов более продвинутых существует комплект для самостоятельной сборки легендарной паяльной станции HAKKO T12 с регулировкой температуры жала паяльника. Самостоятельная сборка этого устройства позволит сэкономить Ваш бюджет в 2,5 раза. Подробно по ссылке.

Если сомневаетесь в принятии решения, посмотрите видео.

Для серьезных профи существует еще один вариант паяльника 24V 50W со встроенным датчиком температуры (термопара тип К). Подробно по ссылке.

Нагреватель Core1322 со встроенным датчиком температуры представлен здесь.

Правильное соединение электрических проводов: пайка своими руками

Проводка есть в каждом доме. А правильное соединение проводов является частью безопасности электросети и ее безаварийной работы.

Монтаж электропроводки в квартире или коттедже предполагает соединение проводов распределительных коробках и щитовых. От того, насколько правильно и качественно выполнены все соединения, зависит безопасность электросети и ее безаварийная работа.

Правильное соединение электрических проводов

Способы соединения электрических проводов

Электромонтажники используют следующие методы соединения проводов:

  • скруткой;
  • пайкой;
  • с помощью клеммных колодок;
  • опрессовкой;
  • с помощью болтов;
  • пластиковыми СИЗами;
  • «Wago» – пружинными клеммами;
  • «орехами» из пластика.
  • от материала жил провода (кабеля);
  • от условий эксплуатации электросети (наружная или внутренняя проводка, скрытая или проложенная открытым способом);
  • от сечения соединяемых жил;
  • от количества жил в одном соединении.

Соединение проводов распределительной коробки должно быть выполнено таким образом, чтобы обеспечить надежный контакт и избежать нагрева жил. Вашему вниманию обзор перечисленных выше способов соединения токопроводящих жил.

Особенность использования клеммных колодок для соединения электрических проводов

Клеммная колодка состоит из пластикового корпуса, латунной или медной втулки с резьбой и винтами, расположенными с двух сторон.

Такое приспособление позволяет:

  • сэкономить на электрооборудовании: клеммная колодка дешевле других соединителей;
  • надежно соединить провода;
  • выполнить соединение жил из разнородных металлов (медь с алюминием);
  • сократить время монтажа.

Недостатки клеммных соединителей:

  • непригодность для соединения более, чем двух проводников;
  • трудности во время присоединения алюминиевых жил: при чрезмерном затягивании винта металл может надломиться;
  • непригодность использования для многожильных проводов.

Соединение электрических проводов в клеммной колодке выполняется следующим образом.

С кабелей частично снимается внешняя изоляция и оголяются жилы. Длина оголенного проводника зависит от размеров клеммы.

Проверяется длина участка провода без изоляции, для чего требуется выкрутить винт клеммы и ввести в отверстие жилу полностью. Лишнее обрезается бокорезами.

Для улучшения контакта выполняется лужение медного провода.
Соединяемые жилы поочередно вводятся в клеммы и зажимаются винтами в несколько приемов.
Проверяется надежность соединения.

Совет: для того чтобы снять изоляцию не повредив жилу, рекомендуется пользоваться специальным инструментом. При отсутствии такового острым ножом надрезается лишь поверхностный слой изоляции по кругу, после чего провод следует согнуть по линии реза. После разрыва изоляцию снимают легким движением плоскогубцев.

Используем пружинные клеммы для соединения электрических проводов

Соединение проводников пружинными клеммами осуществляется посредством пружин, прижимающих контактную пластину к металлу жилы. Механизм приводится в действие специальным рычагом.

Клеммный соединитель типа «Wago»

Технология «Wago» имеет ряд преимуществ перед другими способами монтажа:

  • позволяет выполнять соединение алюминиевых проводов с медными;
  • может использоваться для соединения более двух жил;
  • позволяют выполнить коммутацию проводов в небольших распределительных коробках;
  • монтаж выполняется качественно и в кратчайшее время;
  • жилы проводников не повреждаются;
  • после монтажа имеется возможность проверить целостность цепи с помощью щупа прибора или индикатора через отверстие в корпусе.

Для того чтобы соединить провода с помощью клемм «Wago», необходимо снять изоляцию так, чтобы оголенных жил не было видно, после чего ввести жилы в гнезда соединителя и прижать рычаги до упора.

Примечание: существуют пружинные клеммы «Wago» многоразового и одноразового применения. Последние, при необходимости ремонта соединения, срезаются, после чего устанавливаются новые соединители.

Соединение проводников с помощью СИЗ колпачков

СИЗ колпачок накручивается на соединение по часовой стрелке

Аббревиатура СИЗ означает «соединительные изолирующие зажимы». Конструкция соединителя представляет собой пружину, расположенную в пластиковом корпусе. Пружина надежно удерживает жилы вместе, чем создает надежный контакт. Преимущества такого способа:

  • возможность маркировки проводов с помощью цветных колпачков: жилы «фазы» соединяют СИЗ красного цвета, «ноля» – синего или белого, «земли» — желтого или зеленого;
  • защищенность от возгорания: корпуса соединителей изготовлены из не горючего пластика.

Важно: соединение медных и алюминиевых проводов с помощью СИЗ не допускается.

Опрессовка гильзами

Соединение жил проводников гильзами

Метод заключается в том, что на освобожденные от изоляции жилы надевают металлическую трубку (гильзу), которую обжимают пресс-клещами. В результате проводники плотно соединяются друг с другом. Место соединения изолируют.

Важно: соединение алюминиевых и медных проводников допускается выполнять только с помощью специально предназначенных для этого гильз.

Сварка и пайка электрических проводов руками

Технология сварки или пайки позволяет получить надежное соединение проводов.

Недостатком данного метода является невозможность выполнить контроль целостности сети после монтажа и изолирования, а также не ремонтопригодность такого соединения. Кроме того, горелка для пайки своими руками представляет опасность при использовании.

Альтернативой пайки проводов является их сварка. Процесс предполагает использование сварочного аппарата.

Технология сваривания проводов

При соединении медных проводов таким способом рекомендуется опробовать трансформатор для пайки медных проводов своими руками, прежде чем приступить к работе. Важно знать, что плавка меди осуществляется при температуре 1080 °С, но уже свыше 300 °С этот металл становится хрупким.

При отсутствии специального паяльного устройства пользуются обычным инверторным сварочным аппаратом. Поэтапно процесс сварки проводов выглядит следующим образом.

С концов проводов снимается изоляция на длину до 10 см.
Жилы соединяемых проводов туго скручиваются друг с другом. В результате должны образовываться скрутки длиной примерно 5 см.

Кабель «массы» инверторного аппарата присоединяется к скрутке ближе к ее началу.
Ручка регулировки силы тока устанавливается в положении от 30 до 90 А (при напряжении 12 – 36 В): значение выбирается в зависимости от сечения провода и их количества.

Угольный электрод сварочного аппарата кратковременно (не более 2 с) прикасается к скрутке так, чтобы образовалась дуга. В результате на кончике скрутки образуется сварное монолитное соединение.
После полного остывания соединение изолируется термоусадочной трубкой или липкой лентой.

На концах жил, соединенных сваркой, образуется монолитный сплав

Соединение электрических проводов пайкой

Пайка медных проводов – старый, испытанный способ, позволяющий получать надежное электрическое соединение. Технология позволяет монтировать монолитные и многожильные провода различных сечений. В одном соединении может быть несколько проводников.

Работа выполняется по следующей технологии.

С концов соединяемых проводников специальным приспособлением снимается изоляция (примерно 5 см).
Жилы туго скручиваются друг с другом вручную или с помощью плоскогубцев (в зависимости от количества жил и их сечений).

Скрутка обрабатывается флюсом либо канифолью. Это необходимо для улучшения качества пайки.
На открытом огне (используется газовая горелка или бензиновая паяльная лампа) разогревается стаканчиковый паяльник (футорка) докрасна. Чаша футорки до краев заполняется оловянно-свинцовым припоем марки ПОС 30, ПОС 40 или ПОС 61.

Припой разогревается до состояния текучести.
Скрутка кратковременно (до 1 секунды) полностью окунается в чашу футорки, в результате чего припой должен полностью покрыть оголенные жилы.

После естественного остывания скрутка изолируется липкой лентой ПВХ или пластиковым колпачком.
Важно: пайку проводов следует выполнять в защитных очках и брезентовых рукавицах. Во время работы необходимо соблюдать правила пожарной безопасности.

Пайка медных проводов выполняется так, как это показано на видео.

Соединение проводов простой скруткой

Схемы соединений проводов в распределительной коробке для маломощных электрических сетей могут быть реализованы методом простой скрутки без применения дополнительных средств фиксации. При этом важно, чтобы шаг скрутки был как можно меньше, а длина ее – не менее 20 мм. Соединяют таким способом только жилы из однородных металлов: медь – с медью, алюминий – с алюминием.

Не допускается применять такой метод монтажа во влажных помещениях и в деревянных домах.

После скручивания соединение проводов должно выглядеть так, как показано на фото

Зажим типа «орех»

Для соединения проводов сечением 4 кв. мм и более удобно использовать зажим «орех». Он представляет собой пару пластин специальной формы, которые прижимаются друг к другу винтами по углам. Преимущества способа:

  • простота соединения;
  • возможность соединять медные жилы с алюминиевыми;
  • сравнительная дешевизна материалов.

Важно: зажим «орех» не применяется в распределительных коробках (не позволяют размеры). Для того чтобы контакт оставался надежным, винты необходимо время от времени затягивать.

Использование болтового соединения для соединения электрических проводов
Для соединения проводов большого сечения, а также для монтажа элементов заземления в электрощитовой используют болтовое соединение. Концы проводов, освобожденные от изоляции, накручивают на резьбу болта в направлении часовой стрелки. Соединение прижимают шайбой с гравером и гайкой, после чего болт изолируется.

В завершение предлагаем ознакомиться с обучающим видео (мастер-класс с комментариями специалиста).

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
×
×
Adblock
detector