Электрический паяльник

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В электронике большая часть соединений осуществляется пайкой.

Паять паяльником намного проще, чем кажется на первый взгляд. Технология пайки паяльником успешно применялась египтянами еще 5 тысячелетий назад и с тех пор мало что в ней изменилось. Суть технологии пайки паяльником простая, с помощью расплавленного металла с более низкой температурой плавления соединяются любые и в любом количестве металлы с более высокой температурой плавления.

В наше время существует большое количество паяльников. Паяльники с периодическим нагревом. Молотковые и торцевые паяльники представляют собой массивный рабочий наконечник, закрепленный на относительно длинной металлической рукоятке, длина которой обеспечивает безопасность в обращении с инструментом. Для выполнения нестандартных работ паяльники подобного типа снабжаются фасонными наконечниками. Нагрев этих паяльников осуществляется внешними источниками тепла. Это наиболее старый вид паяльников (известны с античности).

Дуговой паяльник - нагрев паяльника осуществляется электрической дугой, периодически возбуждаемой между угольным электродом, помещенным внутри паяльника и наконечником. Дуговой паяльник массой 1 кг нагревается до температуры 500 °C при напряжении 24 В в течение 3 мин, потребляемая мощность 1,5 - 2,0 кВт.

Паяльники с постоянным нагревом.

Электропаяльники, имеют встроенный электронагревательный элемент, работающий от электросети, от понижающего трансформатора либо от аккумуляторов.

Газовые - паяльники со встроенной газовой горелкой (горючий газ подаётся из встроенного баллончика со сжиженным газом, или, реже, газ подаётся по шлангу от внешнего источника).

Паяльники, работающие на жидком топливе - схожи с газовыми, но нагрев осуществляется пламенем сгорающего жидкого топлива.

Термовоздушные - в них нагрев деталей, расплавление припоя происходит путем обдува их струёй горячего воздуха. В этом он напоминает промышленный фен, но, в отличие от него, используется тонкая струя воздуха.

Инфракрасные-нагревание осуществляется источником инфракрасного излучения.

1. Устройство электрического паяльника

Электрический паяльник можно сделать самому. Для этого потребуются: пруток из красной меди диаметром до 10 мм, листовая слюда, шнуровой асбест, реостатная проволока, жесть и шнур с вилкой.

Рис. 1 электрический паяльник в разрезе.

На рисунке 1 показано устройство электрического паяльника в разрезе. Он состоит из стержня, корпуса паяльника, нагревательного элемента, теплоизоляционной прокладки, защитного корпуса паяльника, ручки и шнура с вилкой для включения в сеть.

Наиболее кропотливым является изготовление нагревательного элемента. Он наматывается из реостатной проволоки в несколько слоев, между которыми прокладываются листочки слюды. Проволоку необходимо укладывать в каждом слое виток к витку (с небольшим зазором). При изготовлении многослойного нагревательного элемента очень трудно рассчитать заранее нужную длину проволоки. Длина проволоки будет меняться в зависимости от ее диаметра, сопротивления, качества тепловой изоляции и типа самой намотки.

Для паяльников лучше применять проволоку диаметром 0,15 - 0,2 мм. Сопротивление паяльника (в холодном состоянии) должно быть равно 150 - 200 Ом. Намотав необходимую длину проволоки, паяльник включают для первой пробы. Если паяльник нагревается слишком сильно или, наоборот, недостаточно, нужно увеличить или уменьшить длину намотки. Выводные концы от нагревательного элемента обвивают шнуровым асбестом и присоединяют шнур с вилкой.

2. Подготовка паяльника к работе

При первом включении паяльника в сеть бывает, из его корпуса начинает выходить дым, это выгорает лаки и жиры, которые попадают при сборке и консервации. Поэтому первое включение нужно проводить в хорошо вентилируемом помещении. А лучше всего на улице.

После прогрева в течение 15 - 20 минут можно приступать к формированию нужной формы жала паяльника. Для того, что бы жало служило дольше, нужно его рабочий конец отковать. Медь уплотнится, и меньше будет растворяться в припое. Ковать лучше жало в нагретом состоянии. Затем нужно придать напильником форму жалу, в зависимости от вида пайки. Самая универсальная форма - угловая и на срез. Реже, ножевидная, такая форма жала паяльника удобна, если нужно прогреть одновременно, например, ряд контактов разъема или выводов микросхемы при выпаивании из печатной платы.

Для возможности выпаивания некоторых радиоэлементов нужно изготовить специальное жало.

После формирования жала, его рабочие плоскости необходимо залудить. Для этого прогревают паяльник до рабочей температуры, быстро прикасаются жалом по очереди к канифоли и припою, и растирают жало о плоскую деревяшку. Признаком разогрева жала паяльника до требуемой температуры является вскипание канифоли с обильным выделением пара при прикосновении к ней жалом паяльника. Если не удается залудить жало, то нужно еще раз зачистить его рабочую поверхность и залудить повторно. Признаки хорошей залудки, это когда вся поверхность покрыта тонким слоем припоя и с его кончика свисает капля припоя.

3. Припой

Основным компонентом при пайке электрическим паяльником является оловянно-свинцовый припой. Он выпускается в виде проволоки или трубки разных диаметров. Трубчатый припой внутри заполняется канифолью. Такой припой очень удобен при работе, так как не требует дополнительного флюса.

Припой представляет собой сплав легкоплавких металлов. Как правило, в состав припоя входит олово. Можно паять и чистым оловом, но оно дорогое и поэтому в олово добавляют дешевый свинец. Олово является экологически чистым металлом и его можно применять для пайки пищевой посуды и медицинских инструментов. Если согнуть или сжать трубочку из чистого олова, то она хрустит. Чем больше в составе припоя свинца, тем темнее поверхность припоя.

Припои маркируются буквами и цифрами. Например ПОС-61, что обозначает П - припой, О - оловянный, С - свинцовый, 61 - % содержания олова. ПОС-61 является самым распространенным, так как подходит для пайки в большинстве случаев. В народе ПОС-61 часто называют третник , так как в его составе третья часть свинца (Pb).

Припои бывают мягкие и твердые. Температура плавления мягких припоев ниже 450 градусов Цельсия. Твердые припои плавятся при нагреве свыше 450 градусов и для паяния электрическим паяльником не используются.

4. Пайка

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, а также для понижения поверхностного натяжения и улучшения растекания припоя применяют флюсы.

5. Флюсы

Флюс - вещества (чаще смесь) органического и неорганического происхождения, предназначенные для удаления оксидов с поверхности под пайку, снижения поверхностного натяжения, улучшения растекания жидкого припоя и/или защиты от действия окружающей среды.

Флюсы способствуют лучшему смачиванию припаиваемых деталей и растеканию припоя по шву, предохраняют нагретый при пайке металл от окисления.

Паяльный флюс не должен взаимодействовать с припоем, кроме флюсов для реактивно-флюсовой пайки. В зависимости от технологии, флюс может использоваться в виде жидкости, пасты или порошка. Существуют также паяльные пасты, содержащие частицы припоя вместе с флюсом; иногда трубка из припоя содержит внутри флюс-заполнитель.

Примерами флюсов могут служить канифоль, хлор, цинк, соли (например, бура).

Согласно ГОСТ 19250-73 «Флюсы паяльные. Классификация», паяльные флюсы подразделяются по следующим признакам:

- по температурному интервалу активности (низкотемпературные (до 450 °C), высокотемпературные (свыше 450 °C))

- по природе растворителя (водные, неводные)

- по природе активатора определяющего действия (низкотемпературные, к примеру канифольные, кислотные, галогенидные, гидразиновые, фторборатные, анилиновые, стеариновые; и высокотемпературные такие как галогенидные, боридно-углекислые)

- по механизму действия (защитные, химического действия, электрохимического действия, реактивные)

- по агрегатному состоянию (твёрдые, жидкие, пастообразные)

Основные требования к флюсам - низкий ток утечки и низкая коррозионная активность.

Простейшие флюсы создают на основе канифоли - например, растворы канифоли в спирте - этаноле либо других спиртах или спирто-бензиновой смеси. Также часто применяются кислотные флюсы - разнообразные кислоты и их соли, но в связи с большой кислотностью, необходимо промывать место пайки. Даже такой флюс как глицерин, необходимо отмывать от печатной платы, так как он обладает хорошей гигроскопичностью, вследствие чего место пайки быстро окисляется. Исключением является канифоль и её спиртовые растворы из-за того, что она покрывает поверхность и является своеобразным нейтральным защитным покрытием.

паяльник электрический флюс припой

6. Общие требования охраны труда при пайке

Перед началом работы необходимо соблюдать ряд следующих мер безопасности. Осмотреть рабочее место, привести его в порядок, освободить проходы и не загромождать их. Осмотреть, привести в порядок и надеть средства индивидуальной защиты. При пользовании паяльником: 1) проверить его на соответствие классу защиты от поражения электрическим током; 2) проверить внешним осмотром техническое состояние кабеля и штепсельной вилки, целостность защитного кожуха и изоляции рукоятки; 3) проверить на работоспособность встроенных в его конструкцию отсосов; 4) проверить на работоспособность механизированную подачу припоя в случаях ее установки в паяльнике. Включить и проверить работу вентиляции. Проверить наличие и исправность: 1) ограждений и предохранительных приспособлений; 2) токоведущих частей электрической аппаратуры (пускателей, трансформаторов, кнопок и других частей); 3) заземляющих устройств; 4)средств пожаротушения. Проверить освещенность рабочего места.

Во время работы необходимо соблюдать ряд следующих указаний. Содержать рабочее место в чистоте, не допускать его загромождения. При выполнении работ соблюдать принятую технологию пайки изделий. Паяльник, находящийся в рабочем состоянии, устанавливать в зоне действия местной вытяжной вентиляции. Паяльник на рабочих местах устанавливать на огнезащитные подставки, исключающие его падение. Нагретые в процессе работы изделия и технологическую оснастку размещать в местах, оборудованных вытяжной вентиляцией. При пайке крупногабаритных изделий применять паяльник со встроенным отсосом. Для перемещения изделий применять специальные инструменты (пинцеты, клещи или другие инструменты), обеспечивающие безопасность при пайке. Сборку, фиксацию, поджатие соединяемых элементов, нанесение припоя, флюса и других материалов на сборочные детали проводить с использованием специальных приспособлений или инструментов, указанных в технологической документации. Излишки припоя и флюса с жала паяльника снимать с применением материалов, указанных в технологической документации (хлопчатобумажные салфетки, асбест и другие). Пайку паяльником в замкнутых объемах проводить не менее чем двумя работниками. Для осуществления контроля безопасного проведения работ один из работников должен находиться вне замкнутого объема. Работник, находящийся в замкнутом объеме, кроме спецодежды должен применять: защитные каски (полиэтиленовые, текстолитовые или винипластовые), электрозащитные средства (диэлектрические перчатки, галоши, коврики) и предохранительный пояс с канатом, конец которого должен находиться у наблюдающего вне замкнутого объема. Пайку паяльником в замкнутых объемах проводить паяльником с напряжением не выше 12 В и при непрерывной работе местной приточной и вытяжной вентиляции. Пайку малогабаритных изделий в виде штепсельных разъемов, наконечников, клемм и других аналогичных изделий производить, закрепляя их в специальных приспособлениях, указанных в технологической документации (зажимы, струбцины и другие приспособления). Во избежание ожогов расплавленным припоем при распайке не выдергивать резко с большим усилием паяемые провода. Паяльник переносить за корпус, а не за провод или рабочую часть. При перерывах в работе паяльник отключать от электросети. При нанесении флюсов на соединяемые места пользоваться кисточкой или фарфоровой лопаточкой. При проверке результатов пайки не убирать изделие из активной зоны вытяжки до полного его остывания. Изделия для пайки паяльником укладывать таким образом, чтобы они находились в устойчивом положении. На участках пайки паяльником, не производить прием и хранение пищи, а также курение.

По окончании работы необходимо выполнять следующие требования. Отключить от электросети паяльник, пульты питания, освещение. Отключить местную вытяжную вентиляцию. Неизрасходованные флюсы убрать в вытяжные шкафы или в специально предназначенные для хранения кладовые. Привести в порядок рабочее место, сложить инструменты и приспособления в инструментальный ящик. Снять спецодежду и другие средства индивидуальной защиты и повесить их в специально предназначенное место. Вымыть руки и лицо теплой водой с мылом, при возможности принять душ.

Размещено на Allbest.ru