Соединение металлических деталей горячей пайкой дает неплохие результаты при небольших затратах, минимальном оборудовании и не требует высокой квалификации. Медь и ее сплавы прекрасно поддаются этой операции. Тем не менее, пайка меди имеет свои особенности, зная которые можно повысить качество выполнения работ в домашних или производственных условиях.
Подготовка к пайке
Успех процедуры зависит от тщательности подготовки. По мере приобретения опыта ее можно будет производить автоматически, не задумываясь. На этапе освоения процесса лучше ознакомиться с советами.
Необходимые инструменты и материалы
Для выполнения паяных соединений потребуются:
- Припой – сплав, который при нагревании переходит в жидкое состояние, адгезирует к медной поверхности, а при застывании прочно соединяет детали.
- Флюс – состав, который облегчает адгезию припоя и растворяет остаточные загрязнения.
- Нагревательный инструмент. Должен обеспечивать температуру, достаточную для пайки (припой должен переходить в жидкое, а не в кашицеобразное состояние) и достаточную мощность для прогрева соединяемых элементов. Для низкотемпературной пайки применяют электрические паяльники различной мощности, паяльные фены или горелки. Высокотемпературную пайку обычно осуществляют горелками.
- Слесарный инструмент для формирования элементов, фиксации их в рабочем положении, а также очистки поверхности. В каждом случае набор индивидуален.
Подготовка поверхности
Перед пайкой соединяемые поверхности должны быть облужены – равномерно покрыты тонким слоем припоя. Перед облуживанием будущее пятно контакта должно быть подготовлено:
- рыхлые загрязнения счищаются скребком;
- устойчивая грязь и окислы удаляются абразивным материалом.
Готовность поверхности определяется по металлическому блеску. После очистки поверхности обезжириваются (лучше спиртом, но можно и ацетоном).
Для механической очистки тонких деталей (например, слоя медной фольги при пайке печатных плат), вместо абразивных материалов можно пользоваться твердым канцелярским ластиком, чтобы избежать истончения и без того тонкого элемента.
После очистки соединяемые поверхности покрываются слоем флюса, чтобы слой оксида не появился вновь. Деталь нагревается паяльником или горелкой, на нее наносится припой и равномерно распределяется по всему пятну контакта. Излишки припоя удаляются паяльником.
Типы паяльных материалов
Для пайки меди в домашних условиях чаще всего применяют мягкие припои с низкой температурой плавления. Такие составы содержат олово и свинец в различных пропорциях, а также, для некоторых марок, дополнительные присадки (сурьма, висмут и т.п.). Достоинство таких припоев – низкая температура плавления.
Однако в некоторых случаях (работа соединения при повышенном нагреве или давлении) это достоинство, наряду с недостаточной прочностью шва, становится недостатком. В подобных ситуациях применяют твердые припои – например, на основе серебра, меди, цинка. Они имеют температуру плавления 600 градусов и выше, при этом дают механически прочное соединение.
При выборе флюса надо учитывать, что медь и ее сплавы прекрасно паяются нейтральными составами (например, на базе канифоли), поэтому применение кислотных составов, требующих более трудоемких операций по удалению остатков, нецелесообразно.
Применение паяльной пасты
Для создания паяных соединений в последнее время широко применяются паяльные пасты – составы, представляющие собой смесь флюса, мельчайших шариков припоя и связующих веществ. С их помощью процесс пайки и лужения облегчается и упрощается, но надо иметь в виду, что существует два типа паяльных паст:
- для микроэлектроники (пайка SMD-компонентов, иногда – проводов и разъемов);
- для пайки труб из медных сплавов.
К этим составам предъявляются различные требования. Так, паста для микроэлектроники:
- Должна быть легкоплавкой.
- Не должна растекаться.
- Остатки должны легко смываться обычными растворителями.
Рекомендуем видео: 10 заповедей по пайке.
Паста для пайки труб:
- не должна содержать токсичных веществ;
- остатки должны смываться водой;
- для придания прочности содержит тугоплавкие компоненты.
Очевидно, что к первому типу паст предъявляются, в основном, технологические требования, а ко второму – санитарно-гигиенические.
Паяльные техники
Все паяльные техники глобально сводятся к одному:
- подготовленные (облуженные) элементы располагаются в том положении, в котором их надо соединить;
- место пайки покрывается флюсом, прогревается;
- пятно контакта заполняется припоем;
- после застывания припоя можно удалить приспособления для фиксации (если использовались).
На практике есть определённые различия в выполнении этапов, в зависимости от конструкции деталей и применяемого нагревательного оборудования.
При выполнении пайки меди газовой горелкой (обычно для создания трубопроводов водоснабжения или линий отвода конденсата в системах кондиционирования) подготовленные трубки соединяют в нужной позиции, наносят на место соединения флюс и прогревают равномерно по кругу место соединения горелкой.
После прогрева, не давая флюсу времени испариться и выгореть, надо взять пруток припоя и прижать его к нагретому металлу, не прекращая воздействия горелкой. Плавясь, припой будет заполнять место соединения. Эта операция, возможно, потребует определенной тренировки.
При соединении проводов их очищают от изоляции. Затем их надо обязательно облудить, а после этого слегка скрутить.
Затем провода скручивают между собой и пропаивают с небольшим дополнительным количеством припоя. Надо следить, чтобы расплав равномерно, без излишков обтек место контакта.
При пайке радиодеталей на плату можно использовать фен. Контактные площадки облуживаются, смачиваются флюсом, электронный элемент устанавливается на место. После этого выводы нагреваются феном до расплавления припоя.
Особенности пайки медных элементов
Для создания паяных соединений различных элементов применяются схожие принципы, однако в каждой области существуют свои особенности. Их надо учитывать.
Труб
Пайку труб часто производят без предварительного облуживания. Такой метод имеет право на существование, так как увеличение толщины после нанесения слоя припоя может помешать соединить трубы методом вставки. Однако, если есть возможность предварительно облудить поверхности, это надо сделать – пайка будет более качественной.
Чаще всего спаивание медных трубок производят горелкой – так удобнее прогревать место пайки по окружности, да и тепловая мощность горелки обычно выше, а это может быть критичным по причине необходимости прогрева массивных деталей.
Если пайке подвергаются трубы водопровода питьевой воды или медная посуда, контактирующая с пищей, запрещается применять токсичные флюсы и припои, содержащие свинец.
Проволоки, проводов
Медную проволоку и провода чаще всего спаивают электрическим паяльником, потому что это удобнее. В таких ситуациях нагрев должен быть достаточно локализован, чтобы не повредить изоляцию и установочные элементы (хомуты, клеммники и т.п.). К тому же для спаивания проводников применяют низкотемпературные припои, для плавление которых достаточно температуры.
Нет принципиальных запретов на пайку проводов горелкой. Более того, горелка предпочтительней при работах на открытом воздухе, когда даже самый слабый ветерок приводит к заметному остыванию паяльника и удобство пайки (а главное – качество!) резко снижается.
Для пайки проводов на улице очень удобен паяльник-горелка, имеющий жало, нагреваемое факелом – такой инструмент позволяет производить локальный нагрев (к тому же ему не нужно электрическое питание).
Как припаять медь к металлу
Иногда возникает потребность припаять медь к другому металлу – к железу, к стали, к алюминию и т.п. Например, соединять скруткой медные и алюминиевые провода нельзя. Контакт должен быть выполнен через другой металл, которым вполне может быть сплав олова и свинца.
Техника пайки в этом случае не отличается от обычной:
- очистка (в том числе, от изоляции);
- облуживание;
- стыковка деталей (скрутка проводов);
- нагревание с припоем.
Проблемой может быть этап облуживания. Для железных и стальных деталей придется применить специальные флюсы (хорошо работают активные составы, содержащие кислоту). По окончании облуживания остатки флюса надо смыть составом с щелочной реакцией (хотя бы мыльным раствором).
Что касается облуживания алюминия, то этот раздел требует отдельного обзора, так способов существует много, и точка в этом вопросе далеко не поставлена. Тем не менее, залудить алюминиевый провод или деталь вполне возможно, хотя здесь не обойтись без особых флюсов и специальных приемов.
Освоить пайку медных деталей несложно. После небольших тренировок запаять медную трубку или соединить провода не составит труда. Однако пренебрежение простыми правилами может ухудшить качество пайки, и стоит прислушаться к советам, особенно, на этапе освоения процесса.
