Практически во всех сферах электромонтажных работ, моделирования, робототехники, радиоэлектроники используются токоведущие провода, как соединительный элемент электрической цепи.
Среди огромного разнообразия методов соединений для получения качественного электрического контакта может выполняться пайка, клеммное обжатие, болтовое соединение, гильзовая обжимка. Но ни один контакт не может длительно сохранять электрические параметры без предварительного покрытия проводника слоем олова. Поэтому в данной статье мы рассмотрим, как лудить провода и для чего выполняется эта процедура.
Зачем нужно лудить провода?
Не смотря на то, что большинство проводников изготавливается из цветных металлов, особо не подверженных коррозионному разрушению, их поверхность, со временем, все же окисляется. Это приводит к возникновению полупроводникового слоя с довольно большим показателем омического сопротивления, значительно превышающим сопротивление металла. Из-за чего в местах окисления алюминиевых и медных проводов будет возникать чрезмерный нагрев и металла, и окружающих его элементов – изоляции, деталей, конструктивных частей. Перегрев, в свою очередь, может, как вывести со строя оборудование, так и привести к воспламенению горючих частей.
Процесс лужения подразумевает под собой нанесение защитного проводящего слоя на проводник. Такой слой должен равномерно распределяться по контактной поверхности и прочно закрепляться на ней, для чего разработана специальная технология.
Материалы и инструменты, чтобы лудить провода
Для того чтобы лудить провода вам понадобятся специальные вещества, слесарный и электрический инструмент. Их желательно заготовить заранее, чтобы вам не пришлось отвлекаться от работы и переделывать определенные этапы по-новому.
Сюда относятся:
- Инструмент для снятия изоляции – необходим для удаления диэлектрика с токоведущих частей, позволяет очистить с поверхности проводов полимерный, тканевый или лаковый состав. Можно использовать специализированные приспособления, но их приобретение выльется в приличную сумму, поэтому начинающие радиолюбители и мастера пользуются острым ножом или скальпелем, чтобы зачищать жилы.
Рис. 1: специализированное приспособление для снятия изоляции - Приспособления для удержания и манипуляций с проводами – пассатижи, кусачки, пинцет и прочие. Позволяют перекусить токоведущие жилы, удерживать их под воздействием высоких температур, гнуть, подносить к паяльнику, чтобы лудить и т.д.
- Приборы для разогрева припоя – в зависимости от метода пайки выделяют устройства локального и общего воздействия. Первые из них представлены паяльниками и станциями, которые позволяют лудить провод в определенной точке. Они подходят, чтобы лудить провода малого и среднего сечения локально. Вторые представлены тигелями и печами, которые наполняются лудильной смесью для погружения металлических жил или мест пайки, они позволяют выполнять большие объемы работы и лудить провода большого сечения или целые детали.
Рис. 2: разновидности устройств для разогрева припоя - Флюсы и припои – являются расходными материалами, используются для покрытия проводов, при пайке скруток и т.д. Флюсы наносятся перед тем, как лудить провода, чтобы очистить поверхность и сделать ее более восприимчивой. И те и другие представлены широким ассортиментом, припои отличаются по химическому составу, тугоплавкости и электротехническим свойствам. Одни из них предназначены для медных проводников, другие только для алюминиевых проводников. Флюсы также имеют большой ассортимент, в быту чаще всего используют канифоль и паяльную кислоту, реже применяют подручные средства.
Перечень необходимых материалов и инструментов подбирается непосредственно перед тем, как лудить провода исходя из конкретных задач и особенностей обрабатываемой детали. А о назначении, применении и типах наиболее распространенных припоев и флюсов вы можете узнать из таблиц ниже.
Таблица 1: Наиболее распространенные флюсы для пайки
| Наименование флюса | Состав % от общего объема | Область применения флюса | Способ приготовления флюса | Удаление остатков флюса | |
| Канифольные не активные флюсы | |||||
| Канифоль светлая | Канифоль светлая — 100 | Пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями | Готов к использованию | Спиртом или ацетоном, кистью | |
| Спирто — канифольный | Канифоль — 20 Спирт — 80 | Пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями в труднодоступных местах | Растворить в этиловом спирте порошок канифоли | ||
| Глицерино — канифольный | Канифоль — 6 Глицерин -14 Спирт — 80 | Герметичная пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями в труднодоступных местах | Растворить в этиловом спирте порошок канифоли, затем добавить глицерин | ||
| Канифольные активные флюсы | |||||
| Канифольный хлористо-цинковый | Канифоль — 24 Хлористый цинк — 1 Спирт — 75 | Пайка цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов | Растворить в этиловом спирте смешанные порошки канифоли и хлористого цинка | Ацетоном, кистью | |
| Канифольный хлористо-цинковый (флюс паста) | Канифоль — 16 Хлористый цинк — 4 Вазелин — 80 | Пайка повышенной прочности цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов | Смешать порошки канифоли и хлористого цинка с техническим вазелином | ||
| Кислотные активные флюсы. | |||||
| Хлористо-цинковый | Хлористый цинк — 25 Соляная кислота — 1 Вода — 75 |
Пайка деталей из чёрных и цветных металлов | Кислоту медленно вливают в посуду до ¾ ее высоты с кусочками цинка, когда перестанут выделения пузырьки водорода, флюс готов | Промывка водой или раствором питьевой соды в воде, кистью | |
| Канифоль — 16 Хлористый цинк — 4 Вазелин — 80 |
Флюс паста. Пайка повышенной прочности цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов | Смешать порошки канифоли и хлористого цинка с техническим вазелином | |||
| Канифоль — 24 Хлористый цинк — 1 Спирт — 75 |
Пайка цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов | Растворить в этиловом спирте смешанные порошки канифоли и хлористого цинка | |||
| ФИМ | Ортофосфорная кислота (плотность 1,7) — 16 Спирит этиловый — 1,6 Вода — остальное |
Пайка меди, серебра, константана, платины, нержавеющей стали, черных и других металлов | Кислоту медленно вливают в посуду и затем добавляют спирт | Промывка водой, кистью | |
Таблица 2: Наиболее популярные припои для пайки паяльником
| Марка припоя | Состав % от общей массы | Температура плавления ˚С | Прочность при растяжении кг/мм | Область применения |
| Сплав Вуда | Олово — 12,5 Свинец — 25 Висмут — 50 Кадмий — 12,5 | 68,5 | – | Для пайки и лужения деталей, чувствительных к перегреву, для изготовления предохранителей, токсичен |
| Сплав д Арсе |
Олово — 6,9 Свинец — 45,1 Висмут — 45,3 |
79 | – | Для пайки и лужения деталей, чувствительных к перегреву, для изготовления предохранителей |
| ПОСВ-50 Сплав Розе |
Олово — 25 Свинец — 25 Висмут — 50 |
94 | – | Для пайки и лужения деталей, чувствительных к перегреву |
| ПОСВ-33 | Олово — 33,4 Свинец — 33,3 Висмут — 33,3 |
130 | – | Для пайки деталей из меди, латуни, константана с герметичным швом |
| ПОС-61 (третник) | Олово — 61 Свинец — 39 |
190 | 4,3 | Для пайки и лужения токоведущих частей из меди, латуни и бронзы с герметичным швом |
| ПОС-61М | Олово — 61 Свинец — 37 Медь — 2 |
192 | 4,5 | Для лужения и пайки тонких медных проводов и печатных проводников |
| ПОС-90 | Олово — 90 Свинец — 10 |
220 | 4,9 | Для лужения и пайки посуды для пищи и медицинских инструментов |
| ПОС-40 | Олово — 40 Свинец — 60 |
238 | 3,8 | Для лужения и пайки контактных поверхностей в радиоаппаратуре и деталей из оцинкованной стали |
| ПОС-30 | Олово — 30 Свинец — 70 |
266 | 3,2 | Для лужения и пайки деталей из меди, ее сплавов и стали |
| ПОС-10 | Олово — 10 Свинец — 90 |
299 | 3,2 | Для лужения и пайки контактных поверхностей в радиоаппаратуре |
| Авиа — 1 | Олово — 55 Цинк — 25 Кадмий — 20 |
200 | – | Для пайки тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов, токсичен |
| Авиа — 2 | Олово — 40 Цинк — 25 Кадмий — 20 Алюминий — 15 |
250 | – | Для пайки тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов, токсичен |
Пошаговая инструкция
Наиболее простым и распространенным способом, чтобы лудить поверхность, является обработка паяльником, поэтому рассмотрим детально такой способ. После того, как вы подготовили все необходимое, чтобы лудить провода, выполните следующие операции:
- Определите длину обрабатываемого участка – рекомендуется лудить отрезки в пределах от 10 до 50мм. Если нет каких-либо конкретных требований к этому параметру, то оптимальным будет расстояние в 10 – 20мм.
- Очистите отрезок провода от изоляционного покрытия, в данном примере используется острый нож, но можете применять и другие инструменты.
Рис. 3: удалите изоляцию
Соблюдайте осторожность при удалении слоев диэлектрика, чтобы не повредить жилу, что особенно актуально для многожильных проводов, так как это существенно уменьшит их поперечное сечение.
- При наличии на проводах лаковой изоляции ее также следует удалить до появления металлического блеска.
Рис. 4: очистить лак с провода
Для этого можете использовать тот же нож, но это не всегда представляется удобным. Так как тонкие проводники легче обрабатывать наждачной бумагой, напильником или химическими реагентами. Многожильные марки проводов необходимо распушить, чтобы обработать их со всех сторон.
- Перед тем как лудить, необходимо очистить жало от остатков припоя, нагара, кусочков металла. Это можно сделать при помощи наждачки или напильника, особо крупные наплывы можно удалить ножом.
Рис. 5: Очистьте жало паяльника - Включите паяльник и дождитесь его полного прогревания. Если вы начинающий радиолюбитель и еще не можете опередить достаточность нагрева по времени или внешним признакам, коснитесь жалом паяльника олова, припой должен моментально расплавиться – это значит, что вы можете начинать паять паяльником.
Рис. 6. Опробуйте достаточность прогрева паяльника - Нагрейте паяльником зачищенные жилы и поместите их в канифоль.
Рис. 7: опустите провод в канифоль
Дождитесь плавления флюса и аккуратными движениями проверните провод под жалом. Добейтесь равномерного распределения канифоли по поверхности. Если вы не будете лудить канифолью, а используете какие-либо специальные флюсы, технология их применения может отличаться.
- Разогрейте припой и нанесите его на кончик провода, если флюса оказалось достаточно, и он равномерно распределился по все поверхности, олово быстро покроет нужную вам площадь.
Рис. 8: нагрейте и наберите припой
Поверните провод у жала паяльника, чтобы слой олова попал на всю площадь электрического контакта.
- После лужения внимательно осмотрите слой припоя, он должен иметь гладкую, ровную поверхность светлого цвета. Если ваш результат отличается (имеются комочки, неравномерное распределение или темные пятна), то лучше повторить процедуру и полудить провода снова.
В виду большого разнообразия медных и алюминиевых проводов, типов электрических соединений лудить такие элементы нужно по-разному, соблюдая определенную технологию. Такие знания доступны опытным радиолюбителям, но мы рассмотрим самые часто встречающиеся из них.
Советы профи о том, как лудить провода
Если под рукой нет заводского флюса, очистить поверхность от оксидов поможет таблетка аспирина, деревянная дощечка или пластик. Каждый из этих компонентов достаточно расположить под проводник и паяльник, а выделяемые из них при нагревании вещества дадут нужный эффект.
Наиболее эффективно лудить аспирином – это универсальное средство, пластик хорошо подходит для мелких многожильных марок кабельно-проводниковой продукции. Дерево требует длительного нагревания и прожигания до появления дыма, поэтому его целесообразно использовать как вспомогательный элемент.
Новые детали, которые вы достаете из упаковки, можно сразу паять, их ножки уже очищены заводом изготовителем, и их не нужно лудить, так как припой равномерно и прочно сцепиться с поверхностью без этого.
Если вы собираетесь лудить большую длину или обмоточные провода, лучше возьмите тигель, паяльником эту процедуру выполнять нецелесообразно.
Для того чтобы припаять или залудить скрутку слаботочных проводников, к примеру, в гарнитуре мобильного телефона или наушниках, медную поверхность очищают от лака. Но делать это вручную довольно сложно, поэтому куда проще обжечь жилы зажигалкой и очистить от нагара.
Чтобы эффективно лудить металл старайтесь работать не ребром конца паяльника, а его плоской частью. Это увеличит площадь рабочей поверхности и улучшит прогревание.
Учтите, что со временем классические паяльники разогреваются еще больше, поэтому легкоплавкие припои могут скатываться с жала еще до того, как вы поднесете их к проводам. Чтобы избежать такого эффекта, не стоит включать устройство заблаговременно, сделайте это непосредственно перед тем, как начать лудить провод.