Паяльник. Пайка паяльником. Соединение проводов.
Паяльник — инструмент для пайки металлов легкоплавкими припоями. Основное назначение паяльника — нагрев припоя до полного расплавления и нанесения его на паяемую деталь при одновременном подогреве основного металла по месту пайки. С помощью паяльников в процессе пайки паяемую поверхность очищают от оксидов и подают флюс.
Паяльник представляет собой металлический стержень, один конец имеет форму, удобную для нанесения припоя в зазор и нагрева основного металла при пайке, а другой укреплен на стальном прутке с ручкой из дерева или другого теплоизолирующего материала. Для паяльников чаще всего используют электрический нагрев, реже — газопламенный.
Паяльник нагревается периодически, по мере его остывания, или постоянно действующим источником теплоты, поддерживающим его температуру в определенных пределах. Перенос теплоты с паяльника на паяемую деталь происходит особенно быстро через слой жидкого припоя, который служит хорошим тепловым контактом между паяльником и деталью. При этом нагревается часть паяемой детали, соприкасающаяся с жидким припоем. Скорость переноса теплоты паяльника на припой и паяемую деталь зависит от теплопроводности металла паяльника, припоя и паяемой детали, а также от температуры и площади поверхности, по которой осуществляется контакт между паяльником и деталью. Температура паяльника тем устойчивее, чем больше его масса. Поэтому с увеличением массы паяльника увеличивается производительность процесса пайки вследствие сокращения времени на его подогрев, а также улучшения качества паяных швов.Количество теплоты, необходимое для прогрева соединяемых деталей в месте наложения паяного шва, возрастает с увеличением их массы. Поэтому массивные детали нужно паять большим паяльником, аккумулирующим достаточное количество теплоты. Однако масса паяльника для ручной пайки ограничена (обычно 0,25—1 кг и реже до 2 кг). Паяльники большей массы неудобны в работе; в связи с этим ограничены и размеры паяемых деталей. Иногда при пайке паяльником детали предварительно подогревают от других источников теплоты. Тогда и размеры паяемых деталей могут быть несколько увеличены.
Паяльники чаще всего изготовляют из красной меди, имеющей хорошую теплопроводность. Медь для паяльников должна быть чистой и содержать возможно меньше примесей, особенно водорода. Такие паяльники меньше изнашиваются при пайке.
Недостаток медных паяльников — склонность к окислению при нагреве. В связи с этим появилось большое число патентов, в которых предлагаются различные способы уменьшения окисляемое паяльников при пайке. В одних патентах ориентировались на полную или частичную замену меди в паяльнике другими металлами, в других — на покрытие медных паяльников слоем металла, предохраняющим медь от окисления. Так, например, при изготовлении паяльников вместо меди предложено использовать никель или нейзильбер. Такие паяльники особенно рекомендуют для пайки припоями, содержащими цинк и сильно растворяющими медь. Применяют паяльники из малоокисляемых бронз. Для паяльников использовали также мягкое железо, но из-за недостаточно высокой теплопроводности железа оказалось удобнее применять пустотелые железные паяльники с медной сердцевиной. В качестве металлических покрытий, предохранящих медь от окисления и рекомендуемых для медных паяльников, применяют никель, нихром, серебро.
Химическая эрозия медного наконечника паяльника может быть уменьшена при изготовлении его из хромистой бронзы, содержащей до 1 % Сг, или бронзы, содержащей 0,1—5 % Sn и 2,5— 5 % Ni. Пониженная эрозия такого сплава с жидким припоем обусловлена образованием в контакте с ним на поверхности жала паяльника прослойки интерметаллида, тормозящего процесс химической эрозии. Однако вследствие более низкой теплопроводности бронз по сравнению с чистой медью скорость процесса пайки паяльниками с такими наконечниками понижена.
При пайке паяльником флюс подается отдельно или вместе с трубчатым припоем (заполненным канифолью).
Наибольшее применение имеют паяльники молоточной и остроконечной формы. Остроконечные паяльники удобны при пайке труднодоступных мест. Большое распространение получили паяльники с круглым сечением, при котором обеспечиваются наименьшие тепловые потери и поэтому более полный переход теплоты с паяльника на паяемую деталь. В рабочей части паяльники имеют срезанную или остроконечную грань («жало»).
С увеличением теплопроводности металла паяемой детали и ее массы необходимо увеличивать массу паяльника. При пайке медной детали паяльник должен быть более нагрет, чем при пайке детали та кой же массы, но изготовленной из стали.
