Пайка

Пайка - старий спосіб з'єднання

Ще за п'ять тисяч років до нашої ери пайка була дуже популярною технікою з'єднання матеріалів. Археологія знає багато прикладів артефактів з дорогоцінних металів, виготовлених за допомогою цієї техніки. У наш час пайка є найпопулярнішим методом з'єднання матеріальних частин поряд зі зварюванням. Ця техніка полягає у з'єднанні компонентів за допомогою припою, який є металевим сполучним матеріалом. Його температура плавлення нижча, ніж у компонентів, що з'єднуються. Щоб правильно виконати пайку, припій повинен нагріватися до температури вище температури плавлення, але не вище температури плавлення матеріалів, що з'єднуються. Пайку застосовують для металів і неметалів (скло, кераміка, графіт). Паянням можна з'єднувати не тільки однорідні матеріали, але й матеріали, що відрізняються за структурою. Найбільша різниця між паянням і зварюванням полягає в тому, що при зварюванні створюються дуже високі температури, які розплавляють додатковий матеріал і краї деталей, що з'єднуються. Нероз'ємне з'єднання забезпечується завдяки створенню адгезія і дифузія. Для того, щоб утворилося паяне з'єднання, між припоєм і компонентами повинен бути металевий зв'язок. Для цього рідкий припій повинен змочувати матеріали, що спаюються. Залежно від температури плавлення припою пайка поділяється на:

високотемпературна пайка (від 900°C і вище)
пайка (вище 450°C)
м'яка пайка (нижче 450°C)

Припій, також відомий як пайка, - це матеріал, який використовується для з'єднання, а інструментом для пайки є паяльник або пальник. У цьому процесі також можуть використовуватися спеціальні печі.

Відпаювання

Для того, щоб повернути пайку в зворотний бік, використовують наступне відпаювання припою. Це зворотній процес, який використовується для ремонту або заміни паяних компонентів. Це необхідний вид діяльності для ремонту техніки. Для відпаювання ми можемо використовувати паяльник або паяльник для відпаювання, як правило, разом з олов'яним екстрактором. Для видалення олова використовується паяльник або стрічка для відпаювання. Якщо роз'єднання компонентів ускладнене і є ризик пошкодження одного з них, слід використовувати спеціальний інструмент.

Пайка в промисловості

Промислова масова пайка компонентів, створених методом наскрізного монтажу, здійснюється за допомогою так званого "хвильового" методу. Він передбачає переміщення друкованої плати, коли всі необхідні компоненти вже вставлені. На поверхні припою утворюється поперечний горб, який поміщається в ємність для припою. Так утворюється хвиля, вершина якої торкається нижньої частини рухомої друкованої плати, а металеві деталі покриваються розплавленим припоєм. Після охолодження припій утворює дуже якісне з'єднання. Безконтактна пайка передбачає нагрівання компонентів теплим повітрям або інфрачервоним випромінюванням. Застосовується для друкованих плат. У цій ситуації флюс і припій наносяться у вигляді пасти на різні ділянки схеми. Коли все готово, плату та інші компоненти нагрівають вищезгаданим гарячим повітрям або так званим інфрачервоним теплом. інфрачервоний обігрівач. Пізніше схема охолоджується, припій коагулює, місця з'єднань остигають і процес закінчується. Сучасні паяльні станції, які використовують гаряче повітря, називаються гаряче повітря. У них насос створює потік повітря, який потім нагрівається до певної температури. За всім спостерігає мікропроцесор, завдання якого - регулювати температуру, потік повітря та час роботи. Для регулювання повітряного потоку за бажанням використовуються форсунки.

Пайка без свинцю

Цей вид пайки здійснюється за допомогою безсвинцевого сплаву. З 1 липня 2006 року Європейський Союз ввів обмеження на використання небезпечних речовин, серед яких, наприклад, свинець у припоях. Розвиток технологій зумовив необхідність зміни параметрів обладнання або його повної заміни, щоб відповідати новим вимогам. У безсвинцевих технологіях існують деякі перешкоди, які гальмують весь процес, такі як:

ймовірність виникнення так званого олов'яного корозії при низьких температурах,
наявність олов'яних вусів, які призводять до коротких замикань і різного роду пошкоджень,
підвищена температура подачі припою.

На резисторах і конденсаторах існує ризик утворення капілярних бусинок, які можуть мати різний розмір залежно від того, як вони були сформовані. Причини цього явища наступні:

гаряча новина,
занадто мало плинності,
змочуваність флюсу.

Для проведення даного виду пайки необхідна температура в діапазоні 215- 220°C. Завдяки матовій і зернистій поверхні безсвинцевого припою важко виявити погане з'єднання або так званий холодний припій.

Пайка азотом

Цей тип процесу передбачає введення азоту в місце плавлення припою. Це покращує експлуатаційні характеристики з'єднання. Паяння в атмосфері азоту використовується як у масовому виробництві, так і в ручній роботі.

М'яка пайка

Даний вид пайки відбувається при температурі, яка не перевищує 450°C (зазвичай близько 320). Він передбачає з'єднання металу з нижчою температурою плавлення, ніж у металів, що з'єднуються. Ця техніка застосовується при низьких робочих температурах, тобто, наприклад, в електронних схемах, електронних кабелях, листовому металі тощо.

Найбільш поширеними металами, що використовуються для м'якої пайки, є сталь, латунь, цинк або мідь. М'який припій плавиться при температурі 183- 280°C. Їх можна знайти у вигляді дроту, пластин, порошку або паличок. Найпоширеніші сплави, що використовуються в пайці - олово, вісмут, кадмій і сурма. Флюс використовується для зниження температури плавлення припою, запобігання його окисленню і поліпшення проникнення у важкодоступні металеві конструкції. Флюси дуже часто зустрічаються у вигляді різних їдких рідин, спеціальної пасти або в твердому вигляді.

Тип пайки, що відбувається при температурах вище 450°C. При його виготовленні використовуються тверді припої. За допомогою пайка комбіновані вуглецеві, вольфрамові, молібденові або нікелеві сталі. Крім того, їх використовують із золотом, сріблом або міддю. У процесі пайки використовуються ацетиленово-кисневий пальник або паяльною лампою. Також можлива індуктивна пайка електричним струмом або на ковальському вогні. Дуже важливо використовувати правильні флюси, які служать для розчинення оксидів металу, завдяки чому припій легше розчиняється і ретельніше проникає в усі щілини. Крім того, вони запобігають окисленню всього процесу.

Відмінність пайки від зварювання

Під час процесу зварювання обидва метали розплавляються від тепла, що виділяється. Це пов’язано з утворенням атомного зв’язку, що значно покращує ефект зв’язку. З іншого боку, пайка не створює такого типу зв’язку, і тому для з’єднання елементів потрібен третій метал, який називається припоєм. Після зварювання залишається товстий і потворний на вигляд шов, який пізніше потрібно замаскувати. З іншого боку, припій забезпечує кращий і менш нав’язливий ефект. До того ж пайка займає менше часу, ніж зварювання, що однозначно йому на користь.

Пайка - що це таке?