Ще за п’ять тисяч років до нашої ери пайка була дуже популярною технікою з’єднання матеріалів. Археології відомо чимало випадків виготовлення артефактів із дорогоцінних металів за допомогою цієї техніки. Нині пайка, поряд із зварюванням, є найпопулярнішим способом з’єднання елементів матеріалів. Ця техніка передбачає з’єднання елементів між собою припоєм, який є металевим сполучним. Його температура плавлення нижче температури плавлення паяних елементів. Для правильного виконання пайки температура припою повинна бути вище температури плавлення, але не вище температури плавлення матеріалів, що з’єднуються. Пайка використовується для металів і неметалів (скло, кераміка, графіт). Можливе поєднання не тільки однорідних матеріалів, але і матеріалів, що відрізняються за структурою. Найбільша відмінність між паянням і зварюванням полягає в тому, що зварювання створює дуже високу температуру, яка розплавляє додатковий матеріал і краї деталей, що з’єднуються. Постійне з'єднання забезпечує формування явища адгезії та дифузії. Для утворення паяного з’єднання між припоєм і компонентами має бути металевий зв’язок. Для цього рідкий припій повинен зволожити паяні матеріали. За температурою плавлення припою пайку поділяють на:

  • високотемпературна пайка (від 900 градусів і вище)
  • Пайка (понад 450 градусів)
  • М'яка пайка (нижче 450 градусів)

Припій, який також називають припоєм, є матеріалом для з’єднання, а інструментом для пайки є або паяльник, або пальник. У процесі пайки також використовуються спеціальні печі.

Відпаювання

Розпайка використовується для зворотної пайки. Це зворотний процес і використовується для ремонту або заміни спаяних компонентів. Це необхідний крок для ремонту обладнання. Для розпаювання ми можемо використовувати паяльник або розпаяний залізо, як правило, з пристроєм для відсмоктування олова. Для зняття олова використовується паяльник або паяльна стрічка. Коли складно відокремити елементи і є ризик пошкодити один з них, слід використовувати спеціалізований інструмент.

Пайка в промисловості

Промислова, масова пайка елементів, створених в результаті скрізного монтажу, здійснюється так званим «хвильовим» методом. Йдеться про переміщення друкованої плати після того, як всі необхідні компоненти вставлені. На поверхні припою утворюється поперечний горб, який знаходиться в резервуарі припою. При цьому утворюється хвиля, вершина якої стикається з нижньою стороною рухомої друкованої плати, а металеві частини покриваються розплавленим припоєм. Після охолодження припій утворює дуже якісне з’єднання. Безконтактна пайка передбачає нагрівання елементів теплим повітрям або інфрачервоним випромінюванням. Використовується для друкованих схем. У цій ситуації флюс разом з припоєм наносять у вигляді пасти на різні ділянки периметра. Коли все на місці, плита та інші елементи нагріваються вищезгаданим гарячим повітрям або так званим інфрачервоним обігрівачем. Потім ланцюг охолоджується, припій застигає, з’єднання остигають, і процес закінчується. Сучасні паяльні станції, які використовують гаряче повітря, називаються гарячим повітрям. Насос виробляє в них потік повітря, який потім нагрівається до певної температури. Все контролює мікропроцесор, завданням якого є регулювання температури, потоку повітря та часу роботи. Форсунки використовуються для регулювання потоку повітря, як вам подобається.

Пайка без свинцю

Цей вид пайки виконується безсвинцевим сплавом. 1 липня 2006 року Європейський Союз ввів обмеження на використання небезпечних речовин, у тому числі, наприклад, свинцю в припоях. Розвиток технологій змусив змінити параметри пристроїв або повну їх заміну з метою адаптації до нових вимог. У техніці без свинцю є деякі перешкоди для всього процесу, наприклад:

  • Можливість так званого олов'яного опіку при низьких температурах
  • Виникнення олов'яних вусів, які призводять до коротких замикань і різного роду пошкоджень
  • Підвищена температура потоку припою

Існує ризик утворення капілярних кульок на резисторах і конденсаторах, які можуть бути різного розміру в залежності від того, як вони були створені. Причини цього явища є

  • Гаряча гірка
  • Занадто мала поширюваність
  • Змочуваність флюсом

Для цього типу пайки необхідна температура в діапазоні 215-220 ° C для такого типу пайки. Через матову і зернисту поверхню безсвинцевого припою важко виявити погане з’єднання або так званий холодний припой.

Пайка азотом

Цей тип процесу вводить азот там, де плавиться припій. Таким чином покращуються параметри підключення. Пайка в атмосфері азоту використовується як у масовому виробництві, так і в ручній роботі.

М'яка пайка

Такий вид пайки проводиться при температурі, яка не перевищує 450 градусів (зазвичай близько 320). Він полягає у з’єднанні металу з нижчою температурою плавлення, ніж температури з’єднаних металів. Ця техніка використовується при низьких робочих температурах, наприклад, в електронних схемах, електронних кабелях, металевих листах тощо.

Найпопулярнішими металами, які використовуються для м’якого пайки, є сталь, латунь, цинк і мідь. М'який припій плавиться при температурі 183-280 градусів. Їх можна знайти у вигляді дроту, пластин, порошку або паличок. Найпоширенішими сполучними речовинами є сплави олова, вісмуту, кадмію та сурми. Флюс використовується для зниження температури плавлення припою, припинення його окислення і полегшення проникнення важкодоступних металевих конструкцій. Дуже часто флюси зустрічаються у вигляді різних видів їдких рідин, спеціальної пасти або у вигляді твердої речовини.

Пайка

Вид пайки, що відбувається при температурі вище 450 градусів. Він використовується у виробництві твердих припоїв. Вуглецеві, вольфрамові, молібденові та нікелеві сталі з’єднуються паянням. Крім того, їх використовують із золотом, сріблом або міддю. У процесі пайки використовується ацетилен-кисневий пальник або паяльна лампа. Також можна індуктивно паяти електричним струмом або на ковальському вогні. Дуже важливо використовувати правильні флюси, які використовуються для розчинення оксидів металів, завдяки чому припою легше розчиняється і глибше проникає в усі зазори. 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.