Пайка проводов в распределительной коробке (паяльником, горелкой)

В статье мы рассмотрим как осуществляется пайка проводов в распределительной коробке: паяльником,своими руками, горелкой, пошаговая инструкция.

Преимущество пайки перед остальными способами соединений

Соединение проводников в распределительной коробке можно выполнять несколькими способами, однако только пайка и сварка дают монолитное соединение с минимальным переходным сопротивлением в месте контакта. Поскольку сварку проводов в домашних условиях без специальной аппаратуры выполнить затруднительно, то спаять провода может практически каждый желающий.

Чтобы правильно и аккуратно спаять провода, нужен примерно такой перечень инструментов:

• Нож для зачистки изоляции;
• Бокорезы;
• Пассатижи или плоскогубцы;
• Наждачная бумага;
• Паяльник;
• Припой;
• Флюс.

Пайка проводов

Порядок работы при пайке проводников такой:

• Снятие изоляции;
• Зачистка проводов;
• Облуживание;
• Скрутка;
• Пайка;
• Изолирование.

Перед тем, как приступить к соединению проводов, нужно определиться с их длиной. Провода обрезаются таким образом, чтобы при пайке они находились снаружи распределительной коробки, а потом могли быть уложены желаемым образом. Нельзя укладывать провода в натяг. Лишний запас также неуместен в ограниченном пространстве.

Для снятия изоляции используется остро заточенный нож или специальный инструмент (Рисунок 1).

При работе ножом процесс снятия изоляции должен напоминать движения ножа при остругивании карандаша. Нельзя делать круговой надрез изоляции или подрезать ее бокорезами или пассатижами. Поперечная риска или царапина на проводе может послужить причиной обрыва. В крайнем случае, такая методика допускается только на многожильных проводах. Длина оголенного проводника для пайки должна составлять 1.5 – 3 см. Чем толще проводник, тем длиннее должна быть зачищенная часть. Ориентиром может служить количество витков при скручивании проводов. Их должно быть не менее 2-х.

Перед облуживанием поверхность жил нужно зачистить при помощи ножа или мелкозернистой наждачной бумаги от следов окисла. Зачистив провода, желательно сразу же их облудить, чтобы не образовалась пленка окисла на поверхности. На поверхности припоя окисел образуется рыхлый и не будет мешать последующей пайке, поэтому перерыв в работе после этапа облуживания не имеет ограничений по времени.

Облуженные проводники скручиваются вместе при помощи пассатижей или плоскогубцев. Скрутка должна состоять не меньше, чем из 2-х оборотов. Скрутка должна быть плотной, но не перетянутой, чтобы не отломались зачищенные концы. Идеальный вариант скрутки, когда в нее попадает часть провода с изоляцией. Торец скрутки должен быть ровный. При работе с толстыми проводами они часто на конце скрутки направлены в стороны, поэтому выступающие концы нужно обрезать. На рисунке ниже показаны различные способы скрутки проводов под пайку (Рисунок 2).

Скрученные провода спаивают при помощи паяльника таким образом, чтобы скрутка была равномерно со всех сторон покрыта слоем припоя без пропусков и наплывов. Качество спайки напрямую зависит от того, насколько хорошо были облужены зачищенные концы.

После того, как место спайки остынет, можно приступать к ее изоляции. Для этих целей применяется тканевая изоляция или специальные термостойкие пластиковые наконечники. Их длина должна быть такой, чтобы они частично заходили на изолированные участки проводов (Рисунок 3).

Нельзя применять для изоляции обыкновенную ПВХ изоленту, поскольку при нагревании проводов, например, при превышении нагрузки, ПВХ легко плавится и это может привести к короткому замыканию внутри распределительной коробки.

Выбор мощности паяльника

Для качественной пайки нужен достаточно мощный паяльник, не менее 65 Вт. Медь является очень хорошим проводником тепла, поэтому эффективно отводит тепло от области пайки. Маломощный паяльник не успеет нагреть место скрутки до того, как начнет плавиться изоляция проводов, а недостаточный прогрев может привести к так называемой «холодной пайке». Слабо разогретый припой имеет низкую текучесть и не способен равномерно покрыть всю спаиваемую область. При застывании он будет иметь матовую, зернистую поверхность, низкую прочность. Спаянные таким образом проводники будут иметь высокое переходное сопротивление и, со временем, потеряют контакт между собой. Паяльник должен прогреть место спайки за  время не более 1 минуты. Поверхность припоя после застывания должна быть гладкой и иметь  равномерный блеск.

Тип припоя паяльника

Среди всего множества типов припоя, для пайки медных проводов можно использовать только некоторые. Таблица характеристик наиболее распространенных марок припоев

Первые три марки припоя имеют очень низкую температуру плавления и невысокую прочность. Для пайки сильноточных цепей они не пригодны. Наоборот, последняя марка припоя слишком тугоплавка. Пайка таким припоем приведет к перегреву и плавлению изоляции. Наиболее часто применяются припои марок ПОС-40 и ПОС-61. Они стоят недорого и широко доступны. Большинство радиолюбителей используют в своей работе припой марки ПОС-61.

Защита места пайки от окисления. Флюс

Флюс служит для защиты места пайки от окисления кислородом воздуха и растворения тончайших пленок окислов на поверхности материала. Для пайки меди наиболее часто используются такие флюсы:

Таблица характеристик наиболее распространенных флюсов для пайки меди и ее сплавов

Самый простой и дешевый и беспроигрышный  вариант – обыкновенная канифоль. Единственное затруднение при ее использовании, то, что она находится в твердом состоянии и требует навыков при нанесении на спаиваемые детали.

Гораздо удобнее в использовании спиртоканифоль. Она представляет собой раствор канифоли в этиловом спирте. И имеет вид густой желтоватой жидкости со своеобразным запахом. Удобство использования заключается в том, что на место пайки ее можно нанести кисточкой или обмакнуть в баночку с флюсом скрученные проводники.

Более широкие возможности имеет активированный флюс ЛТИ-120. При его применении нет необходимости в зачистке новых проводников. Зачищать нужно только такие, которые имеют темный цвет из-за окисления поверхности. Поскольку имеются определенные трудности в зачистке многожильных проводов, то применение активированного флюса приветствуется.

Все перечисленные флюсы не требуют смывки после окончания пайки, поскольку абсолютно нейтральны по отношению к материалу проводника.

Совет #1: Спиртоканифоль легко приготовить самостоятельно, растворив порошок канифоли в 96% этиловом спирте. Если канифоль сыпать в спирт равномерно тонкой струей при помешивании, то процесс растворения займет всего несколько минут. При отсутствии спирта в крайнем случае можно воспользоваться ацетоном. Пропорции для приготовления те же самые. Следует учитывать, что ацетон более летуч, поэтому испаряется значительно быстрее. К тому же он ядовит.

Технология пайки и лужения

Для того, чтобы спаять или облудить провода, их нужно расположить так, чтобы они располагались по возможности горизонтально и был доступ со всех сторон для жала паяльника. Вопреки многим рекомендациям, нельзя ставить скрутку вертикально, поскольку при пайке капли расплавленного припоя могут скатиться со скрутки и нарушить изоляцию в нижележащих проводниках.

Если вовремя не обнаружить и не удалить такую каплю, то она впоследствии,  может вызвать короткое замыкание. Для лучшего контакта жала паяльника с проводом, конец жала должен быть плоским и хорошо облуженным. Окисленное жало имеет темный цвет, не держит припой и для пайки не годится. Зачистить жало можно с помощью мелкозернистого напильника. Зачищенный конец немедленно окунают во флюс и облуживают путем растирания капли припоя на поверхности деревянного брусочка (Рисунок 4).

Совет #2: Удобно совместить зачистку и облуживание на кусочке наждачной бумаги, заранее присыпав его порошком канифоли  и небольшими кусочками припоя.

Хорошо залуженное жало должно быть блестящим, не иметь раковин. При плавке припоя он должен оставаться на конце жала в виде небольшой выпуклости (Рисунок 5).

Для облуживания провод нагревают паяльником и, одновременно, прикасаются к месту нагрева кусочком канифоли до ее плавления. Жидкий флюс наносят заблаговременно, до начала нагрева. Проводя жалом паяльника вдоль провода, равномерно покрывают его слоем припоя. Многожильные провода до скрутки не облуживают, поскольку потом скрутить их будет невозможно.

Облуженные провода скручивают между собой. Для пайки технология несколько отличается, поскольку тут требуется большее количество припоя. После нанесения флюса паяльником прогревают одновременно скрутку кончик прутка припоя. Расплавленную каплю равномерно распределяют по всей поверхности, следя, чтобы она была полностью покрыта слоем припоя. При необходимости процедуру повторяют. Здесь главное —  не перегреть провода, чтобы не расплавилась изоляция. При спайке тонких проводов припой переносится на кончике жала. Многожильные провода требуют большого количество флюса, чтобы он мог заполнить все свободное пространство между жилами.

Пайка с помощью тигля и горелки

При больших объемах работ имеет смысл выполнять их при помощи тигля, который представляет собой полый металлический цилиндр с ручкой, заполненный расплавленным припоем. Тигель может выполняться как насадка на мощный паяльник или нагреваться при помощи газовой горелки (Рисунок 6).

Большой объем металла в тигле не позволяет ему быстро остывать, поэтому нагретым тиглем можно спаять последовательно несколько скруток. Основное достоинство такого способа пайки в том, что облуживание и спайка скрутки происходит практически мгновенно, когда покрытые флюсом проводники опускаются полностью в ванну с припоем.

Меры предосторожности во время пайки

При пайке, особенно при помощи тигля, нужно работать очень аккуратно, чтобы не получить ожог расплавленным припоем. Пары свинца ядовиты, поэтому при больших объемах работы нужно пользоваться респиратором.

Чего категорические нельзя делать!

Недопустимо для пайки проводов использовать кислотосодержащие активные флюсы, поскольку они требуют полного удаления после окончания работы. Остатки флюса агрессивно воздействуют на материал проводников и в самом скором времени провода будут окислены вплоть до полного разрушения. Особенно разрушительны для меди хлористый цинк или паяльная кислота.