Umiejętność lutowania we współczesnym życiu, nasyconym urządzeniami elektrycznymi i elektroniką, jest tak samo niezbędna, jak umiejętność posługiwania się śrubokrętem i tłokiem. Metod lutowania metali jest wiele, ale przede wszystkim trzeba wiedzieć, jak lutować za pomocą lutownicy, chociaż inne metody są wykonalne i mogą być potrzebne również w domu. Artykuł ten ma pomóc tym, którzy chcą opanować technologię ręcznego lutowania.
Strumienie
Topniki lutownicze dzielą się na obojętne (nieaktywne, bezkwasowe), które nie reagują chemicznie z metalem nieszlachetnym lub oddziałują w niewielkim stopniu, aktywowane, które po podgrzaniu działają chemicznie na metal nieszlachetny, oraz aktywne (kwasowe), które działają na nim, nawet gdy jest zimny. Jeśli chodzi o strumienie, nasze stulecie przyniosło najwięcej innowacji; w większości nadal dobre, ale zacznijmy od nieprzyjemnych.
Po pierwsze, technicznie czysty aceton do racji żywnościowych nie jest już powszechnie dostępny ze względu na to, że wykorzystuje się go w podziemnej produkcji narkotyków i sam w sobie ma działanie narkotyczne. Zamiennikami acetonu technicznego są rozpuszczalniki 646 i 647.
Po drugie, chlorek cynku w aktywowanych pastach topnikowych często zastępuje się teboranem sodu – boraksem. Kwas solny jest wysoce toksyczną, agresywną chemicznie substancją lotną; Chlorek cynku jest również toksyczny, a po podgrzaniu sublimuje, tj. odparowuje bez topienia. Boraks jest bezpieczny, jednak po podgrzaniu wydziela dużą ilość wody krystalizacyjnej, co nieznacznie pogarsza jakość lutowania.
Notatka: Sam boraks jest topnikiem lutowniczym do lutowania przez zanurzenie w roztopionym lutowiu, patrz poniżej.
Dobra wiadomość jest taka, że obecnie w sprzedaży dostępna jest szeroka gama topników na każdą okazję. Do zwykłych prac lutowniczych będziesz potrzebował (patrz rysunek) niedrogiego SCF (kalafonia alkoholowa, dawniej CE, druga na liście topników bezkwasowych w Tabeli I.10 na rysunku powyżej) i kwasu lutowniczego (trawionego), jest to pierwszy strumień kwasu na liście. SKF nadaje się do lutowania miedzi i jej stopów, a kwas lutowniczy nadaje się do stali.
Racje SKF należy myć: kalafonia zawiera kwas bursztynowy, który przy dłuższym kontakcie niszczy metal. Dodatkowo przypadkowo rozsypany SCF błyskawicznie rozprzestrzenia się na dużej powierzchni i zamienia się w niezwykle lepki, bardzo długo schnący błoto, którego plam nie da się usunąć z ubrań, mebli czy podłogi i ścian. Ogólnie rzecz biorąc, SKF jest dobrym topnikiem do lutowania, ale nie dla ludzi o ograniczonych zdolnościach umysłowych.
Kompletnym substytutem SCF, ale nie tak nieprzyjemnym, jeśli jest traktowany nieostrożnie, jest strumień TAGS. Części stalowe są masywniejsze niż dopuszczalne przy lutowaniu kwasem lutowniczym i trwalsze, lutuje się je topnikiem F38. Topnikiem uniwersalnym można lutować niemal każdy metal w dowolnej kombinacji, m.in. aluminium, ale wytrzymałość połączenia z nim nie jest znormalizowana. Do lutowania aluminium wrócimy później.
Notatka: Pamiętajcie radioamatorzy - w sprzedaży są już topniki do lutowania emaliowanych przewodów bez zdejmowania izolacji!
Inne rodzaje lutowania
Hobbyści często lutują także suchą lutownicą z brązową niecynowaną końcówką, tzw. ołówek lutowniczy, poz. 1 na ryc. Dobrze sprawdza się tam, gdzie niedopuszczalne jest rozprzestrzenianie się lutu poza strefę lutowania: w biżuterii, witrażach, lutowanych przedmiotach sztuki użytkowej. Czasami mikrochipy do montażu powierzchniowego lutuje się także na sucho z rozstawem pinów 1,25 lub 0,625 mm, ale jest to ryzykowne przedsięwzięcie nawet dla doświadczonych specjalistów: zły kontakt termiczny wymaga nadmiernej mocy lutownicy i długotrwałego nagrzewania, a zapewnienie stabilnego ogrzewania jest niemożliwe. podczas lutowania ręcznego. Do lutowania na sucho należy używać harpiusa od POSK-40, 45 lub 50 oraz past topnikowych nie wymagających usuwania resztek.
Ślepe skręty grubych drutów (patrz wyżej) lutuje się poprzez zanurzenie w futorce - kąpieli stopionego lutowia. Kiedyś futorkę podgrzewano palnikiem (poz. 2a), teraz jest to prymitywne barbarzyństwo: elektrofutorka, czyli kąpiel lutownicza (poz. 2) jest tańsza, bezpieczniejsza i daje lepszą jakość lutowania. Skręt wprowadza się do futora poprzez warstwę wrzącego topnika, który nakłada się na lut po jego stopieniu i ogrzaniu do temperatury roboczej. Najprostszym topnikiem w tym przypadku jest proszek kalafonii, który jednak szybko się wygotuje i spali jeszcze szybciej. Lepiej jest topić futor na brązowo, a jeśli do cynkowania małych części używana jest kąpiel lutownicza, jest to jedyna możliwa opcja. W takim przypadku maksymalna temperatura futora nie powinna być niższa niż 500 stopni Celsjusza, ponieważ cynk topi się w temperaturze 440.
Wreszcie miedź w postaci stałej w produktach, np. rury lutowane są metodą wysokotemperaturowego lutowania płomieniowego. Zawsze zawiera niespalone cząstki, które łapczywie pochłaniają tlen, dlatego płomień ma, jak mówią chemicy, właściwości regenerujące: usuwa zalegające tlenki i zapobiega tworzeniu się nowych. W poz. 3 widać, jak płomień specjalnej palnika lutowniczego dosłownie wydmuchuje wszystko, co niepotrzebne z obszaru lutowania.
Lutowanie w wysokiej temperaturze jest przeprowadzane, patrz ryc. po prawej stronie, równomiernie pocierając dociskiem miejsce lutowania sztyftem twardego lutu 2. Płomień palnika 3 powinien podążać za lutem, tak aby gorące miejsce nie było wystawione na działanie powietrza. Najpierw strefa lutowania jest podgrzewana do momentu zmatowienia kolorów. Do powierzchni ocynowanej twardym lutem można przylutować coś innego, jak zwykle za pomocą miękkiego lutu. Więcej informacji na temat lutowania płomieniowego znajdziesz w dalszej części artykułu poświęconego rurom.
To zabawne, ale w niektórych źródłach palnik lutowniczy nazywany jest stacją lutowniczą. Cóż, przepisanie to przepisanie, cokolwiek z tego wyniknie. Tak naprawdę stacja lutownicza stołowa (patrz następny rysunek) jest sprzętem do dokładnego lutowania: z mikrochipami itp., gdzie przegrzanie, rozprzestrzenianie się lutu tam, gdzie nie jest to potrzebne i inne wady są niedopuszczalne. Stacja lutownicza dokładnie utrzymuje zadaną temperaturę w strefie lutowania, a jeśli stacja jest gazowa, kontroluje tam dopływ gazu. W tym przypadku latarka znajduje się w zestawie, ale sama lutownica, czyli stacja lutownicza, to nic innego jak kamieniołom – katedra św. Bazylego.
Jak lutować aluminium
Dzięki nowoczesnym topnikom lutowanie aluminium nie stało się w zasadzie trudniejsze niż lutowanie miedzi. Topnik F-61A przeznaczony jest do lutowania w niskich temperaturach, patrz rys. Lut – dowolny odpowiednik lutów Avia; W sprzedaży są różne. Jedyną rzeczą jest to, że lepiej włożyć ocynowany pręt z brązu do lutownicy z wycięciami na końcówce mniej więcej jak pilnik. Pod warstwą topnika z łatwością zeskrobuje mocną warstwę tlenku, która zapobiega takiemu lutowaniu aluminium.
Topnik F-34A przeznaczony jest do wysokotemperaturowego lutowania aluminium lutem 34A. Należy jednak zachować szczególną ostrożność podczas podgrzewania strefy lutowania płomieniem: temperatura topnienia samego aluminium wynosi zaledwie 660 stopni Celsjusza. Dlatego do lutowania aluminium w wysokiej temperaturze lepiej jest stosować lutowanie komorowe bezpłomieniowe (lutowanie piecowe), ale sprzęt do tego jest drogi.
Istnieje również „pionierska” metoda lutowania aluminium ze wstępnym miedziowaniem. Nadaje się, gdy wymagany jest jedynie kontakt elektryczny i wykluczone są naprężenia mechaniczne w obszarze lutowania, na przykład jeśli konieczne jest podłączenie aluminiowej obudowy do wspólnej szyny zbiorczej płytki drukowanej. „W pionierski sposób” na instalacji pokazanej na ryc. lewy. Proszek siarczanu miedzi wsypuje się stosem do strefy lutowania. Twardszą szczoteczkę do zębów owiniętą gołym drutem miedzianym zanurza się w wodzie destylowanej i witriol pociera się pod ciśnieniem. Kiedy na aluminium pojawi się plama miedzi, należy ją ocynować i lutować w zwykły sposób.
Drobne lutowanie
Lutowanie płytek drukowanych ma swoje własne cechy szczególne. Ogólnie rzecz biorąc, jak lutować części na płytkach drukowanych, zobacz małą klasę mistrzowską na rysunkach. Cynowanie drutów nie jest już konieczne, ponieważ zaciski komponentów radiowych i chipów są już ocynowane.
Po pierwsze, w warunkach amatorskich cynowanie wszystkich ścieżek przewodzących prąd nie ma większego sensu, jeśli urządzenie działa na częstotliwościach do 40-50 MHz. W produkcji przemysłowej płyty cynuje się np. metodami niskotemperaturowymi. natryskiwanie lub galwanizacja. Nagrzanie ścieżek lutownicą na całej ich długości pogorszy ich przyczepność do podłoża i zwiększy prawdopodobieństwo rozwarstwienia. Po zainstalowaniu elementu lepiej polakierować płytę. Spowoduje to natychmiastowe przyciemnienie miedzi, ale nie wpłynie to w żaden sposób na działanie urządzenia, chyba że mówimy o mikrofalach.
Następnie spójrz na brzydką rzecz po lewej stronie szlaku. Ryż. Za takie małżeństwo i w złej pamięci sowieckiego posła do Parlamentu Europejskiego (Ministerstwo Przemysłu Elektronicznego) instalatorów zdegradowano do roli ładowaczy lub pomocników. Nie chodzi tu nawet o wygląd czy nadmierne zużycie drogiego lutu, ale po pierwsze o to, że podczas chłodzenia tych płytek przegrzewają się zarówno podkładki montażowe, jak i części. A duże, ciężkie dopływy lutowia są raczej bezwładnymi ciężarami dla już osłabionych torów. Radioamatorzy doskonale zdają sobie sprawę z efektu: jeśli przypadkowo zepchniesz deskę „mątwy” na podłogę, odklei się 1-2 lub więcej śladów. Bez czekania na pierwsze ponowne lutowanie.
Paski lutownicze na płytkach drukowanych muszą być okrągłe i gładkie, a ich wysokość nie może być większa niż 0,7 średnicy podkładki montażowej, patrz po prawej stronie na ryc. Końcówki grafitów powinny lekko wystawać z koralików. Nawiasem mówiąc, tablica jest całkowicie domowej roboty. Istnieje domowy sposób, aby drukowana edycja była tak dokładna i przejrzysta jak wersja fabryczna, a nawet wyświetlała takie napisy, jakie chcesz. Białe plamki to odbicia lakieru podczas fotografowania.
Wadą są także obrzęki wklęsłe i szczególnie pomarszczone. Już sam wklęsły koralik oznacza, że lutu jest za mało, a pomarszczony oznacza, że do lutu dostało się powietrze. Jeśli zmontowane urządzenie nie działa i istnieje podejrzenie wadliwego podłączenia, najpierw zajrzyj w te miejsca.
Układy scalone i chipy
W istocie układ scalony (IC) i chip to to samo, ale dla przejrzystości, jak jest ogólnie przyjęte w technologii, mikroukłady „mikrochipowe” pozostawimy w pakietach DIP, aż do dużych pod względem włącznie stopień integracji, z pinami oddalonymi od siebie o 2,5 mm, montowane w otworach montażowych lub pinach lutowniczych, jeśli płytka jest wielowarstwowa. Niech chipy będą ultradużymi układami scalonymi „za milion dolarów”, montowanymi powierzchniowo, z odstępami pinów 1,25 mm lub mniejszym, a mikrochipami – miniaturowymi układami scalonymi w tych samych obudowach do telefonów, tabletów i laptopów. Nie dotykamy procesorów i innych „kamień” sztywnymi wielorzędowymi pinami: nie są one lutowane, ale instalowane w specjalnych gniazdach, które są wtapiane w płytkę raz po jej złożeniu w przedsiębiorstwie.
Uziemienie lutownicy
Nowoczesne układy scalone CMOS (CMOS) mają taką samą czułość na elektryczność statyczną jak TTL i TTLSh, utrzymując potencjał 150 V przez 100 ms bez uszkodzeń. Wartość amplitudy efektywnego napięcia sieciowego wynosi 220 V - 310 V (220x1,414). Stąd wniosek: potrzebujesz lutownicy niskonapięciowej, na napięcie 12-42 V, podłączonej przez transformator obniżający napięcie na sprzęcie, a nie przez generator impulsów lub statecznik pojemnościowy! Wtedy nawet bezpośredni test na końcówce nie zrujnuje drogich żetonów.
Nadal występują przypadkowe i jeszcze bardziej niebezpieczne skoki napięcia sieciowego: w pobliżu włączono spawanie, nastąpił skok napięcia, iskrzenie w okablowaniu itp. Najbardziej niezawodnym sposobem ochrony przed nimi jest nie usuwanie „błąkanych” potencjałów z grotu lutownicy, ale niedopuszczanie do ich ucieczki. W tym celu nawet w specjalnych przedsiębiorstwach ZSRR stosowano obwód włączania lutownic, pokazany na rysunku:
Punkt połączenia C1-C2 i rdzeń transformatora są podłączone bezpośrednio do pętli uziemienia ochronnego, a uzwojenie ekranu (otwarty zwój folii miedzianej) i przewody uziemiające stanowisk pracy są podłączone do środkowego punktu uzwojenia wtórnego. Punkt ten jest podłączony do obwodu oddzielnym przewodem. Jeśli transformator ma wystarczającą moc, możesz podłączyć do niego dowolną liczbę lutownic, nie martwiąc się o uziemienie każdej z osobna. W domu punkty aib są podłączone do wspólnego zacisku uziemiającego oddzielnymi przewodami.
Mikroukłady, lutowanie
Mikroukłady w pakietach DIP są lutowane jak inne elementy elektroniczne. Lutownica – do 25 W. Lut – POS-61; topnik - TAGI lub kalafonia alkoholowa. Jego pozostałości należy zmyć acetonem lub jego zamiennikami: alkohol mocno wchłania kalafonię i nie da się go całkowicie zmyć między nogami ani szczoteczką, ani szmatką.
Jeśli chodzi o chipy, a zwłaszcza mikrochipy, zdecydowanie nie zaleca się ich ręcznego lutowania dla specjalistów na każdym poziomie: jest to loteria z bardzo problematycznymi wygranymi i bardzo prawdopodobnymi stratami. Jeśli chodzi o takie subtelności, jak naprawa telefonów i tabletów, będziesz musiał rozejrzeć się za stacją lutowniczą. Korzystanie z niej nie jest dużo trudniejsze niż ręczna lutownica, zobacz poniższy film, a ceny całkiem przyzwoitych stacji lutowniczych są teraz przystępne.
Wideo: lekcje lutowania mikroukładów
Mikroukłady, rozlutowywanie
„Poprawnie” układy scalone nie są wylutowywane w celu sprawdzenia podczas napraw. Diagnozuje się je na miejscu za pomocą specjalnych testerów i metod, a te nienadające się do użytku usuwa się raz na zawsze. Amatorów jednak nie zawsze na to stać, dlatego na wszelki wypadek poniżej zamieszczamy film przedstawiający metody wylutowywania układów scalonych w pakietach DIP. Rzemieślnikom udaje się także wylutowywać chipy z mikrochipami, na przykład wsuwając drut nichromowy pod kilka pinów i podgrzewając je lutownicą na sucho, ale jest to loteria jeszcze mniej zwycięska niż ręczna instalacja dużych i bardzo dużych układów scalonych.
Wideo: rozlutowywanie mikroukładów - 3 metody
Jak lutować rury
Rury miedziane lutujemy metodą wysokotemperaturową dowolnym twardym lutem miedzianym z aktywowaną pastą topnikową, która nie wymaga usuwania pozostałości. Dalej są 3 opcje:
- W złączach miedzianych (mosiądz, brąz) - złączki do lutowania.
- Z pełną dystrybucją.
- Z niepełną dystrybucją i kompresją.
Lutowanie rur miedzianych w złączki jest bardziej niezawodne niż inne, ale wymaga znacznych dodatkowych kosztów złączy. Jedynym przypadkiem, w którym jest niezastąpiony, jest urządzenie odwadniające; następnie stosuje się trójnik. Obie powierzchnie lutowane nie są wcześniej cynowane, lecz pokryte topnikiem. Następnie rurę wkłada się do złączki, bezpiecznie mocuje i lutuje złącze. Lutowanie uważa się za zakończone, gdy lut przestaje wchodzić w szczelinę między rurą a złączką (potrzebne jest 0,5-1 mm) i wystaje na zewnątrz w postaci małej kropli. Łącznik usuwa się nie wcześniej niż 3-5 minut po stwardnieniu lutu, gdy złącze można już trzymać ręką, w przeciwnym razie lut nie zyska na wytrzymałości i złącze ostatecznie wycieknie.
Sposób lutowania rur z pełnym rozkładem pokazano po lewej stronie na ryc. Lutowanie „rozproszone” utrzymuje takie samo ciśnienie jak lutowanie montażowe, ale wymaga dodatkowego docisku. specjalne narzędzia do rozwijania gniazda i zwiększonego zużycia lutowia. Mocowanie lutowanej rury nie jest konieczne, można ją wcisnąć w kielich za pomocą skrętu, aż mocno się zablokuje, dlatego lutowanie z pełnym rozkładem często wykonuje się w miejscach niewygodnych do montażu zacisku.
W okablowaniu domowym wykonanym z cienkościennych rur o małej średnicy, gdzie ciśnienie jest już niskie, a jego straty są nieznaczne, wskazane może być lutowanie przy niepełnym rozszerzeniu jednej rury i zwężeniu drugiej, poz. Ja po prawej na ryc. Do przygotowania rur wystarczy okrągły kij wykonany z twardego drewna ze stożkową końcówką 10-12 stopni z jednej strony i ścięto-stożkowym otworem z drugiej strony 15-20 stopni, poz. II. Końce rur poddaje się obróbce do momentu ich dopasowania do siebie bez zakleszczenia przez ok. o 10-12 mm. Powierzchnie są wcześniej cynowane, na ocynowane nakłada się więcej topnika i łączy się je aż do zakleszczenia. Następnie podgrzewają, aż lut się roztopi i podpierają zwężoną rurę, aż się zakleszczy. Zużycie lutu jest minimalne.
Najważniejszym warunkiem niezawodności takiego połączenia jest to, aby zwężenie było zorientowane wzdłuż przepływu wody, poz. III. Prawo szkolne Bernoulliego jest uogólnieniem dla idealnego płynu w szerokiej rurze i dla rzeczywistego płynu w wąskiej rurze, ze względu na jego lepkość (cieczy), maksymalny skok ciśnienia przesuwa się przeciwnie do prądu, poz. IV. Powstaje składowa siły nacisku dociskającej zwężoną rurkę do rozdzielacza, a lutowanie okazuje się bardzo niezawodne.
Co jeszcze?
Aha, stojaki na lutownice. Klasyczny, po lewej stronie na rysunku, pasuje do każdej wędki. To, gdzie ułożyć tace na lut i kalafonię, zależy od Ciebie, nie ma żadnych przepisów. W przypadku lutownic małej mocy z fartuchem odpowiednie są uproszczone stojaki-wsporniki pośrodku.
Lutowanie to metoda uzyskania trwałego połączenia polegająca na wprowadzeniu do strefy styku stopionego materiału o temperaturze topnienia niższej niż materiały łączonych części. Prawidłowego lutowania za pomocą lutownicy można nauczyć się, opanowując technologię w praktyce.
Przeznaczenie urządzenia
Lutownica elektryczna dostępna jest w wersjach o napięciu zasilania od 12 do 220V. Trudno jest wyprodukować konstrukcję o małej mocy dla wysokiego napięcia, ponieważ wymaga to wielu warstw cienkiego drutu, co prowadzi do zwiększenia rozmiaru. Ponadto jest wybierany na podstawie warunków bezpieczeństwa pracy.
Wygodnie jest wybrać moc lutownicy za pomocą prostej tabeli:
Optymalna temperatura końcówki jest utrzymywana ręcznie lub automatycznie. W tym celu stosuje się regulatory tyrystorowe.
Aby zwiększyć żywotność, końcówkę lutownicy można kuć. W takim przypadku miedź będzie mniej rozpuszczać się w lutowiu. Przed użyciem lutownicy grot otrzymuje określony kształt za pomocą pilnika. Najpopularniejsze to narożnik i cięcie. Końcówka ma kształt przypominający nóż, aby jednocześnie przylutować kilka styków mikroukładu lub pinów złącza.
Narzędzia
Przed właściwym lutowaniem za pomocą lutownicy należy wyposażyć stanowisko pracy w niezbędne narzędzia:
- Podstawka. Podgrzewane urządzenie znajduje się na stojaku. Służy również do układania topnika i stanowi platformę do pracy z drutami. Dodatkowo przyczepiony jest do niego „krokodyl” z kawałkiem piankowej gumy służący do czyszczenia żądła.
- Statyw. Zawiera zaciski („krokodyle”), które można przesuwać na wysokość i obracać, tackę z kalafonią oraz uchwyt na lutownicę.
- Zestaw narzędzi. Jest potrzebny do podparcia części, nadawania drutom pożądanych kształtów i czyszczenia powierzchni lutowniczych. Do takich narzędzi należą pęseta, szczypce, przecinaki do drutu, szczypce okrągłe, pilniki, nóż i papier ścierny.
Sekrety lutowania
Jak używać lutownicy?
Substancje obce usuwa się z powierzchni części poprzez przeszlifowanie papierem ściernym i odtłuszczenie acetonem lub benzyną.
Końcówkę oczyszcza się z tlenków i sadzy za pomocą pilnika, bloku lub papieru ściernego.
Lutownica jest podgrzewana, jej koniec pokrywa się kalafonią, a następnie cynuje. Aby to zrobić, lut na końcówce pociera się drewnianym klockiem. Cała powierzchnia robocza powinna nabrać charakterystycznego srebrnego koloru.
Lut nagrzewa się. Niewielką jego część w postaci kropli nakłada się na spoinę i wyrównuje. W razie potrzeby dodaje się go do wymaganej ilości, aż do pokrycia powierzchni styku. Obszar połączenia nagrzewa się. Jak prawidłowo lutować przewody? Kontakt końcówki z przewodnikiem powinien odbywać się na jak największej powierzchni, a nie z końcówką, jak to robią niedoświadczeni instalatorzy. W takim przypadku kalafonia musi nadal pozostać na kropli lutowia, aby nie rozpoczęło się jego utlenianie. Proces lutowania odbywa się jednoetapowo. Jeśli odciągniesz grot i wciśniesz go z powrotem w część kilka razy, lutowie zmieni kolor na szary z powodu utleniania, gdy kalafonia wyparuje wcześniej. Podczas procesu chłodzenia części muszą pozostać nieruchome. Gdy druty zostaną przesunięte, gdy lut nie stwardniał, tworzą się w nim mikropęknięcia, które pogarszają wytrzymałość połączenia i tworzą dodatkowy opór elektryczny.
Pozostałości kalafonii usuwa się za pomocą pędzla zwilżonego alkoholem.
Druty lutownicze
Zastanówmy się, jak prawidłowo lutować przewody za pomocą lutownicy. Przede wszystkim ich końcówki przeznaczone do połączenia są wolne od izolacji. Ważne jest prawidłowe rozgrzanie podłączanych przewodów. Aby to zrobić, wymiary końcówki muszą odpowiadać wymiarom części. Jeśli lutownica jest zbyt duża, sąsiednie elementy ulegną uszkodzeniu podczas pracy. Dzięki niewielkim rozmiarom lutowanie będzie zawodne, ponieważ części trudno się nagrzewają.
Przygotowanie drutu polega na zdjęciu izolacji z jego końca. Usuwa się go za pomocą noża lub przecinaków do drutu. Linkę należy skręcić tak, aby poszczególne części nie wystawały i ocynować. Aby to zrobić, zanurza się go w kąpieli kalafonii, pobiera się kroplę lutowia za pomocą lutownicy i przepuszcza kilka razy wzdłuż miedzianych drutów. Podczas procesu cynowania drut należy podgrzać i obrócić, aby był pokryty ze wszystkich stron. Aby przygotować się do dalszej pracy, ocynowany koniec zanurza się w roztopionej kalafonii i w ten sposób „lakieruje”. Nadmiar można następnie łatwo usunąć ręcznie.
Lut jest słabym stopem i pęka pod niewielkim obciążeniem. Łączone przewody są wstępnie odizolowane i skręcone. Aby to zrobić, muszą mieć wspólną oś. Ich środki powinny być wyrównane, po czym jeden drut jest skręcony na długości drugiego. Podobną operację wykonuje się na drugim końcu. Na złącze nakłada się stopioną kalafonię, a następnie lutuje. Skręt powinien być podgrzewany przez 2-3 sekundy.
Jeżeli ilość jest niewystarczająca, należy dodać lutu, aby powłoka była jednolita i błyszcząca. Wiele osób nie rozumie, dlaczego połączenie nie nagrzewa się nawet przy mocnym urządzeniu. Jak w tym przypadku powinno się lutować lutownicą? Faktem jest, że ciepło rozprzestrzenia się od dołu do góry. Dlatego skręt należy podgrzać od dołu. Po przegrzaniu lutowie rozprzestrzenia się, a gdy nie ma wystarczającej ilości ciepła, powłoka staje się luźna.
Druty jednożyłowe są czyszczone do połysku i zanurzane w kalafonii. Następnie łączy się je i podgrzewa przez 3-5 sekund. i nałóż lut. Na odsłonięty drut nakładana jest rurka termokurczliwa o większej średnicy, która kurczy się pod wpływem podwyższonej temperatury, po czym powstaje niezawodna izolacja. Jeśli lut szybko ostygnie, należy go podgrzać zapalniczką. Po opanowaniu prawidłowego lutowania przewodów możesz rozpocząć bardziej złożone operacje.
Skręcanie ze sobą przewodów miedzianych i aluminiowych jest niedopuszczalne ze względu na wydzielanie się ciepła w rezystancji styków. Mocuje się je poprzez element pośredni, którym może być połączenie śrubowe oddzielone podkładkami, zaciskiem końcowym lub warstwą innego metalu. Lut aluminiowy na bazie cyny nadaje się również do drutu miedzianego i może stanowić dla niego niezawodną warstwę pośrednią.
Lutowanie elementów radiowych
Lutowanie za pomocą elementu radiowego odbywa się poprzez skręcenie lub zachodzenie na siebie, za pomocą radiatora, na przykład pęsety. Nagrzewanie wielu części obwodów elektrycznych nie powinno przekraczać 70 ºС przez czas dłuższy niż 3 sekundy.
Na płytce drukowanej obszar montażowy na obwodzie otworu jest pokryty warstwą lutu. Następnie wkłada się do niego ocynowany i pokryty kalafonią koniec przewodu. Jest podgrzewany i zwilżany dodatkiem kropli lutowia. Końcówka powinna dotykać jednocześnie kręgla i toru deski. Nadmiar lutu można łatwo usunąć za pomocą oplotu miedzianego. Praca przebiega sprawnie, gdy wszystkie punkty lutownicze są do siebie podobne. Przewody elementów radiowych są wygięte i włożone w otwory płytki. Końce na odwrotnej stronie są lekko wygięte, aby część nie wypadła.
Lutownica nie może być długo przechowywana w stanie suchym w stanie nagrzanym. Pokrywa się warstwą tlenków, a końcówkę trzeba będzie oczyścić i ponownie ocynować. Zawsze na końcu powinna znajdować się warstwa roztopionej kalafonii, a przy długich przerwach między pracami lutownicę należy wyłączyć. Ponadto stary lut jest okresowo usuwany z niego za pomocą gąbki.
Elementy tablic różnego wyposażenia mogą ulec uszkodzeniu pod wpływem elektryczności statycznej. Aby temu zapobiec, korpus lutownicy należy uziemić.
Praca z mikroukładami
Przyjrzyjmy się, jak prawidłowo lutować mikroukłady. Proces ten ma pewne cechy szczególne. Mikroukłady nie są w stanie wytrzymać przegrzania. Na połączeniach nie powinno być nadmiaru lutu. Aby to zrobić, użyj lutownicy do mikroukładów z kontrolą temperatury.
Jednoczesne ogrzewanie styków odbywa się za pomocą suszarki do włosów z dyszami. Powierzchnię na desce należy oczyścić. Odpowiedni jest do tego aceton lub uniwersalny rozpuszczalnik do lakieru. Następnie włącza się suszarkę do włosów i ustawia się jej temperaturę na 330-370 ºС. Przy minimalnej prędkości nadmuchu chip nagrzewa się i po stopieniu styków jest natychmiast usuwany pęsetą. Następnie obszar lutowania smaruje się topnikiem, a w miejsce wadliwego instaluje się nowy mikroukład. Po podgrzaniu suszarką do włosów nieco zwisa z powodu stopienia styków, co jest sygnałem zakończenia operacji. Miejsce lutowania przeciera się acetonem, aby usunąć pozostały topnik. Wystarczająco mocne styki można dodatkowo podgrzać lutownicą.
Po opanowaniu prostych można przejść do złożonych związków, na przykład różnych metali, stosując ogrzewanie gazowe, piecowe lub impulsowe.
Lutowanie aluminium
Trudności w lutowaniu aluminium są związane z jego niską temperaturą topnienia (660 şС) i mocną warstwą tlenku. Części podgrzewa się w piekarniku lub palniku gazowym. Ich przygotowanie polega na odtłuszczeniu rozpuszczalnikiem i mechanicznym oczyszczeniu papierem ściernym, tarczą ścierną lub szczotką ze stali nierdzewnej. W tym przypadku warstwa tlenku tworzy się ponownie, ale jej grubość jest znacznie mniejsza niż poprzednia. Następnie na złącze nakłada się topnik i podgrzewa do temperatury topnienia lutu. Pręt elektrody dotyka się złącza, aż zacznie się topić.
Lut do lutowania aluminium w temperaturach 150-400 şС może być oparty na cynku, cynie, kadmie (niskotopliwym). Ma słabą odporność na korozję i wymaga dodatkowych powłok. Luty ogniotrwałe, takie jak silumin (590-600 ºС), 34A (530-550 ºС) i inne, są bardziej niezawodne i są częściej stosowane. Stopy aluminium mają niższą temperaturę topnienia. Są lutowane z ogrzewaniem piecowym, które jest dokładniej regulowane.
Wniosek
Jak prawidłowo lutować przewody i mikroukłady za pomocą lutownicy? Odpowiedź na to pytanie zakłada przede wszystkim staranne przygotowanie narzędzia i części. Podczas tworzenia trwałego połączenia warstwę roztopionego lutu należy zawsze zabezpieczyć topnikiem. Do każdej operacji dobierana jest lutownica o odpowiedniej mocy i kształcie powierzchni roboczej grota. Przy prawidłowym połączeniu części i utrzymaniu temperatury lutowanie jest niezawodne i trwa długo.
Jak prawidłowo lutować?
Zanim zaczniesz zastanawiać się nad pytaniem: „Jak prawidłowo lutować?” Jedno trzeba stwierdzić...
Lutowanie jest różne. Musisz zrozumieć, że istnieje duża różnica w sposobie lutowania potężnego 2-watowego rezystora na zwykłej płytce drukowanej i na przykład chipa BGA na wielowarstwowej płytce telefonu komórkowego.
Jeśli w pierwszym przypadku poradzisz sobie z prostą lutownicą elektryczną o mocy 40 W, solidną kalafonią i lutem, to w drugim przypadku będziesz musiał użyć urządzeń takich jak stacja na gorące powietrze, topnik no-clean, pasta lutownicza , szablony i ewentualnie dolna stacja wygrzewania desek.
Jak widać różnica jest znacząca.
W każdym konkretnym przypadku należy wybrać najodpowiedniejszą metodę lutowania nadaje się do określonego typu instalacji. Tak więc do lutowania mikroukładów w płaskiej obudowie lepiej jest zastosować lutowanie na gorące powietrze, a do instalowania zwykłych rezystorów wyjściowych i dużych kondensatorów elektrolitycznych warto zastosować lutowanie stykowe za pomocą lutownicy elektrycznej.
Przyjrzyjmy się najprostszym zasadom konwencjonalnego lutowania kontaktowego.
Na początek wystarczy, że początkujący radioamator opanuje konwencjonalne lutowanie stykowe najprostszą i najtańszą lutownicą elektryczną z miedzianą końcówką.
Najpierw musisz przygotować minimalny zestaw lutowniczy i narzędzie do lutowania. Sposób przygotowania lutownicy elektrycznej do użycia został już omówiony w artykule na temat przygotowania i pielęgnacji lutownicy.
Wiele osób uważa, że do lutowania lepiej jest używać lutownicy z niepalną końcówką. W przeciwieństwie do miedzianej końcówki, nie blaknąca końcówka nie wymaga okresowego ostrzenia i cynowania, ponieważ na jej powierzchni nie powstają wgłębienia - wgłębienia.
Spalona końcówka lutownicy
(dla przejrzystości miedziana końcówka jest wstępnie obrobiona pilnikiem).
Na zdjęciu widać, że krawędź miedzianej końcówki jest nierówna, a powstałe wgłębienia są wypełnione zamarzniętym lutem.
Niepalna końcówka powszechnie używanych lutownic ma z reguły kształt stożka. Grot taki nie jest zwilżany roztopionym lutem, tzn. nie można nim nakładać lutu na grot. Podczas pracy z taką lutownicą lut jest dostarczany do miejsca lutowania za pomocą cienkiego drutu lutowniczego.
Oczywiste jest, że używanie lutu w kawałkach lub prętach podczas lutowania za pomocą lutownicy z niepalną końcówką jest trudne i niewygodne. Dlatego tym, którzy chcą nauczyć się lutować, lepiej rozpocząć naukę od zwykłej lutownicy elektrycznej z miedzianą końcówką. Wady jego stosowania łatwo rekompensują takie udogodnienia, jak łatwość stosowania lutów w dowolnej konstrukcji (drut, pręt, bryła itp.), Możliwość zmiany kształtu miedzianej końcówki.
Wygodna jest lutownica elektryczna z miedzianą końcówką, ponieważ można za jej pomocą w łatwy sposób odmierzyć ilość lutowia, którą należy doprowadzić na miejsce lutowania.
Czystość powierzchni lutowanych.
Pierwszą zasadą lutowania wysokiej jakości jest czystość lutowanych powierzchni. Nawet przy nowych elementach radiowych zakupionych w sklepie, zaciski są pokryte tlenkami i zanieczyszczeniami. Ale te drobne zanieczyszczenia z reguły radzi sobie z topnikiem używanym podczas procesu lutowania. Jeśli jest jasne, że zaciski elementów radiowych lub przewodów miedzianych są mocno zabrudzone lub pokryte tlenkiem (zielonkawym lub ciemnoszarym), to przed lutowaniem należy je oczyścić scyzorykiem lub papierem ściernym.
Jest to szczególnie prawdziwe, jeśli przy montażu urządzenia elektronicznego wykorzystywane są używane komponenty radiowe. Na ich zaciskach zwykle tworzy się ciemna powłoka. Jest to tlenek, który będzie zakłócał lutowanie.
Cynowanie.
Przed lutowaniem powierzchnię przewodów należy ocynować – pokryć cienką i równą warstwą lutu. Jeśli zwrócisz uwagę na wnioski nowych komponentów radiowych, w większości przypadków zauważysz, że ich wnioski i styki są ocynowane. Lutowanie ocynowanych przewodów jest szybsze i lepszej jakości, ponieważ nie ma potrzeby wstępnego przygotowywania przewodów do lutowania.
Aby ocynować przewodnik miedziany, należy najpierw usunąć izolację z jego powierzchni i oczyścić ją z ewentualnych zanieczyszczeń. Następnie należy pokryć powierzchnię lutowniczą topnikiem. Jeśli jako topnik stosuje się kalafonię w kawałkach, wówczas drut miedziany można położyć na kawałku kalafonii i dotknąć drutu dobrze nagrzaną końcówką lutownicy. Najpierw musisz nałożyć trochę lutowia na grot lutownicy.
Następnie, poruszając się wzdłuż drutu, rozprowadzamy roztopione lutowie po powierzchni przewodnika, starając się jak najlepiej i równomiernie ogrzać sam przewodnik. W tym samym czasie grudkowa kalafonia topi się i zaczyna parować pod wpływem temperatury. Na powierzchni przewodnika powinna tworzyć się równa powłoka lutu cynowo-ołowiowego, bez grudek i grudek.
Stopiona kalafonia pomaga zmniejszyć napięcie powierzchniowe roztopionego lutowia i poprawia zwilżalność lutowanych powierzchni. Dzięki topnikowi (w tym przypadku kalafonii) przewodnik jest równomiernie pokryty cienką warstwą lutu. Topnik pomaga również usunąć zanieczyszczenia i zapobiega utlenianiu powierzchni przewodników podczas ich nagrzewania lutownicą.
Rozgrzanie grotu lutownicy do temperatury roboczej.
Przed rozpoczęciem lutowania należy włączyć lutownicę elektryczną i poczekać, aż jej grot dobrze się rozgrzeje i osiągnie temperaturę 180 - 240 0 C.
Ponieważ konwencjonalna lutownica nie ma wskaźnika temperatury grotu, można ocenić, czy grot jest wystarczająco nagrzany przez wrzenie kalafonii.
Aby to sprawdzić, należy krótko dotknąć kawałka kalafonii rozgrzaną końcówką. Jeśli kalafonia nie topi się dobrze i powoli rozprzestrzenia się na grocie lutownicy, oznacza to, że nie jest ona jeszcze nagrzana. Jeśli kalafonia się zagotuje i uwolni się obfita para, lutownica jest gotowa do użycia.
W przypadku lutowania niedogrzaną lutownicą lut będzie miał wygląd pulpy, szybko twardnieje, a powierzchnia lutowanego styku będzie miała szorstki wygląd z ciemnoszarym odcieniem. Takie lutowanie jest kiepskiej jakości i szybko się psuje.
Wysokiej jakości lutowany styk posiada charakterystyczny metaliczny połysk, a jego powierzchnia jest gładka i błyszczy w słońcu.
Ponadto lutując różne elementy radia, należy zwrócić uwagę na obszary lutowanych powierzchni. Im większa powierzchnia przewodnika, na przykład miedziana ścieżka na płytce drukowanej, tym mocniejsza powinna być lutownica. Podczas lutowania następuje transfer ciepła i oprócz samego miejsca lutowania następuje dodatkowe nagrzewanie elementu radiowego lub płytki drukowanej.
Jeśli występuje znaczne odprowadzanie ciepła z miejsca lutowania, nie jest możliwe dobre rozgrzanie miejsca lutowania za pomocą lutownicy o małej mocy, a lutowie bardzo szybko się ochładza, zamieniając się w luźną substancję. W takim przypadku należy albo dłużej podgrzać lutowane powierzchnie (co nie zawsze jest możliwe lub nie prowadzi do pożądanego rezultatu), albo użyć mocniejszej lutownicy.
Do lutowania małych elementów radiowych i płytek drukowanych przy gęstej instalacji lepiej jest użyć lutownicy o mocy nie większej niż 25 watów. Zazwyczaj w amatorskiej praktyce radiowej stosuje się lutownice o mocy 25–40 watów zasilane siecią prądu przemiennego o napięciu 220 woltów. Korzystając z lutownicy elektrycznej, warto Regularnie sprawdzaj integralność izolacji przewodu zasilającego, ponieważ podczas pracy często zdarzają się przypadki jego uszkodzenia i przypadkowego stopienia przez nagrzane części lutownicy.
Podczas lutowania lub wylutowywania elementu radiowego z płytki drukowanej należy monitorować czas lutowania i w żadnym wypadku nie przegrzewać płytki drukowanej i ścieżek miedzianych na jej powierzchni powyżej 280 0 C.
Jeżeli płyta się przegrzeje, może ulec deformacji w miejscu nagrzewania, nastąpi rozwarstwienie lub pęcznienie, a wydrukowane ścieżki odkleją się w miejscu nagrzania.
Temperatury powyżej 240-280 0 C są krytyczne dla większości pierwiastków promieniotwórczych. Przegrzanie elementów radiowych podczas lutowania może spowodować ich uszkodzenie.
Podczas lutowania części bardzo ważne jest ich mocne zamocowanie. Jeśli nie zostanie to zrobione, wszelkie wibracje lub ruchy zniszczą jakość lutu, ponieważ lutowie twardnieje przez kilka sekund.
Aby wykonać wysokiej jakości lutowanie części „w locie” i uniknąć przemieszczeń lub wibracji podczas chłodzenia lutowanego styku, można użyć urządzenia, które w codziennym życiu radioamatorów nazywa się „ trzecia ręka”.
„Trzecia ręka”
Takie proste urządzenie nie tylko pozwoli Ci łatwo i bez większego wysiłku przylutować części, ale także wyeliminuje oparzenia, które mogą powstać, jeśli podczas lutowania będziesz trzymać części ręką.
„Trzecia ręka” w pracy
Środki ostrożności podczas lutowania.
Podczas lutowania dość łatwo o poparzenie, choć niewielkie. Najczęściej palą się palce i dłonie. Przyczyną oparzeń jest najczęściej pośpiech i zła organizacja miejsca pracy.
Należy o tym pamiętać podczas procesu lutowania nie trzeba wkładać dużego wysiłku do lutownicy. Nie ma sensu dociskać go do płytki drukowanej w nadziei na szybkie stopienie styku lutowniczego. Musimy poczekać do temperatura w miejscu lutowania osiągnie wymaganą temperaturę. W przeciwnym razie grot lutownicy może zsunąć się z płytki i przypadkowo dotknąć palców lub dłoni gorącym metalem. Uwierz mi, pal rany gojenie się zajmuje bardzo dużo czasu!
Należy także trzymać wzrok z dala od obszaru lutowania. Nierzadko zdarza się, że po przegrzaniu wydrukowany ślad na płycie odkleja się z charakterystycznym pęcznieniem, co powoduje pryskanie maleńkimi kropelkami roztopionego lutowia. Jeśli masz okulary ochronne, powinieneś ich używać. Po zdobyciu wystarczającego doświadczenia w lutowaniu możesz zrezygnować z okularów ochronnych.
Zaleca się lutowanie w dobrze wentylowanym pomieszczeniu. Opary ołowiu i kalafonii są szkodliwe dla zdrowia. Jeżeli nie ma możliwości przewietrzenia pomieszczenia, należy robić przerwy pomiędzy pracą.
Mój związek z radiem i mikroelektroniką można opisać wspaniałą anegdotą o Lwie Tołstoju, który uwielbiał grać na bałałajce, ale nie umiał. Czasami pisze kolejny rozdział Wojny i pokoju i sam myśli „modna-brandy, modna-brandy…”. Po kursach z elektrotechniki i mikroelektroniki w moim ukochanym Moskiewskim Instytucie Lotniczym oraz niekończących się wyjaśnieniach mojego brata, o których niemal natychmiast zapominam, w zasadzie udaje mi się złożyć proste obwody, a nawet wymyślić własne, na szczęście teraz, jeśli nie Nie chcę majstrować przy sygnałach analogowych, wzmocnieniach, zakłóceniach itp. można znaleźć gotowy mikrozespół i pozostać w mniej lub bardziej zrozumiałym świecie cyfrowej mikroelektroniki.
Do momentu. Dzisiaj porozmawiamy o lutowaniu. Wiem, że to odstrasza wielu początkujących chcących pobawić się mikrokontrolerami. Ale po pierwsze, możesz użyć
Więc już prawie jesteśmy na miejscu. Piszę wszystko tak szczegółowo, bo szczerze mówiąc, był to dla mnie przełom. Jak przypadkiem odkryłem, do lutowania prostych elementów wystarczy lutownica, najczęstsza z końcówką w kształcie szydła:
I lutować z strumieniem w środku:
Wszystko zależy od procesu. Musisz to zrobić:
- Część jest włożona w deskę i musi być zabezpieczona (nie będziesz mieć drugiej ręki do trzymania).
- Weź lutownicę w jedną rękę, a drut lutowniczy w drugą (wygodnie jest, jeśli jest w specjalnym dozowniku, jak na zdjęciu).
- Zabierz lut do lutownicy NIE MA POTRZEBY.
- Przyłóż końcówkę lutownicy do miejsca lutowania i podgrzej ją. Zwykle jest to 3-4 sekundy.
- Następnie, nie wyjmując lutownicy, drugą ręką dotknij końcówki drutu lutowniczego topnikiem w miejscu lutowania. W rzeczywistości w tym momencie wszystkie trzy części stykają się jednocześnie: element lutowniczy i jego otwór na płytce, lutownica i lut. Po chwili następuje „pshhhhhh”, końcówka drutu lutowniczego topi się (wypływa z niej niewielka ilość topnika) i wymagana ilość trafia do miejsca lutowania. Po chwili możesz wyjąć lutownicę za pomocą lutu i przedmuchać.
Oczywiste jest, że czas oczekiwania na każdym etapie wymaga przynajmniej minimalnej praktyki, ale nic więcej. Jestem pewien, że tą metodą każdy początkujący poradzi sobie z lutowaniem Maximite w godzinę.
Przypomnę główne oznaki dobrego lutowania:
- Dużo lutu nie oznacza kontaktu wysokiej jakości. Kropla lutu w miejscu styku powinna zakrywać je ze wszystkich stron, bez dziur, ale nie może być to przesadnie duża żarówka.
- Kolor lutu powinien być bliższy błyszczącemu, a nie matowemu.
- Jeśli płytka jest dwustronna i otwory nie są metalizowane, należy ją przylutować z obu stron określoną technologią.
Elementy planarne (oczywiście nie te najmniejsze) są pod pewnymi względami jeszcze łatwiejsze do lutowania, chociaż w przypadku urządzeń domowych będziesz musiał już wytrawić płytkę, ponieważ użycie elementów planarnych nie będzie szczególnie wygodne na płycie prototypowej.
A więc mały, prawie teoretyczny bonus dotyczący lutowania elementów płaskich. Mogą to być mikroukłady, tranzystory, rezystory, kondensatory itp. Powtarzam, w domu istnieją obiektywne ograniczenia dotyczące wielkości elementów, które można lutować zwykłą lutownicą. Poniżej podam listę tego co osobiście lutowałem zwykłą lutownicą 220V.
Aby przylutować element płaski, nie będzie już możliwe używanie lutu w ruchu, ponieważ zbyt duża jego część może „odpaść”, „zalewając” kilka nóg jednocześnie. Dlatego należy najpierw w jakiś sposób ocynować miejsca, w których ma zostać umieszczony element. Tutaj niestety nie można obejść się bez strumienia cieczy (przynajmniej mi się to nie udało).
Nałóż odrobinę płynnego topnika na łatkę (lub łatki), nabierz odrobinę lutowia na lutownicę (można to zrobić bez topnika). W przypadku elementów płaskich na ogół potrzeba bardzo małej ilości lutowia. Następnie delikatnie dotknij każdą łatkę końcówką lutownicy. Powinno na nim zejść trochę lutowia. Każdy grosz „nie zajmie” więcej niż to konieczne.
Weź element pęsetą. Po pierwsze jest to wygodniejsze, po drugie pęseta odprowadzi ciepło, co w przypadku elementów płaskich jest bardzo ważne. Przymocuj element do miejsca lutowania, trzymając go pęsetą. Jeśli jest to mikroukład, musisz trzymać go za lutowaną nogę. W przypadku mikroukładów odprowadzanie ciepła jest szczególnie ważne, dlatego można użyć dwóch pęset. Jedną przytrzymujesz część, a drugą przypinasz do lutowanej nóżki (są pęsety z zaciskiem, których nie trzeba trzymać rękami). Drugą ręką ponownie nałóż kroplę płynnego topnika na obszar lutowania (być może trochę dostanie się na mikroukład), tą samą ręką bierzesz lutownicę i dotykasz przez sekundę obszaru lutowania. Ponieważ lut i topnik już tam są, lutowana nóżka „zanurzy się” w lutowiu zastosowanym na etapie cynowania. Następnie procedurę powtarza się dla wszystkich nóg. W razie potrzeby można dodać płynny topnik.
Kupując topnik w płynie, kup także płyn do czyszczenia płyt. Niestety, w przypadku płynnego topnika lepiej umyć płytkę po lutowaniu.
Od razu powiem, że nie jestem ani profesjonalistą, ani nawet zaawansowanym amatorem lutowania. Wszystko to robiłem zwykłą lutownicą. Profesjonaliści mają swoje własne metody i sprzęt.
Oczywiście lutowanie elementu płaskiego wymaga znacznie większych umiejętności. Ale w domu jest to całkiem możliwe. A jeśli nie lutujesz mikroukładów, ale tylko najprostsze elementy, wszystko jest nadal uproszczone. Mikroukłady można kupić już wlutowane w bloki lub w postaci gotowych zespołów.
Poniżej zdjęcia tego co mi osobiście udało się po odrobinie praktyki przylutować.
To najprostszy rodzaj sprawy. Można je montować w podkładkach o tej samej złożoności lutowania. Są one po prostu lutowane zgodnie z pierwszą instrukcją.
Następne dwa są trudniejsze. Tutaj musisz już lutować zgodnie z drugą instrukcją za pomocą schludnego radiatora i strumienia cieczy.
Elementarne elementy planarne, takie jak poniższe rezystory, są bardzo łatwe do lutowania:
Ale oczywiście istnieje granica. Ta dobroć jest już poza moimi możliwościami.
Na koniec kilka tanich, ale bardzo przydatnych rzeczy, które warto kupić oprócz lutownicy, lutownicy, pęsety i przecinaków do drutu: 
Powodzenia w lutowaniu! Zapach kalafonii jest fajny!
Lutowanie jest popularne przy montażu różnych urządzeń elektrycznych i radiowych. Zapewnia elektrycznie przewodzące połączenia drutów miedzianych i innych wyrobów miedzianych ze sobą, z elementami obwodów elektrycznych i innymi częściami metalowymi wykonanymi z czystej miedzi i jej stopów, a także do lutowania aluminium. Lutowanie jest proste, bardzo elastyczne i pozwala uzyskać niską rezystancję styku łączonych elementów.
Istotą technologii lutowania jest podgrzanie strefy styku, a następnie wypełnienie jej ciekłym lutem metalicznym niskotopliwym. Po ochłodzeniu stop zapewnia kontakt elektryczny. Przed lutowaniem przewodów konieczna jest zazwyczaj dodatkowa obróbka łączonych powierzchni (najczęściej tzw. cynowanie przewodów), co gwarantuje długoletnią stabilność.
W przypadku braku wibracji i obciążeń udarowych małych części osiąga się dobrą wytrzymałość połączenia. We wszystkich pozostałych przypadkach lutowanie z dodatkowym mocowaniem.
Co może być potrzebne do lutowania?
Lutowanie wymaga źródła ciepła. Można lutować za pomocą otwartego płomienia, spirali elektrycznej lub wiązki lasera. Ten ostatni pozwala na lutowanie nawet czystym metalem. W domu najczęściej używają lutownicy elektrycznej. Jest przeznaczony dla:
- instalacja i naprawa różnych obwodów elektronicznych;
- projektowanie i naprawa sprzętu elektrycznego;
- cynowanie warstwy lutowia na różnych produktach metalowych.
Lutownica
Lutujemy za pomocą lutownicy ręcznej, która służy do:
- rozgrzewanie podłączonych komponentów;
- podgrzewanie lutu, aż przejdzie w stan ciekły;
- nałożenie ciekłego lutu na łączone elementy.
Lutownica pokazana na rysunku 1 zawiera:
- grzejnik spiralny wykonany z drutu nichromowego izolowanego folią mikową lub włóknem szklanym;
- miedziana końcówka, która znajduje się wewnątrz spirali;
- plastikowy lub drewniany uchwyt;
- obudowa do umieszczenia grotu lutownicy i spirali.
Podłączenie do sieci elektrycznej odbywa się za pomocą przewodu o długości około 1 m, który wychodzi z tyłu rączki poprzez ogranicznik promienia zgięcia.
Drewniany lub plastikowy uchwyt ma kształt prostego uchwytu. Obwody elektroniczne lutowane są produktami małej mocy wyposażonymi w chwyty pistoletowe z przyciskiem spustowym umożliwiającym szybkie nagrzanie grotu. Jedną z wersji takiego narzędzia pokazano na rysunku 2.
Rysunek 2. Lutownica radiowa typu pistoletowego Lutownice domowe przeznaczone są do podłączenia do sieci o napięciu 12 i 220 V.
Ze względów bezpieczeństwa elektrycznego lutownice 220 V muszą być wyposażone w 3-pinową wtyczkę zapewniającą niezawodne uziemienie. W przypadku urządzeń 12 V wystarczy zwykła 2-pinowa płaska wtyczka.
Lutować
Lutowane są lutem – stopem cyny i ołowiu, możliwe są dodatki innych metali. Lut występuje w postaci rurki lub drutu o różnych średnicach. Lut rurowy wypełniony jest wewnątrz kalafonią, lutowanie nim jest wygodniejsze.
Aby obniżyć koszty, do stopu dodaje się ołów. Jego specyfika jest zróżnicowana, co bezpośrednio przekłada się na markę. Na przykład POS-61 (bardzo popularny trzeciorzęd) oznacza:
- P – lut;
- OS – cyna-ołów;
- 61 – z 61% zawartością cyny.
Na co dzień lutują się stopami o obniżonej zawartości cyny, zaleca się cynowanie naczyń POS-90.
Dodatkowo można je lutować lutami miękkimi i twardymi. Miękkie kompozycje mają temperaturę topnienia poniżej 450, pozostałe są klasyfikowane jako twarde. Temperatura topnienia lutu POS-61 wynosi 190 – 192°C. Ze względu na trudności związane z nagrzewaniem, lutowania wysokotemperaturowego przy użyciu lutów twardych nie wykonuje się przy użyciu narzędzi elektrycznych.
Lutowanie aluminium odbywa się za pomocą mieszanek z dodatkiem metali niskotopliwych: aluminium i kadmu. Ze względu na zwiększoną toksyczność lutowanie z nimi można wykonać tylko wtedy, gdy nie ma alternatywy.
Strumień
Muszą być przylutowane pod elementem pomocniczym, który zapewnia:
- rozpuszczanie filmów tlenkowych na powierzchni łączonych części;
- dobra przyczepność stopu lutowniczego do nich;
- polepszenie warunków rozprowadzania stopu na powierzchni cienką warstwą.
Zazwyczaj stosuje się w tym celu kalafonię, a także kompozycje na bazie jej mieszaniny z alkoholem, gliceryną i cynkiem. Kalafonia ma temperaturę mięknienia nieco powyżej 50°C i wrze w temperaturze 200°C. Chemicznie kalafonia jest dość agresywna w stosunku do metali i jest higroskopijna, a po nasyceniu wilgocią szybko zwiększa przewodność. W zależności od dodatków i ich stężenia wykazuje właściwości topników neutralnych lub aktywnych.
Topnik kalafoniowy sprzedawany jest w postaci proszku, kawałków lub roztworu kalafonii.
Srebro, stal nierdzewną i niektóre inne metale można lutować wyłącznie przy użyciu specjalnych topników (tzw. topników kwasowych lub kwasów lutowniczych).
Niektórzy instalatorzy lutujący przewody, aby poprawić jakość obsługi, dokonują wstępnego podgrzewania na tabletce aspiryny, której opary działają jak topnik.
Pasty lutownicze
Pasta lutownicza jest mieszaniną lutowia i topnika. Służy do lutowania w trudno dostępnych miejscach, a także przy montażu bezołowiowych elementów elektronicznych. Kompozycję nakłada się na element, który następnie po prostu podgrzewa się żądłem.
Możesz zrobić własny makaron. W tym celu opiłki cyny miesza się z płynnym topnikiem do konsystencji żelu. Pasta przechowywana jest w szczelnym pojemniku, termin przydatności do spożycia ze względu na utlenianie cyny nie przekracza sześciu miesięcy.
Stojak na lutownicę
Lutują z końcówką nagrzaną do wysokiej temperatury, dlatego w czasie przerw narzędzie pozostaje na stojaku. W przypadku lutownic o dużej mocy posiada dwie podpory: tylną pod rękojeść, przednią pod korpus. Podpory montowane są na podstawie ze sklejki, która służy do:
- instalowanie pudełka kalafonii;
- przechowywanie drutu lutowniczego (przykład pokazano na rysunku 3);
- czyszczenie końcówki.
Rysunek 3 pokazuje, że stojak nie wymaga rzadkich materiałów i można go wykonać ręcznie.
Rysunek 3. Domowy stojak na potężną lutownicę W przypadku urządzeń małej mocy często stosuje się uchwyt w kształcie stożka (zwykły lub spiralny, co pokazano również na ryc. 3), w który wkłada się narzędzie końcówką.
Starsze modele stojaków wyposażone są w regulator temperatury pracy oraz wyświetlacz LCD wskazujący temperaturę grotu, rys. 4. Taka lutownica często nazywana jest stacją lutowniczą.
Ryż. 4. Przykład stacji lutowniczej ze wskaźnikiem Oplot do usuwania lutu
Są lutowane oplotem w przypadkach, gdy konieczne jest usunięcie lutu z płytki drukowanej podczas demontażu części. Jest to gęsta siatka cienkich drutów miedzianych pokrytych topnikiem.
Zasada działania opiera się na efekcie powierzchniowym: siatka „wchłania” lutowie roztopiony na płytce drukowanej pod wpływem sił kapilarnych.
Typowo szerokość plecionki wynosi około 5 mm, dostarczana jest w rolkach w osłonce o średnicy około 5 cm.
Zewnętrzny oplot starego elastycznego kabla koncentrycznego może pełnić funkcję rozlutowywania.
Środki bezpieczeństwa
Przestrzeganie środków bezpieczeństwa:
- pomaga chronić przed oparzeniami termicznymi;
- zapobiega pożarowi;
- chroni przed porażeniem prądem.
Przed rozpoczęciem lutowania należy upewnić się, że kabel zasilający jest sprawny. Żądło nie powinno dotykać wodzy ani innych przedmiotów. Lutownicę należy zawsze ustawiać na stojaku. Zabrania się dotykania jego ciała, narzędzie można chwycić jedynie za rączkę.
Przygotowanie
Miejsce pracy
Lutowanie odbywa się zawsze przy normalnym oświetleniu ogólnym (nie gorszym niż 500 luksów), jeśli konieczne jest stworzenie bardziej komfortowych warunków, stosuje się lokalne źródło światła.
Należy zapewnić dobrą wentylację. Najlepsze efekty daje okap, w przypadku jego braku lutować okresowo w celu wywietrzenia pomieszczenia z oparów kalafonii (co godzinę przy intensywnej pracy).
Wybór lutownicy według mocy
Lutować za pomocą lutownic o różnej mocy. Zwykle zakłada się, że:
- lutownice małej mocy (20 – 50 W) są wygodne w pracy z elektroniką i umożliwiają lutowanie cienkich drutów;
- Instrument o mocy 100 W i grubości nie większej niż 1 mm;
- Moc 200 W lub większa pozwala na lutowanie tak masywnych części, które początkowo wymagają użycia wydajnych lutownic.
Moc urządzenia łatwo ocenić wizualnie: 50-watowa lutownica okazuje się nieco większa od wiecznego pióra, natomiast 200-watowa lutownica ma całkowitą długość około 35-40 cm.
Lutownica do pracy
Przed pierwszym użyciem należy usunąć z obudowy pozostały smar fabryczny. Ich wypalenie prowadzi do pojawienia się dymu i nieprzyjemnego zapachu. Dlatego lutownicę włącza się za pomocą przedłużacza, wystawiając ją na zewnątrz przez okno na kwadrans.
Następnie grot lutownicy jest kuty młotkiem: zagęszczenie miedzi zwiększa żywotność. Końcówka żądła ma kształt:
- pod kątem lub przy cięciu - do pracy punktowej (przykład pokazano na ryc. 5);
- w kształcie noża - przy takim żądle lutowanych jest jednocześnie kilka styków (typowe dla mikroukładów);
- specjalne - służą do lutowania niektórych typów elementów radiowych.
Rysunek 5. Przykład uniwersalnego ostrzenia grotu lutownicy i prawidłowego utrzymania jego pola roboczego Przed przystąpieniem do lutowania należy oczyścić grot z warstwy tlenku. Zabieg ten wykonuje się drobnoziarnistym papierem ściernym lub pilnikiem aksamitnym, a także chemicznie: zanurzając w kalafonii. Oczyszczoną końcówkę cynuje się lutem.
Jeśli to konieczne, możesz lutować w miejscu za pomocą mocnej lutownicy. W tym celu na jego końcówkę nawinięty jest drut miedziany o średnicy 0,5 - 1 mm, którego wolny koniec wykorzystuje się do podgrzania lutu.
Części do lutowania
Zawsze lutują w kilku etapach. Najpierw przygotuj powierzchnię metalowego przewodnika:
- usunięcie warstwy tlenku, a następnie odtłuszczenie;
- cynowanie (nakładanie warstwy cyny na stykające się powierzchnie).
Następnie możesz połączyć części.
Pamiętaj o wyczyszczeniu zużytych przewodów.
Warstwę tlenkową usuwa się pilnikiem, papierem ściernym lub ostrzem noża. W przypadku drutów elastycznych obróbce poddawany jest każdy drut.
Izolację emaliowanego drutu usuwa się przeciągając go po powierzchni rurki PCV, do której dociska się go podgrzewaną końcówką.
Oznaką gotowości jest równomiernie błyszcząca powierzchnia bez pozostałości warstwy tlenku.
Zawsze lutują z odtłuszczeniem tj. przetrzyj powierzchnię niestrzępiącą się szmatką lub serwetką zwilżoną acetonem lub benzyną lakową.
Nowe przewody nie mają powłoki tlenkowej. Serwisowane są natychmiast po zdjęciu izolacji.
Konieczne jest cynowanie przewodu miedzianego za pomocą topnika, po podgrzaniu lut powinien pokryć powierzchnię metalu cienką warstwą. Jeśli występują guzki, nie zaleca się lutowania, drut układa się pionowo, przechodząc przez lutownicę od góry do dołu. Nadmiar stopionego lutowia spływa na końcówkę.
W razie potrzeby procedury czyszczenia i serwisowania są łączone. Aby to zrobić, umieść drut pokryty kalafonią w papierze ściernym i podgrzej go, obracając.
Jakość niektórych rodzajów topników pogarsza się podczas długotrwałego przechowywania, a także pod wpływem wilgoci w powietrzu. Dlatego też takie topniki lutuje się z dodatkową kontrolą trwałości.
Technika lutowania drutów krok po kroku
Lutowanie przewodów odbywa się w następującej kolejności:
- Usuń izolację na długości 3-5 cm (w przypadku przewodów o większej średnicy długość usuwanego odcinka jest większa).
- W razie potrzeby oczyścić i odtłuścić podłączone przewody.
- Uformuj ciasny skręt drutów.
- Potraktuj powstałe połączenie topnikiem.
- Nałóż lut na końcówkę i przylutuj skręt, ogrzewanie trwa aż do całkowitego rozprzestrzenienia się; jeśli to konieczne, powtórz kilka razy. Lut powinien wypełnić wszystkie wnęki złącza, jak pokazano na rysunku 6.
- Powstałe połączenie jest izolowane.
Rysunek 6. Lutowane przewody pełne Lutowanie drutów aluminiowych ze sobą, a także z drutami miedzianymi, nie ma zasadniczych różnic, z wyjątkiem bardziej złożonej procedury konserwacji.
Metoda krok po kroku lutowania elementów radiowych na płytkę
Zazwyczaj komponenty radiowe i fabryczne płytki drukowane mają przewody i ścieżki przewodzące prąd pokryte cyną. Można je lutować bez wstępnego cynowania. Deski można ocynować tylko wtedy, gdy wykonasz je samodzielnie.
Procedura lutowania obejmuje następujące kroki:
- Za pomocą pęsety zegnij przewody pod wymaganym kątem, a następnie włóż je w otwory płytki.
- Napraw część pęsetą.
- Zbierz lut na grot, zanurz go w kalafonii i umieść w miejscu połączenia przewodu z płytką, jak pokazano na rysunku 7. Po nagrzaniu powierzchni lut spływa na ścieżki płytki, przewód elementu i styki mikroukładu, równomiernie rozłożone na nich pod wpływem sił napięcia powierzchniowego.
- Część utrzymuje się w żądanej pozycji pęsetą, aż lut stwardnieje.
- Po zakończeniu lutowania należy koniecznie umyć płytkę alkoholem i/lub acetonem.
- Dodatkowo monitorują brak zwarć elementów płytki spowodowanych kroplami lutowia.
Rysunek 7. Przewody lutownicze elementów radiowych na płytce drukowanej W celu lepszego unieruchomienia zaleca się naostrzenie szczęk pęsety lub użycie specjalnego narzędzia, takiego jak pokazane na rysunku 8.
Nadmiar przewodów usuwa się za pomocą obcinaków bocznych.
Ryż. 8. Opcja lutowania pęsety Na płytach ponownie używanych otwory montażowe oczyszcza się z resztek lutowia drewnianą wykałaczką.
Podczas pracy zaleca się przestrzeganie następujących zasad:
- końcówka jest zorientowana równolegle do płaszczyzny deski;
- ze względu na niebezpieczeństwo przegrzania elementów radiowych, a także zerwanie ścieżek przewodzących prąd w wyniku przegrzania, płytki są lutowane nie dłużej niż 2 sekundy;
- Przed nałożeniem lutu końcówkę należy oczyścić z tlenków.
Możliwe problemy z lutowaniem
Jeśli masz pewną szybko nabytą umiejętność, lutowanie zapewnia dobry kontakt. Kilka problemów można łatwo zidentyfikować wizualnie. Obejmują one:
- słabe nagrzewanie się podłączonych elementów lub tzw. lutowanie na zimno - lut nabiera charakterystycznego matowego koloru, wytrzymałość mechaniczna styku maleje, szybko się zapada;
- przegrzanie podzespołów – lut w ogóle nie pokrywa powierzchni, tj. praktycznie nie ma połączenia;
- ruch łączonych elementów aż do całkowitego zastygnięcia lutu – widoczne ostre przerwanie warstwy stwardniałego lutu, brak połączenia.
Eliminację tych wad przeprowadza się poprzez ponowne lutowanie.
Wniosek
Połączenia lutowane zapewniają wysoką jakość połączoną z możliwością produkcji. Procedura jest łatwa do wdrożenia (lutowania można nauczyć się w ciągu kilku godzin), ale należy ostrożnie wykonać kilka kolejnych operacji, uważnie przestrzegając technologii działania.
Możesz poprawnie lutować tylko wtedy, gdy masz działające narzędzie.
Możliwe problemy podczas lutowania Lutuj zawsze ściśle przestrzegając przepisów bezpieczeństwa.
