Технология защиты металла лужением, работа паяльником

Лужение – это технология антикоррозийной защиты металла от взаимодействия с окружающей средой. Роль барьера выполняет тонкий слой олова или сплавы на его основе. Защитная металлическая пленка, наносимая на заготовку, называется «полуда». В некоторых случаях данный метод используют в качестве подготовительной процедуры перед паяльными работами.

В статье можно найти развернутый ответ на вопрос, что такое технология лужения. Также будут рассмотрены способы выполнения обработки и особенности технологического процесса.

Назначение и преимущества

Лужение металла оловом применяется в следующих отраслях промышленности:

1. Электроника и радиотехника. Олово защищает платы от коррозии.
2. Авиация и машиностроение. Многие элементы конструкции станков и летательных аппаратов подвергают обработке.
3. Кабельно-проводниковая. Помимо резиновой изоляции олово предохраняет металлические проводники от воздействия серы, которая содержится в резине и пластике.
4. Пищевая. Практические все кухонные принадлежности, имеющие отношение к приготовлению пищи, защищают с помощью специального пищевого олова, которое не несет угрозы для здоровья человека. Также оловом покрывают емкости, предназначенные для изготовления консервов: это увеличивает срок их хранения – многие солдаты срочной службы помнят советскую тушенку пятидесятых годов, которая до недавних пор находилась на военных складах как неприкосновенный запас.

Оловянное покрытие используют в качестве средства предварительной обработки подшипников перед их заливкой баббитом. Также лужение – неотъемлемая часть технологической цепочки выполнения беззазорного соединения, которое называют фальцевым швом.

Однако наибольшую популярность технология лужения приобрела в качестве средства для предварительной подготовки перед пайкой. Это обусловлено следующими причинами:

1. Производительность. Современные технологии позволяют выполнить лужение большого числа элементов за короткий промежуток времени – недаром его активно применяют на массовом производстве.
2. Надежность. Химическая инертность олова обеспечивает надежную защиту от влаги, солей и органических кислот.
3. Стойкость покрытия. Олово и его сплавы обладают высокой адгезией к любой к металлической поверхности. Пластичный слой не разрушается под действием механической обработки детали.
4. Термостойкость. Луженое покрытие выдерживает значительные перепады температур.

Требуемые инструменты

Работа с проводами – дело несложное, если к нему хорошо подготовиться. Желательно, сделать все заранее, чтобы потом в самый неподходящий момент, не пришлось суетиться. Список инструментов, позволяющих лудить провода или кабель, выглядит следующим образом:

• хорошо заточенный нож;
• медицинский или технический пинцет;
• обычные плоскогубцы;
• паяльник или станция для паяния;
• расходные материалы (флюс, припой).

Вместо ножа сейчас продаются специальные клещи, которые позволяют содрать изоляцию одним движением. Но они не так уж дешево стоят, поэтому многие обходятся ножом или скальпелем.

Все средства и приспособления немудреные, но очень полезные. Под расходными материалами подразумеваются определенный флюсовый состав и припой, подходящий для данного вида проводов.

Металлы и сплавы для лужения

Технология обработки металлических поверхностей зависит от типа базового материала. Например, лужение алюминия выполняется чистым оловом, без посторонних примесей. Металл необходимо предварительно нагреть до 180 °C, после чего приступают к покрытию изделия. Для обработки алюминиевых элементов запрещено применять какие-либо флюсы.
Для лужения применяют следующие металлы и сплавы:

1. Олово и оловянные сплавы. В природе отсутствует олово в чистом виде. Оно встречается в виде соединений с серой, сурьмой, медью, железом и прочими элементами, которые влияют на технические характеристики элемента. Мышьяк или сурьма делают олово хрупким, а высокое содержание меди повышает твердость, но снижает пластичность. Существует несколько сплавов, применяемых при выполнении работ. Они отличаются сферой использования. Сплавом, который содержит олово, никель и железо, покрывают продукцию для пищевой промышленности. Комбинацией олова, свинца и цинка лудят заготовки из металла или стали. Для декоративной обработки применяют смесь олова и висмута. Данный сплав придает поверхности яркий блеск.
2. Хлористый цинк. Применяют в качестве флюса при лужении и пайке. Он выпускается в виде кусков или брусков небольшой величины. В промышленных масштабах хлористый цинк получают путем обработки чистого металла соляной кислотой.
3. Двухлористое олово. Является базовым компонентом при лужении электрохимическим методом.

В качестве вспомогательных материалов используют хлористый аммоний и едкий натр.

Варианты обработки проводов

Некоторым мастерам нравится метод лужения, при котором провода прижимаются паяльником к деревянной дощечке. Это вполне приемлемая технология. Выделяющиеся при нагревании деревянной подложки газы в некоторой степени работают как флюс, способствуя удалению оксидов на металле.

Еще лучше удаляет продукты окисления расплав аспирина. Таблетку можно подкладывать под провода при лужении. Выделяющиеся из нагретой ацетилсалициловой кислоты газы хорошо обволакивают место соединения, удаляя с них все примеси. В результате провода будут успешно лудиться.

Существует своеобразный метод подготовки многожильных проводков, в которых тонкая медная основа покрыта эмалью. В этом случае как подложку мастера рекомендуют использовать кусочек ПВХ материала.

При повышении температуры поливинилхлорид начинает выделять пары хлороводорода, которые так же, как соляная кислота, быстро разрушают оксидный слой. Как показывают многие видео уроки, ПВХ подложка может быть не очень большой, соответствующей размерам рабочей зоны лужения.

Основные способы лужения

Существуют два метода нанесения защитного покрытия:

• горячий;
• гальванический.

Рассмотрим их подробнее.

Горячее лужение

Горячее лужение считают классическим способом, поскольку именно с него начиналось развитие технологии. В зависимости от условий выполнения работ защитный слой может быть нанесен двумя методами:

1. Погружение. Заготовку опускают в резервуар с оловом, нагретым до рабочей температуры.
2. Растирание. Сплав наносят непосредственно на подготовленную деталь, после чего равномерно распределяют по всей поверхности.

Горячий способ отличается своей простотой. Для выполнения работ не нужно приобретать специального инструмента или обладать профессиональными знаниями. Основной недостаток – неравномерное покрытие заготовки. Это справедливо как для погружения, так и для растирания. Особенно ярко он проявляется при обработке деталей со сложной криволинейной поверхностью.

Кроме того, данный способ особенно требователен к чистоте рабочего сплава. Чужеродные элементы, попадающие в рабочую смесь, удалить практически невозможно.

Гальваническая обработка

Гальваническое лужение – современный способ нанесения покрытия. Раствор при гальванической обработке может иметь щелочную или кислотную основу. Независимо от типа электролита катализатором процесса является электрический ток, который активизирует рабочий процесс. К положительным сторонам рассматриваемого метода относят:

• равномерное распределение сплава по всей плоскости;
• толщина слоя регулируется с помощью изменения параметров тока;
• отсутствуют ограничения по сложности поверхности обрабатываемых изделий;
• экономный расход смеси;
• защитный слой обладает лучшими параметрами.

Единственный минус данного способа – высокая себестоимость, поскольку рабочий процесс сопровождается большим расходом энергии, а для контроля необходимо постоянное присутствие специалиста высокой квалификации.

Как сделать облуживание контактов наушника

Микрофоны, наушники iphone и любого другого акустического гаджета постоянно подвергаются механическим нагрузкам. Как следствие, происходит обрыв проводков.

Подготовить их к пайке обычными способами не удастся. Лак, находящийся сверху будет мешать. Его перед лужением либо соскабливают острым скальпелем, либо обжигают. Можно также лудить в канифоли сильно разогретым паяльником, который снимет лак.

Тонкую жилу провода помещают в канифоль, разогревают паяльником. Затем с помощью паяльника тонкий слой расплавленного олова распределяют в месте будущего контакта. После этого быстро выполняется соединение. Служить оно будет долго и надежно.

Технология лужения металла

Процесс лужения разделяют на два этапа:

1. Предварительная подготовка поверхности.
2. Обработка изделия.

Технология выполнения работ такова, что малейшая небрежность на любом этапе окажет сильное влияние на результат. Некачественная подготовка изделий влияет на адгезию слоя олова, покрывающего металл: он прослужит гораздо меньше положенного срока. При ошибках в процессе обработки металла слой полуды не будет иметь заданной толщины и не сможет справиться с поставленными задачами. Свои нюансы имеются на всех стадиях выполнения работ.

Подготовка изделий

От степени чистоты поверхности зависит прочность антикоррозийной защиты и надежность крепления припоя. Стандартный способ подготовки плоскости – механическая обработка металлическими щетками и специальными насадками на болгарку.

Допускается применение пескоструйной обработки, а также прочих методов абразивной очистки.

Для финишной обработки применяют мелкозернистые абразивные полотна, чтобы получить максимально гладкую поверхность.

В качестве химических очистителей используют предварительно разогретые натриевые составы. Непосредственно перед проведением обработки проводят процедуру травления с помощью серной кислоты.

Растирание и погружение

В процессе растирания расплавленного олова по поверхности используют специальный флюс, в состав которого входят хлористый аммоний и цинка хлорид. Алгоритм применения флюса выглядит следующим образом:

1. Хлорид цинка наносят на поверхность и разогревают паяльной лампой или иным доступным способом.
2. По достижении точки кипения в соль добавляют припой, который расплавляется под воздействием высокой температуры.
3. Следом добавляют порошок хлористого аммония.
4. Состав равномерно распределяется по рабочей поверхности.

При погружении применяют специальные лудильные емкости, в которых олово достигает рабочей температуры. Толщина защитного слоя зависит от продолжительности времени нахождения изделий в ванной.

Подготовка изделий

Качество подготовки поверхности детали к лужению определяет прочность ее сцепления с покрытием. Метод подготовки зависит от состояния поверхности.

1. Обработка щетками. Этот метод используется, если на поверхности изделия есть окалина или сильные загрязнения. Перед обработкой изделие рекомендуется тщательно вымыть. Для лучшего эффекта можно использовать абразивное вещество: песок, известь, пемзу.
2. Шлифование. Так подготавливаются поверхности, имеющие неровности. При шлифовании можно воспользоваться абразивным кругом или наждачной бумагой.
3. Химическое обезжиривание. Проводится специальными растворами: 5-10 % раствор едкого натра, 10-15 % раствор углекислого натрия; 10-15 % раствор фосфорнокислого натрия. Их необходимо подогреть до 60-80 градусов. Могут использоваться растворители жира: венская известь, бензин, керосин. При использовании бензина и керосина следует учитывать, что они взрыво- и пожароопасные.После удаления жира изделия следует промыть водой. Определить, удален жир с поверхности или нет, можно визуально. Если вода равномерно растекается по поверхности изделия, а не собирается на ней каплями, то поверхность обезжирена.

   

4. Травление. Этим методом подготавливаются изделия из железа, меди, латуни. Травление происходит подогретым 20-30 % раствором H2SO4 (серная кислота). Продолжительность травления 20-30 мин. Затем поверхность изделий промывается холодной водой, протирается влажным песком, промывается горячей водой с температурой 80-100 °С.

После подготовки можно проводить лужение деталей.

Лужение и пайка

Лужение поверхности позволяет выполнить пайку и существенно упростить данный процесс. Для выполнения работ необходимо подготовить следующие инструменты:

1. Горелка или другой источник огня.
2. Паяльник.
3. Расходные материалы.

Расходными материалами для выполнения работ является флюс, припой и канифоль. Лужение паяльником выполняют путем расплавления припоя горячим наконечником инструмента. Благодаря физическим свойствам олова для этого не требуется интенсивной обработки. Под действием температуры припой становится жидким, стекая на рабочую поверхность, образуя паяльную ванну. Распространение рабочего состава регулируется движением паяльника.

После использования всего состава рабочую плоскость протирают ветошью. Это необходимо сделать сразу же, пока поверхность еще горячая. Данная процедура поможет равномерно распределить состав.

Правильный порядок действий

После этого тем же ножом поверхность зачищают до блестящего состояния. Это исключит наличие остатков изолирующей оболочки, удалит с проводов оксидный налет.
Толстый провод удерживать и очищать проще. Если кабель включает в себя несколько тонких жил, их желательно растрепать, разъединить, зачистить со всех сторон, а потом скрутить заново.

Затем можно разогревать паяльник, предварительно проверив степень чистоты жала. Поверхность будет хорошо облуживаться только абсолютно чистым жалом паяльника.

Нагретым паяльником следует разогреть подготовленные, тщательно зачищенные концы проводов, опустив их в канифоль. Надо чтоб канифоль хорошо обволокла провод.

Жалом паяльника нужно взять припой и равномерно распределить смесь по срезу проводков, которые зафиксированы пинцетом или обычными плоскогубцами. Для обеспечения полноты нанесения массы из расплавленных расходных материалов, провода следует проворачивать вокруг собственной оси.

Медный провод можно обрабатывать не только канифолью, но и кислым флюсом. Некоторые предпочитают использовать готовую паяльную кислоту, всегда имеющуюся в продаже. Для лужения алюминиевых проводов предусмотрен свой специальный флюс.

Использование винтовых контактных зажимов

Соединение медных и алюминиевых проводов

Этот метод быстр, прост и эффективен. А что самое главное, такими зажимами можно объединить разнородные металлы. Например, если вам нужно соединить алюминиевый и медный проводники, что само по себе, как известно, противопоказано. Такие зажимы очень просты и компактны, а их стоимость может вас приятно удивить.

Для соединения проводов зажимами нужно осуществить только 2 шага:

1. Снять 5 мм изоляции.
2. Вставить в зажимы и затянуть винт.

Подплавленные контакты клеммной колодки

Вот и все, как видите, все очень просто и быстро

Важно только контролировать силу, с которой вы зажимаете. Если закрутить винт слишком сильно, можно повредить жилы. Особенно нужно быть внимательными при работе с алюминиевыми проводами

Особенно нужно быть внимательными при работе с алюминиевыми проводами.

Единственным недостатком винтового соединения является то, что при работе с многожильным кабелем его нужно обжать специальной насадкой, чтобы обеспечить нормальный контакт и целостность провода.

Пошаговая инструкция

Итак, чтобы Вам было понятно, как правильно лудить провода, предоставляем пошаговую инструкцию в картинках:

1. Подготовьте нужный инструмент: острый нож, пинцет либо пассатижи, паяльник, припой и флюс (в нашем случае канифоль).
2. Снимите ПВХ изоляцию с проводника. Для этого лучше всего использовать инструмент для снятия изоляции, но если такого нет – нож в помощь. Зачистить изолирующий слой нужно на 10-20 мм.
3. Аккуратно, с помощью того же ножа зачистите жилу до металлического блеска. Если провод, который Вам нужно лудить, многожильный – распушите все проводки и очень аккуратно зачистите их ножом.
4. Подключите паяльник к сети и подождите, пока он нагреется. Кстати, перед лужением нужно очистить жало паяльника от мусора и старого припоя. Для этого рекомендуем использовать напильник.
5. Проведите разогретым жалом по кончику провода, который Вы собрались лудить.
6. Прикоснитесь жалом паяльника к канифоли, а после этого сразу же к припою. Рабочая поверхность паяльника должна равномерно покрыться оловом.
7. Прикоснитесь жалом к медному проводу. Припой должен равномерно распределиться по медной жиле. Для лучшего лужения рекомендуем взять проводник пассатижами либо пинцетом, после чего залудить кончик со всех сторон, самостоятельно прокручивая провод.
8. Визуально просмотрите, насколько хорошо у Вас получилось залудить кабель. На фото ниже пример отлично проделанной работы. Если не вся рабочая поверхность покрыта припоем, повторите пункты 6 и 7.

Вот таким способом Вы сможете качественно и быстро лудить провода в домашних условиях

Обращаем Ваше внимание на то, что лужение тонких проводов от наушников (либо микрофона) нужно выполнять немного по-другому. Так как проводки эмалированные (вскрыты лаком), сначала Вы должны аккуратно счистить эмаль острым ножом

После этого уже необходимо выполнить лужение паяльником.

Видео уроки по теме:

Вы можете лудить провода и без канифоли – используя специальную паяльную кислоту. В этом случае сначала нужно обработать рабочие поверхности (жало и кончик проводка) кисточкой, смоченной в кислоту, после чего уже наносить припой. И тот и другой способ можно использовать, не опасаясь за качество будущего соединения. Что касается толстого провода, облудить его проще, чем очень тонкого. Немного сноровки и еще меньше времени на это потребуется, главное – не забудьте зачистить поверхность жилы ножом.

Обязательно прочтите:

Почему это так важно?

Дело в том, что на воздухе медь может окисляться, что часто приводит к ухудшению контакта между проводами. В дальнейшем плохой контакт начинает нагреваться и как следствие – может произойти возгорание электропроводки. Чтобы этого не происходило и соединение электрических проводов пайкой было долговечным, надежным и безопасным, необходимо лудить зачищенные концы жил с помощью свинцово-оловянного припоя.

Помимо этого лужение используют во время пайки, к примеру, при подключении светодиодной ленты к блоку питания. Если жилы LED-ленты не облудить, место пайки будет ненадежным и не исключено, что со временем проводки отвалятся.