При выполнении электромонтажных работ обязательно возникает необходимость соединений кабельных линий между собой. Чаще всего эта процедура выполняется в монтажных коробках разными способами, в том числе и методом пайки. В последнем случае у начинающих электриков нередко возникает вопрос, как паять провода паяльником, чтобы обеспечить качественное и надежное соединение.
Поскольку в большинстве домашних электрических сетей применяется медный кабель, необходимо рассматривать пайку проводов, изготовленных именно из этого металла.
Соединение проводов методом пайки
Соединение проводов с помощью паяльника, припоя, кислоты и флюсов всегда осуществляется по одной и той же схеме, состоящей из стандартного набора операций. Многие расходные материалы обладают универсальными свойствами и могут взаимно заменяться в случае необходимости. Если же соединения рассчитаны на значительные нагрузки, необходимо строго выполнять технологические требования и пользоваться только определенными материалами.
Непосредственная пайка проводников заключается в нагревании медных жил до высокой температуры и их последующем соединении друг с другом. Их обволакивает слой припоя, и после остывания вся конструкция становится монолитной и неразборной. Многие электрики считают пайку проводов довольно простой операцией, но на практике нередко приходится сталкиваться со специфическими особенностями этой процедуры. В каждом конкретном случае нужно правильно выбрать припой, обеспечить фиксацию и неподвижность проводов на весь период их соединения.
При спаивании медных проводов между собой, особое внимание уделяется электрической проводимости и механической прочности места соединения. Эти параметры находятся в прямой зависимости, поскольку прочная пайка сама по себе обеспечивает максимальный уровень проводимости. Многое зависит от толщины слоя нанесенного припоя, поскольку у него достаточно большое удельное сопротивление.
Необходимая прочность соединения проводников достигается за счет чистоты соединяемых поверхностей. Припой покрывает медный кабель на атомном уровне, поэтому помехой может стать не только обычное загрязнение, но и тонкая оксидная пленка. Другое условие прочности заключается в температуре припоя, которая держится на более низком уровне, чем у соединяемых деталей. Материал с высокой температурой плавления может заметно снизить прочность соединения, а его кристаллическая решетка формируется неправильно. Рекомендуется использовать именно тот, припой, который соответствует жилам медных проводов.
Подготовка инструмента и материалов
Перед тем как паять медные провода, необходимо приготовить все необходимые материалы и инструмент. Рекомендуется заранее составить список и строго следовать ему, в противном случае соединить провода не удастся.
В первую очередь для работы понадобятся:
- Паяльник – основной инструмент, без которого невозможно припаять металлические детали. Паяльники обладают различной мощностью, от которой зависит скорость нагрева. Рекомендуемая мощность инструмента – свыше 60 ватт, подключается к сети с напряжением 220 вольт, что позволяет выдерживать множество паек. Его нагрев способен расплавить флюс и припой, не доводя их до кипения.
- Прибой. По сути является сплавом на основе олова. С его помощью соединяются металлы, имеющие высокую температуру плавления. Чаще всего выпускается в виде длинной проволоки, иногда продается небольшими кусочками.
- Канифоль. Используется в качестве флюса для лужения соединяемых поверхностей. За счет этого повышается надежность сцепления медных проводников с припоем и между собой.
На паяльнике стоит остановиться подробнее. Перед началом работы его нужно очистить от загрязнений, снять остатки старого припоя и выполнить очистку жала. Эта процедура выполняется напильником, который нужно плавно двигать по рабочей поверхности. Большое значение имеет подготовка рабочего места с учетом требований безопасности. Поблизости обязательно должна располагаться розетка.
Работа с паяльником значительно упрощается при наличии дополнительных приспособлений:
- Тонкая металлическая подставка, выполняющая функцию рабочей зоны. Здесь не только соединяется кабель, но и раскладывается весь инструмент.
- Тонкие медные жилы собираются в оплетку, с помощью которой удаляется лишний припой.
- Специальное устройство на котором установлены зажимы и увеличительное стекло. Это облегчает работу с небольшим паяльником и мелкими деталями.
- Нагретые металлические части рекомендуется перемещать и удерживать плоскогубцами, зажимами или пинцетом.
Выбор припоев, канифоли и флюсов
На рынке строительных материалов припои и флюсы представлены в широком ассортименте. Большинство из них считаются универсальными, подходящими для решения практически любых задач, связанных с пайкой.
Основная функция флюсов заключается в подготовке к пайке – предварительном протравливании металлических поверхностей, удалении с них оксидной пленки. В большинстве случаев наличие таких пленок может вызвать коррозию металла. Для разных типов металлов и сплавов соединяемых элементов предусмотрены свои разновидности флюсов. Химический состав этих материалов включает в себя щелочные смеси, кислоты и соли металлов, активно участвующие в реакциях при достижении высокой температуры.
Условно все флюсы разделяются на две части:
- Первая группа относится к активным элементам, изготавливаемым на основе неорганических кислот – хлорной или соляной. Они пригодны для соединения любых проводов и других металлических деталей. Однако, такие вещества крайне отрицательно воздействуют на медь, вызывая коррозию соединений. В связи с этим, требуется немедленное удаление таких флюсов сразу по окончании пайки. Данные элементы обладают повышенной проводимостью и нередко становятся причиной коротких замыканий.
- Во вторую группу входят флюсы, производимые из канифоли. Сама канифоль в простых случаях может использоваться в чистом виде. Дополнительными компонентами служат спирт и глицерин, полностью испаряющиеся в процессе пайки. Жидкие флюсы не столь эффективны, зато они совершенно незаменимы при работе с цветными металлами, хотя и требуют такой же быстрой смывки.
Намного проще выбрать нужный припой. Для работы с медными проводами используются сплавы на основе олова и свинца марки ПОС. Цифра, содержащаяся после маркировки, указывает на количество олова, содержащегося в припое. Специалисты рекомендуют использовать продукцию с повышенным содержанием олова. За счет этого в новом соединении увеличивается электропроводность, а сам узел приобретает дополнительную прочность. Функция свинца заключается в нормализации застывания припоя. Без этой добавки на олове образуются трещины и соединение очень быстро разрушится.
Существуют и другие виды припоев, изготовленные по современным технологиям. Здесь на смену свинцу пришли цинк или индий, относящиеся к нетоксичным элементам. Поэтому и сплавы получаются экологически безопасными, а соединения более прочными и устойчивыми к коррозии.
Как правильно залудить жилы
Перед тем как спаять провода, следует залудить жало паяльника. Предварительно его нужно очистить от грязи, жира, окислительной пленки. Поверхность очищается до блеска, после чего жало опускается в канифоль, а затем в припой. Затем оно прикладывается к доске или другой чистой поверхности, чтобы избежать налипания припоя. Процедура продолжается до тех пор, пока жало не изменит свой цвет.
Провода перед лужением очищаются от изоляции, после чего жилы обрабатываются флюсом. Проводники с несколькими жилами предварительно скручиваются в жгуты. На обработанную поверхность наносится тонкий равномерный слой разогретого припоя. С этой целью жилу нужно медленно вращать в течение всего процесса лужения. Качественно подготовленный чистый провод вполне возможно обработать с одного раза. После этого начинается непосредственная пайка медных проводников.
Пайка проводов электрическим паяльником
Пайка проводов паяльником не представляет особых сложностей. Достаточно несколько раз выполнить подобные действия, после чего появятся определенные практические навыки. Если работа с паяльником станет регулярной, то пайка станет не только быстрой, но и качественной.
По мнению специалистов, подготовительные работы занимают гораздо больше времени, чем непосредственное соединение. В этом случае жилы просто накладываются друг на друга или скручиваются вместе. Далее они разогреваются паяльником. Когда температура припоя становится максимальной, он начинает плавиться и растекаться по поверхностям проводников.
После остывания образуется крепкое монолитное соединение с хорошей электропроводностью. В процессе работы жилы должны быть неподвижными, в противном случае качество шва может заметно ухудшиться. Остывание припоя можно ускорить с помощью вентилятора.
Паять паяльником провода с флюсами нужно с соблюдением следующих правил:
- Температура плавления канифоли более низкая, чем у припоя. За счет этого существенно повышается прочность соединения.
- Избегать контакта флюса и расплавленного олова. Каждый из этих материалов образует собственное покрытие, повышающее надежность и качество соединения.
- Канифоль должна равномерно распределяться по поверхности, захватывать все соединяемые детали за счет своей повышенной текучести.
- Под действием флюсов на поверхностях легко растворяются и удаляются пленки, образованные посторонними материалами.
- Флюсы и соединяемые материалы не должны вступать в реакцию между собой, во избежание коррозии мест соединений. Параметры и технические характеристики элементов останутся без изменений.
Как правильно соединять медные и алюминиевые провода
Довольно часто возникает необходимость соединить провода между собой, состоящие из разнородных материалов – меди и алюминия. Сразу же следует отметить, что их нельзя соединять напрямую, поскольку медь является химически активным металлом.
Оба материала отличаются разной токопроводимостью и теплопроводностью. Под действием тока нагрев и расширение алюминия заметно выше, чем у меди. При постоянном расширении и сужении постепенно наступает нарушение контакта, между ними образуется пленка, не проводящая ток. Данный участок перестает работать и выпадает из общей схемы. В таких случаях рекомендуется использовать болтовые соединения с одним болтом, одной гайкой и тремя шайбами. В этом случае исключается непосредственный контакт между разнородными проводниками и соединение будет нормально работать.
