Почему жало паяльника делают из меди

Необгораемые жала паяльников требуют деликатного отношения. Их ни в коем случае нельзя зачищать напильниками или наждачной бумагой, поскольку защитный слой достаточно тонкий, и его повреждение приведет к скорейшему выгоранию и износу жала. Такие жала можно лишь периодически вытирать о специальную губку (продается вместе с другими паяльными принадлежностями), или о мокрый кусок ткани.

Вместо специальной губки вполне подойдет губка для мытья посуды. Естественно, что губка должна быть смочена водой. Можно смочить губку глицерином (продается в аптеках), тогда губка не будет сохнуть, оставаться всегда влажной и готовой к работе.

Для очистки необгораемого жала среди прочих паяльных принадлежностей выпускаются специальные очистители жала. Это такая сетка, не сказать бы мочалка, из латунной стружки в форме клубка, в который периодически следует погружать жало. При этом лишний припой и окислы остаются внутри клубка.

Для очистки сетки ее достаточно просто постучать по столу, и все содержимое вываливается наружу. Цена сетки всего рублей пятьдесят, – не так уж и дорого, чтобы купить несколько штук про запас.

В процессе пайки не следует «выкорчевывать» жалом выводы деталей, шаркать по плате или стучать о баночку с припоем и канифолью. Все это может привести к повреждению необгораемого покрытия.

Необгораемый слой жала паяльника очень быстро окисляется. Причем, чем выше температура, тем окисел образуется интенсивнее. Поэтому, не надо перегревать паяльник свыше 300 градусов. При пайке припоями типа ПОС оптимальной считается температура 250…300 градусов: и жало не обгорает и паять приятно, даже комфортно. Про бессвинцовую пайку здесь говорить не будем, поскольку в любительских условиях такие припои не используются. Это технологии массового производства, а для ремонта вполне подходят обычные стандартные припои.

Приблизительно оценить, не перегрет ли паяльник, позволяет дым, идущий от канифоли. При нормальной температуре от кусочка канифоли поднимается слабенькая струйка дыма. Если же температура паяльника слишком высока, прикосновение к канифоли напоминает извержение вулкана: канифоль брызжет в разные стороны горячими каплями, дым поднимается не тонкой струйкой, а большим облаком, разлетающимся вместе с каплями. Облуженное жало становится черным, и дальнейшая пайка становится невозможной.

Степень нагрева жала можно также оценить по результату пайки. При нормальной температуре нагрева, когда паяльник успевает расплавить припой и разогреть место пайки сама пайка получается блестящей с четкими внешними границами. Такую пайку принято называть контурной.

Если же паяльник не нагрет до нужной температуры, то пайка получается матовой, ноздрястой. Механическая прочность такой пайки очень низкая, детали после такой пайки можно вытащить из схемы голыми руками, особенно если конструкция выполнена навесным монтажом.

Перегретый паяльник нагревает припой до такой степени, что не может быть и речи о том, что припой растекается по плате соединяя детали и дорожки. Тут сразу видно – пайка получается никакая, точнее сказать никакой пайки не получается вовсе.

Так, когда же начнем лудить жало паяльника?

Итак, будем считать, что паяльник не перегрелся, что же делать дальше? А дальше все достаточно просто. Надо взять небольшой лоскуток хлопчатобумажной ткани, идеально подойдет кусочек старого махрового полотенца, смочить его водой и отжать. Отжать до такой степени, чтобы вода не капала, но тряпка была бы сырой.

В баночку с расплавленной канифолью, так всегда остается после пайки, положить кусок припоя в виде большой капли. Теперь действовать надо быстро и аккуратно.

Жалом разогретого паяльника надо пошаркать о кусочек мокрой ткани. Делается это для того, чтобы снять окислы со всех сторон. Пока жало не успело окислиться по новой, макаем его в канифоль, стараясь попасть под каплю припоя. Это окончательно снимает окислы, припой начинает плавиться и тонуть в канифоли. Часть припоя оседает на жале, и можно считать, что жало облужено и готово к работе.

После этой процедуры жало надо протереть той же самой тряпочкой, что и вначале. Самое главное в дальнейшем не допускать перегрева паяльника свыше 300 градусов. В противном случае жало окисляется, и все труды оказываются напрасными.

Как восстановить необгораемое жало пояльника на видео:

Как избежать перегрева паяльника

Любой паяльник без регулятора температуры может разогреться до 400 градусов и выше. Вот когда канифоль начинает шипеть и брызгать как вулкан. Как же избежать перегрева?

Самый простой способ изменять температуру нагрева с помощью регулятора мощности. Здесь вполне подойдет, так называемый, диммер – бытовой регулятор освещения, который ставится на место обычного выключателя.

Если не полениться, то тиристорный регулятор мощности можно собрать самостоятельно, например, на микросхеме Кр1182ПМ2, которая допускает регулировку мощности до 150Вт. При этом даже не потребуется никакого радиатора для охлаждения микросхемы.

Подробнее про специализированную микросхему Кр1182ПМ1 читайте в статье "Простой регулятор мощности для плавного включения ламп".

Рисунок 1. Регулятор мощности на микросхеме Кр1182ПМ2

Мощность в нагрузке регулируется потенциометром R1. При замыкании тумблера SA1 нагрузка отключается. Если параллельно тумблеру установить электролитический конденсатор емкостью 47…500мкФ включение нагрузки будет происходить плавно. Для паяльника это, конечно, не требуется, а при управлении лампами накаливания срок службы последних увеличивается.

Можно обойтись и более простым регулятором, собранным по схеме, показанной на рисунке 2.

Рисунок 2. Простой регулятор мощности

Положительный полупериод сетевого напряжения проходит через диод VD1 без изменений. Регулируется только отрицательный полупериод, проходящий через тиристор VD2. Такой регулировки вполне достаточно, ведь разогревать паяльник на мощность менее, чем вполовину от номинальной совсем и не нужно.

Подобные регуляторы мощности позволяют регулировать температуру нагрева, пока паяльник просто лежит на подставке. В процессе пайки тепло от жала расходуется на разогрев и плавление припоя, а также на нагрев места пайки. Естественно, что жало будет остывать, причем тем быстрее, чем меньше само жало и чем больше припаиваемые детали.

Некоторые паяльники содержат регуляторы мощности встроенные в ручку, и все же лучших результатов позволяют добиться регуляторы температуры, применяемые в паяльных станциях. Уж, если выставлена температура 250 градусов, так она и будет держаться.

Такое нехитрое приспособление, как паяльник – имеет свою конструкцию, и составляющие части. Самым маленьким по размеру, но не по важности – является жало. Именно от его качества зависит способность паяльника выполнять свои задачи.

Свойства рабочего наконечника:

• Теплопроводность. Важнейшая характеристика. Именно она определяет, сколько тепла от нагревателя будет передано в рабочую зону;
• Способность накапливать тепловую энергию. Характеристика в основном связана с размерами жала. Слишком тонкий наконечник при соприкосновении с массивной деталью моментально отдаст тепло;
• Прочность, а точнее – износостойкость. Никто не собирается забивать паяльником гвозди. Однако со временем жало изнашивается – под действием агрессивных флюсов или механическим путем;
• Защищенность от окисления. Даже тончайшая пленка окислов резко снижает способность наконечника передавать тепловую энергию к месту пайки.

Идеальным материалом для изготовления паяльного жала (с точки зрения теплопроводности) является медь или ее сплавы. Обратная сторона луны – крайне низкая износоустойчивость и подверженность коррозии.

Прямая противоположность – сталь и никелевые сплавы. Высокая прочность, отсутствие коррозии – но отвратительная теплопроводность.

Поэтому производители выпускают наконечники для паяльника из различных материалов, подстраиваясь под запросы рынка. А так же не перестают экспериментировать с композитными материалами, придавая инструменты все более высокие потребительские свойства.

Основные разновидности жал для паяльника

Медные

из медного прутка можно сделать хорошее жало

Подавляющее большинство паяльников комплектуются именно такими наконечниками. Медное жало достаточно универсально, имеет выдающуюся теплопроводность. И что самое главное – отличную теплоемкость.

Это означает, что при работе с массивными медными контактами или спайкой толстого кабеля, накопленное тепло не рассеется по заготовке, резко снижая температуру. Поэтому, для паяния объемных деталей выбираются паяльники с медным жалом, которое весит несколько сотен грамм.

Для его нагрева потребуется много энергии, но масса наконечника обеспечить стабильную температуру во время работы.

Существуют более изящные наконечники из меди. Классический вариант паяльника 40-60 Вт, знакомый многим.

С помощью такого жала можно паять практически все, за исключением современной элементной базы – планарных микросхем, SMD модулей и пр. Можно конечно придать утонченную форму наконечнику – но тогда жало будет моментально изнашиваться.

Главная проблема меди – в её мягкости и низкой термостойкости. При высоких температурах поверхность быстро окисляется. Очистка жала традиционным способом ни к чему не приводит. Приходится зачищать его механическим путем, с помощью напильника или наждачной бумаги. При этом наконечник стремительно уменьшается в размерах.

Для сохранения рабочего состояния поверхности, ее покрывают тонким слоем припоя.

Как правильно залудить жало

Необходимо протереть его влажной губкой, нагреть и зачистить наждачкой или надфилем. Затем погрузить в баночку с канифолью и разместить сверху кусочек припоя. Олово само растечется по чистой поверхности наконечника.

Еще один способ – потереть разогретое жало о дерево, на котором есть флюс и припой. Дерево лучше выбирать хвойных пород.

Если этого не сделать – пайка становится невозможной не зависимо от температуры нагрева.

Вторая серьезная проблема – коррозия от агрессивных флюсов при высокой температуре. Не следует думать, что всему виной кислотные составы. Канифоль также пагубно влияет на поверхность меди. Со временем, на поверхности образуются раковины и борозды, которые надо шлифовать, опять же теряя в размере.

Тем не менее, при правильном уходе и регулярной замене, жало из красного металла показывает очень хорошие качества. Поэтому вопрос о снятии его с производства не стоит.

Необгораемые

По сути – это обычное медное жало, только с покрытием. Для защиты от коррозии и обгорания, поверхность никелируется или серебрится. Проблема в том, что никель обладает плохой адгезией, поэтому расплавленный припой к нему не липнет.

То есть классический вариант – зачерпнул капельку олова и нанес на контакт, тут не проходит. Вы можете лишь прогревать место пайки. Необходима подача припоя со стороны. На деле это означает, что обе руки будут заняты. В одной руке паяльник, в другой оловянная проволока.

Покрытие на основе серебра таких проблем не имеет. Оно прекрасно смачивается припоем и имеет хорошую теплопроводность. Но высокая стоимость не позволяет массово выпускать такие наконечники. К тому же, серебрение быстро выгорает от высокой температуры.

Производители предлагают комплексное решение проблемы. Жало покрывается никелем, кроме рабочего кончика. На него наносятся более дорогие покрытия, с хорошей адгезией. При этом стоимость остается разумной, а свойства наконечника улучшаются.

Предлагаются целые наборы жал для паяльника, с рабочими кончиками различной формы. С одной стороны – приходится покупать целую упаковку, с другой – износ происходит многократно меньше.
Еще один вариант – многослойное жало, в котором используются свойства каждого материала именно по назначению.

Такая конструкция получается недешевой, но служит долго и качественно выполняет свою задачу. Вопросов: как облудить жало паяльника, не возникает, этот процесс проводится в заводских условиях, и повторять его не требуется.

Как облудить паяльник, вы узнает просмотрев это видео.

Керамические

Корпус выполнен из прочной керамики, наконечник может быть металлическим. Керамика обладает теплопроводностью и теплоемкостью не намного хуже, чем медь. При этом она прочнее и не подвержена коррозии. Изготавливая композитные наконечники, производители объединяют лучшие качества различных материалов в одном изделии.

Паяльники с керамическим жалом удобнее, позволяют не отвлекаться на регулярную очистку. Но представитель так называемой «старой школы» предпочитают медные наконечники. Хотя, для работы с современными радиодеталями SMD форм-фактора, медь подходит как слон для посудной лавки. А вот паяльник с тонким керамическим жалом – в самый раз.

Составные

Можно использовать свойства каждого материала именно там, где они проявляются наиболее ярко. В составных жалах скомпонованы два, три, или четыре материала. Например, сталь – в виде сердечника для прочности. Медь – в качестве теплопроводящего материала от нагревательного элемента к рабочему кончику. Никель – покрытие от коррозии. Наконечник выполняется из серебряного сплава для лучшей адгезии к припою.

С учетом постоянно меняющихся условий пайки, разумно иметь дома паяльник со сменными жалами. Главное – подобрать диаметр и глубину посадки наконечника в нагревательный элемент.

Стабилизатор температуры жал

Разумеется, одного качественного материала недостаточно. Необходимо, чтобы на кончике жала поддерживалась оптимальная температура. Для этого в его тело может быть встроен датчик. Такой вариант идеален для поддержания постоянной температуры в зоне пайки.

На самом деле, такая схема нужна лишь при работе с элементной базой, чувствительной к перегреву. Тогда на жале выставляется температура не несколько градусов выше, чем точка плавления припоя, и можно паять без боязни повредить детали. В большинстве конструкций применяется более простая схема – с предварительной установкой температуры без объективного контроля.

Регулятор температуры жала может быть встроенным в корпус (если схема питания паяльника индукционная), или вынесен в отдельный блок. На качество работ это не влияет. Тем более что подавляющее большинство работ выполняются, подбирая паяльник по мощности, то есть «на глазок».

Есть категория радиолюбителей, предпочитающих пользоваться инструментами собственной конструкции, в том числе и жалом для паяльника. Как правило, перепробовав различные варианты, от дорогих японских или немецких, и любимых отечественных медных – до никелированных гвоздей из Поднебесной, вы придете к единственному подходящему изделию. Или попробуете сделать жало своими руками.

Для такого случая предлагаем посмотреть следующий материал:

Из чего сделать качественное жало для паяльника

Для изготовления потребуется:

1. Доступ к токарному станку или знакомый токарь;
2. Медный прут 6-8 мм диаметром;
3. Несколько граммов серебра.

Делаем основу. Медный пруток формируем в держатель для жала.

На торце высверливаем отверстие глубиной 10-15 мм под резьбы М4. Соответственно, нарезаем внутреннюю резьбу.

В ювелирной мастерской заказываем серебряный пруток диаметром 5 мм и длиной 10 см. Это не отнимет много средств, тем более что качество металла не имеет значения, можно взять самое дешевое серебро, хоть техническое с контактов. Отрезаем от него кусок длиной 2 см, нарезаем резьбу М4, вкручиваем в основу и придаем кончику необходимую форму.

После обработки получаем превосходное композитное (составное) жало. Медь поставляет тепло на серебряный кончик. Серебро обладает отличной адгезией, поэтому припой липнет к нему, как клей.

Единственный недостаток – серебро со временем сгорает, или растворяется в припое. Это происходит не так быстро, но при интенсивной работе раз в полгода наконечник придется менять.
В холодном состоянии он легко выкручивается, а в горячем сидит очень плотно в резьбовом соединении.

Необходимость залудить паяльник возникает, когда расплавленная капля припоя перестает растекаться по разогретой поверхности, прилипать к ней, нет возможности подать к месту пайки достаточную порцию, что мешает качественной работе. Наконечник, получая тепло от нагревателя, окисляется на воздухе. Кроме снижения адгезии припоя к меди, слой термоизолирующего нагара ухудшает распределение тепла. Есть ряд способов, как залудить паяльник в целях периодического обслуживания рабочего инструмента, также такая процедура обязательна для нового жала и окислившегося за время хранения.

Как правильно залудить медное жало у паяльника

Инструменты с нихромовыми нагревательными элементами имеют медный круглый стержень, которому придается удобная для паяния форма. Механическая обработка прута выполняется напильником с последующей доводкой на наждачной бумаге или надфилем с мелкой насечкой. Затем полезно слегка отбить жало холодным способом на наковальне. Это уплотнит верхний слой меди, повысит механическую прочность и уменьшит скорость растворения материала расплавленным припоем. Не лишним будет заполировать для уменьшения скорости окисления. Все работы выполняются на извлеченном из гнезда наконечнике, включая ту часть, которая прячется внутри нагревательного элемента.

Облудить жало паяльника – это значит покрыть рабочую зону стержня тонким слоем сплава. Кипящий флюс растворяет слой окисла на медном сердечнике, и расплав покрывает поверхность.

Так как залудить паяльник с медным жалом несложно, можно это сделать самостоятельно следующим образом:

1. Вставить очищенный стержень в паяльник, включить питание.
2. Когда он разогреется до температуры плавления канифоли, жало полностью окунуть в канифоль.

Не нужно перегревать паяльник, так как погружение стержня во флюс вызывает выделение клубов дыма с разбрызгиванием, образованием шлака от сгоревшей канифоли. При нормальном нагреве смола плавится с выделением небольшого количества дыма.

1. Прутком припоя натереть рабочую поверхность, покрытую слоем расплавленного флюса, который нужно периодически обновлять.
2. Процесс закончен, когда образуется равномерный тонкий слой полуды. Излишек нужно удалить мокрой хлопчатобумажной тряпочкой.

Лудить стержень нужно составом с высокой температурой плавления, отраженной в таблице.

Марка	Состав, %	Температура плавления, ˚С
ПОС-61	Олово 59-61 Свинец 39-41	190
ПОС-40	Олово 39-41 Свинец 59-61	238
ПОСК-50/18	Олово 50 Свинец 32 Кадмий 18	145
ПОСу-95/5	Олово 95 Сурьма 5	240

ПОС-40 или ПОСу-95/5 образуют качественное покрытие, которое необходимо обновлять по мере выгорания.

Как залудить жало современного паяльника?

Производители сердечников заявляют, что их изделия лудить не обязательно. Это частично справедливо для тех стержней, которыми работают методом подачи припоя проволокой или пастой в рабочую зону. Жало прогревает соединение с нанесенным на него флюсом, отплавляет от проволоки капельку сплава, которая, растекаясь по горячему, образует прочное соединение.

Никель также окисляется на воздухе, хотя и медленнее, чем медь. Слой окиси ухудшает теплопередачу, снижая эффективность прогревания пайки, поэтому рабочую сторону лучше залудить. Сделать это нужно без повреждения покрытия. Для этого используется мокрый хлопчатобумажный лоскут, банка с твердой канифолью и ПОС. Правила того, как облудить паяльник новый:

1. Рабочая поверхность обезжиривается.
2. Включается питание.
3. Нагревшийся сердечник очищается мокрой тряпкой и сразу втыкается в канифоль.
4. Добавленный в банку кусочек припоя растирается, не вынимая стержня из флюса.
5. Через короткое время кончик покроется ровным слоем олова.

Чаще всего для жала используется коническая форма. Достаточно лудить 3-5 мм острия конуса.

Особенности лужения современного жала паяльника

Сейчас стержни делаются из меди, покрытой тонким слоем никеля, защищающим от обгорания или керамики. Не допускается механической обработки, его нельзя даже царапать. Для удаления излишков ПОС или продуктов выгорания флюса можно протирать его куском мокрой не синтетической ткани, если нет специальной губки или очистителя из латунной стружки.

Как залудить жало паяльника во время работы

При пайке из-за нагрева поверхность наконечника окисляется, припой перестает липнуть, накапливаются шлаки сгоревшего флюса, ухудшающие качество пайки. Приходится восстанавливать луженое покрытие.
Лучше всего использовать устройство сухой очистки, состоящее из металлической спирали в контейнере. Доработав приспособление добавлением на дно густого флюса без кислоты, например стеарина или паяльного сала, можно решить две задачи:

• очистить поверхность стержня от нагара, потерев его о стружку;
• ухватив каплю ПОС на кончик горячего наконечника и утопив его во флюсе, получим очистку и лужение одновременно.

Процедура подходит для тонких медных, с никелевым покрытием и керамических сердечников. Проводится, когда окись начинает мешать работе.

Как залудить необгораемое жало?

Наконечник легко лудится, если его горячим тщательно протереть влажной тряпочкой без синтетики и моментально опустить во флюс. Затем палочкой сплава натирать рабочую поверхность до полуды, протереть стержень тряпкой и приступать к работе.

Как залудить жало паяльника деревянным бруском?

Если на поверхности есть значительный слой окисла, а механически абразивами или напильниками ее снимать нельзя, хорошо помогает при лужении брусок или дощечка хвойного дерева.

1. Брус расположить так, чтобы волокна древесины были сориентированы перпендикулярно движению при натирании.
2. Включается питание, на дощечку выкладываются маленькие кусочки канифоли и ПОС.
3. Нагревшийся стержень ставится в кусок канифоли, которая образует расплавившуюся лужицу.
4. Наконечник накрывает олово. После расплавления начинается движение наконечника поперек волокон, не покидая пределов канифоли.

Слой окисла растворяется горячей канифолью, сплав втирается в поверхность.

Как залудить жало в канифоли?

Слабо окисленная поверхность легко залудится в банке с канифолью с положенным туда кусочком ПОС. Протертым наконечником растопить сплав в емкости с канифолью. Такая работа сопровождается выделением большого количества смолистого дыма и должна выполняться на свежем воздухе или в хорошо проветриваемом помещении.

Долговечность покрытия или полуды жала определяется температурным режимом. Вредно работать паяльником на максимальной мощности без необходимости. Там, где нельзя штатно изменять температуру нагрева, используйте приспособленные регуляторы мощности, самодельные ограничители напряжения в паузах паяния.