В этом руководстве мы рассмотрим, из чего состоят паяльные жала, какие причины могут привести к повреждению их покрытия (трещины, износ, коррозия и отслоение), как определить каждый тип повреждения и какие меры можно принять, чтобы уменьшить или устранить их. При обычном использовании покрытие всех паяльных жал со временем неизбежно изнашивается. Срок службы покрытия зависит от способа пайки, видов припоя и флюса, а также техники оператора. Повреждения покрытия паяльных жал делятся на четыре основные категории:
- Напряжение и трещины
- Коррозия
- Отслоение
- Износ и абразивный износ
Строение паяльного жала
Обычно паяльное жало состоит из нескольких слоев металла:
- Твердое медное основание
- Послойное железное покрытие
- Послойное никелевое покрытие
- Послойное хромовое покрытие
Медь используется в основании, чтобы обеспечить хороший теплообмен. Никелевый слой - это ненамокаемый слой, который не дает припою утекать от рабочей поверхности жала и подниматься по жалу к источнику тепла. Хром - это дополнительный защитный слой. Ключевой рабочий слой, который больше всего влияет на срок службы жала, - это железный слой. Большинство повреждений покрытия - это повреждения железа.
ПОВРЕЖДЕНИЯ ИЗ-ЗА НАПРЯЖЕНИЯ И ТРЕЩИН
Повреждение покрытия из-за трещин вызвано слишком большим напряжением, которое прилагается к жалу во время пайки. Операторы часто слишком сильно давят на жало, полагая, что приложение силы поможет передаче тепла. Это не так.
Лучшие способы обеспечить хороший теплообмен:
- Используйте самое большое жало, которое возможно, на выводе, чтобы увеличить площадь контакта
- Хорошо пролудите жало
- Используйте расплавленный припой как тепловой мост между жалом и соединением
Не прилагайте слишком много силы
Хотя железное покрытие имеет много прекрасных свойств, сопротивление разрушению не относится к ним. Слишком большое давление на покрытие приведет к появлению трещин. Эта трещина будет распространяться и расширяться до медного основания жала, так же, как трещина в льду приводит к его расколу. Из-за этого распространения трещин, более толстое покрытие железом не решит проблему. Когда медное основание оказывается открытым, припой быстро растворяет его, вымывая часть меди. В конце концов, железное покрытие, не поддерживаемое медным основанием, ломается. Надежным признаком повреждения из-за напряжения и трещин является полое или отломанное с зазубреной жало.
Используйте самое большое подходящее жало для работы
Трещины в покрытии чаще всего появляются на тонких жалах, которые более подвержены механическим напряжениям. Это еще одна причина, по которой всегда нужно использовать самое большое жало, подходящее для работы.
Берегите свои жала
Не стучите своими жалами по твердым предметам или не роняйте их на твердый рабочий стол или пол. Никогда не используйте жала для чего-либо, кроме их предназначения, чтобы не создавать лишнего напряжения для железного покрытия. Особенно не стоит ковырять паяльником плотно сидящие детали на плате, как зубной врач.
КОРРОЗИОННЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ
Повреждения покрытия жала из-за коррозии - это распространенный тип неисправности, обычно вызванный взаимодействием с коррозионно-активными флюсами или неправильным использованием губки.
Покрывайте жала припоем с низкоактивным флюсом
Повреждения покрытия жала из-за коррозии в основном связаны с флюсом, используемым с припоем. Железо, как и многие металлы, может разрушаться под воздействием кислот. Флюсы обычно содержат какой-то вид добавки галогенида или органической кислоты. Они предназначены для химического удаления оксидов железа при нагревании до температуры пайки. К сожалению, некоторые из более активных флюсов также атакуют железо. Например, водно-растворимые флюсы, по-видимому, вызывают высокую частоту повреждений из-за коррозии, так как они очень активны и обычно содержат органическую кислоту, такую как лимонная кислота. С точки зрения коррозии покрытия жала, чем менее активен флюс, тем меньше вероятность, что покрытие жала будет разъедено. В таблице показана ранжировка различных типов флюсов по степени активности. Флюсы RMA доказали свою эффективность для достижения наилучшего срока службы жала.
Перед тем, как выключить паяльную станцию, покройте жало припоем. Используйте припой с низкой активностью флюса RMA или другой. Не используйте водные или органические кислотные флюсы, так как они корродируют железо во время хранения даже при комнатной температуре.
Чистите свои жала чистыми губками без серы
Повреждения покрытия жала из-за коррозии можно уменьшить, убедившись, что губки, используемые для чистки жал, не содержат серы. Используйте только губки, предназначенные для очистки от пайки. Обычные губки, купленные в магазине, часто содержат серу или пластиковые материалы, которые образуют коррозионные продукты, когда губки нагреваются до температуры пайки. Грязные губки несут на себе загрязнители, которые могут реагировать при высокой температуре, образуя коррозионные продукты. Грязные губки также собирают шлак припоя, который содержит тяжелые металлы. Этот шлак может прилипать к железному покрытию жала, образуя ненамокаемую поверхность. Жесткая вода также содержит элементы, которые могут образовывать связанную ненамокаемую поверхность. Чтобы предотвратить это, используйте только чистые, влажные губки, смоченные деионизированной водой. Чтобы правильно очистить шлак с жала, вырежьте окошко в губке и используйте отверстие, чтобы собрать шлаки с поверхности наклнченика, не загрязнив поверхность губки. Затем вы сможете очисть поверхность жала о сравнительно чистую губку.
ПОВРЕЖДЕНИЯ ИЗ-ЗА ПЛОХОЙ СМАЧИВАЕМОСТИ
Ненамокание - это самый распространенный вид повреждения покрытия, который в большинстве случаев можно предотвратить, если правильно ухаживать за жалом каждый день. Термическое ненамокание вызвано окислением железного покрытия до оксида железа. Оксид железа не обслуживается припоем. Когда пытаются использовать ненамокшее жало, припой не распределяется равномерно по рабочей поверхности. Вместо этого припой, нанесенный на жало, будет скатываться в шарики, как ртуть из разбитого термометра. Помимо сокращения срока службы жала, ненамокание ухудшает теплоотдачу. Накопление оксида действует как тепловой изолятор. Часто жалоба на то, что жало недостаточно горячее, связана с именно плохой смачиваемостью.
Покрывайте жала припоем
Поскольку окисление зависит от температуры и воздействия кислорода в воздухе, способом минимизировать окисление является поддержание жала в облуженном состоянии. Облуживание защищает железное покрытие защитным слоем припоя. Более толстое железное покрытие на жале не решит проблему ненамокания, так как окисляется поверхность покрытия.
Паяйте при более низких температурах
Использование самой низкой возможной температуры во время пайки снизит окисление и продлит срок службы жала. Существует тенденция паять при более высоких температурах, чем необходимо. Это не только сокращает срок службы жала, но и без необходимости повышает риск повреждения ПП. С системами пайки Metcal многие клиенты обнаружили, что переход на картридж с более низкой температурой не приводит к потере производительности и значительному увеличению срока службы жала. То же самое происходит и с наконечниками паяльных станций PACE, Atten, Weller, да и со всеми остальными.
Выключайте станцию, когда она не используется
Самым эффективным способом минимизировать окисление и продлить срок службы жала является простое выключение системы, когда она не используется. Скорость окисления при комнатной температуре незначительна по сравнению с температурой пайки. Выключение системы во время перерывов или настройка таймера сна может привести к немедленному увеличению срока службы жала на 10-15%.
Используйте более активный флюс при пайке
Но только если вы столкнулись с тем, что жало не смачивается припоем, конечно. Деактивация может также происходить, если используемый флюс недостаточно активен (или не используется вообще). Это обычно случается с паяльными материалами типа “No-Clean”. Самая распространенная причина повреждения покрытия, связанная с такими припоями, - это деактивация. Деактивация паяльного жала при использовании припоя “No-Clean” не является проблемой, вызванной самим жалом. Это проблема паяльного процесса, обусловленная взаимодействием жала, флюса, припоя и тепла.
Используйте средство для восстановления жала только в крайнем случае
Если ваше жало потеряло оловянное покрытие, вы можете восстановить его с помощью коммерческого средства для оловянирования жала. Эти продукты содержат абразив, который удаляет оксид и может продлить срок службы испорченного жала. К сожалению, тот же абразив также снимает часть железного покрытия с жала, а также оксид, укорачивая срок службы жала. Поэтому лучшей практикой является не восстановление, а предотвращение. И никогда не используйте для очистки жала абразивные материалы, такие как наждачная бумага, скотчбрайт, тряпки или сухие губки. Используйте чистую, влажную, безсерную губку. Если на жале есть налет, вы можете использовать щетку или мочалку из латуни, чтобы очистить его.
ИЗНОС И АБРАЗИВНЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ
Повреждение покрытия из-за износа - единственный неизбежный вид повреждения, который испытывают все жала паяльника. В некотором смысле, износ покрытия - единственный “правильный” вид повреждения для жала. Другие виды повреждений, обсуждаемые выше, предотвратимы с помощью вашей о них заботы. Нормальный износ вызван соскабливанием железного покрытия, когда жало вступает в контакт с паяными соединениями. Изношенное жало обычно имеет дырку на рабочей поверхности.
Выбирайте более тупое жало, если возможно
Толщина покрытия ограничена геометрией жала и тепловой отзывчивостью. Слишком толстый слой покрытия может ограничить тепловую отзывчивость жала. Хотя это менее проблематично для обычных, аккумулирующих энергию типов паяльников, которые по своей сути имеют медленные времена отклика, это проблема для паяльных станций где нагреватель встроен в наконечник, которые больше полагаются на скорость теплового отклика, чем на накопленную энергию, чтобы обеспечить хорошую подачу и контроль тепла. Кроме того, тонкие и узкие жала не могут нести такое же количество железного покрытия, как более тупые. Срок службы жала часто можно продлить, просто выбрав более тупое жало вместо более острого, когда это возможно. Сопротивляйтесь общей тенденции выбирать самое тонкое жало. Часто более тупое жало - правильное жало.
Не скребите жалом компоненты
Износ можно минимизировать, не прилагая чрезмерной силы при пайке и не “скребя” жало по соединению. Операторы часто считают, что скребок способствует теплообмену. Это не так. Прижимание наконечника к деталям также приведет к более быстрому износу жал. Царапание контактных площадок и компонентов эквивалентно прохождению ваших жал паяльника по металлической пиле. Такая пайка не только изнашивает жала, но и приводит к плохому качеству паяных соединений. Поскольку жало паяльника проводит мало времени на выводе, паяному соединению может не хватить достаточного времени при правильной температуре, чтобы образовать прочную интерметаллическую связь, что приводит к слабым, хрупким или холодным пайкам.
Вы дочитали до конца. Вы молодец, а нам очень приятно. Спасибо. Вот памятка об уходе за наконечниками, как бонус:
