Výber správnej spájky: olovnatú, alebo bezolovnatú?
V našom laboratóriu máme niekoľko cievok rôznych spájkových zliatin, či už na báze olova alebo bezolovnatých. Máme ich v rôznych priemeroch drôtu. Aby sme to ešte skomplikovali... obsahujú rôzne množstvo rozdielnych tavidiel. Ak by ste hľadali ďalej, v našej chladničke by ste našli rôzne druhy spájkovacej pasty. Prečo táto rozmanitosť, ktorú použiť a kedy?
Krátka odpoveď
Ak spájkujete zriedka, ručne, alebo ak máte lacnú spájkovačku bez riadenia teploty, potrebujete len jednu cievku (od hocktorého výrobcu):
- klasickú spájku na báze olova Sn60Pb40 (60% cínu, 40% olova),
- s priemerom drôtu 1 mm, obsahujúce
- kolofóniové tavidlo bez potreby čistenia,
- obsah kolofónie 2,2 % alebo viac
Podrobnejšia odpoveď
Olovo je prírodným prvkom, ale je nebezpečné pre naše zdravie, najmä ak sa dostane do krvi. Nie je problém sa ho dotýkať, pokým si po kontakte umyjete ruky pred jedlom alebo pred dotykom očí. Inak povedané, pokiaľ sa používa správne, nie je nič nebezpečného mať ho poruke na polici.
Spájky na báze olova sa tavia pri nižšej teplote a je oveľa ľahšie s nimi pracovať. Vďaka zníženej teplote sú šetrnejšie k súčiastkam a výpary tavidla sú menej toxické. Začiatočníkom odporúčam používať najprv iba olovnatú spájku. Keď je technika spájkovania zvládnutá, môžete prejsť aj na bezolovnatú spájku. Postupne zvyšujte teplotu spájkovačky, až kým sa drôt taví podobne rýchlo. Teplota bude pravdepodobne vyššia o približne 30°C.
Neponáhľajte sa. Naučte sa najprv spájkovať nové súčiastky, až potom sa učte opravovať existujúce spoje.
Oprava existujúceho spoja
Pred opravou existujúceho spoja odstráňte čo najviac starej spájky:
- Pred použitím spájkovačky naneste malé množstvo tavidla na spoj. Tavidlá hustejšej konzistencie sú obyčajne lepšie ako tekuté, ale obe budú fungovať
- Roztavte spoj priložením hrotu spájkovačky
- Odoberte roztavenú pôvodnú spájku buď s pomocou odspájkovacieho knôtu (napr. Solder Wick), alebo
- pomocou nástroja na odsávanie spájky (či už jednoduchou pumpovačkou alebo motorovým odsávačom)
- Vytvorte nový spoj, ako je opísané nižšie pre nové komponenty
Vytvorenie nového spoja
Pre vytvorenie nového spoja (použitím nových alebo dobre vyčistených starších súčiastok):
- Nastavte teplotu spájkovačky. Táto teplota sa bude líšiť v závislosti od hrotu a použitej stanice. Dobrým východiskovým bodom je 330 °C pre spájku na báze olova a 360 °C pre bezolovnatú spájku. NEPREHREJTE spoj vyššou než potrebnou teplotou.
- Počkajte, kým sa spájka začne taviť (asi 1 sekundu)
- Pomaly vtláčajte spájkový drôt do hrotu spájkovačky, kým nevznikne očakávaná veľosť guľky spoja. Menej je viac v tomto prípade, vrchná plocha spoja by mala vyzerať viac ako údolie, nie ako kopček.
- Jednou rukou prestanete pridávať spájku (odložte ju mimo spoj), ale hrot ešte stále držte na mieste. Tavte ešte asi 1 sekundu.
- Odsuňte hrot bokom, aby ste zastavili ohrev spoja. Uistite sa, že NEPOHNETE žiadnymi zo spájaných súčiastok po dobu niekoľkých sekúnd, až kým spájka nezíska menej lesklý povrch a zatvrdne. Povrch spájky by mal aj po vychladnutí zachovať hladký, lesklý vzhľad.
Oprava chybného spoja
Ak je povrch po vychladnutí viditeľne nerovný, ak nie je hladký, spoj nie je správny. Možné príčiny:
- pri spájkovaní ste sa ponáhľali, alebo
- použili nízku teplotu (studený spoj), alebo
- urobili ste všetko správne, ale po odložení hrotu ste pohli súčiastkou.
Aplikujte kvapku tavidla na studený spoj a bez pridávania ďalšej spájky znovu roztavte spoj. Po úplnom roztavení počkajte 1 sekundu, odsuňte hrot, vyhýbajúc sa akémukoľvek mechanickému pohybu spájaných dielov.
Ako zvoliť priemer spájkovacieho drôtu?
Pre malú elektroniku dobre funguje drôt s priemerom 1 mm. Pre niektoré väčšie súčiastky môžeme z neho minúť niekoľko centimetrov na jeden spoj, kdežto pre menšie súčiastky postačí aj niekoľko milimetrov. Pri menších rozmeroch súčiastok používame drôt s priemerom 0,75 mm.
Osobne nerád pracujem s veľmi tenkým drôtom s priemerom 0,5 mm kvôli horšiemu rozloženiu taviaceho prostriedku - často musím pridávať ďalšie tavidlo.
Je potrebné čistiť zbytky tavidla po spájkovaní?
Keďže používame kolofóniové tavidlo, ktoré nie je korozívne, nepotrebuje záverečné čistenie. Tavidlo z borovicovej živice navyše krásne vonia a je úplne prírodného pôvodu. V minulosti sme si vyrábali vlastný taviaci prostriedok tak, že sme v hudobninách kúpili kolofóniu pre husle a rozpustili ju v alkohole.
Ak sa vám výsledný vzhľad jednoducho nepáči a chcete dosiahnuť estetický výsledok, spoj môžete vyčistiť na to určeným prostriedkom. Ten môžete kúpiť, alebo jednoducho vyrobiť zmiešaním rovným dielom technického alkoholu (izopropyl) a acetónu. Používajte zdravý rozum: pri čistení zabezpečte dostatočnú ventiláciu a vyhnite sa otvorenému ohňu.
Záver
Ako ste si už domysleli, dobre zhotovený spoj vám poslúži rovnako, či je spájkovaný olovnatou spájkou alebo ekologicky bezpečnejšou bezolovnatou zliatinou. Problém spočíva v tom, že "dobre zhotovený" spoj je ťažšie dosiahnuť, najmä pre začiatočníkov.
Pri sériovej výrobe elektroniky podľa smerníc EU musíme vždy špecifikovať proces bez olova. Môžeme si dovoliť prispôsobiť rýchlosť výrobnej linky a teplotu, hrúbku pasty atď. Prvé kusy často neprejdú vizuálnou kontrolou pod mikroskopom, ale keď je všetko nastavené, skoro každý kus je v poriadku. Pravidlom však je, že takáto výroba venuje viac času opravám ako keby bola použitá olovnatá spájka.
Nepovažujem sa za začiatočníka, avšak čo sa týka mojej vlastnej gitary, spájkujem ju s olovnatou spájkou. Bodka.