آموزش لحیم‌کاری

آموزش لحیم کاری با تکنیک‌های مناسب مهارتی اساسی است که هر سازنده‌ای باید در آن ماهر باشد. در این آموزش، اصول اولیه ازجمله هویه‌ها، ایستگاه‌های لحیم‌کاری، انواع لحیم، لحیم‌برداری و نکات ایمنی را به‌صورت اجمالی بیان می‌کنیم. اگر درحال ساخت یک ربات هستید یا با آردوینو کار می‌کنید، آشنایی با نحوه لحیم‌کاری برایتان مفید خواهد بود.

لحیم‌کاری چیست؟

احتمالا تا حالا پیش آمده که داخل یک وسیله الکترونیکی را دیده باشد، معمولا همه دستگاه های الکترونیکی دارای صفحه‌ای  هستند که قطعات بر روی آن قرار می‌گیرند که به اختصار آن را «برد» می گوییم، قطعات با استفاده از لحیم به برد متصل می‌شوند. لحیم‌کاری فرایند اتصال دو یا چند قطعه الکترونیکی به کمک ذوب سیم‌لحیم پیرامون اتصال است. لحیم یک آلیاژ فلزی(قلع و سرب) است که هنگام سردشدن پیوند الکتریکی قوی بین قطعه‌ها ایجاد می‌کند. اگرچه لحیم‌کاری می‌تواند اتصال دائمی ایجاد کند، اما می‌توان با استفاده از ابزار لحیم‌برداری (قلع‌کش) که در انتهای مطلب توضیح داده خواهد شد لحیم را برداشت.

ابزار لحیم‌کاری

خوبی یادگیری نحوه لحیم‌کاری این است که به شما نشان می‌دهد برای شروع به چیزهای زیادی نیاز ندارید. در ادامه، با مواد و ابزارهای اولیه‌ای که برای اکثر پروژه‌های لحیم‌کاری به آن‌ها نیاز خواهید داشت، آشنا می‌شوید.

هویه

هویه یک ابزار دستی است که به پریز برق استاندارد 230v AC وصل شده و برای ذوب کردن لحیم استفاده می‌شود. این ابزار یکی از مهم‌ترین ابزارهای مورداستفاده در لحیم‌کاری است و در انواع مختلفی ازجمله قلمی یا تفنگی در دسترس است. به مبتدی‌ها توصیه می‌شود که از هویه قلمی در محدوده ۱۵ تا ۳۰ وات استفاده کنند. اکثر هویه‌ها دارای نوک قابل‌تعویض هستند که می‌توان از هر کدام برای کاربردهای مختلف لحیم‌کاری استفاده کرد. هنگام استفاده از هر نوع هویه‌ای بسیار مراقب باشید زیرا می‌تواند تا ۴۸۰ درجه سانتیگراد داغ شود.

هویه

ست هویه

ست هویه نسخه پیشرفته‌تر هویه های قلمی هستند. اگر قرار است زیاد لحیم‌کاری انجام دهید، ست هویه گزینه‌ای عالی برای شما خواهد بود؛ زیرا کنترل و انعطاف بیشتری در اختیارتان قرار می‌دهد. مزیت اصلی ست هویه، قابلیت تنظیم دقیق دمای هویه است که برای طیف وسیعی از پروژه‌ها کاربردی است. همچنین ازآنجا که برخی از این ایستگاه‌ها دارای سنسورهای دمای پیشرفته، تنظیمات هشدار و حتی محافظت به کمک رمز عبور جهت ایمنی شما هستند، می‌توانند فضای کاری امن‌تری فراهم کنند.

نوک هویه

در انتهای اکثر هویه‌ها یک قسمت قابل‌تعویض به‌نام نوک هویه وجود دارد. نوک هویه انواع مختلفی دارد و در اشکال و اندازه‌های بسیار متنوعی عرضه می‌شود که هر کدام از آن‌ها برای هدف خاصی به کار می‌روند و مزیت متفاوتی نسبت به دیگری دارند. رایج‌ترین نوکی که در پروژه‌های الکترونیکی استفاده می‌شود، نوک مخروطی و سرتخت است.

نوک مخروطی

 این نوع نوک به دلیل تیز بودن، در لحیم‌کاری قطعات الکترونیکی که نیازمند دقت است استفاده می‌شود. همچنین، نوک‌تیز آن سبب می‌شود بدون تأثیر بر محیط اطرافش گرما را به نواحی کوچک‌تر منتقل کند.

نوک سرتخت

 به دلیل داشتن نوک تخت و پهن، برای لحیم‌کاری سیم‌ها یا سایر اجزای بزرگ‌تر بسیار مناسب است.

اسفنج نسوز یا برنجی

برای ازبین‌بردن اکسیداسیون ایجادشده و کمک به تمیز نگه‌داشتن نوک هویه از اسفنج استفاده می‌شود. نوک هویه به دلیل اکسیداسیون تمایل به سیاه‌شدن دارد و مانند زمان نو بودن، لحیم به آن نمی‌چسبد. برای تمیزکردن می‌توان از یک اسفنج نسوز مرطوب استفاده کرد، اما به دلیل انبساط و انقباض، طول عمر نوک کاهش می‌یابد. همچنین، اسفنج مرطوب دمای نوک هویه را هنگام پاک‌کردن به طور موقت کاهش می‌دهد. اسفنج برنجی که در سمت چپ تصویر زیر نشان‌داده‌شده است، جایگزین بهتری برای این کار است.

اسفنج برنجی یا نسوز

پایه هویه

داشتن پایه هویه بسیار مفید و کاربردی است. این پایه مانع تماس نوک داغ هویه با مواد قابل‌اشتعال یا آسیب تصادفی به دست شما می‌شود. اکثر ایستگاه‌های لحیم‌کاری، پایه هویه و یک اسفنج یا اسفنج برنجی برای تمیزکردن نوک هویه همراه خود دارند.

پایه هویه

سیم لحیم

لحیم (سیم لحیم) یک آلیاژ فلزی است که برای ایجاد پیوند دائمی بین قطعات الکتریکی ذوب می‌شود. رایج‌ترین سیم لحیم در دو نوع سرب‌دار و بدون‌سرب با قطرهای ۰/۰۳۲ و ۰/۰۶۲ اینچ در بازار موجود است.در برخی از انواع سیم لحیم درون‌هسته، روغن flux نیز وجود دارد که به بهبود اتصال و استحکام مکانیکی لحیم کمک می‌کند.

رایج‌ترین نوع سیم لحیم برای لحیم‌کاری قطعات الکترونیکی، سیم لحیم هسته رزین بدون‌سرب است. این نوع لحیم معمولاً از آلیاژ قلع/مس ساخته می‌شود. البته، می‌توان از سیم لحیم هسته رزین سرب‌دار 60/40 (60% قلع، 40% سرب) نیز استفاده کرد اما به‌دلیل تأثیر آن بر سلامتی محبوبیت کمتری دارد. درصورت استفاده از سیم لحیم سرب‌دار، از داشتن تهویه مناسب اطمینان حاصل کنید و پس از استفاده نیز دستان خود را بشویید.

سیم لحیم

هنگام خرید سیم لحیم، دقت کنید که سیم لحیم دارای هسته اسیدی نباشد، زیرا به مدارها و قطعات شما آسیب می‌رساند. سیم لحیم هسته اسیدی در فروشگاه‌های لوازم بهسازی خانه به فروش می‌رسد و عمدتاً برای لوله‌کشی و فلزکاری استفاده می‌شود.

همان‌طور که قبلاً گفته شد، سیم لحیم در قطرهای گوناگونی به بازار عرضه می‌شود. سیم لحیم ضخیم‌تر (۰/۰۶۲ اینچ) برای لحیم‌کاری سریع مقاطع بزرگ‌ مناسب است؛ اما برای لحیم‌کاری مقاطع کوچک‌تر مشکل‌ساز خواهد بود. به همین دلیل، بهتر است برای پروژه‌های مختلف هر دو اندازه را در دسترس داشته باشید.

گیره لحیم‌کاری (دست کمکی لحیم‌کاری)

گیره لحیم‌کاری، وسیله‌ای است که معمولا دارای ۲ یا چند گیره سوسماری و گاهی اوقات یک ذره‌بین/چراغِ متصل است. این گیره حین استفاده از هویه و سیم لحیم با نگه‌داشتن بخش‌هایی که می‌خواهید لحیم کنید، به شما کمک می‌کند.

ایمنی لحیم‌کاری

اکنون که می‌دانید به چه ابزار و موادی نیاز دارید، وقت آن است که به طور مختصر با راه‌های ایمن ماندن حین لحیم‌کاری آشنا شوید.

هویه‌ها می‌توانند به دمای ۴۸۰ درجه سانتیگراد برسند، ازاین‌ رو، بسیار مهم است که بدانید هویه شما همواره کجاست. توصیه می‌شود برای جلوگیری از سوختگی یا آسیب تصادفی از پایه هویه استفاده کنید.

لحیم‌کاری را در فضایی با تهویه مناسب انجام دهید. هنگام گرم‌شدن سیم لحیم، دودهایی منتشر می‌شود که برای چشم و ریه مضر هستند. توصیه می‌شود از یک دستگاه مکنده استفاده کنید، یک فن با فیلتر زغالی که دود مضر لحیم‌کاری را می‌مکد.

در صورت پاشیده شدن اتفاقی لحیم داغ از عینک ایمنی استفاده کنید. در پایان، هنگام لحیم‌کاری به‌خصوص اگر از سیم لحیم سرب‌دار استفاده می‌کنید، حتماً دست‌های خود را بشویید.

قلع اندود کردن نوک هویه

قبل از شروع لحیم‌کاری، باید هویه را با قلع اندود کردن با سیم لحیم آماده کنید. این فرایند به بهبود انتقال گرما از هویه به قسمتی که در حال لحیم‌کردن آن هستید، کمک می‌کند. همچنین سبب کاهش سایش و محافظت از نوک هویه نیز می‌شود.

مرحله ۱: مطمئن شوید که نوک هویه به‌خوبی وصل شده و در جای خود محکم پیچانده شده است.

مرحله ۲: هویه خود را روشن کرده و اجازه دهید داغ شود. اگر ست هویه با کنترل دمای قابل‌تنظیم دارید، آن را روی ۴۰۰ درجه سلسیوس (۷۵۲ درجه فارنهایت) تنظیم کنید.

مرحله ۳: نوک هویه را روی یک اسفنج مرطوب بمالید تا تمیز شود. قبل از رفتن به مرحله ۴، چند ثانیه صبر کنید تا نوک هویه دوباره داغ شود.

مرحله ۴: هویه را با یک دست و سیم لحیم را با دست دیگر نگه دارید. سیم لحیم را با نوک هویه تماس دهید و مطمئن شوید که سیم لحیم به طور یکنواخت پیرامون نوک جریان می‌یابد.

قبل و بعد از هر جلسه لحیم‌کاری باید نوک هویه را قلع اندود کنید تا عمر آن افزایش یابد. هر نوک هویه‌ای درنهایت فرسوده خواهد شد و زمانی که زبر و ناهموار یا حفره‌دار شود نیاز به تعویض دارد.

مراحل لحیم‌کاری

برای توضیح بهتر راجع به نحوه لحیم‌کاری، مراحل لحیم‌کردن یک LED به برد را نشان می‌دهیم.

مرحله ۱: قطعه را نصب کنید

سیم‌های LED را در سوراخ‌های برد فروببرید. برد را برگردانید و سیم‌ها را با زاویه ۴۵ درجه به بیرون خم کنید. این کار به اتصال بهتر قطعه با پد مسی کمک کرده و از افتادن آن حین لحیم‌کاری جلوگیری می‌کند.

مرحله ۲: محل اتصال را گرم کنید

هویه را روشن کرده و اگر دارای کنترل گرمای قابل‌تنظیم است، آن را روی ۴۰۰ درجه سلسیوس تنظیم کنید. در این مرحله، نوک هویه را هم‌زمان با پد مسی و سیم مقاومتی تماس دهید. برای گرم‌کردن پد و سیم باید هویه را ۳ تا ۴ ثانیه در جای خود نگه دارید.

مرحله ۳: سیم لحیم را روی محل اتصال اعمال کنید

به نگه‌داشتن هویه روی پد مسی و سیم ادامه دهید و سیم لحیم را با مفصل تماس دهید. سیم لحیم را مستقیماً با نوک هویه تماس ندهید. مفصل باید به‌اندازه کافی داغ باشد تا سیم لحیم حین تماس ذوب شود. اگر مفصل خیلی سرد باشد، اتصال بدی شکل خواهد گرفت.

مرحله ۴: سیم‌ها را قیچی کنید

هویه را بردارید و اجازه دهید لحیم به‌طور طبیعی سرد شود. روی لحیم فوت نکنید؛ زیرا این کار منجر به یک اتصال بد خواهد شد. زمانی که لحیم سرد شد، می‌توانید سیم اضافی را از سیم‌ها جدا کنید.

یک مفصل لحیم‌شده مناسب، صاف و براق است و شبیه یک آتشفشان یا مخروط به نظر می‌رسد. لحیم باید به‌اندازه کافی کل مفصل را پوشش دهند؛ اما نه آنقدر زیاد که به یک توپ تبدیل شده یا به مفصل یا سیم مجاور سرریز شود.

نحوه لحیم‌کردن سیم‌ها

اکنون وقت آن است که نحوه لحیم‌کردن سیم‌ها به یکدیگر را به شما نشان دهیم. توصیه می‌شود برای انجام این کار از گیره لحیم‌کاری یا نوع دیگری از گیره‌ها استفاده کنید.

برای شروع، ابتدا عایق انتهای هر دو سیمی که می‌خواهید به یکدیگر لحیم کنید را بردارید. اگر سیم، رشته‌ای است، با انگشتان دست، رشته‌ها را به هم بپیچانید.

پس از اینکه مطمئن شدید هویه کاملاً گرم شده است، نوکش را به انتهای یکی از سیم‌ها نزدیک کنید تا با آن تماس پیدا کند. هویه را به مدت ۳ تا ۴ ثانیه روی سیم نگه دارید.

هویه را در جای خود نگه دارید و لحیم را با سیم تماس دهید تا کاملاً پوشانده شود. این فرایند را روی سیم دیگر نیز تکرار کنید.

دو سیم قلع‌اندودشده را روی یکدیگر نگه دارید و هویه را با هر دو سیم تماس دهید. در این فرایند، باید سیم لحیم ذوب شده و هر دو سیم را به طور یکنواخت پوشش دهد.

هویه را بردارید و چند ثانیه صبر کنید تا اتصال لحیم‌شده سرد و سفت شود. برای پوشاندن اتصال از شیلد حرارتی استفاده کنید.

لحیم‌برداری

خوبی استفاده از لحیم این است که می‌توان آن را به‌راحتی با تکنیکی به نام لحیم‌برداری جدا کرد. اگر نیاز به حذف یک قطعه یا اصلاح مدار الکترونیکی دارید، این روش برایتان کارآمد خواهد بود.

برای لحیم‌برداری مفصل، به فتیله لحیم (قیطان لحیم‌برداری) نیاز دارید.

مرحله اول

 یک تکه از فتیله را روی مفصلی که می‌خواهید لحیم آن را جدا کنید، قرار دهید.

مرحله دوم

 هویه را گرم کرده و نوک آن را با فتیله تماس دهید. این کار لحیم زیر فتیله را گرم کرده و باعث می‌شود لحیم جذب فتیله شود. اکنون می‌توانید فتیله را بردارید. خواهید دید که لحیم جدا شده است. هنگامی که در حال گرم‌کردن فتیله هستید، مراقب باشید؛ زیرا داغ خواهد شد.

استفاده از مکنده لحیم

اگر می‌خواهید مقدار زیادی لحیم جدا کنید، ممکن است نیاز به استفاده از دستگاهی به‌نام مکنده لحیم داشته باشید. این دستگاه یک مکنده مکانیکی دستی است که با فشاردادن یک دکمه، لحیم داغ را می‌مکد.

برای استفاده از آن کافی است پیستون انتهای مکنده را فشار دهید. مفصل را با هویه گرم کنید و نوک مکنده را روی لحیم داغ قرار دهید. دکمه رهاساز را فشار دهید تا لحیم مایع مکیده شود. برای خالی‌کردن مکنده، پیستون را فشار دهید.

منبع: Makerspaces