آموزش لحیم کاری قطعات الکترونیک با هویه ( هویه کاری )

آموزش لحیم کاری از مبتدی تا پیشرفته، لحیم کاری با هویه مهمترین ترین مهارت لازم برای حرفه ای شدن در دنیای الکترونیک است، این دو ( الکترونیک و لحیم کاری ) در کنار یکدیگر مثل قفل و کلید هستند. هرچند که یاد گرفتن و کار کردن با وسایل الکترونیکی بدون نیاز به استفاده از هویه هم ممکن است اما شما به زودی خواهید فهمید که دنیای جدیدی با این مهارت ساده در مقابل شما باز خواهد شد.

هدف ما از آموزش لحیم کاری در اینجا این است که ما این جا اعتقاد داریم که لحیم کاری باید یکی از مهارت های هر فردی باشد. در جهانی با تکنولوژی های در حال پیشرفت، ما اعتقاد داریم که این مهم است که مردم در هر جایی که هستند نه تنها بتوانند تکنولوژی هایی را که همه روزه استفاده می کنند بفهمند بلکه بتوانند آنها را به خوبی بسازند، تغییر دهند و اصلاح کنند. لحیم کاری یکی از بسیاری از مهارت هایی است که شما را در انجام این کارتوانمند می کند.

در این مجموعه ما می خواهیم به اصول لحیم کاری را توضیح دهیم، به روش هایی برای لحیم کاری مناسب میپردازیم و به شما چشم اندازی را نشان دهیم که شما می توانید به آنجا برسید. ما همچنین درباره ی کار دوباره بر روی آن چه مربوط به روش لحیم کاری است بحث می کنیم و به شما روش ها و حربه هایی آموزش می دهیم که باعث می شود هر قطعه الکترونیکی تعمیرشود. این آموزش لحیم کاری برای مبتدی ها و متخصص ها یکسان است، خواه شما تا کنون هویه را لمس نکرده باشید و یا در جست و جوی کمی روش های جدید و تازه هستید. این مجموعه برای هر کسی ، چیزی دارد.

لحیم کاری چیست؟

این همیشه عاقلانه هست که قبل از یاد گرفتن چگونگی لحیم کاری کمی درباره ی لحیم کاری ، تاریخچه آن و اصطلاحات فنی ای که در هنگام صحبت کردن درباره ی لحیم کاری استفاده می شود، یاد بگیریم.

لحیم به عنوان یک کلمه در دو معنی قابل استفاده است. لحیم در معنای اسمی یک آلیاژ یعنی ماده ای مرکب از دو یا چند فلزاست که معمولا به شکل یک سیم بلند باریک تبدیل می شود که بر روی قرقره ها یا در لوله ها پیچیده شده است و لحیم در معنای فعلی به معنای متصل کردن دو قطعه‌ی فلزی است که اتصال لحیمی نامیده می شود. بنابراین ما با لحیم ، لحیم می کنیم .

 سمت چپ سیم لحیم فروخته شده به شکل قرقره ای و سمت راست در یک لوله. این ها به دو شکل سرب دار و بدون سرب متنوع هستند.

انتخاب سیم لحیم مناسب برای کار

وقتی که چیزی به ساخت وسیله‌ی الکترونیکی منجر می شود ، بهتر این است که از سیم لحیم بدون سرب استفاده شود تا نسبت به ایمنی محصولاتتان مطمین شوید. اما وقتی که آن به شما و مدار الکترونیکی خودتان منجر می شود، انتخاب نوع سیم لحیم به شما مربوط می شود. بسیاری از مردم با توجه به توانایی فوق العاده ی لحیم سربی برای عمل کردن به عنوان عامل اتصال، هنوز استفاده از لحیم سربی را ترجیح می دهند. هنوز افراد دیگری هستند که ایمنی را بر کیفیت ترجیح می دهند و لحیم بدون سرب را انتخاب می کنند.

جدای از انتخاب لحیم سربی یا بدون سرب، عوامل دیگری وجود دارد که هنگام انتخاب کردن لحیم ، باید در نظر گرفته شود.

• اول این که، به غیر از سرب و قلع، لحیم ها از چندین ترکیب دیگر ساخته شده اند، لیست گسترده ای از انواع مختلف آنها را در صفحه‌ی مربوط به لحیم کاری در ویکی پدیا را بررسی کنید.
• دوم این که، لحیم دراندازه و یا سطح مقطع گوناگون است. هنگام کار کردن با قطعه های بسیار کوچک، اغلب استفاده از تکه های بسیار باریک لحیم بهتراست. برای اجزای بزرگ سیم های ضخیم تر پیشنهاد می شود.
• آخرین مورد این که لحیم علاوه بر سیمی بودن، در شکل های دیگری هم وجود دارد.

الآن می دانیم که چطور باید بهترین لحیم را برای کارمان انتخاب کنیم پس بیایید به بررسی ابزار های و اصطلاحات علمی و فنی لحیم کاری بپردازیم.

هویه

ابزارهای بسیاری زیادی هستند که در لحیم کاری کمک می کنند ولی هیچ کدام از آنها به اندازه هویه مهم نیست. اگر هیچ وسیله ی دیگری هم نداشته باشید شما به یک هویه و مقداری لحیم نیاز دارید تا  لحیم کاری تان را انجام دهید. هویه ها ویژگی های مختلف و گستره ی وسیعی از پیچیده تا ساده دارند اما عملکرد همه ی آنها مشابه است، در این مقاله ما درباره ی اجزای هویه و انواع مختلف هویه ها صحبت می کنیم.

ساختمان هویه

در این قسمت اجزای اساسی که هویه را می سازند مورد بررسی قرار می گیرد.

نوک هویه :

هیچ هویه ای بدون داشتن سری آن کامل نمی شود. نوک هویه قسمتی است که داغ می شود و باعث می شود که لحیم در اطراف دو قطعه ای که قرار است به هم متصل شوند جاری شود و آنها را به هم بچسباند. با این که لحیم وقتی که به کارگرفته می شود به نوک هویه می چسبد، یک درک غلظ متداول این هست که نوک هویه لحیم را منتقل می کند، ولی در واقع نوک هویه گرما را منتقل می کند، دمای قطعات فلزی را تا نقطه ی ذوب لحیم بالا می برد و لحیم ذوب می شود. در اغلب هویه ها امکان عوض کردن سری (نوک) هویه وجود دارد. شما نیاز دارید که سری قدیمی هویه تان را عوض کنید یا نوع دیگری از انواع نوک هویه را برای کاربردی خاص استفاده کنید. نوک های هویه انواع مختلفی در شکل و اندازه دارند که آنها را برای قطعات مختلفی که نیاز به لحیم کاری دارند متناسب می سازد.

انواع مختلف نوک هویه

تعویض نوک هویه فرایند ساده ای است که شامل پیچاندن دسته ی هویه و یا به سادگی با فشار دادن به داخل  و در نتیجه بیرون آمدن نوک هویه انجام می شود.

دسته هویه :

دسته هویه بخشی است که نوک هویه را نگه می دارد، همچنین این قطعه، قطعه ای است که کاربر با آن سروکار دارد. دسته ها معمولا با انواع مختلفی از عایق ها مثل رزین، کائوچو و یا لاستیک ساخته می شوند تا مانع از انتقال گرمای نوک هویه به خارج از دسته شوند. همچنین آنها سیم ها و اتصالات فلزی برای انتقال گرما از منبع یا پریز را در خودشان جای داده اند. این نقش دوگانه برای گرم کردن و مانع سوختن شدن، اهمیت دسته های با کیفیت را به خوبی به نمایش می دهد.

دو نوع از دسته هویه ها. توجه کنید که چطور نوک هویه در لوله هویه پیچیده می شود و امکان قابل تعویض بودن آن فراهم می شود. تعدادی ازدسته های هویه دارای (سری هایی) نوک ها یی هستند که بدون هیچ مکانیسمی با فشاردادن به داخل و بیرون آمدن نوک هویه عمل می کنند.

بعضی از هویه ها فقط  دارای یک دسته هستند که با اتصال به پریز های برق دیواری، برق دار می شوند. این هویه ها بسیار ساده هستند و هیچ کنترلی برای تغییر دما ندارند. در این هویه ها المنت گرمایی به طور مستقیم داخل دسته ساخته شده است.

یک هویه ی سیم پیچی ساده که تنها شامل یک دسته است. بعضی از این هویه ها نوک(هویه) قابل تعویض ندارند.

کنترلر هویه :

کنترلر هویه، جعبه کنترلی است که امکان  تنظیم کردن دماهای مختلف را به کاربر می دهد. دسته ی هویه به  کنترلر هویه متصل می شود و گرمای مورد نیازش را از مدار الکتریکی داخل آن دریافت می کند، کنترلر هویه های آنالوگ با صفحه های مدرجی برای کنترل دما وجود دارد و کنترلر هویه های دیجیتالی وجود دارند که کلید هایی برای تنظیم دما و نمایشگری دارند که دمای فعلی را نمایش می دهد. بعضی از پایگاه های دیگر هستند که ویژگی های اضافی مثل نمودارهای منحنی گرما دارند که باعث می شود شما بتوانید به سرعت گرمای منتقل شده به نوک هویه برای قطعات مختلف را تغییر دهید.

 دو نوع از کنترلر هویه های هویه، سمت چپی یک کنترلر هویه دیجیتال کامل با کلید کنترل و صفحه نمایش، سمت راست یک کنترلر هویه آنالوگ که از یک صفحه ی مدرج برای کنترل دما استفاده می کند.

کنترلر هویه ها معمولا در بردارنده ی یک ترانسفورماتور بزرگ و چند مدار الکتریکی کنترلی دیگر هستند که با اطمینان کامل به شما امکان تغییر گرما و حرارت نوک هویه تان را می دهند.

مدار داخلی یک کنترلر  هویه

پایه هویه :

پایه ی  هویه محلی است که زمانی هایی که از هویه استفاده نمی کنیم، هویه در آن قرار می گیرد.اهمیت پایه هویه ممکن است که ناچیز به نظر برسد اما رها کردن بدون مراقبت هویه بر روی میز یا میز کار شما یک خطر بالقوه است، این کار ممکن است باعث سوختن شما و یا بدتر آتش گرفتن میز کار شما و شروع یک آتش سوزی بشود. مجددا باید گفت که آنها می توانند به سادگی یک پایه ی فلزی باشند و یا پیچیده باشند، قابلیت خاموش کردن اتوماتیک در زمان قرار گرفتن دسته ی هویه بر روی پایه برای کاهش دمای نوک هویه را فراهم کنند که این کار از فرسودگی نوک هویه شما در طول زمان جلوگیری می کند.

 انواع مختلفی از پایه های هویه، توجه کنید که بعضی دارای اسفنج های معمولی هستند و بقیه دارای اسفنج های برنجی(فلز) هستند.

• اسفنج برنجی (نوعی فلز):

هنگام لحیم کاری نوک هویه ی شما اکسید می شود یعنی این که نوک هویه ی شما سیاه می شود و پس از مدتی دیگر برای لحیم کاری مناسب نیست. به خصوص در لحیم های بدون سرب، در لحیم ناخالصی هایی وجود دارد که گرایش دارند بر روی نوک هویه قرار بگیرند و همین ها باعث اکسید شدن نوک هویه می شوند. اینجا جایی است که استفاده از اسفنج مطرح می شود. بنابراین شما باید همیشه نوک هویه تان را از این مواد پاک کنید. معمولا برای انجام این کار از یک اسفنج مرطوب استفاده می شود، اما استفاده از اسفنج مرطوب  شدیدا عمرمفید نوک هویه تان را کاهش می دهد. با پاک کردن نوک هویه با یک جسم سرد، یعنی اسفنج خیس، نوک هویه گرایش به منبسط شدن دارد اما به دلیل تغییر دما منقبض می شود. این انبساط و انقباض باعث می شود نوک هویه شما فرسوده شود و گاهی ممکن است سبب ایجاد حفره ای برای انبساط در سمتی از نوک هویه شود. سوراخ شدن نوک هویه اصلا برای لحیم کاری خوب نیست بنابراین استفاده از اسفنج های برنجی برای لحیم کاری استاندارد هستند. اسفنج های برنجی لحیم اضافی را از نوک هویه تان می گیرند در حالی که اجازه می دهند که نوک هویه در همان دمای خودش باقی بماند، البته اگر شما یک اسفنج برنجی ندارید، اسفنج معمولی بهتراز این است که نوک هویه تان را اصلا تمیز نکنید.

اسفنج برنجی . اگر پایه  هویه ی شما محلی برای قرار دادن اسفنج برنجی ندارد، شما می توانید یکی از آنها را با پایه خودش تهیه کنید.

لوازم لحیم کاری

الآن شما آنچه در ساختار داخلی و خارج هویه است را می دانید، حالا زمان آن رسیده است که درباره ی ابزارهای دیگری که به شما برای لحیم کاریتان کمک خواهد کرد صحبت کنیم.

جذب کننده لحیم ( Solder Wick ) :

جذب کننده لحیم، پاک کننده ای برای خطوط لحیم کاری شده است، وقتی با مساله ای  مواجه هستید مانند جامپرها یا حذف و برداشتن قطعات از روی برد، جذب کننده لحیم بسیار پرکاربرد است. جذب کننده که نواری شکل است،  شامل سیم های مسی نازکی است که به هم تابیده شده اند. لحیم به وسیله ی مس جذب می شود و اجازه می دهد که شما لکه های اضافی لحیم را پاک کنید.

روغن لحیم کاری(  Tip Tinner ) :

روغن لحیم کاری یک خمیر شیمیایی است که برای تمیز کردن نوک هویه شما استفاده می شود. آن از یک اسید ضعیف تشکیل شده است که به پاک کردن اجزا باقیمانده بر روی هویه کمک می کند (مانند زمانی که شما ناگهانی نوک هویه تان را بر روی یک قطعه ذوب می کنید) و همچنین به جلوگیری از اکسید شدن نوک هویه شما در حالتی که بی استفاده است ، کمک می کند.

قلع کش ( Solder Vacuum  یا Solder Sucker ) :

قلع کش یک وسیله ی عالی برای پاک کردن لحیم اضافی قطعات است. درباره ی نحوه استفاده از این قطعه در ادامه توضیح خواهیم داد.

ماژیک ذوب کنند لحیم ( Water Soluble Flux Pen ) :

Flux یک ماده شیمیایی است که به ذوب شدن لحیم بدون سرب کمک می کند. ماژیک های Flux به شما کمک می کند تا قطعات سرسخت را با ّFlux مایع، نرم کنید و اتصالات لحیمی بهتری ایجاد کنید. توصیه می شود که باقیمانده های مایع flux  را از روی برد کاملا پاک کنید.

 

No Clean Flux Pen (ماژیک ذوب کنند لحیم بدون نیاز به پاک کردن باقیمانده های آن):

Flux یکی از مواد شیمیایی است که به ذوب شدن لحیم بدون سرب کمک می کند. ماژیک های Flux به شما کمک می کنه تا قطعات محکم را با ّFlux مایع، نرم کنید و اتصالات لحیمی بهتری ایجاد کنید. پاک کردن و حذف flux در این ماژیک لازم نیست، اما برای کسانی که علاقه مند به حذف flux  باقیمانده هستند، الکل ایزوپروپیل (IPA)   لازم است.

 

صفحه عایق سیلیکونی مخصوص لحیم کاری ( Insulated Silicone Soldering Mat ) :

با استفاده از صفحه ی عایق سیلیکونی مخصوص لحیم کاری از میزکارتان محافظت کنید و آن را تمیز نگه دارید.

 

سایر ابزار های پیشنهاد شده برای لحیم کاری

این ابزارها ضروری نیستند، اما یقینا لحیم کاری را برای شما ساده تر می کنند.

گیره مونتاژ

این ابزار کمکی برای نگه داشتن PCB ها، سیم ها و سایر اجزا در مکانی که لحیم کاری می کنید، بسیار مناسب هستند.

سیم چین

سیم چین ها کمک می کنند که شما پایه های قطعاتی را که بر روی PCB لحیم می کنید، کوتاه کنید.

عینک مخصوص لحیم کاری

تنها در مواردی کاربرد دارد که پایه های کوتاه شده پرتاب شوند.

فیلم آموزش لحیم کاری قطعات الکترونیک

بیایید از تمام این ابزارها استفاده کنیم، این اولین فیلم درباره ی اصول لحیم کردن اولین قطعه ای که شما لحیم می کنید یعنی پین هدر، است.

جمع بندی و نکات اصلی لحیم کاری

لحیم کردن واقعا ساده است، از این اصول پیروی کنید تا اتصال لحیمی شما یک اتصال خوب باشد.

• وقتی که هویه داغ را در دست می گیرید، احتیاط کنید.
• از بازوی سوم یا کمکی برای گرفتن برد درحین لحیم کاری استفاده کنید.
• دمای هویه تان را روی یک دمای متعادل تنظیم کنید.(325-375  درجه سلسیوس)
• اگر مشاهده کردید که از لحیم تان دود بلند می شود، گرمای هویه را کم کنید.
• قبل از هر اتصالی نوک هویه تان را با لحیم بپوشانید، چون که باعث بهبود اتصال می شود.
• از قسمت کناری نوک هویه استفاده کنید که به عنوان موضع خوب و مطلوب شناخته شده است، نه نوک تیز هویه…
• هم محل قرار دادن قطعه و هم قطعه ای را که لحیم می شود، به اندازه مساوی و در یک زمان گرم کنید.
• پس از پایان کارابتدا لحیم و سپس هویه را کنار بگذارید.
• یک اتصال خوب باید شبیه کوه آتشفشان باشد، نه شبیه یک گوی یا مشت.

ما همچنین این نمودار را کنار هم قرار دادیم تا به شما کمک کنیم، نکاتی که باعث یک اتصال لحیمی خوب می شوند را بهتر بفهمید.

تکنیک و روش های پیشرفته لحیم کاری

اکنون که شما اساس ایجاد اتصالات لحیمی خوب را فهمیدید، زمان آن است که تعدادی از روش های بسیار زیادی  را برای استفاده کردن، یاد بگیرید. این ویدیو درباره ی استفاده از Flux ، حذف جامپرهای لحیمی، قطعاتی که باید لحیم آنها پاک شود، به همراه تعداد دیگری روش های محرمانه، حربه و تکنیک است.

در این جا تعداد دیگری از نکات را درباره ی آموزش لحیم کاری  بیان می کنیم:

• پاک کردن لحیم می تواند بهترین روش برای یاد گرفتن چگونگی لحیم کاری باشد، دلایل بسیاری برای پاک کردن لحیم یک قطعه وجود دارد که شامل : تعمیرکردن، ارتقا دادن، نجات دادن قطعه از خطر سوختگی و… می باشد. بسیاری از روش های استفاده شده در فیلم به فرایند پاک کردن لحیم، کمک می کنند.
• روش دیگری برای پاک کردن لحیم به نام روش slap وجود دارد.
• اگر شما از برقراری درست اتصال لحیمی که ایجاد کرده اید مطمئن نیستید، می توانید با کمک مولتی متر برقراری اتصال را بررسی کنید.

آموزش لحیم کاری SMD

به دنبال روش ها و حربه های بیشتری می گردید؟ از روش ها و نکات پیشرفته ای که درباره ی لحیم کاری قطعات SMD در ویدیو زیر گفته می شود، استفاده کنید.

تمیز کردن برد های الکترونیکی بعد از لحیم کاری

وقتی که با لحیم بدون سرب کار می کنید، Flux تمایل دارد در هر جایی پخش شود، چه این Flux ( روغن لحیم ) داخل لحیم باشد یا این که توسط کاربر به صورت خارجی اضافه شده باشد. در طول زمان flux می تواند باعث خوردگی و فرسایش PCB  و قطعات شود. بنابراین دانستن چگونگی تمیز کردن PCB و پاک کردن آن از Flux خوب است. ساده ترین روش برای تمیز کردن برد استفاده از یک مسواک کوچک است (مسواک دندان بسیار عالی عمل می کند) و مقداری الکل ایزوپروپیل است. اگر شما درحال لحیم کردن تعداد بیشتری برد هستید، ممکن است نیازبه تمیز کردن دسته ای آنها داشته باشید. برای این کار ما به شما یک دیگ پرشده از آب مقطر را پیشنهاد می کنیم، آب مقطر مدار شما را از سایر ناخالصی ها و آلودگی ها حفاظت می کند.

تمیز کردن صد درصد برد تان ضروری نیست، اما این کار به طور شگرفی طول عمر مدار شما را افزایش می دهد.

Source : Sparkfun

ما تا کنون آشنایی اولیه ای با لحیم کاری به دست آورده ایم، برای این که شما در زمینه لحیم کاری خبره و ماهر شوید، می توانید برای به دست آوردن این مهارت ها و تکنیک ها تلاش کنید. همچنین شدیدا توصیه میکنم مطالب آموزش مفاهیم پایه الکترونیک را مطالعه کنید.

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.

مطالعه دیگر جلسات این آموزش

<< جلسه قبلی                    جلسه بعدی >>