Bản dịch tiếng Việt của cuốn sách có tựa là “Getting Started with Soldering” nhằm giúp cộng đồng người Việt tham khảo thuận lợi, không nhằm mục đích thương mại. Cuốn sách nguyên bản tiếng Anh được đăng ký bản quyền năm 2017 thuộc về tác giả Marc de Vinck. Sách do Maker Media, Inc. xuất bản.

Lời mở đầu

Cuộc phiêu lưu của tôi với hàn chì bắt đầu với một bộ công cụ mà tôi đặt mua từ một người ở Long Island City khoảng 10 năm trước. Bộ công cụ này là một cái mạch lưu ảnh (POV) cỡ nhỏ. Nó gồm nhiều đèn LED có thể bật và tắt trong một khoảng thời gian định sẵn, và nếu nó chạy tốt thì bạn có thể cầm quay nó trong không trung để tạo ra hình ảnh của một từ hoặc một hình vẽ nào đó. Thật là kỳ diệu!
Vấn đề duy nhất là nó phải được hàn dính lại. Mặc dù trước đây tôi đã từng hàn chì, nhưng tôi vẫn chưa bao giờ hàn bất cứ thứ gì cao siêu như cái bảng mạch in. Cuối cùng tôi đã mua một mỏ hàn rất rẻ tiền và bằng cách nào đó đã xoay sở để hàn nó lại với nhau và làm cho nó hoạt động. Cảm giác khi hoàn thành được việc này thật là tuyệt vời, và tôi đã học được nhiều hơn về hàn chì linh kiện điện tử.
Học cách hàn chì có một chút hơi đáng sợ. Có nhiều loại mỏ hàn và đầu mũi hàn, và thậm chí có rất nhiều loại hàn khác nhau. Không ai có thể biết hết được có bao nhiêu loại!
À mà cuối cùng thì cái mỏ hàn rẻ tiền mà tôi mua cho dự án POV cũng bị cháy! (Đừng lo! Chúng tôi cũng sẽ nói về cách làm thế nào để bạn chọn đúng loại thiết bị!)
Tôi đã học được gần như mọi thứ về hàn chì qua các hướng dẫn từ các trang của Maker, tìm kiếm thông tin và xem các video trực tuyến, và quan trọng hơn hết là kinh nghiệm từ những năm thực hành và kinh nghiệm từ lần đầu tiên hàn chì và làm bộ kit điện tử. Trong suốt quá trình này, tôi đã thiết kế và hỗ trợ phát động chương trình Tìm hiểu về hàn chì tại Maker Faire, hiện đang được Google tài trợ và đã dạy cho hàng ngàn người trẻ tuổi kỹ năng quý giá này.
Trong khuôn khổ cuốn sách này, tôi sẽ cho bạn những lời khuyên hữu ích để giúp bạn đưa ra lựa chọn tốt nhất khi tìm mua các công cụ và vật tư. Tôi cũng sẽ hướng dẫn cách hàn chì cơ bản mạch linh kiện xuyên lỗ, và tiếp đến là kỹ thuật hàn chì nâng cao với mạch linh kiện dán bề mặt, đây là loại thường dùng trong lĩnh vực robot và hàn chì chuyên nghiệp. Tôi hy vọng cuốn sách này cũng giúp bạn tránh được một số lỗi thường gặp, hoặc ít ra là cũng giảm thiểu được hậu quả từ các lỗi đó. Tôi sẽ cho bạn các ví dụ điển hình về những lỗi có thể hoặc sẽ gặp phải khi hàn chì, và tôi cũng sẽ hướng dẫn cho bạn cách khắc phục chúng.
Tôi xin nói cho rõ hơn rằng những sản phẩm được sử dụng để làm hình ảnh minh họa trong cuốn sách này đều được Adafbean Indus-tests (adafbean.com) tặng một cách rất hào phóng. Tôi biết ơn sự giúp đỡ của họ. Rất ít công ty hào phóng cung cấp các sản phẩm tuyệt vời như vậy và hỗ trợ khách hàng. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về thiết bị điện tử, bạn nên vào xem trang của họ, nó không chỉ là một cửa hàng. Họ cũng có một hệ thống học tập rất tuyệt (learn.adafbean.com). Thậm chí bạn có thể sẽ tìm thấy một vài dự án của tôi ở đó!
Bạn có nhiều sự lựa chọn khi mua mỏ hàn và các vật tư. Có nhiều trang trực tuyến khác cũng bán hàng cho những người yêu thích điện tử như Sparkfun (sparkfun.com), Jameco (jameco.com), Digi-Key (digikey.com) và nhiều trang khác ở Hoa Kỳ và trên thế giới. Thường thì bạn cũng có thể tìm thấy mỏ hàn thông dụng và các vật tư cần thiết ở các cửa hàng quen thuộc ở tại địa phương mình.
À, mà hóa ra là bộ POV mà tôi đã đề cập ở phần trên được làm ra bởi một người phụ nữ tên Limor Fried. Cảm ơn Limor, vì sự hỗ trợ không ngừng của bà và là động lực cho những cuộc phiêu lưu với Making của tôi!

Hàn chì là gì?

Nói một cách chính xác, hàn chì là gì? Điều may mắn là chúng ta có thể đồng ý với nhau rằng để hiểu về nó dễ hơn rất nhiều so với việc phát âm nó! Đó là sah-der-ing hay soul-der-ing? Việc phát âm nó như thế nào tùy thuộc phần lớn vào việc bạn đang sống ở đâu, vì vậy vẫn sẽ tiếp tục tranh luận về cách phát âm, nhưng thực tình mà nói, cách bạn phát âm nó như thế nào là tùy thuộc vào bạn!

Bất kể bạn phát âm nó như thế nào, thì điều cơ bản nhất đó vẫn là một sự kết nối cơ học giữa hai hoặc nhiều linh kiện tương tự hoặc khác nhau bằng việc làm nóng lên và làm tan chảy một vật liệu “làm đầy” thứ ba (xem Hình 1-1). Hai linh kiện mà bạn kết nối lại với nhau không tan chảy trong quá trình hàn, mà chỉ có chì hàn mới tan chảy ra. Đó là một quá trình khá đơn giản và đã tồn tại ít nhất năm nghìn năm nay. Vâng đúng vậy . . . Năm nghìn năm!

Có rất nhiều cách hàn chì. Quy trình cơ bản thì giống nhau, nhưng cách thức kết nối cơ học các linh kiện lại với nhau có thể rất khác nhau. Bạn có thể thực hiện bằng cách dùng hóa chất hoặc dùng nhiệt độ để làm nóng lên – và đối với một số người sáng tạo hơn thì họ sẽ thực hiện theo cách kết hợp cả hai.

Hai phương pháp phổ biến nhất để tạo nhiệt khi hàn là sử dụng ngọn lửa hoặc sử dụng nguồn điện. Nguồn điện có thể được tạo ra nhiệt nhờ bức xạ, cảm ứng, điện dẫn, hồ quang hoặc thông qua một số phương pháp khác.Tạo ra ngọn lửa từ một nguồn khí là quá trình hóa học kinh điển, nhưng nó cũng có các biến thể. Trong cuốn sách này, chúng ta sẽ tập trung vào việc sử dụng nhiệt do điện được tạo ra bởi một mỏ hàn, như trong Hình 1-2.

CÁC LOẠI HÀN KHÁC

Bài học đầu tiên của bạn là hàn đường ống. Nhà nào hầu như cũng có ống nước bằng đồng, và như trong Hình 1-3, chúng được hàn nối lại với nhau. Chì hàn kim loại và hóa chất trợ hàn (dùng để ngăn quá trình oxy hóa) được sử dụng trong hàn ống đồng khác với loại được sử dụng trong hàn điện tử, nhưng quy trình nói chung là giống nhau. Các ống được làm sạch và dùng chất trợ hàn để giữ cho kim loại không bị oxy hóa. Dùng nhiệt làm nóng lên, thường là với ngọn lửa từ đèn khò và sau đó đặt chì hàn vào chỗ khớp nối các ống nước. Kỹ thuật hàn này sử dụng nhiệt độ thấp hơn các loại khác và còn được gọi là hàn thiếc.

Chì hàn được sử dụng cho hàn ống nước phải là loại không có chì, vì chì khi uống vào rất độc hại và chất trợ hàn cũng phải an toàn khi sử dụng trên ống nước. Khi mối hàn trên ống nước đã nguội, có thể đưa đường ống vào sử dụng, thường là sử dụng rất bền, không bị hỏng hóc gì cả.

Hàn bạc (xem Hình 1-4) là một kỹ thuật hàn phổ biến khác. Nó cũng được gọi là hàn vảy cứng vì sử dụng nhiệt độ cao hơn (trên 840°F hoặc 450°C) để làm nóng chảy các vật liệu làm đầy. Điều này trái ngược với hàn thiếc (dưới 840°F hoặc 450°C) được sử dụng cho hàn các thiết bị điện tử và ống đồng.

Hàn bạc là kỹ thuật hàn đầu tiên mà tôi được dạy, và tôi hy vọng một ngày nào đó có đủ thời gian tôi sẽ quay lại với nó, vì tôi thực sự thích kỹ thuật hàn này. (Một ví dụ khác về kỹ thuật hàn bạc của tôi được thể hiện trong Hình 1-5.) Cái hộp lò xo bằng bạc và thép như trong Hình 1- 4 là đồ vật mà tôi đã làm với kỹ thuật này từ nhiều năm trước.

Hàn vảy cứng là kỹ thuật hàn phổ biến được sử dụng để chế tác, sửa chữa đồ trang sức, ngoài ra nó còn có những công dụng khác. Hàn vảy cứng có một ưu điểm lớn so với hàn thiếc là tạo thành mối kết nối giữa các vật liệu chắc chắc hơn. Nhược điểm của nó là nhiệt độ dùng cho hàn cứng cao hơn nhiều nên nó không phù hợp đối với các linh kiện điện tử vốn không chịu được nhiệt độ cao.

Hàn vảy thau, như trong Hình 1-6, là một kỹ thuật hàn vảy cứng khác sử dụng nhiệt độ cao để kết nối các vật liệu lại với nhau. Với hàn vảy thau, chất làm đầy khi hàn thường là hợp kim đồng thau được làm nóng lên đến điểm nóng chảy của nó và thông qua cơ chế mao dẫn, nó chảy vào vùng khớp nối giữa các vật liệu để làm chúng kết dính lại với nhau. Nó tạo thành một mối nối rất chắc, tuy nhiên nó cũng không thể chắc chắn bằng một mối nối được thi công tốt bằng cách hàn điện.

SỰ KHÁC NHAU GIỮA HÀN CHÌ VÀ HÀN ĐIỆN

Hàn điện không phải là hàn chì. Với hàn điện, các vật liệu được nối với nhau cũng tan chảy trong quá trình tạo sự kết nối. Thông thường thì bạn vẫn sử dụng vật liệu làm đầy khi hàn, nhưng mấu chốt để tạo ra một mối hàn tốt là sự hợp nhất của các vật liệu được hàn. Mối hàn phải chắc chắn như vật liệu gốc ban đầu. (Xem Hình 1-7.) Cũng giống như hàn chì, có rất nhiều cách để hàn điện các vật liệu lại với nhau.

Kỹ thuật hàn điện phổ biến nhất là sử dụng ngọn lửa hoặc hồ quang điện (Hình 1-8), nhưng bạn cũng có thể hàn bằng sự ma sát, tia laser và thậm chí là sóng siêu âm. Lưu ý rằng tôi đã dùng từ vật liệu mà không phải là kim loại. Đó là vì bạn có thể hàn nhiều thứ khác nữa chứ không chỉ là kim loại. Hàn nhựa là một kỹ thuật rất phổ biến, và bạn có thể làm một số thứ ở nhà với một vài công cụ cơ bản.

HÀN CHÌ ĐIỆN TỬ

Chúng ta đã biết qua một số loại hàn và chúng ta cũng đã biết được sự khác nhau giữa hàn chì và hàn điện. Nhưng cuốn sách này nói về hàn chì điện tử nghiệp dư, giống như trong Hình 1-9, và đó là những gì chúng ta sẽ tập trung vào phần còn lại của cuốn sách.

Định nghĩa cơ bản nhất về hàn chì mà tôi nhấn mạnh với các học trò của mình là:

Hàn chì là một sự kết nối giữa điện tử và cơ khí.

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *