- Что это такое?
- Важная деталь — жало паяльника
- Материал жала
- Материал ручки паяльника
- Мощность паяльника
- На какие критерии выбора паяльника следует обращать внимание
- Несколько слов о флюсе
- По конструкции нагревательного элемента
- По типу питания
- Способы регулирования температуры
- Форма жала
- Электрические паяльники: виды и конструкции » сайт для электриков — статьи, советы, примеры, схемы
- Электрический паяльник керамический нагревательный элемент
Что это такое?
Паяльник — это прибор или инструмент, который служит для соединения деталей (проводов, контактов) посредством пайки, то есть добавления промежуточного металла или сплава между ними путём его расплавления, а затем остывания соединительного материала, называемого припоем.
Паяльник был известен человечеству ещё в античности, но тогда он представлял собой большой рабочий наконечник на длинной ручке (молоточный либо торцевой паяльник). Принцип действия — нагреть, например, на углях наконечник и поднести к нужным деталям.
Самыми современными видами паяльников можно назвать модели с регулировкой температуры, а также паяльные станции — они обеспечивают достаточно стабильный подогрев рабочего наконечника (в большинстве бытовых применений температура должна составлять от 200 градусов Цельсия, поскольку самый распространённый на территории бывшего СССР благодаря своей универсальности ПОС-61 плавится при температуре в районе 190 градусов Цельсия).
Важная деталь — жало паяльника
Качество пайки и комфорт в использовании сильно зависит от используемого в паяльнике жала. Жало из медного стержня — хорошо проводит тепло и к нему отлично прилипает припой. Но при нагреве такое жало постоянно покрывается окислами и обугливается, в результате чего требует постоянной зачистки.
Другой тип жала — металлический стержень с никелевым покрытием. Он отличается отсутствием неприятного образования окалины и удобен в ювелирной работе с мелкими деталями. Но его нельзя зачищать, т.к. это может привести к снятию покрытия и потере прилипающих свойств для припоя.
Большинство современных паяльников имеют острое конусообразное жало. Оно позволяет без риска задеть соседний провод подобраться к ножке радиодетали и обработать ее.
В комплектах с паяльниками также могут идти жала с плоским наконечником. Такая форма лучше передает тепло к массивной детали и позволяет быстрее ее нагреть и отпаять или, наоборот, припаять.
Материал жала
Одной из важных частей паяльника является жало. Благодаря этому простому металлическому цилиндру и происходит вся работа. Материалов, из которых делают наконечники для электропаяльника, множество. Но лучше приобретать проверенные, опираясь на отзывы экспертов и других пользователей.
Наиболее востребованное — жало из меди. Самый популярный материал для изготовления наконечников для паяльников. Является одним из самых оптимальных благодаря своей теплопроводности и теплоёмкости. Это огромный плюс для тех, кто работает с крупными предметами, так как медное жало долго остается теплым.
Также наконечник является универсальным. Паять им можно практически всё. Но стоит аккуратно работать с микросхемами. Главный минус — при воздействии высоких температур, жало окисляется. При его очистке, размер наконечника может довольно сильно уменьшиться.
К сведению. Один из дешевых вариантов — пруток с лужением из никеля и серебра
Жало делается из меди, но имеет покрытие либо из никеля или серебра. Это делается для того, чтобы защитить наконечник от ржавчины и обгорания. Главный минус такого варианта жала с никелем — припой очень плохо удерживается на поверхности.
Модели из керамики дорогостоящи. Само жало изготовлено из металла, но корпус керамический. Керамика прекрасно проводит и сохраняет тепло. Помимо этого, нагревательный пруток не боится ржавчины, но склонен к трещинам при падении или ударах.
Есть еще и составные жала. Этот вариант состоит из нескольких материалов. Например, жало имеет стальной сердечник, сам выполнен из меди, а покрытие из серебра.
Дополнительная информация. Для использования в домашних условиях лучше всего приобрести паяльник со сменными наконечниками.
Правильная форма наконечника аппарата оказывает самое большое влияние при работе
Материал ручки паяльника
Ручка паяльника также является важным компонентом. На прилавках чаще всего можно увидеть электропаяльники именно с деревянными моделями. Древесный материал не пропускает электричество, не нагревается, не деформируется под воздействием высоких температур, не портится при перепаде давления. Чего нельзя сказать о других материалах.
Вам это будет интересно Измерение мультиметром с токовыми клещами
Довольно популярна из-за дешевизны пластмасса. Такая ручка деформируется при длительном использовании. При воздействии высоких температур, материал может расплавиться. Это приведёт к замене ручки, так как работать на испорченном инструменте неудобно.
А в случае со стеклом, всё обстоит проще. При воздействии высоких температур, стеклянные поверхности высвобождают ионы натрия, что приводит к достаточной проводимости электричества. Помимо этого, при резких термоперепадах, ручка из стекла может лопнуть.
К сведению. Опираясь на все эти факты, можно сделать вывод, что деревянные ручки являются самыми безопасными.
Модели в форме пистолета идеально подходят для паяльных работ
Мощность паяльника
От мощности паяльника зависит интенсивность нагрева поверхности, на которой происходит работа. Тут тоже многое зависит от цели. Например, при пайке микросхем идеально подойдёт электропаяльник с мощностью до 25 Ватт. Параметр, превышающий этот порог, может нанести вред электромикросхеме.
Если паяльник необходим при спаивании толстых проводов, то рекомендуется приобретать инструмент с мощностью от 40 Ватт.
Важно! Не рекомендуется использовать паяльник с мощностью, меньше рекомендуемой (например, при пайке толстых проводов не стоит использовать электропаяльник 25 Ватт, когда советуют 40 Ватт). Материал не нагреется до необходимой температуры.
При возможности рекомендуется покупать паяльник с регулируемой мощностью.
Вам это будет интересно Все об шуруповертах
Регулятор мощности, расположенный на аппарате или поблизости, хорошо поможет в работе с разной толщиной металла
На какие критерии выбора паяльника следует обращать внимание
Паяльник представляет собой сравнительно небольшой инструмент, предназначенный для спаивания мелких деталей и проводов. Сфера его применения достаточно обширна. Если, например, человек является автолюбителем, то он пригодится для припаивания скруток.
Подходить к покупке аппарата необходимо ответственно, изучив соответствующие характеристики
Когда речь заходит об инструменте, нужно иметь четкое представление о том, что он из себя представляет и из чего состоит.
Среднестатистический пальник состоит из ручки, фартука, специальных отверстий, корпуса, нагревателя, соединительного винтика и жала. Каждая из этих деталей играет особую роль и нужно внимательно относиться к ним. Поэтому, когда приходит время выбирать паяльник, нужно обращать внимание на все эти детали (на то из чего сделаны, какой функционал, фирма или страна, завод-изготовитель и т.д).
Для пайки разных материалов и их размеров применяется соответствующая модификация аппарата
Помимо этого, при выборе паяльника стоит учитывать то, для каких целей он приобретается и отталкиваться от этого. Но есть пара общих критериев, на которые стоит обращать внимание при выборе данного инструмента.
Один из главных параметров, который играет самую важную роль при эксплуатации, является мощность и размер оборудования.
К сведению. Не стоит отталкиваться от суждения, что чем больше паяльник, тем он лучше.
Если электропаяльник предназначен для использования дома, то нецелесообразно его мощность выбирать более 40 Ватт. Слишком большой параметр будет отражаться только на электросчетчике, а по факту греть воздух, а не те мелкие детали, которые встречаются в ремонте в домашних условиях.
Часто обращают внимание на ассортимент насадок в комплекте. Рекомендуется приобретать паяльник с большим количеством насадок. Это увеличит его универсальность в работе, повысит функционал ремонтируемых изделий.
Функция регулировки размера жала станет полезной, если часто приходится «залазить» в труднодоступные места. Со временем жало становится меньше. Это объясняется тем, что при пайке рабочий цилиндр приобретает зазубрины или становится меньше. Поэтому функция регулировки размера придется как раз кстати. В любой момент сточенное жало можно сделать чуть больше или при необходимости уменьшить до нужных размеров.
Материал, которым покрыты насадки играет немаловажную роль. Если на стальной насадке нет покрытия, то к нему прилипает припой. После проделанной работы очень трудно от него избавиться. Поэтому просто необходимо обращать внимание при приобретении на наличие защитного антипригарного покрытия. Чаще всего в качестве покрытия используют тефлоновое. Она имеет блеск, поэтому при покупке сразу бросится в глаза.
Обратите внимание! Идеальным вариантом (однако, наиболее дорогостоящим) является полностью медное жало. Оно хоть и мягче, быстрее стачивается, но передает больше тепла, оперативнее разогревается и хорошо взаимодействует с припойными материалами.
Вид паяльника стоит определить заранее, до покупки. От типа паяльного оборудования зависит результат работы. При неправильном выборе можно испортить изделие. Самым популярным и эффективным является электрический паяльник. Он популярен своей универсальностью и сочетает в себе необходимые для работы критерии.
Самый знаменитый вариант — электрический
Материал, из которого сделана ручка, влияет не только на дизайн аппарата, но и удобство эксплуатации. Это один из самых главных критериев. Рекомендуется приобретать паяльники с ручкой, которая выдерживает высокую температуру. Самым популярным материалом является дерево. Деревянная модель легка и не деформируется при нагревании инструмента.
Дополнительная информация. Не рекомендуется покупать электропаяльник с пластиковыми ручками, они не выдерживают высоких температур и перегреваются.
Идеальным вариантом станет керамический вид. Ручка из такого материала диэлектрическая, на промокает и не расплавится от высокой температуры, что характерно другим видам.
Несколько слов о флюсе
Для паяльных дел не обойтись без специальных химических веществ, предназначенных для удаления с поверхности провода или ножки детали оксидные пленки и дает припою равномерно растекаться по ним. Канифоль — самый дешевый и универсальный тип твердого флюса, который обязательно должен быть в арсенале у каждого радиолюбителя. Она защищает поверхность от окислов и предотвращает разъедание.
Но гораздо удобней жидкий флюс — ЛТИ 120. Он относится к нейтральным, не содержит кислот и не разъедает металл. Основой его состава является канифоль, растворенная в спирте.
Также в продаже можно найти припой в виде тонкого провода, намотанного на катушку, называется он ПОС-61.
В центре такого припоя имеется флюс, который при расплавлении паяльником сразу наносится на деталь.
Также, для надежной пайки применяют активные флюсы — паяльную кислоту. Как правило, это соляная кислота, которую после пайки необходимо нейтрализовать протиркой спиртом (или раствором соды).
Чтобы металл не корродировал после пайки, применяют и фосфорную кислоту, которая не требует нейтрализации и не вызывает коррозии.
По конструкции нагревательного элемента
Нагревательный элемент (далее НЭ) — это то, что, по сути, нагревает жало, или же напрямую припой и соединяемые поверхности.
- Нихромовый НЭ представляет собой, можно сказать, проволочный резистор, чья основная задача — нагреваться под воздействием протекающего через него электрического тока. Нихром —это сплав, который держит температуры до 1000-1100 градусов Цельсия и обладает высоким удельным сопротивлением. Основное преимущество — в простоте изготовления и конструкции, такие паяльники самые дешёвые и «дуракоустойчивые», поскольку менее чувствительны к ударным нагрузкам (всё равно не стоит ими бить что-либо). В некоторых моделях нихромовый НЭ может быть теплоизолирован, чтобы уменьшить потери на прогрев воздуха, однако это потенциально может снизить надёжность.
- Керамический НЭ — стержень из керамики, на который подаётся напряжение. Хрупкая керамика не терпит ударов, но зато будет греться быстро, служить долго.
Керамический нагревательный элемент. Индукционные НЭ устроены уже заметно сложнее: в них содержатся катушка индуктивности и ферромагнетик (например, в виде покрытия на наконечнике или его сердечника). При помощи катушки создаётся магнитное поле, в ферромагнетике же проявляется так называемый гистерезис (в двух словах — запаздывание реакции на перемену параметров магнитного поля). За счёт гистерезиса и прохождения электрического тока и происходит нагрев., который прекращается при достижении определённой температуры, называемой точкой Кюри (фактически нижней границы диапазона температур, в которых структура ферромагнетика сильно меняется, а точка Кюри — его середина). Такой паяльник уже можно регулировать по температуре: либо при помощи датчиков температуры (термопара/терморезистор), либо подбором ферромагнетика с нужной точкой Кюри.
- Импульсные названы так потому, что в них используются высокочастотные преобразователи напряжения, частота которого на жале (совмещённом с нагревательным элементом) составляет до 40 килогерц. За счёт снижения величины напряжения на трансформаторе ток через жало проходит огромный, и греется оно почти моментально. Правда, долго таким не поработать.
- Термовоздушный НЭ — по сути, фен. Только вот температура воздуха на выходе куда как выше.
- Инфракрасные НЭ нагревают поверхности узконаправленным лучом ИК-излучения.
По типу питания
Мы поместили этот подраздел первым потому, что для правильного выбора электропаяльника прежде всего важна специфика работы. В зависимости от типа питания может быть ограничена мощность паяльника. Напомним, что мощность характеризует не только потребление электроэнергии за единицу времени, но и рассеивание тепла. А значит, мощность паяльника будет влиять, к примеру, на его скорость прогрева, рабочие температуры и так далее.
- Сетевые паяльники составляют абсолютное большинство, и диапазон мощностей очень большой. Сетевые паяльники могут запитываться как постоянным напряжением (обычно 12 или 24 В) и тогда требуют отдельного преобразователя, либо же преобразователь интегрирован в их конструкцию, и тогда можно подключать напрямую через розетку (на постсоветском пространстве это 220 В/50 Гц).
- Автономные паяльники, иногда называемые мини-паяльниками, обычно запитываются от пальчиковых батареек, имеют малую мощность. Зато являются идеальным выбором, если по какой-то причине Вам нужно паять едва ли не «на коленке», вполне подходят для работы с небольшими штыревыми электронными компонентами или микросхемами (штыревые — с длинными выводами).
- USB-паяльники. Их можно было бы отнести к сетевым, но они обладают малой мощностью ввиду ограничений USB-разъёмов по выходным току и напряжению. В то же время у них небольшие размеры, и они могут помочь владельцам ноутбуков при наличии необходимости работы с электроникой вдали от розетки. Кроме того, их возможно подключить к обычному пауэрбанку и получить таким образом автономный паяльник.
Способы регулирования температуры
https://www.youtube.com/watch?v=KBr6fTDMazw
При работе с паяльником, важно следить за температурой жала. При перегреве, пайка может быть неисправной (внутренние раковины, не расплавление, а налипание припоя). Существует три способа регулировать температуру электропаяльника:
- Использовать переключатель — самый простой и доступный вариант регулировки мощности нагревательного оборудования. Данный способ подразумевает под собой циклическое переключение подачи тока, что приведет к перемене температуры с максимального на минимальное значение.
- Простой и практичный способ, это использование диммера. Существует ряд паяльников со встроенной регулировкой. Эти элементы называются диммерами. Прибор представляет собой устройство, которое ограничивает поступление в электропаяльник электроэнергии. Регулировка температуры в жале происходит за счет упадка напряжения в диммере.
- Использование блоков управления — недешевый, но наиболее точный метод регулировки мощности нагрева паяльника. Системы регулирования имеются у более сложных устройств. Речь идёт о паяльниках с блоком питания. В источнике тока находится система регулирования. Блок не занимает много места, находится в рукоятке самого электропаяльника.
Наконечник является одной из важных частей всего аппарата
Форма жала
Всем бы хотелось иметь одно универсальное средство для всего, но, к сожалению, так не бывает. Для каждого типа пайки должно быть своё жало. Конечно, есть универсальная модификация, имеющая название конус, но во время работы с ним будет не так удобно и эффективно, как того бы хотелось. Именно поэтому стоит покупать паяльники со сменными насадками.
Жало-конус является универсальной насадкой, именно поэтому находится в комплекте практически со всеми типами оборудования. Из-за своих размеров, прекрасно сохраняет тепло, что не может не радовать тех, кто занимается крупными объектами. Но по этой же причине может напрочь испортить хрупкую работу. Имеет конусовидную форму, отсюда и одноименное название.
К сведению. Жало-игла является самым неудачным и неэффективным вариантом, по мнению экспертов.
Имеет конусовидную форму, но чуть меньших размеров и заострено к концу, напоминая игловой кончик. Из-за своих размеров, не сохраняет тепло. Это приводит к тому, что даже незначительное количество припоя не расплавляется.
Конусная и скошенная форма наиболее популярны из-за универсальности и практичности
Жало-клин, благодаря своей конструкции, отлично удерживает припой. Так же, как и конусовидного варианта, огромным плюсом является размер. Благодаря своей форме обладает прекрасной теплопроводностью. Многие специалисты утверждают, что данный вид наконечника является более универсальным, чем принято о нём думать.
Жало-скос встречается редко. Данный наконечник имеет цилиндрическую форму со скосом в 45 градусов. Эффективность жала напрямую зависит от его размера. Например, при работе с микросхемами, наконечник рекомендуется использовать поменьше стандартного. Отлично справляется с поставленным задачами за счет своей теплоемкости, которую обеспечила форма и плоскость со стороны скоса.
Жало-микроволна встречается редко. Говоря простым языком, является более усовершенствованной версией модели со скосом. Отличие в самом срезе сбоку жала. В случае наконечника микроволна, в скосе имеется углубление. При использовании этого жала не придется снимать лишний припой, что является огромным преимуществом.
https://www.youtube.com/watch?v=ueOuXON9cmw
Жало ножевидное имеет форму ножа. Лучше других видов накапливает и сохраняет тепло, что делает его фаворитом. Благодаря своей форме помещает на себе большее количество припоя, по сравнению с остальными насадками. Идеально подходит для сквозного монтажа. В другом могут возникнуть проблемы. Не подходит для пайки мелких деталей.
Немаловажно удобство держания аппарата
Электрические паяльники: виды и конструкции » сайт для электриков — статьи, советы, примеры, схемы
Современная электронная техника совершенствуется очень быстро. Степень интеграции современных микросхем такова, что в одном корпусе умещаются миллионы транзисторов, но сами корпуса становятся все меньше и меньше. Дискретные детали – транзисторы, конденсаторы, резисторы тоже малогабаритные, безвыводные. Все это монтируется на платах методом поверхностного SMD монтажа. Детали расположены настолько плотно, что припаять что-то обычным сорокаваттным электрическим паяльником ЭПСН просто невозможно.
Правда, некоторые специалисты от паяльника утверждают, что припаять все что угодно можно даже топором. Может быть это и так, но, как говорится, не всем дано. Поэтому лучше, все-таки, пользоваться паяльником, благо теперь существует очень широкий выбор паяльного инструмента. И к покупке этого инструмента надо подойти творчески, а не брать все, что попадется на глаза.
Прежде всего, необходимо определить, для каких работ покупается электрический паяльник. Если предполагается паять массивные детали, например, автомобильные радиаторы, медные трубки, жестяные конструкции – в общем, все то, что обладает большим теплоотводом, потребуется молотковый паяльник очень большой мощности. Такой паяльник часто называют «топором». Мощность таких паяльников достигает нескольких сотен ватт. Мощный паяльник типа «топор» показан на рисунке 1.
Рисунок 1. Молотковый паяльник мощностью 200Вт
Разумеется, что назначение такого паяльника весьма специфическое, не всегда и не везде он может понадобиться. Для применения в бытовых условиях больше подойдет паяльник мощностью 25…60Вт. Время от времени им можно выполнить практически все паяльные работы по ремонту бытовой техники и даже паять печатные платы с выводными компонентами. Внешний вид такого паяльника показан на рисунке 2.
Рисунок 2. Паяльник ЭПСН
Конструкция такого паяльника неразборная, о чем написано даже в прилагаемой к нему инструкции. Об этом паяльнике можно сказать, что его нагреватель достаточно долговечен, перегорает весьма редко, даже если пользоваться паяльником очень интенсивно. Чаще случается, что медное жало обгорает и приваривается внутри нагревателя настолько прочно, что достать его просто невозможно, в этом случае приходится приобретать новый паяльник.
Чтобы такого не произошло, рекомендуется периодически вынимать жало из паяльника и очищать его от продуктов окисления. При этом из самого паяльника высыпается черный порошок. Все это хорошо, когда читаешь, но в большинстве случаев об этом просто забывают, и еще вполне рабочий паяльник попросту выбрасывают.
Перед тем, как пользоваться новым паяльником кончик жала следует облудить. Для этого паяльник сначала надо разогреть, после чего в горячем виде снять окислы мелким напильником, быстренько макнуть зачищенный конец в канифоль, а затем в припой. В результате на рабочей поверхности жала остается капля припоя. Если этого не сделать, то жало почернеет, и расплавить припой попросту не удастся.
В процессе работы медное жало постепенно растворяется в припое, и на нем образуются раковины и появляются окислы. Работать таким жалом становится невозможно, и его снова приходится подправлять напильником и облуживать. И так до тех пор, пока от жала не останется маленький кусочек. Такое жало следует поменять.
Несколько меньше жало будет выгорать, если перед использованием его отковать молотком до нужной формы: на поверхности медного жала образуется наклеп, более твердый слой металла. Именно этот наклепанный слой более устойчив к выгоранию.
Самодельные конструкции электрических паяльников
Иногда случается, что паяльник, даже мощностью всего 25Вт, оказывается великоват, чтобы припаять маленькую детальку. В этом случае может помочь накрученная на жало медная проволока, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3. Уменьшение размеров жала намоткой медной проволоки
Такое импровизированное жало следует сначала облудить, как было написано чуть выше. Конечно, такая конструкция недолговечна, но ее вполне хватает, чтобы сделать несколько паек.
В свое время радиолюбителями было предложено немало конструкций миниатюрных электрических паяльников. Многие из них были даже очень хороши, но, к сожалению, для их изготовления требовались некоторые токарные и слесарные работы. В домашних условиях сделать такой паяльник просто невозможно.
Но наши люди, проявив творческий подход, изобретают миниатюрные паяльники из подручных средств. Две таких конструкции были опубликованы в журнале «Радио» №1 2022. Первая из них показана на рисунке 4. Основой ее послужил выжигатель по дереву, которым многие пользовались в детстве.
Рисунок 4. Паяльник из выжигателя по дереву
Конструкция паяльника понятна из рисунка. Достаточно на спираль выжигателя плотно намотать медную проволоку диаметром миллиметра полтора и, естественно, облудить, ведь как-никак паяльник! Получившееся импровизированное жало очень напоминает конструкцию, показанную на предыдущем рисунке. Автор паяльника О. Иванов из города Владимира.
Неоспоримым достоинством такой конструкции является то, что температура выжигателя регулируется, а значит, есть возможность регулировать и температуру нагрева получившегося паяльника.
Автор другого импровизированного паяльника А. Филиппов из с. Нюксеница Вологодской области. Конструкция паяльника показана на рисунке 5.
Рисунок 5. Импровизированный паяльник А. Филиппова
В качестве паяльного жала используется медный провод диаметром 1,6 мм длиной около 60 мм, на который намотана «спираль» из медного же провода ПЭВ-2 диаметром 0,16 мм. Намотка выполнена виток к витку, отступив от жала на 8..10 мм, длина намотки примерно 35 мм. До первого включения роль межвитковой изоляции выполняет эмаль, которой покрыт провод.
После обгорания спирали роль изоляции выполняет появившийся на проводах окисел, что вполне достаточно при низком напряжении питания. Обратный конец паяльного стержня согнут кольцом и одним винтом прикреплен к эбонитовой ручке. Напряжение питания подводится гибким проводом сечением не менее 0,75мм2.
Питать паяльник следует через регулируемый стабилизатор тока с гальванической развязкой от сети. При напряжении питания около 5В потребляемый ток находится в пределах 2…2,5А, что обеспечивает достаточный нагрев медной «спирали». При таких параметрах мощность паяльника составляет P=U*I=5*2,5=12,5Вт.
Учитывая, что ток перегорания медного провода диаметром 0,16 мм составляет 6А, конструкция получается достаточно долговечной. Автор утверждает, что таким паяльником он пользуется несколько лет, хотя вначале конструкция задумывалась как одноразовая.
Самодельные электрические паяльники становятся достоянием истории, поскольку в настоящее время китайская промышленность освоила очень широкий ассортимент паяльного оборудования. Купить можно любой паяльник для любых целей. Паяльники, прежде всего, различаются конструкцией нагревателя.
Керамические и нихромовые нагреватели
При покупке электрического паяльника следует учесть тип нагревателя.
Нихромовый нагреватель представляет собой спираль, навитую на керамическое основание во внутреннее отверстие которого вставляется паяльный стержень. Некоторые, наиболее совершенные нагреватели имеют встроенную термопару, позволяющую стабилизировать температуру нагрева. Конструкция нихромового нагревателя показана на рисунке 6.
Рисунок 6. Нихромовый нагреватель
Здесь же показан и необгораемый паяльный стержень. Сам он сделан, конечно же, из меди, а снаружи покрыт слоем никеля. Такие стержни ни в коем случае не следует зачищать напильником для того, чтобы облудить, хотя многие пользователи жалуются, что лудятся такие жала плохо, припой на себе не удерживают.
Ничего не остается, как паять только с подачей припоя: в одной руке паяльник, в другой тонкая проволочка припоя, под ними плата. Да и то сказать, что под необлуженным жалом припой плавится плохо. Классическая пайка по методу окунул паяльник в припой, захватил каплю, перенес на плату, невозможна в принципе.
В чем же тут проблема, и как ее решить? Об этом рассказано здесь: Как облудить необгораемое жало у пояльника
Современные паяльники выпускаются, в основном, с керамическими нагревателями. Технология производства таких нагревателей достаточно сложна, и освоена несколькими знаменитыми фирмами. В первую очередь это только что упомянутая фирма Weller, Hakko, Ersa и некоторые другие.
Керамический нагреватель очень долговечен. Если обычный нихромовый нагреватель при пайке в промышленных масштабах (по нескольку тысяч паек за смену ежедневно) приходит в негодность через каких-то полгода, то керамические нагреватели служат годами, конечно, при условии аккуратного пользования.
Основным достоинством керамических нагревателей является высокая скорость нагрева: на рабочий режим паяльник выходит всего за 30 секунд. В принципе не особо важно, как скоро разогреется паяльник при первом включении. Эта скорость важна для работы терморегулятора, ведь чем быстрее греется жало, тем стабильней температура пайки.
На рисунке 7 показан нагреватель паяльника TechTool фирмы Ersa, предназначенный для использования в составе паяльных станций.
Рисунок 7. Керамический нагреватель фирмы Ersa
Нетрудно заметить, что область нагрева керамического нагревателя находится в конце полого жала, поэтому греется в основном та его часть, которая ближе к точке пайки. Совсем близко от точки пайки находится и термопара. Такое расположение термопары обеспечивает быструю реакцию электронного блока даже на незначительные изменения температуры в месте пайки. Вот тут то и сказывается большая скорость нагрева керамического нагревателя.
Замена жала осуществляется с помощью пластиковой рифленой гайки, которая остается холодной даже при разогреве паяльника до 400 градусов. Это позволяет производить замену жала всего за 30 секунд, не дожидаясь остывания паяльника. Вот такая вот высокотехнологичная вещь керамический нагреватель.
Паяльник TechTool удовольствие дорогое. Даже предложение его в интернет — магазинах «по низким ценам» выливается в сумму 7750 рублей (без электронного блока управления). Где низкими ценами не соблазняют, этот паяльник можно купить за 8 257,00руб. Но радиолюбителям пугаться таких цен не стоит, поскольку это цены на паяльники профессионального класса, предназначенные для непрерывной работы по целой смене.
Для любительских целей можно выбрать менее дорогие модели фирмы Ersa, например, паяльник с регулятором температуры PTC 70, внешний вид которого показан на рисунке 8. Даже не в самом дешевом магазине «Чип и Дип» за него просят 3710 рублей, что для хорошего инструмента не так уж и дорого.
Рисунок 8. Паяльник с регулятором температуры PTC 70
Для не очень частого пользования в любительских целях вполне подойдет и паяльник китайского производства: пусть он будет несколько хуже, зато цена радует.
Сменные жала надеваются на керамический нагреватель и удерживаются пружинной защелкой. В ручке паяльника спрятан аналоговый стабилизатор температуры, датчиком которой служит сам нагревательный элемент, поскольку его сопротивление меняется с температурой нагрева.
Кстати, подобные стабилизаторы температуры предлагаются в радиолюбительских конструкциях для обычных паяльников типа ЭПСН. Колесико настройки температуры выведено на ручку паяльника, как показано на рисунке 9.
Рисунок 9. Ручка установки температуры паяльника PTC 70
Напряжение питания паяльника 220В, мощность нагревателя 75Вт. При таких параметрах керамического нагревателя температура жала будет поддерживаться весьма стабильно, паяльник не будет прилипать к плате, ведь чем мощнее нагреватель, тем быстрее нагревается жало.
Таким паяльником можно паять тонкие дорожки печатного монтажа и достаточно крупные детали не опасаясь перегрева или охлаждения паяльника. Для паяльника существует целый набор жал, пригодных для разных паяльных работ.
Некоторые производители прячут тончайшую нихромовую спираль внутри керамического цилиндра и называют такой нагреватель керамическим. Может это такой коммерческий прием, но нагреватель-то все равно нихромовый. В настоящем керамическом нагревателе греется сама керамика.
Паяльники с таким нагревателем часто тоже выполняются с термостабилизатором в ручке, но бывают и без него. Некоторые модели имеют встроенную термопару, пользоваться ими можно только при наличии внешнего электронного блока. Такие комплекты называются паяльными станциями.
Схема достаточно простой паяльной станции опубликована в журнале «Радио» 2008 №5 автор статьи А.ПАТРИН, г.Кирсанов Тамбовской обл. В авторском варианте используется паяльник Sl-30 от паяльной станции Solomon SL-30. Напряжение питания паяльника 24В при мощности нагревателя 48Вт. Но подойдет и любой другой паяльник с похожими параметрами.
Схема достаточно простая и доступная для повторения. Сигнал встроенной в паяльник термопары усиливается и подается на компаратор. Как только напряжение термопары достигает заданного уровня, нагреватель отключается. Для индикации выставленной температуры используется цифровой индикатор, хотя, в принципе, можно обойтись и без него. Прелесть данной конструкции в том, что не надо программировать микроконтроллер, которого в схеме попросту нет.
В статье приводится подробное описание схемы, рекомендации по наладке, приведены чертежи печатных плат. Все это поможет собрать такую паяльную станцию достаточно быстро и легко. Внешний вид авторского варианта самодельной паяльной станции показан на рисунке 10.
Рисунок 10. Внешний вид самодельной паяльной станции
Жало для паяльника
Современные паяльники комплектуются целым набором сменных жал, пригодных на все случаи жизни. Один из таких наборов показан на рисунке 11. Внешний вид паяльника SR971 показан на рисунке 12.
Паяльник при продаже комплектуется всего одним коническим жалом, поэтому остальные жала приходится покупать дополнительно. Мощность керамического нагревательного элемента 25Вт при напряжении питания 220В. Жало паяльника заземлено, что позволяет паять элементы чувствительные к статическому электричеству. Сменное жало устанавливается легко, что позволяет производить различные паяльные работы. Для этого достаточно открутить гайку с накатанной поверхностью, сменить жало и завернуть гайку обратно.
Форма ручки паяльника достаточно эргономична, вес паяльника невелик, работать таким инструментом достаточно комфортно. Единственно, что несколько омрачает все достоинства, это отсутствие встроенного регулятора мощности.
Рисунок 11. Комплект сменных жал для паяльника SR971 с керамическим нагревателем
Рисунок 12. Паяльник фирмы SOLOMON SR971
При работе с SMD компонентами совсем не лишне иметь жала типа «вилка» и миниволна: первое из них предназначено для пайки мелочевки типа резисторов и конденсаторов, а второе позволяет запаивать многовыводные детали в планарных корпусах, не опасаясь, что припой попадет между выводами.
На рисунках 13 и 14 показаны фрагменты таблицы с жалами фирмы Weller, по которым можно выбрать и заказать нужное жало. Кроме того, фирма Weller защищает свои жала лазерной гравировкой, поскольку развелось достаточно фирм, подделывающих оригинальные жала.
Применение таких контрафактных китайских жал нередко приводит в негодность паяльное оборудование, а паяльники фирмы Weller являются весьма дорогими. Даже те, кто занимаются пайкой на профессиональном уровне, не всегда отваживаются купить такое оборудование.
Рисунок 13. Жало типа «вилка»
Очень даже удобно: подводишь такое жало к резистору, греются сразу оба конца, и остается только снять деталь с платы.
Для подобных операций в арсенале паяльного оборудования существует специальный инструмент – термопинцет. Можно сразу нагреть деталь и снять ее с платы. По сути это два паяльника, объединенные в общую конструкцию. Стоит такой инструмент очень даже недешево, но, как показывает практика, можно обойтись и без него.
Рисунок 14. Жало типа «миниволна»
На рабочей поверхности жала имеется небольшое сферическое углубление (показано пунктиром), куда набирается расплавленный припой. Далее жалом проводят по выводам планарной микросхемы, естественно, установленной на плате, и запас припоя перетекает на выводы и дорожки платы.
Очень даже удобно, не надо тыкаться отдельно в каждый вывод микросхемы, все получается как бы само собой. Такая технология повышает производительность ручной пайки не менее, чем в десять раз, а также улучшается и качество.
Казалось бы, что такое жало можно элементарно сделать из обычного медного: всего-то и дел, что просверлить в нужном месте небольшое и не очень глубокое отверстие. Но вот как раз эти маленькие размеры приведут к тому, что такое жало быстро обгорит, от крохотного отверстия не останется и следа. Но если есть необходимость припаять одну – две микросхемы, то такое жало вполне подойдет.
Фирменная «миниволна» (как вариант «микроволна») выполнена с необгорающим хромовым покрытием, а кончик жала залуживается химическим способом. Смачиваемость такого жала великолепна, что является, пожалуй, самым главным условием качественной пайки.
Достаточно подробно технология монтажа – демонтажа микросхем в планарных корпусах описана в статье В. Баринова «Монтаж и демонтаж микросхем в малогабаритных корпусах с планарными выводами». Статья опубликована в журнале «Радио» №1, 2022, стр 25.
Индукционные паяльники
Все рассмотренные выше паяльники используют нагреватели различного типа, тепло от которых передается на паяльное жало, а для стабилизации температуры требуется электронная схема. Совсем по-другому устроены индукционные паяльники, у которых само жало разогревается высокочастотными токами, служит нагревательным элементом. И не надо никакого керамического или нихромового нагревателя. Схематическое устройство индукционного паяльника показано на рисунке 15.
Рисунок 15. Устройство индукционного паяльника
Паяльный стержень изготовлен из меди, а его задняя часть покрыта ферромагнитным сплавом из железа и никеля. На этой части жала расположена катушка индуктивности, питаемая напряжением с частотой 470КГц. Высокочастотные колебания наводят в сердечнике поверхностные токи, которые нагревают железо-никелевое покрытие, обладающее магнитными свойствами и достаточно большим, по сравнению с медью, электрическим сопротивлением. Сочетание этих свойств приводит к разогреву ферромагнитного покрытия.
Тепло от нагретого слоя разогревает весь сердечник, уходит внутрь, охлаждая ферромагнитный слой, ведь внутри сердечника-то медь! Нагрев покрытия происходит до тех пор, пока температура всего сердечника не достигнет точки Кюри. Это температура, при которой ферромагнитное покрытие теряет магнитные свойства. Если сказать проще, то обычный железный гвоздь, при соответствующей температуре, перестанет притягиваться обычным постоянным магнитом.
При потере магнитных свойств перестает действовать поверхностный эффект, а высокочастотные токи уходят внутрь медного сердечника, где не вызывают никакого нагрева. Поскольку медь не реагирует на магнитные поля, поглощение энергии из магнитного поля прекращается, прекращается и разогрев сердечника, поскольку температура жала достигает точки Кюри.
В процессе пайки жало отдает запасенное тепло на расплавление припоя и нагрев паяемых деталей. Температура жала падает ниже точки Кюри, магнитные свойства покрытия восстанавливаются, и начинается нагрев. При этом, чем массивней спаиваемые детали, тем быстрее стремится остынуть сердечник, тем дальше уход от точки Кюри, тем выше воздействие поверхностных токов.
Другими словами мощность нагрева, ее скорость адаптируется к условиям пайки: чем интенсивнее отбирается запасенное жалом тепло, тем интенсивнее происходит нагрев жала. Недаром такая технология нагрева называется Smart Heat, что можно перевести как «умное тепло». Разработка индукционного паяльника, как и самой технологии Smart Heat принадлежит американской компании Metcal.
Прелесть этой технологии еще и в том, что не требуется сложных электронных схем для поддержания температуры, ведь не секрет, что наиболее продвинутые паяльные станции управляются с помощью микроконтроллеров и имеют достаточно сложные схемы. А тут все происходит за счет самого паяльного жала! Достаточно только запитать его высокочастотным напряжением.
И вот тут может возникнуть вопрос: припои могут использоваться разные, температура плавления у каждого своя. Как же поменять температуру нагрева жала для конкретного типа припоя?
Оказывается, все просто. Паяльник комплектуется несколькими жалами-картриджами, каждый на свою температуру, которая зависит от химического состава ферромагнитного покрытия. Достаточно просто взять другой картридж, и с помощью разъема вставить его в ручку паяльника.
В основном используются картриджи серий 500, 600 и 700. Эти цифры указывают температуру нагрева по шкале Фаренгейта. Каждая серия имеет наборы жал различной формы, пригодные для выполнения всех паяльных работ. Но с точкой Кюри паяльники бывают не только индукционные.
Лет пятнадцать назад уже выпускались паяльники с механическим регулятором температуры. Нагреватель у них самый обычный нихромовый, но на заднем конце паяльного стержня имеется небольшая ферромагнитная таблетка, к которой притягивается магнит, управляющий работой микровыключателя. Как только жало разогревается до рабочей температуры, до точки Кюри, внутри паяльника раздается щелчок, и нагреватель отключается. При некотором понижении температуры снова щелкает контакт, жало начинает подогреваться.
Для того, чтобы изменить температуру нагрева в комплект паяльника входит несколько жал с различными температуры точки Кюри.
Другие конструкции паяльников
Рассказ о паяльниках будет несколько неполным, если не упомянуть другие, можно сказать, экзотические типы. Прежде всего, это автономные паяльники, не требующие подключения к электричеству. Одни из них электричество все-таки потребляют от аккумулятора или даже батареек, встроенных в ручку.
Другие паяльники – газовые работают наподобие обычной газовой горелки, только греют паяльное жало. Если жало снять, то получается как раз газовая горелка.
По своим «паяльным» свойствам газовые паяльники едва дотягивают до не самых лучших электрических паяльников. Об этом говорят все, кому доводилось пользоваться этим чудом техники.
Единственное достоинство газовых и любых других автономных паяльников это независимость от электрической проводки: можно что-то припаять даже в чистом поле. Но, слава Богу, такие экзерсисы делать приходится не часто. Поэтому, лучше пользоваться электрическим паяльником.
Борис Аладышкин
Читайте также по этой теме: Как выбрать паяльную станцию
Электрический паяльник керамический нагревательный элемент
Как понятно из названия, в качестве нагревательного элемента такого паяльника выступает керамический стержень, который нагревается при подведении напряжения к его контактам. Как правило, керамический нагревательный элемент имеет форму цилиндра и вставляется в полое жало.
Проводники и термодатчик «впечатываются» в керамику и «оборачиваются» вокруг керамического же стержня. Толщина проводников крайне мала, этим и обуславливается один из недостатков паяльников с керамическими нагревательными элементами – хрупкость.
Так, случайно поломать нагревательный элемент нельзя, но что касается падений с высоты и ударов (например, постукивание для сбрасывания лишнего припоя), то на элементе могут появиться трещины, с повреждением проводников. В результате нагревательный элемент выходит из строя и ремонте не подлежит.
При этом, электрический паяльник с керамическим нагревательным элементом лучше держит температуру, отличается высокой надежностью, не «пробивает» корпус. Такие паяльники долговечны и могут использоваться тем, кто много паяет и оставляет паяльник включенным надолго. Керамические паяльники могут выдавать большую мощность, чем нихромовые, быстрее нагреваются.
В нашем интернет магазине вы сможете купить паяльники всех классификаций: классический, паяльник молотковый, паяльник пистолет, паяльник топор.
