Что лучше: паяльник или паяльная станция?

Принцип работы

Начнем с конструктивных особенностей индукционного нагревательного элемента (см. рисунок 1), это позволит лучше понять его принцип действия.

Указанные обозначения:

• А – экранирующая оболочка;
• В – провода, подающие напряжение к индуктору;
• С – ручка паяльника;
• D – жало;
• Е – индукционная катушка;
• F – ферромагнитный слой.

Теперь поверхностно расскажем о принципе действия, не погружаясь в теоретические основы электромагнитной индукции. При поступлении в индукционную катушку высокочастотного напряжения происходит формирование переменного магнитного поля. Поскольку скин-слой жала выполнен из ферромагнитного материала, то начинается процесс его перемагничивания, который сопровождается образованием вихревых токов. Это приводит к значительному выделению тепловой энергии.

Преимущества индукционного метода очевидны: поскольку в качестве нагревательного элемента выступает жало паяльника, его нагрев происходит равномерно. Следовательно, отсутствуют потери от температурной инерции, и полностью исключен локальный перегрев, вызывающий окисление и выгорание жала. В результате, увеличивается его срок эксплуатации и повышается КПД устройства.

В современных электронных приборах используются очень мелкие детали, например микросхемы с большим количеством контактов. Крепить и удалять их обычным способом нельзя. Для этого используют бесконтактную пайку, которая основана на нагреве контактов с помощью инфракрасного излучения или потоком горячего воздуха.

Из чего состоит комплект?

При проведении работ по паянию нужна не только паяльная станция, но и комплектные детали: модуль по управлению, контролированию и держатель на пружине. Это все сможет обеспечить необходимую температуру, защитит от перегрузок.

При специфике эксплуатирования паяльной станции в комплект может входить:

• пинцет (спаивание и удаление маленьких деталей);
• фен для подогрева (дополнительный подогрев места паяния);
• излучатель тепла (подогрев платы при пайке группы);
• вакуумный пинцет;
• дополнительная арматура.

Бесконтактные паяльные станции

Основной отличительной чертой таких станций является использование различных припоев: олово со свинцом либо без свинца. Технически обе станции очень похожи. Паяльники имеют керамический нагреватель, сенсор температуры, один конический наконечник (для выполнения разных работ, желательно приобрести набор подходящих к паяльнику наконечников).

Потребляемая мощность сорок ватт, напряжение двадцать четыре вольта, есть заземление, поэтому можно работать с деталями, которые боятся статического электричества.

Необходимо иметь запасные насадки. Они отличаются конфигурацией и предназначены для пайки разных деталей. Чтобы определиться какие жала нужны для паяльной станции, нужно рассмотреть все возможные варианты предстоящих работ, которые могут возникнуть в будущем.

Нельзя забывать о правильном выборе материала, из которого выполнены насадки потому, что разные металлы имеют не одинаковую теплопроводность.

Контактными паяльными станциями удобно припаивать детали, а вот обратный процесс лучше производить паяльной станцией с феном. Такие приборы имеют широкий диапазон цен потому, что отличаются комплектацией некоторыми функциями. Обычно поставляются насадки с разным диаметром выходного отверстия для изменения ширины струи нагретого воздуха.

В корпусе фена есть вентилятор, который меняет свою производительность в зависимости от положения регулятора. Температуру воздуха также можно изменять.

Улучшенную конструкцию имеют фены с индивидуальной электроникой. Комплектуются круглыми насадками, имеют регулятор температуры, силы воздушной струи. Цифровой индикатор отображает степень нагрева выходящего воздуха. Удобно работать феном, если вентилятор встроен в ручку, а не в блок управления. Тогда фен соединен обычными проводами и нет жесткой резиновой трубки, которая несколько мешает движениям.

В продаже имеются насадки различной конфигурации для работы со многими микросхемами. Они помогают не только удалять детали, но и припаивать их в нужном месте, а при работе обычным паяльником – подогревать детали для лучшего крепления. Главное, разобраться какие насадки подходят для определенных термовоздушных паяльных станций.

С помощью фена можно выполнять другие работы, не связанные с паянием, например, нагревать трубки для насадки на металлический удлинитель, соединения пластмассовых деталей или просушки чего-нибудь.

Классификация аппаратуры

В зависимости от специализации паяльника включаются те или иные компоненты. Чтобы правильно выбрать паяльную станцию, необходимо помнить, что комплектация определяет профиль эксплуатации устройства.

Паяльников бывает четыре вида:

1. Термовоздушный (комплектуется феном, паяние проводится горячим воздухом). Такой вариант исполнения рекомендуем выбрать для ремонта бамперов автомобилей и других пластиковых запчастей.
2. Импульсный (монтирование и снятие более современных схем).
3. Индукционный (маленький, но очень мощный аппарат).
4. Инфракрасный (более легкая возможность ремонта ноутбуков, телефонов, мини ПК или планшета).

Исходя из этого подводим итог – чтобы выбрать ту или другую модель нужно знать изначально, что будет паяться данным паяльником.

Принцип работы

Управлять процессом нагрева можно двумя способами:

1. Установив на жало термодатчик и подключив его к цифровому блоку управления. Такой способ стабилизации температуры применяется практически во всех недорогих индукционных паяльных станциях, например: Quick 203H или Yihua 900Н (показана на рисунке 2).
   

   

2. Меняя состав ферромагнитного сплава, покрывающего жало. Данный принцип основан на том, что при определенной температуре (точка Кюри), ферромагнетики утрачивают свои свойства, в результате чего паяльник перестает нагреваться. Такой метод стабилизации температуры был запатентован компанией Metcal под названием SmartHeat®, что дословно переводится как «умный нагрев». Применяется в моделях Metcal, OKI, ERSA, Weller и т.д.
   

   

У каждого из представленных выше методов есть свои достоинства и недостатки. Станции с термодатчиком существенно дешевле, что делает их доступными не только для профессионалов, но и любителей. Точность и надежность такого оборудования напрямую зависят от цифрового блока управления.

Второй способ стабилизации температуры осуществляется за счет установки картриджей-наконечников с определенной точкой Кюри – он более надежен. Но станции SmartHeat® имеют два существенных недостатка:

1. Высокая стоимость, не каждый профессионал может себе позволить купить такое оборудование. Но новое поколение бюджетных моделей более доступно.
2. При изменении режима пайки необходимо устанавливать соответствующий картридж-наконечник, которые, как правило, не входят в комплект поставки и стоят недешево.

Работа аналоговых станций основана на периодическом включении и выключении подачи тока для нагрева паяльника в зависимости от его температуры. Точно выдержать ее, практически, невозможно, поэтому часто наконечник перегревается.

Цифровые паяльные станции используют регулятор температуры, запрограммированный микроконтроллером, что заметно повышает точность выдерживания необходимого нагрева наконечника.

Паяльная станция – одно из важнейших устройств в изготовлении электроники. Это указывает на высокую степень потребности среди людей, занимающихся этим. Установка позволяет подключать пару модулей, которые дают возможность паяния с контактом и без него, также можно заменять насадки и наконечники.

Чтобы правильно выбрать аппарат важно правильно определится со способом управления:

• цифровой (определенные программы предоставляют контроль над нагревом жала, стабильность и точность в работе, нежели аналоговый);
• аналоговый (устройства должны быть под постоянным контролем, так как высокая температура негативно сказывается на комплектующих элементах приспособления).

Технические особенности

Как правило, большинство домашних мастеров пользуются электрическими паяльниками. Однако в наше время они бывают импульсными и газовыми. Данный инструмент бывает самых разных видов и моделей, которые выпускают разные производители. Рассмотрим их более подробно.

Электрические

Основой обычного электрического паяльника является специальный нагревательный элемент, к которому подается электрический ток, идущий от электросети. Когда паяльник подключается к сети, нагреватель разогревается, разогревая жало. При этом в продаже можно найти электрические паяльники, которые работают от аккумуляторов. Естественно, это делает их еще более удобными в использовании.

Импульсные

Многие мастера отдают предпочтение импульсным паяльникам. Главный их рабочий элемент – это специальный трансформатор, к которому присоединено жало. У импульсных паяльников есть кнопка, нажав которую происходит активация рабочей зоны. Некоторые модели также имеют подсветку рабочей зоны.

Стоит отметить, что нагрев жала от трансформатора происходит намного быстрее, чем у обычного электрического паяльника. Когда же пользователь отпускает кнопку, то жало практически мгновенно остывает.

Газовые

Газовые паяльники, как правило, бывают портативными и работают они на сжиженном газе. По своей сути они представляют обычные горелки. У них имеются специальные крепления для жала. Чтобы работать таким инструментом, нужно подсоединить баллон с газом и поджечь – все, можно паять.

Стоит отметить, что такими инструментами удобно не только паять. Их можно смело использовать и для резки металла, для плавления и сварки. Другими словами, по сути – это уже не паяльник, а универсальная газовая горелка.

Ручные паяльники имеют такие достоинства:

• простота использования и невысокая стоимость прибора;
• некоторые модели могут иметь регулятор температуры;
• высокая экономичность – особенно, если речь идет об импульсных моделях.

Если говорить о газовых агрегатах, то их главное достоинство заключается в том, что они не зависят от электрической сети. Для их работы требуется сжиженный газ.

Что касается недостатков, то электрические паяльники могут взорваться в процессе использования. Конечно, в данном случае речь идет о некачественных приборах. Кроме того, некоторые из них настолько просты в конструкции, что их проще выкинуть, чем ремонтировать. Если говорить о недостатках импульсных паяльников, то они имеют неудобную конструкцию и специфическую форму жала. Из-за этого ими пользоваться не всегда удобно.

Недостатком газовых паяльников является открытое пламя. Из-за этого работать ими нужно с предельной осторожностью, чтобы не допустить получения серьезных ожогов. Больше того, неверное обращение может привести к пожароопасным ситуациям.

Паяльные станции бывают самыми разными, но у всех них есть один общий элемент – блок управления. Именно он является основой прибора. С его помощью осуществляется контроль за нагревом паяльника. В целом паяльные станции делятся на несколько видов, которые мы рассмотрим ниже.

Контактные

Такие модели паяльников – это устройства, которые подключаются к блоку управления. Простейшие из них имеют только кнопку включения и примитивный температурный регулятор. Многие пользователи считают такие паяльные станции неполноценными, предпочитая устройства с цифровой идентификацией и процессором управления.

Термовоздушные

Подобные паяльные станции укомплектовываются специальным термическим феном. С его помощью разогревается припой.

Смешанные

Смешанными называют паяльные станции, которые оснащены контактными паяльниками и термофенами. Как правило, такие агрегаты покупают опытные мастера и владельцы сервисных центров, которым разумнее приобрести один многофункциональный аппарат, чем два отдельных.

Инфракрасные

У таких станций разогрев припоя выполняется с помощью специального излучателя инфракрасного типа. Конечно, такие агрегаты стоят дороже всех остальных. Чаще всего их применяют для того, чтобы выполнить ремонт каких-либо сложных приборов. У импульсных моделей более сложные блоки управления, так как в большинстве случаев они являются полуавтоматическими.

Рассматривая преимущества паяльных станций, нужно отметить следующие нюансы:

• станции контактного типа являются разборными. При необходимости у них можно заменить нагревательный элемент, жало или же заменить саму станцию. Конечно, таковыми являются не все модели;
• у всех станций имеется функция регулировки температуры;
• в случае термофена, то здесь сплошное преимущество. Особенно, когда приходится работать с мелкими деталями. С помощью фена можно равномерно прогреть область пайки, что актуально при работе с многовыводными компонентами;
• модели, оснащенные и паяльником, и феном – это вообще суперфункциональные устройства, у которых нет недостатков;
• инфракрасные модели позволяют работать со сложными компонентами. Больше того, они самостоятельно контролируют то, как осуществляется процесс пайки.

Если говорить о недостатках, то паяльные станции, которые стоят дешево, часто ломаются. У моделей с феном может возникнуть ситуация с перегревом фена – он может просто расплавиться. Также могут возникнуть проблемы с компрессорами, вентиляторами. Но, как правило, все это свойственно только дешевым приборам низкого качества. В случае с инфракрасными моделями есть только один недостаток – высокая стоимость прибора.

Свинцовые устройства обустроено модулем, который регулирует уровень температуры паяльного жала, что делает работу точной и качественней. Механизмы, базирующиеся на электрике ну и индукционном типе станции, для работы которых вырабатывает магнитное поле. Воспользовавшись таким прибором получаете высокую отдачу тепла.

При паянии малодоступных компонентов используют бесконтактную пайку (термовоздушная или инфракрасная). Инфракрасную используют для схем в компьютерах или материнских платах. Термовоздушную (точечную передачу) – для подогрева малодоступных частей, при этом не затронув рядом находящиеся детали. Такой вариант лучше выбрать для пайки пластика, а также наладки бытовых приборов и телефонов мобильной связи.

Эксплуатация паяльных станций

Сегодня существует много видов оборудования по технической части паяльного устройства, а это значительно утяжеляет выбор при покупке. Из-за этого прежде чем выбрать подходящую модель нужно определиться с техническими особенностями и областью использования. Любители что-нибудь отремонтировать своими руками для дома в основном используют обычные паяльники, но они перегревают детали, в результате чего получается не ремонт деталей, а наоборот.

Мощность играет роль, это важно при пользовании тугоплавкими припоями. В другом случае:

• высокая температура – перегрев схем;
• жало разрушается при воздействии высокой температуры;
• нагревающая часть со временем выходит из строя;
• перегрев дорожек платы;
• падает качество спаивания.

Во избежание вышеперечисленных нюансов, лучше выбрать станцию для бессвинцовой пайки. Также можете сделать паяльник своими руками, о чем мы рассказывали в соответствующей статье!

Изготовители станций

Хорошими техническими характеристиками на рынке сегодня обладают паяльные станции немецкого (Ersa) и китайского (Quick, Lukey, Aoyue) производства. Комплектация и цены у них очень разные, поэтому каждый выбирает по своим потребностям.

Профессионалы могут выбрать паяльную станцию Aoyue – 2702 a. Помимо фена и паяльника она имеет пистолет для демонтажа и улавливатель дыма, что улучшает комфортабельность рабочего места. Какую станцию выбрать – дорогую или надежную – подскажет личный опыт.

Выбор

Первоклассное сцепление элементов – вот важнейшая цель паяльной станции. Чтобы правильно выбрать аппарат нужно знать конструктивные и технические параметры:

1. Элемент нагрева и его тип. Сегодня основная масса приборов, среди которых можно выбрать имеют 2 вида – керамический и нихромовый. Быстро нагреваются керамические, но могут лопаться при неравномерном нагреве, при наличии стабилизатора тепла всего такого не будет, он будет контролировать температуру и устройство будет служить дольше. Нихром быстро выходит из строя и для частого использования не подходит. Стоит значительно меньше нежели керамика.
2. Диапазон регулировки температур должен быть белее широким.
3. Скорость нагрева.
4. Мощность. Чтобы выбрать паяльную станцию по мощности нужно изначально знать область эксплуатирования аппарата: телефоны, ноутбуки, планшеты или бытовая техника и т.п.;
5. Напряжение; вес, размер, форма и т.д.

А также нужно учесть такие момента как:

• мировые стандарты по бессвинцовой пайке, что указывает на оборудование с температурой в 250 градусов;
• схемы размещены в корпусе BGA для микросхем, что делает само устройство более миниатюрным и легким.

Собственно, процесс выбора заключается в определении области применения станции. Бюджетная модель PS-900 отлично подходит для промышленной ручной пайки и тем, кто планирует заниматься радиоэлектроникой на профессиональном уровне.

Индукционные модели с цифровым блоком управления больше подходят для любителей, поскольку, установить необходимый тепловой режим значительно проще, чем подбирать картридж-наконечник с соответствующей точкой Кюри.

Следует учитывать, что недорогие индукционные устройства не производятся с термофеном. Если он станет необходимым для работы – термовоздушная станция может быть приобретена отдельно.

Возможность построить своими руками

Как сделать паяльную станцию? Какие компоненты паяльной станции можно сделать своими руками? Для ремонта или изготовления аппаратуры на основе микропроцессоров чаще всего нужна пара устройств:

• фен, подающий нагретый воздух;
• инфракрасный тепловой излучатель;

Выходное сопло сделать из термостойкого кольца. Мощность необходима около 500 ватт. В качестве компрессора можно использовать небольшой вентилятор. Для регулирования температуры воздуха необходимо установить термопару.

Часто для ремонта процессора компьютера нужен инфракрасный паяльник. Он состоит из таких частей: нижний нагреватель, верхний нагреватель, штатив и блок управления.

Нагреватель можно сделать из нихромовой спирали или галогеновой лампы. Нижний и верхний блоки – стальные коробки. Для контроля температуры используют две термопары – на корпусе процессора и на поверхности материнской платы.

Таким образом, паяльная станция – это хороший помощник, как домашнему мастеру, так и профессионалу.

Данный вопрос имеет, скорее, теоретическую подоплеку, чем практическое применение. Безусловно, можно сделать самодельный блок управления под готовый индукционный паяльник. Но стоимость такого проекта будет незначительно отличаться от серийного изделия, произведенного в Китае.

Значительно полезней модифицировать готовое устройство с целью его усовершенствования.

Что еще важно знать?

При покупке, мастера советуют запастись также запасными сменными жалами. Все они разнятся формой и площадью конца, чем обусловливается результат самой работы. Также чтобы выбрать подходящий вариант исполнения нужно знать, что больший край предоставляет лучше обмен тепла во время пайки. В свою очередь форма влияет на вид элементов, которые будут паяться, а также доступность до мест спаивания и температуру.

Еще один важный совет – чтобы выбрать все правильно, нужно обратить внимание на материалы, из которых изготовлены жала для пайки, они должны хорошо проводить теплоотдачу. Помимо этого нужно подобрать оборудование с легкой заменой деталей в случае выхода из строя одной из них.

Лучшие производители и модели

Ну и последнее, о чем хотелось бы рассказать, какую паяльную станцию лучше выбрать для дома (любителям ремонта бытовых электроприборов), работы (ремонт электроники), а также пайки пластиковых деталей автомобилей.

Прежде всего поговорим о производителях приборов. Лучшими на сегодняшний день являются немецкая фирма Ersa и китайская Quick. Однако для любителей ремонта электроприборов в домашних условиях выбрать паяльное оборудование компании Ersa будет не самым рациональным решением. Дело в том, что цена аппаратуры достаточно высокая, поэтому такой вариант лучше подойдет для профессионального использования. В то же время Quick имеет в своем ассортименте бюджетные паяльные станции, более менее хорошего качества.

Еще одной популярной фирмой является Lukey. Многие мастера и радиолюбители утверждают, что это самый дешевый Китай, который быстро ломается и к тому же может стать причиной возникновения пожара. Другая же часть мастеров рекомендует выбрать паяльную станцию Lukey для начинающих радиолюбителей, т.к. некоторые модели оборудования достаточно хорошо изготовлены и за свою цену являются оптимальным вариантом для домашней мастерской.

Все же наиболее популярными моделями из недорогих являются Lukey 702, 852D и 868. Из Quick чаще всего покупают 202D ESD (для любителей) и 702 ESD (для профессионалов).