ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАЯЛЬНИКОВ
Каждый инструмент имеет свои параметры и характеристики, определяющие его функциональное предназначение и возможность применения. Паяльник также не является исключением. Выбирая конкретную модель, необходимо акцентировать внимание на следующие параметры:
Мощность и размер
Многие полагают, что чем больше и мощнее этот инструмент, тем лучше. Однако это не так. Если он требуется непосредственно для труб, то параметры мощности и размера должны быть одни, если для микросхем – то другими. Существуют модели с мощностью меньше 10 Вт и выше 500 Вт.
Рабочее напряжение
У самых популярных моделей рабочее напряжение составляет 6, 12, 36 и 220 Вольт. Конечно, лучше выбрать паяльник, работающий от электросети с мощностью в 220 В. Что касается безопасности, то рабочее напряжение в 36 В является оптимальным вариантом. Если требуется приобрести паяльник для дома с наименьшим напряжением, то придется приобретать и понижающий трансформатор.
Вид нагревательного элемента
Современные аппараты в основном выпускаются со встроенными спиралевидными нагревателями, которые представляют собой керамическую или слюдяную трубку с покрытием из проволоки, находящегося сверху. У некоторых моделей имеются и керамические нагреватели, однако, срок службы у них не слишком большой, а цена довольно высокая.
Форма жала
Существует большой выбор разнообразных жал. Лучше всего выбирать такой паяльник, у которого имеется возможность менять жало. В этом случае можно приобрести себе инструмент, независимо от того, будет он предназначаться для дома или для обработки микросхем.
Регулировка длины жала
Необходимо выбирать такие аппараты, у которых имеется подобная функция. Объясняется это тем, что через некоторое время припой начинает уничтожать жало, нанося зазубрины, уменьшая его в размерах и т. п.
Тип паяльника
Если не получается выбрать подходящий инструмент, лучше всего приобрести стержневые или импульсные модели.
Самым лучшим считается электрический паяльник. Он является универсальным и оптимально сочетает в себе все необходимые параметры.
Описание типов паяльников
Паяльные станции
Основная статья: Паяльная станция
При сборке электроприборов и электронных устройств в промышленности и лабораторных условиях используются паяльные станции, предоставляющие дополнительные возможности и удобства для пайки, в первую очередь, термостатирование жала паяльника с возможностью оперативной установки различных значений температуры. Кроме того, существуют паяльные станции для пайки горячим воздухом или ИК-излучением, демонтажа (оснащенные отсосом припоя), с устройствами автоматической подачи припоя и флюса и т. п.
В основе конструкции паяльника с внутренним нагревателем — миниатюрный нагревательный элемент, помещаемый в отверстие, высверленное в жале. Таким образом, он максимально приближен к точке пайки, а потери тепла сведены к минимуму. Часто в качестве нагревательного элемента используется пленочный нагреватель на керамической подложке, помещенный в герметичный корпус из теплопроводной керамики. Достоинствами такого нагревателя являются продолжительный срок службы и надежная изоляция жала. Такие паяльники обычно снабжаются датчиком температуры и используются в составе паяльных станций.
Стержневой паяльник
Советский электропаяльник на 127 вольт, 1957 год
Конструкция наиболее распространенного в быту варианта электропаяльника представляет собой металлический кожух, снабженный пластмассовой или деревянной рукояткой, в который помещен трубчатый нагревательный элемент (нагреватель). Внутрь нагревателя одним концом помещен сменный, обычно медный стержень («жало»), заточенный на выступающем наружу конце под конус или двугранный угол. Выступающий конец жала — рабочий конец, залуживается.
Нагреватель представляет собой намотанную на трубку из керамики или металлическую трубку обёрнутую листовой слюдой проволоку из нихрома или другого сплава с высоким удельным сопротивлением и устойчивостью к окислению при высокой температуре.
В современных паяльниках такого типа иногда используется пленочный нагреватель, напыленный на керамическое трубчатое основание, либо керамический объемный нагреватель. Нагреватель подключен к токоведущему шнуру, проходящему сквозь ручку и подключаемому к сети или понижающему трансформатору.
Существует вариант конструкции, в котором внутрь нагревательного элемента помещен металлический сердечник, снабженный резьбовым отверстием, в которое ввинчивается сменное жало.
Работа со стержневым паяльником Работа паяльником (пайка)
После включения и нагрева конца жала свыше температуры плавления припоя (около 5—6 минут) паяльник готов к работе.
Перед пайкой на соединяемое место наносят флюс, растворяющий окисные плёнки на поверхности деталей, что обеспечивает лучшее смачивание поверхности металла припоем.
В качестве флюса для пайки мелких деталей из меди и сплавов на основе меди, лужёных стальных деталей часто используется канифоль или её спиртовый раствор. Для других металлов и сплавов могут использоваться иные (активные) флюсы, например, ортофосфорная кислота или водный раствор хлорида цинка. После пайки с применением активных флюсов паяный шов тщательно отмывают от остатков флюса, во избежание коррозии.
При пайке электронных (например, печатных плат) и электрических приборов активные флюсы не применяют, так как даже следы неотмытого флюса, из-за его электропроводности и гигроскопичности, могут полностью нарушить работу устройства. При пайке этих устройств применяют неэлектропроводные флюсы, наиболее популярны канифоль или спирто-канифольный флюс.
При первом включении новый, ранее не включавшийся паяльник дымит с характерным запахом гари, что проходит через несколько минут. Это не является признаком неисправности и происходит из-за выгорания клейкой ленты или клейкого слоя, которым были склеены листы слюды при изготовлении нагревателя и следов смазки на деталях паяльника. Некоторые виды изделий в процессе изготовления покрываются специальной краской, предохраняющей металлический кожух от коррозии во время хранения в торговой сети и на складах. Такая окраска легко удаляется после первичного прогревания.
Мощность и рабочая температура жала некоторых паяльников со временем незначительно падают, так как происходит поверхностное окисление проволоки нагревательного элемента, что вызывает уменьшение её сечения. Для компенсации этого диаметр проволоки при изготовлении паяльника изначально выбирают немного большим[источник не указан 2652 дня
], а для поддержания нужной температуры, при ответственных пайках, используют внешний регулятор напряжения, например, автотрансформатор или реостат или термостатируют жало регулятором температуры.
Импульсный паяльник
Основная статья: Импульсный паяльник
Паяльник-пистолет Внутреннее устройство импульсного паяльника
Импульсный паяльник — одна из разновидностей бытового паяльника, представляет собой инструмент в форме пистолета, на конце которого находятся 2 электрических контакта и почти всегда источник подсветки зоны пайки. Контакты соединены со вторичной обмоткой трансформатора, расположенного в корпусе паяльника, причем эта обмотка имеет всего 1 или 2 витка из толстого медного провода. К зажимам контактов присоединен кусок толстой (1—2 мм) медной проволоки длиной 3—5 см, являющейся одновременно нагревательным элементом и жалом паяльника. При включении инструмента клавишей, расположенной на корпусе, ток вторичной обмотки, достигающий несколько десятков ампер, быстро, за несколько секунд, разогревает медную проволоку до рабочей температуры. В импульсных паяльниках вместо массивного трансформатора, работающего на промышленной частоте (50—60 ), используется импульсный электронный преобразователь, с частотой преобразования в десятки кГц, что позволяет уменьшить их массу и габариты и сделать их использование значительно более удобным.
Индукционный паяльник
В индукционных паяльниках нагрев жала осуществляется путём подведения к нему энергии в виде высокочастотного электромагнитного поля, создаваемого катушкой-индуктором. Внутри жала расположен ферромагнитный сердечник, нагревающийся за счет потерь на гистерезис и, в меньшей степени, за счет вихревых токов. В таких паяльниках нагревается только жало, что позволяет сделать паяльник предельно легким и миниатюрным. Термостабилизация таких паяльников может осуществляться как традиционным способом (с помощью термопары или терморезистора, контактирующего с жалом), так и путём выбора материала ферромагнитного сердечника с температурой Кюри, равной необходимой температуре жала. При достижении этой температуры сердечник теряет свои ферромагнитные свойства и подвод энергии за счет перемагничивания прекращается.
Устройство паяльника
Паяльник представляет собой стержень из красной меди, который нагревается спиралью из нихрома до температуры плавления припоя. Стержень паяльника делается из меди благодаря высокой ее теплопроводности. Ведь при пайке нужно быстро передать жалу паяльника от нагревательного элемента тепло. Конец стержня имеет клиновидную форму, является рабочей частью паяльника и называется жалом. Стержень вставляется в стальную трубку, обернутую слюдой или стеклотканью. На слюду намотана нихромовая проволока, которая служит нагревательным элементом.
Поверх нихрома намотан слой слюды или асбеста, служащий для снижения потерь тепла и электрической изоляции спирали из нихрома от металлического корпуса паяльника.
Концы нихромовой спирали соединены с медными проводниками электрического шнура с вилкой на конце. Для обеспечения надежности этого соединения концы нихромовой спирали согнуты и сложены вдвое, что снижает нагрев в месте соединения с медным проводом. В дополнение соединение обжато металлической пластинкой, лучше всего обжим делать из алюминиевой пластины, которая имеет высокую теплопроводность и будет эффективнее отводить тепло от места соединения. Для электрической изоляции на место соединения надевают трубки из термостойкого изоляционного материала, стеклоткани или слюды.
Области применения
Электропаяльники малой мощности (5—40 ) обычно используются для пайки электронных компонентов при помощи легкоплавких оловянно-свинцовых припоев; это основной инструмент электромонтажника и электромеханика.
Мощные электропаяльники (100 и более Вт) используются для пайки и лужения массивных деталей.
Термостабилизация жала позволяет использовать паяльники большой (50—100 Вт и более) мощности и при пайке электронных компонентов без риска их перегрева — это полезно при работе с многослойными печатными платами, а также при демонтаже многовыводных .
Паяльник
, припой и сосновая канифоль
Паяльники для монтажа и ремонта электронных устройств часто изготовляются на низкие рабочие напряжения, от 12 до 42 . Наиболее распространенное напряжение питание низковольтных паяльников 36 В, в настоящее время уступает место стандарту 42 В. Питают низковольтный паяльник через понижающий трансформатор. Основная причина разработки низковольтных паяльников возникла в связи с необходимостью обеспечить защиту от поражения электротоком оператора. Вторая, не менее важная причина заключается в том, что пониженное напряжение значительно снижает вероятность повреждения полупроводниковых электронных компонентов ёмкостными наводками, амплитуда которых на жале обычного паяльника на 220 В достигает десятков, а то и 150 вольт, даже при отличной изоляции нагревателя. Применение разделительных трансформаторов 220 В / 220 В совместно с паяльниками на 220 В для гальванической развязки от сети широкого распространения не нашло. К достоинствам низковольтных паяльников следует отнести их большую по сравнению с 220-вольтовыми долговечность и ремонтопригодность (нагревательный элемент нихромовых паяльников намотан меньшим количеством провода большего диаметра). Большая часть низковольтных паяльников поступает в продажу в комплекте с трансформаторным блоком питания: заводы изготовители именуют их сетевыми трансформаторными паяльниками
. Некоторые их разновидности представляют собой ручку-пистолет с укрепленной на ней сетевым понижающим трансформатором. Его вторичная обмотка — это всего один-два витка толстого медного провода. К концам этой обмотки подключено жало-нагревательный элемент. К сети первичная обмотка трансформатора подключается только на время пайки, с помощью кнопки-клавиши. По внешнему виду такие сетевые трансформаторные паяльники с повторно-кратковременным режимом работы весьма схожи с более современными импульсными, отличающимися наличием высокочастотного преобразователя.
Для максимальной защиты от поражения электротоком, а также статического электричества и электромагнитных наводок жала паяльников в ряде случаев заземляют, уравнивая потенциалы жала, рабочей поверхности, монтируемой конструкции, а также оператора (для заземления тела человека используется заземляющий браслет, подключенный через защитный токоограничивающий резистор с номиналом порядка 1 МОм).
Следует предостеречь против распространённой ошибки: питания паяльника при работе с электронными устройствами от тиристорного регулятора напряжения — диммера. Выходное напряжение такого регулятора имеет несинусоидальную форму с крутыми фронтами в моменты открытия тиристора, и следовательно, имеет большой уровень высокочастотных гармоник. Это ведёт к появлению импульсов напряжения большой амплитуды на жале (ёмкостная наводка через ёмкость нагреватель — жало), способных вывести из строя многие полупроводниковые приборы и микросхемы, особенно это относится к приборам с изолированным затвором.
Также возрастает вероятность пробоя изоляции между нагревательным элементом паяльника и жалом, особенно если она слюдяная.
Как рассчитать мощность паяльника
Подскажите пожалуйста. Включаю китайский паяльник 40Вт 220В (1383ом) через диод.
Как узнать какую примерно мощность на паяльнике я получаю?
Желательно чисто теоретически, без замеров тока (т.к. нечем), просто по формуле.
Можно исходить от номинальных значений R=1210ом.
_________________
Между людьми возникает напряжение, если у них разный потенциал.
В том и загвоздка, что нет.
Включенный в 220В через диод паяльник почему-то греется ощутимо сильнее чем через латр на 110В. Поэтому я и хочу это как-то вычислить.
Вот на картинке приведены два графика, первый — включение через диод, тут амплитуда выше. А второй график через латр — амплитуда меньше но зато полная. Будут соображения?
Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет
Оно так и будет, т.к. не учитывается, что мощность пропорциональна квадрату от напряжения..
Считаем:
через диод: 220*220/1210/2=20Вт
через ЛАТР: 110*110/1210=10Вт..
_________________
Между людьми возникает напряжение, если у них разный потенциал.
Ведущий производитель электрического оборудования компания MORNSUN выпустила серию источников питания на DIN-рейку LI100-20BxxPR3 c выходами на 12, 15, 24 и 48 В. ИП позиционируются для умных домов, а так же используются в составе оборудования для промышленной автоматизации, различных производственных машин, рельсовых систем транспортировки и другого оборудования, работающего в условиях неблагоприятной окружающей среды.
Ну-ка. Мы имеем среднеквадратичное 220 В, которым питаем паяльник 40 Вт.
Отсюда, допустим, узнаем сопротивление спирали: R = U^2 / P = 220^2 / 40 = 1210 Ом
Узнаем выделяемую мощность при ср.квад. 110 В: P = U^2/R = 110^2 / 1210 = 10 Вт
А теперь узнаем мощность через диод. Вообще, что бы расчёты свести к единой системе, там нужно рассчитать среднееквадратичное значение напряжения на спирали, которая подключена через диод. Вообще оно находится через такой интеграл:
Uср. = sqrt( (int_0^T f^2(t) dt) / T )
Т.к. у нас за период в чистой синусоиде проходит две симметричных волны, то для каждой отдельной волны этот интеграл даст одинаковое значение. Можно разбить интеграл на два для каждой волны
Uср. = sqrt( (int_0^(T/2) f^2(t) dt + int_(T/2)^(T) f^2(t) dt) / T )
Так вот для случая с диодом один из интегралов будет равен 0, так как на одном из полупериодов напряжение всегда равно 0. Тогда:
Uср.диод = sqrt( (int_0^(T/2) f^2(t) dt) / T )
Здесь везде f(t) — функция синус.
Выразим Uср.диод через Uср. Для этого представим интеграл в Uср.диод, так:
Uср.диод = sqrt( (int_0^(T) f^2(t) dt) / (2 T) ) = sqrt( (int_0^(T) f^2(t) dt) / T ) * sqrt(1/2) = Uср. / sqrt(2)
Отсюда следует, что ср.квад. напряжения в случае с диодом будет в корень из 2 меньше ср.квад. напряжения в случае без диода. Тогда для 220 В:
Uср.диод = 220/sqrt(2)
Найдём выделяющуюся мощность на паяльнике:
Pдиод = Uср.диод^2 / R = Uср.^2 / (2 R) = 220^2 / (2 * 1210) = 20 Вт
Отсюда так же вывод: напряжение на ЛАТР, что бы на паяльнике выделялась такая же мощность, как и при включении диода, должно быть 155,6 Вольт.
_________________
/dev/urandom — гигабайты информации.
OS: openSUSE 13.2 (x86_64)
Компания MEAN WELL продолжает активное развитие номенклатуры, осваивая новые направления и обновляя существующую продукцию с учетом возрастающих требований. В настоящий момент в Компэл представлено множество недавно вышедших новинок MEAN WELL.
MEAN WELL выпустил ряд таких новинок как мощные высоковольтные управляемые источники питания, DC/DC-преобразователи со сверхшироким входом (с креплением на DIN-рейку и на шасси), полностью обновил линейку зарядных устройств (ЗУ), DC/AC-преобразователей (инверторов) и ИБП для охранно-пожарных систем. Кроме того, выпущены специальные источники питания с выходным напряжением в виде ШИМ для светодиодных лент и модулей управляемых по DALI2 и 0…10 В, а также другая продукция.
Оно так и будет, т.к. не учитывается, что мощность пропорциональна квадрату от напряжения..
Считаем:
через диод: 220*220/1210/2=20Вт
через ЛАТР: 110*110/1210=10Вт..
Ааа.. а я всегда брал напряжение 110В, вот поэтому у меня с диодом получались расчёты всего аж 5Вт. Тьфу. Спасибо.
Отсюда так же вывод: напряжение на ЛАТР, что бы на паяльнике выделялась такая же мощность, как и при включении диода, должно быть 155,6 Вольт.
У меня тоже самое получалось, только я делал проще. находил также как действующее напряжение, проще говоря умножал на 1.4 (корень из 2) и получалось примерно 154.6В, затем выставлял на латре и паялось также как с диодом, только с латром грелся дольше.
Значит оно вон как хитропопо! Благодарю!
Теперь буду собирать схемку с тиристором, чтобы получить 25-30 ватт. Ссылки на готовые подкиньте.
Последний раз редактировалось Alexandr27 Вс мар 11, 2012 14:08:02, всего редактировалось 1 раз.
Как выбрать паяльник: советы для новичков
В век высоких технологий сложных электронных устройств не обойтись без простых, но полезных в каждой семье вещей. Мы расскажем, как выбрать паяльник и познакомим с нюансами оснащения и работы этих устройств.
С давних времен в каждой семье считалось правилом хорошего хозяина иметь мощный паяльник. Обычно его использовали для лужения и починки прохудившихся кастрюль и чайников, которые в то время были из черного тонкого металла с эмалированным покрытием. Более продвинутые пользователи использовали паяльник для пайки проводов — он часто пригождался для починки утюгов и другой бытовой техники, где соединения выполнялась именно с использованием припоя. Безусловно, замена радиодеталей в бытовой технике и радиоэлектронике без паяльника не обходилась.
Бытовой электрический паяльник — вещь действительно незаменимая и в современном быту — пользоваться им могут даже совсем малоопытные люди, с ним главное не обжечься. Но как выбрать паяльник, подходящий именно под конкретные задачи? Ведь моделей на рынке появилось достаточно много, а какой из них наиболее надежный и удобный, да еще, чтобы недорогой — понять сложно. Ниже мы расскажем, правильно выбрать паяльник.
Для чего может пригодиться паяльник
Сфер применения этому высокотехнологичному прибору — достаточно много. Вот неполный список задач, в котором вы наверняка найдете и собственные периодически возникающие проблемы.
- Пайка проводов и ремонт электро-удлинителей;
- Пайка и замена радиодеталей в бытовой технике;
- Ремонт светильников и светодиодных ламп;
- Ремонт тонкостенных металлических трубных соединений;
- Ремонт прохудившихся металлических баков и емкостей;
- Быстрый прожиг отверстий в пластике;
- Отрезка лишних частей в пластиковых деталях и корпусах;
- И т.п.
Как видно из этого перечня, применение паяльнику найдется всегда, лишь бы руки были достаточно прямые. Да и паяльник в ряде случаев подойдет самый простой и недорогой, лишь бы мощность была достаточная, например, 60 Вт. Он отлично подойдет для пайки проводов. Но для «электронных» задач с мощностью лучше не переборщать, т.к. дорожки на платах не любят слишком высоких температур и легко отслаиваются, а сами радиодетали выходят из строя. Ниже мы расскажем, какой паяльник выбрать для пайки радиодеталей. При выборе паяльника следует определиться, для каких целей вам нужен данный электрический инструмент.
Мощности и задачи
- Паяльник для микросхем — мощность 10-20 Вт
- Паяльник для радиодеталей — мощность 30-40 Вт
- Универсальный паяльник — 60 Вт
- Паяльник для толстых проводов и крупных деталей — 80-100 Вт
В продаже можно найти и более мощные паяльники — от 100 Вт, которые используются для грубого ремонта корпусных конструкций в уличных условиях. Но для этих целей, на наш взгляд, лучше использовать специальный фен или паяльную лампу.
Отвечая на вопрос, какой паяльник выбрать для микросхем, сразу подчеркнем, что в этом деле главная сложность заключается в одновременном расплавлении мест пайки всех ножек микросхемы. Поэтому, именно для микросхем (чипов памяти, контроллеров и пр.) нужно аккуратно пользоваться либо паяльным феном, либо паяльником плавить место каждого контакта и с помощью специального инструмента (либо медной проволочной плетенки, либо оловоотсоса) выбирать из него олово. Для этих целей подойдет паяльник мощностью 20-30 Вт.
Типы паяльников
По способу нагрева паяльники делятся на два типа: спиральные и керамические. Спиральные менее прихотливы в эксплуатации, медленно нагреваются и со временем выходят из строя.
Керамические быстро нагреваются, более стабильны в температуре нагрева, но требуют бережного использования.
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.
Паяльники с регулировкой температуры
Мечта радиолюбителя — это паяльная станция с регулировкой температуры нагрева жала. Однако, в настоящее время продаются и изящные паяльники без мощного трансформатора, где есть удобная цифровая регулировка температуры нагрева с шагом 50 градусов.
Стоят они не дорого — около 1000 рублей, но и комфорта от их использования гораздо больше. Точных показателей с ним не достичь, поэтому специалисты для работы с радиодеталями рекомендуют накопить паяльную станцию (около 2000 рублей).
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.
Устройство и ремонт электрического паяльника
Электрический паяльник – это ручной инструмент, предназначенный для скрепления между собой деталей посредством мягких припоев, путем разогрева припоя до жидкого состояния и заполнения ним зазора между спаиваемыми деталями.
Электрическая схема паяльника
Как видите на чертеже электрическая схема паяльника очень простая, и состоит всего из трех элементов: вилки, гибкого электропровода и нихромовой спирали.
Как видно из схемы, в паяльнике отсутствует возможность регулировки температуры нагрева жала. И даже, если мощность паяльника выбрана правильно, то все равно не факт, что температура жала будет требуемой для пайки, так как длина жала со временем уменьшается за счет постоянной его заправки, припои тоже имеют разные температуры плавления. Поэтому для поддержания оптимальной температуры жала паяльника приходится подключать его через тиристорные регуляторы мощности с ручной регулировкой и автоматическим поддержанием заданной температуры жала паяльника.
Устройство паяльника
Паяльник представляет собой стержень из красной меди, который нагревается спиралью из нихрома до температуры плавления припоя. Стержень паяльника делается из меди благодаря высокой ее теплопроводности. Ведь при пайке нужно быстро передать жалу паяльника от нагревательного элемента тепло. Конец стержня имеет клиновидную форму, является рабочей частью паяльника и называется жалом. Стержень вставляется в стальную трубку, обернутую слюдой или стеклотканью. На слюду намотана нихромовая проволока, которая служит нагревательным элементом.
Поверх нихрома намотан слой слюды или асбеста, служащий для снижения потерь тепла и электрической изоляции спирали из нихрома от металлического корпуса паяльника.
Концы нихромовой спирали соединены с медными проводниками электрического шнура с вилкой на конце. Для обеспечения надежности этого соединения концы нихромовой спирали согнуты и сложены вдвое, что снижает нагрев в месте соединения с медным проводом. В дополнение соединение обжато металлической пластинкой, лучше всего обжим делать из алюминиевой пластины, которая имеет высокую теплопроводность и будет эффективнее отводить тепло от места соединения. Для электрической изоляции на место соединения надевают трубки из термостойкого изоляционного материала, стеклоткани или слюды.
Медный стержень и нихромовая спираль закрывается металлическим корпусом, состоящим из двух половинок или сплошной трубки, как на фотографии. Корпус паяльника на трубке фиксируется накидными колечками. На трубку, для защиты руки человека от ожога, насаживается ручка из плохо провидящего тепло материала, дерева или термостойкой пластмассы.
При вставлении вилки паяльника в розетку электрический ток поступает на нихромовый нагревательный элемент, который нагревается и передает тепло медному стержню. Паяльник готов к пайке.
Маломощные транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, микросхемы и тонкие провода паяют паяльником мощностью 12 Вт. Паяльники 40 и 60 Вт служат для пайки мощных и крупногабаритных радиодеталей, толстых проводов и небольших деталей. Для пайки крупных деталей, например, теплообменников газовой колонки, потребуется уже паяльник мощностью сто и более Вт.
Напряжение питания паяльников
Электрические паяльники выпускаются рассчитанные на напряжение питающей сети 12, 24, 36, 42 и 220 В, и этому есть свои причины. Главной, является безопасность человека, второй – напряжение сети в месте выполнена паяльных работ. В производстве, где все оборудование заземлено и имеется высокая влажность, разрешено использовать паяльники напряжением не более 36 В, при этом корпус паяльника должен быть обязательно заземлен. Бортовая сеть у мотоцикла имеет напряжение постоянного тока 6 В, легкового автомобиля – 12 В, грузового – 24 В. В авиации используют сеть частотой 400 Гц и напряжением 27 В.
Есть и конструктивные ограничения, например, паяльник мощностью 12 Вт сложно сделать на питающее напряжение 220 В, так как спираль потребуется мотать из очень тонкого провода и поэтому намотать много слоев, паяльник получится большим, не удобным для мелкой работы. Так как обмотка паяльника намотана из нихромовой проволоки, то питать его можно как переменным, так и постоянным напряжением. Главное чтобы напряжение питания соответствовало напряжению, на которое рассчитан паяльник.
Мощность нагрева паяльников
Мощностью электрические паяльники бывают 12, 20, 40, 60, 100 Вт и больше. И это тоже не случайно. Для того, чтобы припой при пайке хорошо растекался по поверхностям спаиваемый деталей, их нужно прогреть до температуры чуть большей, чем температура плавления припоя. При контакте с деталью тепло передается от жала к детали и температура жала падает. Если диаметр жала паяльника не достаточный или мощность нагревательного элемента мала, то отдав тепло, жало не сможет нагреться до заданной температуры, и паять будет невозможно. В лучшем случае получится рыхлая и не прочная пайка.
Более мощным паяльником можно паять маленькие детали, но возникает проблема недоступности к месту пайки. Как, например, запаять в печатную плату микросхему с шагом ножек 1,25 мм жалом паяльника размером в 5 мм? Правда есть выход, на такое жало навивают несколько витков медного провода диаметром 1мм и концом уже этого провода паяют. Но громоздкость паяльника делают работу практически не выполнимой. Есть и еще одно ограничение. При большой мощности, паяльник быстро прогреет элемент, а многие радиодетали не допускают нагрева выше 70˚С и по этому, допустимое время их пайки составляет не более 3 секунд. Это диоды, транзисторы, микросхемы.
Ремонт паяльника своими руками
Паяльник перестает нагреваться по одной из двух причин. Это в результате перетирания сетевого шнура или перегорания нагревательной спирали. Чаще всего перетирается шнур.
Проверка исправности сетевого шнура и спирали паяльника
При пайке сетевой шнур паяльника постоянно изгибается, особенно сильно в месте выхода из него и вилки. Обычно в этих местах, особенно если сетевой шнур жесткий, он и перетирается. Сначала проявляться такая неисправность недостаточным нагревом паяльника или периодическим его охлаждением. В конечном итоге, паяльник перестает нагреваться.
Поэтому перед ремонтом паяльника нужно проверить наличие питающего напряжения в розетке. Если напряжение в розетке есть, то проверить сетевой шнур. Иногда неисправность шнура можно определить, плавно перегибая его в месте выхода из вилки и паяльника. Если паяльник при этом стал чуть теплее, значит точно неисправен шнур.
Проверить исправность шнура можно подключив к штырям вилки щупы мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления. Если при изгибании шнура показания будут изменяться, то шнур перетерся.
Если обнаружилось что, обрыв шнура находится в месте выхода из вилки, то для ремонта паяльника достаточно будет отрезать часть шнура вместе с вилкой и установить на шнур разборную.
В случае, если шнур перетерся в месте выхода из ручки паяльника или мультиметр, подключенный к штырям вилки, при изгибании шнура не показывает сопротивление, то придётся разбирать паяльник. Для получения доступа к месту присоединения спирали к проводам шнура достаточно будет снять только ручку. Далее последовательно прикоснуться щупами мультиметра к контактам и штырям вилки. Если сопротивление равно нулю, то в обрыве спираль или плохой контакт ее с проводами шнура.
Расчет и ремонт нагревательной обмотки паяльника
При ремонте или при самостоятельном изготовлении электрического паяльника или любого другого нагревательного прибора приходится мотать нагревательную обмотку из нихромовой проволоки. Исходными данными для расчета и выбора проволоки является сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора, которое определяется исходя из его мощности и напряжения питания. Рассчитать, какое должно быть сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора можно с помощью таблицы.
Зная напряжение питания и измеряв сопротивление любого нагревательного электроприбора, например паяльника, электрочайника, электрического обогревателя или электрического утюга, можно узнать потребляемую этим бытовым электроприбором мощность. Например, сопротивление электрочайника мощностью 1,5 кВт будет равно 32,2 Ом.
| Таблица для определения сопротивления нихромовой спирали в зависимости от мощности и питающего напряжения электрических приборов, Ом | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Потребляемая мощность паяльником, Вт |
Напряжение питания паяльника, В | ||||
| 12 | 24 | 36 | 127 | 220 | |
| 12 | 12 | 48,0 | 108 | 1344 | 4033 |
| 24 | 6,0 | 24,0 | 54 | 672 | 2016 |
| 36 | 4,0 | 16,0 | 36 | 448 | 1344 |
| 42 | 3,4 | 13,7 | 31 | 384 | 1152 |
| 60 | 2,4 | 9,6 | 22 | 269 | 806 |
| 75 | 1.9 | 7.7 | 17 | 215 | 645 |
| 100 | 1,4 | 5,7 | 13 | 161 | 484 |
| 150 | 0,96 | 3,84 | 8,6 | 107 | 332 |
| 200 | 0,72 | 2,88 | 6,5 | 80,6 | 242 |
| 300 | 0,48 | 1,92 | 4,3 | 53,8 | 161 |
| 400 | 0,36 | 1,44 | 3,2 | 40,3 | 121 |
| 500 | 0,29 | 1,15 | 2,6 | 32,3 | 96,8 |
| 700 | 0,21 | 0,83 | 1,85 | 23,0 | 69,1 |
| 900 | 0,16 | 0,64 | 1,44 | 17,9 | 53,8 |
| 1000 | 0,14 | 0,57 | 1,30 | 16,1 | 48,4 |
| 1500 | 0,10 | 0,38 | 0,86 | 10,8 | 32,3 |
| 2000 | 0,07 | 0,29 | 0,65 | 8,06 | 24,2 |
| 2500 | 0,06 | 0,23 | 0,52 | 6,45 | 19,4 |
| 3000 | 0,05 | 0,19 | 0,43 | 5,38 | 16,1 |
Рассмотрим на примере как пользоваться таблицей. Допустим, требуется перемотать паяльник мощностью 60 Вт рассчитанный на напряжение питания 220 В. По самой левой колонке таблицы выбираете 60 Вт. По верхней горизонтальной строке выбираете 220 В. В результате расчета получается, что сопротивление обмотки паяльника, не зависимо от материала обмотки, должно быть равно 806 Ом.
Если Вам понадобилось сделать из паяльника мощностью 60 Вт, рассчитанного на напряжение 220 В, паяльник, для питания от сети 36 В, то сопротивление новой обмотки должно будет уже равно 22 Ом. Вы можете самостоятельно рассчитать сопротивление обмотки любого электронагревательного прибора с помощью онлайн калькулятора.
| Онлайн калькулятор для расчета величины сопротивления по потребляемой мощности | |
|---|---|
| Напряжение питания, В: | |
| Мощность, Вт: | |
После определения требуемой величины сопротивления обмотки паяльника из ниже приведенной таблицы выбирается подходящий, исходя из геометрических размеров обмотки, диаметр нихромовой проволоки. Нихромовая проволока представляет собой хромоникелевый сплав, который выдерживает температуру нагрева до 1000˚С и маркируется Х20Н80. Это означает, что в сплаве содержится 20% хрома и 80% никеля.
| Таблица зависимости погонного сопротивления (одного метра) проволоки из нихрома от величины его диаметра | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Диаметр нихромового провода, мм | 0,05 | 0,07 | 0,08 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,60 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,5 | 2,0 | 2,2 | 2,5 | 3,0 |
| Погонное сопротивление, Ом/м при 20 °С | 550 | 280 | 208 | 137 | 34,6 | 15,7 | 8,75 | 5,60 | 3,93 | 2,89 | 2,20 | 1,70 | 1,40 | 1,16 | 0,97 | 0,83 | 0,62 | 0,35 | 0,31 | 0,22 | 0,16 |
Для намотки спирали паяльника имеющей сопротивление 806 Ом из примера выше, понадобится 5,75 метров нихромовой проволоки диаметром 0,1 мм (нужно поделить 806 на 140), или 25,4 м проволоки диаметром 0,2 мм, и так далее.
Замечу, что при нагреве на каждых на 100° сопротивление нихрома увеличивается на 2%. Поэтому сопротивление спирали 806 Ом из выше приведенного примера при нагреве до 320˚С увеличится до 854 Ом, что практически не повлияет на работу паяльника.
При намотке спирали паяльника витки укладываются вплотную друг к другу. При нагревании докрасна поверхность нихромовой проволоки окисляется и образует изолирующую поверхность. Если вся длина проволоки не вмещается на гильзе в один слой, то намотанный слой покрывается слюдой и мотается второй.
Для электрической и тепловой изоляции обмотки нагревательного элемента лучшими материалами является слюда, стекловолоконная ткань и асбест. Асбест обладает интересным свойством, его можно размочить водой и он делается мягким, позволяет придавать ему любую форму, а после высыхания обладает достаточной механической прочностью. При изолировании обмотки паяльника мокрым асбестом надо учесть, что мокрый асбест хорошо проводит эклектический ток и включать паяльник в электросеть можно будет только после полного высыхания асбеста.