Паяльная станция: классификация, применение, способы управления

Делаем самодельный электропаяльник импульсного типа

Рассмотрим пошаговую инструкцию по самостоятельному изготовлению паяльника трансформаторного типа.

Подобрать подходящий трансформатор. Подойдет любой силовой от блока питания старой электронной техники мощностью 50-150 ватт.
Аккуратно разобрать его и снять обмотки

С вторичной можно не церемониться, а с первичной надо обойтись осторожно — она войдет в состав изделия.
Изготовить и поместить поверх первичной вторичную обмотку из медной шины сечением не менее 20 мм Достаточно одного витка, надо оставить концы шины длиной не менее 15 см.
Для изоляции следует использовать стеклоткань или термоусадочные трубки.
К концам шин на болтовых креплениях присоединить V- образный кусок медной проволоки толщиной 1,5-2 мм (подбирается опытным путем)
Из дерева или текстолита вырезать рукоятку, в ней закрепить кнопку включения. И трансформатор.
Подсоединить к первичной обмотке сетевой кабель через кнопку.

Самодельный электропаяльник импульсного типа

Такой импульсный паяльник, сделанный своими руками, по сравнению с заводскими образцами будет хоть и выглядеть невзрачно, зато работать — ничуть не хуже.

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.

Сборка паяльника

Так как рабочая часть крепилась ранее к ручке невразумительно корявыми и короткими саморезами пришлось их заменить. Для этого в местах крепления на ручке были углублены отверстия под новые саморезы.

Перед тем как произвести соединение сетевого провода с проводниками идущими на нихромовый нагреватель на него был установлен и отрегулирован пластмассовый фиксатор.

Кожух нагревательного элемента заканчивается своего рода радиатором охлаждения, через отверстия в нём и крепится к ручке. Вот для увеличения эффекта охлаждения и был увеличен зазор между ним и ручкой при помощи металлических шайб.

Виды паяльников по величине питающего напряжения

Рассматриваемые инструменты выпускаются разных видов, и первым критерием, по которому приборы отличаются между собой, является их напряжение питания. По этому параметру паяльники классифицируются по следующим величинам напряжения питания — 12, 24, 36, 42, 220 и 380В. Почему приборы выпускаются разного напряжения? Вполне уместный вопрос, на который можно ответить следующим образом:

1. Для обеспечения безопасности человека. Если работы проводятся инструментом во влажном помещении, то разрешается пользоваться только такими устройствами, которые функционируют от напряжения до 36В, но не более того. Корпус прибора при этом следует обязательно заземлить, что позволит предотвратить поражения человека электрическим током
2. Сфера применения прибора. Прибор используется для пайки не только дома, но и на производстве, где с его помощью осуществляется соединение различных крупных деталей. Для таких целей используются высокомощные инструменты, работающие от сети 220В. При выполнении спаечных работ на легковых и грузовых автомобилях, а также мотоциклах применяются приборы, работающие от постоянного напряжения 6, 12 и 24В
3. Мощность — чем мощнее нужен прибор, тем выше параметр питающего напряжения должен быть. К примеру, маломощный паяльник на 12Вт вовсе не имеет смысла изготавливать под напряжение 220В. Ведь для этого понадобится сделать большое количество витков из очень тонкой нихромовой нити. В итоге получится крупногабаритный инструмент, имеющий очень малую мощность. Аналогичная ситуация с высокомощными приборами, которые сложно сделать, если их напряжения питания будет рассчитано на 12 или 24В

Это интересно! Применение нихромовой проволоки в качестве нагревательного элемента позволяет изготавливать паяльники, работающие не только от переменного, но и постоянного напряжения. Отличие заключается в толщине проволоки, а также количестве витков.

Разновидности оборудования для пайки

Существует несколько различных видов инструмента для осуществления процесса пайки. Наиболее распространенными разновидностями приборов являются следующие:

• инструменты, оснащенные нихромовым нагревателем;
• инструмент с керамическим нагревателем;
• приборы с индукционным нагревателем;
• инструмент с импульсным нагревателем;
• газовые инструменты;
• устройства с аккумуляторным питанием;
• термовоздушные и инфракрасные паяльные установки.

Паяльник с керамическим нагревателем имеет более быстрый нагрев.

Приборы с нагревателями, изготовленными из нихромовой проволоки, работают при пропускании переменного или постоянного тока. Этот тип паяльников, как правило, не имеет регуляторов нагрева. Исключение составляют небольшое количество моделей оснащаемых датчиками для контроля нагрева. В качестве температурного датчика применяется термопара.

Инструмент с керамическим нагревателем отличается тем, что нагрев осуществляется за счет подачи электропитания на контакты нагревателя, изготовленного из токопроводящей спецкерамики. Такие устройства являются более современными и обладают рядом преимуществ, основные среди которых – скорость нагрева рабочего элемента устройства и длительный срок эксплуатации. Помимо этого приспособления, имеющие керамический нагревательный элемент, оснащаются регуляторами температуры и мощности, которые имеют широкий спектр регулировки

Индукционные приспособления отличаются тем, что для разогрева инструмента применяется катушка индуктора. Наконечник устройства имеет ферромагнитное покрытие, в котором катушка создает магнитное поле с наведенным током. Нагрев наконечника осуществляется за счет действия наведенных в магнитном поле токов. При помощи изменения свойств ферромагнитного покрытия регулируется степень нагревания наконечника прибора.

Импульсные паяльники представляют собой категорию инструмента, разогрев жала которого происходит посредством воздействия на него короткого импульса тока, после нажатия кнопки пуск. Эти приборы отличаются особо быстрым нагревом наконечника инструмента.

Термовоздушные и инфракрасные станции для пайки являются специфическим оборудованием, которое применяется в работе только специалисты.

Сравнительная таблица лучших паяльников

Как пользоваться губкой для паяльника

Для очистки жала паяльника используются специальные губки, о чем уже упоминалось выше. Часто у новичков возникает вопрос, зачем нужны эти элементы, и как ими правильно пользоваться. Имеется несколько важных правил, которые нужно знать, чтобы правильно пользоваться губками для чистки жала прибора.

1. Керамические жала паяльников запрещено очищать металлическими губками, так как это приведет к повреждению верхнего слоя поверхности
2. Специальную губку покупать вовсе не обязательно, так как ее роль может играть обычный отрезок ткани. Однако этот способ подходит для случаев, когда нужно быстро что-либо припаять. Если планируется заниматься пайком продолжительно, то для таких случаев лучше приобрести специальную губку
3. Вискозные губки перед использованием следует смочить в воде. Однако не нужно делать губку сильно мокрой, так как достаточно, чтобы она была влажной. Об губку вытирается жало в процессе работы. Для сухой очистки жала, вискозные губки не подходят
4. Медная стружка — предназначена для сухой очистки жала, но недостаток такой губки в том, что стоит она достаточно дорого, и порой даже дороже самого паяльника (в зависимости от модели)
5. Металлическая губка — она не предназначена специально для работы с паяльником, но это не мешает ее применять для очистки жала этого инструмента. Достоинство такой губки в том, что стоит она в 10 раз ниже, чем медная стружка, но справляется с задачей сухой очистки жала ничуть не хуже

Теперь, когда известна технология пайки паяльником, можно начинать тренироваться. Приступать к чистовой пайке можно исключительно после того, как будет достаточно практики.

Подводя итог, надо отметить, что электропаяльник может быть заменен обычной зажигалкой. Если необходимо спаять провода без паяльника, то делается это очень просто — прогреваются жилы при помощи открытого огня (зажигалкой), после чего в место их соединения нужно поместить припой, и продолжить воздействие открытого огня. Когда припой расплавится, то это повлечет за собой соединение проводников.

К работе инструментом нужно относиться со всей ответственностью, и помнить самое главное, что паяльник является электроприбором, который нельзя разбирать, если он подключен в сеть. Запрещается также оставлять инструмент, подключенный к розетке на длительное время, так как не исключается возникновение пожара. И еще один немаловажный момент — не проверяйте рукой температуру нагрева жала, ведь таким способом можно получить очень сильный ожог.

Публикации по теме

Принцип работы перфоратора пистолетного типа с фотоописанием

Как работает шуруповерт и конструкция инструмента — что надо знать при использовании

Обучаемся пользоваться клеевым пистолетом со стержнями главные моменты

Ремонтируем болгарку своими руками быстро и легко

Обзор оборудования, которое может понадобиться

1. нихромовый электрический паяльник мощностью 25Вт. Это обычный хозяйственный паяльник, который раньше можно было встретить практически у любого радиолюбителя-электронщика. Сейчас они тоже распространены и стоят довольно дешево, около 200 рублей. Можно покупать любые, в том числе, китайские паяльники, они тоже служат долго – при постоянной работе до 8 лет. Самый простой паяльник состоит из жала, которое представляет собой медный прут, на торце заточенный под углом и спирали нагревателя. Ручка из дерева или теромоустойчивого пластика. Это однозначно рабочий инструмент, который годится в 90% случаев для применения в бытовых условиях и даже в некоторых ремонтных мастерских он все еще используются.

2. Паяльник на 40-80Вт с жалом, заточенным под клин, напоминающий шлицевую отвертку, для удобства пайки тяжелых элементов. Такой паяльник покупать для дома не советуем, хотя он и дешевый. Некоторые по ошибке сразу покупают его, потом возникают проблемы: сгорают некоторые компоненты, отслаиваются дорожки от печатных плат, потому что перегреваются. Для дома 25-30ВТ – более чем достаточно.

3. Газовый паяльник купить Предназначен для пайки в отсутствии электросети. Эквивалент (если переводить в электрическую мощность ) около 100Вт.

Инструмент 3 в 1:
• паяльник, который заточен под конус, жало долговечное, выполнено не из меди, а из специального термоустойчивого сплава. Подходит для гаражных работ, ремонта в машине.
• жало снимается и его можно использовать как термофен (нагрев до 600 градусов). Довольно удобно применять, если нужно прогреть термоусадочную трубку или просто деталь. Большие работы термофеном не выполнить, так как поток воздуха и давление газа составляют небольшую величину.
• меняется насадка и инструмент превращается в хорошую рабочую газовую горелку с температурой 1300 градусов. Таким образом, можно паять массивные детали или просто по надобности что-то разогревать.

4. Последний тип паяльника, который набирает обороты – это керамический паяльник. Если кто-то хочет сразу начинать с хорошего и не экономить, советуем купить его. Плюсы: очень тонкое жало, подходящее для точных (миллиметровых) работ — запаять разъемы на мобильных телефонах, монтировать или демонтировать компоненты SOIC, QFP, PLCC, BGA и т.п. Мощности хватает для любых работ. Разогревается он быстро. Если нихромовый нагреватель 1,5-2 мин выходит на рабочий режим, то здесь разогрев происходит за 20 сек. – и уже можно паять.

Идеальный вариант иметь к нему паяльную станцию и регулировать температуру от 200 до 480 градусов, подстраивая ее под припои и условия пайки. С ее помощью можно менять детали на материнских платах, на видеокартах, так и паять крупный провод. Если вы хотите со временем научиться паять качественно, то советуем начинать учиться с покупки паяльной станции.

Изготовление своими руками

Высокая стоимость ИК паяльной станции (60-150 тыс. руб.) стимулирует домашних мастеров к изготовлению такого оборудования самостоятельно. При наличии определённого опыта сделать своими руками самодельный инфракрасный паяльник вполне реально. Материальные затраты обычно не превышают 10 тыс. руб. Нужно подготовить материалы и компоненты, необходимые для сборки ИК станции.

Детали для самодельного прибора

Для сборки инфракрасной паяльной станции своими руками понадобится следующее:

• лист жести;
• гибкая спиральная металлическая трубка светильника;
• рычажный штатив от старой настольной лампы;
• галогеновые лампы;
• оцинкованная мелкая сетка;
• алюминиевый профиль в виде узких реек;
• 2 термопары;
• плата Ардуино Mega 2560 R3;
• плата SSR 25-DA2x Adafruit MAX31855K – 2 шт.;
• адаптер постоянного тока 5 вольт, 0,5 А;
• провода.

Сборка

Монтаж паяльной станции состоит из нескольких этапов:

1. Термостол;
2. Инфракрасный нагреватель;
3. ПИД-регулятор на Ардуино.

Термостол

Делать термостол своими руками желательно в условиях оборудованной домашней мастерской. Конструкция представляет собой нижний нагреватель, состоящий из следующих компонентов:

• корпус, отражатель, лампы;
• система крепежа платы;
• гибкая трубка термопары;
• светильник.

Корпус

1. Основу термостола изготавливают в виде рамы из Г-образного жестяного профиля. Можно полосы металла согнуть уголком. Ножницами делают вырезы и по ним сгибают металл, соединяя части саморезами.
2. Проём закрывают металлической сеткой. Чтобы она не прогибалась, над сеткой протягивают металлические прутки в поперечном и продольном направлениях.

Установка металлической сетки

1. Старый галогеновый светильник разбирают, освобождая отражатель от ламп. Его обрезают по внутреннему периметру корпуса.
2. Лампы возвращают на место. Нагреватель вставляют в опорную раму снизу.

Монтаж отражателя

Система крепежа платы

Алюминиевую рейку разрезают на несколько отрезков. В них просверливают монтажные отверстия.

Два отрезка профиля закрепляют на широких бортах корпуса, в канавках которых будут передвигаться винтовые фиксаторы поперечных реек. Всё станет понятно из нижнего фото.

Крепёж платы

Гибкая трубка термопары

Спиральную металлическую трубку устанавливают в одном из углов рамы, протягивают провода термопары. Длина трубки должна обеспечивать доступ термопары ко всей рабочей зоне станции.

Светильник

На конце гибкой трубки закрепляют патрон с пятивольтовой лампочкой с отражателем. Основание металлического шланга крепят в углу рамы так же, как и в предыдущем случае.

Верхний нагреватель

Инфракрасный излучатель состоит из двух элементов, это:

1. Керамическая пластина в корпусе.
2. Держатель.

Крепление штатива к корпусу верхнего нагревателя

Керамическая пластина в корпусе

Дополнительная информация. Вмонтированный в верхнюю плоскость корпуса ИК пластины кулер от компьютера поможет предохранить радиодеталь от перегрева.

Держатель

Для держателя идеально подходит двухсекционный кронштейн настольного светильника. Основание кронштейна крепят к раме станции. Верхний поворотный шарнир соединяют с корпусом верхнего нагревателя.

ПИД-регулятор на Ардуино

Сделанная ИК станция своими руками обязательно комплектуется блоком управления. Для него нужно сделать отдельный корпус. Внутри помещают плату Ардуино и ПИД регулятор. Примерная схема компоновки деталей блока управления станцией видна на фото.

Блок управления ИК станции

Микропроцессорная платформа Arduino Mega 2560 R3 управляет режимами нагрева керамического ИК излучателя и платформы термостола. К плате Ардуино присоединены провода вентиляторов (верхний и нижний), ПИД регулятора, термопар и светильника.

Программирование паяльной станции осуществляется через интерфейс контроллера. Его экран отражает текущий процесс нагрева печатной платы с обеих сторон.

Самодельная ИПС

В роли тестера выступают термопары. Они, в конечном счёте, являются источниками информации о состоянии уровня нагрева тыльной стороны печатной платы и верхней поверхности микропроцессора.

Типы припоев

Для пайки электропаяльниками применяются припои низкотемпературные марки ПОС. Эти оловянно-свинцовые материалы имеют вид металлических прутков. Согласно ГОСТ эти твердые сплавы имеют различное содержание олова в своем составе. В зависимости от этого выполняется их маркировка (ПОС-61, ПОС-40, ПОС-30). Помимо них, выпускаются бессвинцовые и прочие составы для пайки нетоксичного типа. Они имеют более высокую температуру плавления и обеспечивают высокую твердость соединения.

Некоторые сплавы имеют низкую температуру растекания и применяются для радиоэлементов и микросхем многочисленных плат, особо чувствительных к перегреву. К активно используемым относятся и оловянно-серебряные составы типа ПСр, а также олово в чистом виде. Для многочисленных спаиваемых деталей существуют таблицы с применяемыми для их соединения компонентами.

Паяльники из нихрома

Виды и устройство импульсных паяльников имеют свои отличия. В случае с устройством внутри – они незначительные. Больше отличаются сами модели. Есть достаточно много видов паяльников, что обусловлено особенностями их конструкции, принципом работы и предназначением. Разберем основные из них.

Нихромовые паяльники имеют одноименную спирать, через которую проходит электричество. Оно может быть постоянным, как от электрической сети, или же переменным, как то, которое можно получить от трансформаторных установок.

Более дорогие модели оснащаются специальным термодатчиком, который может ограничивать прибор по температуре работы, в зависимости от предпочтений пользователя. Осуществляется это посредством старой доброй термопары.

Конструкция таких паяльников может немного отличаться, в зависимости от производителя и ценовой категории. Более дешевые модификации работают со спиралью с нихрома.

Такой вариант не очень экономичен, поэтому в более дорогих модификациях уже применяется система изоляторов, к которой присоединяется нихромный элемент. Это увеличивает полезную передачу энергии и уменьшает ее потери. Такая конструкция похожа на керамическое жало, из-за чего часто путаются покупатели. О таких моделях мы поговорим чуть позже.

Способ №3 Мощный импульсный паяльник

Такой паяльник не подойдет новичку, так как для его создания требуются базовые знания в электротехнике и навыки чтения электрических схем. За основу для изготовления этого агрегата берется импульсный блок питания от галогенных светильников. Хорошо будет получить и схему этого устройства, в рассматриваемом примере она имеет такой вид, хотя может быть и любая другая, в зависимости от модели блока для паяльника:

Рис. 11: схема блока питания для импульсного паяльника

Принцип действия импульсного паяльника заключается в закорачивании вторичной обмотки трансформатора Т2 для получения максимального нагрева жала. Для этого применяется самодельная обмотка с одним витком и закороткой из более тонкой проволоки под наконечник.

Для изготовления паяльника вам понадобится блок от галогенного светильника, корпус (в данном случае используется пистолет из детской игрушки), медная проволока диаметром 6мм и проволока диаметром 1мм, керамические предохранители, болты для фиксации деталей паяльника, кнопка и шнур питания с вилкой. Из инструмента вам понадобятся пассатижи, отвертка, метчик и ножовка.

Процесс изготовления импульсного паяльника состоит из следующих этапов:

Снимите крышку с блока питания от галогенного светильника, будьте аккуратны, чтобы не повредить внутренние элементы, места пайки и детали. Рис. 12: снимите крышку с блока питания
С трансформатора удалите низковольтную обмотку, представленную несколькими витками медной проволоки. Рис. 13: удалите низковольтную обмотку
Примерьте плату в заготовленный корпус и определите наиболее выгодный способ расположения. Заметьте, что нагревательный элемент будет сильно греться, поэтому под ним никакие элементы лучше не оставлять, куда безопаснее перенести их подальше, разделив плату.
Аккуратно разделите плату и на две части, для безопасности деталей их можно удалить на время распила, если под рукой имеется хоть какой-то паяльник

В противном случае придется соблюдать предельную осторожность. Рис. 14: обрежьте плату
Подключите к плате кнопку и шнур питания.
В катушку с высоковольтной обмоткой трансформатора проденьте медную проволоку толщиной 6мм и согните при помощи пассатижей вокруг катушки, как показано на рисунке

Рис. 15: проденьте медную проволоку в катушку
На выводы нагревательного элемента наденьте части керамической рубашки предохранителя, они должны предохранять пластиковый корпус паяльника от высокой температуры. Рис. 16: наденьте куски керамической рубашки
Концы нагревателя расплющите, и сделайте отверстия при помощи метчика под фиксаторные болты. Рис. 17: нарежьте резьбу
Закоротите теплоприемник медной проволокой диаметром в 1 мм. Если при первом включении этот проводник перегреется и перегорит из-за слишком большой температуры жала, его нужно будет заменить более толстым в 1,5 или  2 мм. Если нагрев будет слабым, установите более тонкую проволоку в 0,5 мм.

14: обрежьте плату
Подключите к плате кнопку и шнур питания.
В катушку с высоковольтной обмоткой трансформатора проденьте медную проволоку толщиной 6мм и согните при помощи пассатижей вокруг катушки, как показано на рисунке. Рис. 15: проденьте медную проволоку в катушку
На выводы нагревательного элемента наденьте части керамической рубашки предохранителя, они должны предохранять пластиковый корпус паяльника от высокой температуры. Рис. 16: наденьте куски керамической рубашки
Концы нагревателя расплющите, и сделайте отверстия при помощи метчика под фиксаторные болты. Рис. 17: нарежьте резьбу
Закоротите теплоприемник медной проволокой диаметром в 1 мм. Если при первом включении этот проводник перегреется и перегорит из-за слишком большой температуры жала, его нужно будет заменить более толстым в 1,5 или  2 мм. Если нагрев будет слабым, установите более тонкую проволоку в 0,5 мм.

У вас получился один из самых мощных паяльников, работающих от сети 220В – он запросто может выпаять детали с мощными ножками, соединять контакты силовой цепи и т.д.

Рис. 18: готовый импульсный паяльник

Но назвать этот паяльник одноразовым нельзя, поскольку собирается он целенаправленно и требует серьезных усилий для создания. Также желательно иметь хоть какой-то рабочий паяльник при его изготовлении, это значительно упростит работу по разделению платы.

Перемотка паяльника

При ремонте купленного инструмента или создании его своими руками приходится проводить намотку проволоки

Перед непосредственным выполнением работы довольно важно правильно провести соответствующие расчеты, так как наиболее подходящая проволока выбирается в зависимости от сопротивления, мощности и напряжения источника питания. Рассчитать требующиеся показатели можно при применении различных специальных таблиц

После вычисления требуемых параметров подбирается наиболее подходящая под них проволока. Для этого также может использоваться специальная таблица, в которой определено соотношение основных параметров. Нихромовый состав представлен сочетанием хрома и никеля, за счет чего изготавливаемый элемент способен выдерживать воздействие температуры до 1000 градусов Цельсия.

Процесс намотки предусматривает плотную укладку витков. Стоит учитывать, что при нагреве до высоких температур рассматриваемый материал покрывается окисью.

В качестве изоляционного материала может использоваться асбест, стекловолокно или слюда. Среди эксплуатационных качеств асбеста можно отметить тот, что он может размачиваться водой, принимая пластичную форму его достаточно просто распределить по поверхности. При его использовании стоит учитывать, что мокрый асбест способен проводить электричество. Поэтому паяльник следует включать исключительно после полного высыхания изоляционного материала.

В заключение отметим, что достаточно простое устройство паяльника позволяет изготавливать его своими руками.

Похожие записи:

Выбор импульсных зарядных устройств для автомобильного аккумулятора Как подключить бра с выключателем шнурком, цепочкой Гофрированная труба для вытяжки и ее преимущества Оптоволоконные линии связи: неограниченные возможности Какой дифавтомат поставить? Рекани анжело люстры