Что такое паяльник и для чего он используется. Какие бывают виды паяльников. Как устроен паяльник и на каком принципе работает. Где применяются паяльники и как правильно выбрать подходящую модель.
Что такое паяльник и для чего он нужен
Паяльник — это ручной инструмент, предназначенный для пайки и лужения металлических деталей. Основное назначение паяльника — нагрев соединяемых деталей и расплавление припоя для создания прочного паяного соединения.
Паяльник состоит из следующих основных частей:
- Рабочий наконечник (жало) — нагревается и контактирует с припоем и деталями
- Нагревательный элемент — обеспечивает нагрев жала
- Корпус — защищает нагреватель и служит рукояткой
- Шнур питания — подводит электроэнергию (для электрических моделей)
Принцип работы паяльника заключается в нагреве жала до температуры плавления припоя (обычно 300-400°C). При контакте с нагретым жалом припой плавится и заполняет зазор между соединяемыми деталями, образуя после остывания прочное соединение.
Основные виды паяльников
По способу нагрева паяльники делятся на следующие основные виды:
1. Электрические паяльники
Самый распространенный тип. Нагрев осуществляется за счет прохождения электрического тока через нагревательный элемент. Бывают следующих разновидностей:
- Стержневые — с нихромовым нагревателем
- Керамические — с нагревателем из токопроводящей керамики
- Индукционные — нагрев с помощью индукционной катушки
- Импульсные — быстрый нагрев мощными импульсами тока
2. Газовые паяльники
Работают на сжиженном газе из встроенного баллончика. Нагрев осуществляется пламенем газовой горелки. Автономны и мобильны.
3. Паяльники на жидком топливе
Нагреваются за счет горения жидкого топлива (бензина, спирта). Применяются редко из-за пожароопасности.
4. Термовоздушные паяльники
Нагревают детали потоком горячего воздуха. Используются для пайки и демонтажа SMD-компонентов.
Устройство и принцип работы электрического паяльника
Рассмотрим подробнее конструкцию и работу наиболее распространенного стержневого электропаяльника:
- Основой является металлический корпус-трубка с пластиковой или деревянной рукояткой.
- Внутри корпуса расположен нагревательный элемент — спираль из нихромовой проволоки, намотанная на керамическую трубку.
- В центре нагревателя установлено медное жало конической формы.
- При включении в сеть по нихромовой спирали проходит ток, она нагревается и передает тепло жалу.
- Жало нагревается до 300-400°C за 3-5 минут.
- Нагретым жалом расплавляют припой и наносят его на соединяемые детали.
Мощность бытовых паяльников обычно составляет 25-100 Вт. Более мощные модели применяются для пайки массивных деталей.
Области применения паяльников
Паяльники широко используются в следующих сферах:
- Электроника и радиотехника — монтаж и ремонт печатных плат, электронных устройств
- Электромонтажные работы — соединение проводов, кабелей
- Ювелирное дело — пайка украшений из драгоценных металлов
- Сантехника — пайка медных труб и фитингов
- Автосервис — ремонт радиаторов, бензобаков
- Бытовой ремонт — пайка бытовой техники, игрушек и т.д.
Для каждой области применяются паяльники определенной мощности и конструкции.
Как выбрать паяльник для дома и работы
При выборе паяльника следует учитывать следующие факторы:
- Мощность — от 25 Вт для электроники до 100 Вт и более для крупных деталей
- Тип нагревателя — нихромовый, керамический, индукционный
- Форма и материал жала — медь, никель, железо
- Наличие регулировки температуры
- Эргономика рукоятки
- Напряжение питания — 220В или низковольтные (12-42В)
Для домашнего использования оптимально подойдет недорогой стержневой паяльник мощностью 40-60 Вт. Для профессиональной работы рекомендуется выбирать станции с регулировкой температуры.
Меры безопасности при работе с паяльником
При использовании паяльника необходимо соблюдать следующие правила безопасности:
- Работать на негорючей поверхности
- Использовать подставку для паяльника
- Не оставлять включенный паяльник без присмотра
- Избегать контакта с нагретыми частями
- Паять в хорошо проветриваемом помещении
- Использовать защитные очки
- Мыть руки после работы с флюсом и припоем
Соблюдение этих простых правил обеспечит безопасную и эффективную работу с паяльником.
Современные технологии в конструкции паяльников
Развитие электроники привело к появлению новых типов паяльного оборудования:
- Паяльные станции с цифровым управлением и стабилизацией температуры
- Инфракрасные паяльные системы для бесконтактного нагрева
- Паяльные роботы для автоматизированной пайки
- Лазерные системы пайки для прецизионных работ
Эти технологии позволяют повысить качество, скорость и точность пайки в промышленных масштабах. Однако для большинства бытовых задач по-прежнему достаточно обычного ручного паяльника.
Паяльник — это… Что такое Паяльник?
ПаяльникПая́льник — ручной инструмент, применяемый при лужении и пайке для нагрева деталей, флюса, расплавления припоя и внесения его в место контакта. Рабочая часть паяльника нагревается пламенем (например от паяльной лампы) или электрическим током.
Разновидности
Паяльники с периодическим нагревом
- Молотковые и торцевые паяльники представляют собой массивный рабочий наконечник, закрепленный на относительно длинной металлической рукоятке, длина которой обеспечивает безопасность в обращении с инструментом. Для выполнения нестандартных работ паяльники подобного типа снабжаются фасонными наконечниками. Нагрев этих паяльников осуществляется внешними источниками тепла. Это наиболее старый вид паяльников (существовали ещё в античное время).
- Дуговой паяльник — нагрев паяльника осуществляется электрической дугой, периодически возбуждаемой между угольным электродом, помещенным внутри паяльника и наконечником. Дуговой паяльник массой 1 кг нагревается до температуры 500 °C при напряжении 24 В в течение 3 мин, потребляемая мощность 1,5-2,0 кВт.
Паяльники с постоянным нагревом
- Электропаяльники Паяльники имеющие встроенный электронагревательный элемент, работающий от осветительной сети, от понижающего трансформатора либо от аккумуляторов.
- Газовые— паяльники со встроенной газовой горелкой (горючий газ подаётся из встроенного баллончика или, реже, из внешнего источника).
- Паяльники, работающие на жидком топливе —
- Термовоздушные — в них нагрев детали происходит путем обдува её горячим воздухом. В этом он напоминает промышленный фен, но в отличие от него используется тонкая струя воздуха.
- Инфракрасные — нагревают деталь с помощью инфракрасного излучения
Области применения
Электропаяльники малой мощности (5—40 Вт) обычно используются для пайки электронных компонентов при помощи легкоплавких оловянно-свинцово-сурьмяных припоев; это основной инструмент электроника и электромеханика. Мощные электропаяльники (100 и более Вт) используются для пайки и лужения массивных деталей.
Паяльные станции
При сборке электроприборов и электронных устройств в промышленности используются паяльные станции, предоставляющие дополнительные возможности для пайки, например регулировку (в том числе термостатирование) температуры жала, пайку горячим воздухом или ИК-излучением и т. п.
Устройство стержневого паяльника
Бытовые электропаяльники представляют собой тонкую металлическую трубку, с одной стороны которой находится термостойкая пластмассовая или деревянная ручка, с другой — сменный медный стержень («жало»), заточенный на конце под конус или двугранный угол. Конец жала залуживается. Внутри трубки находится электроизолированный (с помощью керамики или слюды) нагревательный элемент — провод из нихрома или другого сплава с высоким удельным сопротивлением, подключенный к токоведущему шнуру, проходящему сквозь ручку и подключаемому к сети или понижающему трансформатору или к диммеру.
Работа со стержневым паяльником
Для приведения паяльника в рабочее состояние необходимо включить его и дождаться нагревания конца жала до температуры плавления припоя (около 5—6 минут). Перед процессом пайки на соединяемое место следует нанести флюс для лучшего смачивания поверхности металла припоем. В качестве флюса для пайки мелких медных деталей часто используется канифоль. Для других металлов могут использоваться иные флюсы, например, ортофосфорная кислота. Категорически запрещено применение активных флюсов для пайки печатных плат или радиодеталей: для электроники можно использовать только канифоль или спирто-канифольный флюс.
Интересно, что при первом включении такой паяльник даёт дым и характерный запах, проходящие через пару минут. Это не является неисправностью и происходит из-за выгорания клейкой ленты или клейкого слоя, которым были склеены листы слюды при намотке нагревателя.
Рабочий ток и рабочая температура жала паяльника со временем падают, так как происходит испарение нагревательной проволоки и переход её в окисел, что вызывает уменьшение её диаметра. Для компенсации этого, диаметр проволоки изначально немного увеличивают, а для поддержания температуры в норме, для ответственных паек, используют внешний реостат (регулятор мощности).
Импульсный паяльник
Паяльник-пистолет устройство паяльного пистолетаИли паяльник с открытым нагревателем — одна из разновидностей бытового паяльника, появившаяся в СССР ещё в 1970-е годы, представляют собой прибор в форме пистолета, на конце которого находятся 2 электрических контакта и подсветка. На контакты закрепляется нагревательный элемент. Внутри находится трансформатор, понижающий сетевое напряжение до нескольких вольт, которое подводится к контактам. Нагревается такой паяльник за 10 секунд. Современные паяльники вместо лампочки накаливания имеют LED-подсветку.
Такие паяльники очень удобны для разогрева шурупов, если они не выкручиваются.
Интересные факты
- в СССР имелась в продаже специальная насадка на жало паяльника, которой можно было производить резку и сварку например полиэтиленовой плёнки.
Паяльник – это достаточно простое, удобное и эффективное устройство. Оно применяется для соединения деталей из пластика и металла. Его часто используют при пайке проводов, монтаже труб, лужении или выжигании. Оно незаменимо при соединении мелких деталей. Изделие широко применяется не только в быту, но и во многих промышленных отраслях. Это производства, которые работают с электронными и электрическими схемами, пластиковыми трубами и рядом других изделий. Для каждого вида деятельности используют устройства с определенными характеристиками. Они выбираются с учетом вида пайки, применяемого припоя и соединяемых материалов.
Виды
Паяльник можно классифицировать по способу нагревания.
Нихромовые
Эти устройства выполнены с использованием нихромовой проволоки. Именно на нее подается напряжение для последующего выделения необходимого количество тепла. Ток может подаваться переменный либо постоянный. В наиболее простых типах нихромовых изделий спираль из проволоки наматывается на диэлектрический корпус. В нем установлен наконечник. Нихромовая спираль часто покрывается изолирующим материалом, чтобы снизить тепловые потери.
К плюсам подобного устройства относится низкая цена, неприхотливость и устойчивость к механическим воздействиям. Однако у этого устройства имеются минусы: долгое нагревание, возможность перегорания спирали, что существенно снижает срок службы изделия. Тем не менее, подобные модели находят применение для небольших работ.
Керамические
Эти устройства выполнены с использованием керамических стержней. При подаче тока к контактам стержня происходит его нагревание.
К плюсам подобного устройства можно отнести долгий срок службы, отсутствие риска перегорания в случае интенсивного применения, довольно быстрое нагревание. Тем не менее, подобные модели требуют использования только родных жал, а сами стрежни, выполненные из керамики, не терпят воздействия ударов.
Индукционные
Индукционная катушка является нагревателем жала. К плюсам подобного устройства можно отнести автоматическое поддержание требуемой температуры пайки, отсутствие термодатчиков, сложных контролирующих микросхем. В то же время подобные устройства могут поддерживать лишь заданную температуру, вследствие чего для разных случаев будут нужны совершенно разные жала.
Импульсные
Эти устройства выполнены с применением высокочастотного трансформатора, а также частотного преобразователя.
К плюсам подобных устройств можно отнести весьма быстрое нагревание, удобство применения. Вместе с тем есть и минусы: подобные устройства не подойдут для длительных работ.
Конструктивно подобные устройства могут быть:
- Стержневыми. Они являются традиционными видами устройств. Изделия выполняются в форме стержня. Рукоятка имеет рабочую часть с жалом. Такие изделия хороши для выполнения работ с мелкими деталями.
- Пистолетные. Такие изделия широко используются при работах с электрическими проводами.
- Паяльные станции. Это наиболее сложные изделия, которые состоят из рабочего элемента и блока управления. По своим характеристикам они могут быть;
— инфракрасными – работает посредством инфракрасного нагревания;
— термовоздушными – нагревание выполняется посредством нагревания воздушных масс;
— цифровыми — нагревание выполняется посредством понижения трансформаторного напряжения. Указанные устройства идеальны для выполнения точных работ, к примеру, при ремонте электрических плат.
Также эти устройства делятся на следующие группы:
- С непрерывным нагревом.
- С периодическим нагревом.
- Абразивные.
- Ультразвуковые.
Устройство паяльника
Медный стержень нагревается посредством нагревателя, выполненного из спирали из нихрома. Это может быть и специальная керамика, которая проводит ток. При использовании нихромового нагревателя в изделии мощность определяется сечением проволоки. Стержень является важной частью изделия, ведь именно этот конец соприкасается с расплавляемым материалом. Поэтому его часто именуют жалом.
Стержень устанавливается в металлической трубке. Для изолирования нагревающего элемента применяется обмотка из изоляционного материала. В качестве него может быть использована слюда либо стеклоткань. Нить из нихрома обматывается сверху. В держателе устройства просверливается канал, через который проводится электрический шнур. Именно через него подается ток для питания изделия. Держатель производится из термостойкого пластика или деревянного материала.
Принцип действия
Паяльник имеет довольно простой принцип работы. При включении устройства в электрическую сеть ток направляется на спираль, выполненную из нихрома. Благодаря значительному сопротивлению нихромового элемента выделяется большое количество тепла. Оно передается на стержень из меди. Стержень обычно нагревается до температуры в пределах 300-350 градусов по Цельсию. Жало устройства (стержень из меди) плавит припой, а также нагревает спаиваемые детали.
Другие виды устройств имеют схожий принцип действия:
- В импульсных паяльниках первоначально преобразователь повышает частоту напряжения (18-40 кГц). После высокочастотный трансформатор понижает напряжение до рабочего для паяльника. Наконечник подключен к вторичной трансформаторной обмотке, что позволяет пропустить через него наибольшие токи и обеспечить мгновенное нагревание. Указанное нагревание осуществляется лишь в момент нажима на клавишу запуска, в остальное время происходит остывание;
- Индукционные устройства выполнены с применением катушки индуктора. Изделие снабжено наконечником, на него нанесено покрытие из ферромагнитов. Именно при помощи него образуется магнитное поле, обеспечивающее разогревание сердечника. При достижении требуемой температуры, нагревание прекращается. В случае же понижения температуры нагревание начинается вновь. Это вызвано ферромагнитными свойствами данного устройства.
Применение
Паяльник находит весьма широкое применение:
- Устройства небольшой мощности (до 40 Вт) применяются для пайки компонентов электроники с использованием припоев на оловянно-свинцовой основе.
- Паяльные устройства являются незаменимым устройством для электромехаников и электромонтажников.
- Электропаяльники большей мощности (от 100 Вт) применяются для пайки и лужения деталей большой массы.
- Для работы с мелкими деталями в производствах, связанных с выпуском и ремонтом микросхем, чаще всего применяют станции и импульсные устройства.
- Паяльные устройства также применяются в различных производствах, мастерских и быту при проведении операций пайки. Чаще всего их используют для соединения электропроводов, трубопроводов и так далее.
Как выбрать
- Паяльник необходимо подбирать с учетом того, какие детали необходимо запаять. В большинстве случаев эти изделия используются для удлинения проводов, пайки разъемов антенн или несложных схем и так далее. Для указанных работ подойдет изделие мощностью в пределах 25-40 Вт. Подобные устройства выделяются невысокой ценой. Однако они имеют ограниченное применение.Для профессиональных задач следует выбирать специализированные паяльники с высокой мощностью и функцией регулирования температуры пайки.
- Для выполнения работ с массивными деталями, к примеру, пайки радиаторов, следует выбирать устройства мощностью в пределах 100-200 Вт. Для распайки резисторов рекомендуется использовать керамические устройства с мощностью 3-10 Вт с никелевым наконечником.
- При подборе также необходимо обратить внимание на форму и материал жала. Немалое значение будут иметь и габариты устройства. Устройство с прямым термостойким наконечником считается наиболее простым и универсальным. Жало рекомендуется выбирать из медного материала, ведь его легче чистить.
- Устройство для дома лучше подбирать со спиральным нагревателем. Варианты с нагревателем из керамики более капризны. К тому же они стоят на порядок больше.
- Для частой работы с микросхемами следует использовать устройства мощностью до 20 Вт. В комплекте к ним должны идти тонкие жала. Рекомендуется присмотреться к изделиям с функцией регулирования температуры.
Как не стоит использовать паяльник
- Если Вы кому-то дали в долг и этот человек не отдает его, то паяльник, конечно, может помочь. Однако лучше все-таки обойтись без него. В противном случае могут возникнуть проблемы с законом.
- Не стоит макать устройство в воду. Это чревато не только поражением электрическим током, но и выходом изделия из строя. У него может треснуть наконечник или сгореть обмотка. В итоге будет нужно отправиться в магазин за новой покупкой.
- Не стоит оставлять без внимания включенный паяльник. Имеется большой риск возникновения пожара.
Похожие темы:
Паяльник — Википедия
Электропаяльник сетевой непрерывного нагреваПая́льник — ручной инструмент, применяемый при лужении и пайке для нагрева деталей, флюса, расплавления припоя и внесения его в место контакта спаиваемых деталей. Рабочая часть паяльника, обычно называемая жалом, нагревается пламенем (например, от паяльной лампы) или электрическим током.
Разновидности
Паяльники с периодическим нагревом
Молотковые паяльники- Молотковые и торцевые паяльники представляют собой массивный рабочий наконечник, закрепленный на относительно длинной металлической рукоятке, длина которой обеспечивает безопасность в обращении с инструментом. Для выполнения нестандартных работ паяльники подобного типа снабжаются фасонными наконечниками. Нагрев этих паяльников осуществляется внешними источниками тепла — главным образом огонь от газовых или бензиновых горелок[1]. Это наиболее старый вид паяльников, известен с античных времён.
- Дуговой паяльник — нагрев паяльника осуществляется электрической дугой, периодически возбуждаемой между угольным электродом, помещенным внутри паяльника и наконечником. Дуговой паяльник массой 1 кг нагревается до температуры 500 °C при напряжении 24 В в течение 3 мин, потребляемая мощность 1,5—2,0 кВт.
Паяльники с постоянным нагревом
- Электропаяльники имеют встроенный электронагревательный элемент, работающий от электросети, от понижающего трансформатора либо от аккумуляторов.
- Газовые — паяльники со встроенной газовой горелкой (горючий газ подаётся из встроенного баллончика со сжиженным газом, или, реже, газ подаётся по шлангу от внешнего источника).
- Паяльники, работающие на жидком топливе — схожи с газовыми, но нагрев осуществляется пламенем сгорающего жидкого топлива.
- Термовоздушные — в них нагрев деталей, расплавление припоя происходит путём обдува их струёй горячего воздуха. В этом он напоминает промышленный фен, но, в отличие от него, используется тонкая струя воздуха.
- Инфракрасные — нагревание осуществляется источником инфракрасного излучения.
Описание типов паяльников
Паяльные станции
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 годКонструкция 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
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 2066 дней], а для поддержания нужной температуры, при ответственных пайках, используют внешний регулятор напряжения, например, автотрансформатор или реостат или термостатируют жало регулятором температуры.
Импульсный паяльник
Паяльник-пистолет Внутреннее устройство импульсного паяльникаИмпульсный 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 Гц), 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. Индукционные паяльники являются составной частью паяльных станций.
Области применения
Электропаяльники малой мощности (5—40 Вт) 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 ИС.
Паяльники для монтажа и ремонта электронных устройств часто изготовляются на низкие рабочие напряжения, от 12 до 42 В. 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.
Интересные факты
- Иногда паяльники комплектуются специальными насадками на жало, которыми можно производить резку и сварку пластиков, например, полиэтиленовой плёнки[2].
- Специально производимые жала типа «мини-волна» скошенной формы с каверной на поверхности скоса с успехом применяются для осуществления операции пайки многовыводных компонентов поверхностного монтажа с малым шагом выводов. Пайка протяжкой с подачей припоя становится гораздо более эффективной по сравнению с жалом скошенной формы. Применение композитной технологии позволяет регулярно использовать такое жало в том числе и в условиях малой ремонтной мастерской, так как исполненное из меди такое жало при протяжке капли-«волны» по группе выводов царапало бы плату, цепляло и гнуло выводы, так как каверна росла бы и имела неправильные, острые грани.
Примечания
- ↑ Лашко Н. Ф., Лашко-Авакян С. В. Пайка металлов. Машгиз, 1959. 441 c.
- ↑ Универсальный паяльник // Наука и жизнь. 1986. № 10 С. 151.
Ссылки
Паяльник есть в арсенале многих мастеров – и не одних лишь электриков и радиолюбителей. Паяльником можно не только паять электродетали и соединять провода, спектр применений этого инструмента намного шире:
— паяльники используются для ремонта пластиковых деталей;
— автомастера используют их для ремонта радиаторов и бамперов;
— паяльником можно отремонтировать металлическую посуду или теплообменник холодильника;
— мастера-стекольщики используют паяльник для вырезания из стекла деталей сложной формы;
— паяльники применяются для обработки кожи при изготовлении кожаных изделий;
— а еще паяльником можно выжигать рисунки на дереве.
Принцип действия всех электропаяльников одинаков – нагревательный элемент передает тепло жалу, которым и осуществляется пайка. Однако форма и материал жала, температура нагрева и прочие характеристики паяльников различного назначения отличаются довольно сильно. И, чтобы подобрать инструмент, который станет надежным помощником в вашей работе, следует потратить немного времени, чтобы разобраться в характеристиках паяльников и в том, за что они отвечают.
Характеристики паяльников
Тип.
Классический электропаяльник состоит из ручки, нагревательного элемента и жала. Нагревательный элемент может быть спиральным – из нихромовой проволоки, обмотанной вокруг жала, или керамическим – с пленочным нагревателем, расположенным в трубчатом керамическом элементе.
Конструкция паяльника с керамическим нагревателем обеспечивает минимум потерь тепла, поэтому такой паяльник греется намного быстрее. Кроме того, электрическая изоляция керамического нагревателя более надежна, и риск пробоя на корпус практически нулевой. Недостатки тоже есть: паяльники с керамическим нагревателем дороже и боятся ударов и падений – керамический элемент может сломаться, при этом расположенный в толще керамики нагреватель рвется и перестает работать.
Имеющиеся сегодня в продаже импульсные паяльники бывают двух видов:
— Собственно импульсные, жало которых представляет собой дугу из проволоки, нагревающуюся под воздействием проходящего через неё тока. Такие пальники довольно безопасны (жало горячее только во время пайки) и удобны, благодаря очень быстрому разогреву жала (2-3 с), но для пайки микросхем подходят плохо. Температура жала не регулируется и может оказаться слишком высока для пропайки тонких соединений. Кроме того, само жало находится под напряжением, которое может повредить низковольтную микроэлектронику.
— Электропаяльники со спиральным нагревателем, способные увеличивать мощность ТЭНа нажатием кнопки на корпусе. Называются импульсными, потому что на максимальной мощности могут работать недолго (5-15 секунд), после чего требуется делать перерыв на несколько минут. Такой паяльник может быть удобен при пайке мелких «деликатных» деталей – в режиме повышенный мощности можно быстро расплавить крупную каплю припоя, а низкая температура обычного режима защитит детали от перегрева.
Только не следует относиться к таким паяльникам как к обычным двухрежимным и всерьез воспринимать указанную максимальную мощность. Такой паяльник с мощностью, например, 30-130 Вт на 130 ваттах будет работать считанные секунды, и для пайки крупных деталей непригоден.
Паяльники для выжигания также встречаются двух видов:
— С дуговым проволочным жалом, нагреваемым проходящим через него током. От импульсных паяльников отличаются тем, что жало разогрето все время. Удобны для выжигания по дереву, но пожароопасны.
— Классические электропаяльники со специальным жалом (набором жал) для выжигания. Менее опасны, благодаря меньшей температуре жала, но работать можно не со всякими материалами. Для выжигания по дереву подходят плохо, но вполне пригодны для работы с кожей, тканью и пластиком.
Мощность паяльника – один из основных параметров, определяющих его возможности. Маломощные паяльники подходят для деликатных работ с мелкими деталями, паяльники большой мощности можно использовать для ремонта посуды и соединения проводов большого сечения.
Для распайки легкоплавкими припоями микросхем и деталей низковольтных печатных достаточно мощности в 5-15 Вт.
Для пайки крупных деталей, для работы с тугоплавкими припоями и для соединения электрических проводов сечением до 1 мм2 потребуется паяльник мощностью 25-45 Вт.
Для пайки проводов общим сечением до 10 мм2 мощность паяльника должна быть 60-100 Вт.
Для пайки высоковольтных проводов большого сечения и соединения проводов с токоведущими шинами потребуется паяльник мощностью 150-200 Вт.
Паяльниками мощностью 200-500 Вт можно лудить крупные детали и производить ремонт металлической посуды.
Большинство паяльников получают питание от сети 220 В, но в некоторых случаях приходится искать альтернативный тип питания.
Если рядом нет розетки, могут пригодиться паяльники с питанием от аккумулятора – для продолжительной работы они непригодны (заряда аккумуляторов хватает на считанные минуты работы), но для срочного ремонта вполне могут подойти.
Низковольтные паяльники с питанием от порта USB или от 12-вольтового источника питания хорошо подходят для пайки низковольтных схем. Любой обычный паяльник имеет некоторую электрическую емкость; его можно представить в виде конденсатора, одной пластиной которого является нагреватель, а второй – жало. И во время работы на жале 220-вольтового паяльника возникает переменное напряжение, которого может оказаться вполне достаточно для повреждения чувствительной электроники. Низковольтные паяльники и трансформаторные паяльные станции этого недостатка лишены. Но следует иметь в виду, что низковольтные паяльники ограничены по мощности: так, 12-вольтовый паяльник, чтобы «выдать» мощность хотя бы 40 Вт, должен потреблять более 3А — редкий блок питания может обеспечить такой ток. Еще хуже дело обстоит с USB-паяльниками — напряжение их питания всего 5 В, а сила тока на одном разъеме USB 2.0 по спецификации не должна превышать 500 мА. И хотя USB-порты многих современных компьютеров без вреда для себя способны давать до 1,5 А, рассчитывать на это не стоит.
Максимальная температура нагрева определяет область применения паяльника.
Температуры ниже 250°С используются для сварки полиэтиленовой пленки (130-180°С) и декоративных работ – тиснения кожи (80-150°С), создания узоров на ткани и т.п. Также на таких температурах производится пайка легкоплавкими припоями.
250-300°С годится для пайки мелких деталей, при пайке электрических проводов и при работе с тугоплавкими припоями такой температуры жала уже может не хватить.
300-350°С – считается оптимальной температурой для пайки электронных компонентов среднего размера.
350-450°С для пайки электросхем уже многовато, при такой температуре быстро окисляется жало, припой начинает выгорать, и возрастает риск перегрева деталей. Такая температура пайки может использоваться при работе с тугоплавкими бессвинцовыми припоями, для резки пластика, синтетических тканей
Температуры выше 450°С используются редко – при работе с тугоплавкими припоями и особо массивными деталями.
Регулировка мощности паяльника способна намного увеличить его универсальность. При этом заметно вырастает и цена инструмента, но это того стоит — регулировка температуры позволяет избавиться от проблем, связанных с тугоплавкостью припоя, перегревом дорожек или деталей. Но имейте в виду, что регулировка температуры на паяльниках осуществляется довольно грубо, методом «прибавить»-«убавить». Для точного выставления температуры следует обратиться к паяльным станциям.
Если конструкция ручки и форма жала больше зависят от привычки и от личных предпочтений, то форма наконечника уже придает инструменту некоторые особенности.
Жало типа «конус» удобно при сквозном монтаже (и демонтаже), но оно плохо удерживает припой, поэтому для поверхностного монтажа подходит хуже. Собрать излишки припоя таким жалом практически невозможно. Кроме того, низкая теплоемкость (особенно у сильно заостренных «конусов») и маленькое пятно контакта затрудняют прогрев крупных контактов и капель припоя.
Жало типа «клин» является более универсальным – оно имеет большую теплоемкость, касание широкой гранью позволяет прогревать большие площадки, а при повороте на 90° пятно контакта сильно уменьшается и позволяет работать с выводами микросхем и тонкими дорожками печатных плат высокой плотности.
Кроме этих, самых распространенных форм наконечников, существует множество специализированных – «микроволна», предназначенная для пайки SMD-компонентов; ножи различных форм, предназначенные для резки пластика; фигурные наконечники для декоративных работ и т.д. Для возможности выбора наиболее подходящего для конкретной работы жала, на большинстве паяльников предусмотрена возможность его замены. Кроме того, жала со временем выгорают (особенно сильно это проявляется на медных – для поддержания формы их следует периодически обрабатывать напильником) и замена жала становится уже просто необходимой.
Подставка необходима для безопасной и эффективной работы, но имейте в виду, что она входит в комплектациюдалеко не всех моделей. Не счесть, сколько столов, полов и штанов прожжено из-за использования вместо подставки первых подвернувшихся предметов. Если у выбранной модели подставки в комплекте нет, крайне рекомендуется докупить её отдельно.
Варианты выбора паяльников
И для ремонта электроники, и для соединения электрических проводов подойдет универсальный [url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/6931d6b92f7a4e77/elektropayalniki/?p=1&mode=list&f=3xuh-3xui-3xu8-jcoq&f=3xuz]паяльник мощностью 25-50 Вт с клиновидным жалом – такой инструмент будет нелишним в «арсенале» любого мастера.
Для пайки микросхем и электронных компонентов будет достаточно [url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/6931d6b92f7a4e77/elektropayalniki/?p=1&mode=list&f=3xue-3xud]паяльника мощностью до 15 Вт.
Электропаяльник на батарейках может помочь с ремонтом в условиях отсутствия электроэнергии.
Если вы занимаетесь самыми разными паяльными работами – от пайки тончайших деталей до соединения высоковольтных проводов тугоплавкими припоями – выбирайте среди [url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/6931d6b92f7a4e77/elektropayalniki/?p=1&mode=list&f=3xun-3xup-3xum-a3tw-btulc&f=3y7w]паяльников с регулировкой мощности и высокой максимальной температурой.
Для ремонта радиаторов, теплообменников и металлической посуды вам потребуется [url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/6931d6b92f7a4e77/elektropayalniki/?p=1&i=1&mode=list&stock=2&order=1&f=dgdk-jcp8-jcqh]мощный паяльник с клиновидным жалом.
Как выбрать электропаяльник
Появилась необходимость соединить несколько проводов между собой? Нужно срочно отремонтировать бытовой прибор или гаджет? Автомобиль вошёл в почтенный возраст и требует постоянного ремонта в гараже? Ребёнок настойчиво просит купить радиотехнический конструктор? А может по служебной необходимости пришлось осваивать смежную сферу — радиоэлектронику? Что ж, значит настала пора приобретать паяльник. А какие они бывают и чем же они отличаются друг от друга, мы и рассмотрим.
Типы паяльников
Каких только нет паяльников — классические электрические, газовые, инфракрасные, термовоздушные, индукционные, импульсные и ещё множество других. Существует достаточно большое количество людей, которые научились виртуозно обращаться с некоторыми из них, например, импульсными или газовыми моделями, причём выполняют ими большинство точных работ, в том числе пайку планарных компонентов. И всё же абсолютное большинство как инженеров, так и обычных людей применяют в своей повседневной работе электрические паяльники со сменными стержнями, так как они удобные, очень лёгкие и относительно дешёвые. Подавляющее большинство из них выпускают двух типов: слюдопластовые и керамические.
Оба этих типа обладают как несомненными достоинствами, так и определёнными недостатками. У первых нихромовая проволока наматывается на диэлектрический теплопроводящий цилиндр (обычно из слюды, керамики или стеклоткани), внутрь которого вставляется паяльный стержень. Спираль в таких паяльниках находится снаружи, и поэтому большая часть тепла не используется, что и приводит к низкому КПД. Также у него довольно маленький ресурс, что при профессиональной работе в беспрерывном режиме приводит к частой замене инструмента либо к необходимости приобретать дополнительные приспособления в виде регулятора мощности для режима ожидания. С другой стороны они не боятся механических ударов и очень дёшевы в производстве, так как технология их изготовления за многие десятилетия достаточно отработана и оптимизирована.
У второго типа керамический нагревательный цилиндр вставляется в полое жало, за счёт чего заметно увеличивается КПД и уменьшается время нагрева, также при аккуратном обращении срок службы таких паяльников на порядок превышает нихромовые. С другой стороны, эти модели достаточно хрупкие, что в корне изменяет манеру обращения с ним при работе, так например, очень рискованно (как это принято в слюдпластовых) стряхивать припой с жала постукиванием. Технология производства таких моделей относительно новая, требует серьёзных вложений в заводское оборудование и поэтому они пока достаточно дорогие и выпускать их могут «не только лишь все».
Мощность
Для каждого вида работ в зависимости от размеров деталей и материалов их изготовления требуется своя определённая мощность. Так для пайки деталей поверхностного монтажа нужны аппараты с мощностью 3-10 Вт. Для запайки большинства радиокомпонентов в печатные платы или навесным монтажом подойдет паяльник 16 -25 Вт. Для хозяйственных и электрических работ в большинстве случаев подойдёт 40 Вт. Для пайки сетевых и автомобильных проводов, а также при работе с деталями толще двух миллиметров требуется мощность инструмента в районе 100 Вт. Для лужения и запайки старых радиаторов, кастрюль и прочих крупногабаритных металлических вещей — 150 Вт. Для пропайки крупных предметов, земляных полигонов, толстых проводов, мощных шасси — 250 Вт. Для строительных работ — 500 Вт. Размер паяльного стержня и мощность, как правило, находятся в соответствии друг с другом, то есть, чем меньше жало, тем меньше у него способность накапливать тепловую энергию и поддерживать её при работе, так как при соприкосновении с паяемыми деталями температура паяльника будет снижаться из-за отвода тепла.
Стоит заметить, что паяльники, кроме различной мощности, выпускаются на различное напряжение питания. Наиболее востребованными являются напряжения 6 В, 12 В, 36 В, 220 В. Чем ниже напряжение, тем безопаснее паяльник для человека и некоторых радиокомпонентов, однако для всех напряжений ниже 220 В требуются преобразователи (трансформаторы).
Температура
Для различных видов паяльных работ требуется своя температура, которая выбирается в соответствии с термопрофилем спаиваемых деталей и выбранным припоем. Так например, микродеталям поверхностного монтажа требуется нагрев ~ 260-270°С, мелким радиодеталям около ~300 °С, большим — около~350 °С. Более высокая температура ~700 — 800 °С используется совместно с тугоплавкими припоями для пайки бронзы, стали, серебра, а также там, где место пайки испытывает значительные деформации, вибрации и удары. Для корректной установки температуры паяльника и выбора припоя следует иметь в виду, что при классической пайке жало нагрето больше на ~40-80°С, чем паяемые детали, а те, в свою очередь, больше на 20-40°, чем припой.
Для того, чтобы детали прочно соединились между собой и пайка была качественной, необходимо соответствие выбранного припоя температуре пайки, так как недогрев и перегрев паяльника кардинально ухудшит качество соединения — в первом случае припой не сможет расплавиться полностью, а в последнем флюс испарился раньше, чем успеют припаяться элементы. Таким образом, к выбору припоя нужно подходить осознанно, благо ассортимент достаточно широк от легкоплавких, например сплава Вуда (~69°С) и Розе (~94°С) до бессвинцовых припоев с температурой плавления ~400°С и более. Температура нагрева серийно выпускаемых паяльников в основном зависит от его конструкции и мощности, а наиболее массовые модели нагреваются примерно до ~400°С.
Наконечник (жало)
Жало является очень важным элементом паяльника, основой его качественной работы, и первым, на что обращают внимание при работе. От его параметров зависит скорость, надёжность и удобство пайки, поэтому к его выбору необходимо отнестись крайне внимательно. Качественное жало должно обладать хорошей теплопроводностью, достаточной прочностью, защищённостью от окисления, долговечностью и т.д. Эти требования, зачастую, хорошо выполняются по отдельности у разных металлов, но, как правило,вызывают значительные трудности при попытке удовлетворить их все одновременно. Так, например, медный наконечник обладает отличной теплопроводностью, но очень быстро окисляется, покрывается слоем окалины и изнашивается, причём, чем активней флюс, тем сильнее износ. Для восстановления формы и дальнейшей защиты такого жала его необходимо периодически затачивать, а затем покрывать слоем припоя или лудить.
Процесс поиска идеального жала происходит перманентно. Так, в попытке улучшить характеристики медного жала, постоянно происходит поиск оптимального состава сплавов или вариантов расположения слоёв разных металлов, когда состав стержня отличается либо по длине (основная часть, например, из меди, стали или керамики, а кончик из серебра, никеля или сплавов меди), либо по толщине (когда сердцевина из одного материала, а покрытие однослойное или многослойное из других, что увеличивает защиту от воздействия активного флюса и износа). Однако, в таком варианте классическая манера и техника работы с захватом капли припоя и перенесением её затруднена, поэтому пайка обычно осуществляется «с подачей», когда припой с флюсом в форме проволоки подносится непосредственно к точке спайки без удержания его на жале. Это очень удобно для промышленного производства и использования на конвейере, а при ручной пайке такой способ требует некоторых навыков, а также фиксации и неподвижности всех элементов, так как обе руки будут заняты. При этом такие жала требуют очень аккуратного и бережного обращения, их нельзя подвергать перегреву или применять к ним какие-то усилия, они не должны подвергаться воздействию абразивов (напильников), ими нельзя отгибать загнутые выводы деталей, кроме того, теплопроводность у них несколько ниже, поэтому припой хуже плавится, что, соответственно, требует увеличения температуры. Также ими не следует долго работать на максимальной температуре, так как это приводит к окислению рабочей кромки, которую станет крайне сложно залудить. Ещё их нельзя оставлять надолго без припоя и крайне желательно уменьшить температуру нагрева в простое. Очищают такие жала специальной влажной губкой.
Для различных видов работ важен не только материал изготовления жала, но и его форма, так как от неё зависит удобство работы. Самым универсальным и популярным является клин — наконечник с отличной теплопроводностью, работать им очень удобно, припой у него скапливается на кончике, паять можно как с подачей проволочного припоя, так и с кусковым. Таким наконечником можно паять как маленькие детали и ряды выводов современных микросхем, для которых лучше всего подходит остриё или кромка и ими же убираются случайные перемычки, так и большие детали, для которых больше подходит широкая сторона клина. Конусы со срезанной под различными углами плоскостью также популярны и обладают похожими качествами. Паяльники и станции производства ЮВА чаще всего идут с клиновидными жалами, которыми удобно паять мелкие детали. Другие варианты внешнего исполнения, такие как: игольчатое, вилка, микро-волна, нож, насадка для пайки пластиков, топорик и прочие — как правило удел профессиональных технологий, где их применение серьёзно облегчает, удешевляет и убыстряет процесс пайки. Тем не менее, несмотря на такое разнообразие, выбор лучшей формы или материала, из которого изготовлено жало, скорее следствие личного предпочтения и умения.
Критерии выбора
[url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/6931d6b92f7a4e77/elektropayalniki/?order=1&stock=2&f=30-40&f=a3tx-3xul-3xuo&f=3y83&f=3xuw]Профиль домашний
Дома в хозяйственных целях использовать паяльник приходится довольно редко, поэтому стараются выбирать всего одну модель, но на все случаи жизни. Чаще всего это эпизодические заделки мелких отверстий, пайка сетевых проводов, спайка различных мелких деталей из цинка, железа и меди, ремонт детских игрушек, прогревание закисших шурупов, плавка термоклея. Таким образом, для этого профиля основными критериями оказываются универсальная мощность, подходящая для большинства бытовых применений, минимальная цена, приемлемые размеры.
[url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/6931d6b92f7a4e77/elektropayalniki/?order=1&stock=2&f=40-60&f=3y83&f=3xuw]Профиль электрический
Хотя большинство электрических соединений может быть осуществлено клеммами, скрутками (с колпачками или без), винтовыми зажимами, гильзами и т.д., паяльник незаменим, когда требуется повышенная надёжность, например из-за последующей труднодоступности или даже невозможности подхода к месту соединения проводов, что бывает при заделки соединений штукатуркой или плиткой.
[url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/6931d6b92f7a4e77/elektropayalniki/?order=1&stock=2&f=60-100&f=3y83&f=3xuw]Профиль автомобильный
Этот профиль предполагает, что паяльник приобретается в гараж автолюбителя, а не в автосервис, оказывающий профессиональные услуги (там просто нужно намного больше, чем один универсальный паяльник). Автолюбителю вполне подойдет стандартный паяльник на 60 -100 Вт для пайка проводов, мелких деталей, плавления и склейки многочисленных пластиков, разогрева закисшего крепежа и т.д. Несмотря на то, что в современных автомобилях радиаторы уже не делают из меди, если возникнет необходимость в [url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/6931d6b92f7a4e77/elektropayalniki/?order=1&p=1&f=150-150]лудильнике, то можно выбрать модель с ещё большей мощностью.
[url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/6931d6b92f7a4e77/elektropayalniki/?order=1&stock=2&f=6-36&f=a3tx-3xul-3xuo-98z8-3xun]Профиль радиотехнический
Этот профиль подразумевает, что на рабочем месте инженера уже имеется откалиброванная паяльная станция, термофен, газовый и керамический паяльники, то есть имеются все приборы для пайки широкого набора радиоэлектронных компонентов и требуется лишь дополнительный или запасной инструмент, в том числе для черновых и вспомогательных работ. Если же домашний мастер ментально дорос до ремонта не только личной аппаратуры, то ему стоит присмотреться к одной из паяльных станций.
P.S.
Следует сказать, что паять можно почти любые металлы и сплавы, в том числе покрытые ржавчиной, окислами и окалиной и т.д., для этого необходимо лишь подобрать соответствующие припои и флюсы. Последние — эта ещё более интересная и обширная тема, которая однако нуждается в более подробном и взвешенном освещении уже в отдельной статье, как, впрочем, и рассказ о припоях.
Что нужно для пайки: для чего нужен паяльник
Все техническое оборудование оснащено различными проводами, которые подключены к основным микросхемам и дополнительным приборам: освещения, индикации, датчикам и механизмам. В состав проводящих элементов всегда входит металл, который для надежного контакта с другими деталями соединяют методом пайки. В данной статье рассказывается об особенностях данной процедуры и о выборе для неё необходимого инструмента.
Что можно сделать с помощью паяльника
Паяльник – это ручной инструмент, рабочий элемент которого нагревается до температуры плавления металлического припоя. Чаще всего устройство используется для работы с инженерными коммуникациями, станочным оборудованием, компьютерной и бытовой техникой: лужение или соединение. Реже объектами становятся изделия из пластика или дерева.
ВыжиганиеКак правильно выбрать паяльник для пайки
Основными критериями при выборе паяльника являются его мощность, принцип действия, рабочее жало.
Важно! В качестве источника питания для оборудования могут быть электросеть, аккумуляторы или природный газ.
По типу конструкции и принципу действия различают несколько видов паяльников:
- ЭПСН, или нихромовый – имеет нагревательную спираль из сплава на основе никеля. Эти приборы стоят относительно дёшево, выдерживают механические нагрузки, пригодны к ремонту и просты в использовании, но, в то же время, они медленно прогреваются и не рассчитаны работу в течение нескольких часов подряд.
- Керамический паяльник – оснащен аналогичным нагревательным элементом или изолятором для нихромовой спирали. Быстро нагревается, и для него характерна высокая мощность и наличие встроенной системы для поддержания температуры. К минусам следует отнести высокую стоимость и хрупкость при падении.
- Импульсный паяльник – работает только при нажатии пусковой кнопки. Нагреватель может быть, как спиральным, так и керамическим, а жало в виде медной проволоки или съемного наконечника. Устройство быстро нагревается и подходит для любых видов работ.
Важно! Корпус выполняется по аналогии с рукояткой пистолета из-за наличия кнопки запуска.
Импульсный паяльник- Индукционный – имеет в комплекте паяльную станцию и не нуждается в термодатчиках. Недостатком такого устройства является сложность выставления требуемой температуры для ферримагнитного сердечника и высокая цена.
- Беспроводные паяльники – быстро нагреваются и не зависят от наличия розетки, но, при этом, обладают малой мощностью. То же можно сказать о портативных приборах для подключения через USB-порт. В случае с газовым оборудованием необходимо тщательно соблюдать технику безопасности во избежание пожара.
Насадки, по своей природе, бывают трёх разных типов:
- Медное жало – обладает высокой теплоемкостью. Низкая термостойкость приводит к ускоренному окислению, из-за чего необходимо часто прибегать к абразивам. В результате, мягкий стержень со временем стачивается и нуждается в замене.
- Медный сердечник с защитой из никеля, серебра или алюминия чистить от патины не нужно, но такое жало стоит дороже и боится перегрева.
- Керамическая насадка имеет медный наконечник с никелевым покрытием. Такое исполнение не подвержено коррозии и не нуждается в постоянной чистке, обладая, при этом, хорошей теплоемкостью.
Важно! Керамические изделия характеризуются хрупкостью при случайном ударном воздействии.
Для использования устройства на бытовом уровне достаточно номинальной мощности в пределах от 25 до 40 Вт. Если паять совсем слабым инструментом, то продолжительность термического воздействия значительно снижает качество соединения, к тому же, при перегреве есть риск выхода детали из строя.
Наиболее предпочтительным выбором будет паяльник со встроенным терморегулятором, который позволит мастеру устанавливать нужную температуру при ремонте различного оборудования. Картинка 8. Инструмент с терморегулятором
Что можно сделать с помощью паяльника разной мощности? Для работы с диодами используют керамический прибор с малым потреблением тока (3–10 Вт), чинить микросхемы рекомендуется при помощи регулируемого устройства в 20 Вт, для электропроводки или бытовой техники – 25–40 Вт.
Методики пайки с паяльником
Что нужно для пайки? Работая с металлами, необходимо использовать расходные материалы: флюс или канифоль, в результате чего получается прочное неразъемное соединение.
Важно! Дополнительные составы нужны для обеспечения высокой адгезии припоя с деталями.
Спаянные деталиКанифолью
Канифоль – это похожий на стекло материал с температурой размягчения в пределах 55–70℃. Для его производства используют смолу хвойных пород дерева. Регламент прописан в ГОСТах 19113-84 и 14201-83, где сказано, что продукт растворяет патину. Рабочий диапазон температур при пайке бытовых приборов составляет 100–130℃.
Канифоль используется в 2 случаях:
- Подготовка жала к работе – его зачистка, нагрев, покрытие расплавленным компонентом воска, а после – оловом. Аналогичным образом обрабатывают детали, распределяя припой.
- Работа с деталями, которые не нуждаются в подготовке. В данном случае выполняется лужение контактной поверхности, для этого применяется полый пруток из сплава свинца и олова, внутри которого находится канифоль.
Флюсом
Флюс поступает в продажу в жидком состоянии, либо в виде геля, пасты, порошка, что объясняется разным составом материала. Так, первые используют для работы с микросхемами, а последние – с медными трубами. Все материалы можно разделить на три группы:
- Нейтральные, без кислот в составе и с минимальной токопроводящей способностью.
- Активные – с соляной кислотой в химическом составе.
- Защитные – для исключения разрушения контактов и возникновения ржавчины.
Важно! Флюс из активной группы нельзя использовать в качестве изоляционного материала из-за низкого сопротивления электричеству.
К нейтральным материалам можно отнести порошкообразную канифоль, которую разбавляют в техническом спирте, глицерине или скипидаре. Данное средство применяется для работы с микросхемами и радиотехникой, медью и сплавами на ее основе. Допустимо присутствие тонкой пленки оксидов.
ФлюсВ других двух компонентах может присутствовать канифоль в сочетании с органическими компонентами. Такие составы актуальны для пайки меди, алюминия, никеля, серебра и стали. Для сложных работ существуют соединения с добавками хлористого цинка, и они служат защитой металла от коррозии.
Виды припоев
Припой – это однокомпонентный металл (олово) или сплавы. Главные требования к составу — содержание токсинов в допустимых для человека пределах, стабильность при воздействии электричеством и температурой.
ПрипойВажно! Для качественного соединение, коэффициент линейного расширения материала и припоя должен быть одинаковым.
Материалы должны обладать таким свойством, как смачиваемость. Если показатели высокие, то результат пайки оправдает ожидания. При низких значениях для конкретной детали, применение припоя исключается. Например, свинец в чистом виде не может смочить медь.
Второй критерий выбора припоя основан на температуре его плавления. Так, показатели у припоя должны быть ниже верхнего предела сохранения формы обрабатываемого металла, но, при этом, выше рабочего диапазона детали, чтобы спайка не разрушалась.
Расплавленный припойМягкий
Температура плавления такого припоя ниже +450℃. . Чаще всего используются сплавы на основе олова или свинца с различными добавками. Например, сурьма упрочняет пайку, а висмут или кадмий повышают тугоплавкость. Применяют продукт для пайки деталей, которые не подвергаются высоким механическим нагрузкам, либо нужно увеличивать площадь пайки.
Твердый
Температура плавления этого припоя на медной или серебряной основе выше +450℃. . Если к меди добавить цинк, то становится возможной пайка изделий, которые будут подвергаться статической нагрузке. Но хрупкость результата ограничивает применимость для конструкций с вибрационным или ударным воздействием.
Техника безопасности при пайке
Правила безопасного использования паяльника основаны, прежде всего, на высоком нагреве конструкций. Для этого чаще предусмотрена подставка под оборудование, чтобы посторонние предметы не расплавились или не загорелись.
Важно! Необходимо исключать прямой контакт жала с любыми поверхностями, кроме рабочей.
Провод у паяльника и контактные узлы должны иметь исправную изоляцию. Это исключит удар током, замыкание и возгорание. Для газовых приборов важна герметичность резервуара и соединений с ним. Ручки должны быть удобными, не скользить в ладонях, а также быть надежной изоляцией от нагрева и эл. тока.
Ручки паяльникаВо время работы с паяльником необходимо обеспечивать приток свежего воздуха в помещение и выветривание выделений от рабочих составов. В припое и канифоли могут содержаться токсины, которые при испарении постепенно оседают в лёгких.
С помощью паяльника можно починить контакты на микросхеме фонарика или соединить провода в автомобиле. Принцип действия инструмента основан на нагревании рабочего жала до температуры плавления припоя и обрабатываемых деталей. Дополнительно, для работы используют флюс или канифоль различного типа, чтобы очистить металл и улучшить результаты пайки.
Для многих людей паяльники считаются устройством с нагревателем из спирали. Хотя имеется множество типов паяльников, которые отличаются видом энергии потребления, способами преобразования в тепло и методами передачи тепла к месту пайки.
Наиболее распространены известные устройства, работающие от электричества – электропаяльники.
Виды паяльников
Электропаяльники с нагревателем из нихрома
Выполнены с нихромовой спиралью. Через нее проходит электрический ток. У инновационных моделей паяльников существует контроль нагрева наконечника с помощью термодатчика, который подает сигнал, чтобы вовремя отключить спираль, когда температура достигла рабочего режима. Термодатчик выполнен по принципу термопары.
Электропаяльники с нагревателем из нихрома имеют несколько разных исполнений. Простые паяльники имеют в конструкции нихромовую спираль. Она намотана на корпус из изоляционного материала. Внутри вставлен нагревающийся стержень. В конструкциях, более продвинутых нихром встроен в изоляторы, которые уменьшают потерю тепла, увеличивают теплоотдачу.
Есть варианты с нагревателями из нихрома, помещенного внутрь изоляционного материала белого цвета. Этот элемент иногда принимают за керамический нагреватель. Производители пользуются этим, чтобы оказать влияние на выбор покупателем паяльника.
Керамические
Существуют также конструкции паяльников, у которых нагреватель керамический, в виде стержня. Он нагревается от подведенного напряжения к его контактам. Такие нагреватели признаны, как более совершенные. Они имеют свои достоинства: быстрый нагрев, повышенный срок службы (если к нему бережно относиться), широкий интервал мощности и температуры.
Паяльник индукционного типа
В этом устройстве стержень нагревается индукционной катушкой. Наконечник выполнен с покрытием из ферромагнитного материала. В этом материале катушка образует магнитное поле, от которого наводится ток, нагревающий сердечник паяльника.
Когда температура достигла необходимого значения, ферромагнитное покрытие уже не имеет магнитных свойств, вследствие чего сердечник больше не нагревается. Когда температура понизится до определенного значения, то ферромагнитные свойства покрытия вновь восстанавливаются, снова начинается нагревание сердечника. Так осуществляется автоподдержание температуры сердечника паяльника в диапазоне работы, не используя датчик или электронное управление.
Импульсные паяльники
Такой тип паяльников относится к особой категории. Порядок их включения таков: нажимают кнопку пуска и держат ее в нажатом состоянии. Наконечник паяльника быстро нагревается, за несколько секунд, достигает рабочей температуры. Осуществляется пайка необходимого места. После пайки кнопка выключается, происходит охлаждение паяльника.
В импульсных паяльниках российского производства работает схема следующего исполнения. В электрическую цепь включен медный провод (он же является наконечником). Схема состоит из трансформатора высокой частоты, частотного преобразователя, повышающего частоту напряжения сети до 40 кГц. Трансформатор уменьшает напряжение сети до рабочего значения. Сердечник паяльника закреплен к токосъемнику вторичной катушки трансформатора. Это дает возможность образования в нем значительного тока, быстрого нагрева. Инновационные паяльники оснащены регуляторами ступеней температуры и мощности, которые позволяют паять как крупные детали, так и элементы мелкой электроники.
Газовые паяльники
Они принадлежат автономным приборам. Применяются в любых местах. Это является их основным преимуществом. Нагрев жала паяльника происходит от газового пламени. В паяльник встроен баллон с газом, который можно самостоятельно заправить от баллончика для зажигалок. Если отсоединить от такого паяльника насадку, то он может выполнять функции газовой горелки.
Паяльник на аккумуляторе
Это устройство также относится к автономным инструментам. Оно имеет маленькую мощность, до 15 ватт, служит для пайки электронных мелких деталей.
Паяльные станции
Существует два вида паяльных станций. Это инфракрасный тип и термовоздушные станции. Они не так распространены, но имеют свои преимущества.
Термовоздушное исполнение паяльных станций оснащено нагревом зоны пайки от напора горячего воздуха, который выходит из паяльного сопла. Они напоминают фены, выходящий воздух которых поступает из сопла. Компрессорные и турбинные паяльные станции отличаются способами образования давления воздуха. У термовоздушных в корпусе паяльника расположен электромотор с крыльчаткой, который подает поток воздуха. В станциях компрессорных давление образуется компрессором с диафрагмой. Компрессор также расположен в корпусе станции.
Инфракрасное исполнение станций производит нагрев излучением инфракрасных волн. Нагревающаяся зона может иметь размер 10-60 мм. Ее размеры определяются регулировочной системой окна инфракрасного излучателя. Разную форму окна получают, применяя отражающую ленту, сделанную из фольги. Она закрывает участки электронной платы, которые не нужно нагревать.
Как выбирать паяльники
Паяльник нужно выбирать исходя из его параметров по температуре и мощности, а также условий применения, личными требованиями пользователя. Если необходимо пользоваться паяльником там, где отсутствует электричество, то приобретают автономные типы паяльников, это аккумуляторные или газовые. Инфракрасные и термовоздушные станции пайки применяются чаще для особых работ для пайки деталей электроники. Электропаяльники с импульсным нагревом имеют высокую скорость работы, широко распространены среди людей, не любящих ждать долгого нагрева.
Можно выделить некоторые критерии выбора паяльника:
- Мощность. Необходимая мощность паяльника выбирается в зависимости от типа выполняемых работ. Если нужен для припаивания электронных деталей, то лучше подойдет мощность до 25 ватт. Можно применить устройство и с мощностью 40 ватт, но тогда на жало придется намотать медную проволоку или сделать насадку. Для лужения и пайки толстых проводов, а также удаления припоя он также является оптимальным выбором.
При более объемных работ по пайке массивных и жестяных деталей со значительным отводом тепла лучше приобрести паяльник мощностью от 100 до нескольких сотен ватт. Для таких целей хорошо подходит паяльник молоткового типа.
- Термостабилизация. Для профессиональных пайщиков самым удобным видом паяльника стал образец с термостабилизацией, который повышает удобство работы, скорость и качество пайки. Для обычных любителей, которые изредка занимаются пайкой, такая модель также является удобной, так как на ней можно выставить необходимую температуру с автоматическим ее поддержанием. Лучше, чтобы на паяльнике была возможность точной установки температуры, а не просто верхнего и нижнего предела. Вместо регулировки температуры может предлагаться изменение мощности, которая не имеет связи с температурой. Без нагрузки и отдачи тепла паяльники будут перегреваться, а при хорошей теплоотдаче во время пайки, температуры может не хватить для работы. Регулятор мощности для паяльника выполняют на основе диммера.
- Жало. Важным делом при выборе паяльника является наличие возможности менять различной конфигурации жала. Если сердечник паяльника сделан из меди, то конфигурацию жала можно легко выполнить любой формы, если заточить его. Можно также вместо заточки сплющить его молотком. А если сердечник покрыт несгораемым материалом (никелем или другим металлом), то точить его не рекомендуется. Поэтому при решении выбора паяльника нужно спросить у продавца о комплектации его запасными жалами.
Жала, покрытые никелем, не дают доступа к меди. Электрические паяльники с такими жалами требуют аккуратного обращения, не допускать перегрева. Покрытие может оказаться недостаточным по качеству.
Формы наконечников существуют самые различные: конусообразные, в виде иглы, со скошенной кромкой, в виде отвертки и т.д. Каждая форма подходит для своего вида работ. Универсальными формами являются жала, заточенные под отвертку. Они подходят для многих типов работ. Припой на них хорошо держится. За счет значительной площади скоса можно быстро нагревать деталь для пайки.
Изготовители паяльников советуют применять родные жала, которые входят в комплект керамических нагревателей, так как при замене наконечников на детали других производителей нарушается режим температуры работы нагревателя, что обуславливает его поломку.
- Нихромовый или керамический. Некоторые любители, часто занимающиеся пайкой радиодеталей, могут дать конкретные рекомендации и советы по своему опыту применения таких устройств, с различными видами нагревателя.
Преимущества нихромовой проволоки в качестве нагревателя: невысокая стоимость, меньше, чем у керамической модели, не опасны падения и удары. Недостатки: медленный нагрев, ограниченный срок службы, так как постепенно при работе проволока сгорает. Но это происходит только при долгом ежедневном применении. Если паять изредка, то нихромовая проволока не будет сгорать.
Преимуществом керамического нагревательного элемента является долговечность. При бережной аккуратной работе паяльник будет служить много лет. Скорость его нагревания выше нихрома. Из недостатков можно назвать опасность поломки при ударе или падении. Паяльник работает только со своими родными жалами.