Мощный паяльник. Лучшие паяльники для дома, их рейтинг и советы по подбору

Паяльные устройства разных видов широко используются на промышленных объектах, в мастерских по ремонту радиотехнической аппаратуры и бытовой техники, в бытовых условиях. В зависимости от условий эксплуатации и назначения существует много разновидностей паяльного оборудования.

Электропаяльник со спиральным разогревом

Применение и виды

1. Электрический паяльник переменного тока со спиральным разогревом сердечника работает от стандартной сети электропитания для бытового оборудования в 220В 50-60Гц.
2. Аккумуляторный электрический паяльник используется для распайки проводов и других малогабаритных элементов, где не требуется большой мощности до 15 Вт;
3. Существуют разновидности газовых паяльников, которые используют для сильного разогрева металлических элементов и тугоплавких сплавов;
4. Для работы с легкоплавким оловом при монтаже и ремонте радиотехнической аппаратуры широко используются паяльники пистолетного вида с импульсной подачей напряжения. При нажатии на курок наконечник паяльника разогревается, после окончания пайки курок отпускают и нагревательный элемент остывает;
5. Паяльники с керамическими стержнями имеют большой срок работы, позволяют выбрать нужный режим температуры и потребляемой мощности;

Паяльник с керамическими насадками на стержень

1. Широкое применение имеют индукционные паяльники. На ферромагнитном наконечнике индуктивной катушкой создается магнитное поле, которое разогревает сердечник. При потере магнитных свойств сердечника прекращается нагрев, это существенный недостаток таких моделей.

Электрический паяльник используется как ручной инструмент. С его помощью плавят припой до жидкого состояния, который заполняет щели и неровности разогретых металлических элементов в местах соединения, для чего используются сплавы легкоплавких металлов:

• олово;
• свинец;
• цинк;
• никель;
• медь и другие.

Температура плавления припоев должна быть меньше температуры плавления соединяемых металлических элементов.

Промышленность производит разные виды паяльников. Наиболее часто используемыми в промышленности и на бытовом уровне, считаются спиральные паяльники, которые стоит описать более подробно.

Устройство паяльника и принцип работы

Одним из основных элементов паяльника является нагревательный стержень, на который намотана спиралью нихромовая проволока. Для того чтобы тепло сохранялось дольше, стержень вставляют в стальной цилиндр, который изолирован теплостойкой стеклотканью, слюдой или асбестовым слоем. На этот диэлектрический слой наматывается обмотка нихромовой проволокой. Эти меры исключают короткое замыкание между витками.

В зависимости от мощности паяльника обмотка может быть многослойная: стеклоткань – обмотка – стеклоткань – продолжение спирали.

Чем больше мощность паяльника, тем больше витков спирали, тоньше диаметр проволоки. Для высокой теплопроводности стержня используется красная медь, таким образом достигается быстрый разогрев, и передача тепла на жало паяльника.

Схема устройства спирального паяльника

Перечень основных элементов:

• вилка и шнур для подключения к сети питания;
• держатель;
• деревянная ручка, может быть изготовлена из теплостойкого пластика;
• медный стержень;
• диэлектрические прокладки;
• нагревательная спираль;
• защитный кожух спирали с фиксирующими кольцами.

Электрическая схема паяльника простая, состоит из трех элементов:

• источник питания;
• вилка с проводом;
• проволочная спираль нагрева.

Электрическая схема паяльника

Электрический ток, проходящий по спирали нихромовой проволоки, разогревает обмотку, тепло передается на сердечник и жало паяльника.

Неисправности и их устранение

В паяльниках этой модели самая распространенная неисправность – это обрыв электрической цепи. Если обрыв на участке электрического шнура, ремонт паяльника несложный – это замена шнура или вилки. В случае обрыва нихромовой обмотки ремонт более сложный, но возможен своими руками.

Нихромовая обмотка электрического паяльника

Чтобы определить обрыв и починить обмотку, легче всего воспользоваться мультиметром, учитывая сопротивление обмотки, которое зависит от мощности и указывается на корпусе паяльника или в паспорте изделия.

Необходимо раздвинуть фиксирующие кольца и снять защитный корпус обмотки паяльника. Кожух для защиты бывает двух вариантов. Металлическая трубка, которая одевается на штырь с обмоткой и упирается в ручку, со стороны жала крепится зажимным кольцом. Второй вариант, когда защитный корпус состоит из двух продольных половинок трубки с уменьшающимся диаметром на краях, где две составные части фиксируются зажимными кольцами.

При ремонте своими руками некоторые мастера–любители, снимая защитный кожух и верхний слой изоляции обмотки, обнаружив обрыв, не утруждают себя трудоемкой заменой провода всей обмотки. Отсоединяют конец от клеммы на шнуре питания, и сматывают провод с внешней стороны обмотки до обрыва. Потом делают аккуратную скрутку в месте перегорания, наматывают провод, подключают обратно к клемме шнура питания, крепят внешний слой изоляции. Одевают защитный корпус, паяльник включают в сеть и он исправно работает.

Такой способ ремонта своими руками возможен, но не рекомендуется. Недостаток этого метода в том, что в месте скрутки разогрев нихромовой проволоки будет больше, чем на остальных участках цепи. В конечном итоге эксплуатация такого паяльника будет недолговременной. Обмотка перегорит в этом же месте. Для надежной работы придется перемотать всю катушку.

Если необходимо добиться той же мощности разогрева, мотать новую катушку надо тем же проводом, с тем же количеством витков в каждом слое.

Для изоляции слоев обмотки используются разные материалы:

• асбестовые прокладки;
• термостойкая стеклоткань;
• слюдяные трубки или пластины.

Наиболее практичным считается асбест, пластину можно размочить водой, после чего она становится эластичной и принимает любые формы, которые лепятся своими руками. На высохшее покрытие наматывается первый слой спирали, потом второй слой асбеста и продолжение обмотки, так до окончания провода.

Количество витков в каждом слое и толщина изоляции должны быть примерно одинаковы. Это условие обеспечивает равномерность нагрева. Оставшиеся концы обмотки соединяются с сетевым шнуром.

Соединение обмотки с сетевым шнуром

Чтобы починить изоляционный слой обмотки, применяют слюдяные трубки и пластины, которые обладают высокой теплопроводностью и являются надежным диэлектриком. Недостаток этого материала в его хрупкости – сложно укладывать, иногда слюда рассыпается прямо в руках.

При механических ударах по защитному корпусу обмотки, пластины слюды могут разрушиться, что приведет к межвитковому замыканию в спирали.

Жало паяльника заточено под конус для удобной спайки мелких элементов. В процессе эксплуатации оно требует периодической правки напильником.

Форма жала электрического паяльника

Наматывая новую катушку на рассчитанную мощность, нет абсолютной уверенности, что стержень разогреет элементы, которые нужно спаять, и припой до жидкого состояния. Это зависит от жала, новое больше, по мере эксплуатации оно уменьшается. Припои тоже имеют различную температуру плавления.

Все эти факторы влияют на время и температуру нагрева для достижения нужных параметров потребляемой мощности и температуры. Паяльник включают через тиристорный регулятор мощности. Этот прибор позволяет автоматически поддерживать нужную температуру стержня.

Расчет необходимых параметров

Для того чтобы починить вышедший из строя паяльник, можно изменить его параметры, учитывая целевое назначение, т.е. для чего вы используете паяльник (пайка кастрюли или микросхемы). При этом используются специальные таблицы, где для выбора заданы следующие значения:

• потребляемая электрическая мощность паяльника;
• напряжение питания;
• сопротивление нихромового провода.

Необходимое сопротивление спирали для различных значений мощности и напряжения заранее рассчитаны и сведены в таблицу.

Выбор сопротивления спирали (нихромовый провод) по мощности и напряжению паяльника Ом

Для перемотки паяльника мощностью 36 Вт при напряжении питания 220В из таблицы видно, что сопротивление обмотки должно составлять 1344 Ом. Далее можно взять имеющийся провод, приложить к концу клемму Омметра, вторую клемму передвигать вдоль отмотанного провода до показаний 1334Ома. На этой отметке отрезать измеренный участок и намотать его на катушку паяльника.

Сопротивления метрового провода нихрома к величине его диаметра

Можно воспользоваться вышеприведенной таблицей. Измерить микрометром диаметр провода и по таблице определить необходимую длину провода в катушке. Так, если диаметр провода 0,08мм, сопротивление на один метр будет 208 Ом. Необходимое сопротивление 1334Ома/ 208 Ом = 6,4 м. Получается длина провода, который следует намотать на катушку.

Витки на обмотке укладываются вплотную, нагреваясь докрасна, окалина нихромового покрытия образует изолирующий межвитковый слой. Когда длины катушки не хватает, накладывается изоляционный слой, стеклоткань, асбест или слюда, и наматывается второй слой. Почти каждая катушка состоит из нескольких слоев, очень важно, чтобы она помещалась в защитный кожух.

Видео про ремонт

Каким образом осуществляется ремонт паяльника и его перемотка на 12 Вольт, рассказывается в видео ниже.

Из вышеперечисленной информации следует, что имея определенные навыки, инструменты, материалы и познания в электротехнике, сделать ремонт паяльника своими руками не составляет большой проблемы.

Современная электронная техника совершенствуется очень быстро. Степень интеграции современных микросхем такова, что в одном корпусе умещаются миллионы транзисторов, но сами корпуса становятся все меньше и меньше. Дискретные детали - транзисторы, конденсаторы, резисторы тоже малогабаритные, безвыводные. Все это монтируется на платах методом поверхностного SMD монтажа. Детали расположены настолько плотно, что припаять что-то обычным сорокаваттным электрическим паяльником ЭПСН просто невозможно.

Правда, некоторые специалисты от паяльника утверждают, что припаять все что угодно можно даже топором. Может быть это и так, но, как говорится, не всем дано. Поэтому лучше, все-таки, пользоваться паяльником, благо теперь существует очень широкий выбор паяльного инструмента. И к покупке этого инструмента надо подойти творчески, а не брать все, что попадется на глаза.

Прежде всего, необходимо определить, для каких работ покупается электрический паяльник. Если предполагается паять массивные детали, например, автомобильные радиаторы, медные трубки, жестяные конструкции - в общем, все то, что обладает большим теплоотводом, потребуется молотковый паяльник очень большой мощности. Такой паяльник часто называют «топором». Мощность таких паяльников достигает нескольких сотен ватт. Мощный паяльник типа «топор» показан на рисунке 1.

Рисунок 1. Молотковый паяльник мощностью 200Вт

Разумеется, что назначение такого паяльника весьма специфическое, не всегда и не везде он может понадобиться. Для применения в бытовых условиях больше подойдет паяльник мощностью 25…60Вт. Время от времени им можно выполнить практически все паяльные работы по ремонту бытовой техники и даже паять печатные платы с выводными компонентами. Внешний вид такого паяльника показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Паяльник ЭПСН

Конструкция такого паяльника неразборная, о чем написано даже в прилагаемой к нему инструкции. Об этом паяльнике можно сказать, что его нагреватель достаточно долговечен, перегорает весьма редко, даже если пользоваться паяльником очень интенсивно. Чаще случается, что медное жало обгорает и приваривается внутри нагревателя настолько прочно, что достать его просто невозможно, в этом случае приходится приобретать новый паяльник.

Чтобы такого не произошло, рекомендуется периодически вынимать жало из паяльника и очищать его от продуктов окисления. При этом из самого паяльника высыпается черный порошок. Все это хорошо, когда читаешь, но в большинстве случаев об этом просто забывают, и еще вполне рабочий паяльник попросту выбрасывают.

Перед тем, как пользоваться новым паяльником кончик жала следует облудить. Для этого паяльник сначала надо разогреть, после чего в горячем виде снять окислы мелким напильником, быстренько макнуть зачищенный конец в канифоль, а затем в припой. В результате на рабочей поверхности жала остается капля припоя. Если этого не сделать, то жало почернеет, и расплавить припой попросту не удастся.

В процессе работы медное жало постепенно растворяется в припое, и на нем образуются раковины и появляются окислы. Работать таким жалом становится невозможно, и его снова приходится подправлять напильником и облуживать. И так до тех пор, пока от жала не останется маленький кусочек. Такое жало следует поменять.

Несколько меньше жало будет выгорать, если перед использованием его отковать молотком до нужной формы: на поверхности медного жала образуется наклеп, более твердый слой металла. Именно этот наклепанный слой более устойчив к выгоранию.

Самодельные конструкции электрических паяльников

Иногда случается, что паяльник, даже мощностью всего 25Вт, оказывается великоват, чтобы припаять маленькую детальку. В этом случае может помочь накрученная на жало медная проволока, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Уменьшение размеров жала намоткой медной проволоки

Такое импровизированное жало следует сначала облудить, как было написано чуть выше. Конечно, такая конструкция недолговечна, но ее вполне хватает, чтобы сделать несколько паек.

В свое время радиолюбителями было предложено немало конструкций миниатюрных электрических паяльников. Многие из них были даже очень хороши, но, к сожалению, для их изготовления требовались некоторые токарные и слесарные работы. В домашних условиях сделать такой паяльник просто невозможно.

Но наши люди, проявив творческий подход, изобретают миниатюрные паяльники из подручных средств. Две таких конструкции были опубликованы в журнале «Радио» №1 2011. Первая из них показана на рисунке 4. Основой ее послужил выжигатель по дереву, которым многие пользовались в детстве.

Рисунок 4. Паяльник из выжигателя по дереву

Конструкция паяльника понятна из рисунка. Достаточно на спираль выжигателя плотно намотать медную проволоку диаметром миллиметра полтора и, естественно, облудить, ведь как-никак паяльник! Получившееся импровизированное жало очень напоминает конструкцию, показанную на предыдущем рисунке. Автор паяльника О. Иванов из города Владимира.

Неоспоримым достоинством такой конструкции является то, что температура выжигателя регулируется, а значит, есть возможность регулировать и температуру нагрева получившегося паяльника.

Рисунок 5. Импровизированный паяльник А. Филиппова

В качестве паяльного жала используется медный провод диаметром 1,6 мм длиной около 60 мм, на который намотана «спираль» из медного же провода ПЭВ-2 диаметром 0,16 мм. Намотка выполнена виток к витку, отступив от жала на 8..10 мм, длина намотки примерно 35 мм. До первого включения роль межвитковой изоляции выполняет эмаль, которой покрыт провод.

После обгорания спирали роль изоляции выполняет появившийся на проводах окисел, что вполне достаточно при низком напряжении питания. Обратный конец паяльного стержня согнут кольцом и одним винтом прикреплен к эбонитовой ручке. Напряжение питания подводится гибким проводом сечением не менее 0,75мм2.

Питать паяльник следует через с гальванической развязкой от сети. При напряжении питания около 5В потребляемый ток находится в пределах 2…2,5А, что обеспечивает достаточный нагрев медной «спирали». При таких параметрах мощность паяльника составляет P=U*I=5*2,5=12,5Вт.

Учитывая, что ток перегорания медного провода диаметром 0,16 мм составляет 6А, конструкция получается достаточно долговечной. Автор утверждает, что таким паяльником он пользуется несколько лет, хотя вначале конструкция задумывалась как одноразовая.

Самодельные электрические паяльники становятся достоянием истории, поскольку в настоящее время китайская промышленность освоила очень широкий ассортимент паяльного оборудования. Купить можно любой паяльник для любых целей. Паяльники, прежде всего, различаются конструкцией нагревателя.

Керамические и нихромовые нагреватели

При покупке электрического паяльника следует учесть тип нагревателя.

Нихромовый нагреватель представляет собой спираль, навитую на керамическое основание во внутреннее отверстие которого вставляется паяльный стержень. Некоторые, наиболее совершенные нагреватели имеют , позволяющую стабилизировать температуру нагрева. Конструкция нихромового нагревателя показана на рисунке 6.

Рисунок 6. Нихромовый нагреватель

Здесь же показан и необгораемый паяльный стержень. Сам он сделан, конечно же, из меди, а снаружи покрыт слоем никеля. Такие стержни ни в коем случае не следует зачищать напильником для того, чтобы облудить, хотя многие пользователи жалуются, что лудятся такие жала плохо, припой на себе не удерживают.

Современные паяльники выпускаются, в основном, с керамическими нагревателями. Технология производства таких нагревателей достаточно сложна, и освоена несколькими знаменитыми фирмами. В первую очередь это только что упомянутая фирма Weller, Hakko, Ersa и некоторые другие.

Керамический нагреватель очень долговечен. Если обычный нихромовый нагреватель при пайке в промышленных масштабах (по нескольку тысяч паек за смену ежедневно) приходит в негодность через каких-то полгода, то керамические нагреватели служат годами, конечно, при условии аккуратного пользования.

Основным достоинством керамических нагревателей является высокая скорость нагрева: на рабочий режим паяльник выходит всего за 30 секунд. В принципе не особо важно, как скоро разогреется паяльник при первом включении. Эта скорость важна для работы терморегулятора, ведь чем быстрее греется жало, тем стабильней температура пайки.

На рисунке 7 показан нагреватель паяльника TechTool фирмы Ersa, предназначенный для использования в составе паяльных станций.

Рисунок 7. Керамический нагреватель фирмы Ersa

Нетрудно заметить, что область нагрева керамического нагревателя находится в конце полого жала, поэтому греется в основном та его часть, которая ближе к точке пайки. Совсем близко от точки пайки находится и термопара. Такое расположение термопары обеспечивает быструю реакцию электронного блока даже на незначительные изменения температуры в месте пайки. Вот тут то и сказывается большая скорость нагрева керамического нагревателя.

Замена жала осуществляется с помощью пластиковой рифленой гайки, которая остается холодной даже при разогреве паяльника до 400 градусов. Это позволяет производить замену жала всего за 30 секунд, не дожидаясь остывания паяльника. Вот такая вот высокотехнологичная вещь керамический нагреватель.

Паяльник TechTool удовольствие дорогое. Даже предложение его в интернет - магазинах «по низким ценам» выливается в сумму 7750 рублей (без электронного блока управления). Где низкими ценами не соблазняют, этот паяльник можно купить за 8 257,00руб. Но радиолюбителям пугаться таких цен не стоит, поскольку это цены на паяльники профессионального класса, предназначенные для непрерывной работы по целой смене.

Для любительских целей можно выбрать менее дорогие модели фирмы Ersa, например, паяльник с регулятором температуры PTC 70, внешний вид которого показан на рисунке 8. Даже не в самом дешевом магазине «Чип и Дип» за него просят 3710 рублей, что для хорошего инструмента не так уж и дорого.

Рисунок 8. Паяльник с регулятором температуры PTC 70

Для не очень частого пользования в любительских целях вполне подойдет и паяльник китайского производства: пусть он будет несколько хуже, зато цена радует.

Сменные жала надеваются на керамический нагреватель и удерживаются пружинной защелкой. В ручке паяльника спрятан аналоговый стабилизатор температуры, датчиком которой служит сам нагревательный элемент, поскольку его сопротивление меняется с температурой нагрева.

Кстати, подобные стабилизаторы температуры предлагаются в радиолюбительских конструкциях для обычных паяльников типа ЭПСН. Колесико настройки температуры выведено на ручку паяльника, как показано на рисунке 9.

Рисунок 9. Ручка установки температуры паяльника PTC 70

Напряжение питания паяльника 220В, мощность нагревателя 75Вт. При таких параметрах керамического нагревателя температура жала будет поддерживаться весьма стабильно, паяльник не будет прилипать к плате, ведь чем мощнее нагреватель, тем быстрее нагревается жало.

Таким паяльником можно паять тонкие дорожки печатного монтажа и достаточно крупные детали не опасаясь перегрева или охлаждения паяльника. Для паяльника существует целый набор жал, пригодных для разных паяльных работ.

Некоторые производители прячут тончайшую нихромовую спираль внутри керамического цилиндра и называют такой нагреватель керамическим. Может это такой коммерческий прием, но нагреватель-то все равно нихромовый. В настоящем керамическом нагревателе греется сама керамика.

Паяльники с таким нагревателем часто тоже выполняются с термостабилизатором в ручке, но бывают и без него. Некоторые модели имеют встроенную термопару, пользоваться ими можно только при наличии внешнего электронного блока. Такие комплекты называются паяльными станциями.

Схема достаточно простой паяльной станции опубликована в журнале «Радио» 2008 №5 автор статьи А.ПАТРИН, г.Кирсанов Тамбовской обл. В авторском варианте используется паяльник Sl-30 от паяльной станции Solomon SL-30. Напряжение питания паяльника 24В при мощности нагревателя 48Вт. Но подойдет и любой другой паяльник с похожими параметрами.

Схема достаточно простая и доступная для повторения. Сигнал встроенной в паяльник термопары усиливается и подается на . Как только напряжение термопары достигает заданного уровня, нагреватель отключается. Для индикации выставленной температуры используется цифровой индикатор, хотя, в принципе, можно обойтись и без него. Прелесть данной конструкции в том, что не надо программировать микроконтроллер, которого в схеме попросту нет.

В статье приводится подробное описание схемы, рекомендации по наладке, приведены чертежи печатных плат. Все это поможет собрать такую паяльную станцию достаточно быстро и легко. Внешний вид авторского варианта самодельной паяльной станции показан на рисунке 10.

Рисунок 10. Внешний вид самодельной паяльной станции

Жало для паяльника

Современные паяльники комплектуются целым набором сменных жал, пригодных на все случаи жизни. Один из таких наборов показан на рисунке 11. Внешний вид паяльника SR971 показан на рисунке 12.

Паяльник при продаже комплектуется всего одним коническим жалом, поэтому остальные жала приходится покупать дополнительно. Мощность керамического нагревательного элемента 25Вт при напряжении питания 220В. Жало паяльника заземлено, что позволяет паять элементы чувствительные к статическому электричеству. Сменное жало устанавливается легко, что позволяет производить различные паяльные работы. Для этого достаточно открутить гайку с накатанной поверхностью, сменить жало и завернуть гайку обратно.

Форма ручки паяльника достаточно эргономична, вес паяльника невелик, работать таким инструментом достаточно комфортно. Единственно, что несколько омрачает все достоинства, это отсутствие встроенного регулятора мощности.

Рисунок 11. Комплект сменных жал для паяльника SR971 с керамическим нагревателем

Рисунок 12. Паяльник фирмы SOLOMON SR971

При работе с SMD компонентами совсем не лишне иметь жала типа «вилка» и миниволна: первое из них предназначено для пайки мелочевки типа резисторов и конденсаторов, а второе позволяет запаивать многовыводные детали в планарных корпусах, не опасаясь, что припой попадет между выводами.

На рисунках 13 и 14 показаны фрагменты таблицы с жалами фирмы Weller, по которым можно выбрать и заказать нужное жало. Кроме того, фирма Weller защищает свои жала лазерной гравировкой, поскольку развелось достаточно фирм, подделывающих оригинальные жала.

Применение таких контрафактных китайских жал нередко приводит в негодность паяльное оборудование, а паяльники фирмы Weller являются весьма дорогими. Даже те, кто занимаются пайкой на профессиональном уровне, не всегда отваживаются купить такое оборудование.

Рисунок 13. Жало типа «вилка»

Очень даже удобно: подводишь такое жало к резистору, греются сразу оба конца, и остается только снять деталь с платы.

Для подобных операций в арсенале паяльного оборудования существует специальный инструмент - термопинцет. Можно сразу нагреть деталь и снять ее с платы. По сути это два паяльника, объединенные в общую конструкцию. Стоит такой инструмент очень даже недешево, но, как показывает практика, можно обойтись и без него.

Рисунок 14. Жало типа «миниволна»

На рабочей поверхности жала имеется небольшое сферическое углубление (показано пунктиром), куда набирается расплавленный припой. Далее жалом проводят по выводам планарной микросхемы, естественно, установленной на плате, и запас припоя перетекает на выводы и дорожки платы.

Очень даже удобно, не надо тыкаться отдельно в каждый вывод микросхемы, все получается как бы само собой. Такая технология повышает производительность ручной пайки не менее, чем в десять раз, а также улучшается и качество.

Казалось бы, что такое жало можно элементарно сделать из обычного медного: всего-то и дел, что просверлить в нужном месте небольшое и не очень глубокое отверстие. Но вот как раз эти маленькие размеры приведут к тому, что такое жало быстро обгорит, от крохотного отверстия не останется и следа. Но если есть необходимость припаять одну - две микросхемы, то такое жало вполне подойдет.

Фирменная «миниволна» (как вариант «микроволна») выполнена с необгорающим хромовым покрытием, а кончик жала залуживается химическим способом. Смачиваемость такого жала великолепна, что является, пожалуй, самым главным условием качественной пайки.

Достаточно подробно технология монтажа - демонтажа микросхем в планарных корпусах описана в статье В. Баринова «Монтаж и демонтаж микросхем в малогабаритных корпусах с планарными выводами». Статья опубликована в журнале «Радио» №1, 2010, стр 25.

Индукционные паяльники

Все рассмотренные выше паяльники используют нагреватели различного типа, тепло от которых передается на паяльное жало, а для стабилизации температуры требуется электронная схема. Совсем по-другому устроены индукционные паяльники, у которых само жало разогревается высокочастотными токами, служит нагревательным элементом. И не надо никакого керамического или нихромового нагревателя. Схематическое устройство индукционного паяльника показано на рисунке 15.

Рисунок 15. Устройство индукционного паяльника

Паяльный стержень изготовлен из меди, а его задняя часть покрыта ферромагнитным сплавом из железа и никеля. На этой части жала расположена катушка индуктивности, питаемая напряжением с частотой 470КГц. Высокочастотные колебания наводят в сердечнике поверхностные токи, которые нагревают железо-никелевое покрытие, обладающее магнитными свойствами и достаточно большим, по сравнению с медью, электрическим сопротивлением. Сочетание этих свойств приводит к разогреву ферромагнитного покрытия.

Тепло от нагретого слоя разогревает весь сердечник, уходит внутрь, охлаждая ферромагнитный слой, ведь внутри сердечника-то медь! Нагрев покрытия происходит до тех пор, пока температура всего сердечника не достигнет точки Кюри. Это температура, при которой ферромагнитное покрытие теряет магнитные свойства. Если сказать проще, то обычный железный гвоздь, при соответствующей температуре, перестанет притягиваться обычным постоянным магнитом.

При потере магнитных свойств перестает действовать поверхностный эффект, а высокочастотные токи уходят внутрь медного сердечника, где не вызывают никакого нагрева. Поскольку медь не реагирует на магнитные поля, поглощение энергии из магнитного поля прекращается, прекращается и разогрев сердечника, поскольку температура жала достигает точки Кюри.

В процессе пайки жало отдает запасенное тепло на расплавление припоя и нагрев паяемых деталей. Температура жала падает ниже точки Кюри, магнитные свойства покрытия восстанавливаются, и начинается нагрев. При этом, чем массивней спаиваемые детали, тем быстрее стремится остынуть сердечник, тем дальше уход от точки Кюри, тем выше воздействие поверхностных токов.

Другими словами мощность нагрева, ее скорость адаптируется к условиям пайки: чем интенсивнее отбирается запасенное жалом тепло, тем интенсивнее происходит нагрев жала. Недаром такая технология нагрева называется Smart Heat, что можно перевести как «умное тепло». Разработка индукционного паяльника, как и самой технологии Smart Heat принадлежит американской компании Metcal.

Прелесть этой технологии еще и в том, что не требуется сложных электронных схем для поддержания температуры, ведь не секрет, что наиболее продвинутые паяльные станции управляются с помощью микроконтроллеров и имеют достаточно сложные схемы. А тут все происходит за счет самого паяльного жала! Достаточно только запитать его высокочастотным напряжением.

И вот тут может возникнуть вопрос: припои могут использоваться разные, температура плавления у каждого своя. Как же поменять температуру нагрева жала для конкретного типа припоя?

Оказывается, все просто. Паяльник комплектуется несколькими жалами-картриджами, каждый на свою температуру, которая зависит от химического состава ферромагнитного покрытия. Достаточно просто взять другой картридж, и с помощью разъема вставить его в ручку паяльника.

В основном используются картриджи серий 500, 600 и 700. Эти цифры указывают температуру нагрева по шкале Фаренгейта. Каждая серия имеет наборы жал различной формы, пригодные для выполнения всех паяльных работ. Но с точкой Кюри паяльники бывают не только индукционные.

Лет пятнадцать назад уже выпускались паяльники с механическим регулятором температуры. Нагреватель у них самый обычный нихромовый, но на заднем конце паяльного стержня имеется небольшая ферромагнитная таблетка, к которой притягивается магнит, управляющий работой микровыключателя. Как только жало разогревается до рабочей температуры, до точки Кюри, внутри паяльника раздается щелчок, и нагреватель отключается. При некотором понижении температуры снова щелкает контакт, жало начинает подогреваться.

Для того, чтобы изменить температуру нагрева в комплект паяльника входит несколько жал с различными температуры точки Кюри.

Другие конструкции паяльников

Рассказ о паяльниках будет несколько неполным, если не упомянуть другие, можно сказать, экзотические типы. Прежде всего, это автономные паяльники, не требующие подключения к электричеству. Одни из них электричество все-таки потребляют от аккумулятора или даже батареек, встроенных в ручку.

Другие паяльники - газовые работают наподобие обычной газовой горелки, только греют паяльное жало. Если жало снять, то получается как раз газовая горелка.

По своим «паяльным» свойствам газовые паяльники едва дотягивают до не самых лучших электрических паяльников. Об этом говорят все, кому доводилось пользоваться этим чудом техники.

Единственное достоинство газовых и любых других автономных паяльников это независимость от электрической проводки: можно что-то припаять даже в чистом поле. Но, слава Богу, такие экзерсисы делать приходится не часто. Поэтому, лучше пользоваться электрическим паяльником.

Одним из основных инструментов радиолюбителей, домашних мастеров и электриков является паяльник. Это изделие позволяет соединять отрезки светодиодных лент, выпаивать радиодетали из плат, ремонтировать электроприборы и делать еще кучу полезных действий. На сегодняшний день существует достаточно большой ассортимент моделей, различных по функциональности, принципу работы и комплектации. В этой статье мы расскажем читателям сайта , как выбрать паяльник для пайки проводов и микросхем.

Основные критерии выбора

Итак, сначала вкратце рассмотрим самые важные параметры, на которые стоит обращать внимание при покупке паяльника.

Тип нагревателя

В первую очередь приспособления делятся на электрические и газовые. Сначала поговорим о тех, которые работают на газу.

Газовый паяльник рекомендуется выбрать для . Он удобен тем, что работает в автономном режиме, без электричества, что актуально при электромонтажных работах. К тому же, такой прибор может использоваться как фен для термоусадки.

К недостаткам газовых устройств можно отнести сложность работы с микросхемами, а также тот факт, что при горении газа в атмосферу выбрасываются вредные для организма вещества, поэтому долго работать с таким приспособлением крайне опасно для здоровья.

Выбрать электрический паяльник целесообразно для пайки микросхем и тех же самых проводов, если нет проблем с электроснабжением. Электрические модели делятся на следующие типы:

1. Спиральный. Самый дешевый, практичный и долговечный тип нагревателя. Недостаток — долго греется, но это не так важно, если вам нужно выбрать паяльник для дома.
2. Керамический. Более дорогой и в то же время хрупкий (может перестать работать даже при небольшом ударе). Преимущество — быстро нагревается. Если для вас главной выбрать прибор такой, чтобы быстро и сильно нагревался, модель с керамическим нагревателем будет самым оптимальным решением.
3. Импульсный. Еще один вариант исполнения, который способен быстро нагреваться. Импульсный паяльник лучше выбрать для пайки микросхем и для работы с печатными платами. Такой инструмент будет стоить дороже и используется в большей степени только для перечисленных работ.

Отдельно следует упомянуть о таком варианте исполнения, как паяльная станция. С ее помощью можно быстрее и качественнее осуществить пайку проводов и микросхем. Для радиолюбителей будет самым оптимальным решением!

Мощность

Что касается выбора мощности электрического паяльника, то тут следует учитывать следующие рекомендации:

• мощность до 10 Вт может использоваться для пайки простейших микросхем;
• от 20 до 40 Вт — это оптимальная мощность для применения в бытовых условиях;
• выбрать модель на 60-100 Вт целесообразно, если вы собираетесь паять провода;
• свыше 100 Вт домашним мастерам не стоит использовать, т.к. у таких приспособлений своя специфическая сфера применения (пайка радиаторов, металлических деталей и и т.д.).

Дополнительные возможности

Также при выборе паяльника следует обратить внимание на такие моменты, как:

Это и все советы, которые мы хотели вам предоставить. Как вы видите, существует множество нюансов, на которые нужно обращать внимание при выборе паяльника для дома.

Подводим итоги

Итак, вы изучили основные критерии, по которым осуществляется выбор инструмента для пайки проводов и микросхем. Теперь еще раз вкратце подведем итоги, чтобы закрепить изученное:

1. Для печатных плат и микросхем лучше выбрать импульсный паяльник либо спиральный, но мощностью не более 30 Вт.
2. Для соединения проводов и остальных электромонтажных работ подойдет газовая модель либо электрическая, мощностью от 60 до 100 Вт.
3. Чтобы паять металлические детали нужен мощный аппарат (от 100 Вт и более).

Иметь в наличии данное устройство в качестве инструмента у себя дома сегодня нет особой нужды. Если произошла поломка бытовых приборов, сотовых телефонов, радиотехники, всегда можно обратиться к специалистам, отнести сломанную вещь в сервис, да и в сложной электронике разбирается далеко не каждый. Работа требует навыков, кропотливого труда при спайке мелких деталей.

Паять, конечно, занятие нужное и интересное, при желании научиться правильно использовать прибор, стоит ознакомиться с паяльником поближе, почитав подробные инструкции о разновидностях, принципе работы устройства, его предназначении в быту и использовании в разных сферах жизнедеятельности человека.

Паяльник – что такое

Паяльник электрический – ручной прибор, предназначенный для скрепления между собой металлических компонентов путем спайки. Спайкой для соединения металлов служит олово, медь, свинец, никель. Сплавы при нагревании переходят в жидкое состояние и заполняют небольшие пустоты, зазоры, прочно спаивая детали между собой.

Описание прибора

Электрический прибор состоит из:

• стержня;
• нагревателя;
• жала;
• держателя;
• электрического шнура с вилкой для подсоединения к сети.

Паяльник работает от сети 220 Вт., в промышленности применяются модели с мощностью в 360, 680, 850, 1200 Вт., создан для спайки деталей в домашних, или промышленных целях и призван соединять между собой различные металлические элементы, широко применяется в электронике, радиотехнике.

Внутрь устройства встроен электронагревательный элемент в виде нихромовой спирали в оболочке из слюды, керамики. Сверху элемент защищен от металлическим кожухом, чтобы работающего случайно не ударило током.

Принцип работы

Принцип работы прост:

1. Паяльник включается в сеть.
2. Красный медный стержень при включении прибора нагревается до той температуры, при которой припой начинает плавиться.
3. Далее тепло передается жалу прибора. Медное жало при соприкосновении с припоем расплавляет его, детали нагреваются и спаиваются между собой.

Области применения

Широко применяется паяльник в промышленности, для спайки микросхем в телефонах, радио, телевизорах, медных труб, проволоки. Дома для починки медной посуды, мелких деталей.

Виды

Паяльники бывают:

• Электрическими , с долговечным и практичным нагревателем в виде спирали. С помощью электрической станции паять можно быстро и качественно, но управлять ей новичку не под силу, необходим опыт в работе, ряд практических навыков.
• Керамическим , с более мощным нагревателем в приборе.
• Индукционным , нагрев которого осуществляется за счет катушки индуктора. Катушка создает магнитное поле для наконечника, в результате чего нагреваются сердечники и можно приступать к спайке. Потеря магнитных свойств приведет к прекращению нагрева Данные паяльники значительно дорогие, не надежные и далеко не практичные.
• Автономными , спайкой для прибора служит газ.
• Аккумуляторными , работающими на маленькой мощности всего до 15 Вт.
• Импульсными , в виде пистолета. Нажимаете на курок, удерживаете до определенной температуры нагрева наконечника. При спуске курка устройство перестает нагреваться и начинает медленно охлаждаться.

Предназначение

• для труб систем канализации, водопровода в случае появления трещин, щелей, способствующих протечке воды;
• для дома, можно паять прохудившуюся посуду, мелкую металлическую утварь, сварочные кабеля;
• для микросхем, мелких чипов в электронике, теле – радио приборов, автомобильных проводов, разъемов.

Критерии выбора

При выборе прибора учитывайте следующие характеристики:

• Тип нагревателя.
• Мощность. Традиционная мощность прибора для спайки, распайки микросхем – от 3 до 12 Вт, для спайки бытовых приборов – от 20 до 40 Вт, для спайки с проводом в большом сечении – от 60 до 100 Вт, для спайки посуды, радиатора в машине, металлических изделий больших размеров – от 100 до 150 Вт. Если устройство нужно для использования дома, в быту, то лучше приобрести сразу два, с разной мощностью. В зависимости от поломки для успешной и прочной спайки может потребоваться прибор с небольшой мощностью до 40 Вт, при крупных работах прибор потребуется мощнее – до 100 Вт.
• Напряжение питания обычно стандартное – 220 Вт. Многие модели рассчитаны при работе именно на это напряжение. Для неосведомленных пользователей все так и этого много, более безопаснее небольшие приборы для хозяйственных нужд с напряжением не выше 36 – 40 Вт. Если нет розетки, или нужно спаять в труднодоступном месте, лучше выбрать прибор с питанием 12.18.24, либо приобрести газовую модель.
• Форма и термостойкость жала очень важны при выборе данного устройства. В продаже жало можно найти любой формы в виде лопатки, конуса, иголки. Лопаткой пользоваться гораздо проще и удобнее. Приобретите набор жал, паять микросхемы лучше плоским широким жалом, плоские тонкие конические жала также со временем найдут свое применение.

При выборе паяльника важно учитывать термостойкость жала, устойчивое при резком нагреве, к резким перепадам температуры. Выбирайте жала термостойкие, паяльник прослужит дольше.

При выборе обратите внимание на ручку, она должна быть термоизолированной от основной нагревающей части, также ручка должна регулировать длину самого жала.

Электрический паяльник способен нагреваться до 300 градусов, не кладите его горячим на поверхность стола. Хорошо, если в дополнении к прибору при покупке вы приобретете специальную подставку, не произойдет порчи имущества, возможного воспламенения конструкции.

1. Вы знакомы с устройством и имеете определенные навыки, то приобретите сразу паяльную станцию. В отличие от простого электрической модели за счет станции можно:
   • управлять диапазоном нагрева, сжечь элементы при спайке у вас не получится;
   • поддерживать температуру жала в норме, во избежание его перегрева;
   • не приобретать нужные мелкие элементы отдельно, станция оснащена всем необходимым: подставкой для паяльника, ванной для чистки губки.
2. Если вы – новичок и нужен паяльник для домашних целей, выберите модель с мощностью не более 40 Вт, а также с функцией по регулированию температуры.
3. Не покупайте первый прибор со множеством разных функций, сначала освойте азы при работе с устройством. Для домашнего использования вполне подойдет простое и недорогое устройство.
4. При покупке обратите внимание на напряжение паяльника, более безопасны модели от 12 до 24 Вт.
5. Неплохой выбор при отсутствии определенных навыков – газовые модели. После прочтения прилагаемой инструкции вы быстро научитесь им пользоваться.
6. Приобретите жала в наборе. Под рукой всегда удобно иметь жала разной формы, в хозяйстве пригодятся, мало ли что предстоит паять в дальнейшем.
7. При нагреве прибора держитесь только за изолированную ручку, иначе можно обжечь себе руки.
8. Храните инструмент на полке, можно в кладовке, либо в квадратном керамическом горшке, мелкие детали не растеряются, будут всегда в сборе.
9. Образующиеся отходы при спайке лучше сразу выкидывать, не раскидывать по полу, можно поскользнуться.
10. Кроме паяльника лучше сразу приобрести дополнительно подсобный инструмент в виде:
    • кусачек для удаления изоляции, перекусывания провода, деталей на выводе;
    • пинцета для перемещения к месту спайки мелких деталей, особенно при работе с микросхемой;
    • медицинского скальпеля;
    • канцелярского ножа;
    • тонкого шила;
    • иглы от шприца.
11. Только выбрав инструмент правильно, вы сможете выполнять работы качественно, спаивать детали надежно и долговечно. Конструкция, мощность устройства различны. Учитывайте основные критерии при выборе, ознакомьтесь с инструкцией при покупке, с комплектующими к устройству.
12. Мощные паяльники в основном предназначены для промышленных целей. Дома вам достаточно будет иметь устройство с мощностью не более 100 Вт.
13. Храните инструмент в укромном от детей месте. Не допускайте попадания сырости, а также оставления устройства без надобности во включенном состоянии.
14. Современные модели сегодня оснащены целым перечнем дополнительных насадок, наворотов, порой совершенно не нужных в быту. При выборе обозначьте цели данного приобретения. Хранить в квартире громоздкие паяльные станции совершенно ни к чему, хотя на даче, в гараже, возможно, данный агрегат станет постоянным для вас помощником. Арсенал для паяльника на рынке постоянно модифицируется и пополняется, поэтому в некоторых случаях будет проще докупить нужные детали позже, по мере их надобности.

Довольно распространенным инструментом, который применяется в быту и промышленности, можно назвать электрический паяльник. Он требуется для проведения самой различной работы, что используется при ремонте электрооборудования и пайке проводов. Для того чтобы выбрать наиболее подходящий вариант исполнения рассматриваемого устройства нужно разобраться с особенности его конструкции и основными параметрами.

Надежность в работе и длительный срок эксплуатации обуславливается простотой рассматриваемой конструкции. Электрическая схема представлена сочетанием следующих элементов:

1. Источника питания, которым зачастую выступает бытовая сеть энергоснабжения. Также в продаже можно встретить портативные варианты исполнения со встроенным блоком питания.
2. Вилка с проводом требуется в том случае, если конструкция питается от бытовой сети.
3. Нагревательной рабочей частью паяльника является проволочная спираль. Она преобразует электричество в тепловую энергию, за счет чего и происходит нагрев обрабатываемых элементов при пайке.

Принцип действия электрической схемы довольно прост. Нагревательной частью паяльника является спираль нихромовой проволоки, при прохождении по которой тока происходит нагрев обмотки. По специальному проводящему элементу проходит передача тепла жалу паяльника.

Современные варианты реализации паяльника могут несколько отличаться. Однако, их основные элементы практически идентичны. Устройство паяльника можно охарактеризовать следующим образом:

1. Основным элементом конструкции считается нагревательный стержень, на которой есть обмотка трансформатора.
2. Для сохранения тепла и повышения значение КПД стержень вставляется в специальную изоляционную трубку. При ее изготовлении используется теплостойкая стеклоткань.
3. В зависимости от значения мощности может использоваться несколько слоев изоляционного материала.

Стержень вставляется в специальную изолирующую оболочку, а для безопасного использования устройства есть диэлектрическая рукоятка. Как правило, рукоятка изготавливается из теплостойкого пластика или древесины, применение металла не допускается.

При изготовлении наконечника часто применяется красная медь, так как она обеспечивает быстрый перенос тепла от источника к исполнительному элементу конструкции. Кроме этого, рабочий элемент должен выдерживать воздействие высокой температуры, которой достаточно для разогрева обрабатываемого металла.

Распределения припоя по поверхности совершается наконечником инструмента. Именно поэтому он изготавливается в клиновидной форме. Его длина может существенно отличаться, все зависит от области применения устройства и его предназначения.

Напряжение питания паяльников

Рассматривая виды паяльников также следует уделить внимание тому, какое рекомендуемое напряжение для питания. Как правило, большинство бытовых моделей, которые можно использовать для пайки микросхем, могут работать от стандартной сети 220 Вольт. Это связано с применение трансформатора. Напряжение 220 В для некоторых устройство может быть слишком высоким. Примером можно назвать случаи, когда должны применяться импульсные источники питания.

Отличительными особенностями, которыми обладают источники питания импульсных паяльников, можно назвать нижеприведенные моменты:

1. Нагревательным элементом выступает вторичная обмотка.
2. Конструктивные особенности обеспечивают быстрый нагрев жала.
3. Низкий показатель потребительской мощности.
4. Некоторые модели позволяют регулировать показатель мощности в узком диапазоне.

Схемы импульсных паяльников могут существенно отличаться, что во многом связано с тем, какая фирма занимается выпуском продукта. Примером можно назвать многочисленные китайские модели, характеризующиеся низкой надежностью.

Мощность нагрева паяльников

Мощность паяльника также может варьировать в достаточно большом диапазоне. Этот показатель считается одним из наиболее важных, учитывается при подборе более подходящей модели. От подобного показателя зависит также температуры нагрева и некоторые другие характеристики. К основным рекомендациям по выбору можно отнести следующие моменты:

1. Для работы с небольшими микросхемами подходит устройство, показатель мощности которого не более 25 ватт. Этого вполне достаточно для припаивания небольших элементов. Стоит учитывать, что слишком высокий показатель мощности может привести к тому, что при работе микросхема может оплавится.
2. Для спаивания толстых проводов используются устройства, показатель мощности которых составляет 40 ватт. Температуры, которую можно получить при подобном показателе, вполне достаточно для решения основных задач.

Как правило, с повышение рассматриваемого показателя существенно увеличивается и стоимость изделия. Это связано с конструктивными проблемами, которые возникают на момент производства устройства.

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.

Самодельный вариант исполнения не во многом будет уступать покупному, если сделать устройство согласно распространенным рекомендациям.