Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 1

Паяльник своими руками

Импульсный мини-паяльник

Импульсный мини-паяльник обычно изготавливают из трансформатора. Для этого необходимо разобрать его корпус и снять с него «родную» вторичную обмотку. Вместо неё надо установить свою, изготовленную самостоятельно медную обмотку.

На практике зачастую хватает двух-трёх витков медной проволоки миллиметровой толщины. К новой обмотке следует подсоединить жало мини-паяльника, в качестве которого тоже может выступать медный провод.

Этот трансформатор с изменённой обмоткой размещается в заранее приготовленном корпусе, например, в форме строительного пистолета. На месте «курка» стоит установить кнопку для включения инструмента. А на месте «ствола» пистолета устанавливается стойка из материала-диэлектрика. К этой стойке аккуратно прикрепляется уже находящееся здесь жало.

Для наглядности в цепь мини-паяльника можно вставить светодиод, который будет зажигаться при нажиме на кнопку.

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.

Схема регулятора мощности паяльника

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

Изготовление жала паяльника

Жало — самый простой, но, тем не менее, ответственный узел паяльника.

Жало паяльника

Медная проволока должна быть диаметром 1-2 миллиметра, крепить ее к токопроводным шинам следует болтовыми соединениями с шайбами. Если под рукой найдутся цанговые соединения на такой диаметр- то паяльник приобретет намного более эстетичный вид.

После нескольких пробных паек, возможно, придется изменить диаметр проволоки. Слишком тонкая будет перегреваться сама, и перегревать припаиваемые детали, слишком толстая, напротив, будет медленно прогреваться, задерживая основную работу.

Подбором толщины проволоки надо добиться разогрева жала до стабильной температуры за 5-7 секунд. Чрезмерное увеличение толщины приведет к росту потребляемой мощности и к перегреву вторичной обмотки выходного трансформатора. В ходе пробных паек нужно обязательно проверять степень ее нагрева, не допуская тления или даже воспламенения изоляции.

Как залудить паяльник с медным жалом

Лужение паяльника – работа  несложная и обычно не вызывает затруднений. Если поверхность стержня хорошо подготовлена и зачищена- то и оловянно-свинцовый, и серебряный припои хорошо ложатся на нее.

Паяльник с медным жалом

Зачищать поверхность стержня необходимо до состояния новой детали. Сначала надо работать крупной шкуркой, выровнять поверхность и придать ей требуемую форму. Если есть техническая возможность, неплохо подвергнуть поверхность полировке — так она будет медленнее окисляться.

Есть еще один прием – оковка. Для этого жало следует вытащить из нагревателя и, подобно кузнецу, уларами молотка отковать на наковальне (или массивных тисках). Уплотненная таким образом поверхность будет также окисляться гораздо медленнее.

После механической обработки настала пора собственно залудить жало. Опытные пайщики рекомендуют различные способы:

  • Поместить канифольную банку несколько кусков припоя. Нагреть паяльник и окунуть туда зачищенный наконечник. Канифольный расплав канифоли выступит в качестве флюсовой присадки и не даст металлу покрыться оксидным слоем. Вместо этого он будет покрыт слоем олова. Далее нужно взять квадратик грубого натурального сукна и протереть свежезалуженный кончик. При этом олово разотрется по поверхности и прекрасно к ней прилипнет. Минус метода — много дыма и резкий запах.
  • Следующий способ залудить кончик дает меньше дыма, но потребует больше труда. Кусок грубого натурального сукна нужно разложить на гладкой дощечке, не него насыпать дробленую канифоль или положить целый кусок. Зачищенный кончик макнуть в канифоль, натереть поверхность прутком припоя. Эту операцию придется повторить неоднократно, после чего натереть рабочую поверхность о наканифоленное сукно.

Паяльник с медным жалом требуется залудить каждый раз перед пайкой и обязательно — после хранения в бездействии.

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.


Паяльник, припой и сосновая канифоль

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 ).

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.

Идея №1 – Используем резистор

Первая и наиболее простая технология изготовления электрического паяльника своими руками – с использованием мощного резистора. Устройство будет рассчитано на работу при напряжении от 6 до 24 Вольт, что позволит питать его от различных источников тока, и даже сделать переносной вариант, питающийся от автомобильного аккумулятора. Для того чтобы самостоятельно изготовить инструмент, Вам понадобятся следующие материалы:

  • Советский проволочный резистор (ПЭВ), покрытый керамической изоляцией сопротивлением 20 Ом и мощностью 7 Ватт. Можно выбирать компоненты и с другими характеристиками, в зависимости от того, на какую мощность вы хотите сделать паяльник и от какого напряжения планируется его питать. Вот простейшая формула для расчета: R = U²/P. Где R – сопротивление, измеряемое в Омах; U – напряжение, которым планируется питать паяльник, в Вольтах; P – желаемая мощность нагревателя в Ваттах. Эту деталь можно купить на рынке или в магазине радиодеталей, а также вытащить из старого советского прибора.
  • Текстолитовая или фанерная пластина для изготовления удобной ручки. Можно использовать и другие токонепроводящие материалы, которые смогут выдержать высокие температуры, например, некоторые виды пластика.
  • Два медных прутка различного сечения. Тот, который потолще, выбирается строго по внутреннему диаметру резистора. От этого будет зависеть качество передачи тепла от нагревательного элемента к жалу, а следовательно, и время нагрева, удобство работы. Второй должен быть тоньше, он будет выступать в качестве жала. С помощью напильника его нужно будет заточить под удобную вам форму. Основные типы жал представлены на картинке. Сразу же хотелось бы отметить, что самым удобным является вариант по типу плоской отвертки, так как на нем удобно переносить припой к месту работы, и возможно как пропаивать массивные контакты, так и выполнять тонкую работу.
  • Одно откушенное колечко пружинки (будет служить фиксатором), винтик и шайба. Все комплектующие Вы можете увидеть на фото ниже.

Чтобы самому сделать паяльник из резистора в домашних условиях, Вы должны выполнить следующие этапы:

  1. В торце толстого медного прута нужно просверлить отверстие и прогнать резьбу под винтик с помощью метчика. Также необходимо вырезать канавку под фиксатор, которым в нашем случае является кольцо пружинки. Сделать это можно с помощью треугольного надфиля или ножовки по металлу.
  2. Со второго торца просверлите отверстие диаметром, как у тонкого прутка, который будет выступать в роли жала мини паяльника.
  3. Все элементы стержня нужно собрать в одно целое, как показано на фото.
  4. Резистор подготавливается для крепления жала паяльника, которое нужно вставить и зафиксировать сзади винтиком с шайбой.
  5. Из текстолитовой или фанерной пластины нужно своими руками сделать удобную рукоятку с посадочным местом под резистор и провод. Для этого с помощью лобзика выпилите две одинаковые половины ручки и проделайте отверстия и углубления под винты и гайки.
  6. К выводам нагревателя необходимо подключить шнур для питания. Его обязательно нужно прикрутить на винты, чтобы контакт был надежным.
  7. Готовый самодельный паяльник скручивается и проверяется.

Обращаем Ваше внимание на то, что таким портативным пистолетом можно запросто паять микросхемы и даже сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Работать он может не только от блока питания, но и от аккумулятора

На форумах мы встретили множество отзывов, где данный вариант самоделки подключали от прикуривателя на 12 Вольт, это также очень удобно!

Обратите внимание, что при первом включении все паяльники могут некоторое время дымить и вонять. Это нормально для любой модели, так как выгорают некоторые элементы лакокрасочного покрытия

Впоследствии это прекратится.

Видео инструкция по изготовлению простейшего электроприбора

Регулятор температуры своими руками

Изготовление паяльника, имеющего регулировку своими руками требует знаний электротехники. При наличии опыта, предлагается изготовить механизм из обычного нагревательного элемента, мощностью 60 Ватт. Качественные соединения могут быть выполнены только при использовании балансира величины нагрева.Сборка производится путем реализации некоторых доработок и предполагают использование доступных материалов. Простейшая система включает:

  • тиристор модели КУ101Г;
  • резистор СП – 1;
  • диод, работающий при токе не менее 1А.

Схема терморегулятора для низковольтного паяльника

Монтаж модели возможен без применения платы, в корпусе блока питания любого размера. Соединение размещается на корпусе резистора, к которому примыкает разъем корректирования степени нагрева. Результатом можно получить регулируемый девайс с выходной мощностью до 60 Ватт.Схематичный чертеж для более мощных устройств включают несколько другие компоненты. Сборка производится на монтажной плате, за регулировку отвечает переменный резистор R2, который эксплуатируется в диапазоне от 50 до 100%. Максимально допустимая нагрузка – 300 Ватт, достаточное для бытового устройства.Варианты схем в зависимости от ограничителя мощностиМощность устройства можно регулировать несколькими способами, отличия состоят в применении полупроводникового контроллера, выполняющего необходимые задачи. Схемы могут быть построены с применением нескольких составных частей, в зависимости от назначения:

  1. Тиристор работает как электронный ключ, пуск тока производится в одном направлении. Строение осуществлено с наличием трех выходов, катодом, анодом, управляющим электродом. Подача импульса на электрод вызывает открытие тиристора, закрытие происходит после прекращения подачи или смены направления тока.
  2. Проводящие ток в обоих направлениях полупроводники называются симисторами. Корпус имеет управляющий затвор и силовые электроды, работа по сути близка к двум соединённым тиристорам.
  3. К конструкциям управляющих датчиков применяются известные радиолюбителям детали, такие как резистор, диод, конденсатор, микроконтроллер.

В большинстве случаев применяется тиристор или симистор, точная отладка регулируется с помощью добавленного схемой микроконтроллера.

Регулятор для паяльника

Регулятор напряжения, тока и мощности паяльника на микросхеме TC43200

Пример с низковольтным паяльником из резистора приведен выше не зря. Резистор ПЭ (ПЭВ) из хлама или с железного базара чаще всего оказывается неподходящего номинала под наличное напряжение. В таком случае нужно делать регулятор мощности для паяльника. В наши дни это гораздо проще даже людям, имеющим об электронике самое смутное представление. Идеальный вариант – купить у китайцев (ну, Али Экспресс, а то как же) готовый универсальный регулятор напряжения и тока TC43200, см. рис. справа; стоит он недорого. Допустимое входное напряжение 5-36 В; выходное – 3-27 В при токе до 5 А. Напряжение и ток выставляются отдельно. Поэтому можно не только выставить нужное напряжение, но и регулировать мощность паяльника. Есть, напр., инструмент на 12 В 60 Вт, а сейчас нужно 25 Вт. Выставляем ток в 2,1 А, на паяльник пойдет 25,2 Вт и ни милливаттом больше.

Бесконтактный паяльник

Если острой потребности в использовании инфракрасной паяльной станции нет, то для пайки может быть с успехом применен инфракрасный паяльник. Внешне он похож на обычный с той разницей, что вместо жала имеет нагревательный элемент.

Применение и устройство

Инфракрасный паяльник используется в условиях, когда контакт с выводами компонентов недопустим. Удобно им пользоваться и для пайки радиодеталей, так как часто у обычного паяльника на жале образуется нагар, и соединения получаются некачественными. Нагар приходится счищать, а на эти действия уходит порой довольно много времени.

В условиях домашней мастерской можно сделать простейший самодельный инфракрасный паяльник из прикуривателя автомобиля. Нагревательный элемент этого устройства отлично подойдет для изготовления инструмента.

Так как для нормальной работы прикуривателя нужен постоянный ток напряжением 12 Вольт, соответствующий бортовой электросети автомобиля, понадобится электропреобразователь, чтобы можно было использовать бытовую сеть переменного тока. Для этих целей можно с успехом применить блок питания для корпусов компьютеров.

Изготовление

Чтобы собрать инфракрасный паяльник, необходимо извлечь нагревательный элемент из корпуса прикуривателя. Далее к его контактам необходимо присоединить питающие провода. К центральному контакту, соответствующему «плюсу» автомобильной сети, можно подвести любой медный провод в изоляции.

К «рубашке» элемента, контактирующей в автомобиле с массой, необходимо подвести медный одножильный провод сечением не менее 2,5 кв. мм. К этому проводу уже можно припаять другой гибкий медный проводник.

Соединение необходимо изолировать на расстоянии примерно 2-3 см от нагревательного элемента, одев на соединение термоусадочную трубку. ПВХ изоляционную ленту использовать не стоит, так как она может расплавиться.

Для корпуса инфракрасного паяльного инструмента необходимо использовать любой стержень из тугоплавкого материала. Можно даже использовать неисправный паяльник, закрепив нагревательный элемент прикуривателя на жало.

Для этой цели используют стальные затягивающиеся хомуты. При этом необходимо следить, чтобы два питающих провода не соприкасались друг с другом неизолированными отрезками. Устройство соединяется с блоком питания гибким кабелем или электрошнуром достаточной длины.

Устройство и принцип работы паяльника

Миниатюрный низковольтный паяльник.

Эти приспособления работают от электрического тока бытовой сети с напряжением 220 В. Устройства могут иметь различную мощность в зависимости от области применения.

Устройство паяльника, изготовленного различными производителями, может иметь незначительные отличия. Основными элементами конструкции любого электрического приспособления для пайки, работа которого основана на использовании нагревательного элемента, являются:

  • стержень;
  • нагревательный элемент;
  • жало;
  • держатель;
  • электрический шнур для запитки от бытовой электросети.

Стержень, изготовленный из красной меди, нагревается при помощи нагревателя изготовленного из нихромовой проволоки определенного сечения или токопроводящей спецкерамики. Если в устройстве паяльника используется нихромовый нагреватель, то диаметр проволоки, из которой он изготовлен, зависит от мощности прибора. Нагрев стержня осуществляется до температуры плавления припоя. В изготовлении стержня нагревательного элемента применяется медь благодаря ее высокой теплопроводности. Нагревательный элемент передает тепло жалу инструмента.

Стержневой конец паяльника является рабочей частью инструмента, как правило, конец стержня имеет клиновидную форму. По этой причине этот конец стержня получил название жало.

Стержень паяльника закрепляется в металлической трубке. Для обеспечения его изоляции от нагревательного элемента вставляемый конец обматывается в изолирующий материал. Таким материалом, используемым в устройстве паяльника, может быть стеклоткань или слюда. Нихромовая нить наматывается поверх токоизолирующего материала.

Держатель паяльника имеет в своей конструкции канал, по которому проходит сетевой шнур, подающий напряжение на нагревательный инструмент. Держатель паяльника изготавливаться может из дерева или термостойкой пластмассы.

http:

Что это такое и зачем нужны?

Историей доказано, что пайка была изобретена человечеством почти 4 тысячелетия назад. Принцип работы первых паяльников был основан на нагревании рабочего элемента от открытого пламени огня. Горячими стержнями чаще всего соединялись золотые и серебряные изделия. Так продолжалось до 1896 года – именно тогда был получен патент на «аппарат электрического нагрева», получивший в дальнейшем название паяльник. Со временем это устройство совершенствовалось, становилось более удобным в работе.

Современные модели паяльников состоят из:

  • стержня (его другое название – жало) – это наконечник, имеющий заостренную форму, выполненный в виде конуса или визуально представляющий иглу со срезанной кромкой;
  • нагревателя;
  • рукояти (держателя), которая бывает прямой или изогнутой;
  • мягкого, прочного электрического шнура с надежной изоляцией с цельнолитой вилкой.

Принцип работы прост: при включении устройства в сеть происходит разогрев нагревательного элемента, от него тепловая энергия передается жалу. Стержень изготавливается из материалов с высокой проводимостью тепла, благодаря чему он быстро нагревается. Максимальная температура некоторых инструментов способна достигнуть 450 градусов.

Паяльники можно найти в арсенале многих мастеров. С помощью этого инструмента производят пайку различных электродеталей, соединяют провода. Его используют для:

  • ремонта деталей, выполненных из пластика;
  • восстановления радиаторов и бамперов;
  • ремонта металлической посуды, различных деталей;
  • работы с инженерными коммуникациями;
  • наладки бытовой техники, компьютеров и электроники.

Виды паяльных станций

Современный рынок предлагает радиолюбителям огромное количество всевозможных видов аппаратуры для пайки с разной комплектацией.

В большинстве случаев станции для пайки делятся на:

  1. Контактные станции.
  2. Цифровые и аналоговые устройства.
  3. Индукционные аппараты.
  4. Бесконтактные устройства.
  5. Демонтажные станции.

Первый вариант станций представляет собой паяльник, подключенный к блоку регулировки температуры.

Электрическая схема паяльной станции.

Контактные паяльные устройства делятся на:

  • устройства для работы со свинцовосодержащими припоями;
  • устройства для работы с безсвинцовыми припоями.

Устройства для пайки, позволяющие плавить безсвинцовый припой, обладают мощными нагревательными элементами. Такой выбор паяльников обусловлен высокой температурой плавления припоя без свинца. Безусловно, благодаря наличию регулятора температуры, подобные аппараты применимы для работы со свинцовосодержащим припоем.

Аналоговые аппараты для пайки регулируют температуру жала при помощи термодатчика. Как только наконечник перегревается, питание отключается. При остывании сердечника питание вновь подается на паяльник и начинается нагрев.

Цифровые устройства управляют температурой паяльника при помощи специализированного ПИД регулятора, который в свою очередь подчиняется своеобразной программе, заложенной в микроконтроллер.

Отличительной особенностью индукционных устройств является нагрев сердечника паяльника при помощи импульсной катушки. В процессе работы происходят колебания высоких частот, образующие в ферромагнетиковом покрытии аппаратуры вихревые токи.

Остановка нагрева происходит из-за достижения ферромагнетиком точки Кюри, после которой меняются свойства металла и прекращается эффект от воздействия высоких частот.

Бесконтактные аппараты для пайки делятся на:

  • инфракрасные;
  • термовоздушные;
  • комбинированные.

Самодельная инфракрасная паяльная станция состоит из нагревательного элемента в виде кварцевого или керамического излучателя.

Инфракрасные паяльные станции, по сравнению с термовоздушными, обладают следующими ощутимыми преимуществами:

  • отсутствие необходимости в поиске насадок на паяльный фен;
  • хорошо подходят для работы со всеми видами микросхем;
  • отсутствие термической деформации печатных плат из-за равномерного прогрева;
  • радиодетали не сдуваются воздухом с платы;
  • равномерный прогрев места пропая.

Зависимость температуры от времени пайки.

В большинстве случаев инфракрасные аппараты состоят из:

  • верхнего керамического или кварцевого нагревателя;
  • нижнего нагревателя;
  • стола для поддержки печатных плат;
  • микроконтроллера, управляющего станцией;
  • термопар для контроля текущих температур.

Термовоздушные станции для пайки используются для монтажа радиодеталей. В большинстве случает термовоздушными станциями удобно паять компоненты, находящиеся в SMD корпусах. Такие детали имеют миниатюрные размеры и хорошо паяются по средствам подачи на них горячего воздуха из термофена.

Комбинированные устройства, как правило, сочетают в себе несколько видов паяльного оборудования, например, термофен и паяльник.

Демонтажные станции комплектуются компрессором, работающим на втягивание воздуха. Такое оборудование оптимально подходит для снятия излишков припоя или демонтажа ненужных компонентов на печатной плате.

Все мало-мальски приличные станции для пайки компонентов в разных корпусах, имеют в наличие такое дополнительное оборудование:

  • лампы подсветки;
  • дымоуловители или вытяжки;
  • пистолеты для демонтажа и всасывания излишков припоя;
  • вакуумные пинцеты;
  • инфракрасные излучатели для прогрева всей печатной платы;
  • термофен для прогрева определенного участка;
  • термопинцет.
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации