Електрически ютии за запояване: видове и дизайни

Съвременните електронни технологии се подобряват много бързо. Степента на интеграция на съвременните микросхеми е такава, че милиони транзистори се поберат в един случай, но самите случаи стават все по-малки и по-малки. Дискретните части - транзистори, кондензатори, резистори също са с малки размери, без олово. Всичко това е монтирано на дъски чрез SMD повърхностен монтаж. Частите са така плътно подредени, че е просто невъзможно да спойкате нещо с обикновен четиридесет ватов EPSN електрически поялник.

Вярно е, че някои експерти от поялника твърдят, че можете да спойкате всичко, което искате, дори с брадва. Може би това е така, но както се казва, не всеки се дава. Следователно е по-добре да използвате поялник, тъй като сега има много широк избор от инструменти за запояване. И за да си купите този инструмент, трябва да сте креативни и да не приемате всичко, което ви хваща окото.

На първо място, е необходимо да се определи за каква работа се купува електрически поялник. Ако планирате да споявате масивни части, например, автомобилни радиатори, медни тръби, калаени конструкции - като цяло, всичко, което има голям радиатор, ще изисква чукал с много голяма мощност. Такъв поялник често се нарича "брадва". Мощността на такива поялници достига няколкостотин вата. На фигура 1 е показано мощно запояващо желязо тип брадва.

Фигура 1. Чугунен поялник с мощност 200W

Разбира се, целта на такъв поялник е много специфична, може да не е необходима винаги и навсякъде. Поялка с мощност 25 ... 60W е по-подходяща за домашна употреба. От време на време те могат да извършват почти всички работи за запояване, за да поправят домакински уреди и дори спойка на печатни платки с изходни компоненти. Появата на такъв поялник е показана на фигура 2.

Фигура 2. EPSN запояващо желязо

Дизайнът на такъв поялник е неотделим, както е описано дори в инструкциите, приложени към него. Можете да кажете за този поялник, че нагревателят му е доста издръжлив, той изгаря много рядко, дори ако използвате поялника много интензивно. Често се случва, че медно жило изгаря и е заварено вътре в нагревателя толкова здраво, че е просто невъзможно да го вземете, в този случай трябва да закупите нов поялник.

За да не се случи това, се препоръчва периодично да отстранявате върха от поялника и да го почиствате от окислителни продукти. В този случай черният прах се разлива от самия поялник. Всичко това е добре, когато четете, но в повечето случаи те просто забравят за това и все пак изхвърлят напълно работещ поялник.

Преди да използвате нов поялник, върхът на върха трябва да бъде покрит с калай. За да направите това, първо трябва да загреете поялника и след това горещо отстранете оксидите с малък файл, бързо потопете почистения край в колофон и след това в спойката. В резултат на работната повърхност на жилото остава капка спойка. Ако това не бъде направено, тогава жилото ще стане черно и просто няма да успее да разтопи спойката.

В процеса медното жило постепенно се разтваря в спойката и върху нея се образуват черупки и се появяват оксиди. Става невъзможно да се работи с такъв ужил и отново е необходимо да го коригирате с файл и да го обслужвате. И така, докато от жилото остане малко парче. Това жило трябва да се промени.

Малко по-малко ужилване ще изгори, ако се удари до желаната форма преди употреба: върху повърхността на медно жило се образува нит, по-твърд слой метал. Именно този нит е по-устойчив на избледняване.

Домашни дизайни на електрически ютии за запояване

Понякога се случва поялник, дори с мощност само 25W, да е твърде голям, за да спойка малка част. В този случай медната жица, навита около върха, може да помогне, както е показано на фигура 3.

Фигура 3. Намаляване размера на жилото чрез навиване на медна тел

Такова импровизирано жило първо трябва да бъде облъчено, както беше написано малко по-горе. Разбира се, този дизайн е краткотраен, но е достатъчно да се направят няколко дажби.

По едно време радиолюбителите предложиха много дизайни на миниатюрни електрически ютии за запояване. Много от тях бяха дори много добри, но, за съжаление, бяха необходими някои стругове и метални изделия за изработката им. В домашни условия да направите такъв поялник е просто невъзможно.

Но нашият народ, проявявайки творчески подход, измисля миниатюрни поялници от импровизирани средства. Два от тези дизайни са публикувани в списание Радио № 1 2011. Първият от тях е показан на фигура 4. Той се основава на горелка за дърва, която мнозина са използвали в детството.

Фигура 4. Запояващо желязо от горелка за дърва

Дизайнът на поялника е ясен от фигурата. Достатъчно е да навиете плътно медна жица с диаметър милиметър и половина върху спиралата на горелката и, разбира се, да облъчите, в края на краищата, поялник! Полученият импровизиран ужил е много подобен на дизайна, показан на предишната фигура. Авторът на поялника О. Иванов от град Владимир.

Безспорното предимство на този дизайн е, че температурата на горелката е регулируема, което означава, че е възможно да се регулира температурата на нагряване на получения поялник.

Авторът на друго импровизирано запояващо желязо А. Филипов от п. Нюксеница от района на Вологда. Конструкцията на поялника е показана на фигура 5.

Фигура 5. Импровизирано спояващо желязо А. Филипова

Като накрайник за поялник се използва медна жица с диаметър 1,6 мм и дължина около 60 мм, върху която е навита „спирала“ от медна тел PEV-2 с диаметър 0,16 мм. Намотката се прави кръгла към кръгла, като се отдалечава от жилото с 8..10 мм, дължината на намотката е приблизително 35 мм. Преди първото включване ролята на изолацията между завоите се изпълнява от емайла, с който е покрита жицата.

След изгарянето на спиралата ролята на изолацията играе окисът, който се появява върху проводниците, което е напълно достатъчно при ниско захранващо напрежение. Обратният край на спояващия прът е огънат от пръстен и е прикрепен към дръжката от твърда гума с един винт. Захранващото напрежение се захранва от гъвкав проводник с напречно сечение най-малко 0,75 mm2.

Поялото трябва да се подава през регулируем стабилизатор на тока с галванична изолация от мрежата. При захранващо напрежение от около 5V консумираният ток е в диапазона 2 ... 2.5A, което осигурява достатъчно загряване на медната "спирала". При тези параметри мощността на поялника е P = U * I = 5 * 2.5 = 12.5W.

Като се има предвид, че токът на изгаряне на меден проводник с диаметър 0,16 мм е 6А, дизайнът е доста издръжлив. Авторът твърди, че той използва такъв поялник от няколко години, въпреки че в началото дизайнът е бил замислен като за еднократна употреба.

Домашните електрически ютии за запояване се превръщат в история на историята, тъй като китайската индустрия вече е овладяла много широка гама от спояващо оборудване. Можете да закупите всеки запояващ ютия за всякакви цели. На първо място запояващите ютии се различават по дизайна на нагревателя.

Керамични и нихромни нагреватели

Когато купувате електрически поялник, помислете за типа нагревател.

Нихромен нагревател е спирална навивка върху керамична основа, във вътрешния отвор на който е поставен запояващ прът. Някои от най-модерните нагреватели имат интегрирана термодвойка, което позволява да се стабилизира температурата на отопление. Дизайнът на нихромен нагревател е показан на фигура 6.

Фигура 6. Нихромен нагревател

Тук е показана и негорима спояваща пръчка. Самата тя, разбира се, е направена от мед, а отвън е покрита със слой от никел.В никакъв случай не трябва да се подават такива барове с файл, за да се облъчи, въпреки че много потребители се оплакват, че подобно ужилване е лошо, те не държат спойка върху себе си.

Не е останало нищо как да спойка само с подаване на спойка: поялник в едната ръка, тънка тел от спойка в другата и дъска под тях. И тогава да кажа, че при незаслужено жило спойката се топи лошо. Класическо запояване Според метода той потопи поялника в спойка, грабна капка, прехвърли го на дъската, по принцип невъзможно.

Какъв е проблемът тук и как да го решим? Това е описано тук: Как да облъчваме огнеупорно жило на фиби

Модерните запояващи ютии се произвеждат основно с керамични нагреватели. Технологията на производство на такива нагреватели е доста сложна и овладяна от няколко известни компании. На първо място това са споменатите току-що компании Weller, Hakko, Ersa и някои други.

Керамичният нагревател е много издръжлив. Ако конвенционалният нихромен нагревател при запояване в индустриален мащаб (няколко хиляди дажби на смяна дневно) стане неизползваем след около шест месеца, тогава керамичните нагреватели служат години наред, разбира се, при внимателна употреба.

Основното предимство на керамичните нагреватели е висока скорост на нагряване: поялникът достига работния режим само за 30 секунди. По принцип не е особено важно колко бързо поялникът загрява първия път, когато е включен. Тази скорост е важна за работата на термостата, тъй като колкото по-бързо се нагрява върхът, толкова по-стабилна е температурата на запояване.

Фигура 7 показва нагревател за запояване Ersa TechTool за използване в станции за запояване.

Фигура 7. Керамичен нагревател Ersa

Лесно е да забележите, че зоната на нагряване на керамичния нагревател е разположена в края на кухо жило, поради което главно частта е по-близо до точката на запояване, която се нагрява. Много близо до точката на запояване е термодвойка. Тази подредба на термодвойката осигурява бърза реакция на електронния блок дори на незначителни температурни промени в точката на запояване. Именно тук влияе високата скорост на нагряване на керамичния нагревател.

Подмяната на върха се извършва с помощта на пластмасова гофрирана гайка, която остава студена, дори когато поялникът се нагрява до 400 градуса. Това ви позволява да смените върха само за 30 секунди, без да чакате поялникът да изстине. Ето такъв високотехнологичен керамичен нагревател.

TechTool запояващо желязо е скъпо. Дори предложението му в онлайн магазините "на ниски цени" води до сумата от 7750 рубли (без електронен блок за управление). Когато те не са съблазнени от ниски цени, този поялник може да бъде закупен за 8 257,00 рубли. Но радиолюбителите не трябва да се страхуват от такива цени, тъй като това са цените на спояващите ютии от професионален клас, предназначени за непрекъсната работа на цяла смяна.

За любителски цели можете да изберете по-евтини модели Ersa, например, поялник с терморегулатор PTC 70, чийто външен вид е показан на фигура 8. Дори в не най-евтиния магазин за чипове и дипове те искат 3 710 рубли, което не е добър инструмент толкова скъпо.

Фигура 8. Запояващо желязо с регулиране на температурата PTC 70

За не много честа употреба за любителски цели е доста подходящ и поялник с китайско произведение: нека е малко по-лошо, но цената е добра.

Сменяемите ужилвания се поставят върху керамичен нагревател и се държат от пружинно резе. В дръжката на поялника е скрит аналогов стабилизатор на температурата, сензорът на който е самият нагревателен елемент, тъй като съпротивлението му варира в зависимост от температурата на нагряване.

Между другото, такива температурни стабилизатори се предлагат в любителски дизайни на радио за конвенционални пояси за запояване на EPSN. Колелото за регулиране на температурата се извежда към дръжката на поялника, както е показано на фигура 9.

Фигура 9. PTC 70 Копче за настройка на температурата на поялника

Захранващо напрежение за поялник 220V, мощност на нагревателя 75W. При тези параметри на керамичния нагревател температурата на върха ще се поддържа много стабилна, поялникът няма да се придържа към дъската, защото колкото по-мощен е нагревателят, толкова по-бързо върхът ще се нагрее.

Такъв поялник може да спойка тънки следи от отпечатано окабеляване и достатъчно големи части, без да се страхува от прегряване или охлаждане на поялника. За поялник има цял набор от накрайници, подходящи за различни работи за запояване.

Някои производители крият най-тънката нихромна спирала вътре в керамичен цилиндър и наричат ​​този нагревател керамичен. Може би това е такъв търговски трик, но нагревателят все още е нихром. В истински керамичен нагревател самата керамика се нагрява.

Железите за запояване с такъв нагревател често се извършват и с термостабилизатор в дръжката, но има и без него. Някои модели имат вградена термодвойка, можете да ги използвате само ако имате външен електронен блок. Такива комплекти се наричат ​​станции за запояване.

Схемата е доста проста и лесна за повторение. Сигналът на термодвойката, вградена в поялника, се усилва и подава сравнителен, Веднага щом напрежението на термодвойката достигне зададеното ниво, нагревателят се изключва. Използва се цифров индикатор за посочване на зададената температура, въпреки че по принцип можете да направите без нея. Красотата на този дизайн е, че не е необходимо да програмирате микроконтролер, което просто не е във веригата.

Статията предоставя подробно описание на схемата, препоръки за пускане в експлоатация, чертежи на печатни платки. Всичко това ще помогне да се сглоби такава запояваща станция бързо и лесно. Появата на авторската версия на домашно запоена станция е показана на фигура 10.

Фигура 10. Външен вид на домашна станция за запояване

Съвет за запояване

Модерните запояващи ютии са оборудвани с цял набор от взаимозаменяеми накрайници, подходящи за всички случаи. Един от тези комплекти е показан на фигура 11. Появата на поялника SR971 е показана на фигура 12.

Продажбата на поялника е оборудвана само с един конусен накрайник, така че трябва да купите останалите накрайници допълнително. Мощността на керамичния нагревателен елемент е 25W при захранващо напрежение 220V. Върхът на поялника е заземен, което позволява запояване на елементи, чувствителни към статично електричество. Монтажният накрайник е лесен за инсталиране, което позволява различни работи при запояване. За да направите това, достатъчно е да развиете гайката с набраздената повърхност, да смените жилото и да завиете гайката назад.

Формата на дръжката на поялника е доста ергономична, теглото на поялника е малко, доста удобно е да се работи с такъв инструмент. Единственото нещо, което донякъде засенчва всички предимства, е липсата на вграден регулатор на мощността.

Фигура 11. Комплект накрайници за замяна на поялник SR971 с керамичен нагревател

Фигура 12. Поялно желязо от SOLOMON SR971

Когато работите с SMD компоненти, изобщо не си струва да имате накрайник тип „щепсел“ и накрайник с мини вълна: първият е предназначен за запояване на малки неща като резистори и кондензатори, а вторият позволява запояване на много-пинови части в равнинни случаи, без да се страхувате, че спойка ще попадне между клемите.

Фигури 13 и 14 показват фрагменти от таблица с накрайници на Weller, от които можете да изберете и поръчате желания съвет. В допълнение, Weller защитава ужилванията си с лазерно гравиране, тъй като има достатъчно фирми, които да фалшифицират оригиналните ужилвания.

Използването на такива фалшиви китайски ужилвания често прави запояващото оборудване неизползваемо, а поялките за запояване на Weller са много скъпи. Дори тези, които се занимават с запояване на професионално ниво, не винаги се осмеляват да закупят такова оборудване.

Фигура 13. Щепсел тип тип

Дори е много удобно: донесете такова жило към резистора, двата края се нагряват веднага и остава само да премахнете частта от дъската.

За такива операции в арсенала на спояващо оборудване има специален инструмент - термични пинсети. Можете веднага да нагреете частта и да я извадите от дъската. Всъщност това са два пояса за запояване, комбинирани в общ дизайн. Такъв инструмент е много скъп, но, както показва практиката, можете да направите без него.

Фигура 14. Тип на ужилване „миниволна“

Върху работната повърхност на жилото има малка сферична вдлъбнатина (показана с пунктирана линия), където се събира разтопена спойка. На следващо място се извършва ужилване на заключенията на плоска микросхема, естествено инсталирана на дъската, и подаването на спойка протича към изводите и коловозите на дъската.

Много е удобно, не е нужно да тлъскате отделно във всеки изход на микросхемата, всичко се оказва сякаш само по себе си. Тази технология увеличава производителността на ръчното запояване поне десет пъти, а също така подобрява качеството.

Изглежда, че такова ужилване може елементарно да бъде направено от обикновена мед: няма какво да се направи, освен да се пробие малка и не много дълбока дупка на правилното място. Но точно тези малки размери ще доведат до факта, че такова ужилване бързо ще изгори, няма да остане и следа от мъничка дупка. Но ако има нужда от запояване на една или две микросхеми, тогава такова ужилване е доста подходящо.

Собствената "минова вълна" (като опция "микровълнова фурна") е направена с хром покритие, което не гори, а върхът на жилото е химически калайдисан. Овлажняемостта на такова жило е великолепна, което е може би най-важното условие за висококачествено запояване.

Технологията за инсталиране и демонтиране на микросхеми в равнинни корпуси е описана достатъчно подробно в статия на В. Баринов „Монтаж и демонтаж на микросхеми в корпуси с малък размер с равнинни изводи“. Статията е публикувана в списание Радио 1, 2010, с. 25.

Индукционен поялник

Всички споменати по-горе поялници използват нагреватели от различни видове, топлината от които се предава на върха на поялника и е необходима електронна схема за стабилизиране на температурата. Индукционните запояващи ютии са подредени по съвсем различен начин, при което самото жило се нагрява от високочестотни токове и служи като нагревателен елемент. И не е необходим керамичен или нихромен нагревател. Принципна схема на индукционен поялник е показана на фигура 15.

Фигура 15. Устройство за индукционно запояване

Поялката е изработена от мед, а гърбът й е покрит с феромагнитна сплав от желязо и никел. В тази част на върха е индуктор, захранван от напрежение с честота 470KHz. Високочестотните трептения индуцират повърхностни токове в сърцевината, които загряват желязо-никеловото покритие, което има магнитни свойства и достатъчно голямо електрическо съпротивление в сравнение с медта. Комбинацията от тези свойства води до нагряване на феромагнитното покритие.

Топлината от нагретия слой загрява цялата сърцевина, отива вътре, охлаждайки феромагнитния слой, защото вътре в сърцевината има мед! Покритието се нагрява, докато температурата на цялото ядро ​​достигне точката на Кюри. Това е температурата, при която феромагнитното покритие губи своите магнитни свойства. По-просто казано, обикновен железен пирон при подходяща температура вече няма да бъде привлечен от обикновен постоянен магнит.

Със загубата на магнитни свойства повърхностният ефект престава да действа и високочестотните токове навлизат вътре в медното ядро, където те не причиняват никакво нагряване. Тъй като медта не реагира на магнитни полета, абсорбцията на енергия от магнитното поле спира, а нагряването на сърцевината също спира, тъй като температурата на върха достига точката на Кюри.

По време на процеса на запояване накрайникът отдава натрупаната топлина за стопяване на спойка и загряване на запоените части. Температурата на върха пада под точката на Кюри, магнитните свойства на покритието се възстановяват и нагряването започва.Освен това, колкото по-масивни са запоените части, толкова по-бързо ядрото има склонност да се охлажда, колкото по-далече е от точката на Кюри, толкова по-голямо е влиянието на повърхностните течения.

С други думи, отоплителната мощност, скоростта й се приспособяват към условията на запояване: колкото по-интензивно се приема топлината, натрупана от жилото, толкова по-силно се нагрява жилото. Не е чудно, че тази технология за отопление се нарича Smart Heat, което може да се преведе като „интелигентна топлина“. Разработката на индукционен запояващ желязо, както и самата технология Smart Heat, принадлежи на американската компания Metcal.

Красотата на тази технология се крие и във факта, че тя не изисква сложни електронни вериги за поддържане на температурата, защото не е тайна, че най-модерните запояващи станции се управляват от микроконтролери и имат доста сложни вериги. И тогава всичко се случва поради самото жило на запояване! Достатъчно е да го захранвате с високочестотно напрежение.

И тук може да възникне въпрос: продавачите могат да се използват различни, всеки има своя собствена точка на топене. Как да промените температурата на нагряване на върха за конкретен тип спойка?

Оказва се, че всичко е просто. Поялото е оборудвано с няколко накрайника на патрона, всеки със собствена температура, което зависи от химичния състав на феромагнитното покритие. Просто вземете друга касета и използвайте конектора, за да я поставите в дръжката на поялника.

Използват се главно касети от серия 500, 600 и 700. Тези числа показват температурата на нагряване по скалата на Фаренхайт. Всяка серия има набор от съвети с различни форми, подходящи за работа при запояване. Но с точка Кюри, поялките за запояване не са само индукция.

Преди около петнадесет години вече са произведени поялници с механичен температурен регулатор. Те имат най-често срещания нихромен нагревател, но в задната част на поялника има малка феромагнитна таблетка, към която се изтегля магнит, който контролира работата на микропревключвателя. Веднага щом накрайникът се нагрее до работна температура, до точката на Кюри се чува щракване вътре в поялника и нагревателят се изключва. С известно понижение на температурата контактът щраква отново, жилото започва да се нагрява.

За да промените температурата на нагряване, в комплекта на поялника са включени няколко съвета с различни точки на Кюри.

Други конструкции за запояване

Историята за поялките за запояване ще бъде някак непълна, ако не споменавате други, може би да се каже, екзотични видове. На първо място, това са автономни запояващи ютии, които не изискват връзка с електричество. Някои от тях все още консумират електричество от батерията или дори батерии, вградени в писалката.

Други ютии за газово запояване работят като обикновена газова факла, те нагряват само върха на поялника. Ако жилото е отстранено, тогава се оказва просто газова горелка.

По своите свойства на „запояване“ газовите запояващи ютии едва достигат най-добрите електрически ютии за запояване. Това е посочено от всеки, който някога е използвал това чудо на технологията.

Единственото предимство на газовите и всякакви други автономни поялници е независимостта от електрическото окабеляване: можете да спойкате нещо дори в чисто поле. Но, слава Богу, такива упражнения не се правят често. Ето защо е по-добре да използвате електрически поялник.

Борис Аладишкин

Прочетете също по тази тема: Как да изберем станция за запояване