То это может быть интересно. Умение изменить напряжение питания у паяльника рассчитанного на 220 В кроме всего прочего позволяет вернуть в строй уже перегоревший. И использовать его в дальнейшем например с импульсным блоком питания от импортного телевизора, который на выходе даёт ровно половину сетевого. Сведение этих двух изделий вместе и даёт в результате промежуточный вариант между паяльником с регулятором и полноценной паяльной станцией. Это под силу любому радиолюбителю. Как это сделать покажу на примере изменения напряжения питания паяльника китайского производства, который не вызывал доверия для использования без доработки.
Разбираем паяльник
Для разборки паяльника было необходимо полностью вывернуть два винта соединяющих защитный кожух с нагревательным элементом и держащих жало, и три самореза крепящих рабочую часть к ручке. С проводов сдвинуть изоляцию и раскрутить соединительные скрутки.
Слюда со спиралью паяльника
Внутри защитного кожуха нагревательный элемент. Им и предстоит заняться. Необходимо произвести изменение в количестве намотанного нихромового провода - изменить сопротивление нагревательного элемента. Сейчас оно составляет 1800 Ом, нужно 400 Ом. Почему именно столько? Работающий в настоящее время с ИБП, паяльник имеет сопротивление 347 Ом, его мощность от 19 до 28 Вт, второй есть желание сделать менее мощным вот и добавил Ом.
Перемотка паяльника
Намотка жала паяльника
В нагреватель вновь вставляется жало, зажимается винтами и в патрон дрели. Если разборку и отмотку излишнего нихрома производить, держа нагревательный элемент в руках, то всё будет гораздо сложнее. Убирается увязочная проволока.
Снимаются освобождённые обёртки стеклоткани и слюды. В слюде со стороны жала есть прорезь, куда вставлен проводник, идущий от нихрома к сетевому проводу - поэтому не разматывается, а снимается с него ослабленная слюдяная обёртка. Слюда материал весьма хрупкий. Отсоединяется примотанный к проводнику конец нихромовой проволоки. Его толщина чуть более 4-х микрон.
Нихром сматывать в обязательном порядке на что-то круглое, идеальный вариант - катушка для ниток. Открутил - подмотал и так до конца. Отсоединять второй конец нихромовой проволоки не нужно.
Сопротивление паяльника провода
Теперь нужно намотать длину в 400 Ом, а в сантиметрах это будет примерно 70 (общая длина нихромовой проволоки 300 см это 1800 Ом, отсюда 400 Ом будет 66,66см). На длине 70 см ставится фиксатор (прищепка) и в висячем положении катушки, слегка направляя пальцами, производится намотка с интервалом, обеспечивающим её окончание у первого проводника. Норма попыток не ограничена, главное не порвать нихром. По окончанию намотки необходим контрольный замер сопротивления.
Как только получилось намотать необходимое количества нихрома, отрезаем проволоку с припуском в 1 - 2 см и приматываем к проводнику. Надеваем слюдяную обмотку, пропуская проводник в имеющуюся в ней прорезь и прижимаем к ней (естественно по верх неё).
Сверху устанавливаем обмотку из стеклоткани и уплотнив прижатием, наматываем увязочную проволоку. Нагревательный элемент рассчитанный на питание напряжением 85 - 106 В собран.
Сборка паяльника
Так как рабочая часть крепилась ранее к ручке невразумительно корявыми и короткими саморезами пришлось их заменить. Для этого в местах крепления на ручке были углублены отверстия под новые саморезы.
Перед тем как произвести соединение сетевого провода с проводниками идущими на нихромовый нагреватель на него был установлен и отрегулирован пластмассовый фиксатор.
Кожух нагревательного элемента заканчивается своего рода радиатором охлаждения, через отверстия в нём и крепится к ручке. Вот для увеличения эффекта охлаждения и был увеличен зазор между ним и ручкой при помощи металлических шайб.
Испытания
Потребление тока паяльника 190 мА
ИБП с которым будет работать паяльник на выходе под нагрузкой даёт от 85 до 106 В. Токопотребление 190 мА, это на минимуме напряжения. Мощность 16 Вт.
Потребление тока паяльника 240 мА
На максимуме напряжения токопотребление 260 мА. Мощность 26 Вт. Желаемое получено.
Скорость нагрева
В заключении тест на продолжительность нагрева. До 257 градусов за 2 минуты 20 секунд. Прекрасный результат, если принять во внимание, что от сети с напряжением 225 В он он нагревался до 250 градусов за 5 с половиной минут.
Таблица. Зависимость сопротивлении нагревательного элемента от мощности и напряжения паяльника
И вот таблица, которая поможет сориентироваться в необходимом сопротивлении нагревательного элемента в зависимости от желаемой мощности и имеющегося в наличии напряжения питания. Автор - Babay iz Barnaula.
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
- Электрический паяльник переменного тока со спиральным разогревом сердечника работает от стандартной сети электропитания для бытового оборудования в 220В 50-60Гц.
- Аккумуляторный электрический паяльник используется для распайки проводов и других малогабаритных элементов, где не требуется большой мощности до 15 Вт;
- Существуют разновидности газовых паяльников, которые используют для сильного разогрева металлических элементов и тугоплавких сплавов;
- 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;
- Паяльники с керамическими стержнями имеют большой срок работы, позволяют выбрать нужный режим температуры и потребляемой мощности;
Паяльник с керамическими насадками на стержень
- 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
| Мощность, ватты | Напряжение, Вольты | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 12 | 24 | 36 | 127 | 220 | |
| 12 | 12 | 48,0 | 108 | 1344 | 4033 |
| 24 | 6,0 | 24,0 | 54 | 672 | 2016 |
| 36 | 4,0 | 16,0 | 36 | 448 | 1344 |
| 42 | 3,4 | 13,7 | 31 | 384 | 1152 |
| 60 | 2,4 | 9,6 | 22 | 269 | 806 |
| 75 | 1,9 | 7,7 | 17 | 215 | 645 |
| 100 | 1,4 | 5,7 | 13 | 161 | 484 |
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
| Диа- метр, мм | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,2 | 0,1 | 0,08 | 0,07 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ом/м | 1,4 | 1,7 | 2,2 | 2,89 | 3,93 | 5,6 | 8,75 | 15,7 | 34,6 | 137 | 208 | 280 |
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.
Электрический паяльник – это ручное оборудование, позволяющее с помощью мягких припоев соединять между собой детали, разогревая припой до жидкой консистенции, заполняя им пустоты между соединяемыми элементами. Перед покупкой инструмента необходимо ознакомиться с техническими характеристиками устройства, правилами эксплуатации и с тем, как отремонтировать паяльник.
Паяльник – это инструмент, необходимый для выполнения мелкого ремонта электронных приборов.
Условия эксплуатации
На рынке представлены модели, подходящие для работы от сети с напряжением от 12 до 220 В. В процессе выбора инструмента учитываются необходимость обеспечения безопасности работающих с ним мастеров и напряжение в электросети на месте проведения работ.
В помещениях с высоким уровнем влажности и заземленными приборами допустимо использование паяльника с напряжением до 36 В и обязательным заземлением корпуса паяльника. Ремонт инструмента не понадобится, если соблюдать данные требования.
При самостоятельном изготовлении паяльника для наматывания спирали используется тонкий провод. Напряжения питания и инструмента должны соответствовать друг другу. Мощность подобных агрегатов достигает от 12 до 100 Вт и выше, потому что обеспечить припою равномерное растекание по поверхности соединяемых элементов можно, если они будут прогреты сильнее температуры его плавления. Тепло от наконечника передается деталям при контакте, из-за этого температура жала снижается.
Недостаточная мощность нагревательной спирали или маленький диаметр стержня может препятствовать нагреванию жала до требуемой температуры, что не позволяет производить пайку. Мощными паяльниками можно соединять мелкие детали, но из-за размеров устройства доступ к спаиваемым элементам ограничен. Специалисты рекомендуют наматывать на жало провод из меди диаметром в 1 мм. Высокая мощность подобных устройств позволяет быстро прогревать элементы, а большинство небольших радиодеталей, транзисторов, диодов, микросхем не выдерживает температуру, превышающую 70° С. Время пайки сокращается до 3 секунд. Прежде чем починить рассматриваемое устройство, потребуется выяснить его конструктивные особенности.
Вернуться к оглавлению
Составные элементы
Рассматриваемое устройство изготавливают из медного стержня, который прогревается до температуры плавления припоя с помощью нихромовой спирали. При пайке деталей необходимо следить за тем, чтобы тепло быстро передавалось от нагревательного элемента жалу.
Жало – рабочая часть инструмента, стержень с наконечником клиновидной формы. Его вставляют в трубку из стали, обмотанную стекловолоконной тканью или слюдой, на которую намотана проволока, выполняющая функцию нагревательного элемента. Нихромовую проволоку обматывают асбестом, который помогает снизить потери тепла. К проводникам электрического шнура с вилкой присоединяют концы нихромовой спирали, которые сгибают и складывают вдвое для обеспечения большей надежности и снижения температуры нагревания в точках соединения с медным проводом. Соединение дополнительно обжимают металлической пластиной.
Спираль из сплава никеля и хрома и жало из меди находятся в металлическом корпусе, который может быть изготовлен из сплошного отрезка металла или сварен из 2 частей. На металлической трубке корпус фиксируется с помощью накладных колец. Электрический ток после вставки вилки устройства в розетку поступает на спираль из нихрома, которая после нагрева передает тепло жалу.
Эксперты рекомендуют для паек маломощных диодов использовать оборудование мощностью не более 12 Вт. Толстые проводы, крупногабаритные детали и мелкие мощные детали нужно паять с помощью устройств 40 и 60 Вт. Крупные детали спаиваются агрегатами 100 и более Вт.
Качество работы не может быть гарантировано подбором инструмента правильной мощности. Неправильная эксплуатация агрегата приводит к поломке и необходимости ремонта паяльника.
Вернуться к оглавлению
Пошаговая инструкция
Самостоятельное изготовление или ремонт нагревательных приборов проводится с учетом расчета сопротивления нагревательного элемента или обмотки. Знание величин напряжения и сопротивления электроприбора позволяет вычислить его мощность, которую он потребляет. Сопротивление в обмотке паяльника мощностью в 60 Вт, питающегося от сети 36 В, должно достигать 22 Ом. Правильный подбор мощности и напряжения помогает избежать поломки и необходимости ремонта рассматриваемого устройства.
Схемы регуляторов температуры “жала” паяльника.
Затем требуется подобрать диаметр проволоки из нихрома, сопоставимый с размерами обмотки. Обмотку спирали с сопротивлением 806 Ом выполняют с помощью 5, 75 м проволоки диаметром в 0,1 мм (величина сопротивления делится на 140) или 25,4 м проволоки – в 0,2 мм. Витки необходимо укладывать вплотную. Поверхность проволоки из нихрома будет окисляться при накаливании, создавая изолирующую поверхность. Намотанный слой, не помещающийся в первый ряд, покрывают слюдой. Наматывают второй ряд. Качественная сборка позволяет длительное время эксплуатировать инструмент без поломок и ремонта.
Тепло- и электроизоляцию в обмотке обеспечивает покрытие из стеклоткани, слюды или асбеста. Преимущество асбеста перед иными составами заключается в том, что его можно размачивать водой, создавая требуемую форму, а после высыхания материал обладает достаточно высокой прочностью.
Основной причиной неисправности паяльника является поломка нагревательного элемента.
Восстановить его работоспособность помогает несложный ремонт. Чтобы отремонтировать паяльник, потребуются следующие инструменты:
- пассатижи;
- острый нож;
- сопротивление керамическое «ПЭВ-10»;
- нить асбестовая.
Ремонт электрического паяльника проводится в несколько этапов. Предварительно подготавливается керамический резистор 1-1,5 Ом. В его центральной части расположено отверстие, которое позволяет пропустить стержень паяльника без дополнительного подгона.
Затем неисправный нагревательный элемент удаляется. В образовавшееся гнездо помещается подготовленный керамический резистор. Следующий этап заключается в подведении проводов электропитания к резистору. Для этого рекомендуется использовать каналы в ручке устройства. Провода требуется уложить так, чтобы они не соприкасались с корпусом, а выводы – изолировать асбестовой нитью. По завершении ремонтных работ потребуется собрать составные элементы паяльника в обратной последовательности. Чтобы самостоятельно отремонтировать паяльник, потребуется его схема.
Напомню, у нас в руках – паяльник с оторванным сетевым шнуром. Задачи на ближайшие полчаса:
А) ознакомиться с внутренним строением героя обзора;
б) по возможности вернуть его к жизни.
Первое, что делаем – снимаем ручку из жаростойкой пластмассы. В руках остается – назовем его так – «кожух», в котором собственно и разместились все внутренности пациента.
Откручиваем единственный болтик – два-три оборота позволяют фиксировать или отпускать стержень, которым собственно и проводится пайка, а полное отделение его от резьбы позволяет извлечь «патрон» для стержня.
С другой стороны «кожуха» отгибаем два усика и аккуратно достаем вначале две тонкие трубки длиной около 4-х см, металлического цвета, а за ними – собственно нагревательный элемент – такого же типажа трубку большего диаметра и длины, в которой разместилась спираль из металла с высоким удельным сопротивлением (скорее всего нихром).
Как видим, контакты нашей спирали остались неповреждёнными – отличная новость. Чтобы убедиться в целостности нагревательного элемента, можно замерить сопротивление между контактами. Для паяльника мощностью 25Вт оно сопротивляет ориентировочно 2кОм +/-100Ом.
Вот всё, из чего состоит любой стандартный паяльник:
Следующий шаг – подключение контактов спирали к сетевому шнуру. Не забываем, что на шнур предварительно нужно «надеть» ручку паяльника и белую термоусадочную трубку, а на каждый провод – маленькие трубки, служащие для изоляции одного контакта от другого
(хотя они и выглядят, как металлические, на самом деле ток не проводят, легко крошатся, облазят. Кроме того, не боятся больших температур).
Можно схалтурить – связать провода кое-как, но в таком случае не исключено, что пациент скоро заболеет снова, так что лучше перестараемся.
Получается? Дальше всё просо – на оголенный провод надеваем наши изоляционные трубочки, подсовываем поближе белую поливинилхлоридную термоусадочную трубку, и помещаем всё это дело в «кожух» нагревательного элемента.
Поскольку держатель стержня и сам стержень изрядно подкоптились за время работы, советую их слегка почистить мелкой наждачной, а «патрон» дополнительно легенько сплюснуть – для достижения лучшего контакта и теплопередачи от одного к другому.
Помещаем патрон со стержнем в «кожух» с другой стороны, и закрепляем винтиком.
На всякий случай снова проверяем сопротивление, на этот раз – между контактами сетевой вилки. Изменяться оно не было должно, поэтому если увеличилось – значит, где-то у Вас плохой контакт. Если же сопротивление близко к нулю – Вы умудрились допустить где-то в этой простой цепи короткое замыкание. Ни первый вариант, ни второй, понятное дело, не годятся для любых реальных испытаний и, тем более, работы. Снова разбираем паяльник, исправляем ошибки, собираем в обратной последовательности.
Теперь всё нормально? Хорошо, тогда можно загнуть усики «кожуха» нагревательного элемента…
…и надеть на него пластмассовую ручку.
На всякий случай ещё проверим сопротивление между контактами сетевой вилки. Теперь паяльник уверенной рукой можно включать в сеть. Особо пугливым можно спрятаться за диваном, а включать паяльник через сетевой удлинитель или вообще рубильник в коридоре:).
Всё _должно_ заработать.
Лично у меня получилось. На всё это дело было затрачено около полчаса времени. На весь день получил заряд энергии народного умельца – можно двигаться к новым вершинам!
Электрический паяльник – это ручной инструмент, предназначенный для скрепления между собой деталей посредством мягких припоев , путем разогрева припоя до жидкого состояния и заполнения ним зазора между спаиваемыми деталями.
Как видите на чертеже электрическая схема паяльника очень простая, и состоит всего из трех элементов: вилки, гибкого электропровода и нихромовой спирали.
Как видно из схемы, в паяльнике отсутствует возможность регулировки температуры нагрева жала. И даже, если мощность паяльника выбрана правильно, то все равно не факт, что температура жала будет требуемой для пайки, так как длина жала со временем уменьшается за счет постоянной его заправки, припои тоже имеют разные температуры плавления. Поэтому для поддержания оптимальной температуры жала паяльника приходится подключать его через тиристорные регуляторы мощности с ручной регулировкой и автоматическим поддержанием заданной температуры жала паяльника.
Устройство паяльника
Паяльник представляет собой стержень из красной меди, который нагревается спиралью из нихрома до температуры плавления припоя. Стержень паяльника делается из меди благодаря высокой ее теплопроводности. Ведь при пайке нужно быстро передать жалу паяльника от нагревательного элемента тепло. Конец стержня имеет клиновидную форму, является рабочей частью паяльника и называется жалом. Стержень вставляется в стальную трубку, обернутую слюдой или стеклотканью. На слюду намотана нихромовая проволока, которая служит нагревательным элементом.
Поверх нихрома намотан слой слюды или асбеста, служащий для снижения потерь тепла и электрической изоляции спирали из нихрома от металлического корпуса паяльника.
Концы нихромовой спирали соединены с медными проводниками электрического шнура с вилкой на конце. Для обеспечения надежности этого соединения концы нихромовой спирали согнуты и сложены вдвое, что снижает нагрев в месте соединения с медным проводом. В дополнение соединение обжато металлической пластинкой, лучше всего обжим делать из алюминиевой пластины, которая имеет высокую теплопроводность и будет эффективнее отводить тепло от места соединения. Для электрической изоляции на место соединения надевают трубки из термостойкого изоляционного материала, стеклоткани или слюды.
Медный стержень и нихромовая спираль закрывается металлическим корпусом, состоящим из двух половинок или сплошной трубки, как на фотографии. Корпус паяльника на трубке фиксируется накидными колечками. На трубку, для защиты руки человека от ожога, насаживается ручка из плохо провидящего тепло материала, дерева или термостойкой пластмассы.
При вставлении вилки паяльника в розетку электрический ток поступает на нихромовый нагревательный элемент, который нагревается и передает тепло медному стержню. Паяльник готов к пайке.
Маломощные транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, микросхемы и тонкие провода паяют паяльником мощностью 12 Вт. Паяльники 40 и 60 Вт служат для пайки мощных и крупногабаритных радиодеталей, толстых проводов и небольших деталей. Для пайки крупных деталей, например, теплообменников газовой колонки, потребуется уже паяльник мощностью сто и более Вт.
Напряжение питания паяльников
Электрические паяльники выпускаются рассчитанные на напряжение питающей сети 12, 24, 36, 42 и 220 В, и этому есть свои причины. Главной, является безопасность человека, второй – напряжение сети в месте выполнена паяльных работ. В производстве, где все оборудование заземлено и имеется высокая влажность, разрешено использовать паяльники напряжением не более 36 В, при этом корпус паяльника должен быть обязательно заземлен. Бортовая сеть у мотоцикла имеет напряжение постоянного тока 6 В, легкового автомобиля – 12 В, грузового – 24 В. В авиации используют сеть частотой 400 Гц и напряжением 27 В.
Есть и конструктивные ограничения, например, паяльник мощностью 12 Вт сложно сделать на питающее напряжение 220 В, так как спираль потребуется мотать из очень тонкого провода и поэтому намотать много слоев, паяльник получится большим, не удобным для мелкой работы. Так как обмотка паяльника намотана из нихромовой проволоки, то питать его можно как переменным, так и постоянным напряжением. Главное чтобы напряжение питания соответствовало напряжению, на которое рассчитан паяльник.
Мощность нагрева паяльников
Мощностью электрические паяльники бывают 12, 20, 40, 60, 100 Вт и больше. И это тоже не случайно. Для того, чтобы припой при пайке хорошо растекался по поверхностям спаиваемый деталей, их нужно прогреть до температуры чуть большей, чем температура плавления припоя. При контакте с деталью тепло передается от жала к детали и температура жала падает. Если диаметр жала паяльника не достаточный или мощность нагревательного элемента мала, то отдав тепло, жало не сможет нагреться до заданной температуры, и паять будет невозможно. В лучшем случае получится рыхлая и не прочная пайка.
Более мощным паяльником можно паять маленькие детали, но возникает проблема недоступности к месту пайки. Как, например, запаять в печатную плату микросхему с шагом ножек 1,25 мм жалом паяльника размером в 5 мм? Правда есть выход, на такое жало навивают несколько витков медного провода диаметром 1мм и концом уже этого провода паяют. Но громоздкость паяльника делают работу практически не выполнимой. Есть и еще одно ограничение. При большой мощности, паяльник быстро прогреет элемент, а многие радиодетали не допускают нагрева выше 70˚С и по этому, допустимое время их пайки составляет не более 3 секунд. Это диоды, транзисторы, микросхемы.
Ремонт паяльника своими руками
Паяльник перестает нагреваться по одной из двух причин. Это в результате перетирания сетевого шнура или перегорания нагревательной спирали. Чаще всего перетирается шнур.
Проверка исправности сетевого шнура и спирали паяльника
При пайке сетевой шнур паяльника постоянно изгибается, особенно сильно в месте выхода из него и вилки. Обычно в этих местах, особенно если сетевой шнур жесткий, он и перетирается. Сначала проявляться такая неисправность недостаточным нагревом паяльника или периодическим его охлаждением. В конечном итоге, паяльник перестает нагреваться.
Поэтому перед ремонтом паяльника нужно проверить наличие питающего напряжения в розетке. Если напряжение в розетке есть, то проверить сетевой шнур. Иногда неисправность шнура можно определить, плавно перегибая его в месте выхода из вилки и паяльника. Если паяльник при этом стал чуть теплее, значит точно неисправен шнур.
Проверить исправность шнура можно подключив к штырям вилки щупы мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления . Если при изгибании шнура показания будут изменяться, то шнур перетерся.
Если обнаружилось что, обрыв шнура находится в месте выхода из вилки, то для ремонта паяльника достаточно будет отрезать часть шнура вместе с вилкой и установить на шнур разборную .
В случае, если шнур перетерся в месте выхода из ручки паяльника или мультиметр, подключенный к штырям вилки, при изгибании шнура не показывает сопротивление, то придётся разбирать паяльник. Для получения доступа к месту присоединения спирали к проводам шнура достаточно будет снять только ручку. Далее последовательно прикоснуться щупами мультиметра к контактам и штырям вилки. Если сопротивление равно нулю, то в обрыве спираль или плохой контакт ее с проводами шнура.
Расчет и ремонт нагревательной обмотки паяльника
При ремонте или при самостоятельном изготовлении электрического паяльника или любого другого нагревательного прибора приходится мотать нагревательную обмотку из нихромовой проволоки. Исходными данными для расчета и выбора проволоки является сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора, которое определяется исходя из его мощности и напряжения питания. Рассчитать, какое должно быть сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора можно с помощью таблицы.
Зная напряжение питания и измеряв сопротивление любого нагревательного электроприбора, например паяльника, электрочайника , электрического обогревателя или электрического утюга , можно узнать потребляемую этим бытовым электроприбором мощность. Например, сопротивление электрочайника мощностью 1,5 кВт будет равно 32,2 Ом.
| Таблица для определения сопротивления нихромовой спирали в зависимости от мощности и питающего напряжения электрических приборов, Ом | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Потребляемая мощность паяльником, Вт | Напряжение питания паяльника, В | |||||
| 12 | 24 | 36 | 127 | 220 | ||
| 12 | 12 | 48,0 | 108 | 1344 | 4033 | |
| 24 | 6,0 | 24,0 | 54 | 672 | 2016 | |
| 36 | 4,0 | 16,0 | 36 | 448 | 1344 | |
| 42 | 3,4 | 13,7 | 31 | 384 | 1152 | |
| 60 | 2,4 | 9,6 | 22 | 269 | 806 | |
| 75 | 1.9 | 7.7 | 17 | 215 | 645 | |
| 100 | 1,4 | 5,7 | 13 | 161 | 484 | |
| 150 | 0,96 | 3,84 | 8,6 | 107 | 332 | |
| 200 | 0,72 | 2,88 | 6,5 | 80,6 | 242 | |
| 300 | 0,48 | 1,92 | 4,3 | 53,8 | 161 | |
| 400 | 0,36 | 1,44 | 3,2 | 40,3 | 121 | |
| 500 | 0,29 | 1,15 | 2,6 | 32,3 | 96,8 | |
| 700 | 0,21 | 0,83 | 1,85 | 23,0 | 69,1 | |
| 900 | 0,16 | 0,64 | 1,44 | 17,9 | 53,8 | |
| 1000 | 0,14 | 0,57 | 1,30 | 16,1 | 48,4 | |
| 1500 | 0,10 | 0,38 | 0,86 | 10,8 | 32,3 | |
| 2000 | 0,07 | 0,29 | 0,65 | 8,06 | 24,2 | |
| 2500 | 0,06 | 0,23 | 0,52 | 6,45 | 19,4 | |
| 3000 | 0,05 | 0,19 | 0,43 | 5,38 | 16,1 | |
Рассмотрим на примере как пользоваться таблицей. Допустим, требуется перемотать паяльник мощностью 60 Вт рассчитанный на напряжение питания 220 В. По самой левой колонке таблицы выбираете 60 Вт. По верхней горизонтальной строке выбираете 220 В. В результате расчета получается, что сопротивление обмотки паяльника, не зависимо от материала обмотки, должно быть равно 806 Ом.
Если Вам понадобилось сделать из паяльника мощностью 60 Вт, рассчитанного на напряжение 220 В, паяльник, для питания от сети 36 В, то сопротивление новой обмотки должно будет уже равно 22 Ом. Вы можете самостоятельно рассчитать сопротивление обмотки любого электронагревательного прибора с помощью онлайн калькулятора.
После определения требуемой величины сопротивления обмотки паяльника из ниже приведенной таблицы выбирается подходящий, исходя из геометрических размеров обмотки, диаметр нихромовой проволоки. Нихромовая проволока представляет собой хромоникелевый сплав, который выдерживает температуру нагрева до 1000˚С и маркируется Х20Н80. Это означает, что в сплаве содержится 20% хрома и 80% никеля.
Для намотки спирали паяльника имеющей сопротивление 806 Ом из примера выше, понадобится 5,75 метров нихромовой проволоки диаметром 0,1 мм (нужно поделить 806 на 140), или 25,4 м проволоки диаметром 0,2 мм, и так далее.
Замечу, что при нагреве на каждых на 100° сопротивление нихрома увеличивается на 2%. Поэтому сопротивление спирали 806 Ом из выше приведенного примера при нагреве до 320˚С увеличится до 854 Ом, что практически не повлияет на работу паяльника.
При намотке спирали паяльника витки укладываются вплотную друг к другу. При нагревании докрасна поверхность нихромовой проволоки окисляется и образует изолирующую поверхность. Если вся длина проволоки не вмещается на гильзе в один слой, то намотанный слой покрывается слюдой и мотается второй.
Для электрической и тепловой изоляции обмотки нагревательного элемента лучшими материалами является слюда, стекловолоконная ткань и асбест. Асбест обладает интересным свойством, его можно размочить водой и он делается мягким, позволяет придавать ему любую форму, а после высыхания обладает достаточной механической прочностью. При изолировании обмотки паяльника мокрым асбестом надо учесть, что мокрый асбест хорошо проводит эклектический ток и включать паяльник в электросеть можно будет только после полного высыхания асбеста.
