Rich--house.ru

Строительный журнал Rich—house.ru
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Индукционные паяльники роскошь или виток эволюции

Индукционный паяльник

26 октября 2019

Время на чтение:

При работе с радиоаппаратурой в домашних и промышленных условиях часто требуется произвести пайку различных элементов. Для этой цели существуют различные виды паяльников. Они различаются габаритами, мощностью и принципом действия, что в совокупности определяет их специализацию и область применения. Одна из разновидностей данного прибора — индукционный паяльник.

Что это такое

Индукционный паяльник — прибор для пайки, не имеющий в своей конструкции нагревательного элемента. Нагрев жала происходит под действием возникающих внутри корпуса вихревых электрических полей. Данный принцип действия увеличивает эффективность применения прибора в разы.

Индукционный паяльник

Плюсы и минусы

Основными преимуществами данного типа приборов по сравнению с аналогичным оборудованием с керамическими нагревательными элементами являются:

  • Высокая скорость нагрева. Рабочая часть агрегата нагревается до необходимой температуры менее чем за 30 секунд.
  • Надежность и долговечность. Этот класс оборудования при правильном использовании имеет срок службы более 10 лет.
  • Возможность отрегулировать тонкости нагрева. Паяльник имеет большое количество регулировок, позволяет устанавливать температуру нагрева наконечника с высокой точностью.
  • Высокотемпературные компоненты SMD-радио. Они особенно важны для чувствительной настройки режима работы.
  • Безопасность. В отличие от аналогичных паяльников такие устройства менее подвержены отказам и не повреждают шнур питания, подключенный к корпусу устройства.
  • Удобство. Паяльник имеет удобную форму и небольшой размер, что делает его идеальным для пайки мелких деталей, особенно там, где их трудно достать.
  • Более того, такое паяльное устройство имеет очень высокую эффективность, поскольку ферромагнитный слой наконечника используется в качестве нагревательного элемента. Прибор фактически не теряет тепло.
  • Дизайн паяльника

К недостаткам данного вида приборов для пайки относят:

  • Необходимо отдельно докупать сменные насадки вслучае, если требуется изменить режим пайки.
  • Стоимость относительно других паяльников достаточно высока.

Конструкция

Станция индукционной пайки состоит из следующих компонентов:

  • электронный блок с понижающим трансформатором и генератором
  • датчиком нагрева, который подключается к устройству с помощью длинного гибкого кабеля и специального разъема.
  • Рабочим органом такого устройства является жало, в котором медная проволока намотана вокруг гнезда, куда вставлен ​​хвостовик.

Как работает

Основным отличием индукционного паяльника от обычного паяльника является нагревательный элемент или его нет вообще. Инструмент нагревается за счет наличия вихревых токов под воздействием переменного магнитного поля.

Индукционный паяльник имеет катушку, в которую вставлен стержень устройства.

Процесс нагрева индуктора заключается в следующем:

  1. Генератор подает высокочастотный ток в 36 В на катушку индуктивности через линию питания.
  2. Ток, протекающий через индуктор, превращается в переменное магнитное поле, силовая линия которого пересекает ось наконечника, расположенного внутри индуктора.
  3. Магнитное поле, которое взаимодействует с ферромагнитным распылением на наконечнике, заставляет его намагниченность поворачиваться и образовывать вихревое электрическое поле. Этот процесс сопровождается большим выделением тепла и очень быстрым нагревом хвостовика, после чего вся поверхность находится при высокой температуре.
  4. Регулировка тока (от частоты которого зависит температура наконечника) осуществляется с помощью регулировочного датчика на электронном блоке. В индукционной паяльной станции используются два метода для контроля температуры нагрева паяльника: с помощью датчика температуры, встроенного в наконечник паяльника и сменные картриджи. Пи первом способе термопара в головке паяльника отправляет сигнал электронному блоку, а электронный блок в соответствии с полученными данными производи регулировку температуры. Для второго способа регулировки необходимо иметь дополнительные сменные наконечники.

Важно! Не у всех моделей в комплекте идут сменные наконечники. Поэтому следует заранее позаботиться о том, чтобы их докупить при необходимости.

Индукционная паяльная станция своими руками

Изготовление индукционного паяльника своими руками — дело не особенно сложное и затратное. Но оно имеет несколько недостатков. Во-первых, мощность и эффективность данного устройства будут невелики. Во-вторых, прибор не будет иметь большого количества дополнительных функций и регулировок, как это могло быть с заводским вариантом. Поэтому наиболее приемлемым вариантом является покупка дешевого китайского аналога.

Стержень из меди

Если же все-таки имеется желание сделать паяльник самому, то нужно выполнять действия по данному алгоритму:

  • подобрать подходящую трубку, которая будет выполнять функции корпуса.
  • встроить в нее трубку из металла меньшего диаметра. На нее будет наматываться импровизированная катушка.

Важно: Витки не должны соприкасаться.

  • стержень и катушку покрывают слоем изоляции.
  • в трубку встраивают медный прут, который будет выполнять функции жала.
  • для питания применяют любой трансформатор, понижающий напряжение.

Вариант самодельного паяльника

Область использования

Благодаря своей эффективности и малым размерам данный вид устройств имеет широкую область применения:

  • Подходят для пайки мелких радиолюбительских схем.
  • Используются профессионалами для монтажных работ.
  • Применяются в промышленных условиях.

Выбор паяльника для определенных целей

Как применять

При пайке различных небольших радиокомпонентов, согласно требованиям нормативных документов, рекомендациям изготовителей электронных компонентов температура на кончике рабочей поверхности не должна превышать 2700С. При использовании новых моделей устройства этот параметр можно установить с помощью регулятора регулировки на электронном блоке устройства. Правильность данной настройки проверяется касанием наконечника устройства наконечником термопары, подключенной к мультиметру. Основными критериями выбора такого сварочного оборудования являются:

  • мощность — наиболее удобна и практична модель паяльной станции, мощность которой может регулироваться от 5 до 60 Вт.
  • частота тока в индукторе — для радиолюбителей и полупрофессионалов тока с частотой от 400 до 700 кГц будет достаточно. Модели, используемые профессионалами и рабочими, имеют частоту до 13,5 МГц.
  • типы управления нагревом — большинство современных устройств могут использовать интеллектуальную технологию нагрева для регулировки температуры нагрева наконечника.
  • количество независимых каналов — для возможности подключения к паяльнику горячего пинцета Устройство также должно быть оснащено 2 независимыми каналами.
  • размер и вес — для удобства эксплуатации и переноски устройство должно иметь небольшой размер и вес (не более 1 кг)
  • также при выборе необходимо учитывать срок гарантии, возможность ремонта и наличие дополнительных компонентов, которые делают процесс пайки более удобным.

Индукционный паяльник — эффективное средство для пайки. Изготавливать такое устройство своими руками не совсем целесообразно. Намного проще купить дешевый китайский аналог, который прослужит дольше и будет иметь большое количество настроек и дополнительных функций.

Описание и выбор индукционных паяльников

  1. Особенности
  2. Принцип работы
  3. Правила выбора

Паяльник считается одним из самых главных инструментов, который должен иметь в своем наборе каждый мастер. Несмотря на то что рынок представлен огромным выбором этих устройств, особым спросом пользуются импульсивные паяльники. Они обладают не только высоким качеством, но и набором рабочей температуры за 1–2 секунды, что очень важно при выполнении быстрой пайки.

Особенности

Индукционный паяльник представляет собой современный прибор, предназначенный для пайки. Главной особенностью этого устройства считается то, что в его конструкции не предусмотрено наличие нагревательного элемента, его заменяет высокочастотный преобразователь напряжения. Жало в таком виде приборов нагревается под воздействием электрических полей, возникающих внутри корпуса.

Благодаря данной конструктивной особенности пайка выполняется намного быстрее, поэтому паяльники индукционного типа нашли широкое применение не только среди радиолюбителей, но также и в промышленных сферах.

Рассматриваемый паяльник имеет несложную конструкцию, он состоит из таких элементов, как трансформатор, жало (с основой из медной проволоки) и кнопка, которая работает на замыкание. Некоторые производители оснащают прибор дополнительно источником питания и вспомогательными функциями.

В схеме бытовой модели паяльника имеется две обмотки, одна из них питает жало, а другая – лампу, которая подсвечивает место пайки.

К главным достоинствам этого устройства относят:

  • моментальный нагрев – жало паяльника готово к работе менее через 40 секунд после включения прибора;
  • долговечность и практичность в использовании – аппарат этого типа обладает хорошими эксплуатационными характеристиками, при соблюдении всех правил использования он безотказно прослужит более 10 лет;
  • наличие автоматической регулировки нагрева, что позволяет самостоятельно настраивать температурный режим максимально точно для работы с деталями, которые характеризуются высокой чувствительностью к нагревам;
  • безопасная эксплуатация – по сравнению с другими аналогичными устройствами не подвергаются пробоям и крайне редко выходят из строя;
  • комфорт в использовании – приборы этого типа имеют маленькие габариты и удобную форму, что идеально подходит для выполнения пайки в труднодоступных местах;
  • высокий КПД – устройство во время работы не теряет тепло, а направляет его полностью на пайку, это возможно благодаря тому, что жало паяльника покрыто ферромагнитным слоем.

Что же касается недостатков, то их практически нет, если не считать высокую стоимость на отдельные модели.

Кроме этого, многие производители не комплектуют паяльник сменными насадками для разных режимов. Их придется самостоятельно докупить.

Принцип работы

Приборы индукционного типа, по сравнению с другими видами паяльных инструментов, не имеют в своей конструкции нагревательного элемента, поэтому характеризуются особым принципом работы. Нагрев устройства выполняется с помощью вихревых индукционных токов, которые под влиянием переменного магнитного поля формируются внутри корпуса. В конструкции аппарата имеется катушка, куда устанавливается стержень жала. Когда на нее подается ток, в ней начинает генерироваться магнитное поле, которое воздействует на жало аппарата и способствует образованию индукционного тока. Именно он и нагревает стержень паяльника.

Стоит заметить, что жало устройства нагревается равномерно. Это возможно благодаря тому, что ток воздействует на него по всей длине. Такие конструктивные особенности повышают КПД паяльника и делают прибор долговечным. Если ранее такие паяльники выпускались с частотой до 470 кГц, то сейчас в продаже можно встретить современные модели с частотой 13 МГц, которые разогреваются за считаные секунды.

Все индукционные паяльники выпускаются с медными сердечниками, у которых нижняя часть покрыта ферромагнитным слоем, а передняя часть служит жалом. Принцип автоматической регулировки нагрева такой:

  • подается переменное напряжение, после чего в покрытии генерируется ток Фуко, он разогревает материал, и тепло передается меди;
  • после достижения покрытием оптимальной температуры магнитные свойства пропадают – и, соответственно, нагрев прекращается;
  • в процессе паяния деталь получает тепло от медного жала, и оно вместе с ферромагнитным покрытием начинает остывать, после этого магнитные свойства восстанавливаются, нагрев сразу же возобновляется.

Таким образом, регулировка нагрева осуществляется автоматически. Максимально допустимый показатель напрямую зависит от свойств сердечника и магнитного сплава. Профессиональные модели оснащаются типом управления «умное тепло». Помимо автоматической настройки нагрева, можно управлять станцией в ручном режиме, установив для этого температурный датчик или же поменяв сердечник с наконечником.

Правила выбора

Чтобы индукционный паяльник надежно прослужил долгий срок, перед его покупкой следует обратить внимание на многие важные моменты.

  • Мощность. На сегодняшний день на рынке можно встретить много различных моделей пальников индукционного типа, и все они могут иметь регулируемую мощность от 5 до 60 Вт. Если планируется только проводить пайку микросхем, то специалисты рекомендуют отдавать предпочтение устройствам с мощностью до 20 Вт. Для радиодеталей подойдут модели с мощностью от 30 до 40 Вт. В том случае, когда мастер точно не знает, где будет использовать прибор, то оптимальным выбором станет универсальный паяльник с мощностью в 60 Вт.
  • Частота тока в индукторе. Для профессиональной пайки необходимо выбирать аппараты, у которых значение этого показателя достигает 13,5 Мгц. Для начинающих мастеров достаточно приобретать модели с частотой не более 700 КГц.
  • Управление нагревом. Практически все индукционные паяльники оснащены функцией регулировки нагрева жала, но желательно выбирать модели с типом нагрева Smart heat. Они стоят намного дороже, но отличаются высокой функциональностью и удобством в использовании.
  • Количество в инструменте независимых каналов. В паяльнике должно быть предусмотрено не менее двух таких каналов. Это нужно для того, чтобы иметь возможность в дальнейшем подключать термопинцет.
  • Жало прибора. Это одно из самых важных составляющих устройства, от которого напрямую зависит не только комфорт в применении, но и качество пайки. Неплохим вариантом считается жало из медного стержня, к нему не прилипает припой, да и медь отлично проводит тепло. Единственный недостаток – такое жало требует постоянной зачистки, так как при постоянной работе будет обугливаться и покрываться окислами. Имеются в продаже и паяльники, у которых жало представлено металлическим стержнем с никелевым напылением. В отличие от медных жал такие не склонны к образованию окалины, что идеально подходит для работы с мелкими деталями в ювелирных мастерских. Минус – металлический стержень нельзя зачищать, иначе можно повредить никелевое покрытие, что приведет к потере прилипающих свойств.
  • Материал изготовления ручки. Самыми легкими являются инструменты с пластмассовыми ручками, но они быстро перегреваются. Эбонитовые ручки придают инструменту дополнительный вес, что делает неудобной его эксплуатацию. Поэтому самым оптимальным выбором станет деревянная ручка. Она легкая и обладает низким коэффициентом проводимости тепла.
  • Вес и размер инструмента. Чтобы было удобно применять и переносить паяльник, следует покупать модели с небольшими габаритами и весом, не превышающим 1 кг.
  • Наличие дополнительной комплектации. Большинство производителей поставляют инструмент с держателем, термопинцетом и набором сменных насадок для разной температуры. Некоторые модели также могут комплектоваться мини-дисплеями, электронными блоками и термодатчиками, упрощающими регулировку нагрева жала. Но стоимость на них очень высокая.

Помимо всего вышеперечисленного, стоит также учесть рейтинг производителя и выбранной модели, ознакомиться с отзывами пользователей. Немаловажным считается и послегарантийное обслуживание инструмента.

В следующем видео вас ждет дополнительная информация об индукционных паяльных станциях.

Индукционные паяльные станции

Индукционные паяльные станции представляют собой станции контактного типа. Принцип действия индукционного паяльника был описан в статье «Электрические паяльники: виды и конструкции». Если коротко, то принцип работы индукционного паяльника сводится к следующему.

Паяльный стержень имеет ферромагнитное покрытие, вокруг стержня намотана индукционная катушка. В катушку подаются высокочастотные прямоугольные колебания (470КГц), которые создают в ферромагнитном покрытии вихревые токи, токи Фуко. За счет потерь в ферромагнетике происходит его разогрев, который продолжается до тех пор, пока температура не достигнет точки Кюри, при которой исчезают магнитные свойств ферромагнетика, и нагрев прекращается.

На этом принципе работают все индукционные паяльные станции, разве, что за исключением китайских, о чем будет сказано несколько позже. Сам метод получил название Smart Heat, что можно перевести как «умное тепло». Изобретателем этого метода является американская компания Metcal, она же до сих пор является одним из основных производителей индукционных паяльных станций.

Индукционные паяльники улучшаются

Паяльная станция MX-5000

Частота 470КГц в настоящее время считается пониженной, поскольку лучшие, наиболее продвинутые, индукционные паяльные станции имеют частоту генератора аж 13 с лишним МГц! Ярким примером такой станции может служить паяльная система высшего уровня METCAL MX-5000. Ее внешний вид показан на рисунке 1.

Рисунок 1. Индукционная паяльная станция MX-5000

Такая высокая частота позволяет не только уменьшить размеры паяльного инструмента, что можно оценить по рисунку 1, но и улучшить его эксплуатационные свойства. Станция MX-5000 имеет второй канал, который используется для подключения термопинцета, что значительно расширяет возможности станции.

Размеры паяльного жала настолько незначительны, что может возникнуть вопрос, а как же в нем запасается тепло? Ведь достаточно таким миниатюрным жалом коснуться места пайки, как оно сразу остынет. Оказывается все несколько не так, как у обычных паяльников.

Жало индукционного паяльника тепло почти не запасает, слишком мала масса, и остывает при касании места пайки. Но срабатывает стабилизация по точке Кюри, и быстро нагревается и само жало, и место пайки. Мощность паяльника саморегулируется, для индикации мощности служит информационное табло, показанное на рисунке 2. Следует также обратить внимание на то, что на передней панели нет никаких ручек и кнопок для установки температуры, все происходит автоматически по точке Кюри.

Рисунок 2. Дисплей паяльной станции MX-5000

При остывании паяльного стержня ниже точки Кюри магнитные свойства восстанавливаются, причем пропорционально разнице температур. Чем больше эта разница, тем сильнее скорость нагрева, и наоборот, чем разница меньше, тем нагрев происходит медленнее, мощность регулируется автоматически.

Такой алгоритм очень напоминает работу ПИД-регулятора, температура жала поддерживается очень точно. Ведь точка Кюри это физический закон, а против закона не пойдешь. Если потребуется другая температура пайки, то приходится использовать жало с другой точкой Кюри. В подтверждение этих слов можно привести рисунок с техническими характеристиками станции MX-5000.

Рисунок 3. Технические характеристики станции MX-5000

До рабочей температуры индукционный паяльник разогревается всего за 1…2 секунды, что позволяет отключать его, когда он просто лежит на подставке: не успели донести паяльник до места пайки, а он уже горячий! Этим обеспечивается не только экономия электроэнергии, но и значительное увеличение срока службы паяльного стержня.

Читать еще:  Ручной сварочный экструдер. Свариваем пластмассу

Если в первых моделях индукционных паяльников использовался паяльный стержень, помещенный в картридж, то сейчас применяются отдельные сменные жала, количество которых просто огромно. Набор сменных жал показан на рисунке 4.

Рисунок 4. Набор сменных жал станции MX-5000

Естественно, жала эти не простые, а с точкой Кюри. Всего имеется несколько наборов жал с различными температурами: 500, 600, 700 и 800 по шкале Фаренгейта (или соответственно 260, 315, 352 и 370 ˚C). Эти температуры зависят от химического состава паяльного стержня, от сплава из которого он сделан.

Точка Кюри у железа 700 ˚C, у никеля 358 ˚C. Ни одна из этих температур для пайки не подходит, поэтому в сплав добавляются редкоземельные элементы, способные понизить точку Кюри полученного сплава на сколько угодно. Например, у редкоземельного элемента гадолиния точка Кюри имеет температуру всего 16 ˚C.

Рассказ об этой паяльной станции будет совсем неполным, если его не дополнить еще одним рисунком.

Рисунок 5. Паяльная станция мечты…

Комментарии, как говорится, излишни. Такие паяльные станции мог позволить себе только Пентагон, ведь для американских военных надежность электроники превыше всего.

Китайские индукционные станции

Китайцы поспели и тут. Хорошие и относительно недорогие индукционные паяльные станции выпускает китайская фирма Quick. Но, в отличии от фирмы METCAL, китайские инженеры пошли своим путем. Они не стали варить сплавы с точкой Кюри, просто сделали индукционный нагреватель, а стабилизацию температуры поручили электронному блоку с термопарой, как в обычных паяльных станциях. Одна из китайских индукционных станций показана на рисунке 6.

Рисунок 6. Паяльная станция Quick-203

В результате такой разработки удалось получить сверхбыстрый нагрев со стабилизацией температуры, при этом цена устройства стала значительно ниже, чем у станций фирмы METCAL, может быть, при незначительном снижении качества. Но в настоящее время именно китайские индукционные паяльные станции широко применяются различными фирмами на своих производственных линиях, например в компании RIGOL.

Индукционные паяльные станции фирмы Quick постепенно завоевывают популярность у любителей – электронщиков, ведь неспроста станции модельного ряда Quick-203 уже предлагаются в интернет магазинах по цене менее восьми тысяч рублей. Думается, что те, кто постоянно занимается ремонтом современной электроники, сделанной по технологии Lead Free, по достоинству оценят все возможности этих паяльных станций.

Виды паяльников и их выбор

Виды паяльников

У продвинутых паяльников температура нагрева наконечника контролируется встроенным термодатчиком, подающим сигнал на отключение спирали при выходе прибора на рабочий режим. В качестве термодатчика в них используется проверенная временем термопара.

Конструктивное исполнение нихромовых электропаяльников может быть различным. Самые простые имеют нихромовую спираль, намотанную на корпус, не проводящий ток, внутрь которого вставлен наконечник. В более сложных конструкциях нихром заделывают в специальные изоляторы, снижающие потери тепла и повышающие теплопередачу.

Иногда нихромовые нагреватели помещают внутрь белого по цвету стержневого изоляционного материала, который может быть принят за керамический нагреватель. Не исключено, что последнее как раз и входит в тайные замыслы производителей, желающих таким образом повлиять на выбор их паяльника потребителем.

В паяльниках с керамическим нагревателем используются керамические стержни, нагревающиеся при подведении к их контактам напряжения. Керамические нагреватели считаются наиболее совершенными и обладают определенными преимуществами: более быстрым нагревом, большим сроком эксплуатации (при условии бережного использования), широким диапазоном регулировки температуры и мощности.

В индукционном паяльнике нагрев осуществляется с помощью катушки индуктора. Наконечник имеет ферромагнитное покрытие, в котором катушкой создается магнитное поле с наведенными токами, от которых и происходит разогрев сердечника.

При достижении его температуры определенного значения (точки Кюри) ферромагнитное покрытие теряет свои магнитные свойства, и нагрев сердечника прекращается. При снижении температуры ферромагнитные свойства восстанавливаются, и нагрев возобновляется. Таким образом, происходит автоматическое поддержание температуры жала паяльника в определенном интервале без использования термодатчика и управляющей электроники.

Особую категорию электрических паяльников составляют так называемые импульсные паяльники, включение которых в работу осуществляется нажатием и удержанием в нажатом положении кнопки пуска. При этом происходит быстрый (в течение нескольких секунд) разогрев наконечника до рабочих температур. После окончания пайки кнопка отпускается и паяльник охлаждается.

В отечественных импульсных паяльниках реализована схема, при которой наконечник в виде медного провода является частью электрической цепи, состоящей из частотного преобразователя и высокочастотного трансформатора. Первый повышает частоту сетевого напряжения до 18-40 КГц, второй снижает сетевое напряжение до рабочего. Жало паяльника крепится к токосъемникам вторичной обмотки трансформатора, что обеспечивает протекание в нем большого тока и быстрый разогрев. Современные импульсные паяльники имеют регуляторы уровня мощности и температуры, позволяющие производить пайку не только мелких электронных элементов, но и относительно крупных деталей.

Газовые паяльники относятся к автономным устройствам, их можно использовать в любом месте, в чем и состоит их главное и единственное достоинство. Источником тепла для нагрева жала является пламя от сгорания газа, который заправляется в паяльник от обычного газового баллончика. Без насадки, такой паяльник превращается в газовую горелку.

К автономным устройствам относятся и аккумуляторные паяльники. Они имеют небольшую мощность (обычно 15 Вт) и предназначены для пайки мелких электронных компонентов.

Термовоздушные и инфракрасные паяльные станции не могут соперничать в популярности с обычными электропаяльниками. Но и они имеют свои достоинства и заслуживают упоминания.

При использовании термовоздушных паяльных станций нагрев зоны пайки осуществляется струей горячего воздуха, выходящего из сопла паяльника. По своей сути — это фены, в которых выходящий горячий воздух (с температурой 100-500°C) сфокусирован с помощью сопла. По способу создания воздушного давления термовоздушные паяльные станции подразделяются на турбинные и компрессорные. У первых в ручке паяльника находится электродвигатель с крыльчаткой, создающий воздушный поток. В компрессорных станциях давление воздуха создается диафрагменным компрессором, находящимся в корпусе станции.

Инфракрасные паяльные станции осуществляют нагрев инфракрасным излучением с длиной волны 2-10 мкм. Зона нагрева может колебаться от 10-ти до 60-ти мм. Ее прямоугольные размеры задаются системой регулировки окна ИК-излучателя. Произвольную форму можно получить, используя отражающую ленту из фольги, которая закрывает те области электронной платы, которые не подлежат нагреву.

Нужно упомянуть и старые паяльники, нагреваемые на открытом огне. Они служили человеку тысячи лет и с появлением электрических собратьев были забыты. Однако в ситуации пайки массивных деталей, такой паяльник, сделанный из имеющихся железяк, может заменить недешевые электрические паяльники большой мощности.

Выбор паяльника

Мощность. Требуемая мощность паяльника всецело зависит от вида выполняемых работ. Если паяльник приобретается только для пайки электронных компонентов, лучше чтобы мощность была 25 Вт. Для пайки электронных компонентов можно использовать и паяльник мощностью 40 Вт, при этом приделав на жало маленькое жало из медной проволоки или какую-нибудь другую насадку, а если учесть что таким паяльником можно паять и лудить толстые провода, удалять припой используя оплетку, то он может стать более подходящим.

Выполнение разных по характеру работу потребует большей мощности паяльника — до 100 Вт и более. Если паяльник приобретается для пайки объемных жестяных конструкций или массивных деталей с большим теплоотводом, то здесь, пожалуй, не останется иного варианта, как выбрать молотковый паяльник с мощностью в несколько сотен ватт.

Термостабилизация. Для тех, кто занимается пайкой профессионально, вопрос: какой паяльник лучше — с термостабилизацией или без — решен давно и однозначно. Термостабилизация значительно повышает удобство, производительность и качество пайки. Но и для любителя, занимающегося пайкой время от времени, возможность выставить необходимую температуру и не заботиться о ее поддержании на необходимом уровне, также является весьма удобной. Причем желательно, чтобы возможность установки температуры была реализована не только в виде тумблера со стрелочкой и указанием верхнего и нижнего предела температур, а в виде точного значения устанавливаемой температуры. Но под регулировкой температуры может скрываться регулировка мощности, не имеющая обратной связи, то есть при работе вхолостую жало может перегреваться, при пайке с незначительной теплоотдачей иметь нужную температуру, а при увеличении теплоотдачи иметь недостаточную температуру. Регулятор мощности, кстати, легко сделать для обычного паяльника из диммера Регулятор мощности для паяльника.

Жала. Очень важный момент, на который стоит обратить внимание при покупке паяльника — наличие сменных жал различной конфигурации. Если наконечник паяльника выполнен из чистой меди, то форму жала можно сделать любой — заточив его или (еще лучше) отковав. Но если наконечник является «несгораемым», т.е. покрыт никелем или иным защитным металлом, затачивать его нельзя. Поэтому перед тем, как окончательно выбрать паяльник, не лишним будет поинтересоваться, укомплектован ли он сменными жалами.

У никелированных жал никель закрывает доступ к меди, защищая её, но такие жала требуют бережного обращения, боятся перегрева, и не факт, что производитель сделал достаточно качественное покрытие, за которое требует переплаты.

Существует большое количество форм наконечников — в виде конуса (3, 4), иглы, отвертки (1), скошенной кромки (2) — всех и не перечислить. Каждая хороша для определенной работы. Наиболее универсальными, удобными, подходящими для многих видов работ считаются жала в виде отвертки. Припой хорошо удерживается на кончике, достаточная площадь скоса позволяет при необходимости быстро прогреть деталь.

Производители утверждают, что важна укомплектованность «родными» жалами паяльников с керамическим нагревателем, поскольку замена фирменных наконечников на жала сторонних производителей способна нарушить температурный режим работы нагревателя и привести к его выходу из строя.

Керамический или нихромовый? Возможно для тех, кто задается вопросом, какой паяльник выбрать — с нихромовым или керамическим нагревателем, окажется полезной нижеследующая информация, рожденная опытом использования электропаяльников с различным типом нагревателя.

Достоинства нихромового нагревателя: дешевле керамического, неприхотлив, не боится ударов и падений. Недостатки: греется несколько медленнее керамического, срок службы ограничен из-за постепенного сгорания нихромовой проволоки. Однако последнее сказывается только при каждодневном многочасовом использовании, при умеренном эпизодическом этот недостаток практически не проявляется.

Достоинства керамического нагревателя: долговечен при бережном отношении, может работать в течение долгих лет, не перегорая, греется быстрее, чем нихромовый. Недостатки: не переносит ударов, может треснуть при падении или ударе обо что-то твердое, требует использования только «родных» фирменных жал.

Устройство и принцип действия паяльных индукционных станций

Контактный метод нагрева жала, используемый в классических схемах паяльных станций, несовершенен. Это проявляется в виде низкого КПД, большой потребляемой мощности, локального перегрева жала в зоне контакта и т.д. Паяльная индукционная станция лишена таких недостатков. Давайте рассмотрим принцип работы такого устройства, ознакомимся с несколькими популярными моделями и узнаем, как выбрать прибор, исходя из области его применения.

Принцип работы

Начнем с конструктивных особенностей индукционного нагревательного элемента (см. рисунок 1), это позволит лучше понять его принцип действия.

Нагревательный элемент индукционного прибора

Указанные обозначения:

  • А – экранирующая оболочка;
  • В – провода, подающие напряжение к индуктору;
  • С – ручка паяльника;
  • D – жало;
  • Е – индукционная катушка;
  • F – ферромагнитный слой.

Теперь поверхностно расскажем о принципе действия, не погружаясь в теоретические основы электромагнитной индукции. При поступлении в индукционную катушку высокочастотного напряжения происходит формирование переменного магнитного поля. Поскольку скин-слой жала выполнен из ферромагнитного материала, то начинается процесс его перемагничивания, который сопровождается образованием вихревых токов. Это приводит к значительному выделению тепловой энергии.

Преимущества индукционного метода очевидны: поскольку в качестве нагревательного элемента выступает жало паяльника, его нагрев происходит равномерно. Следовательно, отсутствуют потери от температурной инерции, и полностью исключен локальный перегрев, вызывающий окисление и выгорание жала. В результате, увеличивается его срок эксплуатации и повышается КПД устройства.

Принцип управления нагревом

Управлять процессом нагрева можно двумя способами:

  1. Установив на жало термодатчик и подключив его к цифровому блоку управления. Такой способ стабилизации температуры применяется практически во всех недорогих индукционных паяльных станциях, например: Quick 203H или Yihua 900Н (показана на рисунке 2). Цифровая станция Yihua 900Н
  2. Меняя состав ферромагнитного сплава, покрывающего жало. Данный принцип основан на том, что при определенной температуре (точка Кюри), ферромагнетики утрачивают свои свойства, в результате чего паяльник перестает нагреваться. Такой метод стабилизации температуры был запатентован компанией Metcal под названием SmartHeat®, что дословно переводится как «умный нагрев». Применяется в моделях Metcal, OKI, ERSA, Weller и т.д. Рисунок 3. Модель PS 900, может использоваться как для безсвинцовой пайки, так и обычной

У каждого из представленных выше методов есть свои достоинства и недостатки. Станции с термодатчиком существенно дешевле, что делает их доступными не только для профессионалов, но и любителей. Точность и надежность такого оборудования напрямую зависят от цифрового блока управления.

Второй способ стабилизации температуры осуществляется за счет установки картриджей-наконечников с определенной точкой Кюри — он более надежен. Но станции SmartHeat® имеют два существенных недостатка:

  1. Высокая стоимость, не каждый профессионал может себе позволить купить такое оборудование. Но новое поколение бюджетных моделей более доступно.
  2. При изменении режима пайки необходимо устанавливать соответствующий картридж-наконечник, которые, как правило, не входят в комплект поставки и стоят недешево.

Картриджи-наконечники

Краткий обзор

Начнем со станции с цифровым блоком управления Quick 203H (ее фото представлено на рисунке ниже).

Внешний вид станции QUICK 203Н

Оригинальная модель данной станции стоит в пределах $220-$240, китайский аналог можно найти по цене вдвое дешевле (при выборе обращайте внимание на комплектацию, может поставляться без паяльника). Отлично справляется с smd радиодеталями и содержащим свинец припоем.

Видео: обзор и работа в реальных условиях станции QUICK 203Н

Отрицательные моменты: массивные элементы и бессвинцовый припой необходимо долго прогревать.

Характеристики:

  • Заявленная производителем мощность – 90Вт.
  • Рабочая температура от 200С° до 420С°.
  • На индукционную катушку подается напряжение 36В с частотой 400кГц.
  • Стабилизация установленного теплового режима выполняется с погрешностью 2С°.
  • Нагрев до рабочей температуры 350С° занимает не более 25 секунд.

Цифровой блок управления позволяет задать 10 температурных профилей, установить блокировку по паролю на включение, выполнить калибровку, назначить время задержки включения спящего режима и отключения устройства.

Тем, кто приобрел китайский аналог прибора, рекомендуется сразу побеспокоиться о покупке оригинального жала, поскольку то, что входит в комплект, скорее, декоративное, чем рабочее.

Теперь рассмотрим станцию PS-900, работающую по технологии SmartHeat® (ее внешний вид показан на рисунке 3). Это самая доступная модель из линейки OKI, ее ориентировочная стоимость около $250.

Характеристики:

  • Минимальная мощность 5Вт, максимальная – 60Вт (регулируется автоматически).
  • Индуктор работает на частоте 470кГц.
  • Потребляемая мощность – 90Вт.
  • Напряжение питания от 90 до 240В.

Особенности:

  • Поскольку температурный режим задается картиджем-насадкой, панель блока управления упрощена до минимума, на ней имеется только кнопка включения питания.
  • Имеется возможность заменить штатный индуктор с диаметром 7,5мм менее мощным пятимиллиметровым на 35Вт. Это дает возможность производить деликатную пайку при помощи микронаконечников.
  • Паяльник автоматически включается при извлечении с подставки и выключается после установки обратно.
  • Необходимо отдельно приобрести комплект наконечников-картриджей для различных режимов пайки.

Приведем, в качестве сравнения, основные характеристики одной из моделей высшего уровня — MX-5241(см. рисунок 6). Необходимо сразу предупредить, что в руках любителя такой инструмент станет дорогой игрушкой, не более.

Рисунок 6. МХ-5241 – техника для профессионалов

Характеристики:

  • Диапазон выходной мощности от 5 до 80Вт (регулируется автоматически).
  • Частота работы индуктора – 13,56МГц.
  • Потребляемая мощность – 125Вт.
  • Напряжение питания от 90 до 240В.

Два независимых канала позволяют одновременно использовать термопинцет и паяльник.

Благодаря индикатору мгновенной мощности существенно упрощается подбор необходимого картриджа-наконечника.

Стоимость этого «чудо-инструмента» более $1200.

Выбор

Собственно, процесс выбора заключается в определении области применения станции. Бюджетная модель PS-900 отлично подходит для промышленной ручной пайки и тем, кто планирует заниматься радиоэлектроникой на профессиональном уровне.

Индукционные модели с цифровым блоком управления больше подходят для любителей, поскольку, установить необходимый тепловой режим значительно проще, чем подбирать картридж-наконечник с соответствующей точкой Кюри.

Следует учитывать, что недорогие индукционные устройства не производятся с термофеном. Если он станет необходимым для работы — термовоздушная станция может быть приобретена отдельно.

Читать еще:  Аэрозольный пистолет Добрыня — переделка под травмат

Можно ли сделать индукционную паяльную станцию своими руками?

Данный вопрос имеет, скорее, теоретическую подоплеку, чем практическое применение. Безусловно, можно сделать самодельный блок управления под готовый индукционный паяльник. Но стоимость такого проекта будет незначительно отличаться от серийного изделия, произведенного в Китае.

Значительно полезней модифицировать готовое устройство с целью его усовершенствования.

Принцип работы индукционного паяльника

Жало обычного резистивного паяльника нагревается за счет электрического тока, который протекает через нихромовую спираль, намотанную на капсулу стержня. Недостатки этого процесса: низкий КПД, локальный прогрев, и как результат, большое потребление электроэнергии.

Керамические паяльники более совершенные, но они боятся резких перепадов температур. Совсем по другому принципу работает индукционная паяльная станция. Разогрев жала происходит быстро, а регулировка нагрева максимально простая.

Принцип работы

Основным отличием индукционного паяльника от обычного является нагревательный элемент, а точнее, его полное отсутствие. Нагрев инструмента происходит благодаря возникновению вихревых индукционных токов под действием переменного магнитного поля.

В конструкции индукционного паяльника предусмотрена катушка, в которую вставлен стержень жала прибора.

При подаче тока на катушку в ней генерируется магнитное поле. Оно воздействует на жало паяльника, где и образуются индукционные токи, нагревающие сам стержень.

При этом жало паяльника прогревается равномерно, потому что индукционный ток воздействует на него по всей длине. Срок эксплуатации такого инструмента увеличивается, а его КПД возрастает.

Первоначально выпускались индукционные паяльные станции с частотой 470 кГц, но сегодня встречаются модели, в которых подается напряжение 13 МГц и выше. Разогрев происходит буквально за секунду.

Регулировка нагрева

Сердечник индукционного паяльника делают из меди (не магнитный материал), а заднюю его часть покрывают ферромагнитным материалом (сплав железа и никеля). Передняя часть служит жалом, сам сердечник называют картриджем.

Регулировка нагрева медного жала происходит следующим образом:

  • при подаче переменного напряжения, а значит и поля, в покрытии генерируются токи Фуко, которые разогревают материал;
  • тепло передается меди;
  • как только температура покрытия достигает точки Кюри, магнитные свойства исчезают и разогрев прекращается;
  • в процессе работы индукционным паяльником медное жало отдает тепло детали и остывает, остывает также ферромагнитное покрытие;
  • как только покрытие остывает, возвращаются магнитные свойства, и мгновенно возобновляется нагрев.

Можно сказать, что происходит автоматическое регулирование температуры, причем с высокой точностью.

Максимальный нагрев индукционного паяльника зависит от свойств магнитного сплава и сердечника. Такое управление называется умным теплом (smart heat).

Менять температуру для конкретных условий пайки можно, установив температурный датчик, который подключается к блоку управления станцией, либо же меняя картриджи (сердечник с наконечником) которые вставляют в ручку индукционного паяльника.

Первый вариант дешевле второго, поэтому им сегодня пользуются не только профессионалы. Зато второй способ точнее и надежнее.

Сборка своими руками

Вопрос, можно ли сделать индукционный паяльник своими руками, в основном носит теоретическую подоплеку. С практической стороны это неоправданно даже с чисто ценовой позиции.

Просто любая китайская паяльная станция будет стоить столько же, сколько сделанная своими руками. И разговор о самодельной конструкции в основном будет касаться именно блока управления. Для чего придется приобретать индукционный паяльник.

Что касается непосредственно изготовления самого инструмента, то его можно сделать из подручных материалов. Правда, такой индукционный паяльник будет маломощным.

Потребуется резистор на 5-10 Ом, медная проволока и ферритовая бусинка для изготовления катушки, а также провода для подачи электрического тока.

В первую очередь мультиметром проверяют сопротивление резистора. После чего с одной его стороны снимают крышку. Теперь потребуется стальная проволока.

К примеру, для этого можно использовать скрепку. Ее разворачивают, и один конец залуживают. Вторым концом оборачивают резистор в месте удаленной крышки.

Далее необходим кусочек текстолита, который с двух сторон также облуживается. Его размер подбирается так, чтобы он входил свободно в будущий корпус катушки. Теперь текстолитовую пластину припаивают к проволоке из скрепки и проводу от резистора.

Далее собирают катушку – на бусинку накручивают медную проволоку, к концам которой присоединяют проводки с вилкой. Луженая текстолитовая пластинка вставляется в подготовленную катушку. Во всех соединениях проводится пайка.

Остается только обмотать вокруг катушки изоленту, вставить в открытый резистор толстую медную проволоку, а саму катушку в подготовленный корпус. К примеру, это может быть алюминиевая трубка.

Обратите внимание, что медная проволока должна войти в резистор с натягом, чтобы жало индукционного паяльника не шевелилось в своем корпусе.

И последнее – обмотка всего корпуса прибора изоляционной лентой. Вот такая простая схема сборки самодельного индукционного паяльника. Им, конечно, большие заготовки паять нельзя, а вот для небольшой микросхемы он подойдет в самый раз.

Особенности приборов

Среди особенностей индукционных паяльников надо отметить тонкий сменный картридж, от которого во многом зависит температура нагрева жала.

Он представляет собой тонкую трубку, которая в сочетании с легким корпусом прибора дает возможность долгое время просиживать за процессом пайки.

Рука не устает, а значит, не меняется точность подвода жала и припоя, нет подтеков излишков материала, увеличивается скорость проводимых операций. Отсутствует сложная электронная схема, степень нагрева регулируется автоматически.

По всем показателям индукционный паяльник более совершенен, чем традиционные паяльные приборы. Хотя он еще не достаточно широко распространен, такую конструкцию можно отнести к технике нового поколения.

Индукционная паяльная станция

Индукционная паяльная станция – новейшее оборудование, широко распространенное как среди профессиональных мастеров и специалистов-электронщиков, так и среди радиолюбителей различных уровней. Обладающая высокой скоростью нагрева, долговечностью и безопасностью она используется для различного рода монтажных и демонтажных паечных работ на микросхемах, при установке мелких и чувствительных к перегреву smd радиодеталей.

Что такое индукционная пайка

Индукционная пайка – вид паечных работ, выполняемых при помощи оборудования, имеющего индукционный нагревательный элемент. Благодаря быстрому контролируемому разогреву, данный вид пайки используется при монтаже любых радиодеталей.

Преимущества индукционных паяльников

Основными преимуществами подобного паяльного оборудования перед аналогами с керамическими нагревательными элементами являются:

  • Высокая скорость нагрева – жало прибора разогревается до рабочей температуры менее, чем за 30 секунд;
  • Надежность и долговечность – паяльное оборудование данного вида обладает высокой надежностью, при грамотном использовании имеет срок службы более 10 лет;
  • Тонкость регулировки нагрева жала – наличие большого количества регулировок позволяет настраивать температуру нагрева жала с максимальной точностью, что особо важно при работе с дорогостоящими и чувствительными к воздействию высоких температур smd радиодеталями;
  • Безопасность – в отличие от аналогов, такие устройства менее подвержены поломкам и пробоям питающего кабеля на корпус устройства;
  • Удобство – паяльники таких приборов имеют удобную форму и небольшие размеры, благодаря чему хорошо подходят для пайки мелких деталей в труднодоступных местах.

Также такие устройства для пайки имеют очень высокий КПД, так как в качестве нагревательного элемента выступает ферромагнитный слой жала, паяльник практически не теряет тепла и полностью использует его для различных паечных работ.

Устройство и принцип работы

Индукционная паяльная станция состоит из следующих элементов:

  • Электронный блок с понижающим трансформатором и генератором;
  • Паяльник с нагревателем-индуктором, соединенный с блоком при помощи длинного гибкого кабеля и специального разъема.

Рабочим органом такого оборудования является паяльник с установленным внутри него индуктором – катушкой из медной проволоки, намотанной вокруг гнезда, в которое вставляется хвостовик сменной насадки с ферромагнитным напылением.

Процесс нагрева жала индуктором происходит следующим образом:

  1. Генератор подает по питающему кабелю на катушку индуктора высокочастотный ток с напряжением 36 Вольт;
  2. Ток, проходящий через витки индуктора, порождает переменное магнитное поле, силовые линии которого пересекают находящийся внутри индуктора хвостовик жала с ферромагнитным напылением на поверхности;
  3. Магнитное поле при взаимодействии с ферромагнитным напылением на хвостовике жала приводит к его перемагничиванию и образованию вихревых токов. Данный процесс сопровождается выделением большого количества тепла и очень быстрым нагревом хвостовика, следом и всего жала до высокой температуры.

Регулировка тока (его частоты, следовательно, и температуры жала) производится при помощи регулировочных энкодеров на электронном блоке.

Принцип управления нагревом

В индукционных паяльных станциях применяются 2 способа контроля температуры, до которой нагревается жало паяльника:

  • При помощи термодатчика, встроенного в жало, – размещенная в жале термопара подает сигналы в электронный блок, который на основе полученных данных и установленных регулировок осуществляет нагрев жала прибора до определённой температуры;
  • При помощи сменных наконечников (картриджей) – в комплекте с большинством современных моделей подобных приборов для пайки идет несколько сменных насадок, имеющих ферромагнитное покрытие, утрачивающее свои магнитные свойства при определенной температуре.

На заметку. Технология использования сменных насадок картриджей с ферромагнитным напылением, обеспечивающим нагрев жала до определенной температуры, является разработкой компании «Metcal» и носит название «Умный нагрев», или «Smart heat».

Первый способ встречается в недорогих полупрофессиональных моделях. Основные его преимущества – относительная дешевизна и простота регулировки. Второе техническое решение применяют в более дорогостоящих, качественных и надежных моделях профессиональных станций для паечных работ.

Выбор подходящей модели

Основными критериями выбора подобного оборудования для пайки являются следующие:

  • Мощность – наиболее удобны и практичны модели паяльных станций с регулируемой мощностью в диапазоне от 5 до 60 Вт;
  • Частота тока в индукторе – для радиолюбителей и полупрофессионалов достаточно устройства с частотой тока от 400 до 700 КГц. Профессионалы и мастера применяют модели, имеющие значения данной характеристики до 13,5 МГц;
  • Тип управления нагревом – большая часть современного оборудования данного типа выпускается с регулировкой температуры нагрева жала по технологии «Smart heat»;
  • Количество независимых каналов – для того чтобы иметь возможность подключать, помимо паяльника, термопинцет, устройство должно быть оснащено 2 независимыми каналами;
  • Размеры и вес – для удобной работы и переноски устройство должно иметь небольшие размеры и вес не более 1 кг;
  • Также при выборе учитывают возможность послегарантийного ремонта устройства, наличие дополнительных комплектующих, делающих процесс пайки более удобным.

Можно ли сделать индукционную паяльную станцию своими руками

Большое разнообразие моделей подобного оборудования делает его самостоятельное изготовление практически нецелесообразным и затратным, проще купить простой китайский прибор, который при небольшой стоимости будет иметь достаточно длительный срок службы и хорошее качество пайки.

Поэтому сделать индукционный паяльник своими руками можно исключительно из научного интереса, изучив внутреннее строение подобного устройство и происходящие в нем физические явления более детально и наглядно.

Выполнение измерений с применением индукционной паяльной станции

При пайке различных мелких радиодеталей, согласно требованиям различных нормативных документов, рекомендациям изготовителей электронных компонентов, технике безопасности, температура жала при его прикосновении к рабочей поверхности должна быть не выше 2700С. При работе с описываемым паяльным оборудованием данный показатель устанавливают при помощи регулировочных энкодеров на электронном блоке устройства. Проверяют правильность такой настройки, прикасаясь к жалу прибора кончиком термопары, подключенной к мультиметру.

Дополнительная комплектация

В некоторых моделях данного паяльного оборудования в расширенную комплектацию входят следующие инструменты и приспособления:

  • Термопинцет;
  • Держатель для паяльника;
  • Набор сменных насадок для различных температур.

Также в некоторых дорогих паяльных станциях на электронном блоке имеется небольшой дисплей, отображающий температуру жала прибора.

Таким образом, паяльная станция с нагревателем-индуктором – оборудование, обладающее большим количеством преимуществ. Это делает ее востребованной и популярной среди как специалистов, так и простых радиолюбителей.

Видео

Индукционные паяльные системы

Евгений Аксенов

За 20 лет существования индукционные паяльные системы получили широчайшее распространение в производстве и сервисе. Системы, построенные на индукционном методе нагрева, не раз доказали свое преимущество перед классическим резистивным нагревателем и прочно заняли свое место среди термоинструментов для ручной пайки. О новых моделях такого типа паяльных систем и их технических особенностях пойдет речь в этой статье.

Немного физики

Индукционный метод основан на нагреве проводника (в нашем случае — наконечника паяльника) переменным магнитным полем. Поле создается катушкой, намотанной на хвостовую часть наконечника. Сам наконечник выполнен из очищенной от кислорода меди — материала, обладающего максимальной тепло-и электропроводностью, с защитным покрытием в его рабочей части и слоем ферромагнетика, покрывающим хвостовую часть (рис. 1).

Переменное магнитное поле наводит в наконечнике вихревые токи, которые распределяются не во всей толще металла, а благодаря экранирующему действию ферромагнитного покрытия с высоким магнитным сопротивлением — лишь в поверхностном слое, вызывая его интенсивный нагрев. Однако при достижении определенной для данного ферромагнетика температуры, известной как точка Кюри, магнитные свойства материала исчезают, в результате чего наведенные токи уходят с поверхности вглубь наконечника, где они уже практически не вызывают нагрева из-за низкого электрического сопротивления меди. При малейшем отклонении температуры от точки Кюри магнитные свойства покрытия мгновенно восстанавливаются, и нагрев возобновляется. В результате температура наконечника стабилизируется в точке Кюри.

Так работает самый простой, а вместе с тем самый точный и быстродействующий естественный терморегулятор. Какие же практические преимущества дает индукционный метод по сравнению с традиционным резистивным нагревателем? Для ответа на этот вопрос рассмотрим основные параметры, характеризующие паяльный инструмент.

Теплоотдача

Важнейшим требованием к современному паяльнику является его способность быстро передать тепло в точку пайки, в количестве, необходимом, чтобы обеспечить оптимальную скорость нагрева контакта и компенсировать теплоотвод в проводники многослойной платы. Классические паяльники с керамическим или нихромовым нагревателем не всегда в достаточной мере отвечают этому требованию по вине теплового барьера, в той или иной степени присутствующего между нагревателем и наконечником. В лучшем случае это только слой электроизоляции нагревателя, в худшем — воздушный зазор. Совсем по-другому работает индукционный инструмент. Здесь нагреву подвергается непосредственно сам наконечник. В результате при одинаковой электрической мощности КПД и теплоотдача индукционного паяльника могут быть вдвое выше, чем у классического, а сам инструмент при этом будет намного более легким и эргономичным (рис. 2).

Управление процессом нагрева

Для получения качественного паяного соединения нагрев контакта должен происходить с определенной скоростью до определенной температуры. Только в этом случае обеспечиваются нормальные условия для работы флюса и формирования правильной формы соединения в результате растекания припоя. И если максимальную температуру, до которой следует нагревать контакт, обеспечить достаточно легко, просто прекращая пайку в момент растекания припоя, то управлять скоростью нагрева гораздо сложнее. Практически все классические паяльные системы, кроме импульсных, управляют скоростью нагрева через промежуточный параметр — температуру холостого хода наконечника. Чем выше задана температура, тем больше энергии накоплено в наконечнике и тем больше градиент температур между наконечником и контактом, а следовательно, выше скорость нагрева контакта. Хорошо, если бы все контакты имели одинаковую теплоемкость. На практике же при одной и той же температуре наконечника тяжелые контакты могут нагреваться слишком медленно, а легкие контакты на этой же плате будут почти мгновенно перегреваться за счет лавинного схода тепла, накопленного в наконечнике.

Иную картину мы наблюдаем в работе индукционной системы. Температура холостого хода здесь также поддерживается. Она примерно равна температуре точки Кюри для ферромагнитного покрытия наконечника. Однако никакого практического значения эта температура не имеет. Дело в том, что наконечники индукционных паяльников имеют исключительно малый вес и, следовательно, пренебрежимо малую теплоемкость (рис. 3).

При прикосновении даже к легкому контакту наконечник теряет температуру, магнитные свойства покрытия наконечника мгновенно восстанавливаются, и происходит нагрев наконечника вместе с контактом. Ключевым моментом здесь является то, что чем больше теплоемкость паяемого соединения, тем больше будет отклонение температуры наконечника от точки Кюри, и тем больше энергии будет передавать индуктор в наконечник. Таким образом, в зависимости от теплоемкости контакта система индукционного нагрева сама «подбирает» необходимую мощность, так, что скорость нагрева тяжелых и легких контактов оказывается приблизительно одинаковой. Как видим, температура холостого хода наконечника является всего лишь фиксированной точкой отсчета, поэтому в индукционных паяльных системах нет привычного регулятора и индикатора температуры. Оператору не нужно подбирать оптимальную температуру для конкретной задачи. Вместо него процессом нагрева полностью управляют законы физики. Единственно, что требуется, это выбрать наконечник с правильной точкой Кюри. Все наконечники выпускаются в трех вариантах по скорости нагрева. Этого вполне достаточно, чтобы выбрать подходящий наконечник для плат любой теплоемкости, а также для припоев с разной температурой плавления, в том числе бессвинцовых.

Читать еще:  Электрическая дрель — разбираемся в особенностях инструмента

Поверка и калибровка

Как правило, классические паяльные станции, в которых в качестве датчика температуры используются термопары, требуют периодической поверки и калибровки. Это связано с естественными процессами, происходящими в термопаре, в результате которых со временем меняются ее параметры. Системы, использующие платиновые термодатчики, как, например, паяльные станции РАСЕ, не требуют калибровки на весь срок эксплуатации. Тем не менее, на многих предприятиях ежегодные поверки обязательны: для выявления неисправностей в работе схем управления, которые могут привести к погрешности при поддержании требуемой температуры. Индукционные паяльные системы не требуют калибровки ни по одной из этих причин. В системах нет стареющих элементов и нет искусственных схем, а работают только законы физики, которые, естественно, не могут ошибаться.

Паяльная система класса Hi-End

Индукционный метод нагрева наконечника паяльника был запатентован американской компанией OK International 20 лет назад. За это время индукционные паяльные системы непрерывно совершенствовались. В результате 20-летней работы появился модельный ряд индукционных станций нового поколения, флагманом которого является система Metcal MX-5000 — одна из самых совершенных систем для ручной пайки на данный момент (рис. 4).

MX-5000 — это двухканальная паяльная станция, которая, кроме паяльника, может быть укомплектована термопинцетом или вакуумным пистолетом. В зависимости от комплектации MX-5000 применяется для высококачественного монтажа или ремонта электроники. Огромный выбор наконечников для термоинструментов делает эту систему действительно универсальной (рис. 5).

Антистатический блок питания MX-5000 представляет собой высокочастотный генератор с интеллектуальной системой контроля заземления и индикатором мгновенной мощности. Блок заключен в защищенный алюминиевый корпус. Поскольку частота питания довольно высокая — 13 МГц, выходы прибора снабжены коаксиальными разъемами. Кстати, наличие источника высокой частоты в MX-5000 никак не влияет на окружающую среду. Все цепи системы надежно экранированы. Многочисленные сертификаты, в том силе и сертификат от РосТест, а также протоколы испытаний подтверждают отсутствие какого-либо влияния на чувствительные компоненты. Так, например, согласно протоколу испытаний напряженность электромагнитного поля в двух миллиметрах от наконечника находится в пределах естественного фона.

Индикатор мощности наглядно показывает оператору динамику нагрева наконечника в процессе пайки. Это позволяет дополнительно контролировать время пайки каждого контакта, а также правильность выбора серии наконечника. Индикатор мгновенной мощности является великолепной иллюстрацией работы системы индукционного нагрева. В режиме холостого хода он, как правило, показывает 10–15% мощности, при касании паяльником легкого контакта мощность увеличивается, скажем, до 20%, на более тяжелых — до 50% и т. д. (рис. 6).

Паяльник системы MX-5000 напоминает шариковую авторучку и по форме, и по весу.

Индуктор и наконечник объединены в картридж. Отсутствие нагревателя как такового позволило сделать эргономичный инструмент, сбалансированный в руке. Картридж — наконечник диаметром со стержень от той же шариковой ручки — может развивать мощность до 50 Вт, а учитывая то, что КПД индуктора вдвое выше резистивного нагревателя, то по теплоотдаче инструмент эквивалентен классическому паяльнику мощностью более 90 Вт (рис. 7).

Но если традиционный 90-Вт паяльник не рекомендуется использовать для легких контактов и чувствительных компонентов, то индукционный паяльник с миниатюрным наконечником для монтажа, как мы уже знаем, в режиме холостого хода имеет мощность не более 10–15%, то есть примерно 12 Вт. Очевидно, что 12-Вт паяльником, да еще с нулевым запасом тепла в наконечнике, что-либо перегреть невозможно.

Особого внимания заслуживает термопинцет MX-PTZ. Благодаря индукционному методу инструмент позволяет работать с чип-компонентами на толстых многослойных платах, для этого используются самые тонкие наконечники. Кроме того, в термопинцете предусмотрена точная регулировка положения наконечников, позволяющая свести их в одну точку и работать с мельчайшими компонентами. Отсутствие запаса тепла в наконечниках защищает керамические компоненты от термоудара в момент касания контактных площадок (рис. 8).

«Народный» паяльник

Наряду с представленной ранее паяльной станцией высшего уровня фирма OK International выпускает индукционные системы бюджетной серии OKI PS-900. Это наиболее популярная система на предприятиях, где используется ручной монтаж. PS-900 работает на частоте всего 470 Гц, которая не требует дорогостоящего исполнения с коаксиальными соединителями. Тем не менее, система имеет защищенное от электростатики промышленное исполнение в алюминиевом корпусе (рис. 9).

Принципиальное отличие паяльника OKI PS-900 заключается в том, что его наконечник является съемным, а индуктор постоянно установлен в рукоятке. Для сохранения такой же высокой теплоотдачи, как у модели высшего класса, в PS-900 пришлось увеличить диаметр индуктора до 7,5 мм и повысить мощность до 60 Вт. Эргономика при этом не сильно пострадала, поскольку в любом случае инструмент получился очень легким из-за отсутствия нагревателя (рис. 10).

Кроме того, есть возможность в эту же рукоятку установить индуктор меньшей мощности (35 Вт) диаметром 5 мм и использовать микронаконечники для деликатной работы. Существует огромный ассортимент как стандартных, так и микронаконечников. Одних только «мини-волн» — десяток вариантов.

Ресурс и без того долговечных наконечников существенно продлевается благодаря специальной подставке под инструмент с функцией автоматического отключения. Это не мешает работе, так как после съема с подставки инструмент выходит на рабочую температуру за пару секунд, зато в масштабах больших предприятий существенно экономится электроэнергия, а увеличенный ресурс наконечников делает систему идеальным инструментом для бессвинцовой технологии.

Модельный ряд индукционных систем не ограничивается паяльными станциями, представленными в данной статье. Также выпускаются многофункциональные системы для ремонта серии MFR, предназначенные специально для сервисных центров, но о них — в следующих публикациях.

Утюговая эволюция.

Еще в древности люди старались ухаживать за своей одеждой! А сегодня, погладить вещи и выйти на улицу является нормой и социальной необходимостью. Человек в неглаженой одежде заметно выделяется из толпы, тут две грани, либо он ультра- модный, либо он неопрятный.

Но, давайте задумаемся, а всегда ли погладить вещи было так удобно, быстро и легко.

  • Самый старый и первый способ глажки белья был с использованием большого плоского камня.

Влажную вещь расстилали на ровной жесткой поверхности и плотно прижимали ее слегка обработанным булыжником. В процессе высыхания складки разглаживались.

  • А вот уже в IV веке до нашей эры древние греки изобрели способ плиссировки своих просторных одежд из полотна с помощью горячего металлического прута, напоминавшего скалку.

  • На Руси же довольно долго использовали глажку при помощи небольшой палки с ровным круглым сечением, называвшейся «вальком», «качалкой» или просто «скалкой», и рифленой доски, имевшей множество названий — «рубель», «ребрак», «пральник». На ровно обструганную палку наматывали просушенное бельё и прокатывали его по столешнице при помощи рифлёной доски. Такой принцип до сих пор применяется в некоторых гладильных машинах.

Но не стоит думать, что приход в деревенские дома металлического утюга сделал процесс глаженья более легким.

  • Жаровня с углями. Угли помещали внутрь специального корпуса и закрывали крышкой.

Со стороны все это было похоже на обычную сковородку: внутрь чугунной жаровни с ручкой закладывались горячие угли и такой своеобразной «сковородой» начинали водить по одежде. Такой утюг был очень неудобен и небезопасен: работать с его помощью было неловко, искры и мелкие угольки то и дело вылетали из жаровнии оставляли на одежде опалины и дырки.

Потом стали пользоваться сразу двумя утюгами: пока один нагревался на печке, другим гладили.

  • Нагревательные утюги стали самые популярные в этот период. Перед тем, как начать глажку чугунные монолиты разогревали в печи. Утюги для ткани весили по-разному — от 1 до 10 кг.

  • Следующим этапом утюговой революции стали «углевые» утюги. Созданы они были по принцмпу печки: внутрь корпуса закладывались раскаленные березовые угли. Для лучшей тяги по бокам делали отверстия, иногда утюг даже снабжался трубой. Чтобы снова разжечь подостывшие угли, в отверстия дули, либо размахивали утюгом из стороны в сторону. Позднее угли внутри утюга заменила раскаленная чугунная болванка.

Самое интересное, что использовали такой утюг даже как мышеловку. И вообще — разновидностей таких утюгов была масса.

Однажды партию брюк, предназначенную для продажи, упаковали в трюм и сложили вдоль. Американцы, увидев брюки со «стрелками», приняли их за новое течение европейской моды. Позже на брюках начали делать «стрелки», а новая мода распространилась по всему миру.

Со складками на грубых тканях боролись тяжелыми чугунными утюгами, которые весили до 10 кг. А для мелких деталей, таких как воротнички, кружева, или для нежных тонких тканей использовали утюги- малыши, размером всего лишь с пол ладони.

  • Литые чугунные утюги, которые необходимо разогревать на открытом огне- следующий шаг, который я рассматриваю в утюговой эволюции. Они начали производиться еще в XVIII веке и производились в нашей стране даже в 60-х гг. XX столетия: несмотря на то, что уже давно был изобретен электрический утюг, во многих домах не были предусмотрены розетки.(к слову сказать, такой утюг до сих пор есть у меня дома, и, если ткань плотная, я им с удовольствием пользуюсь, гладит он шикарно!)

  • В конце XIX века в производстве появились газовые утюги. Они работали по принципу газовой плиты: утюг разогревался от горящего газа. В корпус такого утюга была вставлена металлическая трубка, подсоединенная другим концом к газовому баллону, а на крышке утюга располагался насос. С помощью насоса газ загонялся в нутро утюга, где, сгорая, нагревал гладильную подошву. Легко представить, насколько опасными были такие утюги: по их вине нередко происходили утечки газа — со всеми вытекающими отсюда последствиями: взрывами, пожарами и жертвами.

  • Спиртовой утюг появился в начале XX века и сразу завоевал большой спрос покупателей. Устроен он был по принципу керосиновой ламы: поверхность утюга нагревалась спиртом, который наливался внутрь и поджигался. Весил такой утюг не очень много, его можно было использовать как дорожный вариант. Вот только стоил он как небольшое стадо овец или хорошая корова…

У портных обычно было несколько утюгов разного размера и веса. Ведь без утюга невозможно сшить качественную вещь, а во времена, когда ткани были грубыми, тем более.

Детей, кстати, приучали гладить с детства.

Днем рождения электрического утюга можно считать 6 июня 1882 года. Именно в этот день американец Генри Сили запатентовал изобретенный им электрический утюг. Нагревательным элементом была электрическая дуга между угольными электродами, к которым подводился постоянный ток.

Ранние модели электрических утюгов были небезопасны (из-за несовершенства конструкции они сильно били током), но к 1892 году компании General Electric и Crompton &Co модернизировали электроутюг, начав использовать в его конструкции нагревательную спираль. Такая спираль, спрятанная внутри корпуса утюга перед его подошвой, была надежно изолирована от корпуса. Наконец-то бить своих владельцев током утюги перестали, и пользоваться ими стало намного безопаснее.

Наконец, к 30-м годам XX века в конструкции электрического утюга появился важный элемент — термостат, который стал следить за температурой и отключать нагревательную спираль, когда достигался необходимый уровень нагрева подошвы. А в конце 70-х годов и сами подошвы утюгов видоизменились: они, наконец, перестали быть металлическими и стали стеклокерамическими. Новый материал значительно снизил коэффициент трения основания утюга о ткань, и теперь все современные устройства скользят по ней, что существенно облегчает глажку.

Quick 203H индукционная паялка из Китая (Тесты, сравнение с обычными паяльниками)

  • Цена: 81.50$ (6200₽ на момент покупки)
  • Перейти в магазин

aliexpress.com/item/QUICK-203H-203H-high-frequency-digital-soldering-station-iron-90W-Intelligent-Lead-free-high-frequency-welding/32566448156.html,searchweb201602_3_505_506_503_504_10020_502_10001_10002_10017_10005_10006_10003_10021_10012_10004_10022_10007_10018_10019,searchweb201603_1&btsid=b5b98ff3-a335-4068-8ae7-e69c67e5f90f
Есть варианты на тао, но там надо знать хитрости с объединением посылок, работы посредниками. Я пока не тарюсь там.

В данном обзоре я постараюсь познакомить Вас с индукционным паяльником из Китая.
Для начала, позвольте дать небольшое пояснение, относительно принципов работы данного устройства!

В индукционных паяльниках нагрев жала осуществляется путем подведения к нему энергии в виде высокочастотного электромагнитного поля, создаваемого катушкой-индуктором. Внутри жала расположен ферромагнитный сердечник, нагревающийся за счет потерь на гистерезис и, в меньшей степени, за счет вихревых токов. В таких паяльниках нагревается только жало, что позволяет сделать паяльник предельно легким и миниатюрным. Термостабилизация таких паяльников может осуществляться как традиционным способом (с помощью термопары или терморезистора, контактирующего с жалом), так и путем выбора материала ферромагнитного сердечника с температурой Кюри, равной необходимой температуре жала. При достижении этой температуры сердечник теряет свои ферромагнитные свойства и подвод энергии за счет перемагничивания прекращается.

Данное изделие китайпрома является аналогом брендовой паялки Quick 203. Вот тут они (оригиналы www.quick-global.ru/1-lead-free-soldering-2b.html) продаются в РФ (офф. представитель Qucik technica-m.ru/katalog.html/fol_242).

Принцип работы следующий: высокочастотный генератор вызывает нагрев металлического жала до заданной температуры, которая регулируется с помощью термопары прижатой к жалу изнутри.
Плюсы данного варианта термостабилизации:
+Низкая теплоемкость (инертность) нагревательного устройства.
+Отсутствие воздушной прослойки между нагревателем и жалом (жало и есть нагреватель)
+Относительно высокая скорость реакции на изменения температуры жала в связи с прикосновением к деталям, плате, и т.п.
+Высокая скорость нагрева (ну это вытекает из первого пункта)
Минусы:
-Сложность схемы
-Цена (по сравнению с обычными паяльниками)
-Нужны хорошие жала. С дефолтным это просто печалька.
-Возможно влияние высокой частоты на организм (да толком не доказано, никаких исследований именно этой вещи я не проводил и не видел в сети)
-Громоздкая (по сравнению с обычными паяльниками)

Характеристики:
Диапазон температур 100℃-600℃
Стабильность температуры ±2℃
Входное напряжение / частота 220В 50Гц/60Гц
Напряжение на выходе/ частота 24В AC 400K Гц (в инете нашел измерения

280 КГц)
Maкс. мощность 90Вт
Микропроцессорное управление
Нагрев Ток высокой мощности
Режим сна Автоматический
Блокировка температуры Пароль
Вес (без шнура питания) Примерно 2.8 кг


















Итак комплект моей поставки:

Напомню паяльника в комплекте нет, зато есть какие то 4 винта (ножки) которые некуда ввернуть.
Лицевая панель:

Вес коробки:

Вес устройства с комплектом:

Работа с паялкой:
Регулировка температуры клаишами ▲ и ▼. При включении станция включается на температуру, выставленную при выключении.
Заходим меню настроек, зажав * на 2 секунды.
0-
1-Максимальная температура, которую можно выставить стрелками(макс. 600!!).
2-Минимальная температура(100-150-200С)
3-Температура паяльника в режиме сна (100-300С)
4-Время в минутах перехода в режим сна (когда паяльник не двигается)
5-Время в минутах до отключения паяльной станции (время в пункте 4+время в режиме 5)
6-Режим блокировки
7-
8-не доступно
9-пароль доступа в режим настроек(для отключения выставить пароль 000)
Вход в режим калибровки: зажать * и не отпуская нажать ▲. Выставить температуру на жале(реальную).
Тестирование:
Я взял 2 платы (от ИБП и компьютерную материнку (noPb)) для отпаивания различных компонентов 4мя паяльниками:
-Quick 203h
-CT-96
-Usb 8w 5V
-ЭПСН-40/220

Подробности прошу узнать из видео. Сразу перейду к итогам!

●Quick 203h паяет на 370С хуже чем СТ-96, но лучше чем остальные 3 испытуемых. Очень долгий прогрев массивных деталей. Без проблемно можно работать только с smd, мелкими кондёрами, и с платами со свинцово содержащими припоями. (ну или разбавлять припой).
●СТ-96 худо бедно справляется со всеми задачами (включая выпайку транзисторов цепей питания процессора и конденсаторов оттуда же). Если выкрутить его на максимум. При этом вопрос на сколько хватит жала да и нагревателя.
●Usb 8w 5V берет лишь smd компоненты. Больше ни на что не способен. С платы UPS не отпаял ничего! Ну может проводок еще припаять можно не слишком толстый где нибудь в детской игрушке. Игрушечный паяльник.
●ЭПСН-40/220 С отпаиванием конденсаторов из материнок не справляется(60 Вт заиметь для этого стоило бы). В остальном отличный паяльник, если использовать со свинцово содержащими припоями. С платы UPS отпаял, что требовалось. Если будете брать, покупайте с деревянной ручкой. Очень надежная штука.

ВЫВОДЫ:
○Покупать у вышеозначенного мною прода (по ссылке «перейти в магазин«) не стоит!
○С дефолтным жалом показывает очень плачевные результаты для этой цены.
○Если у вас есть что-то вроде СТ-96 вряд ли стоит замахиваться на это. Переплата не соответствует дополнительным плюшкам.
○Однозначно нужно покупать дополнительные жала (оригинальные Hakko или Quick), а это увеличивает и без того не малую цену.

Вот тут я докупил паяльник:
ebay.com/itm/141811643244 (eBay item number: 141811643244)






Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector