Жало для паяльника – самый важный компонент электроинструмента. Как сделать жало для паяльной станции своими руками Молотковый паяльник своими руками

Паяльник является атрибутом любого радиолюбителя , начиная от профессионала и заканчивая тем , кто только начал . Сегодня в продаже можно найти паяльники или даже паяльные станции любых размеров . Но все они имеют один большой минус – они довольно грубы и у них большое расстояние от конца жала до края ручки . Такие габариты удобны при пайке больших деталей , но при работе с мелкими элементами подобные устройства неудобны , в силу того , что их очень тяжело позиционировать . Просмотрев в сети интернет схемы миниатюрных паяльников , я обнаружил , что многие из них обладают некоторыми недостатки в конструкциях : несменное жало , отсутствие заземления и многое другое . Поэтому решил попробовать создать более модернизированный “помощник ” начинающего радиолюбителя на основе нескольких инструкций . К особенностям нашего будущего паяльника можно отнести : малое расстояние от конца жала до края ручки (~30 –40 мм ), диаметр ручки (~15 мм ), возможность замены жала и нагревательных элементов (запаска ), легкость в изготовлении , при котором не понадобятся какое –либо специальные знания .

Самодельный миниатюрный низковольтный паяльник – чертеж

В качестве ручки была использована обычная кисточка , которая была предварительно отшлифована и отлакирована .
Для хорошего крепления проводов в ручке я использовал такой самодельный узел : в пустотелой заклепке сделал резьбу и вклеил ее в ручку . Здесь с помощью стопорного винта легко можно фиксировать кабель .
Далее перешел к изготовлению креплений для теплового экрана . Они были изготовлены также из пустотелых заклепок , но уже меньшего диаметра . В них была создана резьба М1 ,6 и приклеены в отверстия ручки .

Нагревательный элемент был взят из обычного недорогого китайского паяльника , после некоторых манипуляций с размерами , он идеально подошел к нашему устройству .

Данный элемент имеет мощность 7 Ватт и длину 6 ,5 мм . Питание осуществляется регулируемым БП – от 0 …18 Вольт . При этом температура нагрева может достигнуть 280 градусов
В заднюю часть ручки была вклеена обычная пружинка , которую можно позаимствовать у обычной шариковой ручки . Данная деталь необходима для защиты силового кабеля от излома .
Провод заземления и питания продет в кембрик . В основное отверстие вилки , которое предназначено для кабеля , запрессовано гнездо для заземления , а силовые кабели выведены через дополнительно е отверстие .
Как видно на картинке получившийся самодельный миниатюрный низковольтный паяльник по своим габаритам едва отливается от обычной авторучки .

Паяльник – незаменимый прибор для радиолюбителей и домашних умельцев. Часто возникает потребность паять в удалении от электророзетки 220 В и использовать для подключения, например, 12-вольтовый автомобильный аккумулятор. При пайке сверхминиатюрных устройств необходимы мини паяльники с особыми характеристиками. В связи с этим многие задаются вопросом, как сделать паяльник своими руками, получив удобный аппарат и сэкономив при этом средства.

Паяльник для SMD

Устройства SMD – это микросхемы в мобильных телефонах, ноутбуках или планшетах. Монтаж элементов схем ведется на площадке с контактами, где существует тепловой барьер для недопущения распространения тепла по дорожкам.

Требования к паяльнику для SMD:

  1. Мощность не должна быть больше 10 Вт;
  2. Температура паяльника не должна быть больше той, которую выдерживает элемент микросхемы;
  3. Если жало чересчур холодное, то долгая процедура пайки может еще хуже повлиять на деталь из-за длительного времени теплового воздействия;
  4. Надо добиться нагрева жала примерно на 40°C выше, чем температура, при которой плавится припой. Здесь главная помеха – инерция паяльника.

Материал для изготовления жала

Самое лучшее жало – медь никелированная, с присадками. Это самый дорогой материал и найти его для изготовления паяльника своими руками проблематично.

Жало из бронзы или латуни не подходит для пайки SMD плат, потому что оно обладает высокой тепловой инерцией.

У жала из меди тоже есть недостатки: небольшой срок службы из-за обгорания, но его элементарно можно менять. Зато медь обладает высокой теплопроводностью, и лучше материала для работ с миниатюрными платами нет.

Сделать мини паяльник своими руками можно из резистора МЛТ-0,5. Его трубка достаточно тонкая и не будет мешать нагревать жало.

Что необходимо подготовить:

  • корпус от простой шариковой ручки;
  • МЛТ-0,5 с сопротивлением от 5 до 10 Ом;
  • кусок текстолита 1-3 см;
  • проволока стальная 0,8 мм;
  • проволока медная 1 мм.

Этапы изготовления

  1. Зачистить резистор от краски острым предметом. Если счищается плохо, подключить к источнику тока для прогрева;

  1. С одного конца резистора срезать вывод и просверлить отверстие, в которое вставляется отрезок медной проволоки – будущего жала паяльника. Второй вывод выпрямить и оставить, он будет служить одним токопроводом;

Важно! Жало должно входить в отверстие в керамическом корпусе, но не касаться стенок боковой металлической чашки. Для этого отверстие в чашке должно быть немного шире, чем в корпусе. Кстати, корпус с отверстиями существует только у отечественных резисторов.

  1. По поверхности этой же металлической чашки делается пропил для укладки второго токопровода;
  2. Второй токопровод изготавливается из стальной проволоки, которая сгибается так, чтобы в середине образовалось незамкнутое кольцо, плотно укладываемое в сделанный пропил;

  1. В верхней части корпуса шариковой ручки либо какого-то другого подходящего полого пластмассового стержня должна быть установлена плата из двустороннего текстолита, которой придается необходимая форма;
  2. Кольцо из стальной проволоки надевается на чашечку и припаивается для обеспечения хорошего контакта. Этот минусовой токопровод еще служит в качестве скрепляющего элемента;
  3. К верхней части платы из текстолита припаиваются с двух сторон токопроводы, а к нижней части – проводники, которые продеваются в пластиковую трубку (корпус ручки);
  4. Перед тем, как поставить жало, внутрь надо поместить крохотный осколок слюды, чтобы медь не соприкасалась с находящейся на другом конце чашкой резистора. Жало можно периодически заменять.

Для подводящего провода хорошо взять МГТФ. Его изоляция выдерживает случайное соприкосновение с нагревательным элементом. Пайка таким инструментом, изготовленным в домашних условиях, выполняется с обыкновенным припоем и флюсом. Самодельный паяльник запитывается от БП. Надо получить на выходе 7-10 В, в зависимости от сопротивления резистора. Неплохо использовать БП, где можно регулировать напряжение.

Паяльник из резистора

Проволочный резистор – это уже имеющийся нагреватель из нихрома. Он способен разогреться до 250°C, когда мощность рассеивается в окружающее пространство. Если установить жало, которое будет отводить тепло, резистор длительно выдерживает двукратную перегрузку по мощности. Жало при этом нагреется до 300°C. Можно и увеличить нагрев, создав трехкратную перегрузку, но тогда самодельный паяльник необходимо периодически (через 1,5 ч.) отключать.

При расчете паяльника учитывается сопротивление и мощность резистора. Резистор надо взять типа ПЭВ, старый, но еще выпускающийся. Они покрыты стекловидной эмалью, выдерживают многоразовый перегрев, могут только потемнеть.

Важно! Резисторы типа С5-35В, которые нельзя использовать, окрашены со всех сторон. Краска полностью не удаляется. Когда греется изготовленный из них прибор, краска плавится, жало может прикипеть навечно, без возможности замены.

Из резистора ПЭВ-10 можно сконструировать паяльник мощностью 30-40 Вт. При этом, если запитывать его от 12-вольтового источника, сопротивление должно быть примерно 5 Ом. Если прибор будет работать от сети 220 В, надо использовать ПЭВ-20 со значительно большим сопротивлением. Конструкция такого паяльника похожа по принципу, но отличается по исполнению.

Как сделать мини паяльник из резистора, питающийся от 12-вольтового источника напряжения, можно рассмотреть на примере:

  1. Нужно подготовить конструкцию жала, чтобы оно вплотную вставлялось в керамический корпус. Берется медный стержень диаметром, примерно соответствующим размеру отверстия в корпусе, и высверливается с двух сторон: под жало, которым будет стержень несколько меньшего размера, и под болт для крепежа. В обоих отверстиях надо нарезать резьбу, как и на поверхности жала;

  1. На большем стержне делается пропил, куда надевается кольцо для фиксации всей конструкции;
  2. Теперь надо припаять электрический шнур к выводам резистора и сделать удобную ручку из изоляционного материала. Для защиты и укрепления медных выводов резистора сверху можно прикрепить на них металлические зажимные скобы.

Важно! Рабочий ток изготовленного мини паяльника не должен быть выше 1 А.

Это две самые простые конструкции электропаяльника. Опытные домашние мастера могут их усложнить, не используя резистор, а сделав нагревательный элемент самостоятельно.

Разнообразие современных паяльных станций поражает воображение. Кремниевые, импульсные, газовые… А можно изготовить традиционный паяльник (с нитью нагрева) своими руками. Об этом пойдет речь в изложенном материале.

Для любого радиолюбителя – паяльник является инструментом номер один. Разумеется, в магазинах можно подобрать электроприбор на любой вкус. Однако это стоит определенных денег, да и любому мастеру интересно приложить руки к изготовлению столь полезного устройства. К тому же, если вам нужен специфический инструмент – выручить может только самодельный прибор.

Для начала разберем, как устроен паяльник

Основу составляет корпус, который механически защищает нагревательный элемент. На корпус одевается ручка, состоящая из двух частей. Ее задача – уберечь руки от высокой температуры. Через нее проходит провод питания.

Нагревательный элемент (как правило, нихромовая проволока) намотан на изолятор, например – слюду. Внутри располагается жало, которое фиксируется в корпусе при помощи винта.
Существуют еще импульсные устройства, их принцип работы отличается от рассматриваемого варианта.

Как сделать простой паяльник в домашних условиях

Прежде всего, надо определиться с функциями. От этого будет зависеть выбранный проект. Нужен вам паяльник для SMD элементов, или для обслуживания автомобиля. Можно выбрать из нескольких вариантов.

Паяльник для гаража из керамического резистора С5-35В

Такие резисторы выдерживают большую температуру, имеют рассеиваемую мощность от 3 Вт до 150 Вт. Корпус элемента выполнен из жаростойкой керамики, рабочий элемент – нихромовая нить.
Делаем типичный автомобильный паяльник для экстренного восстановления проводки в гараже. Само собой, питание будет от аккумулятора 12 вольт.

Подойдет резистор С5-35В сопротивлением 20 Ом, мощностью 7 Вт.

Ручку удобнее всего сделать пистолетного типа. Материал – текстолит или эбонит, главное – хорошая термостойкость и плохая теплопроводность.

Нагревательный элемент у нас есть (собственно резистор), теперь изготовим рабочее жало и проводник для теплопередачи. Необходимо подобрать два медных прута. Один устанавливается внутрь корпуса С5-35В и послужит аккумулятором тепловой энергии. Второй пруток, потоньше – будет рабочим жалом.

ВАЖНО! Толстый пруток необходимо подогнать как можно плотнее к внутреннему диаметру резистора, для уменьшения теплопотерь.

Можно взять прут немного толще, и обточить его наждачкой, вращая в патроне дрели.

Собрать паяльник своими руками домашних (и не только) мастеров побуждают прежде всего экономические соображения. Простой паяльник на 220 В для обычных мелких спаечных работ лучше, конечно, купить. Однако и его возможно доработать, не разбирая, чтобы продлить жизнь жала. Но вот «топор» на 150-200 Вт, которым можно паять металлические водопроводные трубы, стоит уже не 4,25, а вдесятеро больше. И не советских рублей, а вечнозеленых условных единиц. Та же проблема возникает, если паять нужно вне доступности электросети от автомобильных 12 В или карманного литий-ионного аккумулятора. Как самостоятельно сделать паяльник на такие случаи, и не только на такие, рассматривается в сегодняшней публикации.

Что такое smd

Sub Micro Devises, сверхминиатюрные устройства. Наглядно можно увидеть smd, открыв мобильный телефон, смартфон, планшет или компьютер. По технологии smd малюсенькие (возможно, меньше среза спички) компоненты без проволочных выводов монтируются пайкой на контактные площадки, по терминологии smd называемые полигонами. Полигон может быть с тепловым барьером, предотвращающим растекание тепла по дорожкам печатной платы. Тут опасность не только и не столько в возможности отслоения дорожек – от нагрева может порваться пистон, соединяющий слои монтажа, что приведет устройство в полную негодность.

Паяльник для smd должен быть не только микромощным, до 10 Вт. Запас тепла в его жале не должен превышать того, который может выдержать паяемая деталь. Но долгая пайка слишком холодным паяльником еще более опасна: припой все не плавится, но деталюшка-то греется. А на режим пайки существенно влияет наружная температура, и тем больше, чем меньше мощность паяльника. Поэтому паяльники для smd выполняются либо с ограничением времени и/или величины теплоотдачи при пайке, либо в оперативной, на протяжении текущей технологической операции, регулировкой температуры жала. Причем держать ее нужно на 30-40 градусов выше температуры плавления припоя с точностью буквально до 5-10 градусов; это т. наз. допустимый температурный гистерезис жала. Этому очень мешает тепловая инерция самого паяльника, и основная задача при конструировании такового – добиться его возможно меньшей постоянной времени по теплу, см. далее.

Сделать паяльник в домашних условиях возможно для любой из указанных целей. В т.ч. и мощный для пайки стального либо медного водопровода, и достаточно точный мини для smd.

Примечание: вообще-то в паяльнике жало это рабочая (залуживаемая) часть его стержня. Но, поскольку стержни бывают и другие разные, будем для ясности считать весь стержень жалом. Если рабочая часть паяльника насаживается на стержень, она называется наконечником. Примем, что наконечник со стержнем это тоже жало.

Самый простой

Пока не будем вдаваться в сложности. Допустим, нам нужен обычный паяльник на 220В без затей. Идем выбирать и видим, разница в ценах достигает 10 и более раз. Разбираемся – почему. Первое: нагреватель, нихромовый или керамический. Последний (не «альтернативный»!) практически вечен, но, если паяльник уронить на твердый пол, может расколоться. Жало паяльников на керамике обязательно несменное – значит, надо покупать новый. А нихромовый нагреватель, если паяльник не забывать включенным на ночь, служит более 10 лет; при эпизодическом пользовании – свыше 20. И в крайнем случае его можно перемотать.

Разница в цене сократилась теперь до 3-4 раз, в чем еще дело? В жале. Никелированное из меди со специальными присадками мало растворяется припоем и очень медленно пригорает в обойме паяльника, но стоит дорого. Латунное или бронзовое хуже греется, и паять им smd нельзя – температурный гистерезис никак не удается вогнать в норму вследствие много худшей, чем у меди, теплопроводности материала. Красномедное жало и съедается припоем, и довольно быстро распухает от окиси меди, но зато дешевле.

Примечание: жало из электротехнической меди (отрезок обмоточного провода) для обычного паяльника непригодно – быстро растворяется и обгорает. Однако для smd такое жало самое то, его теплопроводность максимально возможная, а тепловая инерция и гистерезис минимальны. Правда, менять его придется часто, но жало-то со спичку или меньше.

С обгоранием и распуханием красномедного жала можно бороться просто аккуратностью: окончив работу и дав паяльнику остыть, жало вынимают, обколачивают от окисла, постукивая о край стола, а канал обоймы паяльника продувают. С растворением припоем хуже: часто подтачивать жало неудобно и оно быстро срабатывается.

Сделать жало для паяльника из обычной красной меди в разы более стойким к действию расплавленного припоя можно, не заточив его рабочий конец, а проковав до нужной формы. Холодная медь отлично куется обычным слесарным молотком на наковальне настольных тисков. У автора этой статьи в древнем советском ЭПЦН-25 кованое жало сидит уже более 20 лет, хотя в работе этот паяльник бывает если не каждый день, то уж точно каждую неделю.

Простой из резистора

Расчет

Самый простой паяльник можно сделать из проволочного резистора, это готовый нихромовый нагреватель. Рассчитать его также несложно: при рассеивании номинальной мощности в свободном пространстве проволочные резисторы греются до 210-250 градусов. С теплоотводом в виде жала «проволочник» держит долговременную перегрузку по мощности в 1,5-2 раза; температура жала при этом будет не ниже 300 градусов. Ее можно повысить до 400, дав перегрузку по мощности в 2,5-3 раза, но тогда после 1-1,5 час работы паяльнику нужно будет давать остыть.

Рассчитывают необходимое сопротивление резистора по формуле: R = (U^2)/(kP), где:

R – искомое сопротивление;

U – рабочее напряжение;

P – требуемая мощность;

k – указанный выше коэффициент перегрузки по мощности.

Напр., нужен паяльник на 220 В 100 Вт для пайки медных труб. Теплоотдача большая, поэтому берем k = 3. 220^2 = 48400. kP = 3*100 = 300. R = 48400/300 = 161,3… Ом. Берем резистор на 100 Вт 150 или 180 Ом, т.к. «проволочников» на 160 Ом не бывает, этот номинал из ряда на 5% допуск, а «проволочники» не точнее 10%.

Обратный случай: есть резистор на мощность p, какой мощности из него можно сделать паяльник? От какого напряжения его запитывать? Вспоминаем: P = U^2/R. Берем P = 2 p. U^2 = PR. Берем из этой величины квадратный корень, получаем рабочее напряжение. Напр., есть резистор 15 Вт 10 Ом. Мощность паяльника выходит до 30 Вт. Берем квадратный корень из 300 (30 Вт*10 Ом), получаем 17 В. От 12 В такой паяльник разовьет 14,4 Вт, можно паять мелочь легкоплавким припоем. От 24 В. От 24 В – 57,6 Вт. Перегрузка по мощности почти в 6 раз, но изредка и недолго спаять этим паяльником что-то большое возможно.

Изготовление

Как сделать паяльник из резистора, показано на рис. выше:

  • Подбираем подходящий резистор (поз. 1, см. также далее).
  • Готовим детали жала и крепеж к нему. Под кольцевую пружину надфилем выбирается канавка на стержне. Под болт (винт) и наконечник делаются резьбовые глухие отверстия, поз. 2.
  • Собираем стержень с наконечником в жало, поз.3.
  • Закрепляем жало в резисторе-нагревателе болтом (винтом) с широкой шайбой, поз. 4.
  • Крепим нагреватель с жалом к подходящей рукоятке любым удобным способом, поз. 5-7. Одно условие: термостойкость рукоятки не ниже 140 градусов, до такой температуры могут нагреваться выводы резистора.

Тонкости и нюансы

Описанный выше паяльник из резисторов на 5-20 Вт делали многие (в т.ч. и автор во дни пионерской молодости) и, попробовав, убеждались – работать им всерьез нельзя. Греется невыносимо долго, и паяет только мелочь тычком – слой керамики мешает теплопередаче от нихромовой спирали в жало. Именно поэтому нагреватели фабричных паяльников мотаются на слюдяные оправки – теплопроводность слюды на порядки выше. К сожалению, свернуть слюду в трубочку дома невозможно, да и мотать нихром 0,02-0,2 мм дело тоже не для каждого.

Но вот с паяльниками от 100 Вт (резисторы от 35-50 Вт) дело другое. Тепловой барьер из керамики в них относительно тоньше, слева на рис., а запас тепла в массивном жале на порядок больше, т.к. его объем растет по кубу размеров. Качественно пропаять стык медных труб 1/2″ 200 Вт паяльником из резистора вполне возможно. Особенно, если жало не сборное, а цельное кованое.

Примечание: проволочные резисторы выпускаются на мощность рассеяния до 160 Вт.

Только для паяльника надо искать резисторы старых типов ПЭ или ПЭВ (в центре на рис., в производстве до сих пор). Их изоляция остеклованная, выдерживает многократный нагрев до светло-красного без потери свойств, только темнеет, остывая. Керамика внутри чистая. А вот резисторы С5-35В (справа на рис.) крашеные, внутри тоже. Снять краску в канале полностью невозможно – керамика пористая. При нагреве краска обугливается и жало прикипает намертво.

Регулятор для паяльника

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

Примечание: для использования с паяльником штатные многооборотные регуляторы TC43200 лучше заменить обычными потенциометрами с градуированными шкалами.

Импульсные

Многие предпочитают импульсные паяльники: они лучше подходят для микросхем и др. мелкой электроники (кроме smd, но см. и далее). В ждущем режиме жало импульсного паяльника или холодное, или немного подогревается. Паяют, нажав на кнопку пуска. Жало при этом быстро, за доли-единицы с, греется до рабочей температуры. Контролировать пайку очень удобно: растекся припой, выдавил из капли флюс – отпустил кнопку, жало так же быстро остыло. Нужно только успеть его убрать, чтобы не припаялось туда же. Опасность сжечь компонент, имея некоторый опыт, минимальна.

Типы и схемы

Импульсный разогрев жала паяльника возможен несколькими способами в зависимости от рода работы и требований к эргономике рабочего места. В любительских условиях, или мелкому ИП-одиночке импульсный паяльник удобнее и доступнее будет сделать по одной из след. схем:

  1. С токоведущим жалом под током промышленной частоты;
  2. С изолированным жалом и форсированным его разогревом;
  3. С токоведущим жалом под током высокой частоты.

Электрические принципиальные схемы импульсных паяльников указанных типов приведены на рис: поз. 1 – с токоведущим жалом промышленной частоты; поз. 2 – с форсированным подогревом изолированного жала; поз. 3 и 4 – с токоведущим жалом высокой частоты. Далее мы разберем их особенности, достоинства, недостатки и способы реализации в домашних условиях.

50/60 Гц

Схема импульсного паяльника с жалом под током промышленной частоты наиболее проста, но это не единственное ее достоинство, и не главное. Потенциал на жале такого паяльника не превышает долей вольта, поэтому он безопасен для самых нежных микросхем. Пока не появились индукционные паяльники системы METCAL (см. далее), именно импульсниками промышленной частоты работала значительная часть монтажников на производстве электроники. Недостатки – громозкость, значительный вес и, как следствие, плохая эргономика: на смене длинее 4 час. работники уставали и начинали ошибаться. Но в любительском обиходе импульсных паяльников промышленной частоты до сих пор много: Зубр, Сигма (Sigma), Светозар и др.

Устройство импульсного паяльника на 50/60 Гц показано на поз. 1 и 2 рис. Видимо, ради экономии на издержках производства изготовители чаще всего применяют в них трансформаторы на сердечниках (магнитопроводах) типа П (поз 2), но это далеко не оптимальный вариант: чтобы паяльник паял как ЭПЦН-25, мощность трансформатора нужна 60-65 Вт. Вследствие большого поля рассеяния трансформатор на П-сердечнике в режиме КЗ сильно греется, а время разогрева жала доходит до 2-4 с.

Если П-сердечник заменить на ШЛ от 40 Вт с вторичной обмоткой из медной шины (поз. 3 и 4), то паяльник выдерживает часовую работу с интенсивностью 7-8 паек в минуту без недопустимого перегрева. Для работы в режиме периодических кратковременных КЗ число витков первичной обмотки увеличивают на 10-15% против расчетного. Данное исполнение выгодно и тем, что жало (медная проволока диаметром 1,2-2 мм) можно крепить непосредственно к выводам вторичной обмотки (поз. 5). Поскольку ее напряжение доли вольта, это еще увеличивает экономичность паяльника и удлиняет время его работы до перегрева.

С форсированным подогревом

Схема паяльника с форсированным подогревом особых пояснений не требует. В дежурном режиме нагреватель работает на четверти номинальной мощности, а при нажатии на пуск в него выбрасывается накопленная в батарее конденсаторов энергия. Отключая/подключая к батарее емкости, можно довольно грубо, но в допустимых пределах дозировать количество выделяемого жалом тепла. Достоинство – полное отсутствие наведенного потенциала на жале, если оно заземлено. Недостаток – на имеющихся в широкой продаже конденсаторах схема реализуема лишь для резисторных мини-паяльников, см. далее. Применяется в основном для эпизодических работ на не насыщенных компонентами платах гибридной сборки, smd + обычный печатный монтаж в сквозные пистоны.

На высокой частоте

Импульсные паяльники на повышенной или высокой частоте (десятки или сотни кГц) весьма экономичны: тепловая мощность на жале почти равна паспортной электрической инвертора (см. ниже). Также они компактны и легки, а их инверторы пригодны для питания резисторных мини-паяльников постоянного нагрева с изолированным жалом, см. далее. Нагрев жала до рабочей температуры – за доли с. В качестве регулятора мощности без доработок применим любой тиристорный регулятор напряжения 220 В. Могут быть запитаны постоянным напряжением 220 В.

Примечание: на мощность свыше ок. 50 Вт ВЧ импульсный паяльник делать не стоит. Хотя, напр. компьютерные ИПБ бывают мощностью до 350 Вт и более, но жало на такую мощность сделать практически невозможно – или не прогреется до рабочей температуры, или само расплавится.

Серьезный недостаток – на рабочих частотах сказывается влияние собственной индуктивности жала и вторичной обмотки. Из-за этого на жале на время более 1 мс может возникать наведенный потенциал свыше 50 В, что опасно для компонент КМОП (КМДП, CMOS). Также существенный недостаток – оператор облучается потоком мощности электромагнитного поля (ЭМП). Работать импульсным ВЧ паяльником мощностью 25-50 Вт можно не более часа в день, а до 25 Вт – не более 4-х час, но не более 1,5 час кряду.

Самый простой способ схемной реализации инвертора импульсного ВЧ паяльника на 25-30 Вт для обычных спаечных работ – на основе сетевого адаптера галогеновой лампы на 12 вольт, см. поз. 3 рис. со схемами. Трансформатор можно намотать на сердечнике из 2-х сложенных вместе колец К24х12х6 из феррита с магнитной проницаемостью μ не ниже 2000, или на Ш-образном магнитопроводе из такого же феррита сечением не менее 0,7 кв. см. Обмотка 1 – 250-260 витков эмалированного провода диаметром 0,35-0,5 мм, обмотки 2 и 3 – по 5-6 витков такого же провода. Обмотка 4 – 2 витка в параллель провода диаметром от 2 мм (на кольце) или оплетки от телевизионного коаксиального кабеля (поз. 3а), также запараллеленных.

Примечание: если паяльник более чем на 15 Вт, то транзисторы MJE13003 лучше заменить на MJE130nn, где nn>03, и поставить из на радиаторы площадью от 20 кв. см.

Вариант инвертора для паяльника до 16 Вт может быть выполнен на базе импульсного пускового устройства (ИПУ) для ЛДС или начинки перегоревшей лампочки-экономки соотв. мощности (не бейте колбу, там пары ртути!) Доработку иллюстрирует поз. 4 на рис. со схемами. То, что выделено зеленым, может быть различно в ИПУ разных моделей, но нам оно все равно. Нам нужно удалить пусковые элементы лампы (выделено красным на поз. 4а) и замкнуть накоротко точки А-А. Получим схему поз. 4б. В ней параллельно фазосдвигающему дросселю L5 подключается трансформатор на одном таком же кольце, как в пред. случае или на Ш-образном феррите от 0,5 кв. см (поз. 4в). Первичная обмотка – 120 витков провода диаметром 0,4-0,7; вторичная – 2 витка провода D>2 мм. Жало (поз. 4г) из такого же провода. Готовое устройство компактно (поз. 4д) и может быть помещено в удобный корпус.

Мини и микро на резисторах

Паяльник с нагревательным элементом на основе металлопленочного резистора МЛТ конструктивно аналогичен паяльнику из проволочного резистора, но выполняется на мощность до 10-12 Вт. Резистор работает с перегрузкой по мощности в 6-12 раз, т.к., во-первых, теплоотвод через относительно толстое (но абсолютно более тонкое) жало больше. Во-вторых, резисторы МЛТ физически в разы меньше ПЭ и ПЭВ. Отношение их поверхности к объему соотв. увеличивается и теплоотдача в окружающую среду относительно растет. Поэтому паяльники на резисторах МЛТ делаются только в вариантах мини и микро: при попытке увеличить мощность маленький резистор сгорает. Хотя МЛТ для спецприменения выпускаются на мощность до 10 Вт, своими силами реально сделать только паяльник на МЛТ-2 для мелких дискретных компонент (россыпи) и небольших микросхем, см. напр. видео ниже:

Видео: микро-паяльник на резисторах

Примечание: цепочка резисторов МЛТ может быть также использована в качестве нагревателя автономного аккумуляторного паяльника для обычных спаечных работ, см. след. ролик:

Видео: аккумуляторный мини-паяльник

Гораздо интереснее сделать мини паяльник из резистора МЛТ-0,5 для smd. Керамическая трубочка – корпус МЛТ-0,5 – очень тонкая и почти не препятствует теплопередаче на жало, но не пропустит тепловой импульс в момент касания полигона, отчего частенько сгорают компоненты smd. Подобрав жало (что требует довольно значительного опыта), smd таким паяльником можно не спеша паять, непрерывно контролируя в микроскоп процесс.

Процесс изготовления такого паяльника показан на рис. Мощность – 6 Вт. Нагрев либо непрерывный от инвертора из описанных выше, либо (лучше) с форсироваанным подогревом постоянным током от ИП на 12 В.

Примечание: как сделать усовершенствованный вариант такого паяльника с более широким диапазоном применения, подробно описано здесь – oldoctober.com/ru/soldering_iron/

Индукционные

Индукционный паяльник на сегодняшний день вершина технических достижений в области пайки металлов эвтектическими припоями. В сущности, паяльник с индукционным нагревом это миниатюрная индукционная печь: ВЧ ЭМП катушки-индуктора поглощается металлом жала, которое при этом греется вихревыми токами Фуко. Изготовить своими руками индукционный паяльник не так уж сложно, если есть в распоряжении источник токов ВЧ, напр. компьютерный импульсный блок питания, см. напр. сюжет

Видео: индукционный паяльник


Однако качественно-экономические показатели индукционных паяльников для обычных спаечных работ невысоки, чего не скажешь об их вредном влиянии на здоровье. Фактически единственное их преимущество – прикипевшее к обойме в корпусе жало можно выдирать, на опасаясь порвать нагреватель.

Гораздо больший интерес представляют индукционные мини-паяльники системы METCAL. Их внедрение на производстве электроники позволило уменьшить процент брака из-за ошибок монтажников в 10000 раз (!) и удлинить рабочую смену до нормальной, причем работники расходились после нее бодрыми и дееспособными во всех прочих отношениях.

Устройство паяльника типа METCAL показано слева вверху на рис. Изюминка – в ферроникелевом покрытии жала. Паяльник питается ВЧ точно выдержанной частоты 470 кГц. Толщина покрытия выбрана такой, что на данной частоте вследствие поверхностного эффекта (скин-эффекта) токи Фуко сосредотачивались только в покрытии, которое сильно греется и передает тепло в жало. Самое жало оказывается заэкранированным от ЭМП и наведенные потенциалы на нем не возникают.

Когда покрытие прогреется до точки Кюри, выше которой по температуре ферромагнитные свойства покрытия исчезают, оно поглощает энергию ЭМП гораздо слабее, но ВЧ в медь все равно не пускает, т.к. электрическую проводимость сохраняет. Остыв ниже точки Кюри само по себе или вследствие оттока тепла на пайку, покрытие вновь начинает интенсивно поглощать ЭМП и подогревает жало. Таким образом, жало держит температуру, равную точке Кюри покрытия с точностью буквально до градуса. Тепловой гистерезис жала при этом ничтожен, т.к. определяется тепловой инерцией тонкого покрытия.

Во избежание вредного влияния на людей паяльники выпускаются с несменными жалами, наглухо закрепленными в картридже коаксиальной конструкции, по которому и подводится к катушке ВЧ. Картридж вставляется в ручку паяльника – держатель с коаксиальным разъемом. Картриджи выпускаются типов 500, 600 и 700, что соответствует точке Кюри покрытия в градусах Фаренгейта (260, 315 и 370 градусов Цельсия). Основной рабочий картридж – 600; 500-м паяют особо мелкие smd, а 700-м крупные smd и россыпь.

Примечание: чтобы перевести градусы Фаренгейта в Цельсия, нужно от фаренгейтов отнять 32, умножить остаток на 5 и поделить на 9. Если надо наоборот, к цельсиям добавляем 32, результат множим на 9 и делим на 5.

Все замечательно в паяльниках METCAL, кроме цены картриджа: за «(название фирмы) новый, хороший» – от $40. «Альтернативные» в полтора раза дешевле, но вырабатываются вдвое быстрее. Сделать самому жало METCAL нереально: покрытие наносится напылением в вакууме; гальваническое при температуре Кюри мгновенно отслаивается. Посаженная на медь тонкостенная трубка не обеспечит абсолютного теплового контакта, без чего METCAL превращается просто в плохой паяльник. Тем не менее, сделать самому почти полный аналог паяльника METCAL, причем со сменным жалом, хоть и трудно, но возможно.

Индукционный для smd

Устройство самодельного индукционного паяльника для микросхем и smd, по рабочим качествам аналогичного METCAL, показано справа на рис. Когда-то похожие паяльники применялись на спецпроизводстве, но METCAL их полностью вытеснили благодаря лучшей технологичности и большей рентабельности. Однако для себя такой паяльник сделать можно.

Его секрет – в соотношении плеч наружной части жала и выступающего из катушки внутрь хвостовика. Если оно такое, как показано на рис. (приблизительно), а хвостовик покрыт теплоизоляцией, то тепловой фокус жала не выйдет за пределы обмотки. Хвостовик будет, конечно, горячее кончика жала, но их температуры будут меняться синхронно (теоретически термогистерезис нулевой). Раз настроив автоматику с помощью дополнительной термопары, измеряющей температуру кончика жала, дальше можно паять спокойно.

Роль точки Кюри играет таймер. Сигналом от терморегулятора на подогрев он обнуляется, напр., открыванием ключа, шунтирующего накопительную емкость. Запускается таймер сигналом, свидетельствующим о фактическом начале работы инвертора: напряжение с дополнительной обмотки трансформатора из 1-2 витков выпрямляется и разблокирует таймер. Если паяльником долго не паяют, таймер спустя 7 с выключит инвертор, пока жало не остынет и терморегулятор не выдаст новый сигнал на подогрев. Суть здесь в том, что термогистерезис жала пропорционален отношению времен выключенного и включенного нагрева жала O/I, а средняя мощность на жале обратному I/O. До градуса такая система температуру жала не держит, но +/–25 Цельсия при рабочей жала 330 обеспечивает.

В заключение

Так какой же паяльник делать? Мощный из проволочного резистора однозначно стоит: расходов на него всего ничего, есть не просит, а выручить может основательно.

Стоит также сделать, чтобы был на хозяйстве, простой паяльник для smd из резистора МЛТ. Кремниевая электроника выдохлась, она в тупике. Квантовая уже на подходе, и вдали явственно замаячила графеновая. Напрямую с нами та и другая не сопрягаются, как компьютер через экран, мышку и клавиатуру или смартик/планшетка через экран и сенсоры. Поэтому кремниевое обрамление в устройствах будущего останется, но исключительно smd, а теперешняя россыпь покажется чем-то вроде радиоламп. И не думайте, что это фантастика: всего 30-40 лет тому назад ни один фантаст до смартфона не додумался. Хотя первые образцы мобильников тогда уже были. А утюг или пылесос «с мозгами» тогдашним мечтателям и в дурном сне в голову не пришли бы.

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Словосочетание «Паяльник из резистора» вполне адекватно соотносится со словосочетанием «Деньги из воздуха». Смысл един - получить что-то из ничего. Это не безумная попытка «опрокинуть» огромный ассортимент , который есть на прилавках магазинов торгующих электротехнической продукцией. Впрочем, есть пока, при этом не везде, а где есть сейчас может не быть потом. Жизнь штука изменчивая, тем более даже самый дорогой может сгореть в такой неподходящий момент - так сказать, на самом интересном месте. А резисторы ПЭВ (проволочные - эмалированные - влагостойкие) были, есть и будут. Так, что зарекаться не стоит.

Вот они «двое из ларца». Сопротивление левого, в прошлом резистора, а ныне нагревательного элемента 1019 Om, при напряжении 220V он потребляет 210mA и его реальная мощность составляет 46,2W. Сопротивление нагревательного элемента второго паяльника 1553 Om, при 220V токопотребление 140mA и это будет 30,8W. Использовать их весьма удобно и комфортно в тандеме с регулятором мощности. Нагреватели из резисторов ПЭВ выдерживают температуру нагрева несравненно большую, чем температура плавления олова. Подозреваю, что изобретён метод превращения этих резисторов в нагревательные элементы одновременно с началом их производства. Широкого применения, среди радиолюбителей, эта технология изготовления паяльников не получила и виной тому сложность в том чтобы подобрать а тем более сделать подходящие держатели (ручки) для таких паяльников. Трудность и в выборе материала и в самой конструкции.

Но если удаётся найти что-то подходящее для корпуса - держателя будущего паяльника, то процесс изготовления сводится к элементарной фиксации подводящих напряжение проводов методом их скрутки с контактами резистора.

Здесь корпус - держатель это бывшая соединительная вилка - «мама» от трёхпрограммного радио «Электроника».

А здесь держатель был им всегда, но только в устройстве сварки полиэтиленовой плёнки. Где также в качестве нагревателя использующего мощный резистор ПЭВ, причём изделие это промышленного изготовления.

Определение необходимого по номиналу резистора вовсе не обязательно вести с самого начала методом подбора, ориентировочно можно и посчитать. «Оттолкнуться» вполне допустимо и от замеров приведённых выше. Так при мощности паяльника 30,8W - сопротивлении резистора 1553 Om. А нужно, к примеру, ровно 30W. Считаем методом вычисления пропорции, только не прямой, а обратной. Ведь в данном случае уменьшение (мощности) достигается путём увеличения (сопротивления).

Для простоты возможных дальнейших расчётов предлагаю округлить величину в 1594,4 Om до 1600 Om - расчеты-то всё равно будут не совсем точные, +/- пару ватт по мощности.

  • Р, Вт D L H d
  • ПЭВ 3 14 26 28 5,5
  • ПЭВ 7,5 14 35 28 5,5
  • ПЭВ 10 14 41 28 5,5
  • ПЭВ 15 17 45 31 8
  • ПЭВ 20 17 50 31 8

Паяльник из резистора ПЭВ не нужно заземлять, его не пробьёт на массу, главное хорошо изолировать его контакты в месте соединения с проводами питания. Больше того - не обязательно для нагрева использовать 220V. Например: если возьмите для паяльника резистор ПЭВ 7,5 сопротивлением 75 Ом и подадите на него 12 вольт постоянного напряжения, то получите миниатюрный паяльник, удобный для , с токопотреблением 500 мА и мощностью нагревательного элемента чуть более 7 Вт. Ни у каждого возле дома есть магазин электротоваров и не все живут в городах, однако это не причина чтобы не иметь нужного паяльника. Рассуждал о насущном, Babay .

Обсудить статью КАК СДЕЛАТЬ ПАЯЛЬНИК

Статьи по теме: