|
|
Сучасні звичайні електричні паяльники
Малопотужний, торцовий, 30 Вт.
Потужний, молотковий, 100 Вт, Зміст [сховати] · 1Класифікація паяльників · 2Принцип роботи · 3Застосування · 4Різновиди паяльників o 4.1Паяльник непрямого нагріву o 4.2Електричний паяльник § 4.2.1Безперервного розігріву § 4.2.2Форсованого розігріву § 4.2.3Імпульсного розігріву § 4.2.4Терморегульований o 4.3Спеціальні електричні паяльники § 4.3.1Паяльник з автоподачею припою § 4.3.2Паяльник з контактним нагрівом § 4.3.3Електродуговий паяльник § 4.3.4Індукційний паяльник § 4.3.5Ультразвуковий паяльник § 4.3.6Абразивний паяльник § 4.3.7Демонтажний паяльник o 4.4Термітний паяльник o 4.5Газовий паяльник · 5Особливості елементів конструкції o 5.1Електричний нагрівальний елемент § 5.1.1Керамічний нагрівач o 5.2Робочий орган паяльника § 5.2.1Мідне жало § 5.2.2Незгораєме жало § 5.2.3Залудження жала паяльника · 6Див. також · 7Примітки · 8Посилання · 9Зовнішні посилання Класифікація паяльників[ред. • ред. код]
Торцовий паяльник зі змінним жалом в розібраному стані. Існує багато різновидів паяльників і їх можна класифікувати за різними властивостями та характерними ознаками, зокрема: запотужністю, методом розігріву (постійний або періодичний)[3], джерелом нагріву (електричні, газові, на рідкому паливі)[3], зовнішнім виконанням (класичні, паяльні пінцети, пістолети, паяльні станції та ін.), призначенням, тощо. Виходячі з конструктивних особливостей, паяльники бувають:[4] · Із змінним паяльним стрижнем. В них реалізовано можливість швидкої заміни відпрацьованого жала на нове, або встановлення жала іншої форми відповідно до виконуваних робіт. Даний різновид паяльників рекомендується для застосування в радіомонтажі та приладобудуванні;[5][6] · Із незмінним стрижнем. Відзначаються спрощеною конструкцією та низькою вартістю. Зазвичай, такі паяльники є одноразовими і у випадку виникнення несправностей їх ремонт не передбачається.
Паяльник з терморегуляцією у складі паяльної станції. Виходячі з методу нагріву, існують паяльники:[4][7] · Непрямого нагріву; · Безперервного нагріву; · Форсованого нагріву; · Імпульсного нагріву; · Терморегульовані; За потужністю електричні паяльники поділяються на:[7][8][9] · Малопотужні (6–30 Вт). Використовуються для паяння дуже тонких провідників та дрібних деталей, наприклад, струмознімачів іздорогоцінних металів; · Середньої потужності (30–100 Вт). Придатні для паяння монтажних з'єднань. Наприклад, з'єднання об'ємом 0,1 см3 (провідники діаметром до 1 мм) можна спаювати паяльниками потужністю 60–80 Вт із жалом 10–12 мм; · Потужні (більше 100 Вт). Застосовуються при пайці товстих провідників діаметром 5–7 мм. На практиці, максимальна потужність електричних паяльників, зазвичай, не перевищує 300 Вт,[5] але в окремих випадках може досягати 500 Вт.[10] За компонуванням паяльники поділяються на:[5][11]:200 · Молоткові. Їх зручно використовувати для паяння відкритих швів, наприклад при з'єднанні монтажних планок, кінчиків проводів, штепсельних роз'ємів, при паянні металевих кожухів, тощо. Таке компонування мають в основному лише масивні та потужні паяльники; · Торцові. Застосовуються при паянні з'єднань в умовах обмеженого простору, наприклад, в середині приладу або на платах із щільним монтажем радіодеталей. Рекомендуються для застосування в радіомонтажі та приладобудуванні. Вони дозволяють зручно працювати у важкодоступних місцях, там, де використання молоткового паяльника є неможливим;[12] · Кутові. Даний різновид являє собою проміжний варіант, у якому жало паяльника зорієнтоване по відношенню до його ручки під деяким кутом, меншим 90°. В окремих моделях застосовується змінне мідне жало збільшеної довжини, яке проходить крізь нагрівальний елемент. Це дає користувачу змогу поступово просувати жало вперед по мірі його скорочення в наслідок регулярних запилювань і зачисток. Така конструкція сприяє зменшенню витрат міді. Принцип роботи[ред. • ред. код] Важливими перевагами паяльників над усіма іншими паяльними засобами є здатність забезпечувати строго локальний нагрів та швидку передачу тепла у зону паяння. Робочий орган паяльника (жало) виготовляється з металу із високою теплопровідністю та теплоємністю, завдяки чому, акумульоване у ньому тепло, через точку дотику, дуже швидко перетікає до спаюваних деталей. Інші паяльні засоби, які здійснюють нагрів через струмінь розжареного газу (наприклад паяльна лампа або термофен), забезпечують більш повільну теплопередачу, оскільки гази мають значно гіршу теплопровідність ніж метали. В результаті, процес паяння може займати тривалий час, що призводить до значного нагріву не тільки зони паяння але і оточуючих ділянок.[12][13] В точці дотику паяльника, відбувається швидкий розігрів спаюваної деталі, який супроводжується одночасним охолодженням самого паяльника. В момент вирівнювання їх температур, розігрів зони паяння припиняється, і спаювана деталь разом із жалом паяльника може почати охолоджуватися, за рахунок власного розсіювання тепла. Усі ці процеси тривають певний час, який залежить від теплоємності та теплопровідності не тільки паяльника, але і спаюваних деталей, а також від якості теплового контакту між ними і потужності тепловиділення нагрівача паяльника (якщо він є). Цей час має бути достатнім для нагріву поверхонь деталей вище температури топленняприпою, а рідкий припій при цьому, має встигнути розтектися по поверхнях деталей, змочити їх, і вступити з ними у надійний контакт. В цілому, температура паяльника тим стабільніше, чим більшою є його теплоємність і, відповідно, маса. Тому із збільшенням маси паяльника зростає і загальна продуктивність процесу паяння внаслідок скорочення витрат часу на здійснення його періодичного нагріву, а також завдяки покращенню якості паяних швів.[11]:199 Але водночас, виникає потреба у застосуванні більш потужних джерел тепла, оскільки із зростанням теплоємності паяльника, збільшується і тривалість його початкового розігріву до робочої температури.[13] Застосування[ред. • ред. код] Вибір паяльника здійснюється відповідно до виконуваних ним робіт. Форма його жала має відповідати формі спаюваного з'єднання, а вага та потужність мають узгоджуватися із розмірами та товщиною спаюваних виробів. Необхідно враховувати, що кількість тепла, яка потрібна для розігріву з'єднуваних деталей, зростає разом із збільшенням їх маси і теплопровідності. В той же час, акумульованого у паяльнику тепла повинно бути достатньою для того, щоб при виконанні пайки він сильно не охолоджувався і був здатний витримувати більш-менш рівномірну температуру.[5][9][14]:334[11]:200
Пружинна підставка для торцового паяльника ізцелюлозною губкою для очищення жала Масивні деталі із значною теплопровідністю потрібно паяти великим, потужним паяльником. Загалом, маса паяльників може досягати 5 кг[9], однак, в більшості випадків вона рідко перевищує 2 кг, оскільки її обмежують вимоги зручності користування. Отже обмеженими виявляються також маса і розміри деталей, придатних для спаювання. В основному, сфера застосування паяльників зупиняється на паянні і лудінні м'якими припоями металевих виробів, виготовлених з не дуже товстих листових матеріалів. Для спаювання більш масивних деталей використовуються паяльні лампи та інші засоби. Можливості паяльника можна дещо розширити, якщо в процесі паяння здійснювати додатковий підігрів деталей зовнішніми джерелами тепла.[12][11]:200-201 У галузях електротехніки та електроніки в основному використовуються електричні паяльники малої та середньої потужності. Однак, інколи, потрібними виявляються і високопотужні паяльники, наприклад, при паянні радіаторів, металевих кожухів або корпусів. Для спаювання електронних компонентів рекомендується обирати паяльник, здатний здійснювати процес паяння кожного з'єднання не більше ніж за 2 секунди. Його теплоємність та температура мають бути достатніми для того, щоб в межах цього часу забезпечити потрібний прогрів з'єднуваних деталей, припій має встигнути розтектися по з'єднанню, змочити його і затвердіти. Якщо контакт із рідким припоєм перевищує 2 сек., якість спаю може істотно погіршитися. В першу чергу, це може спричинити перегрів компонентів, що збільшує ризики виникнення теплових ушкодженнь.[15][16] Крім того, при надмірній тривалості паяння, флюс вичерпує свої корисні хімічні властивості і утворює велику кількість залишків, які можуть забруднювати з'єднання.[16][12] Також варто брати до уваги, що рідкий припій має тенденцію до розчинення в собі металів із якими він вступає у контакт. Як наслідок, при тривалому знаходженні у рідкому стані, в припої значно зростає кількість сторонніх речовин і суттєво змінюється його хімічний склад, а при наступному затвердінні, в ньому утворюютьсяінтерметалічні сполуки, які у більшості випадків істотно погіршують фізичні якості спаю.[13]:81 З іншого боку, при паянні електронних компонентів, застосовувати потужні паяльники без терморегуляції із високою теплоємністю, також не рекомендується. Їх жала можуть розігріватися до надмірно високої температури і добре її утримувати. В результаті, каніфольний флюс буде миттєво згорати з інтенсивним утворенням білого диму, не реагуючи при цьому із матеріалом спаюваних деталей[info 1]. Ризик теплового пошкодження компонентів також значно зростає. З огляду на подібні ускладнення, в галузі електроніки рекомендується застосовувати терморегульовані паяльники. Перед початком паяння потрібно переконатися, що жало паяльника у своїй робочій частині (на кінчику) має рівну та чисту поверхню. Оскільки шари оксидів на жалі і спаюваних деталях, а також прошарок повітря між ними, мають низьку теплопровідність, тому в процесі паяння, якісний тепловий контакт відбувається виключно через рідкий припій. Для забезпечення потужного перетоку тепла від паяльника до місця паяння, його жало на ділянці дотику має бути суцільно вкрите рідким припоєм (залуджене). У разі необхідності, жало треба відповідним чином підготувати (див. залудження жала паяльника).[5][12][11]:199 Після вмикання, паяльнику потрібен певний час для досягнення робочої температури, який для паяльників безперервного нагріву може становити від 3 до 10 хвилин.[4]Підготовлений пальник, зазвичай, залишається увімкнутим в електромережу і знаходиться у розігрітому стані впродовж усього сеансу роботи. При цьому, його не можна класти на стіл або іншу найближчу поверхню, оскільки паяльник при цьому швидко охолоджується, забруднюється і може травмувати робітника або пошкодити оточуючі предмети і спричинити пожежу. Для тимчасового утримання розжареного паяльника існують спеціальні підставки.[5]
Застосування паяльника татрубчатого припою для паяння з'єднаннь на платі із наскрізним монтажем компонентів При пайці з використанням роздільних паяльних матеріалів, флюс та припій можуть подаватися окремо. При цьому, за допомогою паяльника здійснюється початковий нагрів флюсу, із подальшим піднесенням припою. В результаті, разплавлений припій змочує жало, пристає до нього, після чого, вкриті флюсом краплі припою переносяться на ділянку паяння.[1] Можуть застосовуватися також спеціалізовані паяльні матеріали, такі як трубчатий припій або паяльна паста, у яких флюс об'єднано із припоєм на етапі виробництва. При пайці з'єднаннь трубчатим припоєм, рекомендується спочатку внести паяльник на ділянку з'єднання і доторкнутися жалом до тієї деталі, яка має більшу теплоємність. Одразу після цього, у точку дотику між жалом і деталлю, подається кінчик припійної трубки.[17] Варто зазначити, що трубчатий припій призначений спеціально для здійснення ручного паяння із використанням паяльника, і він з успіхом застосовується в галузях електротехніки та електроніки з першої половини XX ст.[16][5] Рекомендована температура жала при здійсненні паяння є на 30–40 °C вищою ніж температура плавлення використовуваного припою, оскільки перегрів збільшує рівень активації поверхонь взаємодіючих металів. Також успішно практикується перевищення температури на 70–90 °C. Перегрів жала, який при цьому виникає, є короткотривалим і не призводить до надмірного окисненняповерхонь рідкого припою та металевих деталей, тим більше, що вони захищені флюсом.[13][16] При здійсненні паяння часто виникає потреба очищення жала від забрудненого або надлишкового припою, а також від залишків флюсу. Крім того, звичайне мідне жало у нагрітому стані безперервно окиснюється і на ньому утворюється нагар, який погіршує теплопередачу. Він може легко відшаровуватися від жала і здатний забруднювати припій. Із зростанням робочої температури, нагар формується інтенсивніше.[5] Для швидкого очищення розігрітого жала існують спеціальні губки, виготовлені з целюлозиабо металевої стружки. Металеві губки мають перевагу, оскільки їх не потрібно змочувати водою, вони не утворюють пару і краще очищують жало.[6] Але якщо паяльник має необгораєме жало, целюлозна губка може стати для нього кращим варіантом, оскільки вона не залишає подряпин і зберігає шар необгораємого покриття (див.незгораєме жало).[8] Після завершення робіт і перед вимкненням паяльника, його жало рекомендується очистити, та ще раз гарно облудити (див. залудження жала паяльника). Це забезпечить йому тривалий строк служби та дозволить без ускладнень повторно розігріти паяльник і одразу приступити до роботи.[16][8] Різновиди паяльників[ред. • ред. код] Паяльник непрямого нагріву[ред. • ред. код]
Паяльники непрямого нагріву іпаяльні лампи Паяльники даного типу нагріваються вручну від зовнішнього джерела тепла, яким може виступати паяльна лампа, багаття, піч, горн, тощо. Вони є класичними зразками паяльних засобів і були дуже поширені у минулому. Фактично, їх поява відбулася близько 4000 років тому, разом з відкриттям людиною паяльних властивостей олова. Зокрема, молоткові різновиди паяльників відомі ще зантичних часів.[18][2] Такі інструменти продовжували активно використовуватися до кінця XIX ст.[19] Паяльник непрямого нагріву являє собою масивний мідний стрижень прямокутного або круглого перерізу з високою теплоємністю, який закріплений на довгому металевому держаку, виготовленому, зазвичай, із заліза. Залізо має відносно низьку теплопровідність, що дозволяє зменшити відтік акумульованого тепла. Утримання паяльника відбувається за допомогою дерев'яної ручки, розміщеної на іншому боці держака. Для зручності використання, мідний стрижень з одного краю загострювався у формі клину, конуса абопіраміди. При цьому, мідь, з якої він виготовляється, повинна бути якомога чистішою, що значно подовжує строк служби паяльника.[5]Маса стрижня є його найважливішою характеристикою і визначає усі основі робочі якості такого паяльника: тепловіддачу, стабільність температури, тощо. Масивний паяльник виявляється більш вигідним, але в той же час, занадто велика вага ускладнює роботу. Зазвичай, маса стрижня знаходилася в межах від 250 до 1000 гр., а інколи могла досягати 2000 гр.[12][11]:199,200 Якщо в процесі паяння такий паяльник надмірно охолоджувався і не міг більше розтопити припій, його знову нагрівали. При цьому, розігрів ніколи не доводився до початку червоного розжарення міді, тому типові температури паяння не перевищували 300 °C.[12] Для очищення мідного стрижня слугував спеціальний паяльний камінь, за допомогою якого можна було витерти його робочу поверхню. Даний різновид паяльників відомий також як паяльники періодичного нагріву.[1] Існували також більш зручні у використанні паяльники на рідкому паливі та газові паяльники. В їх конструкції було реалізовано безперервну подачу горючої речовини від невеличкої паяльної лампи, вбудованої в паяльник, або від зовнішнього балону. Завдяки цьому мідний стрижень при роботі постійно нагрівався відкритим полум'ям.[12][1]Такі паяльники були одним з різновидів паяльників постійного нагріву. Електричний паяльник[ред. • ред. код] Найбільш зручний у застосуванні, і в наш час дуже поширений різновид паяльників.[14]:334 Джерелом нагріву в них виступає електричний струм безпосередньо віделектромережі, від блоку живлення або від хімічного джерела струму (у портативних моделей, наприклад, із технологією ColdHeat[en]).[18] Струм перетворюється в тепло за допомогою нагрівального елементу, при чому, максимальна електрична потужність таких паяльників може досягати 300–500 Вт.[5][10] Перші зразки подібних пристроїв почали з'являтися починаючи з кінця XIX ст, а вже у 1894 році Американська компанія електричних нагрівачів[info 2] організувала їх серійне виробництво у Детройті.[20] В Європі винахід електричного паяльника пов'язується з ім'ям німецького інженера Ернста Сакса (нім. Ernst Sachs), який у 1921 році запатентував першу конструкцію електричного паяльника молоткового типу, призначеного для використання у промисловості. Того ж року, ним була заснована компаніяERSA, метою якої стало виробництво електричних паяльних інструментів.[2][10] Поширеним недоліком електричних паяльників є часте перегорання спіралей нагрівальних елементів та обмежена потужність, яка виявляється недостатньою для паяння дуже масивних деталей. Тому подібні пристрої здебільшого застосовуються лише у випадках здійснення періодичного паяння відносно невеликих деталей.[21] Важливою вимогою до електричних паяльників є наявність в них заземлення. Їх робота безпосередньо пов'язана з електричною напругою, що в деяких ситуаціях створює ризик ураження працівника струмом або може вивести з ладу спаювані електронні компоненти.[8] Існує багато типів електричних паяльників, в яких застосовуються суттєво відмінні режими роботи нагрівального елементу, зокрема: Безперервного розігріву[ред. • ред. код]
Звичайний електричний паяльник безперервного розігріву. Модель має вилку роз'єму живлення британського стандартуBS 1363[en]. У паяльниках даного різновиду, нагрів жала відбувається постійно, впродовж усього сеансу паяльних робіт, причому в них можуть бути додатково передбачені засоби ручного регулювання потужності нагріву. Подібний режим роботи застосовувався і в минулому у паяльниках на горючому паливі (газовому або рідинному), де джерелом тепла виступало полум'я. Вони являли собою модифікаціюпаяльника непрямого нагріву, до якого було додано засоби подачі палива. В наш час, найбільш поширеним типом паяльників безперервного нагріву є звичайний електричний паяльник, в якому реалізовано постійний нагрів від електронагрівального елемента. Також існують сучасні портативні моделі газових паяльників із аналогічним, безперервним, режимом роботи. Після вмикання електричного паяльника, йому потрібен деякий час для розігріву і досягнення прийнятної, для здійснення паяння, температури. До 250 °C малопотужні паяльники розігріваються за 3–6 хвилин, тоді як у потужних паяльників це займає 6–10 хвилин.[4] Температура паяльника визначається тільки точкою рівноваги[en] між процесами тепловиділення нагрівача і тепловіддачі жала. Тому впродовж сеансу паяльних робіт можливі значні коливання його температури, які можна зменшити тільки за рахунок застосування паяльника із більшою теплоємністю жала і, відповідно, масою.[8] В окремих моделях можуть бути присутні засоби ручного регулювання потужності нагрівача. Найчастіше в цій якості виступають автотрансформатори або тиристорнірегулятори напруги, аналогічні освітлювальним димерам. Застосування подібних пристроїв дозволяє змістити точку теплової рівноваги на жалі паяльника, що дає змогу змінювати його температурний максимум. Однак для стабілізації температури жала такі засоби не придатні, і тому з цією метою використовуються інші пристрої (див.терморегульований паяльник).[5][8] При застосуванні тиристорних регуляторів необхідно брати до уваги, що напруга на їх виході може мати несинусоїдальну форму із різкими стрибками в моменти відкриття тиристора. В результаті, нагрівальний елемент паяльника буде живитися змінною напругою із високочастотними гармоніками, які наводитимуть на жалі імпульси високої напруги. Використання такого паяльника для паяння чутливих напівпровідникових компонентів, особливо пристроїв з ізольованим затвором, виготовлених за КМОН або МДН-технологією, може вивести їх з ладу. Тому при використанні, жало паяльника має бути заземлене. Форсованого розігріву[ред. • ред. код] В таких паяльниках передбачається два режима роботи електричного нагрівального елементу: основний та форсований. Вибір режиму здійснюється оператором вручну за допомогою перемикача. На форсованому режимі, нагрів жала відбувається за підвищеної потужності, що дає змогу паяльнику після вмикання розігрітися до 250 °C за 1 хвилину.[4] Це значно скорочує тривалість відновлення після значного охолодження і є корисним при пайці масивних деталей з високою теплоємністю. На основному режимі нагрівальний елемент працює за половинної потужності, чого цілком достатньо для підтримки необхідної температури паяння.[4][7] В їх конструкції, зазвичай, використовується діод, який послідовно вмикається до електричного кола нагрівального елементу, що працює на змінному струмі. Це забезпечує зменшення середнього значення потужності у 2 рази. Для переведення паяльника у форсований режим, застосовуєтья перемикач, який шунтує діод і пускаєструм в обхід нього.[7] Імпульсного розігріву[ред. • ред. код] Імпульсний паяльник
Зовнішній вигляд імпульсного паяльника у компонуванні пістолета
Внутрішній трансформатор імпульсного паяльника, розрахований на мережевунапругу. В даному типі електричних паяльників реалізовано ідею швидкого, практично миттєвого (імпульсного), нагріву, одразу після вмикання. Вони, зазвичай, виготовляються у вигляді пістолета з термостійкої пластмаси, а їх розігрів відбувається допоки користувач тримає натиснутим "курок". Подібні паяльники здатні досягнути температури 250 °C в середньому через 9-12 секунд після вмикання. Часто в них додатково передбачаються вбудовані засоби підсвічування ділянки паяння.[4] Імпульсні паяльники є зручними при нерегулярному, швидкому використанні, коли витрати часу на очікування розігріву та послідуючого охолодження паяльника можуть бути більшими, ніж тривалість самого сеансу паяння.[22][23] Вперше подібні пристрої були розроблені у США на початку 1940-х років. Пізніше, у 1946 році, Карл Веллер (англ. Carl E. Weller) отримав патент на "електричний нагрівальний апарат" у формі пістолета, конструкція якого в подальшому стала класичною для даного типу паяльників.[23][20] Їх основною особливістю є те, що жало в них нагрівається електричним струмом напряму, і тому фактично воно одночасно виступає у ролі нагрівального елементу. Це об'єднане "жало-нагрівач" виготовляється з міді у виглядідроту великого діаметру, якому, зазвичай, надається форма "U"-подібної дуги. Зогляду на малий питомий опір міді, для нагріву такого елементу потрібен дуже великий струм (порядку сотень ампер), який поступає від електромережі через знижуючийтрансформатор особливої конструкції. Вторинна обмотка такого трансформатора може складатися лише з одного об'ємного витка із малим опором, що забезпечує йому дуже високі вихідні струми при малій напрузі. Виток обмотки та вивідні з'єднувальні провідники, також виготовляються з міді, і при цьому мають більший, ніж у "жала-нагрівача", переріз, що забезпечує їм значно мешний, у порівнянні із жалом, електричний опір.[22] В результаті, при протіканні потужного струму основне тепловиділення відбувається тільки у робочій частині паяльника і при цьому забезпечується дуже швидкий нагрів. В той же час, загальна теплоємність такого "жала-нагрівача" виявляється порівняно низькою, що при тривалій роботі у холостому режимі призводить до його значного перегріву. Температура жала при цьому може сягати 500 °C.[4][24] Для живлення освітлювального елементу слугує відгалуження первинної обмотки трансформатора, яке забезпечує напругу, достатню для роботи мініатюрної галогенової лампи. Варто зазначити, що в імпульсних паяльниках "жало-нагрівач" інколи може виготовлятися не з міді, а зі сплаву із більш високимпитомим опором, зазвичай, з ніхрому.[7] Однак, при порівнянні, такий підхід виявляє ряд недоліків: меншу теплопровідність жала та потребу у підвищеній робочій напрузі.[22] Аналогічні паяльники за радянською термінологією також відомі як паяльники з петлеподібним нагрівачем. Вони могли вироблятися у вигляді малогабаритних та малопотужних пристроїв (10 Вт) із безперервним нагрівом, які були розраховані для паяння дрібних деталей та пірографії. До нагрівача міг під'єднуватися невеликий мідний кінчик, що виступав у ролі жала.[3] У сучасних конструкціях імпульсних паяльників може застосовуватися схема живлення із перетворювачем мережевої напруги,частоти 50 Гц, у напругу збільшеної частоти (18–40 кГц). Таке рішення дозволяє зменшити габарити та вагу основного знижуючого трансформатора, на який в подальшому поступає перетворена напруга, що робить увесь паяльник доволі ергономічним, компактним та легким (вага близько 200 гр.). Крім того, в таких паяльниках може бути додатково реалізовано електронне регулювання потужності, цифрова індикація режиму роботи, засоби форсованого розігріву та можливість роботи від альтернативних джерел живлення, зокрема від акумуляторних батарей.[24] Переваги паяльників імпульсного розігріву: · Дуже швидкий нагрів і перехід у стан готовності після вмикання; · Менші витрати електроенергії і вищий ККД, оскільки імпульсні паяльники споживають струм тільки в процесі паяння. На відміну від звичайних паяльників ізбезперервним розігрівом, їм не потрібно підтримувати робочу температуру при перебуванні у стані очікування;[23] · Більша безпека при застосуванні і менший ризик опіків. Після вимикання, паяльник швидко охолоджується і у стані очікування не становить загрози; · Можливість досягнення доволі великих потужностей нагріву: 100–150 Вт і більше, в залежності від моделі; · В конструкції присутні вбудовані засоби освітлення ділянки паяння;[4] · При роботі не потребує підставок, завдяки своєму швидкому охолодженню; · Простота та надійність конструкції.[23] Середнє напрацювання до відмови для імпульсних паяльників відчизняного виробництва становить 5500 циклів нагріву.[4] Випалювач (пірограф). Паяльник із петлеподібним нагрівачем, призначений для застосування у пірографії. Недоліки: · Жало має низьку теплоємність, що створює значні коливання температури в процесі паяння. Існує ризик перегріву теплочутливих спаюваних деталей;[8]:194 · Імпульсні паяльники класичної конструкції є доволі важкими та громіздкими пристроями, через наявність в їх складі вбудованого трансформатора, який працює напряму від електромережі на частоті 50 Гц.[8]:194 Більш сучасні моделі позбавлені цього недоліку;[24] · Форма жала зумовлена його одночасним виконанням ролі електро-нагрівального елемента. В більшості випадків вона має вигляд, подібний до літери "U" і не може бути довільно змінена за потребою користувача. Це значно знижує зручність використання і робить такі паяльники малопридатними для ряду робіт; · "Жало-нагрівач" потребує обережного поводження при знятті окислів та забруднень. При застосуванні абразивних засобів очищення (наждачного паперу або напилка), зменшується його діаметр і в результаті змінюються електричні характеристики паяльника. Крім того, жало піддається дії ерозії від контакту із рідким припоєм і поступово розчиняється в ньому. Врешті-решт паяльник може стати непридатним до використання і тому він вимагає регулярної заміни зношених жал; · Значні додаткові витрати міді на виготовлення трансформатора, його вторинної обмотки та вивідних контактних провідників, що є характерним для імпульсних паяльників класичної конструкції. Як наслідок – підвищена вартість у порівнянні із звичайними паяльниками. Однак, в той же час, для сучасних моделей це може бути не актуально; · При вимиканні імпульсного паяльника, на його жалі виникає сплеск напруги за рахунок електромагнітної індукції, викликаної значними електричними струмами, які протікають через жало в процесі роботи. Подібний ефект може вивести з ладу чутливі електронні компоненти, що створює додатковий ризик пошкодженнь при їх пайці із використанням таких паяльників. В цілому, застосовувати імпульсні паяльники в електроніці не рекомендується;[24][8]:194 · В процесі роботи, жало також виробляє доволі сильне магнітне поле, яке може притягувати дрібні металеві об'єкти (гвинти, шайби, металеву стружку, та ін.), що мають високий вміст феромагнітних елементів (в основному, заліза або нікелю). Терморегульований[ред. • ред. код]
Терморегульований паяльник із складу паяльної станції. Вилка роз'єму має додаткові контакти термодатчика. В конструкцію електричних паяльників даного типу входять засоби стабілізації температури жала, які дозволяють з певною точністю утримувати задану температуру не залежно від виконуваних із паяльником дій. Спеціальний пристрій автоматично змінює подачу електричної енергії до нагрівального елементу, виходячі з поточної температури на жалі. Перші засоби регулювання та стабілізації температури паяльників були створені в США компанією American Beauty на початку 1940-х років.[25] З 1949 року було налагоджено серійне виробництво спеціальних підставок, які дозволяли підтримувати певний рівень температури паяльника, допоки він знаходився у стані очікування.[20] Система терморегуляції, у найпростіших випадках, може бути реалізована на основі механічного перемикача. В цій якості виступають біметалеві термореле (по аналогії із електричною праскою) або реле з магнітним елементом, який втрачає намагніченість при досягненні певної температури (точки Кюрі) і роз'єднує пружинний контакт.[15][7] У сучасних терморегульованих паяльниках використовуються електронні системи автоматичного регулювання із датчиками на основі термопари. Вони дозволяють користувачу вільно задавати бажане значення температури жала, і здатні стабілізувати його із точністю ±2 °C.[7] Такі паяльники входять в основному лише до складу паяльних станцій і часто оснащуються додатковими засобами індикації поточної температури. Також існують більш компактні моделі, в яких усі потрібні електронні компоненти змонтовані у ручці самого паяльника.[7] Терморегульовані паяльники придатні для здійснення паяння в умовах жорстких температурних обмеженнь. Це дозволяє використовувати їх для спаювання теплочутливих компонентів, через що основною сферою їх застосування є галузь електроніки. Спеціальні електричні паяльники[ред. • ред. код] Окрім звичайних електричних паяльників, існують також електричні паяльники нетипових конструкцій, призначені для особливих умов застосування та для виконання специфічних робіт. Такі паяльники, зазвичай, використовуються на виробничих підприємствах для здійснення професійного ручного паяння при виготовленні продукції. Паяльник з автоподачею припою[ред. • ред. код]
Паяльник у вигляді пістолета з автоматичною подачею трубчатого припою. Пристрої даного типу можуть виготовлятися у вигляді паяльних пістолетів або торцових паяльників і інколи входять до складупаяльних станцій.[8][26] У них реалізовано засоби фіксації котушки трубчатого припою і механізм його подачі на ділянку паяння за командою оператора. Використання такого пристрою дозволяє усунути появу забрудненнь на паяльних матеріалах від їх постійного контакту із руками. Крім того, зменшується ризик деформації трубчатого припою в наслідок його перегинів та при розрізанні на шматки, що могло би призвести до порушеннь цілісності флюсового осердя і спричинити виникнення дефектів паяння. Найголовніше, у оператора при цьому відпадає потреба власноручного утримання трубки припою, що при роботі вивільняє йому одну руку.[8] Це дозволяє значно підвищити продуктивність праці при виконанні тривалих сеансів серійного паяння і є дуже корисним в умовах масового виробництва при виготовленні однотипних з'єднань.[3] Паяльник з контактним нагрівом[ред. • ред. код] Характерною особливістю такого паяльника є те, що в ньому між нагрівальним елементом та мідним жалом відсутній шар ізоляції, який існує у звичайних паяльників і створює ефект теплового бар'єру, і тому, між ними виникає прямий електричний і тепловий контакт. Нагрів здійснюється безперервно, шляхом пропускання крізь нагрівач і жало сильного струму. При цьому, тепло вільно перетікає до жала без жодних перешкод, що забезпечує паяльнику гарну тепловіддачу і дозволяє розвивати високу потужність. Такі паяльники мають великий розмір і, зазвичай, компонуються у вигляді молотка. Вони призначені для використання в умовах виробництва для організації безперервного процесу паяння масивних деталей. Джерелом живлення виступає масивний знижуючий трансформатор потужністю 20–30 кВт, який на виході забезпечує напругу 10–36 В. Струм від трансформатора протікає по двом мідним планкам великого перерізу, між якими затискається змінне мідне жало. Форма та розміри жала можуть бути довільними і обираються виходячи з вимог зручності та характеру виконуваних паяльних робіт. На внутрішніх сторонах мідних планок, які вступають у контакт із жалом, наплавлено шар ніхрому, який має збільшений питомий опір і тим самим забезпечує нагрів жала при протіканні струму. Увесь пристрій кріпиться на ручці із теплоізолюючого матеріалу. Паяльники такої конструкції застосовуються при виготовленні колекторов електричних двигунів, а також для спаювання якірних обмоток із півниками колектора, дротовихбандажів та при виконанні інших робіт. Вони мають значно більшу потужність та вищу надійність ніж паяльники із нагрівальними спіралями.[21] Електродуговий паяльник[ред. • ред. код] |
|
