Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Электрический паяльник
Газовый паяльник
Катушка припоя. 1,6 мм.

Паяльник является ручным инструментом используется в пайке . Он подает тепло для расплавления припоя, так что он может течь в стык между двумя деталями.

Паяльник состоит из нагреваемого металлического жала и изолированной ручки. Нагрев часто достигается электрически, пропуская электрический ток (подаваемый через электрический шнур или кабели батареи) через резистивный нагревательный элемент . Аккумуляторные утюги можно нагреть путем сжигания газа, хранящегося в небольшом резервуаре, часто с использованием каталитического нагревателя, а не пламени. Простые утюги, используемые сегодня реже, чем в прошлом, представляли собой просто большую медную насадку на рукоятке, нагретую на огне.

Припой плавится примерно при 185 ° C (365 ° F). Паяльники рассчитаны на работу в диапазоне температур от 200 ° до 480 ° C (от 392 ° до 896 ° F).

Паяльники чаще всего используются для монтажа, ремонта и ограниченных производственных работ по сборке электроники. На массовых производственных линиях используются другие методы пайки. [1] Большие паяльники можно использовать для пайки швов в металлических объектах. Менее распространенные применения включают пирографию (выжигание рисунков на дереве) и сварку пластмасс ( при правильной настройке, возможно, можно использовать ультразвуковую сварку ).

История [ править ]

В 1894 году American Electrical Heater Company начала в Детройте крупномасштабное производство электрических паяльников. Они начали производить их вскоре после того, как American Beauty выпустила свою линию паяльников.

В апрельском номере журнала Scientific American за 1905 г. рассказывается, как его построить, в статье «Как сделать электрический паяльник» [2]

В 1921 году немецкая компания, основанная Эрнстом Саксом, разработала электрический паяльник, похожий на утюг American Electrical Heater Company. [3]

Типы [ править ]

Паяльник в использовании

Простое железо [ править ]

Для работы с электрикой и электроникой используется маломощный утюг мощностью от 15 до 35  Вт . Доступны более высокие характеристики, но они не работают при более высоких температурах; вместо этого имеется больше тепла для создания паяных соединений с объектами с большой теплоемкостью , например, металлическим шасси. [4] Некоторые утюги регулируются по температуре, работают при фиксированной температуре так же, как паяльные станции, с более высокой мощностью, доступной для соединений с большой теплоемкостью. Простые утюги работают при неконтролируемой температуре, определяемой тепловым равновесием ; при нагревании чего-то большого их температура падает.

Беспроводное железо [ править ]

Маленькие утюги, нагреваемые батареей или сжиганием газа, такого как бутан, в небольшом автономном резервуаре, могут использоваться, когда электричество недоступно или требуется беспроводная работа. Температура эксплуатации этих утюгов напрямую не регулируется; газовые утюги могут изменять мощность, регулируя поток газа. Газовые утюги могут иметь сменные наконечники, включая паяльные наконечники разного размера, горячий нож для резки пластика, миниатюрную паяльную лампу с горячим пламенем и небольшой вентилятор горячего воздуха для таких применений, как усадка термоусадочных трубок.

Паяльник с регулируемой температурой [ править ]

Простые паяльники достигают температуры, определяемой тепловым равновесием, зависящим от потребляемой мощности и охлаждения окружающей средой и материалов, с которыми он контактирует. Температура железа упадет при контакте с большой массой металла, например, шасси; маленький утюг будет терять слишком много температуры, чтобы припаять большое соединение. Более совершенные утюги для использования в электронике имеют механизм с датчиком температуры и метод контроля температуры для поддержания постоянной температуры наконечника; больше мощности доступно, если соединение большое. Утюги с регулируемой температурой могут быть отдельно стоящими или могут содержать головку с нагревательным элементом и наконечником, управляемую основанием, называемым паяльной станцией, со схемой управления и регулировкой температуры, а иногда и дисплеем.

Для контроля температуры используются самые разные средства. Самым простым из них является регулировка мощности, очень похожая на светорегулятор , который изменяет равновесную температуру утюга без автоматического измерения или регулирования температуры. Другой тип системы использует термостат , часто расположенный внутри наконечника утюга, который автоматически включает и выключает питание элемента. Термодатчик, такой как термопара, может использоваться в сочетании со схемой для контроля температуры наконечника и регулировки мощности, подаваемой на нагревательный элемент, для поддержания желаемой температуры. [4] [5] В некоторых моделях встроенное ПО для схемы управления является бесплатным.который может быть изменен конечным пользователем. [6] [7] [8]

Другой подход - использовать намагниченные жала паяльника, которые теряют свои магнитные свойства при определенной температуре, точке Кюри . Пока наконечник является магнитным, он замыкает переключатель для подачи питания на нагревательный элемент. Когда она превышает расчетную температуру, он размыкает контакты и охлаждает до тех пор, пока температура не упадет до уровня, достаточного для восстановления намагничивания. Более сложные утюги с точкой Кюри пропускают через наконечник высокочастотный переменный ток, используя магнитную физику для прямого нагрева только там, где поверхность наконечника опускается ниже точки Кюри. [9]

Паяльная станция [ править ]

Паяльная станция с регулируемой температурой

Паяльная станция имеет регулятор температуры и состоит из источника питания, схемы управления с возможностью настройки пользователем температуры и отображения, а также паяльника или паяльной головки с датчиком температуры жала. Станция обычно оснащена подставкой для горячего утюга, когда она не используется, и влажной губкой для очистки. Чаще всего используется для пайки электронных компонентов. Другие функции могут быть объединены; например, паяльная станция , в основном для компонентов для поверхностного монтажа, может иметь термофен , вакуумный съемник и паяльную головку; демонтажная станция будет иметь демонтажную головку с вакуумным насосом для демонтажа сквозных компонентов и головку паяльника.

Пинцет для пайки [ править ]

Пинцет для пайки в использовании

Для пайки и демонтажа небольших компонентов поверхностного монтажа с двумя выводами, таких как некоторые перемычки, резисторы, конденсаторы и диоды, можно использовать пинцет для пайки; они могут быть как отдельно стоящими, так и управляемыми с паяльной станции. Пинцет имеет два нагретых наконечника, установленных на рычагах, расстояние между которыми можно изменять вручную, осторожно сжимая против силы пружины, как простой пинцет ; наконечники прикладываются к двум концам компонента. Основное назначение пинцета для пайки - расплавить припой в нужном месте; компоненты обычно перемещаются с помощью простого пинцета или вакуумного датчика.

Горячий нож [ править ]

Горячий нож - это форма паяльника с обоюдоострым лезвием, расположенным на нагревательном элементе. Эти инструменты могут достигать температуры до 1000 градусов по Фаренгейту (538 градусов по Цельсию), что позволяет разрезать ткань и пеноматериалы, не беспокоясь о потертости или появлении бусинок. Горячие ножи можно использовать в автомобильной, морской и ковровой промышленности, а также в других промышленных и личных целях. [10]

Стенды [ править ]

Подставка под паяльник

Подставка для паяльника защищает паяльник от легковоспламеняющихся материалов и часто поставляется с целлюлозной губкой и горшком для флюса для очистки жала. Некоторые паяльники для постоянного и профессионального использования входят в состав паяльной станции, что позволяет регулировать, поддерживать постоянную и иногда отображать точную температуру жала.

Советы [ править ]

Выбор паяльного жала в Викибуке

Использованный гальванический наконечник с остатками припоя

Большинство паяльников для электроники имеют сменные наконечники, также известные как насадки , которые различаются по размеру и форме для разных видов работ. [11] [12] [4] Обычные формы кончика носа включают: скошенный (он же « копыто », особенно если он имеет вогнутость [13] ), [14] [15] долото , [14] [15] и конический . [14] [15]

Наконечники пирамид с треугольной плоской гранью и стамески с широкой плоской гранью полезны для пайки листового металла . Тонкие конические или заостренные долота обычно используются для работы с электроникой. Наконечники могут быть прямыми или изогнутыми. Доступны вогнутые или капающие наконечники с долотом и углублением на плоской поверхности для удержания небольшого количества припоя. [16] [17] Выбор насадки зависит от типа работы и доступа к стыку; пайка микросхем поверхностного монтажа с шагом 0,5 мм, например, сильно отличается от пайки сквозного соединения на большой площади. Считается, что вогнутый наконечник помогает предотвратить перекрытие близко расположенных выводов; Для исправления возникшего перемычки рекомендуется использовать различные формы. [18]Из-за патентных ограничений не все производители везде предлагают вогнутые наконечники; в частности, есть ограничения в США. [18]

В старых и очень дешевых утюжках обычно используется голый медный наконечник, которому придана форма с помощью напильника или наждачной бумаги. [ необходима цитата ] Он постепенно растворяется в припое, страдая от точечной коррозии и эрозии формы. [ необходима цитата ] Медные наконечники иногда подпиливаются при износе. Железо- гальваническим медные становятся все более популярными с 1980 - х годов. [ необходима цитата ] Поскольку железо не растворяется расплавленным припоем, наконечник с покрытием более прочен, чем наконечник из чистой меди, хотя со временем он изнашивается и требует замены. [ необходима цитата ]Это особенно важно при работе при более высоких температурах, необходимых для современных бессвинцовых припоев. [ необходима цитата ] Твердые железные и стальные наконечники используются редко, потому что они хранят меньше тепла, плохо проводят его, а ржавчина может сломать нагревательный элемент. [ необходима цитата ]

На наконечниках с железным покрытием может быть слой никеля между медным сердечником и поверхностью железа. [11] Никель-хромовое внешнее покрытие можно использовать дальше от самого наконечника, так как припой плохо прилипает к этому материалу: это позволяет избежать смачивания припоем частей наконечника там, где это было бы нежелательно. [11]

Некоторые насадки имеют встроенный нагреватель и датчик температуры на основе термопары для облегчения более точного контроля температуры (например, TS100 и T12).

Очистка [ править ]

Когда железный наконечник окисляется и на нем накапливается сгоревший флюс, припой больше не смачивает наконечник, препятствуя передаче тепла и делая пайку трудной или невозможной; Наконечники необходимо периодически чистить во время использования. Такие проблемы случаются со всеми видами припоев, но гораздо серьезнее с бессвинцовыми припоями, которые получили широкое распространение в электронике и требуют более высоких температур, чем припои, содержащие свинец. Открытое железное покрытие окисляется; если наконечник покрыт лужением расплавленным припоем, окисление будет подавлено. Чистый неокисленный наконечник покрывают оловом, нанося немного припоя и флюса.

Для протирания жала можно использовать небольшую влажную губку, часто поставляемую с паяльным оборудованием. Для бессвинцового припоя можно использовать более агрессивную очистку с помощью латунной стружки. Паяльный флюс поможет удалить оксид; чем активнее флюс, тем лучше очищается, хотя кислотный флюс, используемый на печатных платах, которые не очищаются тщательно, вызывает коррозию. Наконечник, который очищен, но не ретинирован, подвержен окислению.

Жала паяльника изготовлены из медного сердечника, покрытого утюгом. Медь используется для передачи тепла, а железное покрытие используется для долговечности. Медь очень легко подвергается коррозии, разъедая кончик, особенно при работе без свинца; железа нет. Наконечники для чистки требуют удаления оксида без повреждения железного покрытия и быстрой коррозии меди. Использование припоя, уже содержащего небольшое количество меди, может замедлить коррозию медных наконечников.

В случаях сильного окисления, которое невозможно удалить более щадящими методами, можно использовать абразивную обработку чем-то достаточно твердым, чтобы удалить оксид, но не настолько твердым, чтобы поцарапать железное покрытие. Медную мочалку для проволоки, щетку или колесо настольной шлифовальной машины можно использовать с осторожностью. Можно использовать наждачную бумагу и другие инструменты, но они могут повредить покрытие.

Электростатический разряд [ править ]

Не все паяльники защищены от электростатического разряда.

Хотя модели некоторых производителей с питанием от сети построены с валом элемента (и, следовательно, наконечником), электрически подключенным к земле через сетевой шнур [19] , наконечники других моделей могут плавать при произвольном напряжении, если не используется дополнительный заземляющий провод. [6]

См. Также [ править ]

  • Паяльная станция
  • Пайка  - структурное соединение металлов с использованием более высокотемпературного сплава, чем припой.
  • ColdHeat  - резистивный паяльник с функцией мгновенного нагрева.
  • Паяльный пистолет
  • Сварка  - плавление двух объектов, соединяемых друг с другом.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Bralla, Джеймс Г. Справочник производственных процессов - как продукты, компоненты и материалы сделаны Industrial Press, 2007 Страница 297
  2. ^ «Как сделать электрический паяльник» . Апрель 1905 г.
  3. ^ "История 101 - Современный паяльник" . 29 ноября 2018.
  4. ^ Б с Winstanley, Алан, Основная Пайка руководство , архивируется с оригинала на 2010-01-18 , извлекается 2010-04-14 .
  5. ^ "Что такое паяльник TS100?" .
  6. ^ a b "Обзор: Паяльник TS100" . 24 июля 2017.
  7. ^ «Тетрис на паяльнике» . 7 июля 2017.
  8. ^ «Сыграйте в самую миниатюрную версию« Тетриса »на паяльнике» . 7 июля 2017.
  9. ^ "Пайка Thermaltronics: Продукция> Паяльно-ремонтная станция TMT-9000S" . Thermaltronics.com . Проверено 27 августа 2018 .
  10. ^ «Что такое горячий нож? - MM Newman Corporate» . MM Newman Corporation . Проверено 14 января 2016 .
  11. ^ a b c "Паяльные жала" (PDF) . Пользователь www.sfsu.edu . Проверено 27 августа 2018 .
  12. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2015-05-26 . Проверено 1 декабря 2018 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  13. ^ «Использование различных наконечников паяльника» . Instructables.com . Проверено 27 августа 2018 .
  14. ^ a b c «Что такое разные жала паяльника - марка» . Makezine.com . Проверено 27 августа 2018 .
  15. ^ a b c «Как паять: пайка через отверстие» . Learn.sparkfun.com . Проверено 27 августа 2018 .
  16. ^ "Советы Hakko FX-888 - Страница 1" . Eevblog.com . Проверено 27 августа 2018 .
  17. ^ "Паяльное жало серии 832" . Ersa.com . Проверено 27 августа 2018 .
  18. ^ a b «HAKKO - Выбрать форму наконечника - Перетащить пайку» . Hakko.com . Проверено 27 августа 2018 .
  19. ^ "Часто задаваемые вопросы" . Antex (Electronics) Limited . Проверено 28 августа 2018 . [Это] подходит для регулярного тестирования утюгов и станций с питанием от сети ... Ориентировочные значения для настроек тестера [включают:] Тест заземления ... успешный результат: <0,1 Ом ... более высокое показание (например, до 0,5 Ом ) можно по-прежнему считать безопасным, потому что соединение заземления от штекера к валу элемента приварено или припаяно на всем протяжении ...