0

Принцип работы паяльника

Паяльник – это достаточно простое, удобное и эффективное устройство. Оно применяется для соединения деталей из пластика и металла. Его часто используют при пайке проводов, монтаже труб, лужении или выжигании. Оно незаменимо при соединении мелких деталей. Изделие широко применяется не только в быту, но и во многих промышленных отраслях. Это производства, которые работают с электронными и электрическими схемами, пластиковыми трубами и рядом других изделий. Для каждого вида деятельности используют устройства с определенными характеристиками. Они выбираются с учетом вида пайки, применяемого припоя и соединяемых материалов.

Содержание

Виды

Паяльник можно классифицировать по способу нагревания.

Нихромовые

Эти устройства выполнены с использованием нихромовой проволоки. Именно на нее подается напряжение для последующего выделения необходимого количество тепла. Ток может подаваться переменный либо постоянный. В наиболее простых типах нихромовых изделий спираль из проволоки наматывается на диэлектрический корпус. В нем установлен наконечник. Нихромовая спираль часто покрывается изолирующим материалом, чтобы снизить тепловые потери.

К плюсам подобного устройства относится низкая цена, неприхотливость и устойчивость к механическим воздействиям. Однако у этого устройства имеются минусы: долгое нагревание, возможность перегорания спирали, что существенно снижает срок службы изделия. Тем не менее, подобные модели находят применение для небольших работ.

Керамические

Эти устройства выполнены с использованием керамических стержней. При подаче тока к контактам стержня происходит его нагревание.

К плюсам подобного устройства можно отнести долгий срок службы, отсутствие риска перегорания в случае интенсивного применения, довольно быстрое нагревание. Тем не менее, подобные модели требуют использования только родных жал, а сами стрежни, выполненные из керамики, не терпят воздействия ударов.

Индукционные

Индукционная катушка является нагревателем жала. К плюсам подобного устройства можно отнести автоматическое поддержание требуемой температуры пайки, отсутствие термодатчиков, сложных контролирующих микросхем. В то же время подобные устройства могут поддерживать лишь заданную температуру, вследствие чего для разных случаев будут нужны совершенно разные жала.

Импульсные

Эти устройства выполнены с применением высокочастотного трансформатора, а также частотного преобразователя.

К плюсам подобных устройств можно отнести весьма быстрое нагревание, удобство применения. Вместе с тем есть и минусы: подобные устройства не подойдут для длительных работ.

Конструктивно подобные устройства могут быть:
  • Стержневыми. Они являются традиционными видами устройств. Изделия выполняются в форме стержня. Рукоятка имеет рабочую часть с жалом. Такие изделия хороши для выполнения работ с мелкими деталями.
  • Пистолетные. Такие изделия широко используются при работах с электрическими проводами.
  • Паяльные станции. Это наиболее сложные изделия, которые состоят из рабочего элемента и блока управления. По своим характеристикам они могут быть;

• инфракрасными – работает посредством инфракрасного нагревания;

• термовоздушными – нагревание выполняется посредством нагревания воздушных масс;

• цифровыми — нагревание выполняется посредством понижения трансформаторного напряжения. Указанные устройства идеальны для выполнения точных работ, к примеру, при ремонте электрических плат.

Также эти устройства делятся на следующие группы;

• с непрерывным нагревом;
• с периодическим нагревом;
• абразивные;
• ультразвуковые.

Медный стержень нагревается посредством нагревателя, выполненного из спирали из нихрома. Это может быть и специальная керамика, которая проводит ток. При использовании нихромового нагревателя в изделии мощность определяется сечением проволоки. Стержень является важной частью изделия, ведь именно этот конец соприкасается с расплавляемым материалом. Поэтому его часто именуют жалом.

Стержень устанавливается в металлической трубке. Для изолирования нагревающего элемента применяется обмотка из изоляционного материала. В качестве него может быть использована слюда либо стеклоткань. Нить из нихрома обматывается сверху. В держателе устройства просверливается канал, через который проводится электрический шнур. Именно через него подается ток для питания изделия. Держатель производится из термостойкого пластика или деревянного материала.

Принцип действия

Паяльник имеет довольно простой принцип работы. При включении устройства в электрическую сеть ток направляется на спираль, выполненную из нихрома. Благодаря значительному сопротивлению нихромового элемента выделяется большое количество тепла. Оно передается на стержень из меди. Стержень обычно нагревается до температуры в пределах 300-350 градусов по Цельсию. Жало устройства (стержень из меди) плавит припой, а также нагревает спаиваемые детали.

Другие виды устройств имеют схожий принцип действия:
  • В импульсных паяльниках первоначально преобразователь повышает частоту напряжения (18-40 кГц). После высокочастотный трансформатор понижает напряжение до рабочего для паяльника. Наконечник подключен к вторичной трансформаторной обмотке, что позволяет пропустить через него наибольшие токи и обеспечить мгновенное нагревание. Указанное нагревание осуществляется лишь в момент нажима на клавишу запуска, в остальное время происходит остывание;
  • Индукционные устройства выполнены с применением катушки индуктора. Изделие снабжено наконечником, на него нанесено покрытие из ферромагнитов. Именно при помощи него образуется магнитное поле, обеспечивающее разогревание сердечника. При достижении требуемой температуры, нагревание прекращается. В случае же понижения температуры нагревание начинается вновь. Это вызвано ферромагнитными свойствами данного устройства.

Применение

Паяльник находит весьма широкое применение:

  • Устройства небольшой мощности (до 40 Вт) применяются для пайки компонентов электроники с использованием припоев на оловянно-свинцовой основе.
  • Паяльные устройства являются незаменимым устройством для электромехаников и электромонтажников.
  • Электропаяльники большей мощности (от 100 Вт) применяются для пайки и лужения деталей большой массы.
  • Для работы с мелкими деталями в производствах, связанных с выпуском и ремонтом микросхем, чаще всего применяют станции и импульсные устройства.
  • Паяльные устройства также применяются в различных производствах, мастерских и быту при проведении операций пайки. Чаще всего их используют для соединения электропроводов, трубопроводов и так далее.

Как выбрать

  • Паяльник необходимо подбирать с учетом того, какие детали необходимо запаять. В большинстве случаев эти изделия используются для удлинения проводов, пайки разъемов антенн или несложных схем и так далее. Для указанных работ подойдет изделие мощностью в пределах 25-40 Вт. Подобные устройства выделяются невысокой ценой. Однако они имеют ограниченное применение.Для профессиональных задач следует выбирать специализированные паяльники с высокой мощностью и функцией регулирования температуры пайки.
  • Для выполнения работ с массивными деталями, к примеру, пайки радиаторов, следует выбирать устройства мощностью в пределах 100-200 Вт. Для распайки резисторов рекомендуется использовать керамические устройства с мощностью 3-10 Вт с никелевым наконечником.
  • При подборе также необходимо обратить внимание на форму и материал жала. Немалое значение будут иметь и габариты устройства. Устройство с прямым термостойким наконечником считается наиболее простым и универсальным. Жало рекомендуется выбирать из медного материала, ведь его легче чистить.
  • Устройство для дома лучше подбирать со спиральным нагревателем. Варианты с нагревателем из керамики более капризны. К тому же они стоят на порядок больше.
  • Для частой работы с микросхемами следует использовать устройства мощностью до 20 Вт. В комплекте к ним должны идти тонкие жала. Рекомендуется присмотреться к изделиям с функцией регулирования температуры.
Как не стоит использовать паяльник
  • Если Вы кому-то дали в долг и этот человек не отдает его, то паяльник, конечно, может помочь. Однако лучше все-таки обойтись без него. В противном случае могут возникнуть проблемы с законом.
  • Не стоит макать устройство в воду. Это чревато не только поражением электрическим током, но и выходом изделия из строя. У него может треснуть наконечник или сгореть обмотка. В итоге будет нужно отправиться в магазин за новой покупкой.
  • Не стоит оставлять без внимания включенный паяльник. Имеется большой риск возникновения пожара.

Применение и виды

  1. Электрический паяльник переменного тока со спиральным разогревом сердечника работает от стандартной сети электропитания для бытового оборудования в 220В 50-60Гц.
  2. Аккумуляторный электрический паяльник используется для распайки проводов и других малогабаритных элементов, где не требуется большой мощности до 15 Вт;
  3. Существуют разновидности газовых паяльников, которые используют для сильного разогрева металлических элементов и тугоплавких сплавов;
  4. Для работы с легкоплавким оловом при монтаже и ремонте радиотехнической аппаратуры широко используются паяльники пистолетного вида с импульсной подачей напряжения. При нажатии на курок наконечник паяльника разогревается, после окончания пайки курок отпускают и нагревательный элемент остывает;
  5. Паяльники с керамическими стержнями имеют большой срок работы, позволяют выбрать нужный режим температуры и потребляемой мощности;

Паяльник с керамическими насадками на стержень

  1. Широкое применение имеют индукционные паяльники. На ферромагнитном наконечнике индуктивной катушкой создается магнитное поле, которое разогревает сердечник. При потере магнитных свойств сердечника прекращается нагрев, это существенный недостаток таких моделей.

Электрический паяльник используется как ручной инструмент. С его помощью плавят припой до жидкого состояния, который заполняет щели и неровности разогретых металлических элементов в местах соединения, для чего используются сплавы легкоплавких металлов:

  • олово;
  • свинец;
  • цинк;
  • никель;
  • медь и другие.

Температура плавления припоев должна быть меньше температуры плавления соединяемых металлических элементов.

Промышленность производит разные виды паяльников. Наиболее часто используемыми в промышленности и на бытовом уровне, считаются спиральные паяльники, которые стоит описать более подробно.

Устройство паяльника и принцип работы

Одним из основных элементов паяльника является нагревательный стержень, на который намотана спиралью нихромовая проволока. Для того чтобы тепло сохранялось дольше, стержень вставляют в стальной цилиндр, который изолирован теплостойкой стеклотканью, слюдой или асбестовым слоем. На этот диэлектрический слой наматывается обмотка нихромовой проволокой. Эти меры исключают короткое замыкание между витками.

В зависимости от мощности паяльника обмотка может быть многослойная: стеклоткань – обмотка – стеклоткань – продолжение спирали.

Чем больше мощность паяльника, тем больше витков спирали, тоньше диаметр проволоки. Для высокой теплопроводности стержня используется красная медь, таким образом достигается быстрый разогрев, и передача тепла на жало паяльника.

Схема устройства спирального паяльника

Перечень основных элементов:

  • вилка и шнур для подключения к сети питания;
  • держатель;
  • деревянная ручка, может быть изготовлена из теплостойкого пластика;
  • медный стержень;
  • диэлектрические прокладки;
  • нагревательная спираль;
  • защитный кожух спирали с фиксирующими кольцами.

Электрическая схема паяльника простая, состоит из трех элементов:

  • источник питания;
  • вилка с проводом;
  • проволочная спираль нагрева.

Электрическая схема паяльника

Электрический ток, проходящий по спирали нихромовой проволоки, разогревает обмотку, тепло передается на сердечник и жало паяльника.

Неисправности и их устранение

В паяльниках этой модели самая распространенная неисправность – это обрыв электрической цепи. Если обрыв на участке электрического шнура, ремонт паяльника несложный – это замена шнура или вилки. В случае обрыва нихромовой обмотки ремонт более сложный, но возможен своими руками.

Нихромовая обмотка электрического паяльника

Чтобы определить обрыв и починить обмотку, легче всего воспользоваться мультиметром, учитывая сопротивление обмотки, которое зависит от мощности и указывается на корпусе паяльника или в паспорте изделия.

Необходимо раздвинуть фиксирующие кольца и снять защитный корпус обмотки паяльника. Кожух для защиты бывает двух вариантов. Металлическая трубка, которая одевается на штырь с обмоткой и упирается в ручку, со стороны жала крепится зажимным кольцом. Второй вариант, когда защитный корпус состоит из двух продольных половинок трубки с уменьшающимся диаметром на краях, где две составные части фиксируются зажимными кольцами.

При ремонте своими руками некоторые мастера–любители, снимая защитный кожух и верхний слой изоляции обмотки, обнаружив обрыв, не утруждают себя трудоемкой заменой провода всей обмотки. Отсоединяют конец от клеммы на шнуре питания, и сматывают провод с внешней стороны обмотки до обрыва. Потом делают аккуратную скрутку в месте перегорания, наматывают провод, подключают обратно к клемме шнура питания, крепят внешний слой изоляции. Одевают защитный корпус, паяльник включают в сеть и он исправно работает.

Такой способ ремонта своими руками возможен, но не рекомендуется. Недостаток этого метода в том, что в месте скрутки разогрев нихромовой проволоки будет больше, чем на остальных участках цепи. В конечном итоге эксплуатация такого паяльника будет недолговременной. Обмотка перегорит в этом же месте. Для надежной работы придется перемотать всю катушку.

Если необходимо добиться той же мощности разогрева, мотать новую катушку надо тем же проводом, с тем же количеством витков в каждом слое.

Для изоляции слоев обмотки используются разные материалы:

  • асбестовые прокладки;
  • термостойкая стеклоткань;
  • слюдяные трубки или пластины.

Наиболее практичным считается асбест, пластину можно размочить водой, после чего она становится эластичной и принимает любые формы, которые лепятся своими руками. На высохшее покрытие наматывается первый слой спирали, потом второй слой асбеста и продолжение обмотки, так до окончания провода.

Количество витков в каждом слое и толщина изоляции должны быть примерно одинаковы. Это условие обеспечивает равномерность нагрева. Оставшиеся концы обмотки соединяются с сетевым шнуром.

Соединение обмотки с сетевым шнуром

Чтобы починить изоляционный слой обмотки, применяют слюдяные трубки и пластины, которые обладают высокой теплопроводностью и являются надежным диэлектриком. Недостаток этого материала в его хрупкости – сложно укладывать, иногда слюда рассыпается прямо в руках.

При механических ударах по защитному корпусу обмотки, пластины слюды могут разрушиться, что приведет к межвитковому замыканию в спирали.

Жало паяльника заточено под конус для удобной спайки мелких элементов. В процессе эксплуатации оно требует периодической правки напильником.

Форма жала электрического паяльника

Наматывая новую катушку на рассчитанную мощность, нет абсолютной уверенности, что стержень разогреет элементы, которые нужно спаять, и припой до жидкого состояния. Это зависит от жала, новое больше, по мере эксплуатации оно уменьшается. Припои тоже имеют различную температуру плавления.

Все эти факторы влияют на время и температуру нагрева для достижения нужных параметров потребляемой мощности и температуры. Паяльник включают через тиристорный регулятор мощности. Этот прибор позволяет автоматически поддерживать нужную температуру стержня.

Расчет необходимых параметров

Для того чтобы починить вышедший из строя паяльник, можно изменить его параметры, учитывая целевое назначение, т.е. для чего вы используете паяльник (пайка кастрюли или микросхемы). При этом используются специальные таблицы, где для выбора заданы следующие значения:

  • потребляемая электрическая мощность паяльника;
  • напряжение питания;
  • сопротивление нихромового провода.

Необходимое сопротивление спирали для различных значений мощности и напряжения заранее рассчитаны и сведены в таблицу.

Выбор сопротивления спирали (нихромовый провод) по мощности и напряжению паяльника Ом

Мощность, ваттыНапряжение, Вольты
122436127220
121248,010813444033
246,024,0546722016
364,016,0364481344
423,413,7313841152
602,49,622269806
751,97,717215645
1001,45,713161484

Для перемотки паяльника мощностью 36 Вт при напряжении питания 220В из таблицы видно, что сопротивление обмотки должно составлять 1344 Ом. Далее можно взять имеющийся провод, приложить к концу клемму Омметра, вторую клемму передвигать вдоль отмотанного провода до показаний 1334Ома. На этой отметке отрезать измеренный участок и намотать его на катушку паяльника.

Сопротивления метрового провода нихрома к величине его диаметра

Диа-
метр,
мм
1,00,90,80,70,60,50,40,30,20,10,080,07
Ом/м1,41,72,22,893,935,68,7515,734,6137208280

Можно воспользоваться вышеприведенной таблицей. Измерить микрометром диаметр провода и по таблице определить необходимую длину провода в катушке. Так, если диаметр провода 0,08мм, сопротивление на один метр будет 208 Ом. Необходимое сопротивление 1334Ома/ 208 Ом = 6,4 м. Получается длина провода, который следует намотать на катушку.

Витки на обмотке укладываются вплотную, нагреваясь докрасна, окалина нихромового покрытия образует изолирующий межвитковый слой. Когда длины катушки не хватает, накладывается изоляционный слой, стеклоткань, асбест или слюда, и наматывается второй слой. Почти каждая катушка состоит из нескольких слоев, очень важно, чтобы она помещалась в защитный кожух.

Устройство паяльника

Паяльник представляет собой стержень из красной меди, который нагревается спиралью из нихрома до температуры плавления припоя. Стержень паяльника делается из меди благодаря высокой ее теплопроводности. Ведь при пайке нужно быстро передать жалу паяльника от нагревательного элемента тепло. Конец стержня имеет клиновидную форму, является рабочей частью паяльника и называется жалом. Стержень вставляется в стальную трубку, обернутую слюдой или стеклотканью. На слюду намотана нихромовая проволока, которая служит нагревательным элементом.

Поверх нихрома намотан слой слюды или асбеста, служащий для снижения потерь тепла и электрической изоляции спирали из нихрома от металлического корпуса паяльника.

Концы нихромовой спирали соединены с медными проводниками электрического шнура с вилкой на конце. Для обеспечения надежности этого соединения концы нихромовой спирали согнуты и сложены вдвое, что снижает нагрев в месте соединения с медным проводом. В дополнение соединение обжато металлической пластинкой, лучше всего обжим делать из алюминиевой пластины, которая имеет высокую теплопроводность и будет эффективнее отводить тепло от места соединения. Для электрической изоляции на место соединения надевают трубки из термостойкого изоляционного материала, стеклоткани или слюды.

Медный стержень и нихромовая спираль закрывается металлическим корпусом, состоящим из двух половинок или сплошной трубки, как на фотографии. Корпус паяльника на трубке фиксируется накидными колечками. На трубку, для защиты руки человека от ожога, насаживается ручка из плохо провидящего тепло материала, дерева или термостойкой пластмассы.

При вставлении вилки паяльника в розетку электрический ток поступает на нихромовый нагревательный элемент, который нагревается и передает тепло медному стержню. Паяльник готов к пайке.

Маломощные транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, микросхемы и тонкие провода паяют паяльником мощностью 12 Вт. Паяльники 40 и 60 Вт служат для пайки мощных и крупногабаритных радиодеталей, толстых проводов и небольших деталей. Для пайки крупных деталей, например, теплообменников газовой колонки, потребуется уже паяльник мощностью сто и более Вт.

Напряжение питания паяльников

Электрические паяльники выпускаются рассчитанные на напряжение питающей сети 12, 24, 36, 42 и 220 В, и этому есть свои причины. Главной, является безопасность человека, второй – напряжение сети в месте выполнена паяльных работ. В производстве, где все оборудование заземлено и имеется высокая влажность, разрешено использовать паяльники напряжением не более 36 В, при этом корпус паяльника должен быть обязательно заземлен. Бортовая сеть у мотоцикла имеет напряжение постоянного тока 6 В, легкового автомобиля – 12 В, грузового – 24 В. В авиации используют сеть частотой 400 Гц и напряжением 27 В.

Есть и конструктивные ограничения, например, паяльник мощностью 12 Вт сложно сделать на питающее напряжение 220 В, так как спираль потребуется мотать из очень тонкого провода и поэтому намотать много слоев, паяльник получится большим, не удобным для мелкой работы. Так как обмотка паяльника намотана из нихромовой проволоки, то питать его можно как переменным, так и постоянным напряжением. Главное чтобы напряжение питания соответствовало напряжению, на которое рассчитан паяльник.

Мощность нагрева паяльников

Мощностью электрические паяльники бывают 12, 20, 40, 60, 100 Вт и больше. И это тоже не случайно. Для того, чтобы припой при пайке хорошо растекался по поверхностям спаиваемый деталей, их нужно прогреть до температуры чуть большей, чем температура плавления припоя. При контакте с деталью тепло передается от жала к детали и температура жала падает. Если диаметр жала паяльника не достаточный или мощность нагревательного элемента мала, то отдав тепло, жало не сможет нагреться до заданной температуры, и паять будет невозможно. В лучшем случае получится рыхлая и не прочная пайка.

Более мощным паяльником можно паять маленькие детали, но возникает проблема недоступности к месту пайки. Как, например, запаять в печатную плату микросхему с шагом ножек 1,25 мм жалом паяльника размером в 5 мм? Правда есть выход, на такое жало навивают несколько витков медного провода диаметром 1мм и концом уже этого провода паяют. Но громоздкость паяльника делают работу практически не выполнимой. Есть и еще одно ограничение. При большой мощности, паяльник быстро прогреет элемент, а многие радиодетали не допускают нагрева выше 70˚С и по этому, допустимое время их пайки составляет не более 3 секунд. Это диоды, транзисторы, микросхемы.

Ремонт паяльника своими руками

Паяльник перестает нагреваться по одной из двух причин. Это в результате перетирания сетевого шнура или перегорания нагревательной спирали. Чаще всего перетирается шнур.

Проверка исправности сетевого шнура и спирали паяльника

При пайке сетевой шнур паяльника постоянно изгибается, особенно сильно в месте выхода из него и вилки. Обычно в этих местах, особенно если сетевой шнур жесткий, он и перетирается. Сначала проявляться такая неисправность недостаточным нагревом паяльника или периодическим его охлаждением. В конечном итоге, паяльник перестает нагреваться.

Поэтому перед ремонтом паяльника нужно проверить наличие питающего напряжения в розетке. Если напряжение в розетке есть, то проверить сетевой шнур. Иногда неисправность шнура можно определить, плавно перегибая его в месте выхода из вилки и паяльника. Если паяльник при этом стал чуть теплее, значит точно неисправен шнур.

Проверить исправность шнура можно подключив к штырям вилки щупы мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления. Если при изгибании шнура показания будут изменяться, то шнур перетерся.

Если обнаружилось что, обрыв шнура находится в месте выхода из вилки, то для ремонта паяльника достаточно будет отрезать часть шнура вместе с вилкой и установить на шнур разборную.

В случае, если шнур перетерся в месте выхода из ручки паяльника или мультиметр, подключенный к штырям вилки, при изгибании шнура не показывает сопротивление, то придётся разбирать паяльник. Для получения доступа к месту присоединения спирали к проводам шнура достаточно будет снять только ручку. Далее последовательно прикоснуться щупами мультиметра к контактам и штырям вилки. Если сопротивление равно нулю, то в обрыве спираль или плохой контакт ее с проводами шнура.

Расчет и ремонт нагревательной обмотки паяльника

При ремонте или при самостоятельном изготовлении электрического паяльника или любого другого нагревательного прибора приходится мотать нагревательную обмотку из нихромовой проволоки. Исходными данными для расчета и выбора проволоки является сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора, которое определяется исходя из его мощности и напряжения питания. Рассчитать, какое должно быть сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора можно с помощью таблицы.

Зная напряжение питания и измеряв сопротивление любого нагревательного электроприбора, например паяльника, электрочайника, электрического обогревателя или электрического утюга, можно узнать потребляемую этим бытовым электроприбором мощность. Например, сопротивление электрочайника мощностью 1,5 кВт будет равно 32,2 Ом.

Таблица для определения сопротивления нихромовой спирали в зависимости от мощности и питающего напряжения электрических приборов, Ом
Потребляемая мощность
паяльником, Вт
Напряжение питания паяльника, В
122436127220
121248,010813444033
246,024,0546722016
364,016,0364481344
423,413,7313841152
602,49,622269806
751.97.717215645
1001,45,713161484
1500,963,848,6107332
2000,722,886,580,6242
3000,481,924,353,8161
4000,361,443,240,3121
5000,291,152,632,396,8
7000,210,831,8523,069,1
9000,160,641,4417,953,8
10000,140,571,3016,148,4
15000,100,380,8610,832,3
20000,070,290,658,0624,2
25000,060,230,526,4519,4
30000,050,190,435,3816,1

Рассмотрим на примере как пользоваться таблицей. Допустим, требуется перемотать паяльник мощностью 60 Вт рассчитанный на напряжение питания 220 В. По самой левой колонке таблицы выбираете 60 Вт. По верхней горизонтальной строке выбираете 220 В. В результате расчета получается, что сопротивление обмотки паяльника, не зависимо от материала обмотки, должно быть равно 806 Ом.

Если Вам понадобилось сделать из паяльника мощностью 60 Вт, рассчитанного на напряжение 220 В, паяльник, для питания от сети 36 В, то сопротивление новой обмотки должно будет уже равно 22 Ом. Вы можете самостоятельно рассчитать сопротивление обмотки любого электронагревательного прибора с помощью онлайн калькулятора.

Онлайн калькулятор для расчета величины сопротивления по потребляемой мощности

Напряжение питания, В:

Мощность, Вт:

После определения требуемой величины сопротивления обмотки паяльника из ниже приведенной таблицы выбирается подходящий, исходя из геометрических размеров обмотки, диаметр нихромовой проволоки. Нихромовая проволока представляет собой хромоникелевый сплав, который выдерживает температуру нагрева до 1000˚С и маркируется Х20Н80. Это означает, что в сплаве содержится 20% хрома и 80% никеля.

Таблица зависимости погонного сопротивления (одного метра) проволоки из нихрома от величины его диаметра
Диаметр нихромового провода, мм0,050,070,080,10,20,30,40,50,600,70,80,91,01,11,21,31,52,02,22,53,0
Погонное сопротивление, Ом/м при 20°С55028020813734,615,78,755,603,932,892,201,701,401,160,970,830,620,350,310,220,16

Для намотки спирали паяльника имеющей сопротивление 806 Ом из примера выше, понадобится 5,75 метров нихромовой проволоки диаметром 0,1 мм (нужно поделить 806 на 140), или 25,4 м проволоки диаметром 0,2 мм, и так далее.

Замечу, что при нагреве на каждых на 100° сопротивление нихрома увеличивается на 2%. Поэтому сопротивление спирали 806 Ом из выше приведенного примера при нагреве до 320˚С увеличится до 854 Ом, что практически не повлияет на работу паяльника.

При намотке спирали паяльника витки укладываются вплотную друг к другу. При нагревании докрасна поверхность нихромовой проволоки окисляется и образует изолирующую поверхность. Если вся длина проволоки не вмещается на гильзе в один слой, то намотанный слой покрывается слюдой и мотается второй.

Для электрической и тепловой изоляции обмотки нагревательного элемента лучшими материалами является слюда, стекловолоконная ткань и асбест. Асбест обладает интересным свойством, его можно размочить водой и он делается мягким, позволяет придавать ему любую форму, а после высыхания обладает достаточной механической прочностью. При изолировании обмотки паяльника мокрым асбестом надо учесть, что мокрый асбест хорошо проводит эклектический ток и включать паяльник в электросеть можно будет только после полного высыхания асбеста.

Импульсный паяльник — отличия от обычного, особенности работы и применение в домашних условиях

Импульсный паяльник широко используется в работе с узлами питания множества электронных приборов, используя для этого пайку. Прибор очень полезный, и весьма удобный в использовании. Выступает отличным аналогом традиционных вариантов.

Как выбрать такой паяльник, в чем его отличие от других моделей и о многом другом поговорим ниже.

Паяльник является прибором, который используется во время работы с различными монтажными схемами и электрическими цепями различных устройств. В качестве нагревательного элемента используется привычное жало.

Чаще всего эта деталь делается в медном исполнении. Этот металл является хорошим проводником, и быстро достигает нужных температур. Нагревается жало путем пропуска через себя тока небольшого напряжения.

Импульсные паяльники значительно экономичнее в этом плане, в сравнении с традиционными. Это обусловлено принципом работы последнего. На нагревательный элемент напряжение поступает только в сам момент пайки, потому холостой ход напрочь отсутствует.

Первым питание встречает преобразователь, который работает на высокой частоте. На прибор он подает напряжение частотой от 20-ти до 45-ти килогерц.

Еще одной, не менее важной деталью является понижающий трансформатор, перед которым идет простая микропроцессорная схема, осуществляющая управление цепями. Последним, но не менее важным элементом, является обмотка вторичного типа, которая удерживает жало.

Паяльники из нихрома

Виды и устройство импульсных паяльников имеют свои отличия. В случае с устройством внутри – они незначительные. Больше отличаются сами модели. Есть достаточно много видов паяльников, что обусловлено особенностями их конструкции, принципом работы и предназначением. Разберем основные из них.

Нихромовые паяльники имеют одноименную спирать, через которую проходит электричество. Оно может быть постоянным, как от электрической сети, или же переменным, как то, которое можно получить от трансформаторных установок.

Более дорогие модели оснащаются специальным термодатчиком, который может ограничивать прибор по температуре работы, в зависимости от предпочтений пользователя. Осуществляется это посредством старой доброй термопары.

Конструкция таких паяльников может немного отличаться, в зависимости от производителя и ценовой категории. Более дешевые модификации работают со спиралью с нихрома.

Такой вариант не очень экономичен, поэтому в более дорогих модификациях уже применяется система изоляторов, к которой присоединяется нихромный элемент. Это увеличивает полезную передачу энергии и уменьшает ее потери. Такая конструкция похожа на керамическое жало, из-за чего часто путаются покупатели. О таких моделях мы поговорим чуть позже.

Детальнее об импульсных паяльниках

Дальше идут импульсные паяльники. Компактны, продуктивны, при желании можно разобраться в том, как сделать импульсный паяльник самому. Причиной этому служит весьма незамысловатая конструкция, которую мы немного рассмотрели выше.

Работают они только при нажатии кнопки, которую необходимо удерживать пальцем. Благодаря этому они и стали настолько выгодными в плане расхода электроэнергии. Медное жало быстро нагревается, и вот, спустя 5-7 секунд, вы можете использовать прибор.

Отпустив кнопку паяльника, тот перестает подавать питание на жало, которое начинает стремительно остывать. Большинство паяльников на нашем рынке производятся как раз на территории России.

Их отличительной чертой является конструкция, которая предусматривает подключение медного жала к общему электрическому контуру прибора, в которой уже имеются трансформатор и преобразователь. За счет последнего увеличивается рабочая частота, а первый занимается выравниванием напряжения внутри прибора в моменты простоя.

Если вы делаете импульсный паяльник своими руками, то стоит знать, что его устройство будет немножко отличаться от описанного выше, в виду того, что можно некоторые составляющие заменить идентичными по функционалу деталями.

Как сделать импульсный паяльник самому

Теперь, когда вы знаете достаточно о паяльниках, о их разновидностях и особенностях работы, можно задуматься о самостоятельном изготовлении подобного. Лучшим вариантов для подобных экспериментов будет как раз импульсная модификация паяльника.

Для этого нам понадобятся все необходимые для работы детали. Первым нужно будет найти компактный трансформатор. После него нужно будет купить, или использовать имеющийся, светодиоды – они будут нашими индикаторами.

Еще нам понадобится достаточно толстая проволока из меди, из которой мы будем делать жало. Также необходимо обзавестись кнопкой, которая будет использоваться для временного включения паяльника.

Лучше всего ее выбирать вместе с корпусом, который изготавливается из пластика. Последней нам будет нужна стойка, которая сделана из диэлектрического материала.

Теперь, когда мы разобрались из чего можно сделать импульсный паяльник, нужно все это дело собрать. Для людей, не имеющих особых знаний и опыта работы с электроникой, такой процесс будет интересным экспериментом.

Внутри импульсные паяльники устроены немного сложнее, чем простые приборы, которые работают с нагревательными элементами.

Подготавливаем наш трансформатор. Подойдет нам блок питания импульсного типа, который можно вытащить из старой лампы, в которой работают лампочки от 40ка ватт. Его нужно немного доработать. После этого помещаем деталь в выбранный корпус. лучше всего для такого подходит привычный всем пистолет. В качестве спускового рычага устанавливаем кнопку.

Вместо ствола ставим крепление из диэлектрика. Оно будет держать наше жало, которое подсоединяется к вторичной обмотке. Кнопка будет замыкать цепь, и жало будет греться. Если очень долго держать кнопку активной, прибор может перегореть.

Устройство и принцип работы паяльника типа ЭПСН

Схема элементов паяльника.

Основными элементами электрического паяльника является:

  • стержень;
  • нагреватель;
  • жало;
  • держатель;
  • электрический шнур с вилкой.

Стержень из красной меди нагревается нихромной спиралью до температуры плавления припоя. Благодаря высокой теплопроводности меди именно стержень делается из медного материала. Нагревательный элемент передает тепло к жалу прибора.

Стержневой конец паяльника, представляет собой рабочую часть инструмента с клиновидной формой на конце. Это и называют жалом паяльного прибора.

Стержень, вставляемый в металлическую трубку, предварительно обматывают в изолирующий материал. Это может быть стеклоткань или слюда. На изолятор наматывается нихромная нить, которая и служит в качестве нагревательного элемента.

Основные разновидности паяльного устройства

Схема конструкции паяльника.

Кроме электрического паяльника со спиральным нагревателем (ЭПСН), который имеет широкое применение в быту, существует целый ряд других видов паяльных инструментов.

Различаются паяльники по способу передачи тепла и пайки, виду потребляемой энергии и других показателей.

Вот некоторые из них:

  1. Индукционный паяльник. Нагрев такого инструмента основан на катушке индуктора. Ферромагнитный наконечник имеет магнитное поле, создаваемое катушкой. Благодаря этому и происходит разогрев сердечника. Паяет такой прибор до определенного температурного значения. При утрате магнитного свойства покрытия нагрев прекращается.
  2. Применение керамических стержней имеет ряд существенных преимуществ: быстрый нагрев, увеличение срока эксплуатации инструмента и оптимальную регулировку выбранных режимов пайки (температура и мощность).
  3. Широкое применение у радиолюбителей имеют паяльники с импульсной подачей напряжения на стержень. Форма такого паяльника напоминает пистолет. Сущность состоит в том, что при нажатии курка и его удержании происходит разогрев наконечника. После окончания работы курок отпускается, и паяльное устройство охлаждается.
  4. Исключительно автономным паяльным устройством считается прибор, использующий в качестве нагревателя газ. Такие газовые паяльники можно применять в любых условиях. Достаточно иметь доступ к газовому источнику.
  5. Еще один вид автономного прибора — это аккумуляторные паяльники. Работа основана на потреблении небольшой мощности (до 15 Вт). Такие паяльные устройства применяются для несложных и малогабаритных паяльных работ.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *