Ferros de soldadura elèctrica: tipus i dissenys

La tecnologia electrònica moderna millora molt ràpidament. El grau d’integració dels microcircuits moderns és tal que milions de transistors s’ajusten en un sol cas, però els casos són cada cop més petits. Parts discretes: transistors, condensadors, resistències també són de mida petita, sense plom. Tot això es monta en taulers mitjançant muntatge en superfície SMD. Les peces estan tan ben arreglades que és senzill impossible de soldar alguna cosa amb una soldadura elèctrica EPSN ordinària de quaranta watts.

És cert que alguns experts de la soldadura afirmen que podeu vendre tot el que vulgueu fins i tot amb una destral. Potser és així, però, segons diuen, no tothom es dóna. Per tant, és millor, però, fer servir una soldadura, ja que ara hi ha una àmplia selecció d’eines de soldar. I per comprar aquesta eina cal ser creatiu i no prendre tot el que crida l’atenció.

En primer lloc, cal determinar per a quina obra es compra una soldadura elèctrica. Si voleu soldar peces massives, per exemple, radiadors d’automòbils, tubs de coure, estructures d’estany, en general, tot el que tingui un gran dissipador requerirà un ferro de soldadura de martell molt alt. Tal soldadura es diu sovint "destral". La potència d'aquests ferros de soldadura arriba a diversos centenars de vats. A la figura 1 es mostra una potència de soldadura tipus destral.

Figura 1. Planxa de soldadura de martell de 200 W

Per descomptat, l’objectiu d’una soldadura d’aquest tipus és molt específic, potser no sempre és necessari i arreu. Una soldadura amb una potència de 25 ... 60W és més adequada per a ús domèstic. De tant en tant, poden realitzar gairebé tots els treballs de soldadura en la reparació d’electrodomèstics i fins i tot soldar plaques de circuit imprès amb components de sortida. L'aparició de tal soldadura es mostra a la figura 2.

Figura 2. Soldadura EPSN

El disseny d'aquesta soldadura no és separable, tal i com es descriu fins i tot a les instruccions adjuntes. Podeu dir sobre aquesta soldadura que el seu escalfador és força resistent, que es crema molt poques vegades, encara que utilitzeu la soldadura de manera molt intensa. Sovint passa que una punxada de coure es crema i es solda a l’interior de l’escalfador amb tanta fermesa que és senzill impossible aconseguir-lo, en aquest cas has de comprar una nova soldadura.

Per evitar que això passi, es recomana treure periòdicament la punta de la soldadura i netejar-la de productes d’oxidació. En aquest cas, la pólvora negra es desprèn de la soldadura pròpiament dita. Tot això va bé quan llegeixes, però en la majoria dels casos només s’obliden d’això i segueixen llençant una planxa de soldadura completament treballadora.

Abans d’utilitzar un nou soldador, la punta de la punta ha d’estar recoberta d’estany. Per fer-ho, primer cal escalfar la soldadura, després treure en calent els òxids amb un petit arxiu, introduir ràpidament l’extrem netejat a colofí i, a continuació, a la soldadura. Com a resultat, es queda una gota de soldadura a la superfície de treball de la picada. Si no es fa, la picada es tornarà negre i simplement no aconseguireu fondre la soldadura.

En el procés, la picada de coure es dissol gradualment a la soldadura i es formen petxines sobre ella i apareixen òxids. Es fa impossible treballar amb tal fibló i, de nou, cal corregir-lo amb un fitxer i donar-li servei. I així successivament fins que queda un petit tros de la picada. Aquesta picada s’hauria de canviar.

Una picada lleugerament més petita es cremarà si es martelleja a la forma desitjada abans de l’ús: a la superfície d’una puntada de coure es forma una reblada, una capa de metall més dura. És aquesta capa reblada més resistent a la decoloració.

Dissenys casolans de ferros de soldadura elèctrica

De vegades passa que una soldadura, fins i tot amb una potència de només 25 W, és massa gran per soldar una petita part. En aquest cas, el fil de coure enrotllat al voltant de la punta pot ajudar, tal com es mostra a la figura 3.

Figura 3. Reduint la mida de la picada enrotllant el fil de coure

Primerament s’hauria d’irradiar una fiblada tan improvisada, com es va escriure més amunt. Per descomptat, aquest disseny és de curta durada, però és suficient per fer unes racions.

Al mateix temps, els radioamateurs van proposar molts dissenys de ferros de soldadura elèctrica en miniatura. Molts d’ells fins i tot eren molt bons, però, malauradament, calia fer algun torn i treball metàl·lic. A casa, fer una soldadura d’aquest tipus és senzillament impossible.

Però la nostra gent, demostrant un enfocament creatiu, inventa ferros de soldadura en miniatura a partir de mitjans improvisats. Dos d’aquests dissenys es van publicar a la revista de ràdio núm. 1 del 2011. El primer d’ells es mostra a la figura 4. Es basava en un cremador de llenya, que molts van utilitzar a la infància.

Figura 4. Planxa de soldadura d’un cremador de llenya

El disseny de la soldadura queda clar de la figura. N’hi ha prou d’enrotllar amb força un fil de coure amb un diàmetre de mil·límetre i mig a l’espiral del cremador i, per descomptat, irradiar, al cap i a la fi, una soldadura! La punxada improvisada resultant és molt similar al disseny que es mostra a la figura anterior. L’autor de la soldadura O. Ivanov de la ciutat de Vladimir.

L’avantatge indiscutible d’aquest disseny és que la temperatura del cremador és regulable, cosa que significa que és possible ajustar la temperatura de calefacció de la soldadura resultant.

L’autor d’un altre improvisat ferro de soldadura A. Filippov de la pàg. Nyuksenitsa de la regió de Vologda. A la figura 5 es mostra el disseny de la soldadura.

Figura 5. Soldadura improvisada A. Filippova

Com a punta de soldadura, s’utilitza un filferro de coure amb un diàmetre d’1,6 mm i una longitud d’uns 60 mm, sobre el qual s’enrotlla una “espiral” de fil de coure PEV-2 amb un diàmetre de 0,16 mm. El bobinat es realitza de forma rodona a rodona, sortint de la punxada per 8..10 mm, la longitud del bobinat és aproximadament de 35 mm. Abans de la primera inclusió, el paper de l’aïllament entre girs el realitza l’esmalt amb el qual es recobreix el filferro.

Després d’haver cremat l’espiral, el paper de l’aïllament el juga l’òxid que apareix als cables, que és bastant a una tensió de subministrament baixa. L’extrem invers de la barra de soldadura és doblat per un anell i s’uneix al mànec de goma dura amb un cargol. La tensió d'alimentació la subministra un cable flexible amb una secció d'almenys 0,75 mm2.

S'ha d'alimentar el ferro de soldadura estabilitzador de corrent regulable amb aïllament galvànic de la xarxa. A una tensió d'alimentació d'aproximadament 5V, el corrent consumit se situa en el rang de 2 ... 2.5A, que garanteix un escalfament suficient de la "espiral" de coure. Amb aquests paràmetres, la potència del soldador és P = U * I = 5 * 2,5 = 12,5W.

Atès que el corrent de combustió d’un fil de coure amb un diàmetre de 0,16 mm és de 6 A, el disseny és força durador. L’autor afirma que fa diversos anys que utilitza aquesta soldadura, tot i que en un primer moment el disseny es va concebre com d’un sol ús.

Els ferros de soldadura elèctrics casolans s'estan convertint en una cosa del passat, ja que la indústria xinesa ha dominat ara una àmplia gamma d'equips de soldadura. Podeu comprar qualsevol soldadura per a qualsevol propòsit. Els ferros de soldar, en primer lloc, difereixen en el disseny del calefactor.

Escalfadors de ceràmica i cromos

Quan compreu una soldadura elèctrica, considereu el tipus de calefactor.

Un escalfador de nichrom és una enrotllada en espiral sobre una base de ceràmica al forat interior del qual s'insereix una barra de soldar. Alguns dels escalfadors més avançats tenen termopar integrat, que permet estabilitzar la temperatura de calefacció. A la figura 6 es mostra el disseny del calefactor de nichrom.

Figura 6. Escalfador de crom

Aquí es mostra una barra de soldadura no combustible. És, naturalment, fet de coure i, a l'exterior, està recobert d'una capa de níquel.En cap cas, aquestes barres s’han de presentar amb un fitxer per irradiar-se, tot i que molts usuaris es queixen que aquesta picada és deficient, no es mantenen soldats.

No queda res com soldar només amb subministrament de soldadura: una soldadura en una mà, un fil prim de soldadura a l’altra i un tauler sota d’elles. I, a continuació, digueu que, sota una picada que no es mereix, la soldadura es fon malament. Soldadura clàssica Segons el mètode, va colar la planxa a la soldadura, va agafar una gota, la va transferir a la junta, impossible en principi.

Quin és el problema aquí i com resoldre'l? Això es descriu aquí: Com irradiar una punxada ignífuga en un pins

Els moderns ferros de soldadura es produeixen principalment amb escalfadors de ceràmica. La tecnologia de producció d'aquests escalfadors és força complicada i està dominada per diverses empreses famoses. En primer lloc, es tracta de la recentment esmentada empresa Weller, Hakko, Ersa i algunes altres.

L’escalfador de ceràmica és molt durador. Si un escalfador de nichrom convencional quan es solda a escala industrial (diversos milers de racions per torn cada dia) no es pot utilitzar al cap d’uns sis mesos, els calefactors de ceràmica serveixen durant anys, per descomptat, en condició d’utilitzar-los amb cura.

El principal avantatge dels escalfadors de ceràmica és un elevat ritme de calefacció: la soldadura arriba al mode de funcionament en només 30 segons. En principi, no té especial importància la rapidesa amb què es calenta la soldadura per primera vegada que s'encén. Aquesta velocitat és important per al funcionament del termòstat, ja que com més ràpid s’escalfa la punta, més estable és la temperatura de soldadura.

La figura 7 mostra un escalfador de ferro de soldadura Ersa TechTool per a les estacions de soldar.

Figura 7. Escalfador de ceràmica Ersa

És fàcil notar que la regió d’escalfament de l’escalfador de ceràmica es troba al final de la picada buida, per tant és principalment la part més propera al punt de soldadura que s’escalfa. Molt a prop del punt de soldadura es troba un termopar. Aquesta disposició del termopar proporciona una resposta ràpida de la unitat electrònica fins i tot a canvis menors de temperatura al punt de soldadura. Aquí és on l’afecta l’elevada taxa de calefacció del calefactor ceràmic.

La substitució de la punta es realitza amb una femella corrugada de plàstic que es manté freda fins i tot quan la soldadura s’escalfa a 400 graus. Això permet substituir la punta en només 30 segons, sense esperar que el ferro de soldadura es refredi. Heus aquí un escalfador de ceràmica d’alta tecnologia.

El ferro de soldar TechTool és car. Fins i tot la seva oferta a botigues en línia "a preus baixos" dóna lloc a una quantitat de 7750 rubles (sense cap unitat de control electrònic). Si no es deixen seduir per preus baixos, aquesta soldadura es pot comprar per 8.257,00 rubles. Però els aficionats a la ràdio no haurien de tenir por d’aquests preus, ja que es tracta de preus per a ferros de soldadura de qualitat professional dissenyats per a un treball continu durant tot un canvi.

Amb finalitats aficionades, podeu triar models Ersa menys costosos, per exemple, una soldadura amb controlador de temperatura PTC 70, l’aspecte de la qual es mostra a la figura 8. Fins i tot, a la botiga Chip i Dip no més barata, demanen 3710 rubles, cosa que no és una bona eina. tan car.

Figura 8. Soldadura amb control de temperatura PTC 70

Si no s’utilitza gaire freqüentment amb finalitats aficionades, també es pot fer una soldadura feta a la xinesa: que sigui una mica pitjor, però el preu és bo.

Les picades substituïbles es col·loquen sobre un escalfador de ceràmica i se subjecten mitjançant un pany de molla. Un estabilitzador de temperatura analògic s’amaga a la nansa del ferro de soldar, el sensor del qual és l’element escalfador, ja que la seva resistència varia amb la temperatura de calefacció.

Per cert, aquests estabilitzadors de temperatura s’ofereixen en dissenys de ràdio aficionats per a ferros convencionals de soldadura EPSN. La roda d’ajust de la temperatura es porta a la maneta de la soldadura, tal com es mostra a la figura 9.

Figura 9. Perilla de configuració de temperatura de ferro soldat PTC 70

Tensió de subministrament de ferro soldat 220V, escalfador de potència 75W. Amb aquests paràmetres del escalfador de ceràmica, la temperatura de punta es mantindrà molt estable, la soldadura no s’adherirà a la junta, perquè com més potent sigui l’escalfador, més ràpid s’escalfarà la punta.

Un ferro de soldar pot soldar pistes primes de cablejat imprès i parts prou grans sense por de sobreescalfar-se o refredar-se la soldadura. Per a una soldadura hi ha tot un conjunt de puntes adequades per a diferents treballs de soldadura.

Alguns fabricants amaguen l’espiral de nichrom més fina dins d’un cilindre de ceràmica i anomenen aquesta calefacció de ceràmica. Potser es tracta d’un truc tan comercial, però l’escalfador continua nichromat. En un escalfador de ceràmica real, la ceràmica en sí s'escalfa.

Els ferros de soldar amb un escalfador d’aquest tipus sovint també es duen a terme amb un termostabilitzador al mànec, però també n’hi ha. Alguns models tenen un termopar integrat, només es poden utilitzar amb una unitat electrònica externa. Aquests kits s’anomenen estacions de soldar.

L’esquema és força senzill i fàcil de repetir. El senyal del termopar integrat a la planxa de soldadura s’amplifica i s’alimenta comparador. Tan aviat com la tensió del termopar arriba al nivell ajustat, el calefactor s'apaga. S'utilitza un indicador digital per indicar la temperatura ajustada, tot i que, en principi, podeu prescindir-ne. La bellesa d’aquest disseny és que no cal programar un microcontrolador, que simplement no es troba al circuit.

L'article proporciona una descripció detallada del circuit, recomanacions per a la posada en servei, dibuixos de plaques de circuit imprès. Tot això ajudarà a muntar una estació de soldadura ràpida i fàcilment. L’aparició de la versió de l’autor d’una estació de soldar casolana es mostra a la figura 10.

Figura 10. Aparició d’una estació de soldar casolana

Punta de ferro de soldadura

Els moderns ferros de soldadura estan equipats amb tot un conjunt de puntes intercanviables adequades per a totes les ocasions. Un d’aquests kits es mostra a la figura 11. L’aparició de la soldadura SR971 es mostra a la figura 12.

La planxa de soldadura de venda està equipada amb una única punta cònica, de manera que heu de comprar les puntes restants. La potència de l’element de calefacció de ceràmica és de 25W a una tensió d’alimentació de 220V. La punta de soldadura està posada a terra, cosa que permet soldar elements sensibles a l'electricitat estàtica. La punta de recanvi és fàcil d’instal·lar, cosa que permet realitzar diversos treballs de soldadura. Per fer-ho, n’hi ha prou de desenroscar la femella amb la superfície moletada, canviar la punxada i cargolar la femella de nou.

La forma del mànec de la soldadura és força ergonòmica, el pes de la soldadura és reduït, és força còmode treballar amb una eina com aquesta. L’únic que sobreposa una mica tots els avantatges és la manca d’un regulador d’energia incorporat.

Figura 11. Conjunt de puntes de recanvi de soldadura SR971 amb escalfador de ceràmica

Figura 12. Planxa de soldar de SOLOMON SR971

Quan es treballa amb components SMD, no val la pena tenir una punta de tipus “endoll” i una punta mini-ona: la primera està dissenyada per soldar coses petites com resistències i condensadors, i la segona permet soldar peces multi-pin en casos planos sense por que la soldadura caigui entre els terminals.

Les figures 13 i 14 mostren fragments d’una taula amb consells Weller, dels quals podeu seleccionar i ordenar el consell desitjat. A més, Weller protegeix les seves picades amb gravat làser, ja que hi ha prou firmes per falsificar les fibres originals.

L'ús d'aquestes picades falses xineses sovint fa que els equips de soldadura siguin inutilitzables, i els ferros de soldar Weller són molt cars. Fins i tot els que es dediquen a soldar a nivell professional no sempre s’atreveixen a comprar aquest equipament.

Figura 13. Tap de tipus punta

Fins i tot és molt convenient: aporteu tal punxa a la resistència, els dos extrems s'escalfen immediatament i només queda retirar la part del tauler.

Per a aquestes operacions en l'arsenal d'equips de soldadura hi ha una eina especial: pinces tèrmiques. Podeu escalfar la part i retirar-la del tauler. De fet, es tracta de dos ferros de soldadura combinats en un disseny comú. Un instrument així és molt car, però, com demostra la pràctica, podeu prescindir-ne.

Figura 14. Tipus de picada “minivolna”

A la superfície de treball de la picada hi ha un petit escot esfèric (mostrat per una línia de punts), on es recull la soldadura fos. A continuació, es duu a terme un fibló sobre les conclusions d’un microcircuit pla, instal·lat de manera natural a la pissarra i el subministrament de fluxos de soldadura cap a les conclusions i les pistes del tauler.

És molt convenient, no heu d’anar fent cap separat per cada sortida del microcircuit, tot resulta com per si sol. Aquesta tecnologia augmenta la productivitat de la soldadura manual com a mínim deu vegades i també millora la qualitat.

Sembla que una fiblada tan elemental pot ser de coure ordinària: no hi ha res a fer sinó foradar un forat petit i poc profund al lloc adequat. Però tan sols aquestes mides petites conduiran al fet que una picada cremarà ràpidament, no hi haurà rastre d’un forat minúscul. Però si es necessita soldar un o dos microcircuits, aquest tipus de fibló és molt adequat.

El "minowave" propietat (com a opció "microones") està fabricat amb un recobriment de crom que no crema, i la punta de la picada està químicament estanyada. La humectació d’aquest tipus de fibló és magnífica, que és potser la condició més important per a una soldadura d’alta qualitat.

La tecnologia d’instal·lació i desmuntatge de microcircuits en carcasses planes es descriu amb prou detall en un article de V. Barinov, “Instal·lació i desmuntatge de microcircuits en carcasses de mida petita amb plànols plans”. L'article es va publicar a la revista Radio 1, 2010, pàg. 25.

Planxa de soldadura per inducció

Tots els ferros de soldadura comentats anteriorment utilitzen escalfadors de diversos tipus, la calor de la qual es transfereix a la punta de soldadura i es necessita un circuit electrònic per estabilitzar la temperatura. Els ferros de soldadura per inducció estan disposats d’una manera completament diferent, en què la picada mateixa s’escalfa mitjançant corrents d’alta freqüència i serveix com a element calefactor. I no cal cap escalfador de ceràmica o nichrom. A la figura 15 es mostra un esquema esquemàtic d'una soldadura per inducció.

Figura 15. Dispositiu de soldadura per inducció

La barra de soldadura és de coure, i la seva part posterior està coberta amb un aliatge ferromagnètic de ferro i níquel. En aquesta part de la punta es troba un inductor, alimentat per una tensió amb una freqüència de 470KHz. Les vibracions d’alta freqüència indueixen corrents superficials al nucli que escalfen el recobriment ferro-níquel, que té propietats magnètiques i una resistència elèctrica prou gran en comparació amb el coure. La combinació d’aquestes propietats condueix a l’escalfament del recobriment ferromagnètic.

La calor de la capa escalfada escalfa tot el nucli, entra a dins, refredant la capa ferromagnètica, perquè dins del nucli hi ha coure! El revestiment s’escalfa fins que la temperatura de tot el nucli arribi al punt de Curie. Aquesta és la temperatura a la qual el recobriment ferromagnètic perd les seves propietats magnètiques. Per dir-ho més senzillament, una ungla de ferro normal, a una temperatura adequada, no deixarà de ser atreta per un imant permanent ordinari.

Amb la pèrdua de propietats magnètiques, l’efecte superficial deixa d’actuar i els corrents d’alta freqüència passen a l’interior del nucli de coure, on no provoquen cap escalfament. Com que el coure no respon als camps magnètics, l’absorció d’energia del camp magnètic cessa i també s’atura la calefacció del nucli, ja que la temperatura de punta arriba al punt de Curie.

Durant el procés de soldadura, la punta deixa la calor emmagatzemada per fondre la soldadura i escalfar les peces soldades. La temperatura punta baixa per sota del punt Curie, es restableixen les propietats magnètiques del revestiment i comença la calefacció.A més, com més massives siguin les parts soldades, més ràpidament el nucli tendeix a refredar-se, més lluny del punt Curie, més gran és la influència dels corrents superficials.

En altres paraules, la potència de calefacció, la seva velocitat s’adapta a les condicions de soldadura: com més intensament s’agafi la calor emmagatzemada per la picada, més intens s’escalfa la picada. No és estrany que aquesta tecnologia de calefacció s’anomeni Smart Heat, que es pot traduir com a “calor intel·ligent”. El desenvolupament d’una soldadura per inducció, així com la tecnologia Smart Heat, pertany a l’empresa nord-americana Metcal.

La bellesa d’aquesta tecnologia és que no necessita circuits electrònics complexos per mantenir la temperatura, perquè no és cap secret que les estacions de soldadura més avançades estiguin controlades per microcontroladors i tinguin circuits força complexos. I tot seguit passa a causa de la picadura de soldadura mateixa. N’hi ha prou d’alimentar-lo amb voltatge d’alta freqüència.

I aquí pot sorgir la pregunta: les soldadures es poden utilitzar diferents, cadascuna té el seu propi punt de fusió. Com canviar la temperatura de calefacció de punta per a un tipus de soldadura específic?

Resulta que tot és senzill. La soldadura està equipada amb diverses puntes de cartutx, cadascuna a la seva temperatura, que depèn de la composició química del recobriment ferromagnètic. N’hi ha prou amb agafar un altre cartutx i utilitzar el connector per inserir-lo al mànec de la soldadura.

S'utilitzen principalment cartutxos de la sèrie 500, 600 i 700. Aquests números indiquen la temperatura de calefacció a l'escala de Fahrenheit. Cada sèrie té un conjunt de puntes de diverses formes, adequades per a tots els treballs de soldadura. Però amb el punt de Curie, els ferros de soldadura no només són inducció.

Fa uns quinze anys, ja es produïen ferros de soldadura amb un controlador de temperatura mecànic. Tenen l'escalfador de níquel més comú, però a l'extrem posterior de la barra de soldadura hi ha una petita tauleta ferromagnètica, a la qual es dibuixa un imant que controla el funcionament del microinterruptor. Tan aviat com la punta s’escalfa a la temperatura de funcionament, fins al punt de Curie, se sent un clic dins de la soldadura i el calefactor s’apaga. Amb certa disminució de la temperatura, el contacte torna a fer clic, la picada comença a escalfar-se.

Per canviar la temperatura de calefacció, s’inclouen alguns consells amb diferents punts Curie al kit de soldadura.

Altres dissenys de soldadura

La història sobre els ferros de soldadura serà una mica incompleta, si no esmentes altres tipus, es podria dir, de tipus exòtics. En primer lloc, es tracta de ferros de soldadura autònoms que no requereixen de connexió a l’electricitat. Alguns d’ells encara consumeixen electricitat de la bateria o, fins i tot, bateries incorporades al bolígraf.

Els altres ferros de soldadura de gas funcionen com una torxa de gas ordinària, només escalfen la punta de soldadura. Si es remou la picada, només resulta un cremador de gas.

Per les seves propietats de "soldadura", els ferros de soldadura de gas gairebé no arriben als millors ferros de soldadura elèctrica. Així ho indica tothom que hagi fet servir mai aquest miracle de la tecnologia.

L’únic avantatge del gas i qualsevol altre ferro de soldar autònom és la independència del cablejat elèctric: podeu vendre alguna cosa fins i tot en un camp net. Però, gràcies a Déu, aquests exercicis no solen fer-se. Per tant, és millor utilitzar una soldadura elèctrica.

Boris Aladyshkin

Llegiu també sobre aquest tema: Com triar una estació de soldar