Elektrické páječky: typy a provedení

Moderní elektronická technologie se zlepšuje velmi rychle. Stupeň integrace moderních mikroobvodů je takový, že miliony tranzistorů zapadají do jednoho případu, ale samotné případy se zmenšují a zmenšují. Diskrétní díly - tranzistory, kondenzátory, rezistory jsou také malé, bezolovnaté. To vše je namontováno na desky pomocí SMD povrchové montáže. Díly jsou tak pevně uspořádány, že je jednoduše nemožné pájet něco s běžnou čtyřicet wattovou elektrickou páječkou EPSN.

Je pravda, že někteří odborníci z páječky tvrdí, že můžete pájet cokoli, co chcete, i se sekerou. Možná je tomu tak, ale, jak se říká, ne každý. Proto je lepší používat páječku, protože nyní existuje velmi široký výběr pájecích nástrojů. A pro zakoupení tohoto nástroje musíte být kreativní a nebere všechno, co vás upoutá.

Nejprve je nutné určit, pro jakou práci se elektrická páječka kupuje. Pokud máte v plánu pájet masivní díly, například automobilové radiátory, měděné trubky, cínové konstrukce - obecně to vše, co má velký chladič, bude vyžadovat velmi výkonnou kladivovou páječku. Taková páječka se často nazývá „sekera“. Síla takových pájedel dosahuje několik set wattů. Na obrázku 1 je znázorněna výkonná páječka se sekerou.

Obrázek 1. Pájecí kladka o výkonu 200 W

Účel takové páječky je samozřejmě velmi specifický, nemusí být vždy a všude potřeba. Pro domácí použití je vhodnější páječka o výkonu 25 ... 60W. Čas od času mohou provádět téměř všechny pájecí práce na opravě domácích spotřebičů a dokonce pájet desky s plošnými spoji s výstupními komponenty. Vzhled takové páječky je znázorněn na obr. 2.

Obrázek 2. Páječka EPSN

Konstrukce takové páječky je neoddělitelná, jak je popsáno v pokynech k ní připojených. O této pájce můžete říci, že její ohřívač je poměrně odolný, velmi málo hoří, i když páječku používáte velmi intenzivně. Často se stává, že měděný bodák hoří a je svařen uvnitř ohřívače tak pevně, že je jednoduše nemožné jej získat, v tomto případě musíte zakoupit novou páječku.

Aby se tomu zabránilo, doporučuje se periodicky odstraňovat hrot z páječky a očistit jej od oxidačních produktů. V tomto případě černý prášek vyteče z páječky samotné. To vše je dobré, když čtete, ale ve většině případů na to prostě zapomenou a stále vyhodí úplně fungující páječku.

Před použitím nové páječky by měla být špička špičky potažena cínem. Chcete-li to provést, musíte nejprve zahřát páječku a poté horké odstranit oxidy malým souborem, rychle ponořit vyčištěný konec do kalafuny a pak do pájky. Výsledkem je, že kapka pájky zůstává na pracovní ploše žihadla. Pokud to není provedeno, pak bodnutí zčerná a jednoduše se mu nepodaří roztavit pájku.

Při tomto procesu se měďná žihla v pájce postupně rozpustí a na ní se vytvoří skořápky a objeví se oxidy. S takovým žihadlem je nemožné pracovat a znovu je nutné jej opravit pomocí souboru a opravit ho. A tak dále, dokud nezůstane malý kousek žihadla. Tento bodnutí by se mělo změnit.

Mírně menší žihadlo vyhoří, pokud je před použitím zatloukáno do požadovaného tvaru: na povrchu měděného žihadla se vytvoří nýtující tvrdší vrstva kovu. Je to nýtovaná vrstva, která je odolnější vůči vyblednutí.

Domácí návrhy elektrických páječek

Někdy se stane, že páječka, i když má výkon pouze 25 W, je příliš velká na pájení malé části. V tomto případě může pomoci měděný drát navinutý kolem špičky, jak je znázorněno na obrázku 3.

Obrázek 3. Zmenšení velikosti žihadla navinutím měděného drátu

Takový improvizovaný bod by měl být nejprve ozářen, jak bylo napsáno výše. Tento design je samozřejmě krátkodobý, ale stačí udělat několik přídělů.

Najednou radioamatéři navrhli mnoho návrhů miniaturních elektrických páječek. Mnoho z nich bylo dokonce velmi dobré, ale bohužel, některé soustruhy a zámečnické práce byly vyžadovány, aby byly vyrobeny. Doma je výroba takové páječky prostě nemožná.

Naši lidé však po kreativním přístupu vynalezli miniaturní páječky z improvizovaných prostředků. Dva z těchto návrhů byly zveřejněny v časopise Rádio č. 1 2011. První z nich je znázorněn na obrázku 4. Byl založen na hořáku na dřevo, který se v dětství mnozí používali.

Obrázek 4. Páječka ze dřeva hořák

Konstrukce páječky je zřejmá z obrázku. Stačí jen pevně navinout měděný drát o průměru milimetru a půl na spirále hořáku a samozřejmě nakonec ozářit páječku! Výsledný improvizovaný bod je velmi podobný designu znázorněnému na předchozím obrázku. Autor páječky O. Ivanov z města Vladimir.

Nespornou výhodou této konstrukce je, že teplota hořáku je nastavitelná, což znamená, že je možné upravit teplotu ohřevu výsledné páječky.

Autor dalšího improvizovaného páječky A. Filippov z p. Nyuksenitsa z oblasti Vologda. Konstrukce páječky je znázorněna na obrázku 5.

Obrázek 5. Vylepšená páječka A. Filippova

Jako pájecí hrot se používá měděný drát o průměru 1,6 mm a délce asi 60 mm, na kterém je navinuta „spirála“ měděného drátu PEV-2 o průměru 0,16 mm. Navíjení je provedeno od kola ke kolu, odchylka od žihadla o 8,10 mm, délka vinutí je přibližně 35 mm. Před prvním zahrnutím je role izolace mezi otočkami provedena smaltem, kterým je drát zakryt.

Po spálení spirály hraje roli izolace oxid, který se objevuje na vodičích, což je dostačující při nízkém napájecím napětí. Zadní konec pájecí tyče je ohnut kroužkem a je připevněn k tvrdé gumové rukojeti jedním šroubem. Napájecí napětí je napájeno pružným drátem o průřezu nejméně 0,75 mm2.

Páječka by měla být vedena skrz nastavitelný stabilizátor proudu s galvanickým oddělením od sítě. Při napájecím napětí asi 5 V je spotřebovaný proud v rozsahu 2 ... 2,5 A, což zajišťuje dostatečné zahřívání měděné „spirály“. S těmito parametry je výkon páječky P = U * I = 5 * 2,5 = 12,5W.

Vzhledem k tomu, že vyhořovací proud měděného drátu o průměru 0,16 mm je 6A, je konstrukce poměrně trvanlivá. Autor tvrdí, že takovou páječku už několik let používá, i když nejprve byl návrh koncipován jako jednorázový.

Domácí elektrické páječky se stávají historií, protože čínský průmysl nyní zvládl velmi širokou škálu pájecí techniky. Můžete si koupit jakoukoli páječku pro jakýkoli účel. Páječky se v první řadě liší konstrukcí ohřívače.

Keramické a Nichromové ohřívače

Při nákupu elektrické páječky zvažte typ ohřívače.

Nichromový ohřívač je spirála navinutá na keramickém podkladu do vnitřního otvoru, do kterého je vložena pájecí tyč. Některé z nejmodernějších ohřívačů mají integrovaný termočlánek, což umožňuje stabilizovat teplotu ohřevu. Konstrukce ohřívače nichromu je znázorněna na obrázku 6.

Obrázek 6. Nichrome topení

Je zde také znázorněna nehořlavá pájecí tyč. Samotný je samozřejmě vyroben z mědi a na vnější straně je pokryt vrstvou niklu.V žádném případě by takové bary neměly být ukládány do souboru za účelem ozáření, ačkoli mnoho uživatelů si stěžuje, že takové bodnutí je špatné, nedrží na sebe pájku.

Nic nezbylo jak pájet pouze s dodávkou pájky: páječka v jedné ruce, tenký drát pájky v druhé a deska pod nimi. A pak řekněte, že pod nezaslouženým bodnutím pájka špatně taje. Klasické pájení Podle této metody ponořil pájku do pájky, popadl kapku, v zásadě ji znemožnil.

Jaký je problém zde a jak jej vyřešit? Toto je popsáno zde: Jak ozařovat žáruvzdorný bodnutí u vlásenky

Moderní páječky jsou vyráběny hlavně s keramickými ohřívači. Výrobní technologie takových ohřívačů je poměrně komplikovaná a ovládaná několika slavnými společnostmi. Především jde o právě zmíněnou společnost Weller, Hakko, Ersa a další.

Keramický ohřívač je velmi odolný. Pokud se konvenční mikrometrový ohřívač při pájení v průmyslovém měřítku (několik tisíc dávek za směnu denně) stane nepoužitelným po přibližně šesti měsících, pak keramické ohřívače slouží roky, samozřejmě za podmínky pečlivého používání.

Hlavní výhodou keramických topidel je vysoká rychlost ohřevu: páječka dosáhne provozního režimu za pouhých 30 sekund. V zásadě není důležité, jak rychle se páječka zahřeje při prvním zapnutí. Tato rychlost je důležitá pro provoz termostatu, protože čím je hrot zahříván, tím stabilnější je pájecí teplota.

Obrázek 7 ukazuje ohřívač páječky železa Ersa TechTool pro použití v pájecích stanicích.

Obrázek 7. Keramický ohřívač Ersa

Je snadné si povšimnout, že ohřívací oblast keramického ohřívače je umístěna na konci dutého žihadla, proto je zahřívána hlavně část, která je blíže bodu pájení. Velmi blízko k pájecímu bodu je termočlánek. Toto uspořádání termočlánku poskytuje rychlou odezvu elektronické jednotky i na malé změny teploty v místě pájení. Zde to ovlivňuje vysoká rychlost ohřevu keramického ohřívače.

Výměna špičky se provádí pomocí plastové vlnité matice, která zůstává studená, i když je páječka zahřátá na 400 stupňů. To vám umožní vyměnit hrot za pouhých 30 sekund, aniž byste čekali na vychladnutí páječky. Tady je takový high-tech věc keramické topení.

Páječka TechTool je drahá. I jeho nabídka v internetových obchodech „za nízké ceny“ má za následek částku 7750 rublů (bez elektronické řídicí jednotky). Tam, kde nejsou sváděny nízkými cenami, lze tuto páječku koupit za 8 257,00 rublů. Rádiové amatéry by se však těchto cen neměli bát, protože se jedná o ceny profesionálních páječek určených pro nepřetržitou práci na celou směnu.

Pro amatérské účely si můžete vybrat levnější modely Ersa, například páječka s regulátorem teploty PTC 70, jejíž vzhled je zobrazen na obrázku 8. I v nejlevnějším obchodě Chip and Dip požadují 3710 rublů, což není dobrý nástroj tak drahé.

Obrázek 8. Páječka s regulací teploty PTC 70

Pro velmi časté použití pro amatérské účely je také vhodná páječka vyrobená v Číně: ať je to o něco horší, ale cena je dobrá.

Vyměnitelné žihadla jsou umístěny na keramickém ohřívači a jsou drženy pružinovou západkou. V rukojeti páječky je ukryt analogový stabilizátor teploty, jehož čidlem je samotný topný prvek, protože jeho odpor se mění s teplotou ohřevu.

Mimochodem, takové teplotní stabilizátory jsou nabízeny v amatérských rádiových designech pro konvenční páječky EPSN. Kolečko pro nastavení teploty je vyvedeno k rukojeti páječky, jak je znázorněno na obrázku 9.

Obrázek 9. Knoflík pro nastavení teploty pájecí žehličky

Napájecí napětí páječky 220V, výkon topení 75W. S těmito parametry keramického ohřívače bude teplota špičky udržována velmi stabilní, páječka se nepřilepí k desce, protože čím výkonnější ohřívač, tím rychleji se ohřívá špička.

Taková páječka může pájet tenké stopy tištěných vodičů a dostatečně velké části bez obav z přehřátí nebo chlazení páječky. Pro páječku je k dispozici celá řada tipů vhodných pro různé pájecí práce.

Někteří výrobci skrývají nejtenčí nichromovou spirálu uvnitř keramického válce a nazývají tuto topnou keramiku. Možná je to takový komerční trik, ale topné těleso je stále nichromické. U skutečného keramického topného tělesa se samotná keramika zahřívá.

Páječky s takovým ohřívačem se často také provádějí s termostabilizátorem v rukojeti, ale také bez něj. Některé modely mají zabudovaný termočlánek, můžete je použít pouze v případě, že máte externí elektronickou jednotku. Takové soupravy se nazývají pájecí stanice.

Schéma je poměrně jednoduché a snadno opakovatelné. Signál termočlánku zabudovaného do páječky je zesílen a napájen komparátor. Jakmile napětí termočlánku dosáhne nastavené úrovně, topení se vypne. Digitální indikátor se používá k indikaci nastavené teploty, ale v zásadě se bez ní můžete obejít. Krása tohoto designu je, že nemusíte programovat mikrokontrolér, který prostě není v obvodu.

Článek poskytuje podrobný popis obvodu, doporučení pro uvedení do provozu, výkresy desek plošných spojů. To vše pomůže rychle a snadno sestavit takovou pájecí stanici. Vzhled domácí verze domácí pájecí stanice je na obrázku 10.

Obrázek 10. Vzhled domácí pájecí stanice

Pájecí hrot

Moderní páječky jsou vybaveny celou sadou výměnných hrotů vhodných pro každou příležitost. Jedna z těchto souprav je znázorněna na obrázku 11. Vzhled páječky SR971 je zobrazen na obrázku 12.

Prodej páječky je vybaven pouze jedním kuželovým hrotem, takže zbývající tipy musíte zakoupit navíc. Výkon keramického topného článku je 25 W při napájecím napětí 220 V. Špička páječky je uzemněna, což umožňuje pájecí prvky citlivé na statickou elektřinu. Náhradní hrot se snadno instaluje, což umožňuje různé pájecí práce. K tomu stačí odšroubovat matici s rýhovaným povrchem, vyměnit žihadlo a matici zašroubovat zpět.

Tvar rukojeti páječky je poměrně ergonomický, hmotnost páječky je malá, je docela pohodlné pracovat s takovým nástrojem. Jedinou věcí, která poněkud zastíní všechny výhody, je nedostatek vestavěného regulátoru výkonu.

Obrázek 11. Sada náhradních hrotů pro páječku SR971 s keramickým topením

Obrázek 12. Páječka od SOLOMON SR971

Při práci se součástkami SMD není vůbec užitečné mít špičku typu „plug“ a mini-wave: první je určena pro pájení malých věcí, jako jsou rezistory a kondenzátory, a druhá umožňuje pájení vícekolíkových součástek v rovinných případech beze strachu, že pájka spadne mezi terminály.

Obrázky 13 a 14 ukazují fragmenty tabulky s Wellerovými tipy, z nichž si můžete vybrat a objednat požadovaný tip. Kromě toho Weller chrání své žihadla laserovým rytím, protože existuje dost firem, které by uměly falešné původní žihadla.

Použití takových padělaných čínských žihadel často způsobuje, že pájecí zařízení je nepoužitelné, a páječky Weller jsou velmi drahé. Dokonce i ti, kteří se zabývají pájením na profesionální úrovni, se neodvažují vždy koupit takové vybavení.

Obrázek 13. Konektor typu koncovky

Je to dokonce velmi výhodné: přinesete takový odpor do rezistoru, oba konce se okamžitě zahřívají a zbývá pouze odstranit část z desky.

Pro takové operace v arzenálu pájecí techniky je k dispozici speciální nástroj - tepelné pinzety. Okamžitě můžete součást zahřát a vyjmout ji z desky. Ve skutečnosti se jedná o dvě páječky kombinované do společného designu. Takový nástroj je velmi drahý, ale jak ukazuje praxe, můžete se bez něj obejít.

Obrázek 14. Typ žihadla „minivolna“

Na pracovní ploše žihadla je malé kulové vybrání (znázorněno tečkovanou čarou), kde se shromažďuje roztavená pájka. Dále se provádí bodnutí na základě závěrů rovinného mikroobvodu, který je přirozeně nainstalován na desce, a dodávka pájecích toků k závěrům a stopám desky.

Je to velmi výhodné, nemusíte strkat samostatně do každého výstupu mikroobvodu, všechno dopadá, jako by samo o sobě. Tato technologie zvyšuje produktivitu ručního pájení nejméně desetkrát a také zvyšuje kvalitu.

Zdálo by se, že takový žihadlo může být vyrobeno z obyčejné mědi: není nic jiného, ​​než vyvrtat malou a ne příliš hlubokou díru na správném místě. Ale právě tyto malé velikosti povedou k tomu, že takový žihadlo rychle shoří, nebude žádná stopa malé díry. Ale pokud je potřeba pájet jeden nebo dva mikroobvody, pak je takový žihadlo docela vhodné.

Vlastní "minowave" (jako možnost "mikrovlnná trouba") je vyroben z nehořlavého chromového povlaku a špička žihadla je chemicky konzervovaná. Smáčivost takového žihadla je velkolepá, což je možná nejdůležitější podmínka pro kvalitní pájení.

Technologie instalace a demontáže mikroobvodů v rovinných případech je dostatečně podrobně popsána v článku V. Barinova „Instalace a demontáž mikroobvodů v malých případech s planárními vodiči“. Článek byl publikován v časopise Radio 1, 2010, s. 25.

Indukční páječka

Všechny výše popsané páječky používají ohřívače různých typů, jejichž teplo se přenáší na hrot páječky a pro stabilizaci teploty je nutný elektronický obvod. Indukční páječky jsou uspořádány zcela odlišným způsobem, přičemž žihadlo samotné je zahříváno vysokofrekvenčními proudy a slouží jako topný prvek. A není potřeba žádný keramický nebo nichromový ohřívač. Schematický diagram indukční páječky je znázorněn na obrázku 15.

Obrázek 15. Indukční páječka

Pájecí tyč je vyrobena z mědi a její záda je pokryta feromagnetickou slitinou železa a niklu. Na této části špičky je induktor, napájený napětím o frekvenci 470 kHz. Vysokofrekvenční oscilace indukují povrchové proudy v jádru, které zahřívají železo-niklový povlak, který má magnetické vlastnosti a dostatečně velký elektrický odpor ve srovnání s mědí. Kombinace těchto vlastností vede k zahřívání feromagnetického povlaku.

Teplo z ohřáté vrstvy zahřívá celé jádro, jde dovnitř a ochlazuje feromagnetickou vrstvu, protože uvnitř jádra je měď! Povlak se zahřívá, dokud teplota celého jádra nedosáhne Curieho bodu. To je teplota, při které feromagnetický povlak ztrácí své magnetické vlastnosti. Zjednodušeně řečeno, obyčejný železný hřebík při vhodné teplotě již nebude přitahován obyčejným permanentním magnetem.

Se ztrátou magnetických vlastností povrchový efekt přestane fungovat a vysokofrekvenční proudy jdou dovnitř měděného jádra, kde nezpůsobují žádné zahřívání. Protože měď nereaguje na magnetická pole, absorpce energie z magnetického pole přestane a zahřívání jádra se také zastaví, protože teplota špičky dosáhne Curieho bodu.

Během procesu pájení se hrot vzdává uloženého tepla, aby roztavil pájku a zahříval pájené části. Teplota hrotu klesne pod Curieho bod, obnoví se magnetické vlastnosti povlaku a začne zahřívání.Navíc, čím jsou pájené části masivnější, tím rychleji má jádro tendenci ochladit, čím dále od bodu Curie, tím vyšší je vliv povrchových proudů.

Jinými slovy, topná energie, její rychlost se přizpůsobuje podmínkám pájení: čím intenzivnější je teplo ukládané bodnutím, tím intenzivnější je bodnutí zahříváno. Není divu, že se tato technologie vytápění nazývá inteligentní teplo, které lze přeložit jako „inteligentní teplo“. Vývoj indukční páječky i samotné technologie Smart Heat patří americké společnosti Metcal.

Krása této technologie spočívá v tom, že pro udržení teploty nevyžaduje složité elektronické obvody, protože není tajemstvím, že nejmodernější pájecí stanice jsou řízeny mikrokontroléry a mají poměrně složité obvody. A pak se všechno stane díky samotnému pájení! Stačí jej napájet vysokofrekvenčním napětím.

A zde může vyvstat otázka: pájky mohou být použity odlišně, každý má svůj vlastní bod tání. Jak změnit teplotu ohřevu hrotu pro konkrétní typ pájky?

Ukázalo se, že vše je jednoduché. Páječka je vybavena několika hroty patron, každá s vlastní teplotou, která závisí na chemickém složení feromagnetického povlaku. Jednoduše si vezměte další kazetu a pomocí konektoru ji vložte do rukojeti páječky.

Používají se hlavně kazety řady 500, 600 a 700. Tato čísla ukazují teplotu ohřevu na stupnici Fahrenheita. Každá řada má sadu špiček různých tvarů, vhodných pro všechny pájecí práce. Ale s bodem Curie nejsou páječky pouze indukční.

Asi před patnácti lety se vyráběly páječky s mechanickým regulátorem teploty. Mají nejběžnější nichromový ohřívač, ale na zadním konci pájecí tyče je malá feromagnetická tableta, do které je přitahován magnet, který řídí činnost mikrospínače. Jakmile se hrot zahřeje na provozní teplotu, do bodu Curie, uslyšíte cvaknutí páječky a ohřívač se vypne. S určitým poklesem teploty kontakt znovu klikne a bodnutí se začne zahřívat.

Ke změně teploty ohřevu je v sadě páječky zahrnuto několik tipů s různými body Curie.

Ostatní vzory páječky

Příběh o páječkách bude poněkud neúplný, pokud neuvádíte jiné, dalo by se říci, exotické typy. Nejprve se jedná o autonomní páječky, které nevyžadují připojení k elektřině. Některé z nich stále spotřebovávají elektřinu z baterie nebo dokonce z baterií zabudovaných do pera.

Ostatní plynové páječky fungují jako běžná plynová hořák, pouze zahřívají hrot páječky. Pokud je bodnutí odstraněno, pak se ukáže jen plynový hořák.

Svými vlastnostmi „pájení“ dosahují plynové páječky sotva nejlepší elektrické páječky. To naznačuje každý, kdo někdy použil tento zázrak technologie.

Jedinou výhodou plynu a dalších autonomních páječek je nezávislost na elektrickém zapojení: můžete něco pájet i v čistém poli. Ale díky bohu, taková cvičení se často neuskutečňují. Proto je lepší používat elektrickou páječku.

Boris Aladyshkin

Přečtěte si také toto téma: Jak si vybrat pájecí stanici