Soldadores eléctricos: tipos y diseños

La tecnología electrónica moderna está mejorando muy rápidamente. El grado de integración de los microcircuitos modernos es tal que millones de transistores caben en un solo caso, pero los casos en sí mismos son cada vez más pequeños. Piezas discretas: los transistores, condensadores, resistencias también son de pequeño tamaño, sin plomo. Todo esto está montado en placas mediante montaje en superficie SMD. Las partes están tan ajustadas que es simplemente imposible soldar algo con un soldador eléctrico EPSN común de cuarenta vatios.

Es cierto que algunos expertos del soldador afirman que puedes soldar todo lo que quieras incluso con un hacha. Quizás esto sea así, pero, como dicen, no todos reciben. Por lo tanto, es mejor, sin embargo, usar un soldador, ya que ahora hay una amplia selección de herramientas para soldar. Y para comprar esta herramienta, debes ser creativo y no tomar todo lo que te llame la atención.

En primer lugar, es necesario determinar para qué trabajo se compra un soldador eléctrico. Si planea soldar piezas masivas, por ejemplo, radiadores de automóviles, tuberías de cobre, estructuras de estaño, en general, todo lo que tenga un disipador de calor grande requerirá un soldador de martillo de muy alta potencia. Tal soldador a menudo se llama un "hacha". El poder de tales soldadores alcanza varios cientos de vatios. Un poderoso soldador tipo hacha se muestra en la Figura 1.

Figura 1. Soldador de martillo de 200 W

Por supuesto, el propósito de un soldador de este tipo es muy específico, puede que no siempre y en todas partes sea necesario. Un soldador con una potencia de 25 ... 60W es más adecuado para uso doméstico. De vez en cuando, pueden realizar casi todo el trabajo de soldadura para reparar electrodomésticos e incluso soldar placas de circuito impreso con componentes de salida. La apariencia de dicho soldador se muestra en la Figura 2.

Figura 2. Soldador EPSN

El diseño de dicho soldador no es separable, como se describe incluso en las instrucciones adjuntas. Puede decir sobre este soldador que su calentador es bastante duradero, se quema muy raramente, incluso si usa el soldador con mucha intensidad. A menudo sucede que una picadura de cobre se quema y se suelda dentro del calentador con tanta firmeza que es simplemente imposible conseguirlo, en este caso debe comprar un nuevo soldador.

Para evitar que esto suceda, se recomienda retirar periódicamente la punta del soldador y limpiarla de productos de oxidación. En este caso, el polvo negro se derrama del soldador. Todo esto es bueno cuando lees, pero en la mayoría de los casos simplemente lo olvidan y todavía tiran un soldador completamente funcional.

Antes de usar un nuevo soldador, la punta de la punta debe estar recubierta de estaño. Para hacer esto, primero debe calentar el soldador y luego eliminar los óxidos con una lima pequeña, sumergir rápidamente el extremo limpio en colofonia y luego en la soldadura. Como resultado, queda una gota de soldadura en la superficie de trabajo de la picadura. Si esto no se hace, la picadura se volverá negra y simplemente no logrará derretir la soldadura.

En el proceso, la picadura de cobre se disuelve gradualmente en la soldadura, y se forman conchas y aparecen óxidos. Se vuelve imposible trabajar con tal picadura, y nuevamente es necesario corregirlo con un archivo y repararlo. Y así sucesivamente hasta que quede una pequeña pieza de la picadura. Esta picadura debe ser cambiada.

Una picadura ligeramente más pequeña se quemará si se martilla a la forma deseada antes de su uso: en la superficie de una picadura de cobre, se forma una capa de metal más dura y remachada. Es esta capa remachada la que es más resistente a la decoloración.

Diseños caseros de soldadores eléctricos.

A veces sucede que un soldador, incluso con una potencia de solo 25W, es demasiado grande para soldar una parte pequeña. En este caso, el alambre de cobre enrollado alrededor de la punta puede ayudar, como se muestra en la Figura 3.

Figura 3. Reducción del tamaño de la picadura enrollando alambre de cobre

Tal picadura improvisada primero debe irradiarse, como se escribió justo arriba. Por supuesto, este diseño es de corta duración, pero es suficiente para hacer algunas raciones.

En un momento, los radioaficionados propusieron muchos diseños de soldadores eléctricos en miniatura. Muchos de ellos eran incluso muy buenos, pero, desafortunadamente, se requirió un torno y trabajo de metal para hacerlos. En casa, hacer un soldador de este tipo es simplemente imposible.

Pero nuestra gente, habiendo mostrado un enfoque creativo, inventa soldadores en miniatura a partir de medios improvisados. Dos de estos diseños se publicaron en la revista Radio No. 1 2011. El primero de ellos se muestra en la Figura 4. Se basó en una estufa de leña, que muchos utilizaron en la infancia.

Figura 4. Soldador de una estufa de leña

El diseño del soldador está claro en la figura. ¡Es suficiente enrollar firmemente un alambre de cobre con un diámetro de un milímetro y medio en la espiral del quemador y, por supuesto, irradiar, después de todo, después de todo, un soldador! La picadura improvisada resultante es muy similar al diseño que se muestra en la figura anterior. El autor del soldador O. Ivanov de la ciudad de Vladimir.

La ventaja indiscutible de este diseño es que la temperatura del quemador es ajustable, lo que significa que es posible ajustar la temperatura de calentamiento del soldador resultante.

El autor de otro soldador improvisado A. Filippov de p. Nyuksenitsa de la región de Vologda. El diseño del soldador se muestra en la Figura 5.

Figura 5. Soldador improvisado A. Filippova

Como punta de soldador, se usa un alambre de cobre con un diámetro de 1.6 mm y una longitud de aproximadamente 60 mm, en el cual se enrolla una "espiral" de alambre de cobre PEV-2 con un diámetro de 0.16 mm. El devanado se realiza de ronda en ronda, partiendo de la picadura en 8..10 mm, la longitud del devanado es de aproximadamente 35 mm. Antes de la primera inclusión, el papel del aislamiento entre vueltas lo realiza el esmalte con el que se cubre el cable.

Después de quemar la espiral, el papel que desempeña el aislamiento es el óxido que aparece en los cables, que es suficiente con un voltaje de suministro bajo. El extremo inverso de la varilla de soldadura está doblado por un anillo y está unido al mango de goma dura con un tornillo. La tensión de alimentación es suministrada por un cable flexible con una sección transversal de al menos 0,75 mm2.

El soldador debe ser alimentado a través de estabilizador de corriente ajustable con aislamiento galvánico de la red. Con un voltaje de suministro de aproximadamente 5V, la corriente consumida está en el rango de 2 ... 2.5A, lo que garantiza un calentamiento suficiente de la "espiral" de cobre. Con estos parámetros, la potencia del soldador es P = U * I = 5 * 2.5 = 12.5W.

Dado que la corriente de quemado de un cable de cobre con un diámetro de 0.16 mm es 6A, el diseño es bastante duradero. El autor afirma que ha estado utilizando un soldador de este tipo durante varios años, aunque al principio el diseño fue concebido como desechable.

Los soldadores eléctricos caseros se están convirtiendo en una historia, ya que la industria china ha dominado una amplia gama de equipos de soldadura. Puedes comprar cualquier soldador para cualquier propósito. Los soldadores, en primer lugar, difieren en el diseño del calentador.

Calentadores de cerámica y nicromo

Al comprar un soldador eléctrico, considere el tipo de calentador.

Un calentador de nicromo es una espiral enrollada sobre una base de cerámica dentro del orificio interior del cual se inserta una varilla de soldadura. Algunos de los calentadores más avanzados tienen termopar integrado, permitiendo estabilizar la temperatura de calentamiento. El diseño del calentador de nicromo se muestra en la Figura 6.

Figura 6. Calentador de nicromo

Aquí también se muestra una barra de soldadura no combustible. En sí mismo, por supuesto, está hecho de cobre, y en el exterior está cubierto con una capa de níquel.En ningún caso se deben archivar tales barras con un archivo para irradiar, aunque muchos usuarios se quejan de que tales picaduras son deficientes, no tienen soldaduras.

No queda nada como soldar solo con suministro de soldadura: un soldador en una mano, un alambre delgado de soldadura en la otra y una placa debajo de ellos. Y luego decir que bajo una picadura inmerecida, la soldadura se derrite mal. Soldadura clásica Según el método, sumergió el soldador en la soldadura, agarró una gota y la transfirió a la placa, imposible en principio.

¿Cuál es el problema aquí y cómo resolverlo? Esto se describe aquí: Cómo irradiar una picadura incombustible en una horquilla

Los soldadores modernos se producen principalmente con calentadores de cerámica. La tecnología de producción de tales calentadores es bastante complicada y está dominada por varias compañías famosas. En primer lugar, se trata de la compañía recién mencionada Weller, Hakko, Ersa y algunas otras.

El calentador de cerámica es muy duradero. Si un calentador de nicromo convencional cuando se suelda a escala industrial (varios miles de raciones por turno al día) queda inutilizable después de unos seis meses, entonces los calentadores de cerámica funcionan durante años, por supuesto, bajo condición de uso cuidadoso.

La principal ventaja de los calentadores de cerámica es una alta velocidad de calentamiento: el soldador alcanza el modo de funcionamiento en solo 30 segundos. En principio, no es particularmente importante qué tan pronto se calienta el soldador la primera vez que se enciende. Esta velocidad es importante para el funcionamiento del termostato, porque cuanto más rápido se calienta la punta, más estable es la temperatura de soldadura.

La Figura 7 muestra un calentador de soldador Ersa TechTool para su uso en estaciones de soldadura.

Figura 7. Calentador de cerámica Ersa

Es fácil notar que la región de calentamiento del calentador de cerámica se encuentra al final de una picadura hueca, por lo tanto, es principalmente la parte que está más cerca del punto de soldadura que se calienta. Muy cerca del punto de soldadura hay un termopar. Esta disposición del termopar proporciona una respuesta rápida de la unidad electrónica incluso a pequeños cambios de temperatura en el punto de soldadura. Aquí es donde la alta velocidad de calentamiento del calentador de cerámica lo afecta.

El reemplazo de la punta se lleva a cabo utilizando una tuerca corrugada de plástico que permanece fría incluso cuando el soldador se calienta a 400 grados. Esto le permite reemplazar la punta en solo 30 segundos, sin esperar que el soldador se enfríe. Aquí hay un calentador de cerámica de alta tecnología.

El soldador TechTool es caro. Incluso su oferta en tiendas en línea "a precios bajos" da como resultado la cantidad de 7750 rublos (sin una unidad de control electrónico). Donde no les seduzcan los precios bajos, este soldador se puede comprar por 8,257.00 rublos. Pero los radioaficionados no deben temer a tales precios, ya que estos son los precios de los soldadores de grado profesional diseñados para el trabajo continuo en todo un turno.

Para fines de aficionado, puede elegir modelos Ersa menos costosos, por ejemplo, un soldador con un controlador de temperatura PTC 70, cuya apariencia se muestra en la Figura 8. Incluso en la tienda Chip and Dip más barata piden 3710 rublos, que no es una buena herramienta muy caro

Figura 8. Soldador con control de temperatura PTC 70

Para un uso no muy frecuente para fines aficionados, un soldador de fabricación china también es bastante adecuado: que sea un poco peor, pero el precio es bueno.

Las picaduras reemplazables se colocan en un calentador de cerámica y se sujetan mediante un pestillo de resorte. Un estabilizador de temperatura analógico está oculto en el mango del soldador, cuyo sensor es el elemento calefactor en sí, ya que su resistencia varía con la temperatura de calentamiento.

Por cierto, tales estabilizadores de temperatura se ofrecen en diseños de radioaficionados para soldadores EPSN convencionales. La rueda de ajuste de temperatura se lleva al mango del soldador, como se muestra en la Figura 9.

Figura 9. Perilla de ajuste de temperatura del soldador PTC 70

Voltaje de suministro del soldador 220V, potencia del calentador 75W. Con estos parámetros del calentador cerámico, la temperatura de la punta se mantendrá muy estable, el soldador no se adherirá a la placa, porque cuanto más potente sea el calentador, más rápido se calentará la punta.

Tal soldador puede soldar pistas delgadas de cableado impreso y piezas lo suficientemente grandes sin temor a sobrecalentamiento o enfriamiento del soldador. Para un soldador hay un conjunto completo de puntas adecuadas para diferentes trabajos de soldadura.

Algunos fabricantes esconden la espiral de nicromo más delgada dentro de un cilindro de cerámica y llaman a este calentador de cerámica. Tal vez este sea un truco comercial, pero el calentador sigue siendo de nicromo. En un calentador de cerámica real, la cerámica misma se calienta.

Los soldadores con un calentador de este tipo a menudo también se llevan a cabo con un termoestabilizador en el mango, pero también existen sin él. Algunos modelos tienen un termopar incorporado, puede usarlos solo si tiene una unidad electrónica externa. Tales kits se llaman estaciones de soldadura.

El esquema es bastante simple y fácil de repetir. La señal del termopar incorporado en el soldador se amplifica y alimenta a comparador. Tan pronto como el voltaje del termopar alcanza el nivel establecido, el calentador se apaga. Se utiliza un indicador digital para indicar la temperatura establecida, aunque, en principio, puede prescindir de ella. La belleza de este diseño es que no necesita programar un microcontrolador, que simplemente no está en el circuito.

El artículo proporciona una descripción detallada del circuito, recomendaciones para la puesta en marcha, dibujos de placas de circuito impreso. Todo esto ayudará a ensamblar dicha estación de soldadura de forma rápida y fácil. La figura 10 muestra la apariencia de la versión del autor de una estación de soldadura casera.

Figura 10. Apariencia de una estación de soldadura casera

Punta de soldador

Los soldadores modernos están equipados con un conjunto completo de puntas intercambiables adecuadas para todas las ocasiones. Uno de estos kits se muestra en la Figura 11. La apariencia del soldador SR971 se muestra en la Figura 12.

El soldador de venta está equipado con una sola punta cónica, por lo que debe comprar las puntas restantes adicionalmente. La potencia del elemento calefactor cerámico es de 25W a una tensión de alimentación de 220V. La punta del soldador está conectada a tierra, lo que permite soldar elementos sensibles a la electricidad estática. La punta de reemplazo es fácil de instalar, lo que permite varios trabajos de soldadura. Para hacer esto, es suficiente desenroscar la tuerca con la superficie moleteada, cambiar la picadura y volver a atornillar la tuerca.

La forma del mango del soldador es bastante ergonómica, el peso del soldador es pequeño, es bastante cómodo trabajar con dicha herramienta. Lo único que eclipsa de alguna manera todas las ventajas es la falta de un regulador de potencia incorporado.

Figura 11. Conjunto de puntas de repuesto para soldador SR971 con calentador cerámico

Figura 12. Soldador de SOLOMON SR971

Cuando se trabaja con componentes SMD, no vale la pena tener una punta tipo "enchufe" y una punta de mini onda: la primera está diseñada para soldar cosas pequeñas como resistencias y condensadores, y la segunda permite soldar piezas de múltiples clavijas en casos planos sin temor a que la soldadura caiga entre los terminales.

Las Figuras 13 y 14 muestran fragmentos de una tabla con puntas Weller, desde la cual puede seleccionar y ordenar la punta deseada. Además, Weller protege sus picaduras con grabado láser, ya que hay suficientes firmas para falsificar las picaduras originales.

El uso de tales picaduras chinas falsificadas a menudo hace que los equipos de soldadura sean inutilizables, y los soldadores Weller son muy caros. Incluso aquellos que se dedican a soldar a nivel profesional no siempre se atreven a comprar dicho equipo.

Figura 13. Tipo de punta de enchufe

Incluso es muy conveniente: llevas una picadura a la resistencia, ambos extremos se calientan inmediatamente y solo queda quitar la parte del tablero.

Para tales operaciones en el arsenal de equipos de soldadura hay una herramienta especial: pinzas térmicas. Puede calentar inmediatamente la pieza y retirarla del tablero. De hecho, estos son dos soldadores combinados en un diseño común. Tal instrumento es muy costoso, pero, como muestra la práctica, puede prescindir de él.

Figura 14. Tipo de picadura "minivolna"

En la superficie de trabajo de la picadura hay un pequeño receso esférico (mostrado por una línea punteada), donde se recoge la soldadura fundida. A continuación, se realiza una picadura en las conclusiones de un microcircuito plano, instalado naturalmente en la placa, y el suministro de soldadura fluye a las conclusiones y pistas de la placa.

Es muy conveniente, no tiene que meter por separado en cada salida del microcircuito, todo resulta como si fuera solo. Esta tecnología aumenta la productividad de la soldadura manual al menos diez veces, y también mejora la calidad.

Parece que una picadura de este tipo puede estar hecha principalmente de cobre común: no hay nada que hacer más que perforar un agujero pequeño y no muy profundo en el lugar correcto. Pero solo estos pequeños tamaños conducirán al hecho de que una picadura de este tipo se quemará rápidamente, no habrá rastro de un pequeño agujero. Pero si es necesario soldar uno o dos microcircuitos, entonces esta picadura es bastante adecuada.

El "minowave" patentado (como opción "microondas") está hecho con un recubrimiento de cromo que no se quema, y ​​la punta de la picadura está químicamente estañada. La humectabilidad de tal picadura es magnífica, que es quizás la condición más importante para la soldadura de alta calidad.

La tecnología de instalación y desmontaje de microcircuitos en cajas planas se describe con suficiente detalle en un artículo de V. Barinov, "Instalación y desmontaje de microcircuitos en cajas pequeñas con cables planos". El artículo fue publicado en la revista Radio 1, 2010, p. 25.

Soldador de inducción

Todos los soldadores discutidos anteriormente usan calentadores de varios tipos, cuyo calor se transfiere a la punta del soldador, y se requiere un circuito electrónico para estabilizar la temperatura. Los soldadores de inducción están dispuestos de una manera completamente diferente, en la cual la picadura se calienta por corrientes de alta frecuencia y sirve como elemento calefactor. Y no se necesita calentador de cerámica o nicromo. Un diagrama esquemático de un soldador de inducción se muestra en la Figura 15.

Figura 15. Dispositivo de soldadura por inducción.

La varilla de soldadura está hecha de cobre y su parte posterior está cubierta con una aleación ferromagnética de hierro y níquel. En esta parte de la punta hay un inductor, alimentado por un voltaje con una frecuencia de 470KHz. Las vibraciones de alta frecuencia inducen corrientes superficiales en el núcleo que calientan el revestimiento de hierro-níquel, que tiene propiedades magnéticas y una resistencia eléctrica suficientemente grande en comparación con el cobre. La combinación de estas propiedades conduce al calentamiento del recubrimiento ferromagnético.

El calor de la capa calentada calienta todo el núcleo, entra, enfría la capa ferromagnética, ¡porque dentro del núcleo hay cobre! El revestimiento se calienta hasta que la temperatura de todo el núcleo alcanza el punto Curie. Esta es la temperatura a la que el revestimiento ferromagnético pierde sus propiedades magnéticas. Para decirlo de manera más simple, un clavo de hierro ordinario, a una temperatura adecuada, ya no será atraído por un imán permanente ordinario.

Con la pérdida de propiedades magnéticas, el efecto de la superficie deja de actuar y las corrientes de alta frecuencia entran al núcleo de cobre, donde no provocan ningún calentamiento. Dado que el cobre no responde a los campos magnéticos, la absorción de energía del campo magnético cesa y el calentamiento del núcleo también se detiene, ya que la temperatura de la punta alcanza el punto Curie.

Durante el proceso de soldadura, la punta cede el calor almacenado para fundir la soldadura y calentar las partes soldadas. La temperatura de la punta cae por debajo del punto Curie, se restauran las propiedades magnéticas del recubrimiento y comienza el calentamiento.Además, cuanto más masivas son las partes soldadas, más rápido tiende a enfriarse el núcleo, cuanto más lejos del punto Curie, mayor es la influencia de las corrientes superficiales.

En otras palabras, la potencia de calentamiento, su velocidad se adapta a las condiciones de soldadura: cuanto más intensamente se toma el calor almacenado por la picadura, más intensa se calienta la picadura. No es de extrañar que esta tecnología de calefacción se llame Smart Heat, que se puede traducir como "calor inteligente". El desarrollo de un soldador por inducción, así como la tecnología Smart Heat, pertenece a la empresa estadounidense Metcal.

La belleza de esta tecnología también radica en el hecho de que no requiere circuitos electrónicos complejos para mantener la temperatura, porque no es ningún secreto que las estaciones de soldadura más avanzadas están controladas por microcontroladores y tienen circuitos bastante complejos. ¡Y luego todo sucede debido a la picadura de soldadura! Es suficiente para alimentarlo con voltaje de alta frecuencia.

Y aquí puede surgir una pregunta: las soldaduras se pueden usar de manera diferente, cada una tiene su propio punto de fusión. ¿Cómo cambiar la temperatura de calentamiento de la punta para un tipo específico de soldadura?

Resulta que todo es simple. El soldador está equipado con varias puntas de cartucho, cada una a su propia temperatura, que depende de la composición química del recubrimiento ferromagnético. Simplemente tome otro cartucho y use el conector para insertarlo en el mango del soldador.

Se utilizan principalmente cartuchos de las series 500, 600 y 700. Estos números indican la temperatura de calentamiento en la escala Fahrenheit. Cada serie tiene un conjunto de puntas de varias formas, adecuadas para todo trabajo de soldadura. Pero con el punto Curie, los soldadores no son solo inducción.

Hace unos quince años, ya se producían soldadores con un controlador de temperatura mecánico. Tienen el calentador de nicromo más común, pero en el extremo posterior de la varilla de soldadura hay una pequeña tableta ferromagnética, a la que se dirige un imán que controla el funcionamiento del microinterruptor. Tan pronto como la punta se calienta a la temperatura de funcionamiento, hasta el punto Curie, se escucha un clic dentro del soldador y el calentador se apaga. Con una disminución de la temperatura, el contacto vuelve a hacer clic y la picadura comienza a calentarse.

Para cambiar la temperatura de calentamiento, se incluyen algunos consejos con diferentes puntos Curie en el kit de soldador.

Otros diseños de soldadores

La historia sobre soldadores será algo incompleta, si no menciona otros tipos exóticos. En primer lugar, se trata de soldadores autónomos que no requieren conexión a la electricidad. Algunos de ellos todavía consumen electricidad de la batería o incluso baterías integradas en el bolígrafo.

Otros soldadores de gas funcionan como una antorcha de gas ordinaria, solo calientan la punta del soldador. Si se quita la picadura, resulta que es solo un quemador de gas.

Por sus propiedades de "soldadura", los soldadores de gas apenas alcanzan los mejores soldadores eléctricos. Esto lo indican todos los que alguna vez han usado este milagro de la tecnología.

La única ventaja del gas y de otros soldadores autónomos es la independencia del cableado eléctrico: puede soldar algo incluso en un campo limpio. Pero, gracias a Dios, tales ejercicios no se hacen a menudo. Por lo tanto, es mejor usar un soldador eléctrico.

Boris Aladyshkin

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