Паяльник радиолюбителей. Виды, характеристики и выбор. Пайка проводки, элементов микросхем, металлических и пластиковых деталей, и даже выжигание по дереву выполняется специально созданным для этих целей прибором под названием паяльник. Радиолюбители, для которых это основной рабочий инструмент, постоянно ведут споры, какой из множества видов лучше для тех или иных операций. Сам же паяльник – это технически несложное устройство, предназначенное для соединения различных деталей методом расплавления соединяющего материала под действием высокой температуры. Назначения и принцип действия.
Паяльник используют как в ремонте, так и в монтажных операциях. Классический электрический вариант применяют для расплавления олова и нанесения его на посадочные места печатных плат, что позволяет фиксировать на них радиодетали. Иными словами, этот ручной инструмент служит для нагрева флюса и деталей во время пайки и лужения, для добавления припоя в места контакта деталей, подлежащих спайке между собой. Принцип работы паяльника состоит в преобразовании электрической энергии в тепловую, а затем передачи тепла на припой для его расплавления. Застывая, последний соединяет детали или их элементы между собой. Как нагревательное устройство, инструмент иногда используют для расплавления пластмассы, снятия и нанесения термоклея, если под рукой не оказалось специального термопистолета.
Устройство, характеристики и свойства. Традиционный паяльник выглядит, как металлический стержень со спрятанным внутри нагревательным элементом, с одной стороны которого расположена рукоять для удержания, а с другой – теплопередающий металлический конец — жало. К рукояти подведен провод питания, в месте ее стыка со стержнем зачастую располагается упорное кольцо в виде расширения диаметра ручки, предотвращающее соскальзывание руки к разогретым элементам. Некоторые модели имеют терморегулятор, позволяющий устанавливать нужную температуру разогрева жала.
Рукоятка. Рукоять паяльника может быть прямая и изогнутая (пистолетного типа). У электрических моделей провод питания подведен к ее торцевой части. Задача рукоятки – обеспечить удобство удержания инструмента в процессе работы, предотвратить теплопередачу от нагревательного элемента, а также соскальзывание руки на разогретый стержень.
Кроме того, технически рукоять выступает корпусом самого паяльника. В процессе работы стержневые варианты инструмента удерживаются точно также, как обыкновенный карандаш во время рисования. Кабель и вилка. Шнур питания электропаяльника выполняется из мягкого прочного провода с надежной изоляцией, защищающей его от случайных механических повреждений и соприкосновений с разогретыми элементами. Место соединения кабеля с вилкой также делают максимально прочным во избежание обрыва при натяжении.
Как правило, вилку производят цельнолитой, т.е. имеющую неразборную конструкцию. Сечение жил провода комплектуют в соответствие с мощностью инструмента с запасом, что предотвращает его нагрев, и повреждение изоляции. Виды и форма жал для паяльника. Жало – рабочая часть паяльника. Форма его наконечника определяет удобство выполнения конкретной работы, поэтому она может быть самой разной, например, в виде конуса, иглы, со скошенной кромкой и др. Наиболее популярными из-за своей универсальности считаются плоские жала, выполненные в виде отвертки. Так деталь пайки разогревается быстро именно из-за значительной площади скоса, да и припой хорошо держится на широкой плоской поверхности. Кончик жала может иметь самые разные размеры, опять же, с расчетом на выполнение определенных задач. При этом само жало является металлическим стержнем, которые бывают как прямые, так и изогнутые под различными углами (вплоть до 90 градусов) и другие варианты. Материал. Для изготовления рукоятей паяльника требуется качественный термостойкий материал, не проводящий тепло, а потому их делают из древесины и специального пластика. В производстве жала зачастую используют чистую медь. Этот мягкий материал можно легко заточить, придать ему требуемую форму, кроме этого он имеет хорошую теплопроводность. В процессе работы на меди скапливается нагар, который ухудшает характеристики паяльника, и требуется периодическая чистка наконечника. Существуют так называемые «несгораемые» жала, покрытые защитным металлом, например никелем, которые требуют бережного обращения. Размеры и вес. Для выполнения обычной работы используют паяльник весом около 360 г и длиной 200 мм. Большие детали с высокой теплоотдачей требуют более мощного инструмента, вес которого может превышать 1 кг. Вообще длина распространенных моделей варьируется в пределах 160 – 240 мм, при этом на них устанавливается жало длиной 32 – 56 мм и толщиной 0,8 – 12 мм. Тип нагревателя. Конструкция паяльника подразумевает наличие одного из типов нагревательных элементов, каждый из которых обладает своими положительными и отрицательными качествами. Нихромовый нагреватель – в основе лежит намотанная спиралью нихромовая проволока, которая разогревается посредством переменного или постоянного тока. У простейших моделей спираль намотана на корпус с наконечником. Паяльники подобной конструкции долговечны, устойчивы к ударам, доступны в плане стоимости, но вместе с тем их нагрев занимает достаточно продолжительное время, а нихромовая нить способна попросту перегореть при интенсивной работе. Керамический нагреватель – в основе лежат керамические стержни, разогрев которых обеспечивают находящиеся под напряжением контакты. Среди преимуществ отмечается высокая скорость достижения рабочей температуры, возможность интенсивной эксплуатации, долговечность. Однако такой нагреватель требует использования исключительно комплекта родных жал, и обладает крайне низкой устойчивостью к ударам. Кроме приведенных нагревателей используют и менее распространенные виды, рассмотренные ниже. Мощность. По мощности паяльники условно делятся на: Маломощные (15 – 40 Вт). Применяются для «тонкой» пайки радиодеталей. Средней мощности (40 – 100 Вт) — лужение, спайка проводов и больших элементов. Большой мощности (более 100 Вт) — пайка и нагрев массивных деталей, обладающих повышенной теплоотдачей. Виды паяльников и их цена. По типу питания различают следующие виды паяльников: Электрические. Работают преимущественно от бытовой электросети, либо от напряжения 12 В и 24 В с использованием понижающего трансформатора, что зависит от конкретной модели. Также сюда относится электропаяльник, питающийся от встроенной аккумуляторной батареи или от нескольких батареек, отсек для которых находится в рукояти. Такой беспроводной варинат не обладает высокой мощностью (зачастую 15 Вт), и используют его для выполнения работ в условиях отсутствия электросети или для пайки маленьких электронных деталей, например, при ремонте мобильных телефонов. Автономные паяльники имеют компактные размеры. Газовые. Единственное их достоинство – возможность работы в абсолютно любых местах. Внутри рукояти паяльника расположен газовый баллончик, который с легкостью можно заправить самостоятельно, как обыкновенную зажигалку. Поэтому такой прибор называют автономный паяльник. Наконечник инструмента разогревается посредством газового пламени, а если его снять, владелец получает компактную горелку. Как и в случае с аккумуляторным вариантом, этот паяльник портативный, но не всегда. На рынке встречается бутановый инструмент с подключением к внешнему источнику подачи газа посредством шланга. В зависимости от нагревательного элемента паяльник бывает: Спиральные. В основе лежит, как уже говорилось выше, тонкая нихромовая проволока, закрученная в спираль, и встроенная в специальный диэлектрический материал, снижающий теплопотери, и повышающий тепловую передачу. Существуют паяльники, где нихром помещен внутрь белого диэлектрического материала, внешне практически идентичного с керамическим прибором. Сделано это (вероятно) для того, чтобы запутать покупателя, так как второй вариант более дорогостоящий и более профессиональный. Отличить их можно по торцевой части изолятора, которая у нихромовых моделей зацементирована, и имеет более темный неравномерный цвет. Средняя стоимость 300 – 400 руб, а за мощные модели придется отдать до 1,5 тыс. рублей. Керамические. Более совершенная конструкция, которая требует к себе крайне бережного отношения из-за использования хрупкого керамического нагревательного стержня. Срок службы паяльника намного выше по сравнению с предыдущим вариантом, при этом он еще имеет более широкий мощностной и температурный диапазоны. Цена – от 600 рублей. Импульсные. Особая категория приборов, форма корпуса которых напоминает пистолет, разработанный не только для удобства работы. Внутри расположен понижающий трансформатор и импульсный электронный преобразователь, сильно повышающий частоту тока. Такой электронный паяльник имеет жало, выполненное в виде изогнутой медной проволоки, которая подключается ко вторичной обмотке трансформатора. При нажатии клавиши время нагрева составляет всего несколько секунд, а после отключения он также быстро остывает. Современные устройства оборудованы регуляторами мощности и температуры. Это позволяет использовать паяльный пистолет для работ как с мелкими компонентами, так и с крупными деталями. Средняя стоимость 1 – 2 тыс. рублей. Индукционные. Еще одно нестандартное решение. За нагрев стержня отвечает индукционная катушка, а наконечник покрыт ферромагнитным материалом, в котором образуется магнитное поле. Сердечник прибора разогревается от наведенного тока. Достоинство такого паяльника – поддержание температуры в узком диапазоне без использования электронного управления и датчиков. Возможно это благодаря тому факту, что разогретый до конкретного значения ферромагнитный материал утрачивает свои магнитные свойства, а при остывании вновь их обретает. Достаточно дорогой паяльник стоимостью 5 тыс. рублей и выше. К отдельным категориям можно отнести: Автомобильный паяльник. Электроинструмент, работающий от прикуривателя авто. Вместо вилки тут установлен соответствующий штекер, а питание осуществляется посредством бортовой электросети транспортного средства, то есть от 12 В. Подобные модели встречаются достаточно мощные, вплоть до 40 Вт, в то время как те же паяльники на батарейках обладают вдвое меньшей мощностью. Паяльник с вакуумным отсосом (оловоотсос) Для удаления припоя с печатных плат. В основном такой прибор используют для зачистки посадочных отверстий от олова. Представляет он собой фактически обычный стержневой паяльник, но жало имеет продольное сквозное отверстие, сквозь которое всасывается расплавленный припой прямо в специальный резервуар посредством поршня, создающего разрежение. Принцип работы схож с обыкновенным медицинским шприцом. Мини-паяльник. Инструмент, работающий от батареек, имеющий небольшую мощность, крайне компактные размеры. Есть модели в виде шариковой ручки. Используется для работы в ограниченном пространстве либо для пайки мелких компонентов электроники. Такой микро-паяльник функционирует от напряжения 3,6 – 9 вольт постоянного тока. Существуют модели, подключаемые к источнику питания посредством USB. Отдельного внимания заслуживает паяльная станция, которая бывает в термовоздушном или инфракрасном исполнении. Представляет собой соединенный с блоком управления рабочий инструмент. В первом случае зона пайки прогревается посредством выдуваемого из сопла паяльника сильно разогретого воздуха (по принципу фена), а во втором – инфракрасным излучением, длина волны которого составляет 2 – 10 мкм. Некоторые модели укомплектованы в дополнение и обыкновенным электропаяльником, который также подключается к блоку управления. В случае его выхода из строя прибор можно заменить другим, но с аналогичными характеристиками. При этом центральный блок и сам паяльник должны иметь совместимость по всем параметрам, которые достаточно сложно подобрать. В магазинах можно найти универсальный паяльник, подходящий к станциям конкретного производителя или определенной серии. Как выбрать паяльник? При выборе паяльного прибора, желательно обращать внимание на основные факторы, такие как: Рукоять — обеспечивает удобство работы, также она должна иметь надежную защиту от перегрева. Наилучшими показателями по этим параметрам обладает ручка, изготовленная из дерева. Существуют также эбонитовые варианты рукоятей, но при пайке мелких деталей они не слишком удобны из-за веса. При бесперебойной долговременной работе лучше не использовать модели с пластиковыми рукоятками, так как они быстро перегреваются, и могут оплавиться. Жало. Варианты, изготовленные из чистой меди, легче очистить от нагара, придать им требуемую форму. В то же время никелированные жала не обгорают, но крайне чувствительны к любым механическим повреждениям. Желательно производить выбор паяльника, где есть возможность заменить жало, и предусмотрена регулировка длины его вылета, такая функциональность позволит подстроить инструмент под любые условия работы. Новичкам лучше использовать изделия прямой формы, так как они более удобны. Сетевой шнур. Тут важна хорошая гибкость и достаточная длина для подключения к электросети без всяких удлинителей, а также двойная изоляция. Желательно, чтобы вилка была литой, т.к. в ней исключены ненадежные контакты, кроме этого она полностью герметична, и корпус имеет достаточно высокую термоустойчивость. Комплектация. Качественный и надежный паяльник снабжен кейсом или футляром для хранения и транспортировки этого прибора, и набором жал различной формы, губкой для их очистки, удобной подставкой. Терморегуляция. Точные паяльники, предназначенные для работы с микросхемами, такие приборы имеют не только функцию поддержания температуры, что предотвращает перегрев, но и терморегулятор. Последний позволит подстроить температуру жала под конкретные условия использования. Работоспособность паяльника можно проверить прямо в магазине мультиметром, выставив его в режим прозвонки, либо же измерив сопротивление нагревательного элемента по штырям штепсельной вилки. Что нужно знать о паяльниках? Жало из меди в процессе эксплуатации со временем выгорает, на нем появляются шероховатости и рытвины. Решается эта проблема затачиванием наконечника обыкновенным напильником, а также последующим лужением путем покрытия тонким слоем припоя. Для этого жало прогревают путем включения инструмента в электросеть до того момента, пока оно не приобретет красновато-оранжевый цвет, а затем прислоняют его к куску канифоли или смолы. Так покрывается вся его поверхность. После этого расплавляют немного припоя, чтобы поверхность жала покрылась им равномерно, причем полностью. Если наблюдаются непокрытые места, то все действия повторяются. Следует избегать перегрева паяльника, по той причине, что жало моментально обгорит. Производители паяльников. Изготовлением паяльников занимаются следующие производители: DREMEL, STAYER, WESTER, CIMCO, FIT, TOPEX, CODYSON, ELEMENT, HAUPA, LUKEY, MATRIZE, NEO, SPARTA, TDM, YATO, DEXX, HARDEN, MIRAX, STHOR, VOREL, СИБРТЕХ, КУРС, МЕГЕОН, СОЮЗ, ЗУБР, КАЛИБР, СВЕТОЗАР.
