Ferri da saldatura elettrici: tipi e design

La moderna tecnologia elettronica sta migliorando molto rapidamente. Il grado di integrazione dei moderni microcircuiti è tale che milioni di transistor si adattano in un singolo caso, ma i casi stessi stanno diventando sempre più piccoli. Parti discrete - transistor, condensatori, resistori sono anche di piccole dimensioni, senza piombo. Tutto questo è montato su schede mediante montaggio su superficie SMD. Le parti sono disposte in modo così stretto che è semplicemente impossibile saldare qualcosa con un normale saldatore elettrico EPSN da quaranta watt.

È vero, alcuni esperti del saldatore affermano che puoi saldare tutto ciò che vuoi anche con un'ascia. Forse è così, ma, come si suol dire, non tutti sono dati. Pertanto, è meglio, tuttavia, utilizzare un saldatore, poiché ora esiste una vasta gamma di strumenti di saldatura. E per acquistare questo strumento devi essere creativo e non prendere tutto ciò che attira la tua attenzione.

Prima di tutto, è necessario determinare per quale lavoro viene acquistato un saldatore elettrico. Se si prevede di saldare parti di grandi dimensioni, ad esempio radiatori per automobili, tubi di rame, strutture in stagno - in generale, tutto ciò che ha un grande dissipatore di calore richiederà un saldatore a martello di potenza molto elevata. Un tale saldatore è spesso chiamato "ascia". Il potere di tali saldatori raggiunge diverse centinaia di watt. Un potente saldatore a forma di ascia è mostrato nella Figura 1.

Figura 1. Saldatore a martello da 200 W.

Naturalmente, lo scopo di un tale saldatore è molto specifico, potrebbe non essere sempre e ovunque necessario. Un saldatore con una potenza di 25 ... 60 W è più adatto per l'uso domestico. Di tanto in tanto, possono eseguire quasi tutti i lavori di saldatura per riparare elettrodomestici e persino saldare circuiti stampati con componenti di uscita. L'aspetto di un tale saldatore è mostrato nella Figura 2.

Figura 2. Saldatore EPSN

Il design di un tale saldatore non è separabile, come descritto anche nelle istruzioni allegate ad esso. Puoi dire di questo saldatore che il suo riscaldatore è abbastanza resistente, si brucia molto raramente, anche se usi il saldatore molto intensamente. Accade spesso che una puntura di rame bruci e sia saldata all'interno del riscaldatore così saldamente che è semplicemente impossibile ottenerlo, in questo caso è necessario acquistare un nuovo saldatore.

Per evitare che ciò accada, si consiglia di rimuovere periodicamente la punta dal saldatore e pulirla dai prodotti di ossidazione. In questo caso, la polvere nera fuoriesce dal saldatore stesso. Tutto ciò va bene quando leggi, ma nella maggior parte dei casi se ne dimenticano e gettano ancora un saldatore completamente funzionante.

Prima di utilizzare un nuovo saldatore, la punta della punta deve essere rivestita di stagno. Per fare questo, prima devi riscaldare il saldatore, quindi rimuovere a caldo gli ossidi con un piccolo file, immergere rapidamente l'estremità pulita nella colofonia, quindi nella saldatura. Di conseguenza, una goccia di saldatura rimane sulla superficie di lavoro della puntura. Se ciò non viene fatto, la puntura diventerà nera e semplicemente non riuscirà a fondere la saldatura.

Nel processo, la puntura di rame si dissolve gradualmente nella saldatura e su di essa si formano delle conchiglie e compaiono ossidi. Diventa impossibile lavorare con una tale puntura, e di nuovo è necessario correggerlo con un file e servirlo. E così via fino a quando un piccolo pezzo rimane della puntura. Questa puntura dovrebbe essere cambiata.

Una puntura leggermente più piccola si brucerà se viene martellata nella forma desiderata prima dell'uso: sulla superficie di una puntura di rame, si forma uno strato di metallo più duro e avvitante. È questo strato rivettato che è più resistente allo sbiadimento.

Disegni fatti in casa di saldatori elettrici

A volte capita che un saldatore, anche con una potenza di soli 25 W, sia troppo grande per saldare una piccola parte. In questo caso, il filo di rame avvolto attorno alla punta può aiutare, come mostrato nella Figura 3.

Figura 3. Riduzione della dimensione della puntura avvolgendo il filo di rame

Una tale puntura improvvisata dovrebbe essere prima irradiata, come è stato scritto sopra. Naturalmente, questo design è di breve durata, ma è sufficiente fare alcune razioni.

Un tempo, i radioamatori proponevano molti progetti di saldatori elettrici in miniatura. Molti di loro erano anche molto buoni, ma, sfortunatamente, per realizzarli erano necessari alcuni tornio e parti metalliche. A casa, realizzare un tale saldatore è semplicemente impossibile.

Ma la nostra gente, avendo mostrato un approccio creativo, inventa ferri da saldatura in miniatura da mezzi improvvisati. Due di questi disegni sono stati pubblicati sulla rivista Radio n. 1 2011. Il primo è mostrato nella Figura 4. Era basato su un bruciatore di legno, che molti usavano durante l'infanzia.

Figura 4. Saldatore da un bruciatore di legno

Il disegno del saldatore è chiaro dalla figura. Basta avvolgere saldamente un filo di rame con un diametro di un millimetro e mezzo sulla spirale del bruciatore e, naturalmente, irradiare, dopo tutto, un saldatore! La puntura improvvisata risultante è molto simile al disegno mostrato nella figura precedente. L'autore del saldatore O. Ivanov della città di Vladimir.

Il vantaggio indiscutibile di questo design è che la temperatura del bruciatore è regolabile, il che significa che è possibile regolare la temperatura di riscaldamento del saldatore risultante.

L'autore di un altro saldatore improvvisato A. Filippov da p. Nyuksenitsa della regione di Vologda. Il disegno del saldatore è mostrato nella Figura 5.

Figura 5. Saldatore improvvisato A. Filippova

Come punta di saldatura, viene utilizzato un filo di rame con un diametro di 1,6 mm e una lunghezza di circa 60 mm, sul quale viene avvolta una "spirale" di filo di rame PEV-2 con un diametro di 0,16 mm. L'avvolgimento viene fatto tondo per tondo, a partire dalla puntura di 8-10 mm, la lunghezza dell'avvolgimento è di circa 35 mm. Prima della prima inclusione, il ruolo dell'isolamento inter-giro è svolto dallo smalto con cui è coperto il filo.

Dopo aver bruciato la spirale, il ruolo dell'isolamento è svolto dall'ossido che appare sui fili, che è abbastanza a bassa tensione di alimentazione. L'estremità inversa dell'asta di saldatura è piegata da un anello ed è fissata all'impugnatura in gomma dura con una vite. La tensione di alimentazione è fornita da un filo flessibile con una sezione trasversale di almeno 0,75 mm2.

Il saldatore deve essere alimentato stabilizzatore di corrente regolabile con isolamento galvanico dalla rete. Con una tensione di alimentazione di circa 5 V, la corrente consumata è nell'intervallo 2 ... 2,5 A, il che garantisce un riscaldamento sufficiente della "spirale" di rame. Con questi parametri, la potenza del saldatore è P = U * I = 5 * 2,5 = 12,5 W.

Dato che la corrente di esaurimento di un filo di rame con un diametro di 0,16 mm è 6A, il design è abbastanza resistente. L'autore afferma di aver usato un tale saldatore per diversi anni, anche se all'inizio il design è stato concepito come uno usa e getta.

I saldatori elettrici fatti in casa stanno diventando una cosa storica, poiché l'industria cinese ha ormai dominato una vasta gamma di apparecchiature per saldatura. È possibile acquistare qualsiasi saldatore per qualsiasi scopo. I saldatori, prima di tutto, differiscono nel design del riscaldatore.

Riscaldatori ceramici e Nichrome

Quando acquisti un saldatore elettrico, considera il tipo di riscaldatore.

Un riscaldatore a nicromo è una spirale avvolta su una base in ceramica nel foro interno di cui è inserita un'asta di saldatura. Alcuni dei riscaldatori più avanzati hanno termocoppia integrata, permettendo di stabilizzare la temperatura di riscaldamento. Il design del riscaldatore a nicromo è mostrato nella Figura 6.

Figura 6. Riscaldatore Nichrome

Qui è anche mostrata una barra saldante non combustibile. Di per sé, ovviamente, è fatto di rame e all'esterno è ricoperto da uno strato di nichel.In nessun caso tali barre dovrebbero essere archiviate con un file per irradiare, anche se molti utenti lamentano che tale puntura è scarsa, non tengono saldati su se stessi.

Non è rimasto niente come saldare solo con fornitura di saldatura: un saldatore in una mano, un filo sottile di saldatura nell'altra e una tavola sotto di loro. E poi dire che sotto una puntura immeritata, la saldatura si scioglie male. Saldatura classica Secondo il metodo, immerse il saldatore nella saldatura, afferrò una goccia, la trasferì sul tabellone, impossibile in linea di principio.

Qual è il problema qui e come risolverlo? Questo è descritto qui: Come irradiare una puntura ignifuga in una forcina

I moderni saldatori sono prodotti principalmente con riscaldatori in ceramica. La tecnologia di produzione di tali riscaldatori è piuttosto complicata e gestita da diverse aziende famose. Prima di tutto, queste sono le società appena menzionate Weller, Hakko, Ersa e alcune altre.

Il riscaldatore in ceramica è molto resistente. Se un riscaldatore a nicromo convenzionale durante la saldatura su scala industriale (diverse migliaia di razioni per turno al giorno) diventa inutilizzabile dopo circa sei mesi, i riscaldatori in ceramica servono per anni, ovviamente, a condizione di un uso attento.

Il vantaggio principale dei riscaldatori in ceramica è un alto tasso di riscaldamento: il saldatore raggiunge la modalità operativa in soli 30 secondi. In linea di principio, non è particolarmente importante quanto tempo il saldatore si riscalda la prima volta che viene acceso. Questa velocità è importante per il funzionamento del termostato, poiché più velocemente viene riscaldata la punta, più stabile è la temperatura di saldatura.

La Figura 7 mostra un riscaldatore per saldatore Ersa TechTool da utilizzare nelle stazioni di saldatura.

Figura 7. Riscaldatore ceramico Ersa

È facile notare che la regione di riscaldamento del riscaldatore in ceramica si trova all'estremità di una puntura cava, quindi è principalmente la parte più vicina al punto di saldatura che viene riscaldata. Molto vicino al punto di saldatura c'è una termocoppia. Questa disposizione della termocoppia fornisce una risposta rapida dell'unità elettronica anche a lievi variazioni di temperatura nel punto di saldatura. È qui che colpisce l'alto tasso di riscaldamento del riscaldatore in ceramica.

La sostituzione della punta viene effettuata utilizzando un dado ondulato in plastica che rimane freddo anche quando il saldatore viene riscaldato a 400 gradi. Ciò consente di sostituire la punta in soli 30 secondi, senza attendere che il saldatore si raffreddi. Ecco una stufa in ceramica ad alta tecnologia.

Il saldatore TechTool è costoso. Anche la sua offerta nei negozi online "a basso prezzo" si traduce in una quantità di 7750 rubli (senza unità di controllo elettronica). Dove non sono sedotti dai prezzi bassi, questo saldatore può essere acquistato per 8.257,00 rubli. Ma i radioamatori non dovrebbero aver paura di tali prezzi, poiché questi sono i prezzi dei saldatori di livello professionale progettati per il lavoro continuo su un intero turno.

Per scopi amatoriali, puoi scegliere modelli Ersa meno costosi, ad esempio un saldatore con un termoregolatore PTC 70, il cui aspetto è mostrato nella Figura 8. Anche nei negozi Chip and Dip più economici chiedono 3710 rubli, che non è un buon strumento così costoso.

Figura 8. Saldatore con controllo della temperatura PTC 70

Per un uso non frequente per scopi amatoriali, un saldatore di fabbricazione cinese è anche abbastanza adatto: lascia che sia un po 'peggio, ma il prezzo è buono.

Le punture sostituibili sono posizionate su un riscaldatore in ceramica e sono trattenute da una chiusura a molla. Uno stabilizzatore di temperatura analogico è nascosto nell'impugnatura del saldatore, il cui sensore è l'elemento riscaldante stesso, poiché la sua resistenza varia con la temperatura di riscaldamento.

A proposito, tali stabilizzatori di temperatura sono offerti in progetti radio amatoriali per saldatori EPSN convenzionali. La ruota di regolazione della temperatura viene estratta dall'impugnatura del saldatore, come mostrato nella Figura 9.

Figura 9. Manopola di impostazione della temperatura del saldatore PTC 70

Tensione di alimentazione del saldatore 220V, potenza del riscaldatore 75W. Con tali parametri del riscaldatore in ceramica, la temperatura della punta sarà mantenuta molto stabile, il saldatore non si attaccherà alla scheda, perché più potente è il riscaldatore, più velocemente si riscalderà la punta.

Un tale saldatore può saldare sottili piste di cablaggio stampato e parti sufficientemente grandi senza timore di surriscaldamento o raffreddamento del saldatore. Per un saldatore esiste una serie completa di punte adatte a diversi lavori di saldatura.

Alcuni produttori nascondono la spirale di nicromo più sottile all'interno di un cilindro in ceramica e chiamano questo riscaldatore in ceramica. Forse questo è un trucco commerciale, ma il riscaldamento è ancora di nicromo. In un vero riscaldatore di ceramica, la ceramica stessa viene riscaldata.

I ferri da saldatura con un tale riscaldatore vengono spesso eseguiti anche con un termostabilizzatore nell'impugnatura, ma ce ne sono anche senza. Alcuni modelli hanno una termocoppia integrata, puoi usarli solo se hai un'unità elettronica esterna. Tali kit sono chiamati stazioni di saldatura.

Lo schema è abbastanza semplice e facile da ripetere. Il segnale della termocoppia integrata nel saldatore viene amplificato e alimentato comparatore. Non appena la tensione della termocoppia raggiunge il livello impostato, il riscaldatore si spegne. Un indicatore digitale viene utilizzato per indicare la temperatura impostata, anche se, in linea di principio, è possibile farne a meno. Il bello di questo design è che non è necessario programmare un microcontrollore, che semplicemente non è nel circuito.

L'articolo fornisce una descrizione dettagliata del circuito, raccomandazioni per la messa in servizio, disegni di circuiti stampati. Tutto ciò contribuirà a montare una stazione di saldatura del genere in modo rapido e semplice. L'aspetto della versione dell'autore di una stazione di saldatura fatta in casa è mostrato nella Figura 10.

Figura 10. Aspetto di una stazione di saldatura fatta in casa

Punta per saldatore

I moderni saldatori sono dotati di una serie completa di punte intercambiabili adatte a tutte le occasioni. Uno di questi kit è mostrato nella Figura 11. L'aspetto del saldatore SR971 è mostrato nella Figura 12.

Il saldatore di vendita è dotato di una sola punta conica, quindi è necessario acquistare le punte rimanenti in aggiunta. La potenza dell'elemento riscaldante in ceramica è di 25 W con una tensione di alimentazione di 220 V. La punta del saldatore è dotata di messa a terra, che consente elementi di saldatura sensibili all'elettricità statica. La punta di ricambio è facile da installare, il che consente vari lavori di saldatura. Per fare ciò, è sufficiente svitare il dado con la superficie zigrinata, cambiare la puntura e riavvitare il dado.

La forma della maniglia del saldatore è abbastanza ergonomica, il peso del saldatore è piccolo, è abbastanza comodo lavorare con un tale strumento. L'unica cosa che in qualche modo mette in ombra tutti i vantaggi è la mancanza di un regolatore di potenza incorporato.

Figura 11. Set di punte di ricambio per saldatore SR971 con riscaldatore ceramico

Figura 12. Saldatore di SOLOMON SR971

Quando si lavora con componenti SMD, non è affatto superfluo avere una punta di tipo "a punta" e una punta a mini-onda: la prima è progettata per saldare piccoli oggetti come resistori e condensatori, e la seconda consente di saldare parti multipolari in custodie planari senza timore che la saldatura cada tra i terminali.

Le figure 13 e 14 mostrano frammenti di una tabella con punte Weller, da cui è possibile selezionare e ordinare la punta desiderata. Inoltre, Weller protegge le sue punture con l'incisione laser, poiché ci sono abbastanza aziende per falsificare le punture originali.

L'uso di tali punture cinesi contraffatte spesso rende inutilizzabili le apparecchiature di saldatura e i saldatori Weller sono molto costosi. Anche coloro che sono impegnati nella saldatura a livello professionale non osano sempre acquistare tali apparecchiature.

Figura 13. Spina del tipo di punta

È anche molto conveniente: porti una tale puntura alla resistenza, entrambe le estremità vengono immediatamente riscaldate e rimane solo per rimuovere la parte dalla scheda.

Per tali operazioni nell'arsenale delle attrezzature di saldatura c'è uno strumento speciale: pinzette termiche. È possibile riscaldare immediatamente la parte e rimuoverla dalla scheda. In effetti, si tratta di due saldatori combinati in un design comune. Uno strumento del genere è molto costoso, ma, come dimostra la pratica, puoi farne a meno.

Figura 14. Tipo di puntura "minivolna"

Sulla superficie di lavoro della puntura c'è un piccolo incavo sferico (mostrato da una linea tratteggiata), dove viene raccolta la saldatura fusa. Successivamente, viene eseguita una puntura sulle conclusioni di un microcircuito planare, installato naturalmente sulla scheda e la fornitura di flussi di saldatura alle conclusioni e alle tracce della scheda.

È molto conveniente, non è necessario colpire separatamente in ogni uscita del microcircuito, tutto risulta come da solo. Questa tecnologia aumenta la produttività della saldatura manuale di almeno dieci volte e migliora anche la qualità.

Sembrerebbe che una simile puntura possa essere elementalmente fatta di rame ordinario: non c'è altro da fare che praticare un piccolo foro non molto profondo nel posto giusto. Ma solo queste piccole dimensioni porteranno al fatto che una tale puntura brucerà rapidamente, non ci sarà traccia di un piccolo foro. Ma se è necessario saldare uno o due microcircuiti, una tale puntura è abbastanza adatta.

Il "minowave" proprietario (come opzione "microonde") è realizzato con un rivestimento cromato non bruciante e la punta della puntura è stagnata chimicamente. La bagnabilità di una tale puntura è magnifica, che è forse la condizione più importante per la saldatura di alta qualità.

La tecnologia di installazione e smantellamento dei microcircuiti in alloggiamenti planari è descritta in modo sufficientemente dettagliato in un articolo di V. Barinov "Installazione e smantellamento di microcircuiti in alloggiamenti di piccole dimensioni con conduttori planari". L'articolo è stato pubblicato sulla rivista Radio 1, 2010, p. 25.

Saldatore ad induzione

Tutti i saldatori discussi sopra utilizzano riscaldatori di vario tipo, il calore dal quale viene trasferito alla punta del saldatore e un circuito elettronico è necessario per stabilizzare la temperatura. I saldatori a induzione sono disposti in un modo completamente diverso, in cui la puntura stessa viene riscaldata da correnti ad alta frequenza e funge da elemento riscaldante. E non è necessario alcun riscaldatore in ceramica o nicromo. Un diagramma schematico di un saldatore a induzione è mostrato nella Figura 15.

Figura 15. Dispositivo per saldatore a induzione

L'asta di saldatura è realizzata in rame e il suo dorso è ricoperto da una lega ferromagnetica di ferro e nichel. Su questa parte della punta c'è un induttore, alimentato da una tensione con una frequenza di 470 KHz. Le oscillazioni ad alta frequenza inducono correnti superficiali nell'anima che riscaldano il rivestimento ferro-nichel, che ha proprietà magnetiche e una resistenza elettrica sufficientemente grande rispetto al rame. La combinazione di queste proprietà porta al riscaldamento del rivestimento ferromagnetico.

Il calore dello strato riscaldato riscalda l'intero nucleo, entra all'interno, raffreddando lo strato ferromagnetico, perché all'interno del nucleo c'è rame! Il rivestimento viene riscaldato fino a quando la temperatura dell'intero nucleo raggiunge il punto di Curie. Questa è la temperatura alla quale il rivestimento ferromagnetico perde le sue proprietà magnetiche. Per dirla più semplicemente, un normale chiodo di ferro, a una temperatura appropriata, non sarà più attratto da un normale magnete permanente.

Con la perdita delle proprietà magnetiche, l'effetto superficiale cessa di agire e le correnti ad alta frequenza entrano nel nucleo di rame, dove non provocano alcun riscaldamento. Poiché il rame non risponde ai campi magnetici, l'assorbimento di energia dal campo magnetico cessa e anche il riscaldamento del nucleo si interrompe, poiché la temperatura della punta raggiunge il punto di Curie.

Durante il processo di saldatura, la punta rinuncia al calore accumulato per fondere la saldatura e riscaldare le parti saldate. La temperatura della punta scende al di sotto del punto Curie, le proprietà magnetiche del rivestimento vengono ripristinate e inizia il riscaldamento.Inoltre, più le parti saldate sono massicce, più velocemente il nucleo tende a raffreddarsi, più lontano dal punto di Curie, maggiore è l'influenza delle correnti superficiali.

In altre parole, la potenza di riscaldamento, la sua velocità si adatta alle condizioni di saldatura: più intensamente viene assorbito il calore immagazzinato dalla puntura, più intensa viene riscaldata. Nessuna meraviglia che questa tecnologia di riscaldamento si chiama Smart Heat, che può essere tradotta come "calore intelligente". Lo sviluppo di un saldatore a induzione, così come la stessa tecnologia Smart Heat, appartiene alla società americana Metcal.

Il bello di questa tecnologia sta anche nel fatto che non richiede circuiti elettronici complessi per mantenere la temperatura, perché non è un segreto che le stazioni di saldatura più avanzate siano controllate da microcontrollori e abbiano circuiti abbastanza complessi. E poi tutto accade a causa della puntura di saldatura stessa! È sufficiente alimentarlo con tensione ad alta frequenza.

E qui può sorgere una domanda: le saldature possono essere usate in modo diverso, ognuna ha il suo punto di fusione. Come modificare la temperatura di riscaldamento della punta per un tipo specifico di saldatura?

Si scopre che tutto è semplice. Il saldatore è dotato di diverse punte di cartuccia, ciascuna alla propria temperatura, che dipende dalla composizione chimica del rivestimento ferromagnetico. Basta prendere un'altra cartuccia e utilizzare il connettore per inserirlo nella maniglia del saldatore.

Vengono utilizzate principalmente le cartucce delle serie 500, 600 e 700. Questi numeri indicano la temperatura di riscaldamento sulla scala Fahrenheit. Ogni serie ha una serie di punte di varie forme, adatte a tutti i lavori di saldatura. Ma con il punto Curie, i saldatori non sono solo induzione.

Circa quindici anni fa erano già stati prodotti i saldatori con un termoregolatore meccanico. Hanno il riscaldatore al nicromo più comune, ma all'estremità posteriore dell'asta di saldatura c'è una piccola tavoletta ferromagnetica, a cui viene attinto un magnete che controlla il funzionamento del microinterruttore. Non appena la punta viene riscaldata alla temperatura operativa, fino al punto Curie, si sente un clic all'interno del saldatore e il riscaldatore si spegne. Con una certa diminuzione della temperatura, il contatto scatta di nuovo, la puntura inizia a riscaldarsi.

Per modificare la temperatura di riscaldamento, nel kit del saldatore sono inclusi alcuni suggerimenti con diversi punti Curie.

Altri disegni di saldatori

La storia dei saldatori sarà in qualche modo incompleta, se non si parla di altri, si potrebbe dire, tipi esotici. Innanzitutto, si tratta di saldatori autonomi che non richiedono una connessione all'elettricità. Alcuni di loro consumano ancora elettricità dalla batteria o addirittura batterie integrate nella penna.

Altri saldatori a gas funzionano come una normale torcia a gas, riscaldano solo la punta del saldatore. Se la puntura viene rimossa, si scopre solo un bruciatore a gas.

Con le loro proprietà di "saldatura", i saldatori a gas raggiungono a malapena i migliori saldatori elettrici. Ciò è indicato da tutti coloro che hanno mai usato questo miracolo della tecnologia.

L'unico vantaggio del gas e di qualsiasi altro saldatore autonomo è l'indipendenza dal cablaggio elettrico: puoi saldare qualcosa anche in un campo pulito. Ma, grazie a Dio, tali esercizi non vengono spesso eseguiti. Pertanto, è meglio usare un saldatore elettrico.

Boris Aladyshkin

Leggi anche su questo argomento: Come scegliere una stazione di saldatura

Comments

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Grazie, tutto è molto istruttivo e comprensibile.