Зачем нужна паяльная станция?

Паяльная станция – принцип работы и разновидности

Каждый радиолюбитель (от новичка до опытного мастера) знает, что для пайки мелких радиодеталей нельзя применять простые бытовые паяльники.

Обладающие большой температурой нагрева, высоким риском появления на жале фазного напряжения они даже при нормальном качестве выполненных работ, как правило, перегревают и выводят из строя дорогостоящие радиоэлементы.

Поэтому для выполнения данных работ используют такое специализированное оборудование, как паяльная станция.

Что такое паяльная станция

Паяльная станция – это специализированное оборудование, применяемое для пайки чувствительных к высокой температуре и напряжению радиотехнических деталей (микросхем, транзисторов, конденсаторов).

Основными частями такого оборудования являются:

• Модуль управления – блок, включающий в себя понижающий трансформатор, микросхему управления температурой паяльника;
• Паяльник – рабочий орган данного оборудования, связанный с модулем управления гибким экранированным кабелем;
• Подставка – располагается сбоку от модуля управления и служит для безопасного размещения разогретого паяльника в перерывах между паечными работами.

Более сложные модели содержат также фен, термопинцет, инфракрасный излучатель для подогрева определенного участка печатной платы. В некоторых станциях внутри встраивается небольшой воздушный компрессор, нагнетающий воздух в фен с нагревательным элементом.

Виды паяльных станций

Все современные станции различаются по таким признакам, как способ пайки, тип управления нагревом паяльника (температурой фена или инфракрасного излучателя), предназначение.

Контактные и бесконтактные

В зависимости от способа пайки радиодеталей, все паяльные станции подразделяются на:

• Контактные – в таком оборудовании радиодетали припаиваются с помощью паяльника с острым жалом. По способу нагрева жала такие станции бывают индукционные (жало нагревается за счет вихревых токов, образующихся при подаче высокого напряжения на расположенную вокруг него катушку), импульсные (нагрев паяльника происходит не постоянно, а только в момент соприкосновения жала с рабочей поверхностью);
• Бесконтактные – пайка в таких станциях происходит за счет потока горячего воздуха или теплового излучения. Бесконтактные устройства подразделятся, в свою очередь, на две разновидности: термовоздушные (пайка происходит за счет высокотемпературного фена, подающего на рабочую поверхность разогретый воздух) и инфракрасные (паечные работы происходят, благодаря паяльникам с инфракрасными излучателями).

К сведению. Такая классификация условна – во многих современных станциях комплектация состоит из контактных и бесконтактных устройств для пайки.

Аналоговые и цифровые

Аналоговая и цифровая паяльные станции

По способу регулирования нагрева рабочего органа паяльные станции подразделяются на 2 вида:

• Аналоговые – в таких станциях нагрев жала контролируется одним датчиком, который связан с реле, замыкающим и размыкающим цепь нагревательного элемента паяльника;
• Цифровые – нагрев жала паяльника в таких станциях регулируется при помощи переключателей и кнопок размещенного в модуле управления контроллера (микросхемы).

Аналоговые паяльные станции, благодаря своим конструктивным особенностям, более надежные и ремонтопригодные. Однако на этом их преимущества заканчиваются – цифровое паяльное оборудование, по сравнению с ними, обладает более точной настройкой нагрева, что позволяет его использовать при пайке очень чувствительных к температуре радиоэлементов.

Монтажные и демонтажные

В зависимости от предназначения, паяльные станции подразделяются на:

• Монтажные – оборудование, конструктивно предназначенное для пайки радиодеталей на печатные платы;
• Демонтажные – паяльные станции, которые применяются для быстрого и качественного удаления припоя, демонтажа перегоревших радиодеталей.

В большинстве случаев демонтажные станции применяют только на крупных радиотехнических производствах – простые радиолюбители производят удаление остатков старого припоя, демонтаж вышедших из строя радиодеталей при помощи обычных монтажных паяльников.

Ремонтные

Паяльное оборудование данного вида применяют для проведения большого комплекса работ.

В его состав входят не только различные виды паяльников, но и специальный оловоотсос для удаления частиц припоя и дыма, зажим для фиксации детали (платы), светильник для освещения рабочей поверхности.

Такая станция, благодаря расширенной комплектации, совмещает в себе функции описанных выше монтажных и демонтажных видов данного оборудования.

Особенности выбора

Основными характеристиками, учитываемыми при выборе паяльной станции, являются ее мощность, комплектация, используемый для пайки вид флюса.

Мощность

Блокинг генератор: принцип работы

Выбор паяльной станции по данной характеристике зависит от ее предназначения:

• Для пайки небольших радиодеталей, обладающих чувствительностью к перегреву, используют оборудование мощностью 40-60 Вт;
• Для работы с не столь чувствительными к высоким температурам элементами печатных плат применяют станции мощностью 70-90 Вт;
• Более мощное оборудование (мощностью свыше 100Вт) используют для профессиональной ежедневной пайки в условиях средних и крупных производств бытовой и компьютерной техники.

Обратите внимание! Наиболее удобны и производительны для радиолюбительства станции мощностью от 60 до 90 Вт.

Комплектация

Наиболее удобна комплектация паяльной станции, в которую включены следующие компоненты:

• Паяльник со сменными жалами различной формы;
• Термовоздушный фен, штатив для его вертикального крепления;
• Катушка с трубчатым припоем;
• Специальная лампа.

Подобная комплектация хоть и будет стоить недешево, но при этом позволит выполнять все виды радиолюбительских паечных работ.

Выбор флюса

Лучший флюс – паяльная кислота

Флюс – вещество, предотвращающее образование на поверхности, на которую наносится припой, а также на жале паяльника, слоя окисла. От правильного выбора флюса зависят качество и скорость паечных работ.

В качестве флюсов для паяльных станций применяют:

• Канифоль (затвердевшая сосновая или еловая смола);
• Спиртовой раствор канифоли;
• Ортофосфорную паяльную кислоту.

К сведению. Среди данных видов канифоли наиболее удобной в нанесении и эффективной является ортофосфорная паяльная кислота.

Что понимается под распиновкой

Принцип работы синхронного генератора

Распиновка – схематическое расположение и назначение различных контактов, выводов разъемов, гнезд, проводов и других радиодеталей паяльной станции с описанием каждого элемента.

Найти ее можно в инструкции по эксплуатации оборудования или в интернете на специализированных сайтах и форумах радиолюбителей. Используют распиновку для выявления причин неисправности оборудования, его ремонта и сборки.

Работа с микросхемами

Паяльная станция позволяет быстро и качественно выполнять замену вышедших из строя микросхем. Порядок действий при выполнении таких работ следующий:

1. Плату с неисправной микросхемой фиксируют в специальном зажиме;
2. Находящиеся рядом с вышедшей из строя микросхемой радиодетали закрывают тонкой алюминиевой фольгой;
3. На выводы демонтируемой старой микросхемы наносят тонкий слой флюса;
4. Круговым движением термовоздушного фена расплавляют припой на выводах микросхемы и при помощи пинцета аккуратно снимают ее с печатной платы;
5. Паечные пяточки – концы токопроводящих дорожек платы, предназначенные для контакта с выводами микросхемы – очищаются от остатков флюса;
6. Определив при помощи « ключа» (выемки или другой маркировки на корпусе детали) расположение первого вывода, устанавливают новую микросхему на плату, выравнивают ее относительно паечных пятачков дорожек;
7. При помощи контактного паяльника с тонким жалом прихватывают два угловых вывода;
8. На все выводы микросхемы наносят флюс;
9. Круговым движением термовоздушного фена, расплавляя остатки припоя, фиксируют выводы микросхемы на паечных пятачках дорожек;
10. Визуально проверяют отсутствие замыканий между выводами. При обнаружении таковых при помощи паяльника удаляют лишнее количество припоя.

После завершения работ с помощью зубной щетки удаляют остатки флюса, проверяют работоспособность припаянной микросхемы.

Принципы управления температурой

В зависимости от вида паяльной станции, регулирование температуры нагрева рабочего органа происходит при помощи следующих устройств:

• Реле и термодатчик – жало паяльника нагревается до определенной температуры, после чего термодатчик, подавая сигнал на реле, разрывает цепь питания паяльника и прекращает его нагрев. Терморегулирование при помощи реле и термодатчика обладает высокой надежностью и простотой. Однако такая простая система имеет один существенный недостаток – она, предотвращая жало от нагрева выше определенной температуры, не позволяет производить точную и тонкую регулировку нагрева.
• Контролер – электронное устройство, управляющее нагревом паяльника. В отличие от реле и термодатчика, контролер при помощи различных кнопок и переключателей позволяет точно задавать температуру паяльнику. Благодаря этому, его часто применяет при пайке очень чувствительных к перегреву деталей.

Пайка без свинца

Бессвинцовая пайка – новейший современный вид паечных работ, предусматривающий использование бессвинцовых припоев, изготовленных на основе таких металлов, как медь, серебро, золото, кадмий, цинк, индий. Производится такая пайка с помощью мощных паяльных станций (75-170 Вт), способных разогревать жало паяльника или выходящий из термовоздушного фена воздух до температуры 270-3000С.

Интересно. Помимо отсутствия неприятного запаха и выделения вредных газов, удобством данной технологии является использование быстросъемных композитных жал различной формы и диаметра.

Изготовители станций

Наиболее популярными изготовителями данного вида оборудования являются такие компании, как:

• «ERSA»;
• «ATTEN»;
• «QUICK»;
• «AOYUE»;
• «LUKEY».

Среди данных производителей наиболее надежное, но при этом дорогое паяльное оборудование выпускает немецкая компания «ERSA». Среди бюджетных моделей много радиолюбителей отдает предпочтение продукции брендов QUICK и LUKEY. При этом паяльные станции последнего производителя в настоящее время вызывают много претензий и нареканий по надежности и качеству сборки.

Возможность собрать своими руками

Самодельное паяльное оборудование

Самое простое паяльное оборудование данного вида можно не только приобрести, но и собрать самостоятельно. Такой вариант позволяет не только сэкономить существенную сумму денег, но и приобрести знания о том, что такое паяльная станция, как она устроена изнутри, понять принцип ее работы.

Подробно процесс самостоятельной сборки простейшей паяльной станции с феном описан в следующем видео.

Что такое паяльная станция?

Когда возможностей обычного паяльника становится недостаточно, имеет смысл задуматься об использовании специальной паяльной станции (ПС). Провести качественный монтаж на печатную плату некоторых элементов без специального оборудования бывает либо очень сложно либо и вовсе невозможно.

Современные печатные платы, собираются на автоматизированных линиях при помощи специальных ПС. Логично, что для ремонта необходимо использовать подобные устройства.

Тем более, что при нагревании обычным паяльником (пусть и с тончайшим жалом), велик риск перегреть сам элемент или текстолитовую основу, на которой он смонтирован.

Для чего и кому нужна паяльная станция

Паяльная станция – это комплекс специализированных инструментов для выполнения операций одиночной и групповой пайки. И нужна она, прежде всего, тем, кому возможностей обычного паяльника уже мало.

Паяльная станция является более сложным устройством, чем простой паяльник. Соответственно, имеет перед ним ряд преимуществ:

• температура нагревательного элемента стабильна, электронный блок управления поддерживает заданный режим неограниченное время;
• наличие гальванической развязки от сети, что критично при пайке элементов запитанной схемы;
• необгораемое жало – если обращаться аккуратно, может прослужить очень долго.

В минимальный состав ПС входят следующие узлы?

• Паяльник со сменным жалом
• Блок регулировки
• Подставка
• Термофен
• Оловоотсос
• Очиститель жала

Основное преимущество паяльной станции перед паяльником заключается в наличии электронного блока управления режимами работы.

Электронный блок управления обеспечивает:

• Плавная и точная регулировка температуры
• Поддержание температуры в заданном диапазоне
• Защита от перегрузок в сети

Таким образом, паяльная станция обеспечивает пайку там, где критически важно исключить воздействие высоких температур на монтажные элементы и текстолитовую основу, сохраняя при этом высокую прочность и долговечность соединений.

Назначение отдельных модулей

Основным рабочим модулем паяльной станции является устройство питания с электронным или аналоговым блоком управления на основе автотрансформатора. Оно позволяет регулировать амплитуду подаваемого на нагревательный элемент напряжения и поддерживать температуру в заданном диапазоне. Паяльная станция может работать от напряжения 12В и 24В.

Следующие два устройства: паяльник и термофен. Оба предназначены для пайки элементов и различаются областью применения. Паяльник используется для пайки элементов с боковым расположением контактов, а фен для монтажа элементов с контактами под корпусом.

Подставка предназначена для безопасной фиксации паяльника и термофена в перерывах между выполнением пайки. Данное приспособление не является строго обязательным и входит в комплект поставки не всех ПС, но приобрести его крайне желательно. Безопасность и удобство работы при использовании подставки возрастает в разы.

Очиститель жала. Наличие и применение обязательно! Дешевая ветошь из термостойкого материала для очистки паяльного жала от загрязнений и нагара. Вещь совсем уж дешевая, но экономить на жалах для паяльника поможет. Главное – не лениться и периодически их чистить.

Какие паяльные станции бывают

Строго классифицировать паяльные станции трудно из-за большого количества различных модификаций и способов применеия. Различные модели ПС отличаются друг от друга следующими параметрами:

• По количеству одновременно подключаемых к рабочей станции паяльников. Одно- и двухканальные соответственно. Чаще всего, второй канал служит для подключения дополнительного, демонтажного, паяльника.
• По типу управления рабочими режимами. Существуют цифровые и аналоговые модули управления. Цифровые более удобны в использовании и более точные.
• По типу нагревательного элемента. Жало с нихромовым нагревателем, керамическим нагревателем и индукционным нагревателем.
• По способу пайки. Различают контактные, бесконтактные и комбинированные станции.

У контактных ПС нагревательным элементом является жало. Бесконтактные могут нагревать элемент потоком горячего воздуха или инфракарасным излучением. Комбинированные сочетают в себе оба предыдущих вида.

Нужна ли калибровка паяльной станции?

Оговоримся сразу – в исправно работающей паяльной станции калибровка не требуется. Стабильность и точность поддержания режимов работы обеспечивается технологией изготовления самой станции на всем протяжении срока ее службы.

Если же оказывается, что ПС работает некорректно (частые явления – это слишком высокая или низкая температура нагревательного элемента, не соответствующая показаниям шкалы блока управления), то вероятнее всего, неисправен один из блоков. В данной ситуации никакая калибровка не принесет результата.

Немного по-другому дело обстоит с дешевыми китайскими паяльными станциями, которые в изобилии присутствуют на рынке. Низкое качество сборки многих моделей приводит к тому, что показания индикаторов температуры на блоке управления сильно отличаются от реальной температуры нагревательного элемента.

В этом случае, полезно провести небольшие измерения, чтобы определить: на какую величину «врет» шкала настройки.

Для измерения понадобится мультиметр с выносным термодатчиком и отвертка с тонким жалом. Следует включить паяльную станцию и дождаться ее прогрева до рабочей температуры.

Далее, поднеся датчик вплотную к нагревательному элементу, необходимо сравнить показания на мультиметре с температурой, выставленной на шкале блока управления.

В дальнейшем, при работе с паяльной станцией необходимо учитывать эту разницу и выставлять температуру пайки с поправкой на нее.

Паяльная станция

Паяльная станция – это приспособление, упрощающее процесс проведения пайки. А направление движения целиком определяется условиями. Чем точнее выдерживаются условия пайки, тем качественнее получается шов, но потребуется дополнительное оборудование.

Из истории пайки и металлургии

Известны сведения, что пайка применялась в Месопотамии уже 5000 лет назад. Избранные шумерские мечи за 3000 лет до Рождества Христова собирались указанным методом. Неправильный процесс пайки приводит к печальным последствиям.

Экспедиция Скотта к Южному полюсу погибла из-за того, что ёмкости, паяные оловом, растеряли запас горючего. Небольшие знания в области металлургии сумели бы коренным образом изменить ход истории.

Ведь Скотт достиг полюса первым и уже возвращался назад… Поэтому важен научный подход.

Логотип Американского общества сварщиков

AWS охватывает свыше 73.000 человек и состоит из 22 отделов, делящихся на 250 секций, раскиданных по миру. Благодаря этой организации, знания, касающиеся сварки и пайки, постоянно систематизируются и поддерживаются в свежести.

Первые трудности американское государство стало испытывать в период I мировой войны, когда скорость создания боевой техники сильно пострадала из-за отсутствия стандартов.

Президент Вудроу Вилсон обратился за помощью к профессору Комфорту Адамсу для создания специального комитета, способного заняться вопросом.

28 марта 1919 года родилось AWS. Уже за первый год существования организация выросла до 217 участников, обзавелась собственными публикациями и штаб-квартирой. В первые годы общество жило за счёт сборов в пользу собственного журнала. Сегодня общество занимается обучением профессионалов мира, продолжает научные публикации, ведёт аккредитацию специалистов.

Процесс пайки: припой, флюс, технологические режимы

Не каждый сразу понимает, зачем нужна паяльная станция. Для большинства это просто удобная подставка. Мы утверждаем, что технологический режим часто определяет успех или неудачу мероприятия.

Пайкой принято называть процесс соединения двух металлов при помощи припоев без плавления. В процессе активно участвует флюс, в задачи которого входит удаление оксидной плёнки, улучшение свойств смачиваемости и прочие.

К припою предъявляется ряд условий:

1. От припоя зависит прочность будущего соединения.
2. Сплав, использующийся в этом качестве, обязан хорошо смачивать соединяемый металл.
3. В местах контакта неизбежно образуется диффузия, процесс не должен снижать прочности.

Если говорить подробно, характеристики припоя удобно отображать в виде температурных диаграмм, наподобие тех, что иллюстрируют состояния стали. Оказывается, у смеси двух металлов вне зависимости от процентного состава композиции одинаковая точка отвердевания. Но окончательное плавление происходит при разной температуре.

К примеру, при смешивании серебра и меди образуется сплав с соотношением компонентов 72:28, причём точка плавления (ликвидус) максимально приближена к кристаллизации (солидус). Этим обеспечивается гомогенность припоя при работе. В противном случае подвижные его фракции при относительно низких температурах отделяются.

Процесс пайки

Все это приводит к возникновению неоднородности, что затрудняет процесс пайки. Припой, для которого ликвидус и солидус различаются слишком сильно, рекомендуется заранее прогревать чуть сильнее необходимого уровня. Много трудностей ждёт человека, неправильно выдерживающего технологию. Список явлений, влияющих на процесс пайки и снижающих качество:

• Водородная хрупкость присуща сталям, меди и серебру. Суть явления – окислы металлов восстанавливаются атомами водорода, легко проникающими в кристаллическую решётку. Получившаяся вода внутри создаёт гигантское давление, разрушающее металлы в области шва. Сложнее прочего приходится с медью, а сталь можно на время предварительно выдержать при температуре до 100 градусов Цельсия, чтобы избавиться от водорода.
• В сталях (и прочих сплавах), содержащих хром, при пайке идёт активное образование карбида металла. В результате коррозийная стойкость шва резко снижается. Карбид обнаруживает тенденцию откладываться в некоторых частях кристаллической решётки. Процесс возможно выправить нагревом до 1000 – 1130 градусов, что заставит соединение вновь раствориться, но для большинства паяных швов подобный подход недопустим. Вместо этого применяется нагрев лишь до 870 градусов с последующим охлаждением в печи до 540 градусов.
• В ходе термических нагрузок при пайке часто замечается растрескивание металла. Чтобы избежать этого, вместо закалки часто применяют отжиг. Стараются сборные соединения выполнить без механического напряжения в точках шва. Нагрев производится постепенно. Обратная сторона монеты – массивные детали доводят до кондиции по возможности быстро. В этом случае нагрев при пайке не успевает захватить весь объем, что значительно снижает напряжение. Ключом становится правильная технология. Играет роль правильный выбор припоя.Сплав для работы
• Никель при нагреве в присутствии серы растрескивается. Это вызвано образованием легкоплавких сульфидов, откладывающихся по границам зёрен кристаллической решётки. Такой металл восстановлению не подлежит. Задача решается добавлением в сплав хрома и тщательной очистки среды от любых примесей веществ с серой в составе (нефть, краска, смазка и пр.). По схожей причине для пайки железа и никеля не используются соединения с фосфорным компонентом.

Задача паяльной станции

Важно правильным образом выдержать режим. Особенно сказанное касается температуры. Если брать микросхемы BGA (поверхностный массив шариков), паяльник в этом случае бессилен.

Вместо этого подложка предварительно прогревается феном до нужной температуры, потом чип ставится на место. Технология основана на том, что нижняя контактная часть поверх многочисленных ножек содержит небольшие шарики припоя.

Они формируются из специальных заготовок с использованием металлических шаблонов.

Для поддержания нужной температуры используется паяльная станция. Важно поверхность после процедуры спиртом очистить от флюса. Чтобы в дальнейшем избежать коррозии. Потому нередко паяльные станции содержат наряду с традиционным жалом подобие строительного фена. Причём устройство регулируется для подстройки температуры.

Если это рабочее место для монтажа SMD-чипов, подложка предварительно прогревается до 150 градусов Цельсия, порой бывает и горячее. Так, что компоненты гибридной схемы снимают при помощи пинцета.

Температура специально подбирается такой, чтобы ударно действовать на припой, но не вызывать порчу чуткой электронной начинки.

Домашняя станция для пайки

Назначение

Паяльная станция предназначена для разных целей. Для микросхем BGA (ножки скрыты под корпусом чипа) применяется бесконтактный метод (фен), им в некоторых случаях возможно пользоваться и в отношении SMD (боковое расположение ножек).

Нужно чётко представлять, что получится в конечном итоге, ведь расходные материалы применяются разные.

Для мелких микросхем в комплекте неплохо иметь специальные ухваты (чаще называют вакуумными пинцетами либо присосками), а выравнивание в небольших пределах производится обычными стальными пинцетами.

Иногда указанная оснастка идёт в комплекте паяльной станции, несложно присмотреть в магазине, к примеру, на Алиэкспресс. Если речь идёт о бесконтактной пайке, выглядит разумным отыскать в продаже оборудование со специальным куполом для предварительного подогрева платы.

Можно на Ютуб лицезреть видео, где неопытный мастер терпит неудачу в процессе демонтажа SMD чипа по простой причине, что поверхность кристалла велика, а ножки расположены на большом протяжении. Требуется нагреть всю конструкцию до температуры 210 – 350 градусов (в зависимости от марки припоя).

Тут же выложен ролик, где другой профи удаляет начинку платы обычным пинцетом, предварительно прогрев все на куполе. Выводы делайте самостоятельно.

Температура

Косвенно максимальная температура воздуха (или жала) зависит от потребляемой мощности. В продаже найдутся паяльные станции, греющиеся до 425 градусов Цельсия. Этого хватит, чтобы работать с легкоплавкими припоями (до 450 градусов Цельсия).

Если потребуется применить медно-цинковый сплав, в таких условиях не получится. Зато удастся без труда орудовать оловянно-свинцовыми или серебряными припоями. Если обратить взор на строительный рынок, легко найти фен с температурой струи 800 и даже 900 градусов Цельсия.

Это позволит легко растопить медно-цинковый припой, но контроль над процессом нагрева окажется не столь точным.

Настройка температуры для работы

В отдельных условиях это не слишком важно, а иногда – наоборот – критично. Увеличение массовой доли цинка снижает температуру плавления, возрастает и хрупкость. Контроль нагрева выполняется через потенциометрические регуляторы (вращающиеся ручки).

На хорошей паяльной станции имеется небольшой дисплей, где температура отображается в цифрах. Это удобно, настроить режим с точностью до долей процента возможно только в этом случае. От мощности зависит косвенно максимальная температура, это влияет и на скорость выхода на режим. Паяльную станцию нельзя назвать главным потребителем.

Редко мощность прибора превышает 100 Вт (эквивалентно системному блоку персонального компьютера).

Как выбрать паяльную станцию?

Радиоэлектроника для начинающих

Освоив пайку обычным паяльником с медным жалом, начинающий любитель электроники задумывается о покупке более современного оборудования – паяльной станции.

Как выбрать? Ведь выбор просто поражает. Я расскажу, по каким критериям я сам выбирал себе станцию хобби-класса.

Если погулять по интернет-магазинам и почитать описания к паяльным станциям, то можно заметить, что у многих указан тип нагревательного элемента – керамический. Но это не совсем корректно.

Как ни странно, но и качественные керамические (японские типа Hakko-1321) и нихромовые нагреватели (тайваньские) подходят под это описание.

У нихромовых спираль тоже запечатана в керамику, но в отличие от нагревателей Hakko-1321, устройство и характеристики у них совсем другие.

Устройство нихромового нагревателя

Нихромовый нагреватель изготавливается так. Берётся стержень из керамики, на него наматывается спираль из высокоомного нихромового провода ближе к концу опорного стержня. Ширина намотки около 2 см.

Также в опорный стержень запрессована термопара – она находится на торце опорного стержня. Затем всю эту конструкцию также запечатывают в керамику. Получается керамический нагреватель из нихрома с термопарой.

На таких обычно есть надпись TAIWAN (Тайвань).

Недостатки:

• Разогревается несколько минут;

• При интенсивной эксплуатации нихромовый нагреватель перегорает в среднем за полгода. В случае если вы паяете не часто, то паяльник с нихромовым нагревателем может прослужить и 4, и 5 лет…

• Использование термопары в качестве датчика температуры снижает точность настройки температуры жала.

Нихромовые нагреватели стоят в таких паяльных станциях, как Lukey 702, Lukey 898, Lukey 852D+FAN. Плюсом этих станций является то, что они цифровые.

Как делают качественные керамические нагреватели?

Качественный керамический нагреватель состоит из опорного стержня, на который наносится тонкий слой резистивного вещества и тонкоплёночный терморезистор. Далее всё это запекается в керамическую оболочку при высокой температуре. Поверхность нагревателя получается гладкой на ощупь, а на просвет виден витиеватый узор – тонкоплёночный слой нагревателя и терморезистора.

Недостатки:

• Чувствителен к температурному перекосу (это когда неравномерно нагревается);

• При образовании трещин выходит из строя;

• Стоит дороже, чем нихромовый нагреватель (в 2 – 4 раза);

Насколько я знаю, качественные японские нагреватели HAKKO 1321 стоят в паяльных станциях Lukey 936D (у самого такая), Lukey 936+, Lukey 936D+, Lukey 852D+, Lukey 868, Lukey 853, Lukey 853D. Перед покупкой лучше проверить! О том, как это сделать, читайте далее.

Чем лучше нихрома?

• Быстрый нагрев.

  Одним из неоспоримых преимуществ керамических нагревателей я считаю быстрый нагрев при включении – несколько секунд! На деле 10 – 30 секунд и уже можно паять. Для тех, кто паял ранее только обычным ЭПСНом – это шок ;

• Долговечность.

  По сравнению с нихромовыми нагревателями обладает большим временем эксплуатации;

• Прецизионный терморезистор более точно измеряет температуру жала;

• Высокая мощность и хорошая теплоотдача.

Незнающему человеку отличить качественный керамический нагреватель от нихромового довольно сложно. Внешне они выглядят одинаково, так как их основа – керамика.

Как определить, что перед вами: керамика или нихром?

У нагревателя со спиралью из нихрома на торце своеобразная “капелька” – он как бы закруглённый.

У керамического же нагревателя на торце есть характерная “ступенька”. В керамических нагревателях также встроен прецизионный тонкоплёночный терморезистор – датчик температуры. Узор в керамике от термодатчика и нагревателя виден даже невооружённым глазом. Вот взгляните.

Чтобы убедиться полностью – включите паяльник и оцените скорость нагрева жала. Если долго разогревается, то это нихром.

Ещё когда выбирал её в магазине, обратил на это внимание. А вот у более дешёвой Lukey 936A (она без цифрового индикатора) я обнаружил нихромовый нагреватель с каплей на торце и надписью TAIWAN (Тайвань)… Поэтому её покупать не стал. Жутко не люблю, когда паяльник долго разогревается

У станции Lukey 936+ (не А) уже керамический нагреватель Hakko-1321, а не нихром. Маленькое такое различие в названии, а какая разница в цене и качестве.

А вот уже нагревательный элемент паяльной станции A-BF GS90D на 90 Вт. Он также керамический, со ступенькой.

Если приглядеться, то на корпусе можно обнаружить надпись А1329 DC и “узоры”.

Выглядит эта паяльная станция как обычный паяльник без отдельного блока. Несмотря на это, этот паяльник – настоящая термостатированная паяльная станция. Правда, без гальванической развязки – трансформатора в ней, естественно, нет 🙂

Контроль температуры жала (термостатирование)

Хорошая паяльная станция имеет нагреватель с температурным датчиком и посредством обратной связи поддерживает заданную оператором температуру жала. Если расковырять паяльник от той же Lukey 936D, то можно обнаружить, что керамический нагреватель имеет 4 вывода, два красных идут на спираль нагревателя, а два синих вывода идут от тонкоплёночного терморезистора.

Померив сопротивление на парах этих выводов, я получил следующие данные (комнатная t0):

• Нагреватель – 3,3 Ω (Ом);

• Терморезистор – 50~51 Ω (Ом).

Вывод: да, это настоящая керамика .

Откровенные подделки имеют нагреватель с 2 выводами. Вот простейший паяльник без термостабилизации.

• В цифровых паяльных станциях контроль температуры осуществляется микроконтроллером. Сигнал с термодатчика в нагревателе оцифровывается и сравнивается с тем значением, которое задал оператор.

  Плюс цифрового управления – точность. Все цифровые паяльные станции имеют кнопки для установки температуры. Реже – энкодер. Например, Lukey 702 имеет нихромовый нагреватель, но цифровое управление.

  Поэтому и заслужила уважение среди радиолюбителей.

• В аналоговых паяльных станциях для поддержания заданной температуры используется компаратор, например, на базе микросхемы LM358 (HA17358), а в качестве задатчика температуры используется обычный переменный резистор. К таким станциям относится Lukey 936D.

  Разбирал лично и убедился в этом.
  Аналоговый контроль температуры хуже, так как дополнительную ошибку вносят механические элементы (переменный резистор), сопротивление контактов термодатчика, контактов разъёма, изменение параметров элементов.

  Некоторые модели аналоговых станций требуют калибровки перед использованием.

Стоит различать регулировку мощности и термостабилизацию. Возможно, кто-то уже делал так называемый регулятор температуры жала паяльника. Простейшие его схемы просто уменьшают мощность, подаваемую на нагреватель паяльника, и не имеют обратной связи по температуре. Благодаря снижению мощности можно снизить и температуру жала.

Применялись такие приставки в основном для электрических паяльников с медным жалом. При простое, жало такого паяльника сильно нагревается и выгорает. Чтобы как-то уменьшить такой эффект и применялась регулировка по мощности. Если сильно уменьшить мощность, то теплоёмкости жала может не хватить и припой будет залипать. Пайка будет затруднена.

Паяльники с термостабилизацией отслеживают именно температуру жала (обратная связь). Остыло – побольше мощности, перегрелось – меньше.

Весьма важный параметр. Для начала нужно представлять, зачем нужна паяльная станция. Можно ведь и вёдра паять:). Для пайки радиоэлектронных компонентов достаточно паяльной станции на 40-60W, но лучше иметь и помощнее.

Хотел на 110 Вт купить – модель A-BF GS110D, но для неё желательны жала 900L, хотя подходят и 900M.

Как видим, у обеих станций нагревательные элементы на разное рабочее напряжение. У 936-ой низковольтный (24V), а у A-BF GS90D – высоковольтный (220V).

Если безопасность на первом месте, то лучше использовать паяльную станцию с низковольтным нагревателем.

Так, например, насколько мне известно, ранее в детских кружках радиолюбителей запрещалось использовать паяльники на 220V, допускалось паять только низковольтными на 36V.

Также при ремонте чувствительной аппаратуры, например, мобилок, лучше использовать станцию с низковольтным паяльником. Тут тебе и гальваническая развязка от электросети через трансформатор, и заземление жала. Убить статикой элемент будет крайне трудно.

Сменные жала

Выбирая паяльную станцию, стоит подумать о том, насколько доступны сменные жала для данной модели паяльника. Самые распространённые – это жала серии 900M. Вот они на фото.

Советую прикупить хотя бы ещё одно жало для паяльной станции. Родное жало, как правило, не ходовое – конусообразной формы.

Если не собираетесь дымить паяльником каждый день, то можно купить медные жала 900M. Они намного дешевле, но довольно быстро “выгорают”.

Если каким-то работать очень понравится, то уже потом купить качественное, невыгораемое жало.

Защита от статического электричества

Наверное, уже видели такую надпись – ESD SAFE. Обычный электрический паяльник не имеет защиты от статического электричества и электрического разряда. Кроме того, медный стержень отлично передаёт все электромагнитные всплески из электросети на паяемый элемент, ведь нихромовая спираль – это, по сути, катушка индуктивности.

В паяльных станциях суть ESD SAFE сводится к следующему. Штуцер, который фиксирует печатную плату с нагревателем и втулку, которая контактирует со сменным жалом, заземляют – подключают к третьему, заземляющему выводу сетевой вилки. В этом не трудно убедиться, если замерить сопротивление от жала до третьего вывода вилки.

Беда в том, что не в каждом доме смонтирована электропроводка с заземлением. Так что имейте это в виду, если впредь будете работать с особо капризными электронными компонентами.

Также в качестве защитного “экрана” от электромагнитных импульсов выступает и керамический нагреватель. Керамика – отличный изолятор.

Ремонтопригодность

Это качество можно оспорить, так как сейчас цена паяльных станций хобби-уровня невелика и вряд ли кто-то станет ремонтировать неисправную. Но всё же.

Основная рабочая деталь паяльных станций – это нагревательный элемент. Он легко меняется, если родной вышел из строя.

С обычными паяльниками такого трюка не пройдёт, так как если сгорела нагревательная спираль, то такой паяльник можно смело выбрасывать.

» Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• Термовоздушная паяльная станция.

• Как научиться паять?