Паяльник: выбор, изготовление и усовершенствование – виды, варианты, схемы, нюансы. Как сделать самодельный паяльник из подручных материалов самому – жало и подставку Самодельный паяльник своими руками в домашних условиях

⁰

Среди разнообразия электрических соединений особое положение занимает пайка проводов. Любой электрик подтвердит, что соединение радиоэлектронных компонентов немыслимо без использования такого инструмента, как паяльник.

На сегодняшний день налажен выпуск подобных устройств самой разной модификации - от промышленных паяльных агрегатов до миниатюрных паяльников, используемых в быту.

Нередко случается, что конструкция и мощность прибора не позволяют выполнить требуемый монтаж, или же возникают обстоятельства, когда нужно срочно припаять какую-нибудь деталь, а под рукой нет нужного инструмента. Приложив малость усилий и использовав нехитрые комплектующие, можно смастерить паяльник в домашних условиях.

Самодельный паяльник: сложная конструкция

Список необходимых материалов:

Также понадобятся несколько вспомогательных вещей:

источник тепловой энергии (подойдет газовая или электрическая плита);
слесарные инструменты (пассатижи, напильник, пинцет);
деревянный или пластмассовый шпатель небольшого размера;
ветошь для удаления с прибора изолирующей смеси.

Пошаговая инструкция изготовления

Инструмент из резистора

Как сделать паяльник в домашних условиях, используя пассивный элемент электрической цепи? Используя резистор С5−35 В (R=20 Ом, P=7 Вт), можно сконструировать неплохой автомобильный паяльник для электротехнических работ в гараже. Питаться он будет от двенадцативольтового аккумулятора. Керамический резистор , как известно, способен выдерживать высокую температуру, обладает рассеиваемой мощностью от 3 до 150 Вт. Для изготовления корпуса элемента используют жаростойкую керамику, в качестве рабочего элемента выступает тонкая нихромовая проволока.

Этапы работы

Низковольтное приспособление из шариковой ручки

Для изготовления паяльника понадобятся следующие атрибуты:

канцелярская ручка;
резистор типа МЛТ;
кусок двухстороннего текстолита;
стальная проволока (d=0,5 мм);
медная проволока диаметром (d=1 мм).

Мини-паяльник своими руками

Простейшим миниатюрным паяльником можно работать с разными мелкими устройствами и деталями. С помощью такого инструмента можно без проблем проводить демонтаж или запайку самых мелких радиодеталей и микросхем.

Схема сборки мини-паяльника довольно проста и не требует специальных навыков. Конструкция собирается из подручных материалов, которые есть в каждом доме.

Питание паяльнику обеспечивает трансформатор от бытового прибора. Можно использовать любой микротрансформатор от кадровой развертки неисправного телевизора. Рабочим жалом делают тонкую медную проволоку, которую просто вставляют в нагревательный элемент.

Разумеется, профессионалы пользуются современными паяльными станциями и теромовоздушными фенами, но эти устройства стоят дорого и доступны лишь специалистам сервисных служб. Простой обыватель , сумевший сделать паяльник своими руками, имеет возможность починить электрический прибор, не обращаясь в сервисный центр.

Паяльник – незаменимый прибор для радиолюбителей и домашних умельцев. Часто возникает потребность паять в удалении от электророзетки 220 В и использовать для подключения, например, 12-вольтовый автомобильный аккумулятор. При пайке сверхминиатюрных устройств необходимы мини паяльники с особыми характеристиками. В связи с этим многие задаются вопросом, как сделать паяльник своими руками, получив удобный аппарат и сэкономив при этом средства.

Паяльник для SMD

Устройства SMD – это микросхемы в мобильных телефонах, ноутбуках или планшетах. Монтаж элементов схем ведется на площадке с контактами, где существует тепловой барьер для недопущения распространения тепла по дорожкам.

Требования к паяльнику для SMD:

Мощность не должна быть больше 10 Вт;
Температура паяльника не должна быть больше той, которую выдерживает элемент микросхемы;
Если жало чересчур холодное, то долгая процедура пайки может еще хуже повлиять на деталь из-за длительного времени теплового воздействия;
Надо добиться нагрева жала примерно на 40°C выше, чем температура, при которой плавится припой. Здесь главная помеха – инерция паяльника.

Материал для изготовления жала

Самое лучшее жало – медь никелированная, с присадками. Это самый дорогой материал и найти его для изготовления паяльника своими руками проблематично.

Жало из бронзы или латуни не подходит для пайки SMD плат, потому что оно обладает высокой тепловой инерцией.

У жала из меди тоже есть недостатки: небольшой срок службы из-за обгорания, но его элементарно можно менять. Зато медь обладает высокой теплопроводностью, и лучше материала для работ с миниатюрными платами нет.

Сделать мини паяльник своими руками можно из резистора МЛТ-0,5. Его трубка достаточно тонкая и не будет мешать нагревать жало.

Что необходимо подготовить:

корпус от простой шариковой ручки;
МЛТ-0,5 с сопротивлением от 5 до 10 Ом;
кусок текстолита 1-3 см;
проволока стальная 0,8 мм;
проволока медная 1 мм.

Этапы изготовления

Зачистить резистор от краски острым предметом. Если счищается плохо, подключить к источнику тока для прогрева;

С одного конца резистора срезать вывод и просверлить отверстие, в которое вставляется отрезок медной проволоки – будущего жала паяльника. Второй вывод выпрямить и оставить, он будет служить одним токопроводом;

Важно! Жало должно входить в отверстие в керамическом корпусе, но не касаться стенок боковой металлической чашки. Для этого отверстие в чашке должно быть немного шире, чем в корпусе. Кстати, корпус с отверстиями существует только у отечественных резисторов.

По поверхности этой же металлической чашки делается пропил для укладки второго токопровода;
Второй токопровод изготавливается из стальной проволоки, которая сгибается так, чтобы в середине образовалось незамкнутое кольцо, плотно укладываемое в сделанный пропил;

В верхней части корпуса шариковой ручки либо какого-то другого подходящего полого пластмассового стержня должна быть установлена плата из двустороннего текстолита, которой придается необходимая форма;
Кольцо из стальной проволоки надевается на чашечку и припаивается для обеспечения хорошего контакта. Этот минусовой токопровод еще служит в качестве скрепляющего элемента;
К верхней части платы из текстолита припаиваются с двух сторон токопроводы, а к нижней части – проводники, которые продеваются в пластиковую трубку (корпус ручки);
Перед тем, как поставить жало, внутрь надо поместить крохотный осколок слюды, чтобы медь не соприкасалась с находящейся на другом конце чашкой резистора. Жало можно периодически заменять.

Для подводящего провода хорошо взять МГТФ. Его изоляция выдерживает случайное соприкосновение с нагревательным элементом. Пайка таким инструментом, изготовленным в домашних условиях, выполняется с обыкновенным припоем и флюсом. Самодельный паяльник запитывается от БП. Надо получить на выходе 7-10 В, в зависимости от сопротивления резистора. Неплохо использовать БП, где можно регулировать напряжение.

Паяльник из резистора

Проволочный резистор – это уже имеющийся нагреватель из нихрома. Он способен разогреться до 250°C, когда мощность рассеивается в окружающее пространство. Если установить жало, которое будет отводить тепло, резистор длительно выдерживает двукратную перегрузку по мощности. Жало при этом нагреется до 300°C. Можно и увеличить нагрев, создав трехкратную перегрузку, но тогда самодельный паяльник необходимо периодически (через 1,5 ч.) отключать.

При расчете паяльника учитывается сопротивление и мощность резистора. Резистор надо взять типа ПЭВ, старый, но еще выпускающийся. Они покрыты стекловидной эмалью, выдерживают многоразовый перегрев, могут только потемнеть.

Важно! Резисторы типа С5-35В, которые нельзя использовать, окрашены со всех сторон. Краска полностью не удаляется. Когда греется изготовленный из них прибор, краска плавится, жало может прикипеть навечно, без возможности замены.

Из резистора ПЭВ-10 можно сконструировать паяльник мощностью 30-40 Вт. При этом, если запитывать его от 12-вольтового источника, сопротивление должно быть примерно 5 Ом. Если прибор будет работать от сети 220 В, надо использовать ПЭВ-20 со значительно большим сопротивлением. Конструкция такого паяльника похожа по принципу, но отличается по исполнению.

Как сделать мини паяльник из резистора, питающийся от 12-вольтового источника напряжения, можно рассмотреть на примере:

Нужно подготовить конструкцию жала, чтобы оно вплотную вставлялось в керамический корпус. Берется медный стержень диаметром, примерно соответствующим размеру отверстия в корпусе, и высверливается с двух сторон: под жало, которым будет стержень несколько меньшего размера, и под болт для крепежа. В обоих отверстиях надо нарезать резьбу, как и на поверхности жала;

На большем стержне делается пропил, куда надевается кольцо для фиксации всей конструкции;
Теперь надо припаять электрический шнур к выводам резистора и сделать удобную ручку из изоляционного материала. Для защиты и укрепления медных выводов резистора сверху можно прикрепить на них металлические зажимные скобы.

Важно! Рабочий ток изготовленного мини паяльника не должен быть выше 1 А.

Это две самые простые конструкции электропаяльника. Опытные домашние мастера могут их усложнить, не используя резистор, а сделав нагревательный элемент самостоятельно.

Собрать паяльник своими руками домашних (и не только) мастеров побуждают прежде всего экономические соображения. Простой паяльник на 220 В для обычных мелких спаечных работ лучше, конечно, купить. Однако и его возможно доработать, не разбирая, чтобы продлить жизнь жала. Но вот «топор» на 150-200 Вт, которым можно паять металлические водопроводные трубы, стоит уже не 4,25, а вдесятеро больше. И не советских рублей, а вечнозеленых условных единиц. Та же проблема возникает, если паять нужно вне доступности электросети от автомобильных 12 В или карманного литий-ионного аккумулятора. Как самостоятельно сделать паяльник на такие случаи, и не только на такие, рассматривается в сегодняшней публикации.

Что такое smd

Sub Micro Devises, сверхминиатюрные устройства. Наглядно можно увидеть smd, открыв мобильный телефон, смартфон, планшет или компьютер. По технологии smd малюсенькие (возможно, меньше среза спички) компоненты без проволочных выводов монтируются пайкой на контактные площадки, по терминологии smd называемые полигонами. Полигон может быть с тепловым барьером, предотвращающим растекание тепла по дорожкам печатной платы. Тут опасность не только и не столько в возможности отслоения дорожек – от нагрева может порваться пистон, соединяющий слои монтажа, что приведет устройство в полную негодность.

Паяльник для smd должен быть не только микромощным, до 10 Вт. Запас тепла в его жале не должен превышать того, который может выдержать паяемая деталь. Но долгая пайка слишком холодным паяльником еще более опасна: припой все не плавится, но деталюшка-то греется. А на режим пайки существенно влияет наружная температура, и тем больше, чем меньше мощность паяльника. Поэтому паяльники для smd выполняются либо с ограничением времени и/или величины теплоотдачи при пайке, либо в оперативной, на протяжении текущей технологической операции, регулировкой температуры жала. Причем держать ее нужно на 30-40 градусов выше температуры плавления припоя с точностью буквально до 5-10 градусов; это т. наз. допустимый температурный гистерезис жала. Этому очень мешает тепловая инерция самого паяльника, и основная задача при конструировании такового – добиться его возможно меньшей постоянной времени по теплу, см. далее.

Сделать паяльник в домашних условиях возможно для любой из указанных целей. В т.ч. и мощный для пайки стального либо медного водопровода, и достаточно точный мини для smd.

Примечание: вообще-то в паяльнике жало это рабочая (залуживаемая) часть его стержня. Но, поскольку стержни бывают и другие разные, будем для ясности считать весь стержень жалом. Если рабочая часть паяльника насаживается на стержень, она называется наконечником. Примем, что наконечник со стержнем это тоже жало.

Самый простой

Пока не будем вдаваться в сложности. Допустим, нам нужен обычный паяльник на 220В без затей. Идем выбирать и видим, разница в ценах достигает 10 и более раз. Разбираемся – почему. Первое: нагреватель, нихромовый или керамический. Последний (не «альтернативный»!) практически вечен, но, если паяльник уронить на твердый пол, может расколоться. Жало паяльников на керамике обязательно несменное – значит, надо покупать новый. А нихромовый нагреватель, если паяльник не забывать включенным на ночь, служит более 10 лет; при эпизодическом пользовании – свыше 20. И в крайнем случае его можно перемотать.

Разница в цене сократилась теперь до 3-4 раз, в чем еще дело? В жале. Никелированное из меди со специальными присадками мало растворяется припоем и очень медленно пригорает в обойме паяльника, но стоит дорого. Латунное или бронзовое хуже греется, и паять им smd нельзя – температурный гистерезис никак не удается вогнать в норму вследствие много худшей, чем у меди, теплопроводности материала. Красномедное жало и съедается припоем, и довольно быстро распухает от окиси меди, но зато дешевле.

Примечание: жало из электротехнической меди (отрезок обмоточного провода) для обычного паяльника непригодно – быстро растворяется и обгорает. Однако для smd такое жало самое то, его теплопроводность максимально возможная, а тепловая инерция и гистерезис минимальны. Правда, менять его придется часто, но жало-то со спичку или меньше.

С обгоранием и распуханием красномедного жала можно бороться просто аккуратностью: окончив работу и дав паяльнику остыть, жало вынимают, обколачивают от окисла, постукивая о край стола, а канал обоймы паяльника продувают. С растворением припоем хуже: часто подтачивать жало неудобно и оно быстро срабатывается.

Сделать жало для паяльника из обычной красной меди в разы более стойким к действию расплавленного припоя можно, не заточив его рабочий конец, а проковав до нужной формы. Холодная медь отлично куется обычным слесарным молотком на наковальне настольных тисков. У автора этой статьи в древнем советском ЭПЦН-25 кованое жало сидит уже более 20 лет, хотя в работе этот паяльник бывает если не каждый день, то уж точно каждую неделю.

Простой из резистора

Расчет

Самый простой паяльник можно сделать из проволочного резистора, это готовый нихромовый нагреватель. Рассчитать его также несложно: при рассеивании номинальной мощности в свободном пространстве проволочные резисторы греются до 210-250 градусов. С теплоотводом в виде жала «проволочник» держит долговременную перегрузку по мощности в 1,5-2 раза; температура жала при этом будет не ниже 300 градусов. Ее можно повысить до 400, дав перегрузку по мощности в 2,5-3 раза, но тогда после 1-1,5 час работы паяльнику нужно будет давать остыть.

Рассчитывают необходимое сопротивление резистора по формуле: R = (U^2)/(kP), где:

R – искомое сопротивление;

U – рабочее напряжение;

P – требуемая мощность;

k – указанный выше коэффициент перегрузки по мощности.

Напр., нужен паяльник на 220 В 100 Вт для пайки медных труб. Теплоотдача большая, поэтому берем k = 3. 220^2 = 48400. kP = 3*100 = 300. R = 48400/300 = 161,3… Ом. Берем резистор на 100 Вт 150 или 180 Ом, т.к. «проволочников» на 160 Ом не бывает, этот номинал из ряда на 5% допуск, а «проволочники» не точнее 10%.

Обратный случай: есть резистор на мощность p, какой мощности из него можно сделать паяльник? От какого напряжения его запитывать? Вспоминаем: P = U^2/R. Берем P = 2 p. U^2 = PR. Берем из этой величины квадратный корень, получаем рабочее напряжение. Напр., есть резистор 15 Вт 10 Ом. Мощность паяльника выходит до 30 Вт. Берем квадратный корень из 300 (30 Вт*10 Ом), получаем 17 В. От 12 В такой паяльник разовьет 14,4 Вт, можно паять мелочь легкоплавким припоем. От 24 В. От 24 В – 57,6 Вт. Перегрузка по мощности почти в 6 раз, но изредка и недолго спаять этим паяльником что-то большое возможно.

Изготовление

Как сделать паяльник из резистора, показано на рис. выше:

Подбираем подходящий резистор (поз. 1, см. также далее).
Готовим детали жала и крепеж к нему. Под кольцевую пружину надфилем выбирается канавка на стержне. Под болт (винт) и наконечник делаются резьбовые глухие отверстия, поз. 2.
Собираем стержень с наконечником в жало, поз.3.
Закрепляем жало в резисторе-нагревателе болтом (винтом) с широкой шайбой, поз. 4.
Крепим нагреватель с жалом к подходящей рукоятке любым удобным способом, поз. 5-7. Одно условие: термостойкость рукоятки не ниже 140 градусов, до такой температуры могут нагреваться выводы резистора.

Тонкости и нюансы

Описанный выше паяльник из резисторов на 5-20 Вт делали многие (в т.ч. и автор во дни пионерской молодости) и, попробовав, убеждались – работать им всерьез нельзя. Греется невыносимо долго, и паяет только мелочь тычком – слой керамики мешает теплопередаче от нихромовой спирали в жало. Именно поэтому нагреватели фабричных паяльников мотаются на слюдяные оправки – теплопроводность слюды на порядки выше. К сожалению, свернуть слюду в трубочку дома невозможно, да и мотать нихром 0,02-0,2 мм дело тоже не для каждого.

Но вот с паяльниками от 100 Вт (резисторы от 35-50 Вт) дело другое. Тепловой барьер из керамики в них относительно тоньше, слева на рис., а запас тепла в массивном жале на порядок больше, т.к. его объем растет по кубу размеров. Качественно пропаять стык медных труб 1/2″ 200 Вт паяльником из резистора вполне возможно. Особенно, если жало не сборное, а цельное кованое.

Примечание: проволочные резисторы выпускаются на мощность рассеяния до 160 Вт.

Только для паяльника надо искать резисторы старых типов ПЭ или ПЭВ (в центре на рис., в производстве до сих пор). Их изоляция остеклованная, выдерживает многократный нагрев до светло-красного без потери свойств, только темнеет, остывая. Керамика внутри чистая. А вот резисторы С5-35В (справа на рис.) крашеные, внутри тоже. Снять краску в канале полностью невозможно – керамика пористая. При нагреве краска обугливается и жало прикипает намертво.

Регулятор для паяльника

Пример с низковольтным паяльником из резистора приведен выше не зря. Резистор ПЭ (ПЭВ) из хлама или с железного базара чаще всего оказывается неподходящего номинала под наличное напряжение. В таком случае нужно делать регулятор мощности для паяльника. В наши дни это гораздо проще даже людям, имеющим об электронике самое смутное представление. Идеальный вариант – купить у китайцев (ну, Али Экспресс, а то как же) готовый универсальный регулятор напряжения и тока TC43200, см. рис. справа; стоит он недорого. Допустимое входное напряжение 5-36 В; выходное – 3-27 В при токе до 5 А. Напряжение и ток выставляются отдельно. Поэтому можно не только выставить нужное напряжение, но и регулировать мощность паяльника. Есть, напр., инструмент на 12 В 60 Вт, а сейчас нужно 25 Вт. Выставляем ток в 2,1 А, на паяльник пойдет 25,2 Вт и ни милливаттом больше.

Примечание: для использования с паяльником штатные многооборотные регуляторы TC43200 лучше заменить обычными потенциометрами с градуированными шкалами.

Импульсные

Многие предпочитают импульсные паяльники: они лучше подходят для микросхем и др. мелкой электроники (кроме smd, но см. и далее). В ждущем режиме жало импульсного паяльника или холодное, или немного подогревается. Паяют, нажав на кнопку пуска. Жало при этом быстро, за доли-единицы с, греется до рабочей температуры. Контролировать пайку очень удобно: растекся припой, выдавил из капли флюс – отпустил кнопку, жало так же быстро остыло. Нужно только успеть его убрать, чтобы не припаялось туда же. Опасность сжечь компонент, имея некоторый опыт, минимальна.

Типы и схемы

Импульсный разогрев жала паяльника возможен несколькими способами в зависимости от рода работы и требований к эргономике рабочего места. В любительских условиях, или мелкому ИП-одиночке импульсный паяльник удобнее и доступнее будет сделать по одной из след. схем:

С токоведущим жалом под током промышленной частоты;
С изолированным жалом и форсированным его разогревом;
С токоведущим жалом под током высокой частоты.

Электрические принципиальные схемы импульсных паяльников указанных типов приведены на рис: поз. 1 – с токоведущим жалом промышленной частоты; поз. 2 – с форсированным подогревом изолированного жала; поз. 3 и 4 – с токоведущим жалом высокой частоты. Далее мы разберем их особенности, достоинства, недостатки и способы реализации в домашних условиях.

50/60 Гц

Схема импульсного паяльника с жалом под током промышленной частоты наиболее проста, но это не единственное ее достоинство, и не главное. Потенциал на жале такого паяльника не превышает долей вольта, поэтому он безопасен для самых нежных микросхем. Пока не появились индукционные паяльники системы METCAL (см. далее), именно импульсниками промышленной частоты работала значительная часть монтажников на производстве электроники. Недостатки – громозкость, значительный вес и, как следствие, плохая эргономика: на смене длинее 4 час. работники уставали и начинали ошибаться. Но в любительском обиходе импульсных паяльников промышленной частоты до сих пор много: Зубр, Сигма (Sigma), Светозар и др.

Устройство импульсного паяльника на 50/60 Гц показано на поз. 1 и 2 рис. Видимо, ради экономии на издержках производства изготовители чаще всего применяют в них трансформаторы на сердечниках (магнитопроводах) типа П (поз 2), но это далеко не оптимальный вариант: чтобы паяльник паял как ЭПЦН-25, мощность трансформатора нужна 60-65 Вт. Вследствие большого поля рассеяния трансформатор на П-сердечнике в режиме КЗ сильно греется, а время разогрева жала доходит до 2-4 с.

Если П-сердечник заменить на ШЛ от 40 Вт с вторичной обмоткой из медной шины (поз. 3 и 4), то паяльник выдерживает часовую работу с интенсивностью 7-8 паек в минуту без недопустимого перегрева. Для работы в режиме периодических кратковременных КЗ число витков первичной обмотки увеличивают на 10-15% против расчетного. Данное исполнение выгодно и тем, что жало (медная проволока диаметром 1,2-2 мм) можно крепить непосредственно к выводам вторичной обмотки (поз. 5). Поскольку ее напряжение доли вольта, это еще увеличивает экономичность паяльника и удлиняет время его работы до перегрева.

С форсированным подогревом

Схема паяльника с форсированным подогревом особых пояснений не требует. В дежурном режиме нагреватель работает на четверти номинальной мощности, а при нажатии на пуск в него выбрасывается накопленная в батарее конденсаторов энергия. Отключая/подключая к батарее емкости, можно довольно грубо, но в допустимых пределах дозировать количество выделяемого жалом тепла. Достоинство – полное отсутствие наведенного потенциала на жале, если оно заземлено. Недостаток – на имеющихся в широкой продаже конденсаторах схема реализуема лишь для резисторных мини-паяльников, см. далее. Применяется в основном для эпизодических работ на не насыщенных компонентами платах гибридной сборки, smd + обычный печатный монтаж в сквозные пистоны.

На высокой частоте

Импульсные паяльники на повышенной или высокой частоте (десятки или сотни кГц) весьма экономичны: тепловая мощность на жале почти равна паспортной электрической инвертора (см. ниже). Также они компактны и легки, а их инверторы пригодны для питания резисторных мини-паяльников постоянного нагрева с изолированным жалом, см. далее. Нагрев жала до рабочей температуры – за доли с. В качестве регулятора мощности без доработок применим любой тиристорный регулятор напряжения 220 В. Могут быть запитаны постоянным напряжением 220 В.

Примечание: на мощность свыше ок. 50 Вт ВЧ импульсный паяльник делать не стоит. Хотя, напр. компьютерные ИПБ бывают мощностью до 350 Вт и более, но жало на такую мощность сделать практически невозможно – или не прогреется до рабочей температуры, или само расплавится.

Серьезный недостаток – на рабочих частотах сказывается влияние собственной индуктивности жала и вторичной обмотки. Из-за этого на жале на время более 1 мс может возникать наведенный потенциал свыше 50 В, что опасно для компонент КМОП (КМДП, CMOS). Также существенный недостаток – оператор облучается потоком мощности электромагнитного поля (ЭМП). Работать импульсным ВЧ паяльником мощностью 25-50 Вт можно не более часа в день, а до 25 Вт – не более 4-х час, но не более 1,5 час кряду.

Самый простой способ схемной реализации инвертора импульсного ВЧ паяльника на 25-30 Вт для обычных спаечных работ – на основе сетевого адаптера галогеновой лампы на 12 вольт, см. поз. 3 рис. со схемами. Трансформатор можно намотать на сердечнике из 2-х сложенных вместе колец К24х12х6 из феррита с магнитной проницаемостью μ не ниже 2000, или на Ш-образном магнитопроводе из такого же феррита сечением не менее 0,7 кв. см. Обмотка 1 – 250-260 витков эмалированного провода диаметром 0,35-0,5 мм, обмотки 2 и 3 – по 5-6 витков такого же провода. Обмотка 4 – 2 витка в параллель провода диаметром от 2 мм (на кольце) или оплетки от телевизионного коаксиального кабеля (поз. 3а), также запараллеленных.

Примечание: если паяльник более чем на 15 Вт, то транзисторы MJE13003 лучше заменить на MJE130nn, где nn>03, и поставить из на радиаторы площадью от 20 кв. см.

Вариант инвертора для паяльника до 16 Вт может быть выполнен на базе импульсного пускового устройства (ИПУ) для ЛДС или начинки перегоревшей лампочки-экономки соотв. мощности (не бейте колбу, там пары ртути!) Доработку иллюстрирует поз. 4 на рис. со схемами. То, что выделено зеленым, может быть различно в ИПУ разных моделей, но нам оно все равно. Нам нужно удалить пусковые элементы лампы (выделено красным на поз. 4а) и замкнуть накоротко точки А-А. Получим схему поз. 4б. В ней параллельно фазосдвигающему дросселю L5 подключается трансформатор на одном таком же кольце, как в пред. случае или на Ш-образном феррите от 0,5 кв. см (поз. 4в). Первичная обмотка – 120 витков провода диаметром 0,4-0,7; вторичная – 2 витка провода D>2 мм. Жало (поз. 4г) из такого же провода. Готовое устройство компактно (поз. 4д) и может быть помещено в удобный корпус.

Мини и микро на резисторах

Паяльник с нагревательным элементом на основе металлопленочного резистора МЛТ конструктивно аналогичен паяльнику из проволочного резистора, но выполняется на мощность до 10-12 Вт. Резистор работает с перегрузкой по мощности в 6-12 раз, т.к., во-первых, теплоотвод через относительно толстое (но абсолютно более тонкое) жало больше. Во-вторых, резисторы МЛТ физически в разы меньше ПЭ и ПЭВ. Отношение их поверхности к объему соотв. увеличивается и теплоотдача в окружающую среду относительно растет. Поэтому паяльники на резисторах МЛТ делаются только в вариантах мини и микро: при попытке увеличить мощность маленький резистор сгорает. Хотя МЛТ для спецприменения выпускаются на мощность до 10 Вт, своими силами реально сделать только паяльник на МЛТ-2 для мелких дискретных компонент (россыпи) и небольших микросхем, см. напр. видео ниже:

Видео: микро-паяльник на резисторах

Примечание: цепочка резисторов МЛТ может быть также использована в качестве нагревателя автономного аккумуляторного паяльника для обычных спаечных работ, см. след. ролик:

Видео: аккумуляторный мини-паяльник

Гораздо интереснее сделать мини паяльник из резистора МЛТ-0,5 для smd. Керамическая трубочка – корпус МЛТ-0,5 – очень тонкая и почти не препятствует теплопередаче на жало, но не пропустит тепловой импульс в момент касания полигона, отчего частенько сгорают компоненты smd. Подобрав жало (что требует довольно значительного опыта), smd таким паяльником можно не спеша паять, непрерывно контролируя в микроскоп процесс.

Процесс изготовления такого паяльника показан на рис. Мощность – 6 Вт. Нагрев либо непрерывный от инвертора из описанных выше, либо (лучше) с форсироваанным подогревом постоянным током от ИП на 12 В.

Примечание: как сделать усовершенствованный вариант такого паяльника с более широким диапазоном применения, подробно описано здесь – oldoctober.com/ru/soldering_iron/

Индукционные

Индукционный паяльник на сегодняшний день вершина технических достижений в области пайки металлов эвтектическими припоями. В сущности, паяльник с индукционным нагревом это миниатюрная индукционная печь: ВЧ ЭМП катушки-индуктора поглощается металлом жала, которое при этом греется вихревыми токами Фуко. Изготовить своими руками индукционный паяльник не так уж сложно, если есть в распоряжении источник токов ВЧ, напр. компьютерный импульсный блок питания, см. напр. сюжет

Видео: индукционный паяльник

Однако качественно-экономические показатели индукционных паяльников для обычных спаечных работ невысоки, чего не скажешь об их вредном влиянии на здоровье. Фактически единственное их преимущество – прикипевшее к обойме в корпусе жало можно выдирать, на опасаясь порвать нагреватель.

Гораздо больший интерес представляют индукционные мини-паяльники системы METCAL. Их внедрение на производстве электроники позволило уменьшить процент брака из-за ошибок монтажников в 10000 раз (!) и удлинить рабочую смену до нормальной, причем работники расходились после нее бодрыми и дееспособными во всех прочих отношениях.

Устройство паяльника типа METCAL показано слева вверху на рис. Изюминка – в ферроникелевом покрытии жала. Паяльник питается ВЧ точно выдержанной частоты 470 кГц. Толщина покрытия выбрана такой, что на данной частоте вследствие поверхностного эффекта (скин-эффекта) токи Фуко сосредотачивались только в покрытии, которое сильно греется и передает тепло в жало. Самое жало оказывается заэкранированным от ЭМП и наведенные потенциалы на нем не возникают.

Когда покрытие прогреется до точки Кюри, выше которой по температуре ферромагнитные свойства покрытия исчезают, оно поглощает энергию ЭМП гораздо слабее, но ВЧ в медь все равно не пускает, т.к. электрическую проводимость сохраняет. Остыв ниже точки Кюри само по себе или вследствие оттока тепла на пайку, покрытие вновь начинает интенсивно поглощать ЭМП и подогревает жало. Таким образом, жало держит температуру, равную точке Кюри покрытия с точностью буквально до градуса. Тепловой гистерезис жала при этом ничтожен, т.к. определяется тепловой инерцией тонкого покрытия.

Во избежание вредного влияния на людей паяльники выпускаются с несменными жалами, наглухо закрепленными в картридже коаксиальной конструкции, по которому и подводится к катушке ВЧ. Картридж вставляется в ручку паяльника – держатель с коаксиальным разъемом. Картриджи выпускаются типов 500, 600 и 700, что соответствует точке Кюри покрытия в градусах Фаренгейта (260, 315 и 370 градусов Цельсия). Основной рабочий картридж – 600; 500-м паяют особо мелкие smd, а 700-м крупные smd и россыпь.

Примечание: чтобы перевести градусы Фаренгейта в Цельсия, нужно от фаренгейтов отнять 32, умножить остаток на 5 и поделить на 9. Если надо наоборот, к цельсиям добавляем 32, результат множим на 9 и делим на 5.

Все замечательно в паяльниках METCAL, кроме цены картриджа: за «(название фирмы) новый, хороший» – от $40. «Альтернативные» в полтора раза дешевле, но вырабатываются вдвое быстрее. Сделать самому жало METCAL нереально: покрытие наносится напылением в вакууме; гальваническое при температуре Кюри мгновенно отслаивается. Посаженная на медь тонкостенная трубка не обеспечит абсолютного теплового контакта, без чего METCAL превращается просто в плохой паяльник. Тем не менее, сделать самому почти полный аналог паяльника METCAL, причем со сменным жалом, хоть и трудно, но возможно.

Индукционный для smd

Устройство самодельного индукционного паяльника для микросхем и smd, по рабочим качествам аналогичного METCAL, показано справа на рис. Когда-то похожие паяльники применялись на спецпроизводстве, но METCAL их полностью вытеснили благодаря лучшей технологичности и большей рентабельности. Однако для себя такой паяльник сделать можно.

Его секрет – в соотношении плеч наружной части жала и выступающего из катушки внутрь хвостовика. Если оно такое, как показано на рис. (приблизительно), а хвостовик покрыт теплоизоляцией, то тепловой фокус жала не выйдет за пределы обмотки. Хвостовик будет, конечно, горячее кончика жала, но их температуры будут меняться синхронно (теоретически термогистерезис нулевой). Раз настроив автоматику с помощью дополнительной термопары, измеряющей температуру кончика жала, дальше можно паять спокойно.

Роль точки Кюри играет таймер. Сигналом от терморегулятора на подогрев он обнуляется, напр., открыванием ключа, шунтирующего накопительную емкость. Запускается таймер сигналом, свидетельствующим о фактическом начале работы инвертора: напряжение с дополнительной обмотки трансформатора из 1-2 витков выпрямляется и разблокирует таймер. Если паяльником долго не паяют, таймер спустя 7 с выключит инвертор, пока жало не остынет и терморегулятор не выдаст новый сигнал на подогрев. Суть здесь в том, что термогистерезис жала пропорционален отношению времен выключенного и включенного нагрева жала O/I, а средняя мощность на жале обратному I/O. До градуса такая система температуру жала не держит, но +/–25 Цельсия при рабочей жала 330 обеспечивает.

В заключение

Так какой же паяльник делать? Мощный из проволочного резистора однозначно стоит: расходов на него всего ничего, есть не просит, а выручить может основательно.

Стоит также сделать, чтобы был на хозяйстве, простой паяльник для smd из резистора МЛТ. Кремниевая электроника выдохлась, она в тупике. Квантовая уже на подходе, и вдали явственно замаячила графеновая. Напрямую с нами та и другая не сопрягаются, как компьютер через экран, мышку и клавиатуру или смартик/планшетка через экран и сенсоры. Поэтому кремниевое обрамление в устройствах будущего останется, но исключительно smd, а теперешняя россыпь покажется чем-то вроде радиоламп. И не думайте, что это фантастика: всего 30-40 лет тому назад ни один фантаст до смартфона не додумался. Хотя первые образцы мобильников тогда уже были. А утюг или пылесос «с мозгами» тогдашним мечтателям и в дурном сне в голову не пришли бы.

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Паяльник – универсальный и полезный инструмент, который пригодится любому хозяину. Для его использования не требуется особых, специфических навыков, да и изготовить паяльник при желании можно из подручных средств. Ниже мы представим три самых актуальных инструкции, как правильно сделать паяльник своими руками в домашних условиях.

Вариант №1 – Используем резистор

Кто сказал, что сопротивление бесполезно? В нашем случае именно при помощи него мы создадим прибор, который будет работать с напряжением от 6 до 24 В. Для его изготовления нам понадобится:

Резистор с параметрами: R=20 Ом, P= 7 Вт;
Пластина из текстолита (с её помощью создаём держатель);
2 куска медной проволоки, с разным сечением. Тонкий прутик пригодится, если нужно будет использовать меньшее жало, более толстый, в свою очередь, должен соответствовать внутреннему диаметру резистора.
1 отделённое кольцо пружинки (в качестве элемента крепления), винт и шайба.

Фото паяльника своими руками, а также всех элементов в отдельности, представлены ниже.

Порядок действий выглядит следующим образом:

В боковой части прута проделываем отверстие и создаём резьбу для винта. Кроме этого, нужно будет прорезать отдельную выемку для фиксирующей детали (пружинное кольцо, о котором было сказано выше).

С другой стороны (также торцевой) создаём отверстие по диаметру меньшего прута. Последний будет использоваться в качестве жала.

Согласно примеру (на фото), складываем детали между собой в общий механизм. Вставляем жало, доделываем крепёж, присоединяем шайбу и винт.

Из текстолитового полотна формируем ручку, на которой оставляем мини-отсек под провод и резистивный элемент. К месту, где находится доступ до нагревателя, подключаем шнур для включения в розетку.

Дополнительно подкручиваем узлы и проверяем прибор на работоспособность. Если всё было проделано правильно, и паяльник успешно работает, его можно применять для пайки стандартных радиоэлементов, а также простых микросхем. Миниатюрное изделие будет простым и удобным в эксплуатации.

Вариант №2 – Новый взгляд на шариковую ручку

С одной стороны, оригинальная, а с другой – вполне простая вариация самодельного прибора. Мы снова-таки берём источник сопротивления, только в этот раз нам понадобится не ПЭВ-резистор (как для первого типа изделия), а МЛТ. Рекомендуемые параметры: R=10 Ом, P=0.5 Вт.

Кроме него, нужно подготовить:

шариковую ручку (подойдёт самая обычная);
текстолитовую пластину (2-стороннюю);
проволоку из меди (1 мм в диаметре);
проволоку из стали (максимальный диаметр – 0,8 мм). Материал должен иметь оптимальную мягкость – не деформироваться сам
по себе, но при этом, чтобы ему с помощью усилия можно было придать нужную форму;
проводки для подведения электричества.

Процесс изготовления поэтапно:

Убираем лакокрасочное покрытие с внешней стороны резистора. Если покрытие не хочет сниматься, слегка нагреваем резистор.
Срезаем проволоку с одной стороны цилиндрической части резистора и проделываем вместо неё отверстие для нашего медного прута.

Важно! Проволока не должна находиться в контакте с чашкой, для этого отверстие просверливаем сверлом большего диаметра. Дополнительно создаём деликатный пропил для протекания тока, на самой чашечке резистивного элемента.

Выгибаем проволоку из стали так, чтобы она получила форму ручки. Создаём крепёжный участок с кольцом, диаметром, аналогичным тому, что мы выпилили на чашке. Из текстолитовой пластины вырезаем плату (пример внешнего вида показан на снимке).

Собираем конструкцию. Помещаем тонкое жало на подготовленный участок. При помощи специального материала (керамического) между жалом и тыльной частью резистора, формируем защитную прослойку. Это – необходимая мера, для того чтобы избежать риска прожигания детали.

Подключаем наш прибор к системе питания. Допустимые параметры: I=1 А, U=15 В.

Опять-таки, способ вполне доступный для реализации простому любителю. «Ингредиенты» можно достать из старой техники. При этом такие виды и комплектации самодельных паяльников без проблем смогут выпаивать детали поверхностного монтажа из стандартных печатных плат.

Вариант №3 – Задаём импульс

Этот способ для более продвинутых мастеров. Здесь вам понадобится умение читать чертежи среднего уровня. Схему и устройство паяльников данного типа рассмотрим на примере.

Главный плюс этого прибора – более высокая мощность, благодаря которой жало будет нагреваться гораздо быстрее, буквально за несколько секунд после подачи питания. Стержень, достигший оптимальной температуры, без проблем сможет растопить оловянный слой.

Есть вариант создать такой паяльник из блока питания с импульсом, используя прибор, встраиваемый в лампу дневного излучения. Нужно будет слегка усовершенствовать схему.

Итак, перечень материалов в нашем случае будет следующим:

Кольцо от импульсного преобразователя (материал – феррит). Важно: первичная совокупность витков на трансформаторном устройстве должна насчитывать 100 единиц, в идеале – не больше 120. Диаметр – 0,5 мм. Дополнительная обмотка – в виде единого витка медной шины, с максимально допустимым диаметром – 3,5 мм.

Провод из меди (диаметр: 1,5-2 мм). Используется для создания стержня.

Как сделать паяльник своими руками из всего этого? Да очень просто! Понадобится буквально пару действий – соединить между собой стержень и вторичную обмотку, которая, в принципе, изначально и входит в его состав. Далее произвольный вывод грузила нужно будет подключить к сетевой обмотке. И всё, устройство готово!

Три вышеописанных варианта наиболее часто используются любителями для создания самодельных паяльных приборов. Дополнительно рекомендуем изучить видео о том, как сделать регулятор мощности и температуры для паяльника своими руками, стенд для закрепления устройства и т.п. периферийные устройства.

Если же выбирать, какой из трёх способов предпочтительнее, отметим, что первые два легче всего реализовать. Импульсное устройство получится создать не у каждого, да и в плане эксплуатации оно требует некоторых навыков. Но при этом и позволяет реализовать более серьёзные задачи. Поэтому выбор за вами!

Фото паяльников своими руками

Январь 2018 г.

Многие уверены, что в домашних условиях невозможно самому изготовить хороший паяльник, который не только не уступал бы заводским образцам, но и превосходил их. И это, конечно, правда, но с одной оговоркой: такая задача невыполнима только для тех, кто не владеет набором несложных технологических приёмов и хитростей. В этой статье я делюсь своим опытом и подробно рассказываю о домашних технологиях, делающих невозможное возможным.

1. Иногда проще сделать, чем купить

В арсенале хорошего электронщика инструмент должен быть самый разный. Это касается и паяльников. Невозможно обойтись одним паяльником на все случаи. С мощными паяльниками обычно проблем не возникает: в продаже этого добра хватает на любой вкус. А вот с их "младшими братьями" сложнее. Впрочем, правильнее говорить не о мощности (она к тому же в идеале должна быть регулируемой), а о диаметре жала и расстоянии от кончика жала до ручки. О мощности часто говорят, как об основном критерии, просто по той причине, что паяльники с толстым жалом предназначены для работы с массивными деталями, обладающими большой тепловой ёмкостью - для их прогрева инструмент должен развивать достаточно большую мощность. И наоборот, для самого мелкого монтажа, пайки SMD-компонентов и микросхем с маленьким шагом выводов требуется миниатюрный паяльник с очень тонким жалом . Такому паяльнику не нужна большая мощность, потому что тепловая ёмкость деталей в данном случае очень мала. При этом, чем меньше расстояние от кончика жала до ручки, тем точнее движения во время пайки. Особенно это заметно под микроскопом. А вот с длинным паяльником намного возрастает вероятность промахнуться, и, например, "склеить" две близко расположенные дорожки или выводы у микросхемы, а потом потратить время на устранение такого дефекта. А в мелком монтаже это бывает очень непросто.

Это всё, что нужно для изготовления паяльника!
1 - деревянный брусок (материал для изготовления ручки); 2 - консервная банка из-под сгущённого молока (мягкая сталь для корпуса); 3 - силикатный клей (жидкое стекло - связующий компонент для термостойкого композита); 4 - моток тонкой стальной проволоки; 5 - мягкая сталь около 0,5 мм, часто называемая оцинкованным железом; 6 - проволочный подстроечный резистор (источник высокоомной проволоки для нагревателя); 7 - отрезок медного обмоточного провода для изготовления жала; 8 - асбестовый шнур (волокно для термостойкого композита).

На фото не показан только электрический провод, маленький кусочек стеклотекстолита, а также сантиметров 10 любых ниток и капелька клея БФ. Все остальные использованные материалы на фото изображены.

Электроника всё мельчает и мельчает. Сегодня жало диаметром даже в 1 мм для некоторых случаев кажется толстым. В магазинах хозтоваров редко встречаются паяльники мощностью менее 25 Вт и диаметром жала менее 4 - 5 миллиметров. За таким товаром лучше обращаться в специализированные магазины. Можно поискать и в интернет-магазинах. В общем-то, интересные образцы найти можно. Но и с этими образцами, как правило, что-нибудь, да не так. От "бочки дёгтя" не застрахована ни одна "ложка мёда". Я, например, не понимаю моду на жала с рабочим концом конической формы из какого-то трудно облуживаемого сплава. Такие жала (если не точить, а точить их, вроде бы, нельзя) не имеют рабочей грани и плохо смачиваются припоем. А ведь хотелось бы, чтобы, как сказал поэт: "И пальцы просятся к перу, перо к бумаге". Только в нашем случае вместо пера паяльник, и вместо бумаги сами знаете что. Да, паяльник одним своим видом должен навевать вдохновение. А что? Техническое творчество тоже требует вдохновения. Это тоже своего рода искусство.

В общем, можно искать готовый паяльник и приспосабливаться к его недостаткам, а можно сделать паяльник своими руками , приспособив его под свои предпочтения.

2. Основные трудности при изготовлении паяльника

Чтобы паяльник служил долго и безупречно, он должен обладать необходимой механической прочностью, а его электрические соединения должны быть надёжными. При этом необходимо, чтобы нагреватель был изолирован от корпуса и жала (даже при низковольтном питании!). К надёжности этой изоляции также предъявляются высокие требования. Вдобавок следует позаботиться о теплоизоляции между нагревателем и ручкой.

Сами по себе все эти условия легко выполнимы в обычных конструкциях, которые работают при низких температурах. Но мы говорим о паяльнике - изделии, некоторые детали которого нагреваются до сотен градусов Цельсия. Первая проблема состоит уже в том, что сразу отпадают многие материалы, которые могли бы быть применены в нашем изделии. Они просто не способны работать при высоких температурах. Вторая проблема - способы электрических и механических соединений. Большинство доступных в домашних условиях способов соединения деталей непригодны, когда предполагается работа в условиях высоких температур - они либо неприменимы к термостойким материалам, либо полученные соединения в лучшем случае прослужат недолго и разрушатся. В прошлом, например, я долгое время не мог найти способ соединения проволоки нагревателя с электрическим шнуром. Попытки непосредственного соединения медного провода с высокоомной проволокой постоянно заканчивались выгоранием меди и разрушением такого соединения. Позднее правильное решение удалось найти - промежуточное звено из стальной проволоки обеспечило высокую надёжность.

3. Материалы для изготовления паяльника

После первого взгляда на фото с изображением материалов может показаться, что перед фотоаппаратом вытряхнули и аккуратно разложили содержимое мусорной корзины. Да, паяльник, описанный в данной статье, сделан из такого вот "мусора".

С выбором материала для ручки особо мудрить не пришлось. Ручка паяльника изготовлена из древесины. Это легкодоступный материал, который и обрабатывается легко, достаточно прочен, и обладает хорошими теплоизоляционными свойствами.

Жесть от консервной банки использована для изготовления корпуса паяльника . Это мягкая листовая сталь, которая легко режется и гнётся, и, в то же время, свёрнутая в трубку обладает достаточной для миниатюрного паяльника прочностью. Настоятельно рекомендую жесть от сгущённого молока - она не имеет полимерных покрытий, что важно для нашего случая. Жесть, покрытая снаружи лаком, как у рыбных консервов, или изнутри чем-то белым, как у разных там горошков-кукуруз, не годится из-за этого самого покрытия. Оно начнёт при высокой температуре выделять ненужные нам продукты горения. Особо хочу подчеркнуть, что в магазине нужно покупать не "сгущёнку", а именно молоко цельное сгущённое с сахаром. Не буду здесь описывать разницу - это к теме не относится, но разница между этими продуктами есть, и качество жести тоже может быть разным.

Следующим по списку у нас идёт силикатный клей . Это очень интересное вещество. Оно не содержит органики, не ядовито, не опасно для кожи - можно работать без перчаток. После высыхания превращается в стекло - вещество, которое легко выдерживает высокую температуру (для паяльника более чем достаточную) и в то же время не проводит электрический ток. При добавлении термостойкого волокна образует композит, обладающий ещё и высокой механической прочностью. Что нам и требуется в качестве изоляции при изготовлении нагревателя .

Силикатный клей во времена СССР можно было купить в любом книжном магазине. Это был самый популярный клей для бумаги и картона. Но, надо признать, для бумаги он не очень хорош. Видимо поэтому сейчас его в продаже встретить не так-то просто. Силикатный клей почти полностью вытеснен более современными клеями для бумаги. А жаль, ведь он незаменим при изготовлении паяльника . Но всё-таки он до сих пор встречается в продаже. Флакон клея, изображённый на фото среди прочих материалов, куплен в 2016 году за символическую цену. Рублей за пятнадцать. Признаюсь, увидев его в газетном киоске, расположенном на территории продуктового магазина, я сразу подумал о новом самодельном паяльнике , в котором будут собраны воедино все накопленные лучшие технологические решения. Продавец как-то странно посмотрела на меня, явно не одобряя выбор. Хотела предложить клей более качественный. Но я заверил её, что силикатный клей отечественного производства для некоторых случаев бывает просто незаменим. Против такого мощного аргумента ей возразить было нечего, и выгодная сделка состоялась.

Добавлю, что в продаже сейчас много китайского клея для бумаги, и, вроде бы, тоже силикатного. Но я не пробовал его использовать, так как очень сомневаюсь в его составе. Скорее всего, в нём содержится большой процент примесей, делающих клей более подходящим для бумаги, но абсолютно непригодным для изготовления высокотемпературного композита . Эти возможные примеси при нагреве могут начать химически разрушаться с выделением ядовитых веществ. Возможно и значительное снижение прочности изделия. Поэтому для меня при покупке важным было то, что это клей отечественного производства, притом очень дешёвый, а значит, представляющий собой всего лишь жидкое стекло без каких-либо добавок.

Тонкая стальная проволока используется для обвязки жестяного корпуса, что позволяет закрепить в нём нагреватель, а также создать "резьбу" под ручку - простое, но очень эффективное решение. Помимо этого два отрезка стальной проволоки требуются для изготовления выводов нагревателя.

Потребуется мягкая листовая сталь толщиной около 0,5 мм. Небольшой прямоугольник сворачивается в цилиндр, который затем вставляется в корпус со стороны присоединения ручки и обеспечивает в этом месте необходимую прочность. Листовое оцинкованное железо продаётся в магазинах стройматериалов. Это мягкая сталь, вроде той, что используется в консервных банках. Она тоже легко режется и гнётся, но гораздо толще консервной, и поэтому детали из неё прочнее. Дефицитом не является, но в магазинах продают только большие листы. Одного такого листа хватит на тысячу паяльников. Впрочем, материал хорош для многих применений. Его в любом случае нужно иметь в домашнем хозяйстве.

Для изготовления нагревателя также потребуется проволока из сплава с высоким удельным сопротивлением . Добыть такую проволоку можно разными способами. В описываемом случае проволока взята из проволочного подстроечного резистора, который когда-то был выпаян из цветного телевизора отечественного производства. Чтобы её выровнять, проволоку можно протянуть о край стола. Необходимо оценить толщину проволоки, её длину и сопротивление. Высокая точность в данном случае не требуется. Просто имейте в виду, что очень тонкая проволока снижает надёжность паяльника из-за риска перегорания. Толстую проволоку будет труднее наматывать, да и толщина изделия будет увеличена. С сопротивлением проволоки (а, следовательно, и с напряжением питания паяльника ) точно угадать сложно - неизвестно, сколько её уйдет на нагреватель. Проще сделать приблизительный вариант, а когда паяльник будет готов, подобрать напряжение для достижения необходимой мощности. Но слишком большие ошибки с сопротивлением нагревателя приведут к тому, что либо очень большой ток придётся подводить к нагревателю, что повышает требования к проводам и электрическим соединениям, либо делать источник питания с очень "специфическим" напряжением, например вольт на 50. Впрочем питание от 50 В при завышенном сопротивлении нагревателя гораздо лучше и надёжнее, чем неоправданно большой ток - при заниженном.

Для изготовления жала отлично подходит толстый обмоточный провод диаметром от 1 до 2 мм. Вы можете отложить прозапас целый моток такого провода, как расходный материал, и в дальнейшем, по мере износа, изготавливать новые жала. Конструкция паяльника предусматривает возможность замены жала . Оно вставляется в стальное основание нагревателя и держится на трении. Так что переживать по поводу выгорания жала не придётся.

Асбест - природный волокнистый минерал. Устойчивость к высоким температурам - одно из его наиболее ценных качеств. В сочетании с силикатным клеем позволяет получить отличный композит для изоляции нагревателя .

Как видите, материалы в основном легкодоступные. Трудности могут возникнуть с поиском асбеста . Если не найдёте шнур, можно попробовать измельчить асбестовый картон и, смешав его с силикатным клеем, получить кашицу. Её и использовать для изоляции нагревателя. Но я этот метод не пробовал. Я использовал шнур, отделяя от него более-менее ровные участки и наматывая на изолируемую поверхность. Затем пропитывал силикатным клеем. Можно попробовать использовать стекловолокно. В конце статьи об этом подробнее. Была идея насчёт использования гипса или даже глины, но и эти материалы я не пробовал применять, так что ничего не гарантирую. Так или иначе, что-нибудь подходящее найти можно.

4. Жалко не у пчёлки, или Каким должно быть хорошее жало

Если театр начинается с вешалки, то паяльник - с жала. От качества жала во многом зависит и удобство в работе, и получаемый результат. Изготовление паяльника также разумно начинать с выбора жала. Но какое оно - хорошее жало ?

Здесь я хотел бы порекомендовать небольшую статью . В ней рассказывается о физической сути процесса, о том, как смачивание, капиллярный эффект и поверхностное натяжение решают за нас большую часть задачи. Эти сведения очень полезны для начинающих, не помешают и продолжающим.

Но, возвращаясь к теме хорошего жала, придётся вспомнить физику ещё раз. Теперь уже из области термодинамики. Не пугайтесь - формул не будет. Речь идёт о том, какой формы должна быть рабочая поверхность жала . Коснуться этой темы пришлось из-за того, что изготовители паяльников как-то своеобразно понимают оптимальную форму рабочей поверхности и снабжают свой товар жалами, заточенными под конус. Страдают этим, как правило, импортные паяльники. Об отечественных пока такого сказать не могу. Думаю, это такой маркетинговый ход у иностранцев, расчёт на массового дилетанта, у которого остренький конец жала конической формы ассоциируется с высокой точностью пайки. Но давайте разберёмся. Конус, в принципе, бывает выгоден и эффективен, но только с точки зрения передачи тепла по всей длине жала - это когда всё жало коническое (по крайней мере, его внешняя часть). При этом рабочая поверхность в форме конуса крайне неудобна и неэффективна. То есть если у вас жало цилиндрическое , а рабочий конец конический - это плохо и бессмысленно. Почему так, и при чём тут физика с её термодинамикой?

Как известно, передача тепла протекает тем быстрее, чем больше площадь поверхности соприкосновения взаимодействующих тел. В нашем случае это жало и деталь. Значит, в идеале поверхности должны быть либо обе плоскими, либо каждой выпуклости должна соответствовать своя "впуклость", и наоборот. Коническая рабочая поверхность жала таким образом оптимизирована для пайки "ямок" и разного рода "дырочек", что не так уж и востребовано на практике. А вот работать с плоскостью, например, облудить контактную площадку на плате, конусом будет существенно сложнее, чем плоской гранью. Практика показывает, что именно плоская грань является наиболее универсальной рабочей поверхностью, а значит, жало можно точить как угодно, но так, чтобы была хотя бы одна плоская грань. При этом совсем не обязательно превращать жало в "лопату". Даже самая маленькая по площади плоская поверхность на конце жала даёт заметный выигрыш в удобстве пользования инструментом. Для тонких жал (1-2 мм) можно порекомендовать две классические формы заточки: клиновидную - с двумя плоскими гранями, и в виде косого среза - с одной плоской гранью. Возможны, конечно, и любые вариации (их множество неописуемо) по соображениям удобства для того или иного случая, но не потеряйте рабочую грань, увлёкшись заточкой.

С формой рабочей поверхности разобрались. И теперь может быть даже непонятно, чего это я придираюсь к изготовителям паяльников с конически заточенными жалами, если жало можно переточить. Да, в том-то и дело, что не каждое жало предусматривает заточку. Те жала, которые я раскритиковал, часто имеют небольшую длину, и изготовлены не из меди. Вроде как, это некий якобы износостойкий необгораемый сплав. Может, с каким-то покрытием. Точить нет смысла ещё и потому, что сплав этот плохо смачивается припоем. То есть облудить такое жало очень непросто даже с применением лучших флюсов. И после продолжительных усилий, когда вроде бы уже всё получилось, жало облужено, вскоре припой на поверхности жала снова становится неровным, начинает понемногу собираться в капельки. Может, потому жало и не обгорает, что им нельзя пользоваться. Это как в той шутке: чтобы игрушки не ломались, не давайте их детям. Зачем тогда такой металл использовать для жала, если даже обычный железный гвоздь на эту роль подходит больше? Но может быть, я просто чего-то недопонимаю в новомодных жалах. Буду признателен, если кто-нибудь мне подскажет, в чём я не прав, если это так.

Ничего лучше самой обычной меди для жала я не могу посоветовать. Некоторые медные сплавы тоже хороши. Я же в своём паяльнике использовал для жала кусочек толстого обмоточного провода. Сначала жало было изготовлено с некоторым запасом по длине, затем я его слегка укоротил. Это связано с тем, что для жала с постоянной площадью сечения (не конус) существует предельно допустимое значение длины для заданного диаметра. Ориентировочно (не претендую на математическую точность!) длина внешней части цилиндрического жала (от кончика до края нагревателя) может достигать десяти диаметров. Превышение этого предела снижает эффективность жала по теплопередаче, в результате чего даже при мощном нагревателе сохраняется возможность паять только мелкие детали.

И вот теперь, когда имеется полная ясность по поводу того, каким должно быть хорошее жало , можно описывать процесс изготовления паяльника . В своём описании я не привожу точных размеров, так как в этом нет никакого смысла. Точное копирование изделия с соблюдением всех размеров - дело крайне трудоёмкое. Технология, которую я предлагаю, основана на том, что размеры последующих деталей зависят от уже готовых и подгоняются под точные размеры готовых деталей, где это необходимо. В тех случаях, где размеры не имеют принципиального значения, они выбираются "на глазок". И первыми размерами, с которыми мне пришлось определиться, оказались диаметр и длина той части жала, которая входит в нагреватель . Я заготовил для будущего жала кусок толстого обмоточного провода, выровняв один его конец. Эмалевое покрытие пока удалять не стал, чтобы по диаметру был некоторый запас. Были опасения (возможно, напрасные), что не смогу потом вставить жало из-за "слишком точного" соответствия размеров. Таким образом, диаметр эмалированного медного провода стал внутренним диаметром основания будущего нагревателя. Длину нагревателя выбрал интуитивно.

5. Основание нагревателя

Основание нагревателя изготовлено из жести от консервной банки. Оно представляет собой стальную трубку, в которую с некоторым трением входит заготовка для жала. Трубка получается путём сворачивания жестяного прямоугольника на оправке подходящего диаметра. Для сворачивании жести можно использовать тиски и пассатижи. Размеры прямоугольника выбираются так, чтобы края металлического листа смыкались без нахлёста и не образовывали щель. Один конец трубки (со стороны, куда входит жало) расширяется в форме раструба. Для этого на краю жестяной заготовки ещё до сворачивания в трубку делается несколько надрезов. Противоположный конец трубки наоборот заминается, чтобы вставленное жало имело упор в нагревателе . Заминая конец трубки, не забудьте сначала вставить заготовку жала, иначе трубка будет деформирована больше необходимого, и жало в дальнейшем может не вставиться полностью.

Если хотите, чтобы у паяльника был дополнительный провод, соединённый с жалом, например, в антистатических целях, то имеет смысл на данном этапе в заминаемый конец основания нагревателя вставить отрезок стальной проволоки на глубину, равную длине заминаемой части трубки. В дальнейшем вы сможете к этой стальной проволоке припаять антистатический провод и соединить его с браслетом на своей руке (желательно через резистор 1 МОм). Тогда электронные компоненты, чувствительные к статическому электричеству, будут в безопасности. Заземление для этой цели использовать не обязательно. Но учтите, что если антистатический провод вы подключите к заземлению и не соедините со своим телом, то эффекта антистатической защиты не будет - потенциалы между вами и землёй не будут выравниваться. И помните, что себя к заземлению можно подключать ТОЛЬКО ЧЕРЕЗ РЕЗИСТОР не менее 1 МОм. Это без вариантов. Оборудование заземляется, конечно, напрямую, безо всяких резисторов.

Готовое основание нагревателя необходимо покрыть прочной термостойкой изоляцией . Я для этого использовал асбестовый шнур и силикатный клей . От шнура отделял небольшие пучки волокон, убирал дефекты в виде твёрдых частиц, и наматывал на жестяную трубку по возможности тонким слоем, но и без пропусков. Одновременно волокна пропитывал клеем. Заготовка жала была вставлена во избежание затекания клея в полость трубки. Периодически я вытаскивал из трубки заготовку жала, чтобы не дать ей приклеиться к основанию нагревателя.

Перед намоткой высокоомной проволоки слой изоляции должен хорошо просохнуть.

6. Изготовление нагревателя

Процесс намотки проволоки нагревателя особых комментариев не требует. На фото видно, как это было сделано. Первый слой намотан от тыльного конца основания нагревателя в сторону жала.

Витки желательно укладывать ближе друг к другу, но и не вплотную, оставляя между ними некоторое расстояние, чтобы вероятность короткозамкнутых витков оставалась минимальной. Проволока, конечно, старается размотаться, но нужно как-то не дать ей это сделать. Для этого годятся разные ухищрения.

Первый слой витков покрыт изоляцией точно так же, как было покрыто основание нагревателя. После этого клей опять просушен.

Второй слой витков намотан в обратном направлении - от жала к тыльному концу нагревателя. И снова изделие покрыто изоляцией, а затем тщательно просушено.

Если после очередной просушки изолирующего композита видны значительные неровности, их можно сгладить надфилем или наждачной бумагой. Это полезно делать на каждом этапе, сохраняя таким путём цилиндрическую форму нагревателя. При этом нужно следить за тем, чтобы не оголилась изолируемая поверхность. Лучше скоблить засохший композит на свежем воздухе, чтобы не распространять в помещении асбестовую пыль - она, говорят, не очень полезна.

Непосредственное соединение концов высокоомной проволоки и электрического шнура , подводящего питающее напряжение к нагревателю, не является хорошим техническим решением. Если это сделать возле нагревателя, то место соединения будет подвергаться воздействию высокой температуры и быстро разрушится. Если это сделать внутри ручки, где попрохладнее, то такое соединение, хотя и дольше прослужит, но тоже разрушится. Да к тому же ещё концы высокоомной проволоки будут выделять ненужное тепло на всём протяжении от нагревателя до ручки. Разумный выход - использование промежуточного звена из металла, хорошо переносящего высокую температуру и, при этом, имеющего невысокое удельное сопротивление . На эту роль вполне годится сталь.

Для изготовления выводов нагревателя я использовал в своём паяльнике два отрезка стальной проволоки. Учитывая высокую температуру, паять здесь не имеет смысла. Соединение выполнено посредством накручивания одной проволоки на другую. Но простое скручивание ненадёжно. Для увеличения надёжности соединения обжаты жестяными трубочками, которые изготовлены точно так же, как и основание нагревателя - сворачиванием жестяного прямоугольника на оправке. Но здесь лучше, чтобы края жестяной полоски смыкались с некоторым нахлёстом. В качестве оправки можно использовать иголку подходящей толщины. При правильно подобранном диаметре готовая трубочка надевается на место соединения с некоторым трением. Далее каждая надетая трубочка сжимается пассатижами, слегка расплющивается, что в итоге обеспечивает высокую прочность соединения.

Следующий шаг - изоляция полученных выводов. Для этого использованы те же материалы - асбест и силикатный клей . На этом этапе необходимо исключить всякую возможность замыкания выводов нагревателя. Особенно это касается мест соединения, обжатых жестяными трубочками, так как эти места значительно толще. Стальные выводы нагревателя покрыты изолирующим композитом до того места, где они соединяются с медными жилами электрического шнура внутри ручки.

Далее готовый нагреватель был тщательно просушен. Сушить нагреватель паяльника можно, просто положив его куда-нибудь и забыв надолго о его существовании, или подав небольшое напряжение на его выводы для ускорения сушки. Во втором случае следует помнить о том, что слишком высокое напряжение может вызвать рост температуры до такого значения, при котором начнётся кипение силикатного клея. Пока клей не просохнет полностью, нельзя доводить температуру до точки кипения, иначе это приведёт к различным вспучиваниям и деформации изделия, что в итоге может испортить всю работу. Неровности на поверхности высушенного нагревателя можно устранить при помощи напильника и наждачной бумаги, приведя форму изделия к цилиндрической.

Измеряя сопротивление между основанием нагревателя и его выводами, можно в какой-то степени судить о завершении сушки. В моём случае это сопротивление после тщательной просушки нагревателя составляло 20-30 кОм. К этому времени опасности вскипания клея уже не было. После прогрева паяльника в рабочем режиме это сопротивление увеличилось до нескольких мегаом.

8. Изготовление корпуса и установка нагревателя

Корпус изготовлен из жести от консервной банки. Заготовка представляет собой прямоугольник, ширина которого зависит от диаметра нагревателя. В моём случае размеры заготовки составили 20,5 Х 80 мм. Ряды отверстий сделаны для уменьшения передачи тепла по корпусу в ручку.

Заготовка свёрнута в трубку на оправке подходящего диаметра. В полученную трубку вставлен нагреватель.

Нагреватель закреплён в корпусе путём плотного обматывания корпуса в области нагревателя стальной проволокой. Чтобы концы проволоки встретились, я сначала согнул её под прямым углом, отступив несколько сантиметров от начала, и уложил этот участок проволоки в щель между краями согнутой в трубку пластины корпуса в направлении от будущей ручки к жалу. Затем плотно намотал проволоку виток к витку в направлении от жала к ручке и соединил концы при помощи скрутки. Скрутку заправил в щель корпуса.

9. Особенности конструкции на стороне ручки

Противоположная сторона корпуса, соединяемая с ручкой, укреплена так же, как и сторона нагревателя - путём обматывания стальной проволокой. При этом данная обмотка играет ещё и роль резьбы, обеспечивающей возможность простого и качественного соединения корпуса с ручкой . В отверстии ручки я, конечно, резьбу не нарезал, а лишь подогнал диаметр отверстия круглым напильником до того размера, когда проволочная "резьба" без чрезмерных усилий, но в то же время прочно вворачивается в ручку.

Проволока намотана максимально туго, чтобы корпус получился прочным. Но если со стороны жала под тонкой жестью расположен твёрдый, как камень, нагреватель, то сторона ручки в процессе обматывания была бы смята, если бы я не установил дополнительную деталь - укрепляющую втулку. Втулка (см. фото) изготовлена сгибанием прямоугольника, вырезанного из стального листа (оцинкованного железа).

Внутри ручки паяльника температура уже не так высока, как возле нагревателя, поэтому выбор материалов и способов соединения деталей здесь существенно шире. Материалы можно использовать менее термостойкие, а электрические соединения допустимо выполнять при помощи пайки. Чтобы соединение выводов нагревателя с электрическим шнуром получилось жёстким, я вставил в корпус будущего паяльника между торчащими из него выводами прямоугольник из стеклотекстолита. Ширина прямоугольника выбрана так, чтобы он вставлялся с приложением значительных усилий и не болтался после установки.

10. Изготовление ручки

Ручка паяльника выстругана ножом из деревянного бруска без использования станков. Но сначала в бруске было просверлено отверстие. Если же сначала выстругать цилиндр, а потом сверлить в нём отверстие, то без использования станка будет очень непросто получить отверстие строго по центру. Гораздо проще сначала просверлить, а затем ровно обстругать заготовку вокруг уже имеющегося отверстия. Готовая ручка обработана наждачной бумагой.

Диаметр отверстия в ручке со стороны соединения с корпусом несколько увеличен на некоторую глубину. Это сделано для того, чтобы реальный контакт металлического корпуса (несущего нежелательный тепловой поток от нагревателя) с ручкой происходил немного глубже внутри ручки. Таким образом при сохранении небольшого расстояния от жала до ручки уменьшается нагрев ручки .

В качестве электрического шнура я использовал шнур от телефонной трубки. Согласен, для паяльника это не лучший вариант - такой провод предназначен для токов максимум в несколько десятков миллиампер, что для паяльника маловато. Сгореть-то не сгорит - будет создавать лишнее сопротивление. Но захотелось иметь шнур, закрученный в "пружинку". Да, к тому же, подвернулся провод, у которого был дефект в одном из разъёмов, и по прямому назначению он уже не годился. На фото видно, как выполнено соединение. Концы проводников шнура освобождены от изоляции. Шнур зафиксирован путём приматывания его нитками к выступающему из корпуса стеклотекстолиту. Место крепления нитками покрыто клеем БФ (на фото отмечено цифрой 2). Соединение выводов нагревателя с медными жилами шнура выполнено посредством пайки (на фото отмечено цифрами 1).

12. Завершение сборки паяльника

Конечно, прежде чем присоединять шнур, я надел на него ручку. Далее оставалось только вкрутить корпус паяльника в ручку при помощи его импровизированной резьбы.

После соединения ручки с корпусом место выхода шнура из ручки дополнительно укреплено, чтобы шнур не болтался в ручке и посторонние усилия не передавались на соединения, находящиеся внутри.

Наконец, жало вставлено , паяльник испытан . Всё получилось, как надо. Правильно собранный из подходящих материалов паяльник не дымит и не источает запахов. Ручку чуть позже я покрыл лаком.

Если жало входит в нагреватель слишком свободно, можно обернуть его полоской алюминиевой фольги. Медную фольгу лучше не использовать, чтобы не получить со временем на её месте окалину, мешающую вынуть изношенное жало. После испытаний я немного укоротил жало, доведя его наружную длину примерно до десяти диаметров. Уменьшение длины жала расширяет возможности паяльника и позволяет даже тонким жалом выполнять не самую мелкую работу.

13. Продолжение следует?

Уже после того, как паяльник был готов, стали появляться идеи по усовершенствованию технологии. В магазине как-то обратил внимание на стеклоткань. Купил небольшой лоскут. От лоскута с краю легко отделяются нити из стекловолокна. Появилась идея использовать стекловолокно вместо асбеста. Это будет гораздо проще уже по той причине, что искусственные стеклянные нити практически не имеют дефектов в отличие от природного асбеста, в котором полно мелких узелков и твёрдых частиц. Но ещё не пробовал. Не знаю, можно ли получить хороший композит, если и волокно, и связующее вещество - почти одно и то же. В данном случае и то и другое - стекло. Но всё же это разные сорта стекла. Думаю, для паяльника такая комбинация должна вполне подойти. Кто попробует раньше меня, расскажите, что получилось.

Кроме того, возникла идея применить бифилярную намотку проволоки нагревателя . Для этого проволока складывается вдвое, а затем наматывается на основание нагревателя от жала к противоположной стороне так, чтобы витки не пересекались, а середина (место перегиба) проволоки оказалась в самом начале такой обмотки - со стороны жала. В этом случае будет всего один слой проволоки, что позволит значительно уменьшить диаметр нагревателя, а значит, и весь паяльник станет тоньше и изящнее. Видели, как в энергосберегающих люминесцентных лампах скручена стеклянная трубка? Там спираль однослойная, но оба конца трубки встречаются на одной стороне этой спирали. Сложность только в более высоких требованиях к межвитковой изоляции. В том методе, который я применил в своём паяльнике, межвитковое замыкание не имеет существенного значения. Паяльник от такого замыкания работоспособности не теряет (если только замыканий не слишком много). А в случае с бифилярной спиралью замыкание может полностью вывести паяльник из строя. Чтобы этого не случилось, можно попробовать один из двух вариантов. Первый вариант предполагает покрытие проволоки нагревателя перед её намоткой тонкой, но прочной термостойкой изоляцией . Это можно попробовать осуществить, намотав стекловолокно на проволоку и пропитав его силикатным клеем. Второй вариант заключается в том, чтобы заполнить промежутки между витками уже намотанной проволоки тем же стекловолокном с клеевой пропиткой. Первый вариант мне нравится больше, так как спираль должна получиться плотнее и аккуратнее. Но надо пробовать.

В начале статьи я обещал рассказать об изготовлении надёжного паяльника, не уступающего заводскому. Прочитав статью, я думаю, вы обратили внимание, что все соединения выполнены не "тяп-ляп". Несмотря на технологическую простоту, они обеспечивают (при отсутствии брака в работе) достаточно высокую механическую прочность всей конструкции и надёжность электрических контактов . Это значит, что потратив один раз время на изготовление паяльника , можно получить инструмент, который верой и правдой прослужит не один год. А может, и внуку не стыдно будет подарить.

Если у вас появились вопросы или замечания по данной статье, пишите в или на почту mail.ru (ящик jkit).

Использование материалов данного сайта в публикациях допустимо только при условии сопровождения этих материалов ссылками на источник - сайт сайт с указанием автора: Е.А.Котов. Авторские права защищены законами РФ. Евгений Котов. 2017г.