Как сделать паяльный фен своими руками
Радиолюбители, которые намерены самостоятельно изготовить паяльный фен, обязаны знать то, что для создания такого устройства может подойти абсолютно любой старый аппарат. Иногда можно использовать кусок трубки из металла. Такие металлы, как медь и алюминий для этой работы не подходят. Конечно, необходимо учесть такой факт, что при нагреве элемент может стать очень горячим и увеличит массу паяльника, а это сделает его использование некомфортным в течение большого отрезка времени. Из этого следует, что необходимо использовать только специализированную жароустойчивую ткань.
Паяльные фены в основном делаются стационарного исполнения. В этом случае нужно хорошо зафиксировать изделие на неподвижной основе и передвигать плату при пайке схемы. Конечно, такая конструкция имеет много недостатков. Чтобы сделать паяльный фен своими руками, очень часто применяют устаревшие фены, потому что они оборудованы пластинами из слюды, которые могут выдержать большую температуру. Для этого элемента нужно сделать специальное основание, которое будет хорошо переносить большие нагрузки.
Нагревательные спирали необходимо делать только из довольно мягкого нихрома. Фехраль для этой цели не подходит, потому что он очень жесткий
Большое внимание стоит уделить максимальной мощности паяльного фена, так как флюс не сможет расплавиться из-за недостаточной температуры. Но стоит напомнить, что при слишком большой температуре радиодетали могут выйти из строя
Запуск паяльной станции
Первый запуск с высоковольтной частью:
- Подключаем термопару фена и турбинку к основной плате.
- Подключаем лампу накаливания 220v, вместо нагревателя фена, к высоковольтной платке.
- Включаем станцию,запускаем фен кнопкой “Fen ON” – лампа должна засветится. Выключаем.
- Если не “бахнуло”, и симистор не горячий (желательно закрепить на радиатор) – подсоединяем нагреватель фена.
- Запускаем станцию с феном. Любуемся работой фена. Если есть посторонний звук (писк, скрежет) в районе симистора – подбираем конденсатор C3 в снаббере симистора, от 10 до 100 нанофарад. Но буду честен, и скажу сразу – ставьте 100n.
- Если есть разница в показаниях температуры фена – можно подкорректировать резистором R14 в обвязке ОУ.
Способ №2. Бесконтактная паяльная станция
Как показывает практика, далеко не всегда нагревом жала можно воздействовать на любые элементы платы, к примеру, к тем же smd деталям крайне трудно подобраться. В таких ситуациях используется паяльный фен, направляющий поток горячего воздуха на ножки.
Несмотря на схожесть, переделать обычное устройство для сушки волос в инфракрасную станцию не получится, так как рабочая температура должна достигать 500 — 800ºС. Для сборки такой паяльной станции вам понадобится компрессор для подачи воздуха, нагревательный элемент, корпус для элементов управления, сопло, понижающий трансформатор, выпрямитель, блок управления скоростью подачи воздуха.
Принципиальная схема такой паяльной станции приведена на рисунке ниже:
Рис. 2: электрическая схема термофена
Принцип действия паяльной станции основан на воздействии инфракрасного излучения от нагревательного элемента непосредственно в область пайки. Компрессор подает воздух от нагревателя через сужающееся сопло, создавая эффект турбины, производительность насоса желательно обеспечить в пределах от 20 до 30 л в минуту.
При изготовлении инфракрасной станции существует два способа для ее выполнения — ручная модель или стационарная. Первый вариант подходит в тех ситуациях, когда корпус ИК паяльной предвидится относительно небольших размеров и будет удобно помещаться в руке. Второй способ подойдет для крупногабаритных приспособлений, в которых станция установлена неподвижно, а заготовка перемещается под соплом.
Рассмотрим такой пример изготовления паяльной станции бесконтактного типа:
- Намотайте нагревательную спираль из нихромовой проволоки, в данном случае используется диаметром 0,8мм. Можете взять и другой вариант, к примеру, от электрической плиты.
Рис. 3: намотайте нагревательный элемент
- Для намотки используйте жесткий каркас, укладывайте витки вплотную, но не делайте нахлестов и следите за тем, чтобы не закоротить намотку. Чем меньше диаметр проволоки у вас получится, тем эффективнее будет идти нагрев, достаточно будет спирали с наружным диаметром 8 – 10 мм.
- В данном примере изготавливаются несколько спиралей, соединяемых параллельно для повышения температуры нагрева.
- Установите полученную спираль на цилиндрический каркас из негорючего материала.
Рисунок 4: поместите спирали на диэлектрический элемент Предварительно удалите с каркаса все лишнее но если он уже готов, можете сразу осуществлять намотку.
- Изготовьте металлический стакан для нагревательного элемента, в этом примере изготовления паяльной станции мы сделаем его из корпуса пальчиковой батарейки.
- Из куска телескопической антенны от радиоприемника сделайте сопло, один край которого нужно расплескать и надеть на шайбу.
Рис. 5. Наденьте шайбу
- Прикрутите шайбу сопла к стакану из батарейки при помощи соразмерных болтов.
Рис. 6: прикрутите сопло к стакану
- Поместите внутрь стакана между спиралью и стенками термоизоляционный материал, чтобы предотвратить перегревание наружных деталей.
- Соберите диодный мост из четырех полупроводниковых элементов, если под рукой уже есть готовая сборка, можете использовать и ее.
- Изготовьте блок питания из понижающего трансформатора и выпрямительного агрегата, ваша задача получить на выходе низкое напряжение для снижения вероятности поражения электротоком. В рассматриваемом примере получается около 10 – 15В, мощность трансформатора составляет 150Вт. Аналогичная модель может браться с готового оборудования.
- Корпус для паяльной станции мы изготовим из обычной пластиковой бутылки. В данном примере нам нужен прозрачный пластик, так как в нем легче подключать блок питания, нагнетатель воздуха и плату управления.
Рис. 7. соедините все элементы в корпусе
- Подключите куллер и нагревательную спираль к выводам блока питания, подсоедините регулятор напряжения.
Рис. 8. установите кулер
Регулировка мощности теплового потока может осуществляться либо по скорости подачи воздуха, либо по уровню напряжения, подаваемого на нагреватель.
Подключите шнур питания к выводам трансформатора – паяльная станция готова к использованию.
Рис. 9: паяльная станция готова
Описание процесса ИК пайки
Принцип работы инфракрасной паяльной станции заключается в воздействии сильными волнами длиной 2-7 мкм на элемент. Устройство для пайки самодельными ИК паяльными станциями как самодельными, так и приобретаемыми, состоит из нескольких элементов:
- Нижний нагреватель.
- Верхний нагреватель, отвечающий за основное воздействие на материалы.
- Конструкция держателя платы, размещенная на столе.
- Контроллер температуры, состоящий из программируемого элемента и термопары.
Длина волны, напрямую зависит от температурных показателей источника энергии. Материалы в различной форме подвергаются пайке с помощью ИК станции, сделанной своими руками, существуют основные параметры передачи энергии, непрозрачность, отражение, полупрозрачность и прозрачность. Перед изготовлением ИК паяльной станции своими руками нужно понимать, что существуют некоторые недостатки данных систем:
- Разная степень поглощения энергии компонентами ведет за собой неравномерный прогрев.
- Каждая плата ввиду различных характеристик требует подбора температур, в противном случае, компоненты перегреваются, выходят из строя.
- Наличие «мертвой зоны», где инфракрасная энергия не достигает требуемого объекта.
- Обязательное условие защиты поверхностей остальных элементов от испарения флюсов.
Нагревание происходит за счет передачи тепла к монтажной плате. Тепловое воздействие инфракрасной станцией происходит поверх детали, температуры бывает не достаточно, поэтому конструкция подразумевает нагрев нижней части. Нижняя часть состоит из термостола, процесс пайки может осуществляться посредством спокойного инфракрасного излучения, либо потоком воздуха.
Требования к фену
К термофенам предъявляются следующие требования:
- Температурный режим. Для полноценного соединения элементов требуется порядка 190-250 градусов. Нижний показатель относится к свинцово содержащим припоям, верхний — к заводским бессвинцовым припоям.
- Стабильность воздушного потока. Неравномерное поступление воздуха способно серьезно усложнить работу с оборудованием.
- Нагревательный элемент. Наиболее дешевым считается нихромовая проволока, покрытая изолирующим слоем. К продвинутым относится керамическое покрытие, расположенное на стержне токопроводящей дорожки. К самому дорогостоящему относится индукционное оборудование, в котором тепло генерируется внутри ручки при помощи электромагнитных катушек.
- Цифровая индикация. Некоторые модели оснащаются дисплеем, указывающим текущую температуру.
- Форма жала. Может быть квадратной, плоской или конусной. Она влияет на площадь прогрева за один подход, без перестановки.
- Удобство и безопасность эксплуатации. Перегревание устройства недопустимо, это опасно для мастера. Тепловой фен должен оснащаться трансформаторным блоком питания.
Вам это будет интересно По какой формуле находится сопротивление проводника
Хорошо укомплектованный прибор Комплектация прибора должна состоять из исключительно безопасных элементов
Особое внимание при выборе необходимо уделять надежности конструкции, а также ее абсолютной безопасности
Дополнительная тренировка
Для дополнительной тренировки можно попробовать паять различные ненужные платы от компьютеров и смартфонов. На материнских платах существует много SMD и DIP компонентов. Только долгие и упорные часы практики помогут развить навыки в пайке.
Сетка
В качестве упражнения можно попробовать спаять сетку из проводов. Качество пайки оценивается по нагрузке на эту спаянную сетку проводов. Если паяные соединения не рвутся под нагрузкой, то пайка отличная.
Конструкторы
Так же отлично помогают радиоконструкторы.
Они учат понимать электрические схемы и тонкости пайки. Следует начинать с простых конструкторов, например с мигалок или дверных замков. По мере повышения мастерства, можно повышать уровень сложности, доходя до сложных LED кубиков.
Пайка кислотой
Кислота используется только в крайнем случае, когда сильно окисленная поверхность не поддается лужению. Все детали, провода и разъемы могут отлично паяться без кислоты.Подробнее о паяльной кислоте
Ликбез для начинающих
Для выпаивания детали из платы, нужно сделать так, чтобы контакты разогрелись до плавления припоя (примерно 230 °C). Основная ошибка начинающих — место паяльных работ сразу прогревают на 300 — 350 °C.
Например, нужно выпаять микросхему из платы паяльной станцией Lukey 702.
Многие радиолюбители и электронщики выставляют параметры нагрева выше 300 °C.
В первый момент, на деталь действует около 200 °C. На контактах и окружающем месте паяльных работ комнатная температура.
Нагрев детали достигает 300 °C, а контакты еще не дошли до 200 °C.
На микросхему поступает критическая температура 350 °C. Тем временем, окружающее место пайки неравномерно прогревается, даже если происходят равномерные движения феном по месту пайки. На контактах детали появляется заметная разница температур.
400 °C и микросхема начинает зажариваться.
Еще чуть-чуть, и она отпаяется из-за того, что и контакты практически нагрелись до плавления припоя. Но это происходит потому, что плата прогрелась. И в данном случае, это произошло неравномерно. Высокие значения температур приводят к тепловому пробою микросхемы, она выходит из строя. Плата сгибается, чернеет, появляются пузыри из-за вскипевшего текстолита и его составляющих.
Как все-таки без ущерба паять детали?
Нужно проанализировать место пайки и оборудование:
Оценить толщину платы. Чем толще плата – тем сложнее и дольше ее прогревать. Плата представляет собою слои дорожек, маски, площадки и много металлических деталей, которые очень теплоемкие.
- Что находится рядом. Чтобы не повредить окружающие компоненты, нужно их защитить от температуры. С этой задачей справятся: термоскотч, алюминиевый скотч, радиаторы и монетки.
- Какая температура окружающей среды. Если воздух холодный, то плату придется нагревать чуть дольше. Особое значение имеет то, что находится под платой. Не нужно паять на металлической пластине, или на пустом столе. Лучше всего подойдет деревянная дощечка или набор салфеток. И при этом плата должна находиться в одной плоскости, без перекосов.
- Оборудование. Многие паяльные станции продаются без калибровки. Разница между показываемой температуры на индикаторе и фактическая может достигать как 10 °C, так и все 50 °C.
Воздушный паяльник
Иногда при пайке нужно заменить SMD элементы, и паяльник с жалом для этого слишком велик. С этой целью применяется воздушное устройство, чей принцип работы аналогичен принципу работы обычного фена: поток воздуха подается принудительно через разогретый элемент к месту пайки, бесконтактно и равномерно разогревая припой.
Воздушный паяльник можно сделать из рабочего старого прибора – вместо жала вставить трубку от антенны, соответствующую старому жалу по размеру. Сделать паяльник так герметичным. Принудительную подачу воздуха обеспечивает аквариумный компрессор, через трубки для капельниц.
Для регулировки температуры воздушного потока можно использовать регулятор напряжения. Наилучший вариант при отсутствии лишнего рабочего паяльника – взять нерабочий инструмент, перемотать под напряжение 8-12 В. Данный способ предпочтителен с точки зрения электрической безопасности. Нихромом для нагревателя здесь может выступать кусок провода, спирали от электроплитки 0,8 мм, который намотан без нахлестов около 30 витков вместо старой. Мощность трансформатора должна быть не меньше 150 Вт.
Более затратным методом регулирования температуры на жале паяльника является поддержание температуры на жале. С этой целью дополнительно устанавливается термопара. Совмещение описанных самоделок позволит сделать универсальную паяльную станцию. Устройство будет иметь регулятор напряжения, с помощью которого регулируется вход на трансформаторе, что изменяет мощность нагревателя.
Когда нужно выпаять большую микросхему, и ее для этого нужно хорошенько и равномерно прогреть, рекомендуется работать самодельным термическим феном с регулятором температуры. Еще можно изготовить инфракрасную паяльную станцию, для чего нужны:
- спираль нихрома;
- керамический патрон для лампы.
Нихром подключен к понижающему трансформатору. Контроль температуры на поверхности деталей осуществляется терморегулятором.
Как сделать фен для пайки своими руками?
Самостоятельная сборка из завалявшихся материалов — альтернативный вариант покупному паяльному аппарату. При использовании качественных составных частей и соблюдении технологии процесса сборки, позволит собрать отличную модель, и использовать самоделку по назначению.
Необходимо соблюдать технику безопасности
Для начала необходимо понимать, что самодельное устройство будет стационарным. Высокий температурный режим не окажет влияния на рукоятку изготовленного устройства. Элементом нагрева послужит нихромовая проволока, аккуратно уложенная на цилиндр. В качестве основания применяется фен для волос, который отслужил свой срок. Поток воздуха будет создаваться при помощи любого вентилятора самых маленьких размеров. Останется продумать кнопку запуска и температурный регулятор.
Лучше найти или составить заранее схему
В процессе сборки необходимо намотать проволоку спиралью на цилиндр, и произвести обмотку изоляцией (можно использовать стекловолокно), сделать термотрубку и на неё натянуть намотку. Выполненная процедура позволит избежать перегрева прибора при очень высоких температурах потока воздуха.
Модель Mypovos 858D удобна
Далее устанавливают элемент нагнетания в заднюю часть паяльного фена. Провод пропускают через реостат, чтобы контролировать температурный режим. Перед элементом нагрева устанавливают насадку для вывода воздушного потока и кнопку запуска.
К сведению. Термофен дополнительно можно снабдить освещением. Собранный вариант позволит также точно и быстро выполнить пайку.
Вам это будет интересно Особенности обжимных клещей
Особенности паяльных станций
Подобная конструкция представлена основным блоком, а также манипулятором-термофеном, отвечающим за нагревание воздуха. Такие агрегаты применяются для ремонта различной бытовой техники.
Все станции делятся на две группы:
- турбинные, где за подачу воздуха отвечает небольшой крыльчатый электромотор;
- компрессорные, в которых подача воздуха происходит благодаря наличию компрессора.
Первый вариант отличается способностью формирования значительного потока воздуха, а второй помогает пройти ему через действительно узкие насадки.
В целом принцип работы паяльной станции очень простой. Так, воздух проходит через нагреватель, расположенный в трубке, а затем он нагревается и выходит на деталь через соответствующую насадку.
Естественно, у термовоздушных станций есть несколько недостатков:
- возможность сдуть небольшую деталь;
- неравномерное прогревание поверхности;
- необходимость различных дополнительных насадок.
Самостоятельное создание станции
Такую конструкцию можно выполнить своими руками. Для этих целей подойдет фен и спираль, представляющая собой нагревательный элемент. В качестве нагнетателя выступит любой небольшой вентилятор. Например, это может быть кулер от блока питания. Его располагают на ручке термофена. Сюда же подсоединяется трубка для нагревания воздуха. Сам кулер с одной стороны плотно закрывают, а с другой — подготавливают небольшое отверстие.
Сборка нагревателя может вызвать определенные сложности, потому работу выполняют очень аккуратно.
- Проволоку из нихрома накручивают на основание, причем витки должны находиться на небольшом расстоянии.
- Для создания основания потребуется материал с низкой теплопроводностью и повышенной устойчивостью к значительным температурам. Для этой цели можно взять слюдяные пластины, которые встроены в старых бытовых фенах. Также это может быть галогенная лампа, использующаяся в прожекторе.
- 5–7 см основания должны оставаться свободными. Это место обматывают жаропрочной тканью.
- Затем подготавливают сопло из керамики либо фарфора. Здесь нужно закрепить термоизоляционный материал, что повысит КПД готовой конструкции.
- Все элементы нужно собрать так, чтобы воздух попадал в трубку, а нагреватель располагался посредине сопла.
Готовое изделие внешне будет напоминать пистолет. Чтобы им было удобно выполнять работу, допускается фиксация различных держателей или насадок.
Из задней части такой станции выходят 4 провода, которые рекомендуется заизолировать. Также стоит позаботиться о наличии пары реостатов, благодаря которым удастся отрегулировать мощность воздушного потока и нагревательного элемента. Затем останется установить выключатель и подготовить выход для розетки.
Сделать паяльный фен для выполнения различных работ своими руками очень просто. Для этих целей можно воспользоваться любым старым паяльником либо феном. Главное – правильно выполнить сборку всех компонентов, чтобы устройство не перегревалось и обеспечивало необходимую мощность .
Требования к оборудованию
Электрическая схема паяльного фена.
Основные требования, предъявляемые к термофену для пайки микросхем своими руками, состоят в:
- Соблюдении температурных режимов пайки.
Большинство паяльных работ осуществляется в пределах 190 – 250 градусов Цельсия. Нижняя планка касается свинцовосодержащих припоев, а верхняя – заводских безсвинцовых припоев. Паяльный термофен должен выдавать поток воздуха строго заданной температуры, дабы обезопасить микросхемы от перегрева и выхода из строя. - Стабильном воздушном потоке.
При неравномерном воздушном потоке серьезно затрудняется работа с паяльным оборудованием. - Безопасности и удобстве использования.
Тепловой фен не должен перегреваться и представлять опасность для мастера. В идеале, мощный паяльный фен, сделанный своими руками, следует проектировать на базе трансформаторного блока питания.
Устройство паяльного оборудования должно содержать исключительно безопасные элементы
При изготовлении самодельного блока питания компрессора следует уделить особое внимание надежности конструкции и безопасности ее для окружающих
Как показывает опыт, многие умельцы умудряются изготавливать полноценные рабочие термоинструменты из строительного фена, бытового аппарата для сушки волос или даже обычного паяльника.
Тонкости хорошей пайки
Чтобы припаять деталь к плате, нужно:
1) Нанести флюс на поверхность пайки; 2) Залудить их припоем; 3) Снова нанести флюс на контакты; 4) Запаять зазор между контактами.
Первое важное правило – избегать температуры выше 400 °C и более. Многие начинающие (и даже опытные) радиолюбители пренебрегают этим
Это критические значения для микросхем и плат.
Припой расплавляется примерно от 180 до 230 °C (свинец — содержащие припои) или от 180 до 250 °C (бессвинцовые). Это далеко не 400 °C. Почему тогда выставляют высокую температуру?
Что нужно для надежного контакта
Основные критерии:
- Правильно выбрать флюс. Например, для пайки проводов подойдет жидкий флюс. Он лучше всего смачивает провода и позволяет качественнее залудить такие контакты. Низкокачественный флюс быстро вскипает и растекается по плате.
- Использовать качественный припой. Именно припой определяет дальнейшую надежность и прочность соединения. Так же качество припоя может повлиять на работу схемы в целом, из-за шлаков и низкокачественных сплавов могут образоваться помехи в работе электроники и со временем могут появиться трещины.
- Пользоваться проверенным инструментом и оборудованием. Паяльники плохого качества могут нестабильно держать температуру, перегреваться.
- Соблюдать температурный режим. Не перегревать детали и держаться в температурном режиме плавления припоя. Слишком низкая температура и припой будет плохо плавиться, а если слишком высокая – материал будет испаряться, хуже лудить контакты.
- Долгие часы практики, проб и ошибок. Без практики не будет и своего метода пайки.
Эти критерии взаимосвязаны друг с другом. И при плохом выборе комплектующих с материалами, будет такой же результат.
