Нагреватель для паяльника своими руками

Как начинающие радиомастера, так и те, кто изрядно поднаторел в этом деле, при пайке радиоэлектронных элементов сталкиваются с некоторыми трудностями. Купленный в магазине недорогой паяльник может «порадовать» перегревом, из-за которого на жале образовывается нагар, что ведет к неполноценному контакту с оловом на плате, также перегревается плата и отслаиваются дорожки. В этой статье напишем, как сделать самодельную паяльную станцию с феном своими руками, предоставив схемы сборки, видео и фотографии.

Изготовление контактного паяльника

Данный вариант может считаться наиболее простым и дешевым. Эта конструкция регулирует на паяльнике напряжение, изменяя температуру нагрева жала. Опытным путем определяется производительность нагревателя и положение регулятора.

Процесс пайки можно настроить в соответствии с вашими потребностями и под определенный момент производства. Регулятором напряжения может выступать диммер для люстры. Единственный минус этой идеи – малый диапазон возможных температур на выходе. То есть для пайки лучше бы сделать диапазон напряжений – 200-220 В, а не 0-max. Скорее всего, понадобится доработать схему, добавить к основному резистору резистор «тонкой настройки».

Схема сборки в домашних условиях

Выпрямительный мост в этой схеме позволит поднять напряжение со 220 В на входе до 310 В на выходе. Данный вариант актуален для домашних мастеров, в доме которых низкое электрическое напряжение, что не позволяет паяльнику нагреваться до рабочей температуры. При отсутствии диммера его можно сделать самостоятельно.

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.

Общие характеристики и принцип работы

В схему паяльной станции с феном входит блок и манипулятор-термофен, где нагревается воздух. Устройства используются для ремонта сотовых телефонов и бытовой техники. Способы формирования потока воздуха такие:

• Турбинные – воздух подается маленьким крыльчатым электромотором в термофене.
• Компрессорные – воздух подается компрессором, расположенным в главном блоке.

Главным образом компрессорные станции отличаются от турбинных тем, что последние могут сформировать больший воздушный поток, но недостаточно проталкивают воздух через узкие отверстия. Компрессорные же станции более эффективны, когда воздух должен пройти через узкие насадки, используемые для пайки в труднодоступных местах.

Принцип работы станции: поток воздуха проходит через спиралевидный или керамический нагреватель в трубке термического фена, нагревается до требуемой температуры и через специальные насадки выходит на обрабатываемую деталь. Термофен способен обеспечить температуру воздуха 100-800°C. В современных станциях температура, мощность и направление воздушного потока легко регулируются.

В сравнении с прочими станциями (в частности, инфракрасными), недостатки термовоздушных станций следующие:

• Поток воздуха может сдуть мелкие детали.
• Неравномерный прогрев поверхности.
• Требуются дополнительные насадки.

Преимуществом же является то, что турбовоздушные станции гораздо дешевле других.

Рекомендации по сборке

В домашних условиях проще и дешевле сделать станцию с феном на вентиляторе, где роль нагревателя играет спираль. Керамический нагреватель стоит дорого, а в случае резких изменений температуры может потрескаться. Компрессор сложно сконструировать самостоятельно, и его нельзя присоединить к фену, поэтому от главного блока придется проводить трубу для воздуха, что добавляет неудобств.

Нагнетателем послужит малогабаритный вентилятор (подойдет кулер от блока питания компьютера) возле ручки термического фена. К нему присоединяется трубка, в которой воздух нагревается и выходит на паяемый элемент. На торце кулера вырезается отверстие, через которое в трубку с нагревателем попадает воздух. С одной стороны кулер плотно закрывается, чтобы воздух во время работы шел лишь в трубку, а не выходил наружу. Нагнетатель монтируется в задней части фена.

Нагреватель собрать гораздо труднее. Нихромовая проволока спиралью накручивается на основание. Витки соприкасаться друг с другом не должны. Длина спирали рассчитывается из расчета того, что ее сопротивление должно равняться 70-90 Ом. Основанием может служить основание с низкой теплопроводностью и большой стойкостью к высоким температурам.

При конструировании фена много разных деталей могут быть взяты из старых домашних фенов. В каждом, даже простом и дешевом, устройстве есть слюдяные пластины, из которых для спирали собирается крестообразное основание. Также используются основания старых паяльников либо галогенных ламп для прожекторов. Основание на 5-7 см должно быть не занятым спиралью. От спирали по основанию отводятся концы. Затем эта часть плотно обматывается жаропрочной тканью.

Далее, из фарфора, керамики и подобных материалов делается трубка. Диаметр рассчитывается так, чтобы между ее внутренними стенками и спиралью оставался маленький зазор. Сверху на сопло наклеиваются термоизоляционные материалы:

Изоляция обеспечит больший КПД фена и позволит спокойно брать его руками.

Нагревательный элемент и трубка-сопло по отдельности соединяются с нагнетателем таким образом, чтобы воздух шел в сопло, а нагреватель находился внутри сопла посередине. Место скрепления сопла и нагнетателя изолируется во избежание пропускания воздуха.

По форме получившаяся конструкция напоминает пистолет. Для удобства к корпусу можно прикрепить держатели и ручки. Специальные насадки покупаются или вытачиваются из термостойкого металла. От изготовленного фена к главному блоку должны отходить четыре провода и выходить из задней части фена. Их рекомендуется собрать вместе и изолировать повторно.

В корпусе блока размещаются два реостата, один из которых регулирует мощность потока воздуха, а другой – мощность нагревательного элемента. Лучше, если выключатель для нагревателя и нагнетателя будет общим. Завершающее действие – устройство выхода для розетки.

Техника безопасности и правила использования

• На рабочем месте важно соблюдать технику пожарной безопасности.
• В процессе работы постарайтесь не допустить резкого изменения температуры нагревателя. Не трогайте нагревательный элемент и насадки фена.
• Насадки меняйте после выключения и остывания фена.
• Не допускайте попадания на термофен жидкости.
• Обеспечьте хорошее проветривание рабочего места.

Паяльная станция-фен – довольно удобное приспособление, которое можно собрать самостоятельно. Несмотря на имеющиеся недостатки, это вполне пригодное устройство для ремонта бытовой техники.

Назначение паяльника известно даже людям, далёким от электрики. Говорить о тех, кто в этой сфере работает и вовсе не приходится – для них это просто незаменимый помощник. И рынок, с учётом этого, предоставляет огромное количество приборов, отличающихся по множеству параметров. Но не во всех случаях тратиться целесообразно, ведь можно сделать полноценный паяльник своими руками, не обладая какими-то специфическими знаниями.

Самодельный паяльник

Покупать паяльник имеет смысл, если работать им приходиться постоянно, или как минимум довольно часто. Но если это инструмент, который бо́льшую часть времени пылится на полке, то тратиться особого смысла нет. Тем более что вполне можно самостоятельно сделать полноценный аппарат необходимой мощности, учитывая вероятные потребности.

Безусловно, для того, чтобы знать, как сделать паяльник своими руками, нужно понимать его устройство и принцип работы. Ведь несмотря на внешнюю простоту, есть некоторые нюансы, которые предпочтительнее знать прежде, чем приступать к работе.

Строение и принцип работы

Паяльники имеют крайне простое устройство: медный стержень, взаимодействующий с нагревательным элементом, помещены в своего рода трубку, выполняющую роль корпуса. К нагревателю подсоединяется термостойкий питающий провод. И всю конструкцию завершает ручка из материала с малой теплопроводностью.

Под действием электрического тока нагревательный элемент (к примеру, нихромовая спираль) передаёт тепловую энергию на медный стержень, называемый жалом. Жало, имея высокую теплопроводность, нагревается, что позволяет производить пайку.

Зная, как устроен паяльник, вполне можно сделать его своими руками. Причём реализовать эту идею разными способами, учитывая потребности в отдельно взятой ситуации.

Паяльник на 220 вольт на резисторе

Вариант с напряжением 220 В, в первую очередь, хорош тем, что не требует поиска блока питания. При этом в зависимости от конкретных нужд его мощность можно сделать разной, что позволяет создать электропаяльник своими руками как для пайки мелкой техники, так и молотковый для запайки баков, кастрюль и прочей металлической утвари.

Для начала нужно приготовить части, которые потребуются в процессе изготовления паяльника:

• Прут из красной меди, так как она имеет отличную теплопроводность. Причём толщина прута выбирается исходя из расчёта мощности изделия.
• Резистор, расчёт которого также производится на основании необходимой мощности конечного продукта.
• Силикатный клей.
• Асбестовая нить.
• Провода, часть из которых должна быть термостойкими.
• Металлическая трубка.
• Ручка или её подобие из материала, плохо проводящего тепло.

В зависимости от того, какие работы рассчитано выполнять в будущем сделанным паяльником, нужно выбирать его мощность. А уже исходя из этих данных необходимо проводить расчёты.

Здесь стоит вспомнить школьный курс физики, а в частности формулу мощности и закон Ома. Для упрощения расчёта предполагается взять за пример резистор на 100 Ом. Учитывая, что ток будет 2,2 А, при использовании подобного резистора паяльник станет потреблять 484 ватта, а это, конечно, чересчур много. Следовательно, необходимо напряжение снизить. Поможет в этом гасящее сопротивление на 300 Ом и конденсатор 10 мкФ до 300 В. Таким образом получится в четыре раза снизить ток, т. е. примерно до 0,5 ампера, что позволит получить напряжение на резисторе в 55 В.

Когда необходимые расчёты выполнены, можно перейти непосредственно к решению вопроса как сделать паяльник в домашних условиях, т. е. к его механической сборке.

Здесь главное правильно расположить жало в резисторе. Для того чтобы надёжно его зафиксировать и уменьшить зазор между медным прутом и резистором, следует залить его силикатным клеем. Это также поможет защитить деталь от вероятности появления в процессе работы трещин.

Для усиления изоляции в местах соединения проводов и нагревательного элемента лучше дополнительно намотать асбестовую нить. Нелишним будет использование для этих целей дополнительно и керамической втулки. Всё это сделает самодельный паяльник более безопасным и надёжным.

Теперь остаётся полученную конструкцию поместить в подходящую железную трубку, на которую насаживается ручка из дерева или текстолита. В отверстие ручки пропускается провод как в классическом паяльнике для подключения к сети питания.

Маломощный минипаяльник из ручки

Довольно часто использование мощных моделей неудобно и нецелесообразно. Особенное это касается работ, проводимых при ремонте мелкой бытовой техники, пайки smd и других чувствительных к высоким температурам элементов. В таких случаях очень кстати пригодится низковольтный, небольшой, лёгкий и удобный паяльник с тонким жалом. И здесь нелишним будет знать, как сделать мини паяльник своими руками, ведь предполагаемые затраты в таком случае будут куда меньше, нежели в случае покупки заводской модели.

Как обычно, всё начинается с подготовки деталей и частей, который потребуются в процессе работы.

• Медная проволока диаметром около 1 миллиметра.
• Ненужная шариковая ручка, исполняющая роль корпуса.
• Небольшой кусок текстолита размерами 30 на 10 миллиметров.
• Немного стальной проволоки диаметром 0,8 миллиметра.
• Так как паяльник из резистора, то используется резистор на 5–10 Ом.

Первым делом подготавливается сам резистор. Для этого необходимо очистить его от краски. Сделать это можно по-разному: просто соскрести её ножом, подключить питание и дать прогреться, после чего снять краску или стереть её растворителем. После этого удаляется одна из ножек, а в этом месте аккуратно высверливается отверстие сверлом в 1 мм, как раз чтобы вошла подготовленная медная проволока. При этом особое внимание стоит обращать на то, чтобы она не касалась корпуса резистора. Поэтому стоит отверстие обработать чуть большим сверлом – раззенковать.

На обрабатываемой стороне резистора, на самой чашечке, делается небольшой пропил, куда впоследствии должна лечь петля токовода. Его же делают из стальной проволоки, изогнув таким образом, чтобы получилась петля, которая и будет ложиться в выпиленную канавку-пропил.

Теперь берётся кусочек текстолита, которые выпиливается таким образом, чтобы один его конец хорошо входил в корпус шариковой ручки. Здесь же с двух сторон напаиваются контакты, к которым впоследствии будут подсоединены питающие провода. Другая сторона текстолитовой пластины делается чуть шире, чтобы не входить в корпус ручки. Здесь также напаиваются контакты, к которым будут подсоединяться токоведущие части от резистора. Внешне полученная заготовка напоминает своеобразную букву «Т» примерно как на рисунке:

Теперь все детали нужно собрать. Проволока с петлёй размещается в соответствующий паз на транзисторе, её концы припаиваются к контактам на текстолитовой пластинке.

В отверстие транзистора вставляют медное жало. При этом нелишним будет сделать защиту из слюды или подобного материала, чтобы в процессе нагрева жала, не повредился сам резистор.

В корпус от шариковой ручки пропускают провода, которые припаивают к контактам с тонкой стороны текстолитовой пластинки – это будет питание. Саму же пластинку после этого также располагают в корпусе ручки.

Когда основа паяльника из резистора своими руками собрана, стоит подумать о питании. Для этого подойдёт блок питания напряжением до 15 вольт. Хотя лучше всего использовать 9–12 В – это оптимальное для работы подобного прибора напряжение.

Как можно заметить, имея минимальное количество материалов, которые без труда найдутся практически в каждом доме, можно сделать отличный и безопасный самодельный паяльник на 12 вольт, не обладая высокими познаниями в электрике и электронике.

Автономный прибор на аккумуляторе

Кому часто приходиться работать «в поле» знают, что наличие розетки, куда можно подключить стационарный паяльник, далеко не всегда имеет место. Следовательно, нелишним будет иметь в запасе автономный его налог. Конечно, производить пайку, требующую мощной модели, не получится, но большинство работ всё же выполнить такой микропаяльник способен. Поэтому вполне целесообразно сделать аккумуляторный паяльник своими руками, чтобы упростить работу в ряде случаев.

Почти все детали, входящие в состав беспроводной модели паяльника, найдутся почти в каждом доме. Поэтому перед началом работы нужно подготовить:

• Аккумулятор на 12–14 В или батарейки. Подойдёт от старого электроинструмента или от ноутбука.
• Медная проволока диаметром 2 мм и длиной около 6 см.
• Разного диаметра (1, 3, 8 мм) термостойкие трубки. Можно взять из старой электротехники.
• Проволока из нихрома диаметром около 0,3 мм. Подойдёт от сломанного фена.
• Телескопическая антенна от радиоприёмника.
• Кусочек толстой медной проволоки для жала диаметром 3,8 мм.
• Провода для подключений.
• Трубка из материала с низкой теплопроводностью для корпуса.

Когда всё готово, можно приступать непосредственно к сборке паяльника. И для начала нужно сделать нагревающий элемент: нихромовую нить необходимо намотать на подготовленную медную проволоку диаметром 2 мм в виде спирали. При этом длину придётся определять опытным путём. Так, нагрев спирали должен достигать температуры от 300 до 450 градусов Цельсия.

Теперь на эту же проволоку нужно надеть кусочек термостойкой трубки и уже на неё намотать отмеренную нихромовую нить. На её концы одеваются трубки меньшего размера, после чего на всю получившуюся конструкцию надевают трубку самого большого диаметра. Теперь медную проволоку, находящуюся внутри, можно аккуратно вынуть.

Полученный нагревательный элемент остаётся поместить в отрезанный подходящего размера кусочек антенны. Сюда же вставляется жало и закрепляется с помощью самореза.

В общем-то, вся основа уже готова. Остаётся лишь припаять к спирали провода для питания и поместить всё в корпус.

Для того чтобы предотвратить возгорание, между трубкой с нагревающим элементом и корпусом необходимо вставить кусочек какого-либо негорючего материала.

В итоге получился дешёвый, надёжный и удобный инструмент из подручных средств для пайки в полевых условиях.

Электрический паяльник – это хорошо известный нагревательный прибор, предназначенный для соединения самых различных деталей из цветных или чёрных металлов.

Принцип работы инструмента основан на эффекте нагрева его рабочего наконечника (жала), расплавляющего припой с флюсом. Образовавшаяся при этом жидкая смесь заполняет все неровности и пустоты, имеющиеся между деталями, и образует после остывания надёжное соединение.

Но в процессе эксплуатации инструмент может сломаться, причём такая поломка проявляется в самых различных формах. Вот почему самостоятельный ремонт паяльника – обязательная операция, которую должен освоить любой работающий с ним мастер.

Основные детали

Для того чтобы качественно и быстро отремонтировать электрический паяльник своими руками, прежде всего, необходимо ознакомиться с его конструкцией, в состав которой входят следующие узлы:

• электронагревательный элемент, размещённый на трубчатом основании из слюды или стеклоткани и изготовленный в виде витой спиралевидной обмотки;
• ручка-держатель с отверстиями под трубчатое основание и электрический шнур;
• рабочий наконечник, вставляемый с другого конца слюдяной трубки.

Поверх нихромовой проволоки делается ещё один защитный слой из слюды или асбеста, обеспечивающий снижение тепловых потерь и изолирующий спираль от металлических частей корпуса.

Концы обмотки сложены вдвое и соединены на пайку с медными проводниками электрошнура с вилкой на ответном конце. Для того чтобы они не могли случайно порваться – эти места усилены обжатыми под давлением алюминиевыми пластинками, отводящими излишки тепла от контактной зоны.

Для лучшей изоляции на участки соединения проводов надеваются специальные трубки (керамические или же из стеклоткани или слюды).

Электрическая схема

Для понимания основ ремонта паяльного приспособления желательно ознакомиться с его схемой, состоящей из ряда последовательно соединённых элементов. Она состоит из электрической вилки, соединительного провода (шнура) и нагревательной обмотки из нихрома.

Поскольку питание идет от переменной сети 220 В, то в цепь обычно встраивают преобразователь.

Напряжение

Одной из основных технических характеристик, учитываемых при необходимости отремонтировать паяльник, является подаваемое на обмотку напряжение. В различных моделях устройств оно может принимать следующие значения:

• 220 Вольт (используется в большинстве отечественных моделей);
• пониженные трансформатором питающие напряжения величиной от 12-ти до 42-х Вольт (для опасных условий работы);
• 5-тивольтовое питание для миниатюрных паяльников USB, починить которые в домашних условиях совсем несложно.

Пониженные напряжения применяются в условиях, называемых опасными и особо опасными (при высоких уровнях влажности или запылённости помещения, например). Основная цель снижения этой величины – уберечь пользователя от поражения электрическим током.

Независимо от того, какая из этих моделей подлежит ремонту, способы её восстановления сводятся к простейшим рабочим операциям.

Мощность

Под электрической мощностью понимается отбираемая паяльником от сети энергия, определяемая как произведение напряжения на потребляемый ток.

Этот показатель непосредственно связан с рассеиваемой на жало тепловой мощностью, определяющей его эксплуатационные возможности. Чем больше этот параметр – тем лучше наконечник паяльника будет прогревать место пайки.

Величины рабочих мощностей для различных образцов изделий колеблются в очень широких пределах (от единиц до тысяч Ватт).

То есть существует выбор, когда для работы с мелкими деталями предпочтение отдаётся паяльным приспособлениям с малым потреблением и рассеиванием тепла. Ну а для случаев, когда приходится паять габаритные металлические изделия, наоборот, подходят только «мощные» устройства.

Учёт этого показателя в простейшем случае сводится к замене жала на более толстый наконечник или наоборот. При выходе из строя нагревательного элемента мощность учитывается при необходимости самостоятельной его перемотки и выборе требуемого количества витков.

Расчёт обмотки

Ремонт паяльника в большинстве случае сводится к процедуре, позволяющей перемотать сгоревшую обмотку из нихрома. При её замене важно правильно подобрать толщину и диаметр нихромовой проволоки, а также количество витков в спирали, определяющее выделяемую тепловую мощность.

При расчёте и выборе требуемого диаметра проволоки исходят из величины сопротивления нагревательной обмотки паяльника, которое, в свою очередь, определяется его рабочей мощностью (напряжением питания).

Для определения исходного показателя (сопротивления обмотки) используются специальные таблицы.

По этим таблицам можно будет проверить правильность расчёта обмотки, чтобы в дальнейшем выполнить ремонт.

При фиксированном напряжении питания U и измеренном с помощью тестера сопротивлении нагревательного прибора R потребляемая им мощность P вычисляется по формуле P=(UхU)/R.

Возможные неисправности

Самой распространённой неисправностью паяльников (независимо от типа и мощности) является перегорание обмотки нагревателя или частичное межвитковое замыкание.

Она проявляется в том, что паяльник совсем не греется, то есть теряет работоспособность.

Как правило, замыкание отдельных витков со временем также приводит к сгоранию всей спирали, когда обычный ремонт уже не поможет, и надо полностью перематывать спираль. При самых благоприятных условиях отсутствие нагрева паяльника может быть связано со следующими причинами:

• плохой контакт в месте соединения подводящего напряжение провода и концов обмотки (спирали);
• неисправность сетевой вилки;
• обрыв одной из жил в самом шнуре.

Все эти неисправности обнаруживаются посредством визуального осмотра, либо с помощью тестера, включённого в режим «Прозвонка», после чего производится ремонт.

Последовательность работ при ремонте

Для устранения обрыва в проводах или вилке сначала с помощью мультметра (тестера) выявляется точное место нахождения повреждения. И лишь после этого выбирается один из возможных способов ремонта паяльника.

Так, при обнаружении обрыва в подводящем проводе или вилке, эти части проще всего целиком заменить исправным изделием. Для этого удобнее просто нарастить неповреждённую часть, припаяв к ней новый сетевой шнур.

При наращивании подводящего провода особое внимание уделяется изоляции отдельных жил. Надёжнее всего защитить каждую из них поливинилхлоридной трубкой (кембриком).

В случае, когда сгорела обмотка паяльника – придётся вскрыть защитный кожух (крышку) и полностью разобрать нагревательный элемент, отсоединив его от питающих проводов.

При перемотке спирали необходимо внимательно следить за тем, чтобы соседние витки располагались на удалении один от другого, а между рядами намотки укладывалась слюдяная прокладка.

По окончании намоточных работ к концам нихромовой проволоки припаиваются, а затем обжимаются подводящие провода, после чего защитный кожух возвращается на прежнее место. На этом ремонт может считаться законченным.

Правила эксплуатации

При работе с электропаяльником во избежание случайных поломок отдельных частей необходимо придерживаться следующих правил:

1. Во время пайки следует избегать сильных механических нагрузок на шнур и электрический нагреватель устройства.
2. Нельзя перегревать спираль паяльника (не оставлять его включённым на длительное время).
3. Необходимо использовать регулятор мощности, позволяющий выбирать требуемый режим по нагреву жала.

В заключение отметим, что в процессе эксплуатации нужно следить за состоянием сетевого провода и не допускать его случайного повреждения от соприкосновения с раскалённым до высокой температуры жалом.

Если этого не удалось избежать – следует тщательно изолировать расплавленное место, надев на повреждённую жилу кембрик и замотав изолентой.

Простой ремонт поможет возобновить работу паяльника. Вообще же, благодаря несложному устройству, этот инструмент редко выходит из строя.