Ультразвуковой паяльник своими руками

Ультразвуковой паяльник своими рукамиВ электрике, при электромонтаже, а чаще в электронике нередко необходимо жёстко зафиксировать между собой или на плате проводники, полупроводниковые детали или микросхемы. Осуществляют это, как правило, методом пайки, с помощью паяльника. В процессе кратковременно разогревают до жидкого состояния легкоплавкий металл, что позволяет надёжно произвести качественную и долговечную фиксацию.

Импульсный паяльник: описание

В зависимости от вида работ, могут применяться паяльники различной конструкции, устройства и мощности, от индукционных до ультразвуковых. Обычный заводской паяльник, который постоянно находится в нагретом состоянии, хорош по своей эффективности, но имеет некоторые недостатки. Например, сам процесс пайки занимает очень незначительное время, по отношению ко всему процессу. Ведь нужно зачистить и подготовить спаиваемые поверхности. И всё это время паяльник находится во включённом состоянии. А это приводит не только к растратам электроэнергии впустую, но и к быстрому износу самого прибора.

Чтобы во время простоя паяльник постоянно не находился в рабочем состоянии, придумали импульсный паяльник, который отлично выполняет свою функцию и, одновременно, не находится постоянно разогретым. Именно из-за своей особенности потреблять электричество импульсами он и был так назван. Основные отличия импульсного паяльника от обычного:

  • Способ нагрева;
  • Высокая скорость нагрева до рабочей температуры;
  • Незначительное энергопотребление;
  • Возможность управления мощностью.

Принцип работы приспособления

Ультразвуковой паяльник своими рукамиИмпульсный инструмент для пайки имеет довольно простое устройство. Нагревательный элемент представляет собой изогнутую U-образно проволоку от 1 до 3 мм, в зависимости от степени выполняемых работ. Непосредственно разогрев наконечника происходит за счёт того, что через него проходит ток минимального рабочего напряжения, но большой величины. Это вызывает принцип короткого замыкания или так называемой точечной сварки.

Добиться подобного эффекта помогает встроенный в корпус маломощный высокочастотный понижающий трансформатор и преобразователь, выдающий электрический ток частотой от 18 до 40 кГц. На концах вторичной обмотки располагаются токосъёмники, на которых и закрепляется жало.

Создание изделия своими руками

Безусловно, «импульсник» вполне можно купить и успешно пользоваться заводской версией. Однако, есть два минуса, которые говорят в пользу самодельных аналогов:

  1. Низкое качество инструмента китайского производства на прилавках. Хотя и по приемлемой цене.
  2. Слишком дорогие «импульсники» известных брендов.

Для того чтобы сделать паяльник своими руками, нам понадобятся:

  • Силовой маломощный трансформатор;
  • Медная проволока 1−3 мм для жала;
  • Медная шина;
  • Материал для рукоятки.

Когда всё необходимое у нас подготовлено, можно начать создавать импульсный паяльник своими руками, простая схема которого имеет следующий вид:

Единственное, что нам придётся сделать — изменить немного трансформатор, который можно снять с какой-либо старой электрической техники.

Теперь трансформатор нужно лишить обмотки, но делать это стоит аккуратно, так как она нам ещё пригодится. Далее, вручную или станком наматываем первичную обмотку — должно быть 1300 витков. Вторичная обмотка делается из шины одним витком. Для изоляции понадобится стеклоткань или термоусадка. Осталось сделать рукоятку. Для этого подойдёт любой материал, обладающий диэлектрическими свойствами.

Ультразвуковой паяльник своими руками

Конечно, нужно помнить и о нагревающейся части. Здесь понадобится медная проволока от 1 до 3 мм толщиной, которую необходимо согнуть наподобие английской буквы «U» и закрепить на концах шины. Получился самодельный паяльник импульсного типа, по своим характеристикам не уступающий заводскому аналогу.

Паяльник из электронного трансформатора

Созданный нами паяльник отлично подходит для работы, но у него есть несколько неприятных недостатков: высокая потребляемая мощность и излишний вес, что не всегда удобно. Однако решение этой проблемы есть — это создание паяльника из электронного трансформатора своими руками.

Для начала нам понадобятся следующие составляющие:

  • электронный трансформатор;
  • медная проволока для наконечника;
  • индикаторы светодиодные;
  • кнопка включения-выключения;
  • пластиковая коробочка для корпуса;
  • стойка с диэлектрическими характеристиками.

Ультразвуковой паяльник своими рукамиБезусловно, ко всему прочему нам понадобится ещё и схема импульсного паяльника:

Нам понадобится импульсный блок питания, который можно взять из лампы дневного света на 40 ватт. Сделать нам придётся электронный трансформатор своими руками, то есть доработать взятый из лампы для её запуска.

Для этого нужно удалить вторичную обмотку и заменить её на один-два витка проволоки диаметром 1 мм. После проделанной работы останется лишь поместить всё это в подготовленный корпус. Для удобства желательно корпус делать в виде пистолета с ручкой, что будет значительно удобнее при работе.

После этого монтируется диэлектрическая стойка на месте «ствола», а уже на ней закрепляют само жало в виде петли. Само же жало подключается ко вторичной обмотке. В рукоятку «пистолета» необходимо вмонтировать кнопку и светодиод, который будет сигнализировать о включении во время работы. Нажав на кнопку, наконечник будет греться. Долго держать прибор включённым не рекомендуется, так как может выйти из строя вся конструкция.

Читайте также:  Программа для схемы электропроводки в квартире

Импульсник из энергосберегающей лампы

Если до этого мы использовали лишь часть энергосберегающей лампы, то в этом будем основываться полностью на ней. Ведь по своей сути это готовый импульсный блок питания. Таким образом, мы сделаем «импульсник» из энергосберегающей лампы по схеме (красным обозначены детали для удаления):

Ультразвуковой паяльник своими руками

После удаления «лишних» деталей места, обозначенные «А» и «А», следует соединить при помощи перемычки. По аналогии с предыдущим способом трансформатор нужно переделать. Если места для лишней обмотки не хватает, то необходимо воспользоваться дополнительным трансформатором, который подключается первичной обмоткой в места, обозначенные красными линиями на рисунке:

Ультразвуковой паяльник своими руками

Выполненные таким способом «импульсник» довольно лёгкий и удобный для работы. Тем более что оказывается практически бесплатным.

Микросхемное изделие импульсного принципа

Ультразвуковой паяльник своими рукамиБолее сложный по своей конструкции, но и более надёжный — это импульсный паяльник на микросхеме. Этот прибор будет иметь защиту от перегрева, что автоматически сделает его более долговечным и надёжным.

В таких приборах для защиты микросхемы от перегревов реализуется специальное устройство, которое исключает возникновение поломок из-за перегрева. Роль блока питания здесь осуществляет резистор, а само устройство должно обладать регулируемым входом напряжения, изменяемое от 0 до 15 В. Резистор МЛТ с номиналом 8 Ом и мощностью 0,5 кВт обеспечивает нагрев наконечника.

Чтобы сделать такой резистор, одну ножку элемента удаляют, а там, где она закрепляется просверливают отверстие с помощью сверла на 11 мм. Во избежание прикосновения с внутренней полостью чаши резистора, когда устанавливается жало, создаётся защита торца с помощью слюды. Для индикации включения в цепь добавляется светодиод, который при нажатии на кнопку сигнализирует о работе прибора.

Вышеописанные электропаяльники очень удобны и практичны в работе. Моментальный нагрев позволяет паять без траты времени. Но стоит понимать, что далеко не для всех видов пайки они подойдут. Зато в своей области применения это по-настоящему отличный помощник, способный облегчить работу своему владельцу. К тому же почти бесплатный, что зачастую немаловажно.

Ультразвуковой паяльник своими рукамиОбойтись в электротехнике и электронике без паяльника невозможно. В магазинах таких приборов продаётся немало. Можно купить инструмент, ориентируясь на его мощность или тип нагревательного элемента. Однако сильный нагрев и большая площадь жала требуется не всегда, особенно в работе с небольшими деталями и платами, поэтому возникает необходимость приобрести или изготовить импульсный паяльник своими руками.

Виды паяльников

Нагревающийся инструмент, соединяющий специальным припоем из сплавов на основе свинца, олова или меди металлические детали, называется паяльником. Детали, составляющие устройство паяльника, просты и немногочисленны:

  • Электрический питающий провод с вилкой.
  • Рукоятка.
  • Корпусная оболочка, защищающая внутреннюю часть инструмента.
  • Нагревательный элемент.
  • Стержень.
  • Наконечник, или жало.

Для достижения максимального соединения для изготовления жала и стержня используется медь.

Одним из самых распространённых инструментов стал паяльник с нагревателем из нихромовой спирали. У некоторых моделей имеется датчик в виде термопары, отключающий инструмент при достижении рабочей температуры.

Ультразвуковой паяльник своими рукамиБолее современными являются устройства с нагревателем в форме стержней из керамики. Они быстрее нагреваются, имеют большие возможности по настройке необходимых параметров и долгий срок эксплуатации.

Прибор с наконечником, имеющим ферромагнитное покрытие, нагревается наведёнными токами магнитного поля. Это устройство называется индукционным паяльником. Пламя от горения газа через специальную насадку нагревает жало в газовом паяльнике. Это приспособление автономно, и заправка возможна от обычного газового баллончика.

Паяльники небольшой мощности с питанием от аккумулятора также являются мобильными и применяются для ремонта небольших деталей. Ультразвуковые инструменты используются для безфлюсовой пайки на основе припоев, не содержащих свинца.

Устройство с импульсным нагревом

Для того чтобы собрать схему электронного устройства, потребуется пайка. Но компоненты, составляющие содержимое таких приборов, очень малы, и применение простых нагревательных инструментов ограничено. Для этих целей подойдёт импульсный паяльник.

Медная проволока небольшого диаметра, из которой обычно изготовлено его жало, обладает хорошей теплопроводностью, а малая толщина позволяет добраться до самых небольших элементов. Низкое напряжение, которое используется для нагрева, не требует больших затрат на электроэнергию. К тому же она расходуется исключительно в момент проведения паяльной операции.

Основными компонентами такого прибора являются:

  • Высокочастотный преобразователь, выдающий ток частоты от 18 до 40 килогерц.
  • Понижающий автотрансформатор высокой частоты, на вторичной обмотке которого находятся токоприёмники для установки жала, которое закрепляется к ним винтами для плотного контакта.
  • Управляющая схема с микропроцессором.
Читайте также:  Компрессор аквариумный с регулировкой

Ультразвуковой паяльник своими рукамиНовейшие устройства такого типа оснащаются различными датчиками и индикаторами, могут иметь точечную подсветку области пайки и рукоятку из жаростойкого нескользящего пластика, напоминающего пистолет. С такой ручкой действовать удобнее всего.

Небольшая масса и габариты обеспечивают работу с самыми мелкими компонентами микроплат сотовых телефонов и планшетных компьютеров. А если имеется устройство корректировки уровня нагрева, то такой прибор справится и с более крупными объектами, подойдёт и для обычных домашних операций пайки.

Но некоторые меры предосторожности соблюдать необходимо: есть электронные компоненты, негативно реагирующие на напряжение высокой частоты, которое подаётся на жало.

Самодельное оборудование

Мастеров по ремонту электроники очень много, поэтому спрос на импульсные паяльники довольно стабильный. Но всё же некоторые стараются изготовить такой паяльник из электронного трансформатора своими руками. Толкают их на это подобные причины:

  • Дороговизна импортного высококачественного оборудования.
  • Некачественная продукция китайского происхождения.

Простейший высокочастотный нагреватель

Для человека, немного знакомого с электротехникой, изготовить инструмент несложно. Для этого понадобятся:

  • Трансформатор.
  • Шинка и проволока из меди.
  • Материал для изготовления ручки.

Для начала необходимо найти схему импульсного паяльника. Сделать это несложно с помощью интернета.

Первичная обмотка соединена с питающим элементом, а вторичная — с жалом и сигнальной лампой. Такая простота делает устройство надёжным и неприхотливым к качеству напряжения. Большинство недорогих изделий в своей основе имеют именно такую схему.

Ультразвуковой паяльник своими рукамиДля изготовления требуется наличие малогабаритного силового трансформатора. Его можно взять в блоке питания какой-либо ненужной или сломанной бытовой техники. Его схема будет подвергнута модернизации. Сначала необходимо осторожно вскрыть корпус трансформатора и подобраться к обмотке, которую нужно аккуратно размотать. Из смотанного провода навивается новая первичная обмотка в количестве 1300 оборотов. Это можно сделать вручную или на специальном намоточном станке.

Вторичная обмотка представляет собой один виток из медной шины, изолированной стеклотканью или термоусадочной трубкой. К ней будет винтами подсоединяться жало. Ручку можно сделать из любого диэлектрического материала. Это может быть дерево или текстолит. Возможно использование старой рукоятки от ненужного паяльника или другого устройства. Вариантов много.

Ещё один компонент — выключатель, который должен обеспечивать кратковременную подачу напряжения на вторичку. Поэтому нужно приспособление без жёсткой фиксации по принципу: пока нажато — работает. Постоянное присутствие на вторичной обмотке электрического тока ведёт к её разрушению. После того как все компоненты готовы, их нужно аккуратно собрать и закрепить. Такая конструкция позволяет периодически менять наконечник для коррекции толщины пайки.

Прибор из электронного трансформатора

Ультразвуковой паяльник своими рукамиЕсли поиски хорошего недорогого импульсного паяльника не увенчались успехом, эти средства можно потратить на приобретение пускового двенадцативольтового устройства для энергосберегающих или галогеновых ламп. В нём есть трансформатор, который предстоит немного усовершенствовать, предварительно демонтировав из корпуса. Имеющаяся вторичная обмотка для использования в качестве силовой слабовата, поэтому её нужно аккуратно снять и изготовить новую из медной проволоки сечением 1 квадратный миллиметр.

Модернизированная обмотка будет состоять из двух или трёх витков. А также необходима рукоятка, кнопка без удержания во включённом положении и лампочка для индикации. Всё это подбирается из имеющихся под рукой компонентов. Жало такого паяльника нагревается в один момент, однако временем постоянного накаливания злоупотреблять не следует.

Изготовление жала

В этом качестве используется медная проволока, подсоединённая к держателям на вторичной обмотке. Толщину подбирают экспериментальным методом, ориентируясь на скорость нагрева. Начинают подбор с провода сечением 1−2 квадрата. Здесь важно найти золотую середину: слишком толстое жало будет медленнее нагреваться, а тонкое — быстрее изнашиваться. Оптимальное время накаливания наконечника составляет от 4 до 8 секунд.

Увеличение диаметра жала ведёт к возрастанию потребляемой электропаяльником мощности и увеличению нагрева силовой обмотки. Поэтому подбор диаметра наконечника нужно проводить тщательно, с каждым новым размером проведя несколько паек. Неправильный выбор может привести к возгоранию всей конструкции.

Различия между аппаратами

Ультразвуковой паяльник своими рукамиГлавное отличие импульсного паяльника от обычного состоит в методике, по которой происходит нагревание наконечника. Если в простом приборе жало находится в наибольшей степени изоляции от электрического тока, то в импульсном оно является непосредственным его проводником. Нагрев и остывание устройства, работающего в высокочастотном токовом режиме, происходит очень быстро в отличие от традиционного паяльника. Это свойство полезно для применения пайки в холодных помещениях или на улице, где простой паяльник не сможет расплавить припой до нужной температуры.

Минусом в использовании импульсного инструмента стало постоянное нахождение жала под напряжением, что небезопасно при работе с микроэлементами, боящимися статического электричества.

Приспособление Sting

Этот паяльник задумывался ещё в советские годы, и предшественниками его стали модели Момент и Искра. Он позволяет работать на 10 уровнях мощности как с мелкими деталями, так и с большими. Нагрев до температуры пайки моментальный — полторы-две секунды. Рабочий цикл длится около 3,5 секунд. Защита от скачков напряжения обеспечивается встроенным стабилизатором. Составляющие детали:

  • Микропроцессорный контроллер.
  • Понизительный высокочастотный трансформатор.
  • Стабилизатор напряжения.
Читайте также:  Паяльник для пластиковых труб инструкция

Ультразвуковой паяльник своими рукамиЖало закреплено к вторичке с помощью винтов. О выбранном порядке работы сообщит индикатор. Режим работы устройства — кратковременно-повторный. При взаимодействии с ним необходима осторожность: корпус в месте соединения жала подвержен нагреву. Касаться жала во время остывания запрещено.

Защита от перегрева функционирует таким образом: через 20 секунд после включения подача напряжения прекращается, для последующего начала нагрева надо убрать палец с кнопки и нажать ещё раз.

Профессиональная работа с микросхемами требует надёжного оснащения. Что выбрать, самодельное устройство или дорогой фирменный паяльник, каждый решает самостоятельно по мере необходимости и наличия финансов.

Ультразвуковой паяльник своими руками

Такой паяльник можно изготовить из понижающего сетевого блока питания, в котором жало будет присоединяться к вторичной обмотке трансформатора, создавая короткое замыкание. И как следствие, при этом жало будет нагреваться. Провод для изготовления жала будет иметь меньший диаметр, чем провод вторичной обмотки трансформатора.

Ультразвуковой паяльник своими руками

В качестве материалов для изготовления паяльника были взяты старые электронные трансформаторы на 50-60 Вт.

Из них были извлечены все детали, из которых был собран новый блок на специально разработанной компактной печатной плате.

Ультразвуковой паяльник своими руками

Для силовых транзисторов предусмотрена установка со стороны дорожек платы. Для сборки подойдут такие ключи, как MJE13003, MJE13005 или MJE13007. Последние можно извлечь из блока питания компьютера.

Ультразвуковой паяльник своими руками

Ультразвуковой паяльник своими руками

Для удобства и компактности штатный сердечник трансформатора, стоявшего на плате, был заменен на ферритовый бочонок, который выполнял роль фильтра помех на проводе старого адаптера питания для ноутбука. Этот сердечник прекрасно подошел по размерам для будущего паяльника.

Ультразвуковой паяльник своими руками

Неизвестно, какая магнитная проницаемость у этого сердечника, и расчет обмоток не проводился. Провод первичной обмотки трансформатора, стоявшего на плате, был намотан на новый бочковидный сердечник.

Ультразвуковой паяльник своими руками

Намотку не рекомендуется производить на голом сердечнике. Просто не нашлось подходящего материала для изоляции во время сборки паяльника.

Вторичная обмотка имеет только один виток и выполнена проводом диаметром 3,5 мм, сложенным вдвое. Несмотря на наличие лаковой изоляции на этом проводе, его следует дополнительно изолировать. Рекомендуется использовать трубку из стеклоткани. Но под рукой была только обыкновенная термоусадочная трубка.

Ультразвуковой паяльник своими руками

Получившийся трансформатор был приклеен к плате при помощи эпоксидки. Это чтобы внутри ничего не болталось.

Ультразвуковой паяльник своими руками

Диодный мост на входе блока питания рассчитан на 1 А тока. Транзисторам необходим теплоотвод. Их корпуса необходимо изолировать от радиаторов в обязательном порядке.

Ультразвуковой паяльник своими руками

Перед конечной сборкой необходимо произвести тестирование паяльника, не забывая о мерах безопасности. Для этого необходимо подключить небольшую сетевую лампу так, как это показано на картинке:

Ультразвуковой паяльник своими руками

После проверки, если все работает должным образом, лампу можно исключить из схемы.

В качестве корпуса лучше использовать что-то из термоизоляционного материала, к примеру, из эбонита или стекловолокна. Но можно обойтись и пластиком, поскольку внутри не должно происходить какого-либо значительного роста температуры. Но обязательно нужно сделать отверстия для естественной вентиляции.

Ультразвуковой паяльник своими руками

Зажимы из монтажных клемм подошли в качестве держателей для жала паяльника.

Ультразвуковой паяльник своими руками

Само жало взято из промышленного паяльника схожего типа. С виду оно выполнено из нержавейки, но можно взять и медную проволоку. Работать будет без проблем.

Ультразвуковой паяльник своими руками

В момент нагрева жала прибор потребляет до 80 Вт мощности, даже невзирая на то, что мощность блока не превышает 50-60 Вт. После разогрева потребляемая мощность снижается до 35-40 Вт. Для медного жала диаметр провода должен составлять 1-2 мм. Устройство включается нажатием кнопки. Не рекомендуется использовать такую кнопку, как в примере.

Ультразвуковой паяльник своими руками

Необходимо использовать кнопку, рассчитанную на 220 В и ток в 1 А.

Получившийся паяльник весьма легкий и компактный. Время готовности к работе составляет всего несколько секунд с момента включения. Вполне ценная вещица.

Ультразвуковой паяльник своими руками

Для того чтобы паяльник стал более привычным для ваших рук и удобным, можно изготовить плату имеющую узкую форму чуть большей длины. Все зависит от вашего желания.

Автор: АКА КАСЬЯН