Самодельный паяльник на 12. Как сделать паяльник своими руками. Самодельный паяльник: схема. Следует приобрести необходимые расходные материалы

Паяльник является атрибутом любого радиолюбителя , начиная от профессионала и заканчивая тем , кто только начал . Сегодня в продаже можно найти паяльники или даже паяльные станции любых размеров . Но все они имеют один большой минус – они довольно грубы и у них большое расстояние от конца жала до края ручки . Такие габариты удобны при пайке больших деталей , но при работе с мелкими элементами подобные устройства неудобны , в силу того , что их очень тяжело позиционировать . Просмотрев в сети интернет схемы миниатюрных паяльников , я обнаружил , что многие из них обладают некоторыми недостатки в конструкциях : несменное жало , отсутствие заземления и многое другое . Поэтому решил попробовать создать более модернизированный “помощник ” начинающего радиолюбителя на основе нескольких инструкций . К особенностям нашего будущего паяльника можно отнести : малое расстояние от конца жала до края ручки (~30 –40 мм ), диаметр ручки (~15 мм ), возможность замены жала и нагревательных элементов (запаска ), легкость в изготовлении , при котором не понадобятся какое –либо специальные знания .

Самодельный миниатюрный низковольтный паяльник – чертеж

В качестве ручки была использована обычная кисточка , которая была предварительно отшлифована и отлакирована .
Для хорошего крепления проводов в ручке я использовал такой самодельный узел : в пустотелой заклепке сделал резьбу и вклеил ее в ручку . Здесь с помощью стопорного винта легко можно фиксировать кабель .
Далее перешел к изготовлению креплений для теплового экрана . Они были изготовлены также из пустотелых заклепок , но уже меньшего диаметра . В них была создана резьба М1 ,6 и приклеены в отверстия ручки .

Нагревательный элемент был взят из обычного недорогого китайского паяльника , после некоторых манипуляций с размерами , он идеально подошел к нашему устройству .

Данный элемент имеет мощность 7 Ватт и длину 6 ,5 мм . Питание осуществляется регулируемым БП – от 0 …18 Вольт . При этом температура нагрева может достигнуть 280 градусов
В заднюю часть ручки была вклеена обычная пружинка , которую можно позаимствовать у обычной шариковой ручки . Данная деталь необходима для защиты силового кабеля от излома .
Провод заземления и питания продет в кембрик . В основное отверстие вилки , которое предназначено для кабеля , запрессовано гнездо для заземления , а силовые кабели выведены через дополнительно е отверстие .
Как видно на картинке получившийся самодельный миниатюрный низковольтный паяльник по своим габаритам едва отливается от обычной авторучки .

Такой инструмент, как паяльник, является незаменимым для радиолюбителей, а вот далекие от электронной техники и компонентов люди не считают его вещью первой необходимости. Иногда случаются ситуации, исправить которые можно лишь при помощи этого инструмента, а если его нет, то что делать? Если проблема носит разовый характер, то нет необходимости идти в ближайший магазин и приобретать дорогое изделие. Можно приложить немного усилий и при помощи нехитрых комплектующих собрать самодельный паяльник. Существует масса вариантов сборки этого приспособления – рассмотрим некоторые из них.

Аппарат из резистора

Это очень простое, но необычайно надежное устройство. В домашних условиях его можно применять по-разному. В зависимости от конструкции и мощности им можно паять микроэлектронику вплоть до ноутбуков. Большой прибор позволяет даже запаять бак или любое другое крупное изделие. Рассмотрим, как сделать паяльник своими руками.

Схема интересна тем, что в качестве нагревателя применяют резистор, подходящий по мощности. Это может быть ПЭ или же ПЭВ. Запитывается нагреватель от бытовой сети. Эти гасящие сопротивления дают возможность решать различные по масштабу задачи.

Проводим расчеты

Прежде чем перейти к сборке, следует выполнить некоторые вычисления. Так, для изготовления устройств с нагревательными элементами из резисторов достаточно вспомнить закон Ома из школьного курса физики и формулу мощности.

К примеру, у вас имеется подходящая деталь типа ПЭВЗО номиналом 100 Ом. Вы собрались на ее основе создать инструмент для использования в бытовых электрических сетях. С помощью формы вы легко посчитаете параметры. Так, при токе 2,2 А самодельный паяльник будет потреблять 484 Вт мощности. Это очень много. Поэтому при помощи гасящих сопротивление элементов нужно снизить ток в четыре раза. После этого показатель уменьшится до 0,55 А. Напряжение на нашем резисторе будет в пределах 55 В, а в домашней сети – 220 В. Номинал гасящего сопротивления должен быть 300 Ом. В качестве этого элемента подойдет конденсатор под напряжение до 300 В. Его емкость должна быть 10 мкФ.

Паяльник 220В: сборка

Возможно, клей и ухудшит немного отдачу тепла, однако он будет демпфировать систему из стержня и нагревательной спирали. Это позволит предохранить керамическое основание резистора от возможных трещин.

Еще слой клея защитит от люфта в этом важном узле. Жилы проводов будут выведены наружу через отверстие в трубке-прутке. Эта схема поможет вам понять, как сделать паяльник надежным, эффективным и недорогим, а также безопасным.

Чтобы не было неприятностей, лучше усилить изоляцию там, где жилы будут подключены к нагревателю. Для этого подойдет асбестовая нить, а также втулка из керамики на корпусе. Дополнительно можно применить эластичную резину в том месте, где электрический шнур войдет в ручку.

Вот так очень просто сделать паяльник своими руками. Мощность его может меняться. Для этого требуется просто заменить конденсатор в цепи.

Мини-паяльник

Это еще одна простая схема. Таким инструментом можно работать с различными миниатюрными устройствами или деталями. С ним вы без труда сможете демонтировать и запаивать маленькие радиодетали и микроконтроллеры. Материалы для создания этого изделия есть у каждого мастера. Вы узнаете, как сделать паяльник, а затем сможете его без труда собрать из подручных материалов. Питание будет обеспечиваться от бытового трансформатора – подойдет любой от кадровой развертки старого телевизора. В качестве жала используется кусок 1,5-мм проволоки из меди. Отрезок 30 мм просто вставляется в нагревательный элемент.

Изготавливаем трубку-основание

Это будет не просто трубка, а основание нагревательного элемента. Ее можно свернуть из медной фольги. Затем она покрывается тонким слоем специального электроизоляционного состава. Состав этот также очень просто и легко изготовить. Достаточно смешать тальк и силикатный клей, смазать трубку и высушить ее над газом.

Делаем нагреватель

Чтобы наш паяльник, своими руками сделанный, мог достойно выполнять свои функции, для него нужно намотать нагреватель. Делать это будем из куска нихромовой проволоки. Для решения задачи возьмем 350 мм материала толщиной 0,2 мм и намотаем на подготовленную трубку. Когда вы будете наматывать проволоку, укладывайте витки очень плотно друг к другу. Не забудьте оставить прямые концы-выводы. После намотки смажьте спираль смесью талька и клея и дайте ей высохнуть до полного запекания.

Завершаем проект

Третий этап представляет собой дополнительную изоляцию и монтаж нагревателя в жестяной корпус.

Работу эту нужно выполнять очень аккуратно. Концы нихромовой проволоки, которые выходят из нашего нагревателя, стоит также обработать изоляционным материалом. Кроме того, обработайте смесью все полости, которые могли возникнуть от недостатка аккуратности.

Технологический процесс изготовления этого инструмента предусматривает защиту выводов нагревателя термостойким изоляционным материалом и протягивание шнура через отверстие в ручке паяльника. Прикрутите концы провода питания к выводам нагревателя, затем все тщательно заизолируйте.

Осталось запаковать нагревательный элемент в корпус из жести, а затем ровно посадить его на место.

Теперь можно пользоваться этим изделием. Если вы все сделали правильно, получится отличный паяльник, своими руками собранный. С его помощью вы сможете спаять много интересных схем.

Миниатюрная конструкция из непроволочного резистора

Этот инструмент подойдет для мелкой работы. С ним очень удобно паять различные микросхемы, SMD-детали. Схема изделия проста, со сборкой не будет никаких сложностей.

Нам понадобится резистор типа МЛТ от 8 до 12 Ом. Мощность рассеивания должна быть до 0,75 Вт. Также подберите подходящий корпус от автоматической ручки, медный провод сечением 1 мм, кусок стальной проволоки толщиной 0,75 мм, кусок текстолита, провод с термостойкой изоляцией.

Прежде чем собирать этот паяльник своими руками, счистите краску с корпуса резистора.

Это легко делается при помощи ножа либо жидкости с ацетоном. Теперь можете смело отрезать один из выводов резистора. Там, где был выполнен срез, высверлите отверстие, а затем обработайте его зенкером. Там будет монтироваться жало.

В самом начале диаметр отверстия может быть равен 1 мм. После его обработки зенкером жало не должно соприкасаться с чашкой. Оно должно находится в корпусе резистора. С внешней стороны чашки изготовьте специальную канавку. На ней будет держаться токоотвод, который также станет удерживать нагреватель.

Теперь делаем плату. Она будет состоять из трех небольших частей.

С широкой стороны подсоедините к ней токоотвод из стали, в средней части будет закреплен корпус от ручки. На узкой части устанавливается второй оставшийся вывод резистора.

Прежде чем начать работать с этим инструментом, оберните жало тонким слоем изоляционного материала. Вот так просто и легко вы получили маломощный мини-паяльник 40 Вт.

Естественно, для профессионалов сегодня предлагаются серьезные паяльные станции и термовоздушные фены, но эти устройства очень дорогие и доступны лишь для мастеров из сервисных центров по ремонту компьютеров, ноутбуков и мобильных устройств. Домашнему мастеру это оборудование малодоступно ввиду своей стоимости. Надеемся, эта статья подскажет, как сделать паяльник своими руками быстро и просто.

fb.ru

3 простых способа сделать паяльник из подручных материалов

Вы здесь: В интернете можно найти множество инструкций по изготовлению мощных паяльников из подручных средств. Для создания некоторых изделий нужны хорошие знания в радиотехнике, но в большинстве случаев самодельный инструмент для пайки можно запросто собрать даже элеткрику-новичку. Далее мы, как раз и поговорим о том, как сделать паяльник своими руками в домашних условиях, не имея профессиональных навыков в работе с радиотехникой. К Вашему вниманию будут предоставлены 3 простых инструкции, от наиболее простой к наиболее сложной!

Идея №1 – Используем резистор

Первая и наиболее простая технология изготовления электрического паяльника своими руками – с использованием резистора. Устройство будет рассчитано на работу при напряжении от 6 до 24 Вольт. Для того чтобы самостоятельно сделать инструмент, Вам понадобятся следующие материалы:

Чтобы самому сделать паяльник из резистора в домашних условиях, Вы должны выполнить следующие этапы:

Обращаем Ваше внимание на то, что таким портативным пистолетом можно запросто паять микросхемы и даже сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Работать он может не только от блока питания, но и от батареек. На форумах мы встретили множество отзывов, где данный вариант самоделки подключали от прикуривателя на 12 Вольт, что также очень удобно!

Идея №2 – Вторая жизнь шариковой ручке

Еще одна необычная, но в то же время простая идея для того, чтобы сделать паяльник своими руками из подручных материалов. В этом случае нам опять-таки пригодится резистор, но в данном случае уже не ПЭВ (как в прошлом варианте), а МЛТ.

Итак, для начала Вы должны подготовить следующие материалы:

• Шариковая ручка простейшей конструкции.
• Резистор с характеристиками: сопротивление 10 Ом, мощность 0.5 Вт.
• Двухсторонний текстолит.
• Медная проволока диаметром 1 мм.
• Стальная проволока диаметром не более 0,8 мм. Сразу же следует отметить, что сталь должна принимать форму и в то же время не быть мягкой, дальше поймете почему.
• Провода для подключения к сети.

Сделать паяльник из ручки в домашних условиях довольно просто, нужно всего лишь выполнить следующие этапы:

Вот и вся технология создания самодельного мини паяльника в домашних условиях. Как Вы видите, ничего сложного нет и все материалы можно найти у себя дома, разобрав старую технику. Такой инструмент можно использовать для выпаивания smd компонентов на микросхемах своими руками.

Как сделать более сложную модель мини паяльника в домашних условиях?

Идея №3 – Мощная импульсная модель

Ну и последний вариант подойдет для тех, кто уже более-менее знаком с радиотехникой и умеет читать соответствующие схемы. Мастер-класс по изготовлению самодельного импульсного паяльника будет предоставлен по примеру данной схемы:

Преимущество более мощного инструмента в том, что нагрев жала будет происходить уже через 5 секунд после включения питания, при этом нагретым стержнем можно будет запросто расплавлять олово. В то же время сделать его можно из импульсного блока питания от лампы дневного света, немного усовершенствовав плату в домашних условиях.

Как и в предыдущих примерах, сначала рассмотрим материалы, из которых можно сделать паяльник своими руками в домашних условиях. Перед сборкой Вы должны подготовить следующие подручные средства:

Все, что Вам необходимо – подключить жало к вторичной обмотке, которая, по сути, и так является его частью. После этого один из выводов балласта необходимо подсоединить к сетевой обмотке трансформатора и все, считайте, что у Вас получилось сделать хороший импульсный паяльник быстрого нагрева в домашних условиях!

Не желаете тратить время и создавать электрический прибор? Роман Урсу расскажет Вам, как сделать простой, но эффективный паяльник из зажигалки без спирали и слюды:

Мы все же рекомендуем использовать либо первый, либо второй вариант, который является более понятным и простым в изготовлении. Что касается трансформаторного варианта, он хоть и мощнее, но все же не настолько удобен в использовании. Надеемся, что данные фото инструкции были для Вас полезными и напоследок рекомендуем обязательно просмотреть все видео примеры, в которых процесс сборки рассмотрен более подробно!

Также читают:

Видео инструкция по изготовлению простейшего электроприбора

Как сделать более сложную модель мини паяльника в домашних условиях?

Простая инструкция по изготовлению регулируемого прибора

Видеообзор устройства с нихромовой проволокой, работающего от 12 Вольт

Компактный нагреватель из зажигалки

samelectrik.ru

Делаем электропаяльник своими руками

Пайка проводов является одним из основных видов электрических соединений в электротехнике, а в радиоэлектронике монтаж деталей немыслим без применения припоя и паяльника.

Промышленностью выпускаются широкий спектр данных устройств – от производственных паяльных установок, предназначенных для специфических видов пайки, до простых бытовых паяльников различной конструкции и мощности.

Очень часто мощность прибора и размер его жала не подходят для требуемых работ, или возникли обстоятельства, когда надо что-то запаять, не имея подходящего инструмента под рукой.

виды паяльников

При данных обстоятельствах можно модернизировать жало имеющегося рабочего инструмента, или сделать из подручных средств паяльник своими руками, если нет возможности его приобрести.

Требуемые физические характеристики для самодельного паяльника

Известно, что самая популярная марка припоя ПОС 61 имеет температуру плавления 190ºС.

Это значит, что температура рабочего медного жала должна быть в пределах 250-300ºС, и она не должна значительно меняться в процессе работы.

При пайке относительно крупных деталей требуется больше энергии на расплавление необходимой массы припоя, а также на прогрев до нужной температуры спаиваемых поверхностей металла – у маломощного паяльника будет в этом случае падение температуры на острие жала, и работать станет невозможно.

Иными словами, для обеспечения необходимых условий для пайки необходимо нагреть медное жало до необходимой рабочей температуры и обеспечить подачу необходимого количества теплоты для поддержания данного уровня в требуемых пределах.

Вид источника тепловой энергии в данном случае не имеет значения, и при обеспечении должных условий работы и безопасности для нагрева жала паяльника может применяться:

• Открытый огонь;
• Жало более мощного паяльника;
• Массивные мощные резисторы с подходящим сопротивлением;
• Самодельный термоэлемент;
• Электрический ток в медной проволоке, выполняющей роль жала.

Молотковый самодельный паяльник

Молотковые паяльники

Для пайки массивных деталей до сих пор применяется молотковый паяльник, нагреваемый на огне, и имеющий достаточную теплоемкость, обеспечивающую некоторое время работы.

Имея достаточно увесистый медный пруток или брусок, необходимо расклепать его таким образом,чтобы получилось удобное жало, после чего его нужно обточить напильником, для получения ровных граней и ребра.

Угол заточки молоткового паяльника

Угол заточки жала паяльника должен быть в пределах 30-45º. Из стальной пластины или прутка необходимо выковать удобный держатель и присоединить его к жалу. Остаётся сделать удобную ручку и прикрепить её к получившейся конструкции.

Молотковый паяльник

Паять радиодетали таким паяльником будет крайне затруднительно, но для пайки скруток в распределительной коробке или при починке радиатора такой инструмент очень пригодится.

Чтобы не отвлекаться в процессе работы на подогревание жала, к паяльнику можно приделать газовую мини горелку, наподобие того, как это сделано в промышленных изделиях.

к молотковому паяльнику приделана газовая минигорелка

Имея в наличии токарный или сверлильный станок, можно выточить жало в виде втулки с отверстиями для выхода продуктов горения.

жало паяльника со втулкой с отверстиями для вывода продуктов горения

Потребность в миниатюрном паяльнике

Для пайки мелких деталей, из которых состоят современные электронные устройства, жало имеющегося заводского электропаяльника может оказаться слишком громоздким для такой тонкой работы.

Жала обычных заводских паяльников

В этом случае можно сделать усовершенствование, намотав на жало медный провод диаметром 1-1,5 мм.

Такая толщина жала будет удобной для пайки, но общая длина паяльника окажется чрезмерной для ювелирной работы с платой, где очень большая плотность монтажа – можно случайно залить припоем дорожки из-за дрожания рук.

Поэтому многие радиолюбители предпочитают делать мини паяльник своими руками, максимально приспособляя его под свои потребности.

При самостоятельном изготовлении паяльника наибольшую трудность представляет расчёт и намотка нагревательного элемента нихромовым, константановым или манганиновым проводом.

Чтобы максимально быстро сделать миниатюрный паяльник можно воспользоваться уже изготовленной в производственных условиях намоткой жаропрочного провода с требуемым сопротивлением, которая имеется в резисторах типа МЛТ или ПЭВ.

Таблица сопротивлении резистора ПЭВ и его внешний вид

Простейший миниатюрный паяльник

В случае с применением резистора МЛТ, мощностью 2 Вт, номиналом 24 – 27 Ом для напряжения питания 12 В, или 51 Ом для 24 В, можно изготовить паяльник своими руками в буквальном смысле, без применения специфических инструментов и навыков (понадобятся только плоскогубцы и напильник).

Резистор серии МЛТ из него будем делать простейший паяльник

Помимо мощного источника тока, (например, автомобильного аккумулятора), потребуются отрезки одножильного изолированного провода и пластина из огнеупорного пластика (текстолита, куска дерева или деревянная рейка), чтобы сделать держатель.

деревянная рейка

кусочек провода изолированного

Для нагревания инструмента нужно пропустить электрический ток через резистор, один из выводов которого будет служить миниатюрным жалом.

вывод с правой стороны резистора будет служить жалом паяльника

Для подключения данного импровизированного нагревательного элемента один вывод резистора присоединяется с помощью скрутки к проводу питания (конечно, лучше припаять, но предположим, что условия спартанские, и паяльника нет вообще).

зачищаем провод делаем петлю для резистора, обод резистора очищаем от краски напильником

Напильником нужно очистить от краски обод резистора на его торце со стороны будущего жала. При помощи плоскогубцев на очищенном от изоляции отрезке медного провода сделать петлю и обжать ею обод резистора, тем самым обеспечив механическую прочность и электрический контакт.

петлю надеваем на зачищенный конец резистора и крепим провод с помощью самореза к деревянной рейке

Нужно помнить, что чем короче вывод резистора, тем эффективнее будет паяльник.

другой конец провода зачищаем и припаиваем к противоположному концу резистора, провод также можно зафиксировать на деревянной планке сааморезом

Противоположный вывод нужно оставить максимально возможной длины.

Можно скрутить провода в виде кольца и прикрутить их к пластинке с помощью шурупов, как показано на рисунке,

Если припаять длинный конец резистора не имеет возможности к проводу, то провод можно зачистить по длинее и намотать на вывод резистора

или намотать несколько витков на планку из текстолита для фиксации самодельного жала на держателе.

Выводы белых проводов можно подсоединить к аккумулятору

Даже изготовленный таким кустарным способом паяльник может выручить мастера, и послужит, пока не выгорит жало в процессе эксплуатации.

Пробуем паять

Плавит и паяет припой ПОС 61

Если вы захотите сделать данный мини паяльник собствееноручно, необходимо брать резистор МЛТ нашего отечественного производства, ввиду его лучшей прочности в отличии от китайских аналогов.

Более сложные способы собственноручного изготовления паяльников

Имея в своем арсенале токарно-фрезерное оборудование, для изготовления паяльника можно использовать более мощный резистор ПЭВ на 7-10 Вт, номиналом 15-27 Ом с расчётом на напряжение 12-24В.

делаем паяльник из резистора ПЭВ

Здесь главная задача выточить жало таким образом, чтобы оно плотно вставлялось в пустотелый корпус резистора, и при этом нужно предусмотреть резьбу для фиксации стержня.

Необходимо взять два прутка толстой меди разного диаметра,так чтобы диаметр его подходил под отверстие ПЭВ (один - жало паяльника, второй держатель) , шайбу, кольцо надкушенное и болт.

Изготовление удобной ручки придаст самодельному инструменту удобства и эргономичности. В сравнении с предыдущим вариантом, жало самодельного паяльника будет иметь гальваническую развязку (не будет под напряжением).

с одной стороны необходимо просверлить в теле медного прутка отверстие и сделать резьбу для болта, а также на прутке сделать канавку для фиксирующего кольца

Для пайки деталей, чувствительных к электростатическому пробою, жало необходимо заземлить.

Опытные мастера могут самостоятельно сделать нагревательный элемент, намотав на жало поверх слюдяной обертки, имеющийся нихромовый провод от спирали старого утюга.

так будет выглядеть почти собранный паяльник. Мы видим с обратной стороны болтом и шайбой зафиксирован в резисторе и с передней стороны держатель держится за счет кольца

Для начала спираль нужно распрямить, разогрев её электрическим током до красноватого свечения, подвесив небольшой груз.

Таким образом можно сделать держатель из текстолита

Взяв десятую часть от спирали утюга, можно намотать нагревательный элемент паяльника, рассчитанного на 24 Вольта.

фиксируем головную часть паяльника к текстолитовой ручке и подводим провод

Для более точного контроля нагрева потребуется регулирующее устройство. Изготовить инструмент можно по данным чертежам.

Полностью в собранном виде самодельный паяльник на напряжение 12-24 В

Во многих сферах деятельности возникает необходимость обеспечить прочные неразъёмные соединения деталей, имеющих одинаковый или отличающийся химический состав. К такому типу соединений относится пайка, которая основана на скреплении двух или нескольких деталей с помощью разогретого припоя. Различие в химическом составе и физических свойствах, как самих деталей, так и применяемых припоев, требует различной температуры нагрева мест соединения. Обычно пайку разделяют на низкотемпературную и высокотемпературную. В первом случае необходимо обеспечить нагрев добавляемого припоя до температуры в 450 °С, во втором случае температура должна быть значительно выше этой отметки. Для реализации этого технологического процесса современные производители предлагают большое количество типов паяльников. Правда, такое электрическое устройство как паяльник можно изготовить самостоятельно в домашних условиях. Самое главное разобраться с областью его применения, что планируется паять: микросхемы в радиоэлектронной аппаратуре или самовары.

Требуемые физические характеристики для самодельного паяльника

Широкий выбор паяльников, которые представлены сегодня на рынке, упрощает выбор устройства для решения конкретных задач. Однако многие стараются иметь самодельный паяльник. Для этого следует рассмотреть требуемые физические характеристики самодельного паяльника.

Эти характеристики подразделяются по следующим величинам:

• напряжению, подаваемому к нагревательному элементу (для электрических паяльников);
• мощности нагревательного элемента;
• наличию регулятора мощности;
• размеру и форме жала;
• способу нагрева припоя;
• конфигурации ручки;
• стоимости.

По первому параметру на электропаяльник подаётся или стандартное переменное напряжение 220В, или постоянное 12В, 24В. Величина напряжения определяет мощность таких паяльников. Она имеет дискретные значения с интервалом в 20 Вт. То есть 40 Вт, 60 Вт, 80 Вт и так далее. Более совершенные устройства имеют специальный регулятор мощности для паяльника.

Размер и форма жала паяльника имеет достаточно широкий диапазон конструктивных решений. Часто для работы со сложными радиоэлектронными устройствами применяют специальные насадки (например, для выпаивания микросхем, в зависимости от её конструкции).

В современных паяльниках применяют следующие способы нагревания припоя:

1. С помощью электрического тока, подаваемого на нагревательный элемент. В этом случае применяется: нихромовая проволока, керамический стержень, индукционная катушка, импульсный преобразователь.
2. Газовые аппараты. Нагрев припоя происходит за счёт горения газовой струи. Можно его назвать мини сварочный аппарат. Такие устройства относятся к профессиональному оборудованию.
3. Инфракрасные станции. Нагрев припоя происходит при помощи инфракрасного излучения. Он создаёт зону нагрева от 10 миллиметров до 60 миллиметров. Размеры и форма зоны разогрева могу варьироваться в зависимости от устройства окна инфракрасного излучения.

Наиболее применяемыми считаются аппараты, реализующие нагрев жала с помощью электрического тока. Небольшое количество элементов и простота конструкции, позволяет утверждать, что паяльник можно сделать своими руками.

Порядок самостоятельной сборки паяльника

Необходимость иметь самодельный паяльник может быть продиктована двумя соображениями: характеристики существующих образцов не удовлетворяют конкретным требованиям, стремление снизить расходы на приобретение паяльника. Чтобы понять, как сделать паяльник своими руками, необходимо рассмотреть его устройство.

Обычный электропаяльник включает: нагревательный элемент для паяльника, жало, корпус, защитный фартук, ручку, подводящий провод. Все перечисленные элементы могут быть сделаны своими руками или выбраны из готовых элементов от других, например неисправных приборов.

В настоящее время существует большое количество самодельных конструкций подобных устройств. Наиболее популярными можно считать следующие:

• изменение существующей конструкции или добавление необходимых деталей (например, изменение диаметра жала);
• добавление регулятора мощности нагрева паяльника;
• самодельный микропаяльник;
• аппарат из резистора.

Изменение конструкции паяльника предполагает изменение формы жала, и тем самым снижение мощности и времени контакта с деталью.

Бывают случаи, когда даже маломощные паяльники (например, 25 Вт или 40 Вт) не способны решить требуемую задачу. В этом случае на готовое жало накручивают нихромную проволоку по спирали, оставляя один конец свободным, в качестве нового жала. Таким образом, удаётся существенно снизить диаметр жала, что снижает площадь контакта с деталью.

Применение самодельного регулятора мощность в комплексе удаётся получить улучшенные характеристики нагрева. В радиолюбительской литературе можно выбрать схему регулятора мощности, исходя из своих требований, доступа к требуемым радиодеталям, опыта сборки радиотехнических устройств.

Обычно в качестве регулирующего элемента используется тиристор или симистор. Для стабилизации выходного параметра применяют микроконтроллер. Выбор формы корпуса остаётся за изготовителем. Чаще используют уже готовые корпуса: розетки, корпус удлинителя, корпус от блока питания мобильного телефона и так далее. Поэтому изготовить самостоятельно такой регулятор мощности для паяльника достаточно просто.

Молотковый самодельный паяльник

Для пайки крупных деталей можно изготовить молотковый самодельный паяльник. Такое специфическое название он получил благодаря наконечнику, который по форме напоминает молоток. Мощность такого паяльника может достигать 200 ватт.

Изготовить его не сложно. Самое главное продумать систему надёжного крепления наконечника. Обычно он достаточно массивный. Основной проблемой при изготовлении является сложность отыскания заготовки для наконечника.

Простейший миниатюрный паяльник

Для пайки мелких деталей можно своими руками микропаяльник. Для его изготовления используют детали от прибора для выжигания. Получится простейший миниатюрный паяльник.

В этом случае необходимо заменить жало и придать ему необходимую конфигурацию. Чаще используется обыкновенный медный провод диаметром 0,16 мм.

Паяльник с резистором в качестве нагревательного элемента

Интересную конструкцию можно реализовать, применяя мощный резистор. С его помощью можно изготовить паяльник своими руками. Для сбора такого устройства понадобятся следующие детали:

• Резистор серии ПЭВ, рассчитанный на мощность до 10 Вт, с номиналом от 15 до 27 Ом. Следует учитывать, что подключаться он будет в сеть напряжением 12В или 24В.
• Медный стержень. Он будет исполнять роль жала паяльника. Следует учитывать, что внешний диаметр стержня должен соответствовать внутреннему диаметру отверстия резистора. Стержень должен плотно фиксироваться в этом отверстии. Можно предусмотреть отверстие, в которое будет вкручиваться болт для фиксации стержня.
• В качестве нагревательного элемента используется готовая спираль, которая присутствует в резисторе. Она рассчитана на конкретное сопротивление и обеспечит необходимую мощность рассеяния.
• Шнур питания с вилкой.
• Ручку для крепления резистора. Она должна быть выполнена из диэлектрического материала и обладать высокими термоизолирующими свойствами. Кроме этого для удобной работы ручке необходимо придать эргономически обоснованную форму.

Если такой аппарат планируется использовать для решения широкого круга задач, целесообразно подключать его к регулятору мощности.

Паяльник из проволочного резистора

Кроме резисторов марки ПЭВ можно собрать паяльник из проволочного резистора. применяться резисторы типа МЛТ. При выборе резистора можно произвести расчёт будущей мощности самодельного паяльника. Например, используя стандартный источник питания 12В и ток примерно 2,5А получается паяльник мощностью 30 Вт. Уменьшая напряжение, можно понизить мощность до требуемой мощности. Например, при тех же параметрах цепи, но напряжении 5В мощность будет составлять 12,5 Ватт. Этот расчёт показывает, что на выходе получается низковольтный паяльник, собранный своими руками. Таким образом, можно собрать миниатюрный паяльник из непроволочного резистора.

Такой паяльник в домашних условиях монтируется достаточно легко. Если всё сделано верно, паяльник из резистора, собранный своими руками прослужит достаточно долго. Данная методика обычно применяется для сбора миниатюрного паяльника из непроволочного резистора.

Интерес представляет самодельная конструкция так называемого импульсного паяльника. К её реализации следует приступить в том случае, если имеется опыт чтения электрических схем, опыт работы по их монтажу и настройке. Достоинством такого паяльника является высокая скорость нагрева (она составляет 5 секунд). Для реализации этой конструкции можно использовать импульсный блок питания, который применяется в лампах дневного света.

Особое внимание следует уделить области применения. Какие радиодетали планируется паять. Если это будут микросхемы или полевые транзисторы необходимо обязательно предусмотреть возможность заземления жала. Это позволит снимать электростатический заряд и не приведёт к пробою полупроводниковых переходов.

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:

1. С токоведущим жалом под током промышленной частоты;
2. С изолированным жалом и форсированным его разогревом;
3. 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)

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.