Эта статья про импульсный паяльник основана не только на многолетнем опыте инженера, но и практике электрика. На ее написание оказали влияние обсуждения электротехнических форумов и публикации различных сайтов.
На нее повлияла маркетинговая политика не добросовестных производителей. Читайте.
Импульсный паяльник: что это и как работает
Термин «Импульсный паяльник» искусственно введен в обиход маркетологами. Никаких импульсов ни тока, ни напряжения в работе этого электротехнического изделия нет. (Сложные паяльники с электронными платами я не рассматриваю.)
Это обычный трансформатор, преобразующий синусоиду бытовой проводки 220 вольт в высокую температуру медного наконечника, способного плавить свинцово-оловянный припой.
Под импульсом они понимают кратковременный режим работы в несколько секунд. При нем через жало протекают очень большие токи. Они мгновенно раскаляют его, обеспечивая возможность плавить канифоль и припой.
Жидкий припой наносится на место пайки и паяльник выключается. Раскаленное жало очень быстро остывает. Оно механически соединено с большой массой холодного металла, забирающего высокую температуру.
Благодаря мгновенному нагреву и охлаждению его в народе называют «Момент». Он не дымит как паяльник ЭПСН со спиралями из нихрома или керамический паяльник. Это позволяет работать в условиях плохой вентиляции.
На первичную обмотку трансформатора подается питание через вилку, шнур и выключатель.
На вторичной стороне 2 обмотки:
- толстая силовая работает в режиме короткого замыкания за счет подключения тонкого медного наконечника;
- обмотка цепи подсветки лампочки.
Все это оборудование уложено в единый корпус, который имеет форму пистолета.
2 методики изготовления импульсных паяльников
Сразу замечу, что здесь бренды лучших производителей Maxman JST2901, «Зубр» 55412-H4, Newacalox и популярные SGY-005-EU, Sting, Rexant, Sturm я не рассматриваю, а высказываю свое личное мнение.
Оно сложилось при анализе работы двух подходов к конструированию и выпуску электротехнической продукции:
- советских инженеров, выпустивших паяльник ЭПСИ по ГОСТ 7219-83;
- современных работников из Китая компании Licota.
Оцените презентацию на товары компании Ликота, взятую с одного из ее интернет-магазинов по продаже электрического инструмента. Она эффективно используется для того, чтобы купить их товары.
Производители из Китая обеспокоены получением быстрой прибыли. Им важно быстро продать свою продукцию. Ее низкое качество их не интересует.
7 технических параметров и 2 практики их реализации инженерами СССР и Тайваня
Буду сравнивать дизайн, надежность, материалы и технические характеристики использования каждого прибора.
Дизайн, как техника влияния на покупателя
Внешний вид паяльника ЭПСИ на фото. Он отвечает требованиям промышленной продукции 40-летней давности.
Инженеры Тайваня создали красивую конструкцию, завлекающую современного покупателя как детей. Даже надпись на корпусе решает эту задачу.
В комплект паяльника уложены два наконечника с антипригарным покрытием и колба с проволочным припоем диаметром до 2-х мм.
Внутри корпуса все сверкает и радует глаз. Кабель мягкий.
Все изделие создано модульными блоками.
Внутренности же старого паяльника не так красивы, но вполне надежны.
Время эксплуатации и надежность
Трансформаторный паяльник работает у меня около 40 лет. Основная нагрузка приходилась на ремонт кинескопных телевизоров, радиоприемников, магнитофонов и другой бытовой радиоаппаратуры.
Заменил вилку обычной конструкции на проходной тип. В советских комнатах обычно монтировали 1-2 розетки, да и те часто было заняты.
При работе по невнимательности был поврежден винт крепления наконечника М3. Пришлось внутри медной шинки нарезать резьбу большего диаметра и устанавливать винт М4.
В последнее десятилетие этот паяльник работает изредка, но остается надежным инструментом.
Паяльник Ликота мне достался в неисправном состоянии. Его прислал коллега по электротехническому форуму для выявления причин поломки. Он стал им выпаивать детали с плат после покупки. Но долго не проработал и сразу потребовался ремонт.
Дальше я показываю причины выхода из строя Ликоты и выявленные дефекты.
Техническое состояние магнитопровода
При вскрытии корпуса заметил следы пожара на сердечнике.
Прилегающая к нему обугленная бумага явно свидетельствовала о перегреве устройства.
Обратил внимание на воздушные зазоры и не аккуратную сборку пластин электротехнического железа, создающие повышенное магнитное сопротивление вектору магнитной индукции.
Одна из причин – не обработанные выступы пластмассовой отливки катушки. Пришлось этот элемент срезать ножом и выравнивать напильником.
Выбор диаметра провода и его состояние в первичной обмотке
Обмотка стороны 220 вольт выполнена проводом заниженного сечения (проводил специальный расчет). Намотка – внавал. Она позволяет мотать быстро даже неквалифицированным работникам (самая дешевая рабочая сила).
На катушке одни витки слишком ослабленны, а другие так натянуты, что загнаны внутрь (предпосылка к протиранию слоя лака). Поэтому мне пришлось перематывать первичку.
Советская катушка намотана тщательно, ровно и без каких-либо видимых дефектов. Ее делают на специальных станках.
Оценка силовой обмотки: 2 дефекта
После замены первичной обмотки паяльник вроде бы заработал, но наконечник не нагревался. Даже палец не чувствовал температуры.
Пришлось еще раз все разбирать. Выявил сразу 2 неисправности:
- в качестве силовой шинки выбран алюминиевый провод диаметром 5 мм;
- его концы засунуты в стальной переходник и залиты обычным припоем.
Электрическое сопротивление алюминия выше чем у меди. Заниженное сечение шинки увеличивает его температуру.
Легкоплавкий припой в месте соединения стального переходника с перегретой обмоткой расплавился и контакт с наконечником нарушился. Поэтому ток на жало паяльника не поступал.
Силовую обмотку перемотал таким же проводом, но сделал его длиннее для подключения жала обычным винтовым зажимом. Паяльник заработал, а я снял его вольт-амперную характеристику и сравнил ее с аналогичными параметрами ЭПСИ 65 ватт.
Анализ 2-х вольтамперных характеристик паяльников СССР и Licota
Для снятия ВАХ использовал РЕТОМ-11М и обычные токовые клещи.
Параметры ВАХ привожу таблицей.
По табличным данным построены:
- ВАХ трансформаторов;
- зависимость тока в наконечнике от напряжения питания.
Сравнение реальной мощности потребления и веса
Опять же воспользуемся данными из таблицы при напряжении сети 220 вольт.
У ЭПСИ ток питания 0,353 А обеспечил мощность 220х0,353=77,6 Вт. Заявлено 65 Вт.
Ликота: 220х0,425=93,5 Вт. Почти совпало с заявленной производителем.
Благодаря уменьшенному сечению провода и замене меди алюминием Licota легче советского паяльника. Я его специально взвесил – 620 грамм. Это много?
Стоимость покупки
На советском корпусе стоит цена 7 рублей. Курс доллара на то время был около 70 копеек.
Ликоту на момент написания статьи продают в интернет магазине за 2800 Р. Курс доллара известен.
Выводы делайте сами: преимущества и недостатки мной указаны.
Паяльник своими руками: как сделать за 5 шагов
Самодельные трансформаторные паяльники у нас на работе пользовались спросом. Мы их делали для себя и друзей. Мой 100 ваттный помощник эксплуатируется уже два десятка лет.
Мне приходилось им спаивать на крыше дома антенну «Паутинка» в мороз «-20» и провода сечением 2,5 мм кв. Ток нагрева жала при пайке – 150 А.
Самостоятельное изготовление рекомендую начинать с определения задач, которые вы возлагаете на создаваемую конструкцию и ее особенности. Ведь универсального изделия не существует.
Поэтому определитесь с мощностью потребления трансформатора. Ведь можно сделать паяльник как инструмент для пайки:
- пластмасс;
- микросхем и мелких транзисторов;
- проводов до 1,5 мм кв;
- толстых жил;
- блесен, леек и других бытовых устройств.
И они не будут взаимозаменяемы. Хотя в быту достаточно мощности 40-65 Вт.
Поэтому я советую обратить внимание на ГОСТ 7219-83. Выбор по нему мощности потребления – шаг №1. Она повлияет на размер конечного устройства.
Шаг №2 – расчет трансформатора.
Я не буду здесь его подробно описывать. У меня на сайте этому посвящена отдельная статья.
Используйте онлайн-калькулятор и/или считайте вручную.
Шаг №3 – поиск донора трансформатора, шинки для силовой обмотки и провода для первичной.
Обычно здесь трудностей нет. Материалы доступны:
- железо на сердечник можно собрать из нескольких однотипных трансформаторов. Их можно взять с устаревших кинескопных телевизоров и другой радиоаппаратуры.
- обратите внимание на внутренне окно магнитопровода: в нем должны поместиться все обмотки. Просчитайте его габариты.
- обмотку силовых цепей не обязательно делать из цельной шинки. Ее можно выполнить сборной из нескольких медных пластин или проволок, собрав воедино;
- ручка делается из дерева или берется от детского пластмассового пистолета;
- кнопку выключателя можно просто заменить микриком.
Если вместо железа трансформатор намотать на ферритах, то вес импульсного паяльника снизится, а паять станет более удобно.
Шаг №4 – сборка трансформатора.
Новичкам я советую посмотреть видео ролик владельца AKA KASYAN. Он очень доступно излагает этот вопрос.
Шаг №5 – наладка.
Это заключительный, но необходимый этап. Как бы точно вы не считали и аккуратно работали – конечный результат будет отличаться от ожиданий.
Поэтому после сборки трансформатора потребуется:
- проверить его электрические характеристики замером напряжений и токов на холостом ходу и под нагрузкой;
- добавить или убрать часть витков первичной обмотки для выбора оптимальной точки работы на ВАХ;
- замерить сопротивление изоляции с помощью мегаомметра дабы исключить попадание потенциала фазы на корпус.
4 заключительных правила
Силовая обмотка работает в режиме трансформатора тока. Нужно учесть: ее характеристика должна лежать близко к точке D, но не выходить на участок, помеченный красным цветом.
Постарайтесь при наладке найти ее положение изменением числа витков. Это будет самый лучший вариант, когда паять удобно.
Жалом может служить как медная проволока, так и нагревательный элемент с антипригарным покрытием, как у китайцев.
Два витка силовой обмотки, как у меня, имеет смысл делать при ограниченном пространстве внутри сердечника. При наличии места увеличивайте их. Возрастет напряжение на выходе и дополнительно по закону Ома – ток через жало и его нагрев.
Если возникают вопросы при сборке или интересуют иные сведения, то воспользуйтесь разделом комментариев. Обсудим.
