Устройство и ремонт электрического паяльника
Электрический паяльник – это ручной инструмент, предназначенный для скрепления между собой деталей посредством мягких припоев, путем разогрева припоя до жидкого состояния и заполнения ним зазора между спаиваемыми деталями.
Электрическая схема паяльника
Как видите на чертеже электрическая схема паяльника очень простая, и состоит всего из трех элементов: вилки, гибкого электропровода и нихромовой спирали.
Как видно из схемы, в паяльнике отсутствует возможность регулировки температуры нагрева жала. И даже, если мощность паяльника выбрана правильно, то все равно не факт, что температура жала будет требуемой для пайки, так как длина жала со временем уменьшается за счет постоянной его заправки, припои тоже имеют разные температуры плавления. Поэтому для поддержания оптимальной температуры жала паяльника приходится подключать его через тиристорные регуляторы мощности с ручной регулировкой и автоматическим поддержанием заданной температуры жала паяльника.
Устройство паяльника
Паяльник представляет собой стержень из красной меди, который нагревается спиралью из нихрома до температуры плавления припоя. Стержень паяльника делается из меди благодаря высокой ее теплопроводности. Ведь при пайке нужно быстро передать жалу паяльника от нагревательного элемента тепло. Конец стержня имеет клиновидную форму, является рабочей частью паяльника и называется жалом. Стержень вставляется в стальную трубку, обернутую слюдой или стеклотканью. На слюду намотана нихромовая проволока, которая служит нагревательным элементом.
Поверх нихрома намотан слой слюды или асбеста, служащий для снижения потерь тепла и электрической изоляции спирали из нихрома от металлического корпуса паяльника.
Концы нихромовой спирали соединены с медными проводниками электрического шнура с вилкой на конце. Для обеспечения надежности этого соединения концы нихромовой спирали согнуты и сложены вдвое, что снижает нагрев в месте соединения с медным проводом. В дополнение соединение обжато металлической пластинкой, лучше всего обжим делать из алюминиевой пластины, которая имеет высокую теплопроводность и будет эффективнее отводить тепло от места соединения. Для электрической изоляции на место соединения надевают трубки из термостойкого изоляционного материала, стеклоткани или слюды.
Медный стержень и нихромовая спираль закрывается металлическим корпусом, состоящим из двух половинок или сплошной трубки, как на фотографии. Корпус паяльника на трубке фиксируется накидными колечками. На трубку, для защиты руки человека от ожога, насаживается ручка из плохо провидящего тепло материала, дерева или термостойкой пластмассы.
При вставлении вилки паяльника в розетку электрический ток поступает на нихромовый нагревательный элемент, который нагревается и передает тепло медному стержню. Паяльник готов к пайке.
Маломощные транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, микросхемы и тонкие провода паяют паяльником мощностью 12 Вт. Паяльники 40 и 60 Вт служат для пайки мощных и крупногабаритных радиодеталей, толстых проводов и небольших деталей. Для пайки крупных деталей, например, теплообменников газовой колонки, потребуется уже паяльник мощностью сто и более Вт.
Напряжение питания паяльников
Электрические паяльники выпускаются рассчитанные на напряжение питающей сети 12, 24, 36, 42 и 220 В, и этому есть свои причины. Главной, является безопасность человека, второй – напряжение сети в месте выполнена паяльных работ. В производстве, где все оборудование заземлено и имеется высокая влажность, разрешено использовать паяльники напряжением не более 36 В, при этом корпус паяльника должен быть обязательно заземлен. Бортовая сеть у мотоцикла имеет напряжение постоянного тока 6 В, легкового автомобиля – 12 В, грузового – 24 В. В авиации используют сеть частотой 400 Гц и напряжением 27 В.
Есть и конструктивные ограничения, например, паяльник мощностью 12 Вт сложно сделать на питающее напряжение 220 В, так как спираль потребуется мотать из очень тонкого провода и поэтому намотать много слоев, паяльник получится большим, не удобным для мелкой работы. Так как обмотка паяльника намотана из нихромовой проволоки, то питать его можно как переменным, так и постоянным напряжением. Главное чтобы напряжение питания соответствовало напряжению, на которое рассчитан паяльник.
Мощность нагрева паяльников
Мощностью электрические паяльники бывают 12, 20, 40, 60, 100 Вт и больше. И это тоже не случайно. Для того, чтобы припой при пайке хорошо растекался по поверхностям спаиваемый деталей, их нужно прогреть до температуры чуть большей, чем температура плавления припоя. При контакте с деталью тепло передается от жала к детали и температура жала падает. Если диаметр жала паяльника не достаточный или мощность нагревательного элемента мала, то отдав тепло, жало не сможет нагреться до заданной температуры, и паять будет невозможно. В лучшем случае получится рыхлая и не прочная пайка.
Более мощным паяльником можно паять маленькие детали, но возникает проблема недоступности к месту пайки. Как, например, запаять в печатную плату микросхему с шагом ножек 1,25 мм жалом паяльника размером в 5 мм? Правда есть выход, на такое жало навивают несколько витков медного провода диаметром 1мм и концом уже этого провода паяют. Но громоздкость паяльника делают работу практически не выполнимой. Есть и еще одно ограничение. При большой мощности, паяльник быстро прогреет элемент, а многие радиодетали не допускают нагрева выше 70˚С и по этому, допустимое время их пайки составляет не более 3 секунд. Это диоды, транзисторы, микросхемы.
Ремонт паяльника своими руками
Паяльник перестает нагреваться по одной из двух причин. Это в результате перетирания сетевого шнура или перегорания нагревательной спирали. Чаще всего перетирается шнур.
Проверка исправности сетевого шнура и спирали паяльника
При пайке сетевой шнур паяльника постоянно изгибается, особенно сильно в месте выхода из него и вилки. Обычно в этих местах, особенно если сетевой шнур жесткий, он и перетирается. Сначала проявляться такая неисправность недостаточным нагревом паяльника или периодическим его охлаждением. В конечном итоге, паяльник перестает нагреваться.
Поэтому перед ремонтом паяльника нужно проверить наличие питающего напряжения в розетке. Если напряжение в розетке есть, то проверить сетевой шнур. Иногда неисправность шнура можно определить, плавно перегибая его в месте выхода из вилки и паяльника. Если паяльник при этом стал чуть теплее, значит точно неисправен шнур.
Проверить исправность шнура можно подключив к штырям вилки щупы мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления. Если при изгибании шнура показания будут изменяться, то шнур перетерся.
Если обнаружилось что, обрыв шнура находится в месте выхода из вилки, то для ремонта паяльника достаточно будет отрезать часть шнура вместе с вилкой и установить на шнур разборную.
В случае, если шнур перетерся в месте выхода из ручки паяльника или мультиметр, подключенный к штырям вилки, при изгибании шнура не показывает сопротивление, то придётся разбирать паяльник. Для получения доступа к месту присоединения спирали к проводам шнура достаточно будет снять только ручку. Далее последовательно прикоснуться щупами мультиметра к контактам и штырям вилки. Если сопротивление равно нулю, то в обрыве спираль или плохой контакт ее с проводами шнура.
Расчет и ремонт нагревательной обмотки паяльника
При ремонте или при самостоятельном изготовлении электрического паяльника или любого другого нагревательного прибора приходится мотать нагревательную обмотку из нихромовой проволоки. Исходными данными для расчета и выбора проволоки является сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора, которое определяется исходя из его мощности и напряжения питания. Рассчитать, какое должно быть сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора можно с помощью таблицы.
Зная напряжение питания и измеряв сопротивление любого нагревательного электроприбора, например паяльника, электрочайника, электрического обогревателя или электрического утюга, можно узнать потребляемую этим бытовым электроприбором мощность. Например, сопротивление электрочайника мощностью 1,5 кВт будет равно 32,2 Ом.
Рассмотрим на примере как пользоваться таблицей. Допустим, требуется перемотать паяльник мощностью 60 Вт рассчитанный на напряжение питания 220 В. По самой левой колонке таблицы выбираете 60 Вт. По верхней горизонтальной строке выбираете 220 В. В результате расчета получается, что сопротивление обмотки паяльника, не зависимо от материала обмотки, должно быть равно 806 Ом.
Если Вам понадобилось сделать из паяльника мощностью 60 Вт, рассчитанного на напряжение 220 В, паяльник, для питания от сети 36 В, то сопротивление новой обмотки должно будет уже равно 22 Ом. Вы можете самостоятельно рассчитать сопротивление обмотки любого электронагревательного прибора с помощью онлайн калькулятора.
После определения требуемой величины сопротивления обмотки паяльника из ниже приведенной таблицы выбирается подходящий, исходя из геометрических размеров обмотки, диаметр нихромовой проволоки. Нихромовая проволока представляет собой хромоникелевый сплав, который выдерживает температуру нагрева до 1000˚С и маркируется Х20Н80. Это означает, что в сплаве содержится 20% хрома и 80% никеля.
Для намотки спирали паяльника имеющей сопротивление 806 Ом из примера выше, понадобится 5,75 метров нихромовой проволоки диаметром 0,1 мм (нужно поделить 806 на 140), или 25,4 м проволоки диаметром 0,2 мм, и так далее.
Замечу, что при нагреве на каждых на 100° сопротивление нихрома увеличивается на 2%. Поэтому сопротивление спирали 806 Ом из выше приведенного примера при нагреве до 320˚С увеличится до 854 Ом, что практически не повлияет на работу паяльника.
При намотке спирали паяльника витки укладываются вплотную друг к другу. При нагревании докрасна поверхность нихромовой проволоки окисляется и образует изолирующую поверхность. Если вся длина проволоки не вмещается на гильзе в один слой, то намотанный слой покрывается слюдой и мотается второй.
Для электрической и тепловой изоляции обмотки нагревательного элемента лучшими материалами является слюда, стекловолоконная ткань и асбест. Асбест обладает интересным свойством, его можно размочить водой и он делается мягким, позволяет придавать ему любую форму, а после высыхания обладает достаточной механической прочностью. При изолировании обмотки паяльника мокрым асбестом надо учесть, что мокрый асбест хорошо проводит эклектический ток и включать паяльник в электросеть можно будет только после полного высыхания асбеста.
Электрический паяльник – это хорошо известный нагревательный прибор, предназначенный для соединения самых различных деталей из цветных или чёрных металлов.
Принцип работы инструмента основан на эффекте нагрева его рабочего наконечника (жала), расплавляющего припой с флюсом. Образовавшаяся при этом жидкая смесь заполняет все неровности и пустоты, имеющиеся между деталями, и образует после остывания надёжное соединение.
Но в процессе эксплуатации инструмент может сломаться, причём такая поломка проявляется в самых различных формах. Вот почему самостоятельный ремонт паяльника – обязательная операция, которую должен освоить любой работающий с ним мастер.
Основные детали
Для того чтобы качественно и быстро отремонтировать электрический паяльник своими руками, прежде всего, необходимо ознакомиться с его конструкцией, в состав которой входят следующие узлы:
- электронагревательный элемент, размещённый на трубчатом основании из слюды или стеклоткани и изготовленный в виде витой спиралевидной обмотки;
- ручка-держатель с отверстиями под трубчатое основание и электрический шнур;
- рабочий наконечник, вставляемый с другого конца слюдяной трубки.
Поверх нихромовой проволоки делается ещё один защитный слой из слюды или асбеста, обеспечивающий снижение тепловых потерь и изолирующий спираль от металлических частей корпуса.
Концы обмотки сложены вдвое и соединены на пайку с медными проводниками электрошнура с вилкой на ответном конце. Для того чтобы они не могли случайно порваться – эти места усилены обжатыми под давлением алюминиевыми пластинками, отводящими излишки тепла от контактной зоны.
Для лучшей изоляции на участки соединения проводов надеваются специальные трубки (керамические или же из стеклоткани или слюды).
Электрическая схема
Для понимания основ ремонта паяльного приспособления желательно ознакомиться с его схемой, состоящей из ряда последовательно соединённых элементов. Она состоит из электрической вилки, соединительного провода (шнура) и нагревательной обмотки из нихрома.
Поскольку питание идет от переменной сети 220 В, то в цепь обычно встраивают преобразователь.
Напряжение
Одной из основных технических характеристик, учитываемых при необходимости отремонтировать паяльник, является подаваемое на обмотку напряжение. В различных моделях устройств оно может принимать следующие значения:
- 220 Вольт (используется в большинстве отечественных моделей);
- пониженные трансформатором питающие напряжения величиной от 12-ти до 42-х Вольт (для опасных условий работы);
- 5-тивольтовое питание для миниатюрных паяльников USB, починить которые в домашних условиях совсем несложно.
Пониженные напряжения применяются в условиях, называемых опасными и особо опасными (при высоких уровнях влажности или запылённости помещения, например). Основная цель снижения этой величины – уберечь пользователя от поражения электрическим током.
Независимо от того, какая из этих моделей подлежит ремонту, способы её восстановления сводятся к простейшим рабочим операциям.
Мощность
Величины рабочих мощностей для различных образцов изделий колеблются в очень широких пределах (от единиц до тысяч Ватт).
То есть существует выбор, когда для работы с мелкими деталями предпочтение отдаётся паяльным приспособлениям с малым потреблением и рассеиванием тепла. Ну а для случаев, когда приходится паять габаритные металлические изделия, наоборот, подходят только «мощные» устройства.
Учёт этого показателя в простейшем случае сводится к замене жала на более толстый наконечник или наоборот. При выходе из строя нагревательного элемента мощность учитывается при необходимости самостоятельной его перемотки и выборе требуемого количества витков.
Как проверить паяльник мультиметром
Купил по дешевке паяльник от станции. На конце 6-ногий разъем типа PS/2. Нагреватель в виде белой керамической трубки. На ней написано 24V 50W TAIWAN. На самом паяльнике никаких надписей нет. При мне его подрубили к станции для проверки — он греется, станция кажет температуру . Вопрос в том, как его подключать. А более конкретно — чем и как там измеряется температура. Сопротивления между контактами: 1-2 — около 1,5 Ом (на пределе погрешности мультиметра) 3-4 — около 1,5 Ом 5-6 — 17 Ом.
Корпус ни к чему не присоединен.
Я так понял, что 5-6 — это нагреватель. Контакты 1234 как-то связаны с измерением температуры. На как? Наверное, там термопара, а между двумя другими контактами что-то типа компенсации холодного спая?
Так, я слил пару датащитов на станции + раскрутил паяльник и вынул платку с нагревателем. Из всего этого выяснилось: 1 — термопара + 2 — термопара — 3-4 — замкнуто в разъеме 5-6 — нагреватель Корпус разъема соединен с корпусом паяльника, только контакта там не было из-за деффекта отливки корпуса, который я быстро исправил. Замыкание 3-4 нужно, по всей видимости, для обнаружения подключенности паяльника. Кроме того, в термофенах эти контакты подключены к кнопке. Видимо, разъем универсальный.
Остается выяснить, что делать с термопарой.
Схема Luckey из аналоговых деталек, развлекла Так как к нам на р-рынок завезли ATMega48, у которых замечен АЦП с дифференциальными входами и усилением 200х, то есть естественное желание замутить на нем. Туда же приткнуть светодиодный индикатор. Можно сделать на 2 канала, чтоб было круто БП импульсный. Но есть подозрения, что полезут помехи. Какое напряжение у термопары?
Добавление от 16.12.2006 23:10:
Немного попутал. 200х — это у меги 16.
«Но есть подозрения, что полезут помехи. Какое напряжение у термопары?» Я когдато делал схему для паяльника на двух операционниках(сдвоенный LM358). Один усилитель, второй компаратор. Помехи не полезут. У термопары изменение сигнала лежит в полосе от нуля до 5 герц. Главное обратить внимание на разводку земли. Ток бегущий в паялнико по земле может вызвать наводку сравнимую с несколькими десятками градусов. Так как чуствительность термопары где-то 7..10 микровольт.
LM358 довольно паршивий для такого применения. Нужно что нибудь с малым дрейфом.
misyachniy
LM358 довольно паршивий для такого применения.
На старой работе для термопар ХК и ХА использовали AD8552.
Вот в таком включении:
Я с помощью АЦП определял напряжение с термопар, вносил поправку на холодный спай, а затем значения температур высчитывал по полиномам, приведенным в ГОСТ Р 8.585-2001.
К сообщению приложены файлы: 1.png, 479×252, 2Кb
Я вычитал в статье, что некая «K-type thermocouple» дает 40,6 мкD на градус. Таким образом получается, что для температуры 400 градусов с нее пойдет 16 мВ? Тогда можно попытаться задействовать встроенное усиление 200х.
Dismon
Спасибо за схему. Буду держать в уме.
ROC
Мне надо результат. У нас не продают дешевых станций. С «циферками» стоит $100. В принципе термипо, если бы она качественно паяла. Но конструкции паяльников везде одинаковы — сменное жало в виде колпочка и керамическая трубка нагревателя внутри. Термосопротивление получается очень большим, поэтому ни о какой стабилизации температуры ресь не идет вообще. Соответственно, отваливать $100 за такие поделки я не стану. Вот если б там нагреватель был прямо на жало прилеплен (с электрическим и тепловым контактом) и одновременно использовался как датчик температуры, то я бы купил.
Sergey_G.
Но конструкции паяльников везде одинаковы — сменное жало в виде колпочка и керамическая трубка нагревателя внутри.
Уже не все, сейчас выбираю паяльную станцию, на многих, заточенных под бессвинцовку, жало и нагреватель представляют собой одно целое, соотв и стоят по разному.
Angelo
и сек. через 10 подаём
за 10 секунд температура убежит оооочень далеко, на моем домашнем паяльнике, отечественного производства, за это время температура раза 3 точно корректируется.
Angelo
Интересно, а какая получиться точность измерения навскидку, если взять обычный паяльник, и в качестве датчика использовать нагреватель, то есть на момент измерения, отключаем силовой ток, и сек. через 10 подаём маленький измерительный, т.е. нагреватель включается в резистивный делитель.
Никакая. Сколько я не измерял, только у одного китайского сетевого паяльника ТКС спирали оказался достаточно большим. Другой вопрос, если перемотать его нужной проволокой, сделав заодно на 24 В.
Зачем сетевого. обычного нашего, уже готового 12. 24В, их полно и цена 100руб. Ещё есть какой то керамический нагреватель, он подороже, но может того стоит?, как у него с ТКС. А маленький ТКС на ОУ усилить никак.
Расчёт обмотки
Ремонт паяльника в большинстве случае сводится к процедуре, позволяющей перемотать сгоревшую обмотку из нихрома. При её замене важно правильно подобрать толщину и диаметр нихромовой проволоки, а также количество витков в спирали, определяющее выделяемую тепловую мощность.
При расчёте и выборе требуемого диаметра проволоки исходят из величины сопротивления нагревательной обмотки паяльника, которое, в свою очередь, определяется его рабочей мощностью (напряжением питания).
Для определения исходного показателя (сопротивления обмотки) используются специальные таблицы.
| Таблица для определения сопротивления нихромовой спирали в зависимости от мощности и питающего напряжения электрических приборов, Ом | |||||
| Потребляемая мощность паяльником, Вт | Напряжение питания паяльника, В | ||||
| 12 | 24 | 36 | 127 | 220 | |
| 12 | 12 | 48,0 | 108 | 1344 | 4033 |
| 24 | 6,0 | 24,0 | 54 | 672 | 2016 |
| 36 | 4,0 | 16,0 | 36 | 448 | 1344 |
| 42 | 3,4 | 13,7 | 31 | 384 | 1152 |
| 60 | 2,4 | 9,6 | 22 | 269 | 806 |
| 75 | 1.9 | 7.7 | 17 | 215 | 645 |
| 100 | 1,4 | 5,7 | 13 | 161 | 484 |
| 150 | 0,96 | 3,84 | 8,6 | 107 | 332 |
| 200 | 0,72 | 2,88 | 6,5 | 80,6 | 242 |
| 300 | 0,48 | 1,92 | 4,3 | 53,8 | 161 |
| 400 | 0,36 | 1,44 | 3,2 | 40,3 | 121 |
| 500 | 0,29 | 1,15 | 2,6 | 32,3 | 96,8 |
| 700 | 0,21 | 0,83 | 1,85 | 23,0 | 69,1 |
| 900 | 0,16 | 0,64 | 1,44 | 17,9 | 53,8 |
| 1000 | 0,14 | 0,57 | 1,30 | 16,1 | 48,4 |
| 1500 | 0,10 | 0,38 | 0,86 | 10,8 | 32,3 |
| 2000 | 0,07 | 0,29 | 0,65 | 8,06 | 24,2 |
| 2500 | 0,06 | 0,23 | 0,52 | 6,45 | 19,4 |
| 3000 | 0,05 | 0,19 | 0,43 | 5,38 | 16,1 |
| Таблица зависимости погонного сопротивления (одного метра) проволоки из нихрома от диаметра | ||||||||||
| Диаметр нихромового провода, мм | 0,05 | 0,07 | 0,08 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,60 | 0,7 |
| Погонное сопротивление, Ом/м при 20°С | 550 | 280 | 208 | 137 | 34,6 | 15,7 | 8,75 | 5,60 | 3,93 | 2,89 |
| Диаметр нихромового провода, мм | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,2 | 1,3 | 1,5 | 2,0 | 2,2 | 2,5 | 3,0 |
| Погонное сопротивление, Ом/м при 20°С | 2,20 | 1,70 | 1,40 | 0,97 | 0,8 | 0,62 | 0,35 | 0,31 | 0,22 | 0,16 |
По этим таблицам можно будет проверить правильность расчёта обмотки, чтобы в дальнейшем выполнить ремонт.
При фиксированном напряжении питания U и измеренном с помощью тестера сопротивлении нагревательного прибора R потребляемая им мощность P вычисляется по формуле P=(UхU)/R.
Возможные неисправности
Как правило, замыкание отдельных витков со временем также приводит к сгоранию всей спирали, когда обычный ремонт уже не поможет, и надо полностью перематывать спираль. При самых благоприятных условиях отсутствие нагрева паяльника может быть связано со следующими причинами:
- плохой контакт в месте соединения подводящего напряжение провода и концов обмотки (спирали);
- неисправность сетевой вилки;
- обрыв одной из жил в самом шнуре.
Все эти неисправности обнаруживаются посредством визуального осмотра, либо с помощью тестера, включённого в режим «Прозвонка», после чего производится ремонт.
Правила эксплуатации
При работе с электропаяльником во избежание случайных поломок отдельных частей необходимо придерживаться следующих правил:
- Во время пайки следует избегать сильных механических нагрузок на шнур и электрический нагреватель устройства.
- Нельзя перегревать спираль паяльника (не оставлять его включённым на длительное время).
- Необходимо использовать регулятор мощности, позволяющий выбирать требуемый режим по нагреву жала.
В заключение отметим, что в процессе эксплуатации нужно следить за состоянием сетевого провода и не допускать его случайного повреждения от соприкосновения с раскалённым до высокой температуры жалом.
Если этого не удалось избежать – следует тщательно изолировать расплавленное место, надев на повреждённую жилу кембрик и замотав изолентой.
Простой ремонт поможет возобновить работу паяльника. Вообще же, благодаря несложному устройству, этот инструмент редко выходит из строя.
В этой статье мы рассмотрим, и научимся находить и устранять простейшие поломки в электрических устройствах. Как всем известно, нагрузка может быть, как активной, к ней относятся всевозможные ТЭНы, так и индуктивной например двигатели. И ту и другую можно проверить с помощью прозвонки мультиметром, установив его в режим омметра на предел 200 Ом — 2 кОм, иногда может потребоваться выбрать предел 20 кОм, для маломощной нагрузки например паяльника мощностью 25 Ватт.
Последовательность работ при ремонте
Для устранения обрыва в проводах или вилке сначала с помощью мультметра (тестера) выявляется точное место нахождения повреждения. И лишь после этого выбирается один из возможных способов ремонта паяльника.
Так, при обнаружении обрыва в подводящем проводе или вилке, эти части проще всего целиком заменить исправным изделием. Для этого удобнее просто нарастить неповреждённую часть, припаяв к ней новый сетевой шнур.
При наращивании подводящего провода особое внимание уделяется изоляции отдельных жил. Надёжнее всего защитить каждую из них поливинилхлоридной трубкой (кембриком).
В случае, когда сгорела обмотка паяльника – придётся вскрыть защитный кожух (крышку) и полностью разобрать нагревательный элемент, отсоединив его от питающих проводов.
При перемотке спирали необходимо внимательно следить за тем, чтобы соседние витки располагались на удалении один от другого, а между рядами намотки укладывалась слюдяная прокладка.
По окончании намоточных работ к концам нихромовой проволоки припаиваются, а затем обжимаются подводящие провода, после чего защитный кожух возвращается на прежнее место. На этом ремонт может считаться законченным.
Перемотка паяльника
Намотка жала паяльника
В нагреватель вновь вставляется жало, зажимается винтами и в патрон дрели. Если разборку и отмотку излишнего нихрома производить, держа нагревательный элемент в руках, то всё будет гораздо сложнее. Убирается увязочная проволока.
Снимаются освобождённые обёртки стеклоткани и слюды. В слюде со стороны жала есть прорезь, куда вставлен проводник, идущий от нихрома к сетевому проводу – поэтому не разматывается, а снимается с него ослабленная слюдяная обёртка. Слюда материал весьма хрупкий. Отсоединяется примотанный к проводнику конец нихромовой проволоки. Его толщина чуть более 4-х микрон.
Нихром сматывать в обязательном порядке на что-то круглое, идеальный вариант – катушка для ниток. Открутил – подмотал и так до конца. Отсоединять второй конец нихромовой проволоки не нужно.
Сопротивление паяльника провода
Теперь нужно намотать длину в 400 Ом, а в сантиметрах это будет примерно 70 (общая длина нихромовой проволоки 300 см это 1800 Ом, отсюда 400 Ом будет 66,66см). На длине 70 см ставится фиксатор (прищепка) и в висячем положении катушки, слегка направляя пальцами, производится намотка с интервалом, обеспечивающим её окончание у первого проводника. Норма попыток не ограничена, главное не порвать нихром. По окончанию намотки необходим контрольный замер сопротивления.
Как только получилось намотать необходимое количества нихрома, отрезаем проволоку с припуском в 1 — 2 см и приматываем к проводнику. Надеваем слюдяную обмотку, пропуская проводник в имеющуюся в ней прорезь и прижимаем к ней (естественно по верх неё).
Сверху устанавливаем обмотку из стеклоткани и уплотнив прижатием, наматываем увязочную проволоку. Нагревательный элемент рассчитанный на питание напряжением 85 – 106 В собран.
При ремонте или при самостоятельном изготовлении электрического паяльника или любого другого нагревательного прибора приходится мотать нагревательную обмотку из нихромовой проволоки. Исходными данными для расчета и выбора проволоки является сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора, которое определяется исходя из его мощности и напряжения питания. Рассчитать, какое должно быть сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора можно с помощью таблицы.
Зная напряжение питания и измеряв сопротивление любого нагревательного электроприбора, например паяльника, электрочайника, электрического обогревателя илиэлектрического утюга, можно узнать потребляемую этим бытовым электроприбором мощность. Например, сопротивление электрочайника мощностью 1,5 кВт будет равно 32,2 Ом.
| Таблица для определения сопротивления нихромовой спирали в зависимости от мощности и питающего напряжения электрических приборов, Ом | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Потребляемая мощность паяльником, Вт |
Напряжение питания паяльника, В | ||||
| 12 | 24 | 36 | 127 | 220 | |
| 12 | 12 | 48,0 | 108 | 1344 | 4033 |
| 24 | 6,0 | 24,0 | 54 | 672 | 2016 |
| 36 | 4,0 | 16,0 | 36 | 448 | 1344 |
| 42 | 3,4 | 13,7 | 31 | 384 | 1152 |
| 60 | 2,4 | 9,6 | 22 | 269 | 806 |
| 75 | 1.9 | 7.7 | 17 | 215 | 645 |
| 100 | 1,4 | 5,7 | 13 | 161 | 484 |
| 150 | 0,96 | 3,84 | 8,6 | 107 | 332 |
| 200 | 0,72 | 2,88 | 6,5 | 80,6 | 242 |
| 300 | 0,48 | 1,92 | 4,3 | 53,8 | 161 |
| 400 | 0,36 | 1,44 | 3,2 | 40,3 | 121 |
| 500 | 0,29 | 1,15 | 2,6 | 32,3 | 96,8 |
| 700 | 0,21 | 0,83 | 1,85 | 23,0 | 69,1 |
| 900 | 0,16 | 0,64 | 1,44 | 17,9 | 53,8 |
| 1000 | 0,14 | 0,57 | 1,30 | 16,1 | 48,4 |
| 1500 | 0,10 | 0,38 | 0,86 | 10,8 | 32,3 |
| 2000 | 0,07 | 0,29 | 0,65 | 8,06 | 24,2 |
| 2500 | 0,06 | 0,23 | 0,52 | 6,45 | 19,4 |
| 3000 | 0,05 | 0,19 | 0,43 | 5,38 | 16,1 |
Рассмотрим на примере как пользоваться таблицей. Допустим, требуется перемотать паяльник мощностью 60 Вт рассчитанный на напряжение питания 220 В. По самой левой колонке таблицы выбираете 60 Вт. По верхней горизонтальной строке выбираете 220 В. В результате расчета получается, что сопротивление обмотки паяльника, не зависимо от материала обмотки, должно быть равно 806 Ом.
Если Вам понадобилось сделать из паяльника мощностью 60 Вт, рассчитанного на напряжение 220 В, паяльник, для питания от сети 36 В, то сопротивление новой обмотки должно будет уже равно 22 Ом. Вы можете самостоятельно рассчитать сопротивление обмотки любого электронагревательного прибора с помощью онлайн калькулятора.
| Онлайн калькулятор для расчета величины сопротивления по потребляемой мощности | |
|---|---|
| Напряжение питания, В: | /> |
| Мощность, Вт: | /> |
| /> | сопротивление R = 806,67 Ом |
После определения требуемой величины сопротивления обмотки паяльника из ниже приведенной таблицы выбирается подходящий, исходя из геометрических размеров обмотки, диаметр нихромовой проволоки. Нихромовая проволока представляет собой хромоникелевый сплав, который выдерживает температуру нагрева до 1000˚С и маркируется Х20Н80. Это означает, что в сплаве содержится 20% хрома и 80% никеля.
| Таблица зависимости погонного сопротивления (одного метра) проволоки из нихрома от величины его диаметра | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Диаметр нихромового провода, мм | 0,05 | 0,07 | 0,08 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,60 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,5 | 2,0 | 2,2 | 2,5 | 3,0 |
| Погонное сопротивление, Ом/м | 550 | 280 | 208 | 137 | 34,6 | 15,7 | 8,75 | 5,60 | 3,93 | 2,89 | 2,20 | 1,70 | 1,40 | 1,16 | 0,97 | 0,83 | 0,62 | 0,35 | 0,31 | 0,22 | 0,16 |
Для намотки спирали паяльника имеющей сопротивление 806 Ом из примера выше, понадобится 5,75 метров нихромовой проволоки диаметром 0,1 мм (нужно поделить 806 на 140), или 25,4 м проволоки диаметром 0,2 мм, и так далее.
При намотке спирали паяльника витки укладываются вплотную друг к другу. При нагревании докрасна поверхность нихромовой проволоки окисляется и образует изолирующую поверхность. Если вся длина проволоки не вмещается на гильзе в один слой, то намотанный слой покрывается слюдой и мотается второй.
Для электрической и тепловой изоляции обмотки нагревательного элемента лучшими материалами является слюда, стекловолоконная ткань и асбест. Асбест обладает интересным свойством, его можно размочить водой и он делается мягким, позволяет придавать ему любую форму, а после высыхания обладает достаточной механической прочностью. При изолировании обмотки паяльника мокрым асбестом надо учесть, что мокрый асбест хорошо проводит эклектический ток и включать паяльник в электросеть можно будет только после полного высыхания асбеста.
Как определить напряжение питания паяльника
ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАЯЛЬНИКОВ
Торцовые паяльники с несменными и сменными стержнями проверяют включением в сеть 220 В (или 127 В) и внешним осмотром.
Нагревательный элемент паяльника считают исправным, если через 30 — 40 секунд после включения паяльника в сеть температура наружной поверхности его металлических частей повысится на несколько градусов.
Целость нагревательного элемента иногда проверяют наблюдением искры в штепсельной розетке в моменты включения и выключения паяльника.
В случае отсутствия сети в исправности нагревательного элемента убеждаются также проверкой прохождения тока (пробником) или измерением сопротивления нагревательного элемента омметром (табл. 1,28).
Таблица 1. 28. Сопротивления нагревательных элементов электрических паяльников
Мощность паяльника, Вт
Сопротивление нагревательного элемента, Ом при напряжении, В
220 127 36 12 35 1380 ± 10% 460 ± 10% 37 4,1 50 970 » 320 » 26 2,9 65 750 » 245 » 20 2,2 90 540 » 180 » 14,5 1,6 120 410 » 135 » 10,8 — 200 240 » 80 » 6,5 — 350 — — 3,7 —
После проверки нагревательного элемента измеряют сопротивление изоляции между одним из штырьков вилки и наружными металлическими частями паяльника. Измеряемая величина должна быть не менее 0,1 МОм.
При наружном осмотре проверяют качество всех деталей паяльника, а также надежность заделки шнура в ручку и защиты его от механических повреждений при изгибе. При осмотре паяльника со сменными стержнями выясняют, кроме того, свободно ли вставляется и извлекается из корпуса нагревательного элемента сменный стержень, не проворачивается ли он и не выпадает ли при пользовании паяльником.
Техника безопасности требует снижения напряжений, подводимых к паяльникам, поэтому все большее число радиолюбителей заменяют свои стандартные высоковольтные паяльники, рассчитанные на питание от сети переменного тока напряжением 220 и 127 В, на низковольтные, подключаемые к сети через понижающие трансформаторы. Нагревательные элементы (спирали) таких паяльников радиолюбители делают сами, поэтому правомерен вопрос: как рассчитать спираль паяльника?
Прежде всего следует отметить, что нагревательные элементы паяльников изготавливают из нихрома и фехраля (из них наилучшим считается нихром).
Исходными данными для расчета спирали служат мощность паяльника (Р) в ваттах и подводимое к нему напряжение (В) в вольтах.
Расчет ведут в такой последовательности:
1) определяют сопротивление нагревательного элемента по формуле: К = U 2 / P.
2) выбирают диаметр провода, исходя из того, что:
а) чем больше мощность паяльника, тем толще должен быть провод спирали;
б) чем больше диаметр провода спирали, тем больше места требуется для ее размещения;
3) пользуясь таблицей 1.29, определяют по диаметру сопротивление одного метра выбранного провода;
Таблица 1.29. Сопротивления нихромовых проводов
Диаметр провода, мм
Сопротивление одного метра нихромового провода, Ом
марки Х15Н60
марки Х20Н80 0,20 35,3 34,1 0,22 29,2 28,2 0,25 22,6 21,8 0,28 18,0 17,4 0,30 15,3 15,2 0,32 13,8 13,3 0,35 11,3 ИД 0,40 8,59 8,52 0,45 6,98 6,73 0,50 5,66 5,45 0,60 4,07 3,82 0,70 2,91 2,84 0,80 2,23 2,17 0,90 1,76 1,72 1,00 1,42 1,39
4) делят вычисленное значение R на найденную по таблице величину R1 определяя таким образом длину провода (l) в метрах.
Источник
Какое напряжение питания паяльника?
Главным инструментом моей деятельности является паяльник. Но это не важно, так как в чемоданчике каждого мужчины должен лежать паяльник. Он всегда может пригодиться в хозяйстве.
Но паяльник только с одной стороны выглядит простым. Основная его функция просто нагреваться, но на самом деле у него много характеристик. В том году я уже писал статью с советами по выбору паяльника , но тогда забыл уточнить одну деталь. И сегодня хочу это исправить. А именно я хочу рассказать вам о питании паяльника.
У всех у нас дома есть розетки с напряжением 220-240 В. Соответственно есть на прилавках магазинов и паяльники, которые питаются от простой розетки. Это могут быть и обычные любительские приборы, и профессиональные паяльные станции.
А если вы увидите где-нибудь паяльники с напряжением 127 В., то знайте, что это уже устаревший прибор. В СССР (примерно до 1960-х годов) электрические розетки были с напряжением 127 В. Вам никто не скажет, что такой паяльник плохой, но для подключения к питанию вам потребуется специальный преобразователь. А я думаю, что это обойдется дороже, чем приобретение нового современного инструмента.
Прогресс не стоит на месте, поэтому в наше время можно приобрести и мини паяльники, которые всегда придут на помощь в трудной ситуации. А для их полноценной работы понадобится всего 2-3 батарейки. То есть понадобится напряжение равное от 4,5 до 8 В. Я пробовал работать таким паяльником, но не понравилось, так как аккумуляторы должны быть максимально заряжены, а батарейки новыми. Иначе напряжения не хватает для питания. То есть как я и написал выше: это просто инструмент для экстренных случаев.
В прикуривателе обычного автомобиля напряжение равно 12 В. Вам кажется этого мало для работы паяльника, но зайдите в магазин автомобильных товаров и там вы найдете множество товаров, которым вполне достаточно такого количества (автомагнитолы, видеорегистраторы, автомобильные зарядные устройства и так далее). А паяльник чем хуже? Да вы правы, ничем. Поэтому есть и такие модели, на конце у которых разъем для прикуривателя.
Самый распространенный вариант питания паяльников — это напряжение в 24-36 В. Они называются низковольтными и питаются через понижающий трансформатор. Такие паяльники активно применяются в промышленности и радиолюбителями. Не нужно никаких дополнительных устройств, вы просто вставляете вилку в розетку, а напряжение внутри устройства автоматически преобразуется из 220 Вольт в 24-36 Вольт. Это защищает пользователя в случае выхода из строя устройства от образования в жале опасного напряжения, а капризные микросхемы и полевые транзисторы от статического электричества.
Спасибо за внимание! Понравилась статья? Тогда жмите «Палец вверх» и делитесь ей с друзьями в социальных сетях.
Источник
Устройство и ремонт электрического паяльника
Электрический паяльник – это ручной инструмент, предназначенный для скрепления между собой деталей посредством мягких припоев, путем разогрева припоя до жидкого состояния и заполнения ним зазора между спаиваемыми деталями.
Электрическая схема паяльника
Как видите на чертеже электрическая схема паяльника очень простая, и состоит всего из трех элементов: вилки, гибкого электропровода и нихромовой спирали.
Как видно из схемы, в паяльнике отсутствует возможность регулировки температуры нагрева жала. И даже, если мощность паяльника выбрана правильно, то все равно не факт, что температура жала будет требуемой для пайки, так как длина жала со временем уменьшается за счет постоянной его заправки, припои тоже имеют разные температуры плавления. Поэтому для поддержания оптимальной температуры жала паяльника приходится подключать его через тиристорные регуляторы мощности с ручной регулировкой и автоматическим поддержанием заданной температуры жала паяльника.
Устройство паяльника
Паяльник представляет собой стержень из красной меди, который нагревается спиралью из нихрома до температуры плавления припоя. Стержень паяльника делается из меди благодаря высокой ее теплопроводности. Ведь при пайке нужно быстро передать жалу паяльника от нагревательного элемента тепло. Конец стержня имеет клиновидную форму, является рабочей частью паяльника и называется жалом. Стержень вставляется в стальную трубку, обернутую слюдой или стеклотканью. На слюду намотана нихромовая проволока, которая служит нагревательным элементом.
Поверх нихрома намотан слой слюды или асбеста, служащий для снижения потерь тепла и электрической изоляции спирали из нихрома от металлического корпуса паяльника.
Концы нихромовой спирали соединены с медными проводниками электрического шнура с вилкой на конце. Для обеспечения надежности этого соединения концы нихромовой спирали согнуты и сложены вдвое, что снижает нагрев в месте соединения с медным проводом. В дополнение соединение обжато металлической пластинкой, лучше всего обжим делать из алюминиевой пластины, которая имеет высокую теплопроводность и будет эффективнее отводить тепло от места соединения. Для электрической изоляции на место соединения надевают трубки из термостойкого изоляционного материала, стеклоткани или слюды.
Медный стержень и нихромовая спираль закрывается металлическим корпусом, состоящим из двух половинок или сплошной трубки, как на фотографии. Корпус паяльника на трубке фиксируется накидными колечками. На трубку, для защиты руки человека от ожога, насаживается ручка из плохо провидящего тепло материала, дерева или термостойкой пластмассы.
При вставлении вилки паяльника в розетку электрический ток поступает на нихромовый нагревательный элемент, который нагревается и передает тепло медному стержню. Паяльник готов к пайке.
Маломощные транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, микросхемы и тонкие провода паяют паяльником мощностью 12 Вт. Паяльники 40 и 60 Вт служат для пайки мощных и крупногабаритных радиодеталей, толстых проводов и небольших деталей. Для пайки крупных деталей, например, теплообменников газовой колонки, потребуется уже паяльник мощностью сто и более Вт.
Напряжение питания паяльников
Электрические паяльники выпускаются рассчитанные на напряжение питающей сети 12, 24, 36, 42 и 220 В, и этому есть свои причины. Главной, является безопасность человека, второй – напряжение сети в месте выполнена паяльных работ. В производстве, где все оборудование заземлено и имеется высокая влажность, разрешено использовать паяльники напряжением не более 36 В, при этом корпус паяльника должен быть обязательно заземлен. Бортовая сеть у мотоцикла имеет напряжение постоянного тока 6 В, легкового автомобиля – 12 В, грузового – 24 В. В авиации используют сеть частотой 400 Гц и напряжением 27 В.
Есть и конструктивные ограничения, например, паяльник мощностью 12 Вт сложно сделать на питающее напряжение 220 В, так как спираль потребуется мотать из очень тонкого провода и поэтому намотать много слоев, паяльник получится большим, не удобным для мелкой работы. Так как обмотка паяльника намотана из нихромовой проволоки, то питать его можно как переменным, так и постоянным напряжением. Главное чтобы напряжение питания соответствовало напряжению, на которое рассчитан паяльник.
Мощность нагрева паяльников
Мощностью электрические паяльники бывают 12, 20, 40, 60, 100 Вт и больше. И это тоже не случайно. Для того, чтобы припой при пайке хорошо растекался по поверхностям спаиваемый деталей, их нужно прогреть до температуры чуть большей, чем температура плавления припоя. При контакте с деталью тепло передается от жала к детали и температура жала падает. Если диаметр жала паяльника не достаточный или мощность нагревательного элемента мала, то отдав тепло, жало не сможет нагреться до заданной температуры, и паять будет невозможно. В лучшем случае получится рыхлая и не прочная пайка.
Более мощным паяльником можно паять маленькие детали, но возникает проблема недоступности к месту пайки. Как, например, запаять в печатную плату микросхему с шагом ножек 1,25 мм жалом паяльника размером в 5 мм? Правда есть выход, на такое жало навивают несколько витков медного провода диаметром 1мм и концом уже этого провода паяют. Но громоздкость паяльника делают работу практически не выполнимой. Есть и еще одно ограничение. При большой мощности, паяльник быстро прогреет элемент, а многие радиодетали не допускают нагрева выше 70˚С и по этому, допустимое время их пайки составляет не более 3 секунд. Это диоды, транзисторы, микросхемы.
Ремонт паяльника своими руками
Паяльник перестает нагреваться по одной из двух причин. Это в результате перетирания сетевого шнура или перегорания нагревательной спирали. Чаще всего перетирается шнур.
Проверка исправности сетевого шнура и спирали паяльника
При пайке сетевой шнур паяльника постоянно изгибается, особенно сильно в месте выхода из него и вилки. Обычно в этих местах, особенно если сетевой шнур жесткий, он и перетирается. Сначала проявляться такая неисправность недостаточным нагревом паяльника или периодическим его охлаждением. В конечном итоге, паяльник перестает нагреваться.
Поэтому перед ремонтом паяльника нужно проверить наличие питающего напряжения в розетке. Если напряжение в розетке есть, то проверить сетевой шнур. Иногда неисправность шнура можно определить, плавно перегибая его в месте выхода из вилки и паяльника. Если паяльник при этом стал чуть теплее, значит точно неисправен шнур.
Проверить исправность шнура можно подключив к штырям вилки щупы мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления. Если при изгибании шнура показания будут изменяться, то шнур перетерся.
Если обнаружилось что, обрыв шнура находится в месте выхода из вилки, то для ремонта паяльника достаточно будет отрезать часть шнура вместе с вилкой и установить на шнур разборную.
В случае, если шнур перетерся в месте выхода из ручки паяльника или мультиметр, подключенный к штырям вилки, при изгибании шнура не показывает сопротивление, то придётся разбирать паяльник. Для получения доступа к месту присоединения спирали к проводам шнура достаточно будет снять только ручку. Далее последовательно прикоснуться щупами мультиметра к контактам и штырям вилки. Если сопротивление равно нулю, то в обрыве спираль или плохой контакт ее с проводами шнура.
Расчет и ремонт нагревательной обмотки паяльника
При ремонте или при самостоятельном изготовлении электрического паяльника или любого другого нагревательного прибора приходится мотать нагревательную обмотку из нихромовой проволоки. Исходными данными для расчета и выбора проволоки является сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора, которое определяется исходя из его мощности и напряжения питания. Рассчитать, какое должно быть сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора можно с помощью таблицы.
Зная напряжение питания и измеряв сопротивление любого нагревательного электроприбора, например паяльника, электрочайника, электрического обогревателя или электрического утюга, можно узнать потребляемую этим бытовым электроприбором мощность. Например, сопротивление электрочайника мощностью 1,5 кВт будет равно 32,2 Ом.
| Таблица для определения сопротивления нихромовой спирали в зависимости от мощности и питающего напряжения электрических приборов, Ом | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Потребляемая мощность паяльником, Вт |
Напряжение питания паяльника, В | ||||
| 12 | 24 | 36 | 127 | 220 | |
| 12 | 12 | 48,0 | 108 | 1344 | 4033 |
| 24 | 6,0 | 24,0 | 54 | 672 | 2016 |
| 36 | 4,0 | 16,0 | 36 | 448 | 1344 |
| 42 | 3,4 | 13,7 | 31 | 384 | 1152 |
| 60 | 2,4 | 9,6 | 22 | 269 | 806 |
| 75 | 1.9 | 7.7 | 17 | 215 | 645 |
| 100 | 1,4 | 5,7 | 13 | 161 | 484 |
| 150 | 0,96 | 3,84 | 8,6 | 107 | 332 |
| 200 | 0,72 | 2,88 | 6,5 | 80,6 | 242 |
| 300 | 0,48 | 1,92 | 4,3 | 53,8 | 161 |
| 400 | 0,36 | 1,44 | 3,2 | 40,3 | 121 |
| 500 | 0,29 | 1,15 | 2,6 | 32,3 | 96,8 |
| 700 | 0,21 | 0,83 | 1,85 | 23,0 | 69,1 |
| 900 | 0,16 | 0,64 | 1,44 | 17,9 | 53,8 |
| 1000 | 0,14 | 0,57 | 1,30 | 16,1 | 48,4 |
| 1500 | 0,10 | 0,38 | 0,86 | 10,8 | 32,3 |
| 2000 | 0,07 | 0,29 | 0,65 | 8,06 | 24,2 |
| 2500 | 0,06 | 0,23 | 0,52 | 6,45 | 19,4 |
| 3000 | 0,05 | 0,19 | 0,43 | 5,38 | 16,1 |
Рассмотрим на примере как пользоваться таблицей. Допустим, требуется перемотать паяльник мощностью 60 Вт рассчитанный на напряжение питания 220 В. По самой левой колонке таблицы выбираете 60 Вт. По верхней горизонтальной строке выбираете 220 В. В результате расчета получается, что сопротивление обмотки паяльника, не зависимо от материала обмотки, должно быть равно 806 Ом.
Если Вам понадобилось сделать из паяльника мощностью 60 Вт, рассчитанного на напряжение 220 В, паяльник, для питания от сети 36 В, то сопротивление новой обмотки должно будет уже равно 22 Ом. Вы можете самостоятельно рассчитать сопротивление обмотки любого электронагревательного прибора с помощью онлайн калькулятора.
| Онлайн калькулятор для расчета величины сопротивления по потребляемой мощности |
|---|
| Напряжение питания, В: |
| Мощность, Вт: |
После определения требуемой величины сопротивления обмотки паяльника из ниже приведенной таблицы выбирается подходящий, исходя из геометрических размеров обмотки, диаметр нихромовой проволоки. Нихромовая проволока представляет собой хромоникелевый сплав, который выдерживает температуру нагрева до 1000˚С и маркируется Х20Н80. Это означает, что в сплаве содержится 20% хрома и 80% никеля.
| Таблица зависимости погонного сопротивления (одного метра) проволоки из нихрома от величины его диаметра | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Диаметр нихромового провода, мм | 0,05 | 0,07 | 0,08 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,60 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,5 | 2,0 | 2,2 | 2,5 | 3,0 |
| Погонное сопротивление, Ом/м при 20°С | 550 | 280 | 208 | 137 | 34,6 | 15,7 | 8,75 | 5,60 | 3,93 | 2,89 | 2,20 | 1,70 | 1,40 | 1,16 | 0,97 | 0,83 | 0,62 | 0,35 | 0,31 | 0,22 | 0,16 |
Для намотки спирали паяльника имеющей сопротивление 806 Ом из примера выше, понадобится 5,75 метров нихромовой проволоки диаметром 0,1 мм (нужно поделить 806 на 140), или 25,4 м проволоки диаметром 0,2 мм, и так далее.
Замечу, что при нагреве на каждых на 100° сопротивление нихрома увеличивается на 2%. Поэтому сопротивление спирали 806 Ом из выше приведенного примера при нагреве до 320˚С увеличится до 854 Ом, что практически не повлияет на работу паяльника.
При намотке спирали паяльника витки укладываются вплотную друг к другу. При нагревании докрасна поверхность нихромовой проволоки окисляется и образует изолирующую поверхность. Если вся длина проволоки не вмещается на гильзе в один слой, то намотанный слой покрывается слюдой и мотается второй.
Для электрической и тепловой изоляции обмотки нагревательного элемента лучшими материалами является слюда, стекловолоконная ткань и асбест. Асбест обладает интересным свойством, его можно размочить водой и он делается мягким, позволяет придавать ему любую форму, а после высыхания обладает достаточной механической прочностью. При изолировании обмотки паяльника мокрым асбестом надо учесть, что мокрый асбест хорошо проводит эклектический ток и включать паяльник в электросеть можно будет только после полного высыхания асбеста.
Источник
Расчет и ремонт нагревательной обмотки паяльника
При ремонте или при самостоятельном изготовлении электрического паяльника или любого другого нагревательного прибора приходится мотать нагревательную обмотку из нихромовой проволоки. Исходными данными для расчета и выбора проволоки является сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора, которое определяется исходя из его мощности и напряжения питания. Рассчитать, какое должно быть сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора можно с помощью таблицы.
Зная напряжение питания и измеряв сопротивление любого нагревательного электроприбора, например паяльника, электрочайника , электрического обогревателя или электрического утюга , можно узнать потребляемую этим бытовым электроприбором мощност ь. Например, сопротивление электрочайника мощностью 1,5 кВт будет равно 32,2 Ом.
| Таблица для определения сопротивления нихромовой спирали в зависимости от мощности и питающего напряжения электрических приборов, Ом | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Потребляемая мощность паяльником, Вт |
Напряжение питания паяльника, В | ||||
| 12 | 24 | 36 | 127 | 220 | |
| 12 | 12 | 48,0 | 108 | 1344 | 4033 |
| 24 | 6,0 | 24,0 | 54 | 672 | 2016 |
| 36 | 4,0 | 16,0 | 36 | 448 | 1344 |
| 42 | 3,4 | 13,7 | 31 | 384 | 1152 |
| 60 | 2,4 | 9,6 | 22 | 269 | 806 |
| 75 | 1.9 | 7.7 | 17 | 215 | 645 |
| 100 | 1,4 | 5,7 | 13 | 161 | 484 |
| 150 | 0,96 | 3,84 | 8,6 | 107 | 332 |
| 200 | 0,72 | 2,88 | 6,5 | 80,6 | 242 |
| 300 | 0,48 | 1,92 | 4,3 | 53,8 | 161 |
| 400 | 0,36 | 1,44 | 3,2 | 40,3 | 121 |
| 500 | 0,29 | 1,15 | 2,6 | 32,3 | 96,8 |
| 700 | 0,21 | 0,83 | 1,85 | 23,0 | 69,1 |
| 900 | 0,16 | 0,64 | 1,44 | 17,9 | 53,8 |
| 1000 | 0,14 | 0,57 | 1,30 | 16,1 | 48,4 |
| 1500 | 0,10 | 0,38 | 0,86 | 10,8 | 32,3 |
| 2000 | 0,07 | 0,29 | 0,65 | 8,06 | 24,2 |
| 2500 | 0,06 | 0,23 | 0,52 | 6,45 | 19,4 |
| 3000 | 0,05 | 0,19 | 0,43 | 5,38 | 16,1 |
Рассмотрим на примере как пользоваться таблицей. Допустим, требуется перемотать паяльник мощностью 60 Вт рассчитанный на напряжение питания 220 В. По самой левой колонке таблицы выбираете 60 Вт. По верхней горизонтальной строке выбираете 220 В. В результате расчета получается, что сопротивление обмотки паяльника, не зависимо от материала обмотки, должно быть равно 806 Ом.
Если Вам понадобилось сделать из паяльника мощностью 60 Вт, рассчитанного на напряжение 220 В, паяльник, для питания от сети 36 В, то сопротивление новой обмотки должно будет уже равно 22 Ом. Вы можете самостоятельно рассчитать сопротивление обмотки любого электронагревательного прибора с помощью онлайн калькулятора.
| Онлайн калькулятор для расчета величины сопротивления по потребляемой мощности | |
|---|---|
| Напряжение питания, В: | /> |
| Мощность, Вт: | /> |
| /> | сопротивление R = 806,67 Ом |
После определения требуемой величины сопротивления обмотки паяльника из ниже приведенной таблицы выбирается подходящий, исходя из геометрических размеров обмотки, диаметр нихромовой проволоки. Нихромовая проволока представляет собой хромоникелевый сплав, который выдерживает температуру нагрева до 1000˚С и маркируется Х20Н80. Это означает, что в сплаве содержится 20% хрома и 80% никеля.
| Таблица зависимости погонного сопротивления (одного метра) проволоки из нихрома от величины его диаметра | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Диаметр нихромового провода, мм | 0,05 | 0,07 | 0,08 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,60 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,5 | 2,0 | 2,2 | 2,5 | 3,0 |
| Погонное сопротивление, Ом/м | 550 | 280 | 208 | 137 | 34,6 | 15,7 | 8,75 | 5,60 | 3,93 | 2,89 | 2,20 | 1,70 | 1,40 | 1,16 | 0,97 | 0,83 | 0,62 | 0,35 | 0,31 | 0,22 | 0,16 |
Для намотки спирали паяльника имеющей сопротивление 806 Ом из примера выше, понадобится 5,75 метров нихромовой проволоки диаметром 0,1 мм (нужно поделить 806 на 140), или 25,4 м проволоки диаметром 0,2 мм, и так далее.
При намотке спирали паяльника витки укладываются вплотную друг к другу. При нагревании докрасна поверхность нихромовой проволоки окисляется и образует изолирующую поверхность. Если вся длина проволоки не вмещается на гильзе в один слой, то намотанный слой покрывается слюдой и мотается второй.
Для электрической и тепловой изоляции обмотки нагревательного элемента лучшими материалами является слюда, стекловолоконная ткань и асбест. Асбест обладает интересным свойством, его можно размочить водой и он делается мягким, позволяет придавать ему любую форму, а после высыхания обладает достаточной механической прочностью. При изолировании обмотки паяльника мокрым асбестом надо учесть, что мокрый асбест хорошо проводит эклектический ток и включать паяльник в электросеть можно будет только после полного высыхания асбеста.
Как сделать паяльник своими руками?
В быту иногда возникает необходимость припаять контакты деталей, залудить провода или выполнить аналогичные операции. Но при отсутствии паяльника нужно приобрести дорогостоящее оборудование, что совершенно нецелесообразно для одноразовых работ, либо собрать паяльник своими руками из подручных материалов. Далее мы рассмотрим наиболее простые в реализации методы изготовления.
Способ №1: Из ПЭВ резистора
Для такого паяльника вам понадобится старый резистор в керамической изоляции, который будет использоваться в качестве нагревательного элемента. Можно использовать резистор из старого электрооборудования, требуемые параметры рассчитываются по формуле: P = U 2 /R,
Где P – мощность паяльника;
U – питающее напряжение;
R – омическое сопротивление резистора.
Такой самодельный паяльник рассчитан на работу от низкого напряжения в 12 или 24 В, что следует учитывать при расчете мощности устройства. Благодаря чему его можно запитать как от понижающего блока питания, так и от автомобильного аккумулятора. При необходимости, вы можете подобрать резистор и под напряжение питания сети 220 В, но в данном примере мы рассмотрим низковольтный вариант.
Помимо ПЭВ резистора для изготовления вам понадобятся кусочки текстолита, гетинакса или сухой древесины для изолирующей рукоятки, главное, чтобы они выдерживали высокие температуры. Два медных стержня различного диаметра для изготовления теплоприемника и паяльного жала. Соединительные провода или заводской блок питания на 12В. Также вам пригодятся элементы для фиксации, напильник, электролобзик, сверло, метчик, дрель.
Процесс изготовления паяльника состоит из таких этапов:
- Для токоприемника выбирается медный стержень, который должен плотно входить во внутреннее отверстие резистора. От плотности будет зависеть качество теплопередачи от нагревателя к жалу паяльника.
Рис. 1: плотно входит в отверстие - Для жала подбирается медный прут или проволока меньшего диаметра. Заточите край прута для получения нужной формы, наиболее удобным для новичков считается форма плоской отвертки.
- Просверлите с обеих сторон отверстия и нарежьте в них метчиком резьбу – одно под фиксирующий болт с шайбой, второе под медный наконечник.
- Вставьте теплоприемник в резистор и замерьте глубину залегания, поставьте отметку на поверхности. По отметке сделайте радиальный паз при помощи напильника – в него будет вставляться стопорное кольцо, которое можно сделать из пружинки или шайбы.
- На одном конце медной проволоки для жала паяльника нарежьте резьбу и вкрутите ее в теплоприемник.
Рис. 2: вкрутите в теплоприемник - Соберите всю конструкцию вместе, зафиксируйте оба медных прутка при помощи резьбовых соединений и стопорного кольца.
- Зачистьте концы блока питания от изоляции, если необходимо, удалите и штекер он больше не понадобиться.
- Закрепите концы медных проводов от блока питания на контактах резистора. Для этого используйте болтовое соединение, обязательно плотно зажимайте гайки, чтобы получить хороший контакт.
- При помощи лобзика выпилите из старой платы рукоятку, в данном примере она будет состоять из двух половинок, между которыми расположен электрический шнур. Также в ней можно пропилить борозду под провода
Рис. 3: поместите шнур питания в рукоятку - Соберите рукоятку – закрепите половинки при помощи болтов или заклепок.
Рис. 1: плотно входит в отверстие
Рис. 2: вкрутите в теплоприемник
Рис. 3: поместите шнур питания в рукояткуАккумуляторный паяльник готов, его можно использовать для пайки микросхем, электрических контактов автомобильной проводки и т.д. Если под рукой нет керамического резистора, можно изготовить паяльник из нихромовой проволоки.
Способ №2: Из нихромовой нити
В отличии от предыдущего метода изготовления электрического паяльника, здесь вы самостоятельно изготовите нагревательный элемент из отрезка нихромовой проволоки. Следует отметить, что подобрать нужный диаметр можно как с помощью табличных величин удельного сопротивления нихрома на метр длины, так и опытным путем.
Второй вариант наиболее простой, так как, имея проволоку диаметром, допустим, в 0,5мм, вы можете натянуть ее на кусок сухой древесины и, подключив питание крокодилами наблюдать скорость и величину нагрева по цветовым изменениям.
Рис. 4: определение нагрева опытным путем
При желании можно удлинить или укоротить нагреваемый участок путем перемещения крокодила – это позволит подобрать оптимальную температуру нагрева за счет длины, наиболее подходящую для вашего паяльника.
Помимо нихромовой нити вам понадобятся:
- Продолговатая заготовка из дерева округлой формы, чтобы удобно помещалась в вашей руке.
- Электрическая дрель и сверла различного диаметра для высверливания отверстий.
- Медная проволока для изготовления толстого или тонкого жала, диаметр подбирается индивидуально в каждой ситуации.
- Алебастр с водой для фиксации медной проволоки – объем довольно небольшой, поэтому вам хватит остатков с ремонта, приобретать новый пакет необязательно.
- Соединительные медные провода для подключения нагревательного элемента к питающему шнуру. Выбираются в соответствии с номиналом протекающего по ним тока.
- Изоляционные материалы – изолента, термоусадка, стеклотканевая изоляция.
- Блок питания на 12В, чтобы сделать мини паяльник.
- Слесарный инструмент, канцелярский нож и т.д.
В данном примере мы рассмотрим порядок изготовления низковольтного паяльника на 12В. Для этого выполните следующий алгоритм действий:
Оголенные проводники и места соединения заизолируйте с помощью термоусадки.
- Соедините провода питания паяльника и заизолируйте изолентой.
Миниатюрный паяльник готов и может использоваться для пайки проводов, smd элементов и т.д.
Рис. 10: готовый миниатюрный паяльник
Способ №3 Мощный импульсный паяльник
Такой паяльник не подойдет новичку, так как для его создания требуются базовые знания в электротехнике и навыки чтения электрических схем. За основу для изготовления этого агрегата берется импульсный блок питания от галогенных светильников. Хорошо будет получить и схему этого устройства, в рассматриваемом примере она имеет такой вид, хотя может быть и любая другая, в зависимости от модели блока для паяльника:
Рис. 11: схема блока питания для импульсного паяльника
Принцип действия импульсного паяльника заключается в закорачивании вторичной обмотки трансформатора Т2 для получения максимального нагрева жала. Для этого применяется самодельная обмотка с одним витком и закороткой из более тонкой проволоки под наконечник.
Для изготовления паяльника вам понадобится блок от галогенного светильника, корпус (в данном случае используется пистолет из детской игрушки), медная проволока диаметром 6мм и проволока диаметром 1мм, керамические предохранители, болты для фиксации деталей паяльника, кнопка и шнур питания с вилкой. Из инструмента вам понадобятся пассатижи, отвертка, метчик и ножовка.
Процесс изготовления импульсного паяльника состоит из следующих этапов:
- Снимите крышку с блока питания от галогенного светильника, будьте аккуратны, чтобы не повредить внутренние элементы, места пайки и детали. Рис. 12: снимите крышку с блока питания
- С трансформатора удалите низковольтную обмотку, представленную несколькими витками медной проволоки. Рис. 13: удалите низковольтную обмотку
- Примерьте плату в заготовленный корпус и определите наиболее выгодный способ расположения. Заметьте, что нагревательный элемент будет сильно греться, поэтому под ним никакие элементы лучше не оставлять, куда безопаснее перенести их подальше, разделив плату.
- Аккуратно разделите плату и на две части, для безопасности деталей их можно удалить на время распила, если под рукой имеется хоть какой-то паяльник. В противном случае придется соблюдать предельную осторожность. Рис. 14: обрежьте плату
- Подключите к плате кнопку и шнур питания.
- В катушку с высоковольтной обмоткой трансформатора проденьте медную проволоку толщиной 6мм и согните при помощи пассатижей вокруг катушки, как показано на рисунке. Рис. 15: проденьте медную проволоку в катушку
- На выводы нагревательного элемента наденьте части керамической рубашки предохранителя, они должны предохранять пластиковый корпус паяльника от высокой температуры. Рис. 16: наденьте куски керамической рубашки
- Концы нагревателя расплющите, и сделайте отверстия при помощи метчика под фиксаторные болты. Рис. 17: нарежьте резьбу
- Закоротите теплоприемник медной проволокой диаметром в 1 мм. Если при первом включении этот проводник перегреется и перегорит из-за слишком большой температуры жала, его нужно будет заменить более толстым в 1,5 или 2 мм. Если нагрев будет слабым, установите более тонкую проволоку в 0,5 мм.
Рис. 12: снимите крышку с блока питания
Рис. 13: удалите низковольтную обмотку
Рис. 14: обрежьте плату
Рис. 15: проденьте медную проволоку в катушку
Рис. 16: наденьте куски керамической рубашки
Рис. 17: нарежьте резьбуУ вас получился один из самых мощных паяльников, работающих от сети 220В – он запросто может выпаять детали с мощными ножками, соединять контакты силовой цепи и т.д.
Рис. 18: готовый импульсный паяльник
Но назвать этот паяльник одноразовым нельзя, поскольку собирается он целенаправленно и требует серьезных усилий для создания. Также желательно иметь хоть какой-то рабочий паяльник при его изготовлении, это значительно упростит работу по разделению платы.
Как проверить паяльник мультиметром
Торцовые паяльники с несменными и сменными стержнями проверяют включением в сеть 220 В (или 127 В) и внешним осмотром.
Нагревательный элемент паяльника считают исправным, если через 30 — 40 секунд после включения паяльника в сеть температура наружной поверхности его металлических частей повысится на несколько градусов.
Целость нагревательного элемента иногда проверяют наблюдением искры в штепсельной розетке в моменты включения и выключения паяльника.
В случае отсутствия сети в исправности нагревательного элемента убеждаются также проверкой прохождения тока (пробником) или измерением сопротивления нагревательного элемента омметром (табл. 1,28).
Таблица 1. 28. Сопротивления нагревательных элементов электрических паяльников
Мощность паяльника, Вт
Сопротивление нагревательного элемента, Ом при напряжении, В
220 127 36 12 35 1380 ± 10% 460 ± 10% 37 4,1 50 970 » 320 » 26 2,9 65 750 » 245 » 20 2,2 90 540 » 180 » 14,5 1,6 120 410 » 135 » 10,8 — 200 240 » 80 » 6,5 — 350 — — 3,7 —
После проверки нагревательного элемента измеряют сопротивление изоляции между одним из штырьков вилки и наружными металлическими частями паяльника. Измеряемая величина должна быть не менее 0,1 МОм.
При наружном осмотре проверяют качество всех деталей паяльника, а также надежность заделки шнура в ручку и защиты его от механических повреждений при изгибе. При осмотре паяльника со сменными стержнями выясняют, кроме того, свободно ли вставляется и извлекается из корпуса нагревательного элемента сменный стержень, не проворачивается ли он и не выпадает ли при пользовании паяльником.
Техника безопасности требует снижения напряжений, подводимых к паяльникам, поэтому все большее число радиолюбителей заменяют свои стандартные высоковольтные паяльники, рассчитанные на питание от сети переменного тока напряжением 220 и 127 В, на низковольтные, подключаемые к сети через понижающие трансформаторы. Нагревательные элементы (спирали) таких паяльников радиолюбители делают сами, поэтому правомерен вопрос: как рассчитать спираль паяльника?
Прежде всего следует отметить, что нагревательные элементы паяльников изготавливают из нихрома и фехраля (из них наилучшим считается нихром).
Исходными данными для расчета спирали служат мощность паяльника (Р) в ваттах и подводимое к нему напряжение (В) в вольтах.
Расчет ведут в такой последовательности:
1) определяют сопротивление нагревательного элемента по формуле: К = U 2 / P.
2) выбирают диаметр провода, исходя из того, что:
а) чем больше мощность паяльника, тем толще должен быть провод спирали;
б) чем больше диаметр провода спирали, тем больше места требуется для ее размещения;
3) пользуясь таблицей 1.29, определяют по диаметру сопротивление одного метра выбранного провода;
Таблица 1.29. Сопротивления нихромовых проводов
Диаметр провода, мм
Сопротивление одного метра нихромового провода, Ом
марки Х15Н60
марки Х20Н80
0,20 35,3 34,1 0,22 29,2 28,2 0,25 22,6 21,8 0,28 18,0 17,4 0,30 15,3 15,2 0,32 13,8 13,3 0,35 11,3 ИД 0,40 8,59 8,52 0,45 6,98 6,73 0,50 5,66 5,45 0,60 4,07 3,82 0,70 2,91 2,84 0,80 2,23 2,17 0,90 1,76 1,72 1,00 1,42 1,39
4) делят вычисленное значение R на найденную по таблице величину R1 определяя таким образом длину провода (l) в метрах.
Электрический паяльник – это хорошо известный нагревательный прибор, предназначенный для соединения самых различных деталей из цветных или чёрных металлов.
Принцип работы инструмента основан на эффекте нагрева его рабочего наконечника (жала), расплавляющего припой с флюсом. Образовавшаяся при этом жидкая смесь заполняет все неровности и пустоты, имеющиеся между деталями, и образует после остывания надёжное соединение.
Но в процессе эксплуатации инструмент может сломаться, причём такая поломка проявляется в самых различных формах. Вот почему самостоятельный ремонт паяльника – обязательная операция, которую должен освоить любой работающий с ним мастер.
Основные детали
Для того чтобы качественно и быстро отремонтировать электрический паяльник своими руками, прежде всего, необходимо ознакомиться с его конструкцией, в состав которой входят следующие узлы:
- электронагревательный элемент, размещённый на трубчатом основании из слюды или стеклоткани и изготовленный в виде витой спиралевидной обмотки;
- ручка-держатель с отверстиями под трубчатое основание и электрический шнур;
- рабочий наконечник, вставляемый с другого конца слюдяной трубки.
Поверх нихромовой проволоки делается ещё один защитный слой из слюды или асбеста, обеспечивающий снижение тепловых потерь и изолирующий спираль от металлических частей корпуса.
Концы обмотки сложены вдвое и соединены на пайку с медными проводниками электрошнура с вилкой на ответном конце. Для того чтобы они не могли случайно порваться – эти места усилены обжатыми под давлением алюминиевыми пластинками, отводящими излишки тепла от контактной зоны.
Для лучшей изоляции на участки соединения проводов надеваются специальные трубки (керамические или же из стеклоткани или слюды).
Электрическая схема
Для понимания основ ремонта паяльного приспособления желательно ознакомиться с его схемой, состоящей из ряда последовательно соединённых элементов. Она состоит из электрической вилки, соединительного провода (шнура) и нагревательной обмотки из нихрома.
Поскольку питание идет от переменной сети 220 В, то в цепь обычно встраивают преобразователь.
Напряжение
Одной из основных технических характеристик, учитываемых при необходимости отремонтировать паяльник, является подаваемое на обмотку напряжение. В различных моделях устройств оно может принимать следующие значения:
- 220 Вольт (используется в большинстве отечественных моделей);
- пониженные трансформатором питающие напряжения величиной от 12-ти до 42-х Вольт (для опасных условий работы);
- 5-тивольтовое питание для миниатюрных паяльников USB, починить которые в домашних условиях совсем несложно.
Пониженные напряжения применяются в условиях, называемых опасными и особо опасными (при высоких уровнях влажности или запылённости помещения, например). Основная цель снижения этой величины – уберечь пользователя от поражения электрическим током.
Независимо от того, какая из этих моделей подлежит ремонту, способы её восстановления сводятся к простейшим рабочим операциям.
Мощность
Под электрической мощностью понимается отбираемая паяльником от сети энергия, определяемая как произведение напряжения на потребляемый ток.
Этот показатель непосредственно связан с рассеиваемой на жало тепловой мощностью, определяющей его эксплуатационные возможности. Чем больше этот параметр – тем лучше наконечник паяльника будет прогревать место пайки.
Величины рабочих мощностей для различных образцов изделий колеблются в очень широких пределах (от единиц до тысяч Ватт).
То есть существует выбор, когда для работы с мелкими деталями предпочтение отдаётся паяльным приспособлениям с малым потреблением и рассеиванием тепла. Ну а для случаев, когда приходится паять габаритные металлические изделия, наоборот, подходят только «мощные» устройства.
Учёт этого показателя в простейшем случае сводится к замене жала на более толстый наконечник или наоборот. При выходе из строя нагревательного элемента мощность учитывается при необходимости самостоятельной его перемотки и выборе требуемого количества витков.
Расчёт обмотки
Ремонт паяльника в большинстве случае сводится к процедуре, позволяющей перемотать сгоревшую обмотку из нихрома. При её замене важно правильно подобрать толщину и диаметр нихромовой проволоки, а также количество витков в спирали, определяющее выделяемую тепловую мощность.
При расчёте и выборе требуемого диаметра проволоки исходят из величины сопротивления нагревательной обмотки паяльника, которое, в свою очередь, определяется его рабочей мощностью (напряжением питания).
Для определения исходного показателя (сопротивления обмотки) используются специальные таблицы.
| Таблица для определения сопротивления нихромовой спирали в зависимости от мощности и питающего напряжения электрических приборов, Ом | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Потребляемая мощность паяльником, Вт |
Напряжение питания паяльника, В | ||||
| 12 | 24 | 36 | 127 | 220 | |
| 12 | 12 | 48,0 | 108 | 1344 | 4033 |
| 24 | 6,0 | 24,0 | 54 | 672 | 2016 |
| 36 | 4,0 | 16,0 | 36 | 448 | 1344 |
| 42 | 3,4 | 13,7 | 31 | 384 | 1152 |
| 60 | 2,4 | 9,6 | 22 | 269 | 806 |
| 75 | 1.9 | 7.7 | 17 | 215 | 645 |
| 100 | 1,4 | 5,7 | 13 | 161 | 484 |
| 150 | 0,96 | 3,84 | 8,6 | 107 | 332 |
| 200 | 0,72 | 2,88 | 6,5 | 80,6 | 242 |
| 300 | 0,48 | 1,92 | 4,3 | 53,8 | 161 |
| 400 | 0,36 | 1,44 | 3,2 | 40,3 | 121 |
| 500 | 0,29 | 1,15 | 2,6 | 32,3 | 96,8 |
| 700 | 0,21 | 0,83 | 1,85 | 23,0 | 69,1 |
| 900 | 0,16 | 0,64 | 1,44 | 17,9 | 53,8 |
| 1000 | 0,14 | 0,57 | 1,30 | 16,1 | 48,4 |
| 1500 | 0,10 | 0,38 | 0,86 | 10,8 | 32,3 |
| 2000 | 0,07 | 0,29 | 0,65 | 8,06 | 24,2 |
| 2500 | 0,06 | 0,23 | 0,52 | 6,45 | 19,4 |
| 3000 | 0,05 | 0,19 | 0,43 | 5,38 | 16,1 |
| Таблица зависимости погонного сопротивления (одного метра) проволоки из нихрома от диаметра | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Диаметр нихромового провода, мм | 0,05 | 0,07 | 0,08 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,60 | 0,7 |
| Погонное сопротивление, Ом/м при 20°С | 550 | 280 | 208 | 137 | 34,6 | 15,7 | 8,75 | 5,60 | 3,93 | 2,89 |
| Диаметр нихромового провода, мм | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,2 | 1,3 | 1,5 | 2,0 | 2,2 | 2,5 | 3,0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Погонное сопротивление, Ом/м при 20°С | 2,20 | 1,70 | 1,40 | 0,97 | 0,8 | 0,62 | 0,35 | 0,31 | 0,22 | 0,16 |
По этим таблицам можно будет проверить правильность расчёта обмотки, чтобы в дальнейшем выполнить ремонт.
При фиксированном напряжении питания U и измеренном с помощью тестера сопротивлении нагревательного прибора R потребляемая им мощность P вычисляется по формуле P=(UхU)/R.
Возможные неисправности
Самой распространённой неисправностью паяльников (независимо от типа и мощности) является перегорание обмотки нагревателя или частичное межвитковое замыкание.
Она проявляется в том, что паяльник совсем не греется, то есть теряет работоспособность.
Как правило, замыкание отдельных витков со временем также приводит к сгоранию всей спирали, когда обычный ремонт уже не поможет, и надо полностью перематывать спираль. При самых благоприятных условиях отсутствие нагрева паяльника может быть связано со следующими причинами:
- плохой контакт в месте соединения подводящего напряжение провода и концов обмотки (спирали);
- неисправность сетевой вилки;
- обрыв одной из жил в самом шнуре.
Все эти неисправности обнаруживаются посредством визуального осмотра, либо с помощью тестера, включённого в режим «Прозвонка», после чего производится ремонт.
Последовательность работ при ремонте
Для устранения обрыва в проводах или вилке сначала с помощью мультметра (тестера) выявляется точное место нахождения повреждения. И лишь после этого выбирается один из возможных способов ремонта паяльника.
Так, при обнаружении обрыва в подводящем проводе или вилке, эти части проще всего целиком заменить исправным изделием. Для этого удобнее просто нарастить неповреждённую часть, припаяв к ней новый сетевой шнур.
При наращивании подводящего провода особое внимание уделяется изоляции отдельных жил. Надёжнее всего защитить каждую из них поливинилхлоридной трубкой (кембриком).
В случае, когда сгорела обмотка паяльника – придётся вскрыть защитный кожух (крышку) и полностью разобрать нагревательный элемент, отсоединив его от питающих проводов.
При перемотке спирали необходимо внимательно следить за тем, чтобы соседние витки располагались на удалении один от другого, а между рядами намотки укладывалась слюдяная прокладка.
По окончании намоточных работ к концам нихромовой проволоки припаиваются, а затем обжимаются подводящие провода, после чего защитный кожух возвращается на прежнее место. На этом ремонт может считаться законченным.
Правила эксплуатации
При работе с электропаяльником во избежание случайных поломок отдельных частей необходимо придерживаться следующих правил:
- Во время пайки следует избегать сильных механических нагрузок на шнур и электрический нагреватель устройства.
- Нельзя перегревать спираль паяльника (не оставлять его включённым на длительное время).
- Необходимо использовать регулятор мощности, позволяющий выбирать требуемый режим по нагреву жала.
В заключение отметим, что в процессе эксплуатации нужно следить за состоянием сетевого провода и не допускать его случайного повреждения от соприкосновения с раскалённым до высокой температуры жалом.
Если этого не удалось избежать – следует тщательно изолировать расплавленное место, надев на повреждённую жилу кембрик и замотав изолентой.
Простой ремонт поможет возобновить работу паяльника. Вообще же, благодаря несложному устройству, этот инструмент редко выходит из строя.
В этой статье мы рассмотрим, и научимся находить и устранять простейшие поломки в электрических устройствах. Как всем известно, нагрузка может быть, как активной, к ней относятся всевозможные ТЭНы, так и индуктивной например двигатели. И ту и другую можно проверить с помощью прозвонки мультиметром, установив его в режим омметра на предел 200 Ом — 2 кОм, иногда может потребоваться выбрать предел 20 кОм, для маломощной нагрузки например паяльника мощностью 25 Ватт.
Ремонтируем ТЭН
Любой ТЭН, что расшифровывается как трубчатый электронагреватель, представляет собой, образно говоря мощный резистор, и соответственно проверить его можно точно также как резистор, просто прозвонив, если это ТЭН от стиральной машины его сопротивление может быть около 30 Ом. Если сопротивление ТЭНа равно нулю, такой нагреватель включать в сеть нельзя, произойдет замыкание.
Строение ТЭНа изображено на рисунках выше. Если выставили на тестере 200 Ом, а нагреватель не прозванивается, скорее всего такой нагреватель сгорел. Правда, как писалось выше, для маломощной нагрузки сопротивление может быть даже больше 2 килоОм. Но здесь есть еще один нюанс, такой ТЭН иногда со временем может пробиться на корпус, что приведет к короткому замыканию. Для того чтобы убедиться, что сопротивление между корпусом и нагревательным элементом ТЭНа в норме, нужно установить на мультиметре режим омметра и выбрать предел измерения 2 мегаОм.
Далее нужно прижав один из щупов тестера к металлическому корпусу ТЭНа вторым щупом коснуться по очереди обоих выводов ТЭНа. Если на мультиметре будет какое-то значение отличающееся от единицы означающей, что сопротивление в норме и ТЭН на корпус не звонится, таким ТЭНом пользоваться нельзя. При такой проверке нельзя касаться обоими руками щупов тестера иначе сопротивление будет показано неправильно из-за сопротивления вашего тела. Таким же образом можно проверить и паяльник или утюг (по крайней мере советский, без электроники).
Для этого, если взяли паяльник на напряжение 220 Вольт, мощностью 25 Ватт, мы, выставив предел 2 — 20 килоОм в режиме омметра прозваниваем, прикасаясь к штырькам вилки щупами омметра. Сопротивление такого паяльника должно быть равным 1800 – 2200 Ом.
Схемы проверки
Проверка нагревателя паяльника
Это означает что паяльник рабочий. Также по аналогии с ТЭНами, если нагреватель паяльника не прозванивается на пределе 20 килоОм, скорее всего такой паяльник сгорел. Не лишним будет провести проверку на пределе 2 мегаОм между корпусом паяльника и поочередно штырьками вилки. Также, если будут цифры отличные от единицы, значит таким паяльником пользоваться нельзя.
Проверка изоляции нагревателя
Аналогично проверяется утюг (без электроники), который по каким-то причинам не нагревается. Проверяем его уже известным нам образом, касаясь щупами мультиметра в режиме омметра выставив на нем предел 200 Ом штырьков вилки утюга. Почему 200 Ом, утюг у нас нагрузка довольно мощная, а чем мощнее нагрузка, тем меньшее сопротивление имеет её нагреватель. Если на экране мультиметра единица, что означает нагреватель не прозванивается, потребуется разборка утюга с целью дальнейшей диагностики неисправности. Правда, не лишним будет перед этим покрутить регулятор утюга, в крайнем до упора положении регулятора при минимальной температуре, утюг отключается и нагреватель прозваниваться не будет. Если же нагреватель утюга не прозванивается при любом положении регулятора, нужно сняв крышку утюга прозвонить шнур утюга.
Прозвонка питающих проводов
Очень часто у устройства долго бывшего в употреблении и при этом часто эксплуатировавшегося случается обрыв одного из проводов шнура. Для этого, переведя мультиметр в режим звуковой прозвонки, касаемся одного штырька вилки и подключенного в утюге проводка шнура. Если не раздается звуковой сигнал, касаемся щупом другого проводка шнура, подключенного к утюгу. Если оба провода шнура целые и в обоих случаях раздается звуковой сигнал, переходим к прозвонке непосредственно самого нагревателя, также в режиме омметра на пределе 200 Ом.
Маломощный шнур питания
Если же причина поломки заключается в шнуре, заменяем шнур на аналогичный, обязательно (!) с учетом мощности устройства. То есть, для утюга или электрочайника нельзя использовать шнур, с проводами небольшого сечения, применяемый для питания к примеру магнитофона. Такой провод в скором времени поплавится и выйдет из строя.
Шнур питания рассчитанный на большую мощность
Также часто поломки случаются в выключателях питания техники. Если есть, к примеру, настольная лампа с выключателем питания, который “заедает” или включается через раз, либо устройство вообще перестало включаться, такой выключатель также нужно проверить, прозвонить мультиметром в режиме звуковой прозвонки. Для этого один щуп мультиметра устанавливают на один вывод выключателя, второй щуп на другой и щелкают выключателем.
В одном из двух положений должен зазвучать звуковой сигнал тестера. Для полной уверенности, что выключатель рабочий можно пощелкать им, прозванивая, при замыкании выключателя звуковой сигнал будет, при размыкании нет. Это делается для того чтобы проверить механику выключателя. Иногда контакты таких выключателей подгорают, в таком случае если выключатель открытого типа, можно протереть ватной палочкой со спиртом контакты, либо если нагар сильный, аккуратно их зачистить ножом.
Таким же образом, установив мультиметр в режим звуковой прозвонки, проверяют, касаясь щупами обоих выводов любые предохранители (плавкие вставки). Если при этом раздается звуковой сигнал, значит предохранитель цел и его можно устанавливать в устройство, если звукового сигнал нет то предохранитель сгоревший. Разумеется, предохранители нужно менять не на первые попавшиеся, а только на рассчитанные на такой же ток.
Двигатель электрический постоянного тока
Может возникнуть потребность проверить двигатель перед включением, например подобный изображенному на фото выше, такие двигатели стоят например, в бытовых фенах для сушки волос. Обмотку такого двигателя можно прозвонить мультиметром в режиме омметра, установив его на предел 200 Ом. В принципе, таким образом можно прозвонить обмотку любого двигателя, подключившись щупами мультиметра к началу и концу обмотки.
Электрические лампы
Иногда в месте соединения патрона с лампой накаливания 220 Вольт бывает плохой контакт. Это происходит из-за подгорания контактов, либо из-за окисления контакта при длительном нахождении в неблагоприятных условиях. Как всем известно, лампа прижимается к специальным латунным контактам внутри патрона.
Патрон для лампы
Иногда один из этих контактов патрона, соединенный с центральным контактом лампы из-за того, что лампу вкручивали до упора, оказывается придавлен к керамическому основанию патрона и не может обеспечить должного контакта и лампа не горит. В таком случае нужно отключить светильник, чтобы не замкнуть случайно выводы в патроне и подогнуть этот язычок контакта.
Прозвонить соединение в патроне можно мультиметром установив его на 200 Ом. Для этого нужно сняв напряжение с устройства, прикоснуться к контактам в которые зажимаются провода щупами мультиметра. На экране в зависимости от мощности лампы должно появиться значение порядка десятков Ом. Точно также мы можем проверить саму лампу на работоспособность, прикоснувшись напрямую к к центральному контакту на цоколе лампы, и к контакту с резьбой. Также можно определить с вероятностью 99% работоспособность лампы по её спирали, на фото выше видно как должна выглядеть спираль рабочей лампочки. Если эта спираль в каком либо месте у нас оборвана, то такую лампочку можно смело выбрасывать светить она не будет. Почему писал выше с вероятностью 99%, а не 100? Потому что при монтаже проводки были случаи, когда освещение сделано как надо и не работало при вкручивании лампы, и только проверка мультиметром лампы с целой (!) спиралью показала что лампа бракованная. Ещё о ремонте бытовой электрической техники почитайте тут.