Паяльная станция

Операция, которую применяют для создания неразъемных соединений, при этом между деталями вводят расплав припоя и флюс называют пайкой. Во время выполнения этой операции температура припоя не должна превышать температуру оплавления деталей. Детали и припой входят в контакт между собой и при этом их нагревают до температуры, превышающей точку плавления припоя. По мере перехода в жидкое состояние он смачивает детали. Как только, процесс смачивания заканчивается нагревание останавливают. Припой кристаллизуется, и заготовки соединяются. Оборудование, применяемое для осуществления этой операции, называют паяльной станцией.

Процесс пайки металлов

Содержание

• Из истории пайки и металлургии
• Назначение паяльной станции
• Разновидности паяльных станций
  • Цифровые и аналоговые
  • Индукционные устройства
  • Бесконтактные станции
  • Демонтажные паяльные станции
  • Комбинированные термовоздушные паяльные станции
  • Инфракрасные паяльные станции
• Типы нагревательных элементов паяльников
  • Термофен паяльной станции
  • Инфракрасный нагреватель
• Дополнительные возможности паяльных станций
  • Вам также могут быть интересны статьи:

Из истории пайки и металлургии

Пайку широко применяют в промышленности, быту. Так, в машиностроительной области ее используют при производстве турбинных лопаток, дисков, трубопроводных систем и множестве другой продукции. Пайку используют в производстве электронной аппаратуры различного назначения.

Пайка электронной аппаратуры

К достоинствам этого технологического процесса можно отнести следующее:

1. Низкотемпературный нагрев соединяемых деталей. это позволяет сохранить структуру и механические параметры материалов.
2. Этот способ позволяет обеспечить механическую чистоту шва и это позволяет избежать дополнительной механической обработки.
3. Современные методы пайки позволяют соединять между собой детали из стальных сплавов, цветных металлов и пр.

Пайка принадлежит к древнейшим способам обработки металлов. Ее применение помогало решить множество проблем изготовления посуды, оружия, украшений и пр.

Несколько тысяч лет назад пайку уже широко применяют ремесленники. Так, при проведении раскопок на территории Вавилона были обнаружены золотые изделия, у которых были припаяны отдельные детали. А на месте древнего Рима были найдены трубы из свинца, входившие в состав водопровода, и собранные с помощью оловянно-свинцового припоя. Более того, некоторые исследователи убеждены в том, что легендарная шапка Мономаха, хранящаяся в Кремле, собрана из нескольких тысяч элементов выполненных из золота и соединенных пайкой.

Электродуговая сварка

До появления электродуговой сварки, пайка применялась наряду со сваркой, выполняемой в кузне для создания неразъемных соединений деталей из металла. В принципе, можно сказать, что появление электрической сварки существенно остановило развитие пайки и превращения ее в техпроцесс соединения металлических деталей.

Технология твердой пайки

Но появление и быстрое развитие авиационного строительства, космонавтики, микроэлектроники привело к тому, что возник высокий и устойчивый спрос на использование этого метода сборки деталей. В частности, пайку применяют для создания сложных узлов в машиностроении, строительстве разных приборов. В ряде случаев пайка оказалась единственным способом соединения деталей.

Назначение паяльной станции

Паяльная станция, иногда ее называют паяльным станком или установкой – это тип оборудования, применяемый в радиотехнике. Основное назначение этого устройства это выполнение единичной или групповой пайки.

Схема паяльной станции

Это оборудование состоит из следующих составных частей:

1. Прибора для контроля характеристик и параметров его работы.
2. Паяльник, который предназначен для пайки при низких температурах.
3. Пинцет, который участвует в операциях сборки и демонтажа компонентов платы.
4. Подогревающий фен, его назначение прогрев места пайки, допустимо применять его для групповой пайки деталей.
5. Источник теплового излучения, его используют для прогревания печатной платы до заданной температуры при выполнении групповой пайки.
6. Инструменты, использующие в работе вакуум – пинцет и оловотсос.
7. Вспомогательные инструменты и оснастку – подставки, рамки и пр.
8. Антистатические браслеты.

Строение наконечника для паяльной лампы

Простые паяльные станции состоят из паяльника, контрольного прибора и держатель для паяльника.

Паяльная станция, в отличие от традиционного паяльника позволяет регулировать и поддерживать температурный режим. Кроме того, использование разных приспособлений, например, держателя, позволяет повысить безопасность работающего на установке человека. Так, это приспособление ограничивает возможность прикосновения рабочего к нагретому паяльнику.

Все, поставляемые паяльные станции производят в антистатическом исполнении.

Паяльные станции можно классифицировать по виду нагревателя. Производители выпускают три вида станций.

Инфракрасная паяльная станция

В одних использован нагреватель с нихромовой проволокой, которая намотана на стержень из керамики и закрыта слоем изоляции.

В других используется нагреватель, выполненный из керамического материала, на поверхность которого наносят дорожку из токопроводящего материала. Именно она и генерирует тепло.

Паяльная станция с индукционным нагревателем

В третьих нагревателях использован индукционный нагреватель. В середину катушки устанавливают часть жала, под действием высокочастотной модуляции в нем генерируется тепло.

Разновидности паяльных станций

На рынке можно встретить множество моделей паяльных станций они отличаются функциональными возможностями и, конечно, ценой. Можно попробовать их классифицировать по видам, технологическим возможностям.

Цифровые и аналоговые

Управляющие модули на паяльных станциях могут работать, используя цифровые или аналоговые схемы.

У станций под управлением аналоговой аппаратуры стабилизация температуры происходит следующим образом – то есть, нагреватель работает до той поры, пока сердечник не будет разогрет до определенной температуры. По мере ее достижения произойдет отключение питания. По мере снижения температуры нагреватель будет включен снова и будет продолжать нагревать жало. В системе управления паяльника задействованы набор электронных компонентов и датчик температуры. Именно они и формируют сигналы, которые включают и выключают нагревание реле.

Аналоговая паяльная станция

Основное преимущество аналоговой системы – низкая стоимость, но вместе с этим, существенным недостатком является недостаточная точность функционирования и это нередко приводит к перегреву паяльника. Это порождает излишний нагрев деталей и быстрый износ жала паяльника, что приводит к его частой замене.

Цифровая паяльная станция

Цифровые станции работают под управлением контролера, в который зашита программа, которая регулирует работу устройства. Цифровая система управления показывает куда более лучшие результаты, чем аналоговая, в частности, в точности поддержания заданных температурных параметров.

Индукционные устройства

В паяльной станции индукционного типа разогрев паяльника происходит за счет токов высокой частоты, разогрев жала происходит до так называемой точки Кюри.

Индукционные устройства для пайки

По ее достижении свойства ферромагнитного покрытия изменяют и разогрев останавливается.

Бесконтактные станции

Станции этого класса применяют для ремонта и демонтажа схем, кроме того, с их помощью, возможно, осуществление микросхем с большим количеством контактов.

В работе таких станций применяют различные принципы:

• термовоздушный;
• инфракрасный;
• комбинированный.

Комбинированные паяльные станции сочетают в своем устройстве другие виды оборудования, например, термофен и паяльник.

Бесконтактная станция Lukey 852D+ для пайки

По внешнему виду, такое устройство похоже на паяльник, который оснащен электронным блоком управления температурой.

Контактные станции могут работать с двумя типами припоев – оловянно-свинцовыми и бессвинцовыми.

Бессвинцовый припой Оловянно-свинцовый припой

Последние станции отличаются тем, что в их комплект входит паяльник мощностью в 160 Вт. Это вызвано тем, припои, не содержащие свинец, обладают высокой температурой плавления. Такие станции комплектуют регулятором мощности, и это позволяет их использовать для работы с припоями, с низкой температурой плавления.

Демонтажные паяльные станции

Существующие паяльные устройства можно разделить на монтажные и демонтажные. К первой группе относят те, которые осуществляют пайку деталей на плате, но далеко не каждая из них может быть использована для разбора какой-либо паяной конструкции.

Для выполнения демонтажных работ применяют специальные станции. В составе такого оборудования работает компрессор, который задействован на отборе припоя из зоны работы. То есть припой, разогретый до определенной температуры, отсасывается с поверхности платы и собирается в отдельную емкость.

Демонтажная паяльная станция

Кроме того, на практике применяют установки, которые можно использовать для сборки плат и для их демонтажа. В комплект таких устройств входят паяльники с разной мощностью.

Комбинированные термовоздушные паяльные станции

Термовоздушные устройства используют в качестве основания для сборки комбинированных установок. Эти модели широко представлены на рынке. По сути, это комплекс, состоящий из термического фена и паяльника.

Существует множество модификаций приборов этого типа они отличаются от базовой модели маркой нагнетателя. В рукоятке фена устанавливают воздушную турбину. Такое решение позволило исключить из состава станции воздухоподводящий рукав. Работа со станцией стала более комфортной. Кроме того, в комплекте станции установлен встроенный блок питания. В состав этого устройства могут быть включены дымопоглотители, демонтажный пистолет и прибором для пайки бессвинцовыми припоями.

Паяльная станция 852D+

В состав комбинированных станций входит компрессор, который может подавать воздух в рабочую зону, а может откачивать его оттуда. С помощью него, припой попадает в специальную емкость. Это может быть полезно при монтаже микросхем в приборы.

Инфракрасные паяльные станции

Паяльные устройства этого класса были разработаны для решения непростых технологических проблем. Среди них есть и также:

• установка и демонтаж элементов разных габаритов;
• понижение температуры нагрева элементов выполненных из полимерных материалов;
• устранения потребности применения для выполнения монтажных работ большого количества насадок, которые приспособлены для работы с разными моделями микросхем.

Станции этого класса все чаще применяют для ремонта и обслуживания компьютеров и другой техники.

Любая ИК станция – это комплекс узлов и оборудования, состоящий из:

• устройства предварительного нагрева;
• верхнего нагревающего устройства;
• стол для фиксации обрабатываемой платы;
• блок, отвечающий за контроль температуры и содержащей в своей конструкции датчики температуры и микроконтроллер.

ИК – станции можно назвать оптимальным решением для работы с платами большого размера, например, материнских.

Верхнее нагревающее устройство обладает высокой мощности и это позволяет ему удалять платы большого размера. Нижнее нагревающее устройство предотвращает деформацию текстолита, которая может произойти в результате локального нагрева.

Разновидность инфрокрасной паяльной станции

Конструкция стола предназначена для надежного закрепления обрабатываемой платы, а предустановленная система, контролирующая температуру, довольно качественно настраивает ее в определенных контрольных точках.

Задача работника, эксплуатирующего станцию этого класса, сводится к настройке температурных режимов. Вся остальная работа перекладывается на станцию.

ИК – устройства можно классифицировать по типу нагревателя – керамические и кварцевые. В керамических устройствах применяют элементы, отличающиеся высокой наработкой на отказ и надежностью. Кварцевые менее инерционны и обеспечивают однородной областью прогрева.

Паяльник с керамическим нагревателем

Использование инфракрасных станций обеспечивает равномерный нагрев места работы.

Станции этого типа отличаются высокой ценой и его относят к профессиональному оборудованию.

Типы нагревательных элементов паяльников

Электронная техника постоянно совершенствуется и в одной микросхеме можно насчитать миллионы деталей, например, транзисторов. Совершенствование этих элементов приводит к тому, что использовать традиционные схемы монтажа становится невозможно, причиной тому стало и то, что детали расположены на плате очень плотно.

Нагревательные элементы паяльников

Именно поэтому широкое распространение получили паяльные станции, которые более приспособлены для работы с платами.

Термофен паяльной станции

Как уже отмечалось, большинство станций предназначены для сборки плат, то есть припаять с их помощью можно любую деталь, а вот отпаять – это уже довольно сложно.

Для решения этой задачи применяют прибор под названием термофен. Он позволяет выполнять работы с применением горячего воздуха.

Инфракрасный нагреватель

Их применяют в большом количестве устройств начиная от простых обогревателей, до различного технологического оборудования, которое используют местный нагрев.

В частности, нагреватели этого типа нашли свое применение в работе паяльных устройств для работы с печатными платами.

Дополнительные возможности паяльных станций

Для производства демонтажных работ в состав паяльных станций могут входить термопинцеты.

Паяльная станция с термопинцетами

Это устройство похоже на смесь паяльника и пинцета. Этот инструмент приспособлен для работы с элементами, имеющими два вывода.

Источник: stankiexpert.ru