Собрать паяльник своими руками домашних (и не только) мастеров побуждают прежде всего экономические соображения. Простой паяльник на 220 В для обычных мелких спаечных работ лучше, конечно, купить. Однако и его возможно доработать, не разбирая, чтобы продлить жизнь жала. Но вот «топор» на 150-200 Вт, которым можно паять металлические водопроводные трубы, стоит уже не 4,25, а вдесятеро больше. И не советских рублей, а вечнозеленых условных единиц. Та же проблема возникает, если паять нужно вне доступности электросети от автомобильных 12 В или карманного литий-ионного аккумулятора. Как самостоятельно сделать паяльник на такие случаи, и не только на такие, рассматривается в сегодняшней публикации.

Что такое smd

Sub Micro Devises, сверхминиатюрные устройства. Наглядно можно увидеть smd, открыв мобильный телефон, смартфон, планшет или компьютер. По технологии smd малюсенькие (возможно, меньше среза спички) компоненты без проволочных выводов монтируются пайкой на контактные площадки, по терминологии smd называемые полигонами. Полигон может быть с тепловым барьером, предотвращающим растекание тепла по дорожкам печатной платы. Тут опасность не только и не столько в возможности отслоения дорожек – от нагрева может порваться пистон, соединяющий слои монтажа, что приведет устройство в полную негодность.

Паяльник для smd должен быть не только микромощным, до 10 Вт. Запас тепла в его жале не должен превышать того, который может выдержать паяемая деталь. Но долгая пайка слишком холодным паяльником еще более опасна: припой все не плавится, но деталюшка-то греется. А на режим пайки существенно влияет наружная температура, и тем больше, чем меньше мощность паяльника. Поэтому паяльники для smd выполняются либо с ограничением времени и/или величины теплоотдачи при пайке, либо в оперативной, на протяжении текущей технологической операции, регулировкой температуры жала. Причем держать ее нужно на 30-40 градусов выше температуры плавления припоя с точностью буквально до 5-10 градусов; это т. наз. допустимый температурный гистерезис жала. Этому очень мешает тепловая инерция самого паяльника, и основная задача при конструировании такового – добиться его возможно меньшей постоянной времени по теплу, см. далее.

Сделать паяльник в домашних условиях возможно для любой из указанных целей. В т.ч. и мощный для пайки стального либо медного водопровода, и достаточно точный мини для smd.

Примечание: вообще-то в паяльнике жало это рабочая (залуживаемая) часть его стержня. Но, поскольку стержни бывают и другие разные, будем для ясности считать весь стержень жалом. Если рабочая часть паяльника насаживается на стержень, она называется наконечником. Примем, что наконечник со стержнем это тоже жало.

Самый простой

Пока не будем вдаваться в сложности. Допустим, нам нужен обычный паяльник на 220В без затей. Идем выбирать и видим, разница в ценах достигает 10 и более раз. Разбираемся – почему. Первое: нагреватель, нихромовый или керамический. Последний (не «альтернативный»!) практически вечен, но, если паяльник уронить на твердый пол, может расколоться. Жало паяльников на керамике обязательно несменное – значит, надо покупать новый. А нихромовый нагреватель, если паяльник не забывать включенным на ночь, служит более 10 лет; при эпизодическом пользовании – свыше 20. И в крайнем случае его можно перемотать.

Разница в цене сократилась теперь до 3-4 раз, в чем еще дело? В жале. Никелированное из меди со специальными присадками мало растворяется припоем и очень медленно пригорает в обойме паяльника, но стоит дорого. Латунное или бронзовое хуже греется, и паять им smd нельзя – температурный гистерезис никак не удается вогнать в норму вследствие много худшей, чем у меди, теплопроводности материала. Красномедное жало и съедается припоем, и довольно быстро распухает от окиси меди, но зато дешевле.

Примечание: жало из электротехнической меди (отрезок обмоточного провода) для обычного паяльника непригодно – быстро растворяется и обгорает. Однако для smd такое жало самое то, его теплопроводность максимально возможная, а тепловая инерция и гистерезис минимальны. Правда, менять его придется часто, но жало-то со спичку или меньше.

С обгоранием и распуханием красномедного жала можно бороться просто аккуратностью: окончив работу и дав паяльнику остыть, жало вынимают, обколачивают от окисла, постукивая о край стола, а канал обоймы паяльника продувают. С растворением припоем хуже: часто подтачивать жало неудобно и оно быстро срабатывается.

Сделать жало для паяльника из обычной красной меди в разы более стойким к действию расплавленного припоя можно, не заточив его рабочий конец, а проковав до нужной формы. Холодная медь отлично куется обычным слесарным молотком на наковальне настольных тисков. У автора этой статьи в древнем советском ЭПЦН-25 кованое жало сидит уже более 20 лет, хотя в работе этот паяльник бывает если не каждый день, то уж точно каждую неделю.

Простой из резистора

Расчет

Самый простой паяльник можно сделать из проволочного резистора, это готовый нихромовый нагреватель. Рассчитать его также несложно: при рассеивании номинальной мощности в свободном пространстве проволочные резисторы греются до 210-250 градусов. С теплоотводом в виде жала «проволочник» держит долговременную перегрузку по мощности в 1,5-2 раза; температура жала при этом будет не ниже 300 градусов. Ее можно повысить до 400, дав перегрузку по мощности в 2,5-3 раза, но тогда после 1-1,5 час работы паяльнику нужно будет давать остыть.

Рассчитывают необходимое сопротивление резистора по формуле: R = (U^2)/(kP), где:

R – искомое сопротивление;

U – рабочее напряжение;

P – требуемая мощность;

k – указанный выше коэффициент перегрузки по мощности.

Напр., нужен паяльник на 220 В 100 Вт для пайки медных труб. Теплоотдача большая, поэтому берем k = 3. 220^2 = 48400. kP = 3*100 = 300. R = 48400/300 = 161,3… Ом. Берем резистор на 100 Вт 150 или 180 Ом, т.к. «проволочников» на 160 Ом не бывает, этот номинал из ряда на 5% допуск, а «проволочники» не точнее 10%.

Обратный случай: есть резистор на мощность p, какой мощности из него можно сделать паяльник? От какого напряжения его запитывать? Вспоминаем: P = U^2/R. Берем P = 2 p. U^2 = PR. Берем из этой величины квадратный корень, получаем рабочее напряжение. Напр., есть резистор 15 Вт 10 Ом. Мощность паяльника выходит до 30 Вт. Берем квадратный корень из 300 (30 Вт*10 Ом), получаем 17 В. От 12 В такой паяльник разовьет 14,4 Вт, можно паять мелочь легкоплавким припоем. От 24 В. От 24 В – 57,6 Вт. Перегрузка по мощности почти в 6 раз, но изредка и недолго спаять этим паяльником что-то большое возможно.

Изготовление

Как сделать паяльник из резистора, показано на рис. выше:

  • Подбираем подходящий резистор (поз. 1, см. также далее).
  • Готовим детали жала и крепеж к нему. Под кольцевую пружину надфилем выбирается канавка на стержне. Под болт (винт) и наконечник делаются резьбовые глухие отверстия, поз. 2.
  • Собираем стержень с наконечником в жало, поз.3.
  • Закрепляем жало в резисторе-нагревателе болтом (винтом) с широкой шайбой, поз. 4.
  • Крепим нагреватель с жалом к подходящей рукоятке любым удобным способом, поз. 5-7. Одно условие: термостойкость рукоятки не ниже 140 градусов, до такой температуры могут нагреваться выводы резистора.

Тонкости и нюансы

Описанный выше паяльник из резисторов на 5-20 Вт делали многие (в т.ч. и автор во дни пионерской молодости) и, попробовав, убеждались – работать им всерьез нельзя. Греется невыносимо долго, и паяет только мелочь тычком – слой керамики мешает теплопередаче от нихромовой спирали в жало. Именно поэтому нагреватели фабричных паяльников мотаются на слюдяные оправки – теплопроводность слюды на порядки выше. К сожалению, свернуть слюду в трубочку дома невозможно, да и мотать нихром 0,02-0,2 мм дело тоже не для каждого.

Но вот с паяльниками от 100 Вт (резисторы от 35-50 Вт) дело другое. Тепловой барьер из керамики в них относительно тоньше, слева на рис., а запас тепла в массивном жале на порядок больше, т.к. его объем растет по кубу размеров. Качественно пропаять стык медных труб 1/2″ 200 Вт паяльником из резистора вполне возможно. Особенно, если жало не сборное, а цельное кованое.

Примечание: проволочные резисторы выпускаются на мощность рассеяния до 160 Вт.

Только для паяльника надо искать резисторы старых типов ПЭ или ПЭВ (в центре на рис., в производстве до сих пор). Их изоляция остеклованная, выдерживает многократный нагрев до светло-красного без потери свойств, только темнеет, остывая. Керамика внутри чистая. А вот резисторы С5-35В (справа на рис.) крашеные, внутри тоже. Снять краску в канале полностью невозможно – керамика пористая. При нагреве краска обугливается и жало прикипает намертво.

Регулятор для паяльника

Пример с низковольтным паяльником из резистора приведен выше не зря. Резистор ПЭ (ПЭВ) из хлама или с железного базара чаще всего оказывается неподходящего номинала под наличное напряжение. В таком случае нужно делать регулятор мощности для паяльника. В наши дни это гораздо проще даже людям, имеющим об электронике самое смутное представление. Идеальный вариант – купить у китайцев (ну, Али Экспресс, а то как же) готовый универсальный регулятор напряжения и тока TC43200, см. рис. справа; стоит он недорого. Допустимое входное напряжение 5-36 В; выходное – 3-27 В при токе до 5 А. Напряжение и ток выставляются отдельно. Поэтому можно не только выставить нужное напряжение, но и регулировать мощность паяльника. Есть, напр., инструмент на 12 В 60 Вт, а сейчас нужно 25 Вт. Выставляем ток в 2,1 А, на паяльник пойдет 25,2 Вт и ни милливаттом больше.

Примечание: для использования с паяльником штатные многооборотные регуляторы TC43200 лучше заменить обычными потенциометрами с градуированными шкалами.

Импульсные

Многие предпочитают импульсные паяльники: они лучше подходят для микросхем и др. мелкой электроники (кроме smd, но см. и далее). В ждущем режиме жало импульсного паяльника или холодное, или немного подогревается. Паяют, нажав на кнопку пуска. Жало при этом быстро, за доли-единицы с, греется до рабочей температуры. Контролировать пайку очень удобно: растекся припой, выдавил из капли флюс – отпустил кнопку, жало так же быстро остыло. Нужно только успеть его убрать, чтобы не припаялось туда же. Опасность сжечь компонент, имея некоторый опыт, минимальна.

Типы и схемы

Импульсный разогрев жала паяльника возможен несколькими способами в зависимости от рода работы и требований к эргономике рабочего места. В любительских условиях, или мелкому ИП-одиночке импульсный паяльник удобнее и доступнее будет сделать по одной из след. схем:

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

Электрические принципиальные схемы импульсных паяльников указанных типов приведены на рис: поз. 1 – с токоведущим жалом промышленной частоты; поз. 2 – с форсированным подогревом изолированного жала; поз. 3 и 4 – с токоведущим жалом высокой частоты. Далее мы разберем их особенности, достоинства, недостатки и способы реализации в домашних условиях.

50/60 Гц

Схема импульсного паяльника с жалом под током промышленной частоты наиболее проста, но это не единственное ее достоинство, и не главное. Потенциал на жале такого паяльника не превышает долей вольта, поэтому он безопасен для самых нежных микросхем. Пока не появились индукционные паяльники системы METCAL (см. далее), именно импульсниками промышленной частоты работала значительная часть монтажников на производстве электроники. Недостатки – громозкость, значительный вес и, как следствие, плохая эргономика: на смене длинее 4 час. работники уставали и начинали ошибаться. Но в любительском обиходе импульсных паяльников промышленной частоты до сих пор много: Зубр, Сигма (Sigma), Светозар и др.

Устройство импульсного паяльника на 50/60 Гц показано на поз. 1 и 2 рис. Видимо, ради экономии на издержках производства изготовители чаще всего применяют в них трансформаторы на сердечниках (магнитопроводах) типа П (поз 2), но это далеко не оптимальный вариант: чтобы паяльник паял как ЭПЦН-25, мощность трансформатора нужна 60-65 Вт. Вследствие большого поля рассеяния трансформатор на П-сердечнике в режиме КЗ сильно греется, а время разогрева жала доходит до 2-4 с.

Если П-сердечник заменить на ШЛ от 40 Вт с вторичной обмоткой из медной шины (поз. 3 и 4), то паяльник выдерживает часовую работу с интенсивностью 7-8 паек в минуту без недопустимого перегрева. Для работы в режиме периодических кратковременных КЗ число витков первичной обмотки увеличивают на 10-15% против расчетного. Данное исполнение выгодно и тем, что жало (медная проволока диаметром 1,2-2 мм) можно крепить непосредственно к выводам вторичной обмотки (поз. 5). Поскольку ее напряжение доли вольта, это еще увеличивает экономичность паяльника и удлиняет время его работы до перегрева.

С форсированным подогревом

Схема паяльника с форсированным подогревом особых пояснений не требует. В дежурном режиме нагреватель работает на четверти номинальной мощности, а при нажатии на пуск в него выбрасывается накопленная в батарее конденсаторов энергия. Отключая/подключая к батарее емкости, можно довольно грубо, но в допустимых пределах дозировать количество выделяемого жалом тепла. Достоинство – полное отсутствие наведенного потенциала на жале, если оно заземлено. Недостаток – на имеющихся в широкой продаже конденсаторах схема реализуема лишь для резисторных мини-паяльников, см. далее. Применяется в основном для эпизодических работ на не насыщенных компонентами платах гибридной сборки, smd + обычный печатный монтаж в сквозные пистоны.

На высокой частоте

Импульсные паяльники на повышенной или высокой частоте (десятки или сотни кГц) весьма экономичны: тепловая мощность на жале почти равна паспортной электрической инвертора (см. ниже). Также они компактны и легки, а их инверторы пригодны для питания резисторных мини-паяльников постоянного нагрева с изолированным жалом, см. далее. Нагрев жала до рабочей температуры – за доли с. В качестве регулятора мощности без доработок применим любой тиристорный регулятор напряжения 220 В. Могут быть запитаны постоянным напряжением 220 В.

Примечание: на мощность свыше ок. 50 Вт ВЧ импульсный паяльник делать не стоит. Хотя, напр. компьютерные ИПБ бывают мощностью до 350 Вт и более, но жало на такую мощность сделать практически невозможно – или не прогреется до рабочей температуры, или само расплавится.

Серьезный недостаток – на рабочих частотах сказывается влияние собственной индуктивности жала и вторичной обмотки. Из-за этого на жале на время более 1 мс может возникать наведенный потенциал свыше 50 В, что опасно для компонент КМОП (КМДП, CMOS). Также существенный недостаток – оператор облучается потоком мощности электромагнитного поля (ЭМП). Работать импульсным ВЧ паяльником мощностью 25-50 Вт можно не более часа в день, а до 25 Вт – не более 4-х час, но не более 1,5 час кряду.

Самый простой способ схемной реализации инвертора импульсного ВЧ паяльника на 25-30 Вт для обычных спаечных работ – на основе сетевого адаптера галогеновой лампы на 12 вольт, см. поз. 3 рис. со схемами. Трансформатор можно намотать на сердечнике из 2-х сложенных вместе колец К24х12х6 из феррита с магнитной проницаемостью μ не ниже 2000, или на Ш-образном магнитопроводе из такого же феррита сечением не менее 0,7 кв. см. Обмотка 1 – 250-260 витков эмалированного провода диаметром 0,35-0,5 мм, обмотки 2 и 3 – по 5-6 витков такого же провода. Обмотка 4 – 2 витка в параллель провода диаметром от 2 мм (на кольце) или оплетки от телевизионного коаксиального кабеля (поз. 3а), также запараллеленных.

Примечание: если паяльник более чем на 15 Вт, то транзисторы MJE13003 лучше заменить на MJE130nn, где nn>03, и поставить из на радиаторы площадью от 20 кв. см.

Вариант инвертора для паяльника до 16 Вт может быть выполнен на базе импульсного пускового устройства (ИПУ) для ЛДС или начинки перегоревшей лампочки-экономки соотв. мощности (не бейте колбу, там пары ртути!) Доработку иллюстрирует поз. 4 на рис. со схемами. То, что выделено зеленым, может быть различно в ИПУ разных моделей, но нам оно все равно. Нам нужно удалить пусковые элементы лампы (выделено красным на поз. 4а) и замкнуть накоротко точки А-А. Получим схему поз. 4б. В ней параллельно фазосдвигающему дросселю L5 подключается трансформатор на одном таком же кольце, как в пред. случае или на Ш-образном феррите от 0,5 кв. см (поз. 4в). Первичная обмотка – 120 витков провода диаметром 0,4-0,7; вторичная – 2 витка провода D>2 мм. Жало (поз. 4г) из такого же провода. Готовое устройство компактно (поз. 4д) и может быть помещено в удобный корпус.

Мини и микро на резисторах

Паяльник с нагревательным элементом на основе металлопленочного резистора МЛТ конструктивно аналогичен паяльнику из проволочного резистора, но выполняется на мощность до 10-12 Вт. Резистор работает с перегрузкой по мощности в 6-12 раз, т.к., во-первых, теплоотвод через относительно толстое (но абсолютно более тонкое) жало больше. Во-вторых, резисторы МЛТ физически в разы меньше ПЭ и ПЭВ. Отношение их поверхности к объему соотв. увеличивается и теплоотдача в окружающую среду относительно растет. Поэтому паяльники на резисторах МЛТ делаются только в вариантах мини и микро: при попытке увеличить мощность маленький резистор сгорает. Хотя МЛТ для спецприменения выпускаются на мощность до 10 Вт, своими силами реально сделать только паяльник на МЛТ-2 для мелких дискретных компонент (россыпи) и небольших микросхем, см. напр. видео ниже:

Видео: микро-паяльник на резисторах

Примечание: цепочка резисторов МЛТ может быть также использована в качестве нагревателя автономного аккумуляторного паяльника для обычных спаечных работ, см. след. ролик:

Видео: аккумуляторный мини-паяльник

Гораздо интереснее сделать мини паяльник из резистора МЛТ-0,5 для smd. Керамическая трубочка – корпус МЛТ-0,5 – очень тонкая и почти не препятствует теплопередаче на жало, но не пропустит тепловой импульс в момент касания полигона, отчего частенько сгорают компоненты smd. Подобрав жало (что требует довольно значительного опыта), smd таким паяльником можно не спеша паять, непрерывно контролируя в микроскоп процесс.

Процесс изготовления такого паяльника показан на рис. Мощность – 6 Вт. Нагрев либо непрерывный от инвертора из описанных выше, либо (лучше) с форсироваанным подогревом постоянным током от ИП на 12 В.

Примечание: как сделать усовершенствованный вариант такого паяльника с более широким диапазоном применения, подробно описано здесь – oldoctober.com/ru/soldering_iron/

Индукционные

Индукционный паяльник на сегодняшний день вершина технических достижений в области пайки металлов эвтектическими припоями. В сущности, паяльник с индукционным нагревом это миниатюрная индукционная печь: ВЧ ЭМП катушки-индуктора поглощается металлом жала, которое при этом греется вихревыми токами Фуко. Изготовить своими руками индукционный паяльник не так уж сложно, если есть в распоряжении источник токов ВЧ, напр. компьютерный импульсный блок питания, см. напр. сюжет

Видео: индукционный паяльник


Однако качественно-экономические показатели индукционных паяльников для обычных спаечных работ невысоки, чего не скажешь об их вредном влиянии на здоровье. Фактически единственное их преимущество – прикипевшее к обойме в корпусе жало можно выдирать, на опасаясь порвать нагреватель.

Гораздо больший интерес представляют индукционные мини-паяльники системы METCAL. Их внедрение на производстве электроники позволило уменьшить процент брака из-за ошибок монтажников в 10000 раз (!) и удлинить рабочую смену до нормальной, причем работники расходились после нее бодрыми и дееспособными во всех прочих отношениях.

Устройство паяльника типа METCAL показано слева вверху на рис. Изюминка – в ферроникелевом покрытии жала. Паяльник питается ВЧ точно выдержанной частоты 470 кГц. Толщина покрытия выбрана такой, что на данной частоте вследствие поверхностного эффекта (скин-эффекта) токи Фуко сосредотачивались только в покрытии, которое сильно греется и передает тепло в жало. Самое жало оказывается заэкранированным от ЭМП и наведенные потенциалы на нем не возникают.

Когда покрытие прогреется до точки Кюри, выше которой по температуре ферромагнитные свойства покрытия исчезают, оно поглощает энергию ЭМП гораздо слабее, но ВЧ в медь все равно не пускает, т.к. электрическую проводимость сохраняет. Остыв ниже точки Кюри само по себе или вследствие оттока тепла на пайку, покрытие вновь начинает интенсивно поглощать ЭМП и подогревает жало. Таким образом, жало держит температуру, равную точке Кюри покрытия с точностью буквально до градуса. Тепловой гистерезис жала при этом ничтожен, т.к. определяется тепловой инерцией тонкого покрытия.

Во избежание вредного влияния на людей паяльники выпускаются с несменными жалами, наглухо закрепленными в картридже коаксиальной конструкции, по которому и подводится к катушке ВЧ. Картридж вставляется в ручку паяльника – держатель с коаксиальным разъемом. Картриджи выпускаются типов 500, 600 и 700, что соответствует точке Кюри покрытия в градусах Фаренгейта (260, 315 и 370 градусов Цельсия). Основной рабочий картридж – 600; 500-м паяют особо мелкие smd, а 700-м крупные smd и россыпь.

Примечание: чтобы перевести градусы Фаренгейта в Цельсия, нужно от фаренгейтов отнять 32, умножить остаток на 5 и поделить на 9. Если надо наоборот, к цельсиям добавляем 32, результат множим на 9 и делим на 5.

Все замечательно в паяльниках METCAL, кроме цены картриджа: за «(название фирмы) новый, хороший» – от $40. «Альтернативные» в полтора раза дешевле, но вырабатываются вдвое быстрее. Сделать самому жало METCAL нереально: покрытие наносится напылением в вакууме; гальваническое при температуре Кюри мгновенно отслаивается. Посаженная на медь тонкостенная трубка не обеспечит абсолютного теплового контакта, без чего METCAL превращается просто в плохой паяльник. Тем не менее, сделать самому почти полный аналог паяльника METCAL, причем со сменным жалом, хоть и трудно, но возможно.

Индукционный для smd

Устройство самодельного индукционного паяльника для микросхем и smd, по рабочим качествам аналогичного METCAL, показано справа на рис. Когда-то похожие паяльники применялись на спецпроизводстве, но METCAL их полностью вытеснили благодаря лучшей технологичности и большей рентабельности. Однако для себя такой паяльник сделать можно.

Его секрет – в соотношении плеч наружной части жала и выступающего из катушки внутрь хвостовика. Если оно такое, как показано на рис. (приблизительно), а хвостовик покрыт теплоизоляцией, то тепловой фокус жала не выйдет за пределы обмотки. Хвостовик будет, конечно, горячее кончика жала, но их температуры будут меняться синхронно (теоретически термогистерезис нулевой). Раз настроив автоматику с помощью дополнительной термопары, измеряющей температуру кончика жала, дальше можно паять спокойно.

Роль точки Кюри играет таймер. Сигналом от терморегулятора на подогрев он обнуляется, напр., открыванием ключа, шунтирующего накопительную емкость. Запускается таймер сигналом, свидетельствующим о фактическом начале работы инвертора: напряжение с дополнительной обмотки трансформатора из 1-2 витков выпрямляется и разблокирует таймер. Если паяльником долго не паяют, таймер спустя 7 с выключит инвертор, пока жало не остынет и терморегулятор не выдаст новый сигнал на подогрев. Суть здесь в том, что термогистерезис жала пропорционален отношению времен выключенного и включенного нагрева жала O/I, а средняя мощность на жале обратному I/O. До градуса такая система температуру жала не держит, но +/–25 Цельсия при рабочей жала 330 обеспечивает.

В заключение

Так какой же паяльник делать? Мощный из проволочного резистора однозначно стоит: расходов на него всего ничего, есть не просит, а выручить может основательно.

Стоит также сделать, чтобы был на хозяйстве, простой паяльник для smd из резистора МЛТ. Кремниевая электроника выдохлась, она в тупике. Квантовая уже на подходе, и вдали явственно замаячила графеновая. Напрямую с нами та и другая не сопрягаются, как компьютер через экран, мышку и клавиатуру или смартик/планшетка через экран и сенсоры. Поэтому кремниевое обрамление в устройствах будущего останется, но исключительно smd, а теперешняя россыпь покажется чем-то вроде радиоламп. И не думайте, что это фантастика: всего 30-40 лет тому назад ни один фантаст до смартфона не додумался. Хотя первые образцы мобильников тогда уже были. А утюг или пылесос «с мозгами» тогдашним мечтателям и в дурном сне в голову не пришли бы.

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)

В списке основных инструментов домашнего мастера не последнее место занимают паяльники. В зависимости от того для чего они предназначены, внешний вид и конструкции их могут очень сильно отличаться друг от друга. Использовать, например, один и тот же инструмент для пайки радиатора автомобиля и работы с микросхемами и транзисторами невозможно.

Паяльник необходим для пайки различных микросхем и деталей.

Купить паяльник с нужными характеристиками удается не всегда. Но вполне возможно изготовить такой электропаяльник своими руками, тем более что особой сложности эта работа не представляет — было бы время и желание.

Паяльники с резистором в качестве нагревательного элемента

Проще всего в изготовлении инструменты, в которых в качестве нагревательного элемента выступает достаточно мощный резистор. Разберем несколько примеров того, как сделать паяльник такой конструкции.

Вернуться к оглавлению

Паяльник из проволочного резистора

Устройство паяльника «пистолета».

Понятно, что, для того чтобы изготовить такой паяльник своими руками, нужен подходящий проволочный резистор. Для паяльника на напряжение 12 В, способного питаться не только от соответствующего источника тока, но и от автомобильного аккумулятора, подойдет резистор с номиналом 20 Ом, рассчитанный на мощность 7 Вт.

На рис. 1а и 1б показан внешний вид нагревателя с двух противоположных сторон. Отдельные элементы на них обозначены следующими цифрами:

  1. Ограничительная проволочная шайба.
  2. Отрезок жала паяльника мощностью 25 Вт.
  3. Отрезок жала паяльника мощностью 60 Вт.
  4. Винтик с ограничительной шайбой.

Рисунок 1. Дополнение нагревателя рукояткой.

Отрезок жала от паяльника мощностью 60 Вт (3) плотно входит в отверстие резистора. С одного его конца сверлится отверстие и нарезается резьба под винт (4), а с противоположного — под отрезок жала 25-ваттного паяльника (2). Кроме того, на его поверхности делается канавка под ограничительную проволочную шайбу (1). Ее можно изготовить из колечка, откушенного от подходящей пружины.

Полученный нагреватель нужно дополнить рукояткой пистолетного типа или такой, как показана на рис. 1. К автомобильному аккумулятору его можно подключить через штекер для автомобильного прикуривателя. Паяльник на напряжение 220 В можно изготовить из резистора сопротивлением 1700-2000 Ом мощностью не менее 10 Вт. Рукоятку можно взять от сгоревшего паяльника.

Вернуться к оглавлению

Миниатюрный паяльник из непроволочного резистора

С помощью такого инструмента удобно осуществлять мелкую работу, например, пайку микросхем. Чтобы изготовить этот паяльник своими руками, потребуются следующие материалы:

  • резистор МЛТ номиналом 8-12 Ом с мощностью рассеяния 0,5 Вт;
  • корпус от авторучки;
  • отрезок медного провода толщиной 1 мм для жала;
  • отрезок стальной проволоки диаметром 0,75 мм;
  • кусочек двустороннего текстолита;
  • провода в термостойкой изоляции.

Прежде всего с корпуса резистора удаляется краска. Ее можно снять ножом или немного подержав резистор в ацетоне. Один из выводов отрезается, на месте среза сверлится, а затем раззенковывается отверстие под будущее жало (см. рис. 2а). Первоначальный диаметр отверстия — 1 мм, после раззенковки жало не должно касаться чашечки, держаться оно должно в керамическом корпусе резистора. Во внешней части чашечки выпиливается канавка для крепления стального токоотвода (см. рис. 2б). Он же и удерживает нагревательный элемент.

Из текстолита выпиливается небольшая плата (см. рис. 2в). Она состоит из трех частей:

  • к широкой части припаивается стальной токоотвод;
  • средняя часть служит для закрепления в корпусе авторучки;
  • к узкой части припаивается второй вывод резистора.

Паяльник в сборе показан на рис. 2г. Жало перед вставкой следует обернуть тонким слоем слюды. Для питания желательно использовать регулируемый источник тока. При использовании резистора сопротивлением 8 Ом рабочее напряжение должно быть порядка 6 В.

Паяльник на батарейках — незаменимый инструмент электромонтажника, радиоэлектронщика или электромеханика. Однако что же делать, если инструмент отсутствует, а паять срочно надо? Ответ прост. Необходимо сделать паяльник на батарейках своими руками. В этом случае он не будет выглядеть как профессиональные и коммерческие модели, но будет работать не хуже приобретенного в магазине электротоваров.

Паяльник, сделанный своими руками, по возможностям ничем не уступает магазинным аналогам.

Какие инструменты и материалы понадобятся, чтобы сделать такой паяльник?

Чтобы в условиях дома или мастерской сделать паяльник своими руками (мощностью примерно 25-40 Вт, чтобы паять микросхемы, провода и прочие изделия), необходимо иметь:

Детали для сборки паяльника: корпус шариковой ручки, резистор МЛТ, медная, стальная проволоки, текстолит двусторонний.

  • газету;
  • пассатижи;
  • канцелярский нож со сменными лезвиями;
  • канцелярские ножницы;
  • изоляционную ленту;
  • медный провод для острия паяльника;
  • небольшой лист медной фольги;
  • железную трубку (будет использоваться в качестве футляра электронагревателя);
  • термоустойчивую пластиковую или деревянную рукоятку;
  • любой силикатный клей или жидкое стекло;
  • тальковый порошок для электроизолирующей массы;
  • 2 батарейки класса АА.

Изготовление электрического паяльника своими руками — достаточно простая процедура, которая у многих мастеров не вызовет каких-либо сложностей и затруднений.

Перечисленные материалы и инструменты легко найти в любой мастерской, а при отсутствии — приобрести в ближайшем магазине электротоваров.

Если в мастерской не удалось найти лист медной фольги, его может заменить фольгированный стеклотекстолит — материал, который часто встречается в печатных схемах и платах (цена данного компонента в магазинах электротоваров примерно 200 руб/лист).

Чтобы отделить слой фольги от текстолита, необходимо:

  • разогреть лист текстолита при помощи электрического паяльника или утюга;
  • накрутить краешек фольги на тело круглого карандаша;
  • по мере продвижения по поверхности намотать фольгу на круглое тело карандаша в виде плотной трубочки.

При выполнении данной операции важно соблюдать предельную аккуратность и равномерно сматывать фольгу, не допуская ее повреждения.

Вернуться к оглавлению

Изготовление жала будущего паяльника

Для удаления краски с резистора нагрейте его с помощью блока питания.

Чтобы изготовить жало паяльника своими руками, необходимо взять толстый кусок медной проволоки и заточить один ее конец под необходимый рабочий угол (данную работу лучше выполнять на застеленном газетой столе, а в качестве рабочего инструмента использовать обычный канцелярский нож со сменными лезвиями и мелкий напильник).

Угол заточки стандартного жала по форме может напоминать лопаточку или острие отвертки, имеющее двугранный угол рабочей поверхности с радиусом скоса 45 градусов. Стандартное жало может быть изготовлено толщиной рабочей поверхности 4-5 мм.

Миниатюрное жало может быть изготовлено толщиной 2-3 мм. Игольчатое жало, заточенное под конус в виде иглы, может иметь любую толщину жала. Жало, изготавливаемое под определенный вид работ, может иметь фигурную форму и любую толщину острия.

Вернуться к оглавлению

Как должна быть обработана рабочая поверхность жала паяльника?

Рабочая поверхность жала паяльника должна быть покрыта слоем припоя, иначе непокрытая часть поверхности жала будет обгорать. Обгорание нерабочей части жала некритично, а вот рабочая часть должна быть всегда в чистом и идеальном состоянии.

Если поверхность жала в процессе работы начинает выгорать, ее следует повторно покрыть слоем припоя. Готовое луженое жало используется мастером в качестве нагревательного элемента паяльника.

Вернуться к оглавлению

Изготовление электроизолирующей массы

Диаметр резистора и кольца на конце проволоки должен быть одинаковым.

Чтобы изготовить электроизолирующую массу, следует перемешать силикатный клей (жидкое стекло) и порошок талька до консистенции жидкой сметаны. Полученную смесь нанести при помощи жесткой инертной пластины или пинцета на цилиндрическую поверхность жала будущего паяльника.

Смесь, полученная путем смешивания талька и клея, имеет очень липкую консистенцию. Поэтому, чтобы предотвратить прилипание инструмента, ее необходимо сверху обильно присыпать сухой тальковой пудрой.

Вернуться к оглавлению

Изготовление основы нагревательного элемента паяльника

Чтобы изготовить тело нагревательного элемента паяльника, следует на поверхность жала надеть трубку L=30 мм, изготовленную из тончайшей медной фольги. Данная конструкция будет использоваться как основа нагревательного элемента паяльника. Острие жала, которое выходит из трубки, не должно быть длиннее 10 мм.

Для лучшего контакта кольцо припаяйте к головке резистора.

Готовую конструкцию нагревательного элемента паяльника далее следует покрыть тонким слоем электроизолирующей массы и высушить над конфоркой газовой или электрической плиты при температуре рабочей поверхности не менее 150 градусов. Процесс сушки следует продолжать до тех пор, пока слой массы не станет твердым (запекшимся).

Далее следует на подготовленный нагревательный элемент накрутить спиральную обмотку. Для выполнения процедуры следует использовать тонкую (d=0,2 мм) нихромовую проволоку длиной примерно 350 мм. Намотку следует выполнять по спирали с особой аккуратностью, плотно наматывая проволоку виток на виток.

Концы проволоки следует вывести за пределы нагревательного элемента прямыми. Причем один из концов проволоки должен иметь L=30 мм, а другой, заворотный, L=60 мм.

Изготовленную обмотку следует покрыть электроизолирующей массой и повторить процесс сушки согласно описанной ранее технологии.

После высыхания изолирующего слоя длинный конец проволоки следует завернуть за тело нагревательного элемента и прикрепить плотно к телу трубки. Следующим шагом в изготовлении паяльника должно стать окончательное нанесение электроизолирующего слоя и повторение процесса его сушки.

На этом этапе процесс изготовления нагревательного элемента паяльника можно считать выполненным. Прежде чем приступить к завершающей стадии изготовления паяльника, мастер должен выходящие из нагревательного элемента концы проволок на 50% длины покрыть электроизолирующим раствором.

В работе электромеханика или радиоэлектроника одним из важных инструментов является паяльник. Он может быть выполнен в форме ручки. Такие устройства продаются в специализированных магазинах. Если по каким-то причинам воспользоваться обычным паяльником не удается, можно применить портативную модель. Причем сделать ее можно самостоятельно.

Собранный своими руками, будет внешне отличаться от покупного инструмента. Однако по функциональности он ничем не будет уступать представленным в продаже моделям оборудования. Как создать такой паяльник, интересно будет узнать каждому электромонтажнику.

Назначение портативного паяльника

Предназначен для проведения практически всех видов электромеханических работ. Если другие разновидности подобного оборудования имеют четкую специализацию, этот прибор способен выполнять множество различных операций. Так, с его помощью получится припаять провода, произвести работы с радиатором, восстановить функции сетевого разъема и т. д.

Особенно удобен портативный паяльник при проведении электромонтажных операций с небольшими деталями. Это могут быть микросхемы, небольшие электронные приборы (часы, таймеры и т. д.). Также его применяют при создании самодельных зарядных устройств для телефонов, планшетов и прочих гаджетов. В радиоэлектронике также выполняется множество операций при помощи небольшого портативного паяльника.

При самостоятельном изготовлении представленного оборудования можно добиться высокого качества паяльника. Также стоимость портативного паяльника будет гораздо меньше, чем у покупных моделей.

Особенности

Будет иметь небольшую мощность. Этот показатель не будет превышать 40 Вт. Однако для полноценной работы этого вполне достаточно. Его можно будет применять в небольшой мастерской, где нет места для применения стационарного инструмента. Подобное оборудование пригодится в условиях, где нет возможности подключения паяльника к электросети.

Также портативные приборы подходят для проведения операций с чувствительными деталями и элементами различных устройств. Паяльники подобного типа используют в своей работе ювелиры, мастера по ремонту часов и даже стоматологи. Заряда батареек обычно хватает на более чем 300 паек.

Единственным недостатком самодельных портативных паяльников считается их внешний вид. Он не будет конкурировать со стильным дизайном покупных приборов. Однако по многим функциональным показателям такой инструмент будет выигрывать.

Материалы и инструменты

Чтобы сделать мини-паяльник на батарейках своими руками , потребуется подготовить некоторые инструменты и оборудование. Это будет простое устройство, которое пригодится в процессе пайки проводов, микросхем и т. д.Мощность его будет составлять порядка 25-40 Вт. Чтобы создать инструмент самостоятельно, потребуется следующее:

  • плоскогубцы;
  • канцелярские нож и ножницы;
  • провод из меди;
  • фольга из меди;
  • изолента;
  • металлическая полость для корпуса электронагревателя;
  • силикатный клей;
  • рукоять из дерева или пластика, устойчивая к нагреву;
  • тальк;
  • 2 пальчиковые батарейки.

После подготовительного этапа можно приступать к работе.

Все ее этапы необходимо провести в точном соответствии с указаниями профессиональных мастеров. В этом случае качество паяльника будет высоким.

Если тонкий лист из меди найти не получилось, без него можно обойтись. Его заменяют фольгированным стеклопластиком. Для этого текстолист необходимо нагреть утюгом. Край фольги нужно накрутить на стержень. По мере движения утюга по плоскости накручивается в виде трубочки. Фольгу нужно сматывать осторожно, не допуская ее разрывов.

Создание жала

Создавая паяльник от батареек своими руками, следует начать с изготовления его главного элемента (жала). Для этого потребуется достаточно толстый отрезок проволоки из меди. Ее конец с одной стороны необходимо заточить под оптимальный рабочий угол. Эту процедуру производят при помощи канцелярского ножа. Край проволоки также можно обработать напильником мелкой зернистости.

Форма заточки обычно имеет вид кончика отвертки (напоминает лопатку). Рабочая поверхность имеет двугранную конфигурацию. Ее скос должен составлять порядка 45º. Обычно толщина жала равняется около 5 мм в области рабочей поверхности.

Если требуется создать миниатюрный паяльник, толщина представленного элемента может составлять всего около 2 мм. Такое игольчатое жало следует заточить в форме конуса. Если требуется выполнять специальные работы, размер проволоки может быть другим. Также может отличаться и форма жала. Например, острие может иметь любую конфигурацию или толщину.

Рабочую поверхность необходимо покрыть припоем (тонким слоем). Со временем в процессе работы такой слой придется наносить снова.

Электроизолирующая масса

Рассматривая, как сделать мини-паяльник на батарейках, следует уделить внимание процедуре изготовления электроизолирующей смеси. Для этого потребуется клей (силикатный). Его перемешивают с порошком талька. Должна получиться масса с вязкостью похожей на жидкую сметану. Этот раствор необходимо при помощи пинцета нанести на цилиндрическую часть жала. Это действие также можно выполнить инертной пластиной достаточной жесткости.

Смесь талька с силикатным клеем очень липкая. Это немного усложняет работу. Поэтому поверх нее следует насыпать немного пудры из талька. Это позволит избежать прилипание раствора.

Первый этап создания элемента нагрева

Обладает особым нагревательным элементом. Для его изготовления на подготовленное ранее жало надевают трубку из медной фольги. Ее длина должна составлять 3 см. Из трубки должно выходить жало. Его открытая часть не должна быть более 1 см.

Эту конструкцию следует покрыть тонким слоем подготовленной заранее электроизолирующей массы. Конструкцию необходимо высушить над газовой или электрической конфоркой. Температура при этом должна быть порядка 150ºС. Слой нанесенного материала запечется и станет твердым.

Затем на нагревательный элемент необходимо намотать тонкую диаметром 0,2 мм. Ее потребуется около 35 см. Спираль из проволоки наматывают очень аккуратно. Витки должны плотно прилегать друг к другу.

Прямые концы проволоки выводятся за пределы нагревательного элемента. Один из них должен иметь длину 3 см, а другой - 6 см.

Второй этап создания нагревательного элемента

Нуждается в применении нагревательного элемента с требуемыми техническими характеристиками. От качества изготовления этой детали будет зависеть работа оборудования. После проведения обмотки, ее покрывают электроизолирующей массой. Процесс сушку над конфоркой повторяется.

Когда раствор клея с тальком высохнет, оставленный конец проволоки длиной 6 см необходимо завести за корпус нагревательного элемента. Его плотно крепят к телу трубки. Далее снова наносится электроизолирующий слой. Процедура сушки повторяется.

На этом процедура изготовления нагревательного элемента практически завершена. Единственное, что еще должен сделать мастер, так это покрыть выходящие концы проволоки электроизолирующей смесью. Ее наносят на проволоку на половину длины. Далее раствор сушат над конфоркой.

Сборка инструмента

Существует определенная последовательность сборки подготовленных заранее элементов портативного оборудования. Ее необходимо внимательно рассмотреть перед тем, как сделать паяльник из батарейки и представленных выше подручных средств.

Концы нагревательного элемента нужно соединить с аккумуляторами. Это можно сделать при помощи двух небольших проволок из меди. Места соединений необходимо обмотать изолентой. Соединенные батарейки следует поместить в подготовленный корпус. Он может быть деревянным или пластиковым.

Чтобы работать с таким инструментом было удобнее, можно изготовить самостоятельно для него подставку. Перед началом работы необходимо проверить качество сборки. Такую модель можно сделать с сетевым шнуром. В этом случае потребуется применять понижающий трансформатор 220/12В.

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

Аппарат из резистора

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

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

Проводим расчеты

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

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

Паяльник 220В: сборка

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

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

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

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

Мини-паяльник

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

Изготавливаем трубку-основание

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

Делаем нагреватель

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

Завершаем проект

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

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

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

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

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

Миниатюрная конструкция из непроволочного резистора

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

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

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

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

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

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

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

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

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