Ferros de solda elétricos: tipos e modelos

A moderna tecnologia eletrônica está melhorando muito rapidamente. O grau de integração dos microcircuitos modernos é tal que milhões de transistores se encaixam em um único caso, mas os próprios casos estão se tornando cada vez menores. Peças discretas - transistores, capacitores e resistores também são pequenos, sem chumbo. Tudo isso é montado em placas por montagem em superfície SMD. As peças estão tão bem dispostas que é simplesmente impossível soldar algo com um ferro de solda elétrico EPSN comum de quarenta watts.

É verdade que alguns especialistas do ferro de solda afirmam que você pode soldar o que quiser, mesmo com um machado. Talvez seja assim, mas, como se costuma dizer, nem todo mundo é dado. Portanto, é melhor, no entanto, usar um ferro de soldar, pois agora existe uma seleção muito ampla de ferramentas de solda. E para comprar essa ferramenta, você precisa ser criativo e não tirar tudo o que chama sua atenção.

Antes de tudo, é necessário determinar para que trabalho um ferro de solda elétrico é comprado. Se você planeja soldar peças maciças, por exemplo, radiadores de automóveis, tubos de cobre, estruturas de estanho - em geral, tudo o que possui um grande dissipador de calor exigirá um ferro de solda com martelo de alta potência. Esse ferro de solda costuma ser chamado de "machado". O poder desses ferros de solda atinge várias centenas de watts. Um ferro de soldar poderoso do tipo machado é mostrado na Figura 1.

Figura 1. Ferro de solda com martelo de 200W

Obviamente, o objetivo de um ferro de solda é muito específico, nem sempre e em todos os lugares ser necessário. Um ferro de solda com potência de 25 ... 60W é mais adequado para uso doméstico. De tempos em tempos, eles podem executar quase todo o trabalho de solda para reparar eletrodomésticos e até soldar placas de circuito impresso com componentes de saída. A aparência desse ferro de solda é mostrada na Figura 2.

Figura 2. Ferro de solda EPSN

O design desse ferro de solda não pode ser separado, conforme descrito mesmo nas instruções anexadas a ele. Você pode dizer sobre esse ferro de solda que seu aquecedor é bastante durável, queima muito raramente, mesmo se você o usar com muita intensidade. Muitas vezes acontece que uma picada de cobre queima e é soldada com tanta força no interior do aquecedor que é simplesmente impossível obtê-la; nesse caso, você precisa comprar um novo ferro de soldar.

Para evitar que isso aconteça, é recomendável remover periodicamente a ponta do ferro de soldar e limpá-la dos produtos de oxidação. Nesse caso, o pó preto sai do próprio ferro de solda. Tudo isso é bom quando você lê, mas na maioria dos casos eles simplesmente esquecem e ainda jogam fora um ferro de solda completamente funcional.

Antes de usar um novo ferro de soldar, a ponta da ponta deve ser revestida de estanho. Para fazer isso, primeiro você precisa aquecer o ferro de soldar e, em seguida, remova a quente os óxidos com uma pequena lima, mergulhe rapidamente a extremidade limpa na resina e depois na solda. Como resultado, uma gota de solda permanece na superfície de trabalho da picada. Se isso não for feito, o ferrão ficará preto e simplesmente não conseguirá derreter a solda.

No processo, a picada de cobre se dissolve gradualmente na solda, formando conchas sobre ela e os óxidos aparecem. Torna-se impossível trabalhar com essa picada e, novamente, é necessário corrigi-la com um arquivo e fazer a manutenção. E assim por diante até que um pequeno pedaço permaneça da picada. Essa picada deve ser alterada.

Uma picada um pouco menor queimará se for martelada na forma desejada antes do uso: na superfície de uma picada de cobre, forma-se uma camada fascinante e mais dura de metal. É essa camada rebitada que é mais resistente ao desbotamento.

Projetos caseiros de ferros de solda elétricos

Às vezes acontece que um ferro de solda, mesmo com uma potência de apenas 25W, é grande demais para soldar uma pequena parte. Nesse caso, o fio de cobre enrolado na ponta pode ajudar, como mostra a Figura 3.

Figura 3. Reduzindo o tamanho da picada enrolando o fio de cobre

Tal picada improvisada deve primeiro ser irradiada, como foi escrito logo acima. Obviamente, esse design tem vida curta, mas é suficiente para fazer algumas rações.

Ao mesmo tempo, os radioamadores propuseram muitos projetos de ferros de solda elétricos em miniatura. Muitos deles eram muito bons, mas, infelizmente, era necessário um pouco de torno e metal para fazê-los. Em casa, fazer um ferro de soldar é simplesmente impossível.

Mas nosso pessoal, tendo demonstrado uma abordagem criativa, inventa ferros de solda em miniatura a partir de meios improvisados. Dois desses projetos foram publicados na revista Radio No. 1 2011. O primeiro deles é mostrado na Figura 4. Era baseado em um queimador de madeira, que muitos usavam na infância.

Figura 4. Ferro de solda de um queimador de madeira

O design do ferro de solda é claro a partir da figura. Basta enrolar firmemente um fio de cobre com um diâmetro de milímetro e meio na espiral do queimador e, é claro, irradiar, afinal, afinal, um ferro de solda! A picada improvisada resultante é muito semelhante ao design mostrado na figura anterior. O autor do ferro de soldar O. Ivanov da cidade de Vladimir.

A vantagem indiscutível desse projeto é que a temperatura do queimador é ajustável, o que significa que é possível ajustar a temperatura de aquecimento do ferro de solda resultante.

O autor de outro ferro de solda improvisado A. Filippov da p. Nyuksenitsa da região de Vologda. O design do ferro de solda é mostrado na Figura 5.

Figura 5. Ferro de solda improvisado A. Filippova

Como ponta de ferro de solda, é utilizado um fio de cobre com um diâmetro de 1,6 mm e um comprimento de cerca de 60 mm, no qual é enrolada uma “espiral” de fio de cobre PEV-2 com um diâmetro de 0,16 mm. O enrolamento é feito de um lado para o outro, partindo da picada em 8 a 10 mm, o comprimento do enrolamento é de aproximadamente 35 mm. Antes da primeira inclusão, o papel do isolamento entre voltas é desempenhado pelo esmalte com o qual o fio é coberto.

Depois de queimar a espiral, o papel do isolamento é desempenhado pelo óxido que aparece nos fios, o que é suficiente com uma baixa tensão de alimentação. A extremidade reversa da haste de solda é dobrada por um anel e é presa à alça de borracha dura com um parafuso. A tensão de alimentação é fornecida por um fio flexível com uma seção transversal de pelo menos 0,75 mm2.

O ferro de solda deve ser alimentado através de estabilizador de corrente ajustável com isolamento galvânico da rede. A uma tensão de alimentação de cerca de 5V, a corrente consumida está na faixa de 2 ... 2,5A, o que garante aquecimento suficiente da "espiral" de cobre. Com esses parâmetros, a potência do ferro de solda é P = U * I = 5 * 2,5 = 12,5W.

Dado que a corrente de queima de um fio de cobre com um diâmetro de 0,16 mm é 6A, o design é bastante durável. O autor afirma que ele usa esse ferro de solda há vários anos, embora a princípio o design tenha sido concebido como descartável.

Os ferros de solda elétricos domésticos estão se tornando uma coisa da história, pois a indústria chinesa agora domina uma ampla gama de equipamentos de solda. Você pode comprar qualquer ferro de solda para qualquer finalidade. Os ferros de solda, em primeiro lugar, diferem no design do aquecedor.

Aquecedores de Cerâmica e Níquel

Ao comprar um ferro de solda elétrico, considere o tipo de aquecedor.

Um aquecedor de nicromo é uma espiral enrolada em uma base de cerâmica no orifício interno do qual uma haste de solda é inserida. Alguns dos aquecedores mais avançados têm termopar integrado, permitindo estabilizar a temperatura de aquecimento. O design do aquecedor de nicromo é mostrado na Figura 6.

Figura 6. Aquecedor de nicromo

Uma haste de solda não combustível também é mostrada aqui. Ele próprio, é claro, é feito de cobre e, por fora, é coberto com uma camada de níquel.Em nenhum caso, essas barras devem ser arquivadas com um arquivo para irradiar, embora muitos usuários se queixem de que a dor é ruim, eles não têm solda.

Não há mais nada como soldar somente com suprimento de solda: um ferro de solda em uma mão, um fio fino de solda na outra e uma placa embaixo delas. E então diga que, sob uma picada imerecida, a solda derrete mal. Solda clássica De acordo com o método, ele mergulhou o ferro de solda na solda, pegou uma gota, transferiu-a para o painel, impossível em princípio.

Qual é o problema aqui e como resolvê-lo? Isso é descrito aqui: Como irradiar uma picada à prova de fogo em um gancho de cabelo

Os ferros de solda modernos são produzidos principalmente com aquecedores de cerâmica. A tecnologia de produção desses aquecedores é bastante complicada e dominada por várias empresas famosas. Antes de mais, estas são as empresas Weller, Hakko, Ersa e outras já mencionadas.

Aquecedor de cerâmica é muito durável. Se um aquecedor de nicrómio convencional ao soldar em escala industrial (vários milhares de rações por turno diariamente) se torna inutilizável após cerca de seis meses, os aquecedores de cerâmica funcionam por anos, é claro, sob condição de uso cuidadoso.

A principal vantagem dos aquecedores de cerâmica é uma alta taxa de aquecimento: o ferro de solda atinge o modo de operação em apenas 30 segundos. Em princípio, não é particularmente importante a rapidez com que o ferro de solda aquece na primeira vez em que é ligado. Essa velocidade é importante para a operação do termostato, porque quanto mais rápida a ponta é aquecida, mais estável é a temperatura de solda.

A Figura 7 mostra um aquecedor de ferro de solda Ersa TechTool para uso em estações de solda.

Figura 7. Aquecedor de cerâmica Ersa

É fácil notar que a região de aquecimento do aquecedor de cerâmica está no final da picada oca; portanto, é principalmente a parte que está mais próxima do ponto de solda que é aquecida. Muito perto do ponto de solda está um termopar. Esse arranjo do termopar fornece uma resposta rápida da unidade eletrônica, mesmo a pequenas mudanças de temperatura no ponto de solda. É aqui que a alta taxa de aquecimento do aquecedor de cerâmica o afeta.

A substituição da ponta é realizada usando uma porca ondulada de plástico que permanece fria mesmo quando o ferro de solda é aquecido a 400 graus. Isso permite que você substitua a ponta em apenas 30 segundos, sem esperar que o ferro de soldar esfrie. Aqui está um aquecedor de cerâmica de alta tecnologia.

O ferro de solda TechTool é caro. Até sua oferta em lojas online "a preços baixos" resulta na quantidade de 7750 rublos (sem uma unidade de controle eletrônico). Onde não são seduzidos por preços baixos, esse ferro de solda pode ser comprado por 8.257,00 rublos. Mas os radioamadores não devem ter medo de tais preços, já que esses são os preços dos ferros de solda de nível profissional projetados para o trabalho contínuo em um turno inteiro.

Para fins amadores, você pode escolher modelos Ersa mais baratos, por exemplo, um ferro de solda com um controlador de temperatura PTC 70, cuja aparência é mostrada na Figura 8. Mesmo na loja Chip and Dip mais barata, eles pedem 3710 rublos, o que não é uma boa ferramenta tão caro.

Figura 8. Ferro de solda com controle de temperatura PTC 70

Para uso não muito frequente para fins amadores, um ferro de soldar fabricado na China é bastante adequado: seja um pouco pior, mas o preço é bom.

As picadas substituíveis são colocadas em um aquecedor de cerâmica e mantidas por uma trava de mola. Um estabilizador de temperatura analógico está oculto na alça do ferro de solda, cujo sensor é o próprio elemento de aquecimento, pois sua resistência varia com a temperatura de aquecimento.

A propósito, esses estabilizadores de temperatura são oferecidos em projetos de rádio amador para ferros de solda EPSN convencionais. A roda de ajuste de temperatura é trazida para a alça do ferro de solda, como mostra a Figura 9.

Figura 9. Botão de configuração da temperatura do ferro de solda PTC 70

Tensão de alimentação de ferro de solda 220V, potência do aquecedor 75W. Com esses parâmetros do aquecedor de cerâmica, a temperatura da ponta será mantida muito estável, o ferro de solda não grudará na placa, porque quanto mais potente o aquecedor, mais rápido a ponta será aquecida.

Esse ferro de solda pode soldar faixas finas da fiação impressa e peças grandes o suficiente, sem medo de superaquecer ou resfriar o ferro de solda. Para um ferro de soldar, há um conjunto de dicas adequadas para diferentes trabalhos de solda.

Alguns fabricantes escondem a espiral mais fina de nicrômio dentro de um cilindro de cerâmica e chamam esse aquecedor de cerâmica. Talvez esse seja um truque comercial, mas o aquecedor ainda é nicrômico. Em um aquecedor de cerâmica real, a cerâmica em si é aquecida.

Os ferros de solda com esse aquecedor também costumam ser executados com um termostabilizador na alça, mas também existem sem ele. Alguns modelos possuem um termopar embutido; você pode usá-los apenas se tiver uma unidade eletrônica externa. Esses kits são chamados de estações de solda.

O esquema é bastante simples e fácil de repetir. O sinal do termopar embutido no ferro de soldar é amplificado e alimentado para comparador. Assim que a tensão do termopar atingir o nível definido, o aquecedor desliga. Um indicador digital é usado para indicar a temperatura definida, embora, em princípio, você possa ficar sem ela. A beleza desse design é que você não precisa programar um microcontrolador, que simplesmente não está no circuito.

O artigo fornece uma descrição detalhada do circuito, recomendações para comissionamento, desenhos de placas de circuito impresso. Tudo isso ajudará a montar uma estação de solda de maneira rápida e fácil. A aparência da versão do autor de uma estação de solda caseira é mostrada na Figura 10.

Figura 10. Aparência de uma estação de solda caseira

Ponta do ferro de solda

Os ferros de soldar modernos estão equipados com um conjunto completo de pontas intercambiáveis, adequadas para todas as ocasiões. Um desses kits é mostrado na Figura 11. A aparência do ferro de solda SR971 é mostrada na Figura 12.

O ferro de soldar de venda está equipado com apenas uma ponta cônica, portanto você precisa comprar as pontas restantes adicionalmente. A potência do elemento de aquecimento de cerâmica é de 25W a uma tensão de alimentação de 220V. A ponta do ferro de solda é aterrada, o que permite elementos de solda sensíveis à eletricidade estática. A ponta de substituição é fácil de instalar, o que permite vários trabalhos de solda. Para fazer isso, basta desaparafusar a porca com a superfície serrilhada, trocar a picada e parafusar a porca de volta.

A forma da alça do ferro de solda é bastante ergonômica, o peso do ferro de solda é pequeno, é bastante confortável trabalhar com essa ferramenta. A única coisa que ofusca um pouco todas as vantagens é a falta de um regulador de energia embutido.

Figura 11. Conjunto de dicas de substituição para o ferro de solda SR971 com aquecedor de cerâmica

Figura 12. Ferro de solda do SOLOMON SR971

Ao trabalhar com componentes SMD, não vale a pena ter uma ponta do tipo "plug" e uma ponta de mini-onda: a primeira é projetada para soldar pequenas coisas como resistores e capacitores, e a segunda permite a soldagem de peças com pinos múltiplos em casos planares, sem medo de que a solda caia entre os terminais.

As Figuras 13 e 14 mostram fragmentos de uma tabela com dicas Weller, na qual é possível selecionar e ordenar a dica desejada. Além disso, a Weller protege suas picadas com gravação a laser, pois existem empresas suficientes para falsificar as picadas originais.

O uso dessas picadas chinesas falsificadas geralmente torna inutilizável o equipamento de solda, e os ferros de solda Weller são muito caros. Mesmo aqueles que estão envolvidos na soldagem em nível profissional nem sempre se atrevem a comprar esse equipamento.

Figura 13. Plugue do tipo ponta

É até muito conveniente: você leva uma picada ao resistor, as duas extremidades são aquecidas imediatamente e resta apenas remover a peça da placa.

Para tais operações no arsenal de equipamentos de solda, existe uma ferramenta especial - pinça térmica. Você pode aquecer imediatamente a peça e removê-la da placa. Na verdade, esses são dois ferros de solda combinados em um design comum. Esse instrumento é muito caro, mas, como mostra a prática, você pode ficar sem ele.

Figura 14. Tipo de picada “minivolna”

Na superfície de trabalho da picada há um pequeno recesso esférico (mostrado por uma linha pontilhada), onde a solda derretida é coletada. Em seguida, é realizada uma picada nas conclusões de um microcircuito plano, naturalmente instalado na placa, e o suprimento de solda flui para as conclusões e faixas da placa.

É muito conveniente, você não precisa cutucar separadamente cada saída do microcircuito, tudo acontece como se por si só. Essa tecnologia aumenta a produtividade da solda manual em pelo menos dez vezes e também melhora a qualidade.

Parece que tal ferrão pode ser feito elementarmente de cobre comum: não há nada a fazer senão perfurar um pequeno orifício não muito profundo no lugar certo. Mas apenas esses tamanhos pequenos levarão ao fato de que uma picada queimará rapidamente, não haverá vestígios de um pequeno buraco. Mas se houver a necessidade de soldar um ou dois microcircuitos, essa picada é bastante adequada.

O "micro-ondas" proprietário (como opção "micro-ondas") é feito com um revestimento cromado que não queima, e a ponta da picada é estanhada quimicamente. A molhabilidade de uma picada é magnífica, talvez a condição mais importante para solda de alta qualidade.

A tecnologia de instalação e desmontagem de microcircuitos em caixas planares é descrita em detalhes suficientes no artigo de V. Barinov “Instalação e desmontagem de microcircuitos em caixas pequenas com cabos planares”. O artigo foi publicado na revista Radio 1, 2010, p. 25.

Ferro de solda por indução

Todos os ferros de solda discutidos acima usam aquecedores de vários tipos, cujo calor é transferido para a ponta do ferro de solda e é necessário um circuito eletrônico para estabilizar a temperatura. Os ferros de solda por indução são dispostos de uma maneira completamente diferente, na qual o ferrão é aquecido por correntes de alta frequência e serve como elemento de aquecimento. E não é necessário aquecedor de cerâmica ou nicrromo. Um diagrama esquemático de um ferro de solda por indução é mostrado na Figura 15.

Figura 15. Dispositivo de ferro de solda por indução

A haste de solda é feita de cobre e sua parte traseira é coberta com uma liga ferromagnética de ferro e níquel. Nesta parte da ponta existe um indutor, alimentado por uma tensão com uma frequência de 470KHz. As oscilações de alta frequência induzem correntes superficiais no núcleo que aquecem o revestimento de ferro-níquel, que possui propriedades magnéticas e uma resistência elétrica suficientemente grande em comparação ao cobre. A combinação dessas propriedades leva ao aquecimento do revestimento ferromagnético.

O calor da camada aquecida aquece todo o núcleo, entra no interior, resfria a camada ferromagnética, porque dentro do núcleo há cobre! O revestimento é aquecido até que a temperatura de todo o núcleo atinja o ponto Curie. É a temperatura na qual o revestimento ferromagnético perde suas propriedades magnéticas. Para simplificar, um prego de ferro comum, a uma temperatura apropriada, não será mais atraído por um ímã permanente comum.

Com a perda das propriedades magnéticas, o efeito da superfície deixa de atuar e as correntes de alta frequência entram no núcleo de cobre, onde não causam aquecimento. Como o cobre não responde aos campos magnéticos, a absorção de energia do campo magnético cessa e o aquecimento do núcleo também pára, uma vez que a temperatura da ponta atinge o ponto Curie.

Durante o processo de solda, a ponta libera o calor armazenado para derreter a solda e aquecer as peças soldadas. A temperatura da ponta cai abaixo do ponto Curie, as propriedades magnéticas do revestimento são restauradas e o aquecimento é iniciado.Além disso, quanto mais maciças as peças soldadas, mais rápido o núcleo tende a esfriar, mais distante do ponto Curie, maior a influência das correntes superficiais.

Em outras palavras, a potência de aquecimento, sua velocidade, se adapta às condições de solda: quanto mais intensamente o calor armazenado pela picada é absorvido, mais intenso a picada é aquecida. Não é de admirar que esta tecnologia de aquecimento se chame Smart Heat, que pode ser traduzida como "smart heat". O desenvolvimento de um ferro de solda por indução, bem como a própria tecnologia Smart Heat, pertence à empresa americana Metcal.

A beleza dessa tecnologia é que ela não requer circuitos eletrônicos complexos para manter a temperatura, porque não é segredo que as estações de solda mais avançadas são controladas por microcontroladores e possuem circuitos bastante complexos. E então tudo acontece devido à própria picada de solda! É o suficiente para alimentá-lo com tensão de alta frequência.

E aqui pode surgir uma pergunta: as soldas podem ser usadas de forma diferente, cada uma com seu próprio ponto de fusão. Como alterar a temperatura de aquecimento da ponta de um tipo específico de solda?

Acontece que tudo é simples. O ferro de solda está equipado com várias pontas dos cartuchos, cada uma em sua própria temperatura, que depende da composição química do revestimento ferromagnético. Simplesmente pegue outro cartucho e use o conector para inseri-lo na alça do ferro de soldar.

Os cartuchos das séries 500, 600 e 700 são usados ​​principalmente.Esses números indicam a temperatura de aquecimento na escala de Fahrenheit. Cada série possui um conjunto de pontas de várias formas, adequadas para todos os trabalhos de solda. Mas com o ponto Curie, os ferros de solda não são apenas indução.

Cerca de quinze anos atrás, ferros de solda com um controlador mecânico de temperatura já foram produzidos. Eles possuem o aquecedor de níquel mais comum, mas na extremidade traseira da haste de solda há um pequeno comprimido ferromagnético, para o qual é atraído um ímã que controla a operação do microinterruptor. Assim que a ponta é aquecida até a temperatura operacional, até o ponto Curie, um clique é ouvido dentro do ferro de solda e o aquecedor desliga. Com alguma diminuição de temperatura, o contato clica novamente, a picada começa a esquentar.

Para alterar a temperatura do aquecimento, estão incluídas no kit do ferro de solda algumas dicas com diferentes pontos de Curie.

Outros projetos de ferro de solda

A história sobre ferros de solda será um pouco incompleta, se você não mencionar outros tipos, pode-se dizer, tipos exóticos. Antes de tudo, são ferros de solda autônomos que não requerem conexão à eletricidade. Alguns deles ainda consomem eletricidade da bateria ou mesmo baterias embutidas na caneta.

Outros ferros de solda a gás funcionam como uma tocha de gás comum, apenas aquecem a ponta do ferro de solda. Se a picada é removida, ocorre apenas um queimador de gás.

Pelas suas propriedades de "solda", os ferros a gás mal alcançam os melhores ferros de solda elétricos. Isso é indicado por todos que já usaram esse milagre da tecnologia.

A única vantagem do gás e de outros ferros de solda autônomos é a independência da fiação elétrica: você pode soldar algo mesmo em um campo limpo. Mas, graças a Deus, esses exercícios nem sempre são feitos. Portanto, é melhor usar um ferro de solda elétrico.

Boris Aladyshkin

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