Что такое паяльная станция

Когда возможностей обычного паяльника становится недостаточно, имеет смысл задуматься об использовании специальной паяльной станции (ПС). Провести качественный монтаж на печатную плату некоторых элементов без специального оборудования бывает либо очень сложно либо и вовсе невозможно. Современные печатные платы, собираются на автоматизированных линиях при помощи специальных ПС. Логично, что для ремонта необходимо использовать подобные устройства. Тем более, что при нагревании обычным паяльником (пусть и с тончайшим жалом), велик риск перегреть сам элемент или текстолитовую основу, на которой он смонтирован.

Для чего и кому нужна паяльная станция.

Паяльная станция – это комплекс специализированных инструментов для выполнения операций одиночной и групповой пайки. И нужна она, прежде всего, тем, кому возможностей обычного паяльника уже мало.

Паяльная станция является более сложным устройством, чем простой паяльник. Соответственно, имеет перед ним ряд преимуществ:

• температура нагревательного элемента стабильна, электронный блок управления поддерживает заданный режим неограниченное время;
• наличие гальванической развязки от сети, что критично при пайке элементов запитанной схемы;
• необгораемое жало — если обращаться аккуратно, может прослужить очень долго.

В минимальный состав ПС входят следующие узлы?

• Паяльник со сменным жалом
• Блок регулировки
• Подставка
• Термофен
• Оловоотсос
• Очиститель жала

Основное преимущество паяльной станции перед паяльником заключается в наличии электронного блока управления режимами работы.

Электронный блок управления обеспечивает:

• Плавная и точная регулировка температуры
• Поддержание температуры в заданном диапазоне
• Защита от перегрузок в сети

Таким образом, паяльная станция обеспечивает пайку там, где критически важно исключить воздействие высоких температур на монтажные элементы и текстолитовую основу, сохраняя при этом высокую прочность и долговечность соединений.

Назначение отдельных модулей

Основным рабочим модулем паяльной станции является устройство питания с электронным или аналоговым блоком управления на основе автотрансформатора. Оно позволяет регулировать амплитуду подаваемого на нагревательный элемент напряжения и поддерживать температуру в заданном диапазоне. Паяльная станция может работать от напряжения 12В и 24В.

Следующие два устройства: паяльник и термофен. Оба предназначены для пайки элементов и различаются областью применения. Паяльник используется для пайки элементов с боковым расположением контактов, а фен для монтажа элементов с контактами под корпусом.

Подставка предназначена для безопасной фиксации паяльника и термофена в перерывах между выполнением пайки. Данное приспособление не является строго обязательным и входит в комплект поставки не всех ПС, но приобрести его крайне желательно. Безопасность и удобство работы при использовании подставки возрастает в разы.

Вакуумный оловоотсос. Необходим для очистки места пайки от остатков олова или припоя. Так же как и подставка, является опциональным элементом. Не влияет напрямую на процесс пайки, однако к приобретению крайне желателен, так как минимизирует следы ремонта и незаводского монтажа. Особенно актуально для неопытных радиомонтажников.

Очиститель жала. Наличие и применение обязательно! Дешевая ветошь из термостойкого материала для очистки паяльного жала от загрязнений и нагара. Вещь совсем уж дешевая, но экономить на жалах для паяльника поможет. Главное – не лениться и периодически их чистить.

Какие паяльные станции бывают

Строго классифицировать паяльные станции трудно из-за большого количества различных модификаций и способов применеия. Различные модели ПС отличаются друг от друга следующими параметрами:

• По количеству одновременно подключаемых к рабочей станции паяльников. Одно- и двухканальные соответственно. Чаще всего, второй канал служит для подключения дополнительного, демонтажного, паяльника.
• По типу управления рабочими режимами. Существуют цифровые и аналоговые модули управления. Цифровые более удобны в использовании и более точные.
• По типу нагревательного элемента. Жало с нихромовым нагревателем, керамическим нагревателем и индукционным нагревателем.
• По способу пайки. Различают контактные, бесконтактные и комбинированные станции.

У контактных ПС нагревательным элементом является жало. Бесконтактные могут нагревать элемент потоком горячего воздуха или инфракарасным излучением. Комбинированные сочетают в себе оба предыдущих вида.

Нужна ли калибровка паяльной станции?

Оговоримся сразу – в исправно работающей паяльной станции калибровка не требуется. Стабильность и точность поддержания режимов работы обеспечивается технологией изготовления самой станции на всем протяжении срока ее службы.

Если же оказывается, что ПС работает некорректно (частые явления – это слишком высокая или низкая температура нагревательного элемента, не соответствующая показаниям шкалы блока управления), то вероятнее всего, неисправен один из блоков. В данной ситуации никакая калибровка не принесет результата.

Немного по-другому дело обстоит с дешевыми китайскими паяльными станциями, которые в изобилии присутствуют на рынке. Низкое качество сборки многих моделей приводит к тому, что показания индикаторов температуры на блоке управления сильно отличаются от реальной температуры нагревательного элемента.

В этом случае, полезно провести небольшие измерения, чтобы определить: на какую величину «врет» шкала настройки.

Для измерения понадобится мультиметр с выносным термодатчиком и отвертка с тонким жалом. Следует включить паяльную станцию и дождаться ее прогрева до рабочей температуры. Далее, поднеся датчик вплотную к нагревательному элементу, необходимо сравнить показания на мультиметре с температурой, выставленной на шкале блока управления. В дальнейшем, при работе с паяльной станцией необходимо учитывать эту разницу и выставлять температуру пайки с поправкой на нее.

Ответим на вопрос — что выбрать паяльник или паяльную станцию ?

Смотрите также обзоры и статьи:

Непростой вопрос что выбрать паяльник или паяльную станцию

Ох уж эти муки выбора ! Оказываются их испытывают даже радиолюбители, поскольку настоящие профи уже давно ответили себе на вопрос, вынесенный в заголовок. По-другому и быть не может, их компетентность прокачана настолько, что они на 100% знают, для каких задач предназначен тот или иной паяльник или паяльная станция. Конечно сфера их применения частично пересекается, но все же… Разберем особенности, отличия и преимущества разновидностей каждого из видов.

Для начала нужно выяснить, какие же типы этих приборов существуют, и зачем они нужны.

Паяльники

В наше время распространены не только простые электрические паяльники, привычные многим радиолюбителям, но и так называемые импульсные, газовые и так далее. Существует множество видов и моделей, которые выпускаются различными производителями.

Давайте рассмотрим их устройство:

• В основе обычного паяльника находится специальный нагревательный элемент, подогревающий жало, и на тэн поступает переменное сетевое напряжение непосредственно из бытовой электросети. Когда он включен, нагреватель методом теплопроводности отдает тепло жалу. При этом некоторые  могут работать от аккумуляторов, батареек или автомобильного прикуривателя, что делает их еще удобнее.
• Некоторые радиолюбители предпочитают использовать импульсные паяльники. Основа их устройства — специальный трансформатор. Ну а уже к нему присоединяется  жало. У таких разновидностей есть специальная кнопка, для активации, а также подсветка рабочей зоны. При нажатии кнопки начинает подаваться напряжение на жало, благодаря чему оно довольно быстро разогревается — буквально за 7-10 секунд. Отпустив кнопку, жало также быстро остынет (ну, не с такой скоростью как нагреется, но все равно быстрее).
• Существуют портативные газовые паяльники, которые работают на сжиженном газе. По сути это специальные горелки, со специальными креплениями для жала. Закачиваете газ в баллон, поджигаете и паяете! Существуют газовые горелки с ручным или пьезоподжигом. Ими можно не только паять, но и резать металл, плавить его или сваривать. В общем, это уже универсальная штука. Тем и хороша. Для аварийного ремонта, когда нет поблизости розетки 220 В, придется в самый раз.

Паяльные станции

Существует множество различных видов этих устройств, и каждый имеет свои определенные конструктивные особенности. Но все они имеют кое-что общее, а именно, блок управления. Собственно этот модель и является основой, так как с его помощью осуществляется контроль нагрева, индикация, питание. В основном, различия в  комбинациях:

1. Контактные станции по сути состоят из одного блока управления. Самые простые имеют только кнопку включения, а также аналоговый регулятор температуры. Некоторые радиолюбители не считают такую паяльную станцию полноценной и называют просто регуляторами температуры. Более дорогие станции имеют цифровую индикацию, а также специальный процессор для управления, который онлайн отслеживает изменение температурных режимов.
2. Укомплектовываются специальным феном с насадками термовоздушные паяльные станции, которые разогревают потоком горячего воздуха, бесконтактно, а не прикосновением.
3. Комбинированные станции может иметь дополнительно термофен — обычно их предпочитают выбрать опытные радиолюбители или же мастера сервисных центров, ведь зачем будут занимать место 2 единицы оборудования.
4. Инфракрасные станции осуществляют нагрев с помощью специального, подогревающего излучателя. Обычно такие приборы стоят очень дорого и применяются для ремонта различных сложных радиоэлектронных устройств. Блоки управления у них гораздо сложнее, чем у предыдущих, так как зачастую эти устройства являются полуавтоматическими.

Теперь давайте рассмотрим преимущества, а также области их применения, ведь именно для этого мы здесь и собрались!

Преимущества паяльников

​

Недостатки паяльников:

Преимущества паяльных станций

Недостатки паяльных станций

Сделаем вывод

Так что выбрать? Нет, мы не будем вам советовать конкретную модель или тип. Каждый вид из данного паяльного оборудования имеет свое назначение и относится в определенной ценовой категории. Зато вы знаете, чем они отличаются друг от друга, какие имеют преимущества и недостатки, что позволит сделать правильный выбор самостоятельно. Ну а если нужна помощь в выборе или консультация — обращайтесь в интернет-магазин Electronoff, а мы вам поможем.

Паяльная станция – энциклопедия VashTehnik.ru

Паяльная станция – это приспособление, упрощающее процесс проведения пайки. А направление движения целиком определяется условиями. Чем точнее выдерживаются условия пайки, тем качественнее получается шов, но потребуется дополнительное оборудование.

Из истории пайки и металлургии

Известны сведения, что пайка применялась в Месопотамии уже 5000 лет назад. Избранные шумерские мечи за 3000 лет до Рождества Христова собирались указанным методом. Неправильный процесс пайки приводит к печальным последствиям. Экспедиция Скотта к Южному полюсу погибла из-за того, что ёмкости, паяные оловом, растеряли запас горючего. Небольшие знания в области металлургии сумели бы коренным образом изменить ход истории. Ведь Скотт достиг полюса первым и уже возвращался назад… Поэтому важен научный подход.

В США зарегистрировано общество сварщиков. Это официальная организация, которая занимается специфическими вопросами соединения металлов. Любой желающий вправе проверить на aws.org. Американское общество сварщиков стало некоммерческой организацией, основанной в 1919 году с целью изучения и описания процессов сварки и пайки. Издания упомянутого социума полны наукоёмких определений.

Логотип Американского общества сварщиков

AWS охватывает свыше 73.000 человек и состоит из 22 отделов, делящихся на 250 секций, раскиданных по миру. Благодаря этой организации, знания, касающиеся сварки и пайки, постоянно систематизируются и поддерживаются в свежести. Первые трудности американское государство стало испытывать в период I мировой войны, когда скорость создания боевой техники сильно пострадала из-за отсутствия стандартов. Президент Вудроу Вилсон обратился за помощью к профессору Комфорту Адамсу для создания специального комитета, способного заняться вопросом.

28 марта 1919 года родилось AWS. Уже за первый год существования организация выросла до 217 участников, обзавелась собственными публикациями и штаб-квартирой. В первые годы общество жило за счёт сборов в пользу собственного журнала. Сегодня общество занимается обучением профессионалов мира, продолжает научные публикации, ведёт аккредитацию специалистов.

Процесс пайки: припой, флюс, технологические режимы

Не каждый сразу понимает, зачем нужна паяльная станция. Для большинства это просто удобная подставка. Мы утверждаем, что технологический режим часто определяет успех или неудачу мероприятия. Пайкой принято называть процесс соединения двух металлов при помощи припоев без плавления. В процессе активно участвует флюс, в задачи которого входит удаление оксидной плёнки, улучшение свойств смачиваемости и прочие. К припою предъявляется ряд условий:

1. От припоя зависит прочность будущего соединения.
2. Сплав, использующийся в этом качестве, обязан хорошо смачивать соединяемый металл.
3. В местах контакта неизбежно образуется диффузия, процесс не должен снижать прочности.

Если говорить подробно, характеристики припоя удобно отображать в виде температурных диаграмм, наподобие тех, что иллюстрируют состояния стали. Оказывается, у смеси двух металлов вне зависимости от процентного состава композиции одинаковая точка отвердевания. Но окончательное плавление происходит при разной температуре. К примеру, при смешивании серебра и меди образуется сплав с соотношением компонентов 72:28, причём точка плавления (ликвидус) максимально приближена к кристаллизации (солидус). Этим обеспечивается гомогенность припоя при работе. В противном случае подвижные его фракции при относительно низких температурах отделяются.

Процесс пайки

Все это приводит к возникновению неоднородности, что затрудняет процесс пайки. Припой, для которого ликвидус и солидус различаются слишком сильно, рекомендуется заранее прогревать чуть сильнее необходимого уровня. Много трудностей ждёт человека, неправильно выдерживающего технологию. Список явлений, влияющих на процесс пайки и снижающих качество:

• Водородная хрупкость присуща сталям, меди и серебру. Суть явления – окислы металлов восстанавливаются атомами водорода, легко проникающими в кристаллическую решётку. Получившаяся вода внутри создаёт гигантское давление, разрушающее металлы в области шва. Сложнее прочего приходится с медью, а сталь можно на время предварительно выдержать при температуре до 100 градусов Цельсия, чтобы избавиться от водорода.
• В сталях (и прочих сплавах), содержащих хром, при пайке идёт активное образование карбида металла. В результате коррозийная стойкость шва резко снижается. Карбид обнаруживает тенденцию откладываться в некоторых частях кристаллической решётки. Процесс возможно выправить нагревом до 1000 – 1130 градусов, что заставит соединение вновь раствориться, но для большинства паяных швов подобный подход недопустим. Вместо этого применяется нагрев лишь до 870 градусов с последующим охлаждением в печи до 540 градусов.
• В ходе термических нагрузок при пайке часто замечается растрескивание металла. Чтобы избежать этого, вместо закалки часто применяют отжиг. Стараются сборные соединения выполнить без механического напряжения в точках шва. Нагрев производится постепенно. Обратная сторона монеты – массивные детали доводят до кондиции по возможности быстро. В этом случае нагрев при пайке не успевает захватить весь объем, что значительно снижает напряжение. Ключом становится правильная технология. Играет роль правильный выбор припоя.

  Сплав для работы

• Никель при нагреве в присутствии серы растрескивается. Это вызвано образованием легкоплавких сульфидов, откладывающихся по границам зёрен кристаллической решётки. Такой металл восстановлению не подлежит. Задача решается добавлением в сплав хрома и тщательной очистки среды от любых примесей веществ с серой в составе (нефть, краска, смазка и пр.). По схожей причине для пайки железа и никеля не используются соединения с фосфорным компонентом.

Задача паяльной станции

Важно правильным образом выдержать режим. Особенно сказанное касается температуры. Если брать микросхемы BGA (поверхностный массив шариков), паяльник в этом случае бессилен. Вместо этого подложка предварительно прогревается феном до нужной температуры, потом чип ставится на место. Технология основана на том, что нижняя контактная часть поверх многочисленных ножек содержит небольшие шарики припоя. Они формируются из специальных заготовок с использованием металлических шаблонов.

Для поддержания нужной температуры используется паяльная станция. Важно поверхность после процедуры спиртом очистить от флюса. Чтобы в дальнейшем избежать коррозии. Потому нередко паяльные станции содержат наряду с традиционным жалом подобие строительного фена. Причём устройство регулируется для подстройки температуры.

Обычно используется раскалённый воздух, удаётся найти в продаже модели, работающие за счёт инфракрасного излучения или явления индукции (как новейшие кухонные плиты). Паяльная станция позволяет полностью контролировать процесс. Если это рабочее место для монтажа SMD-чипов, подложка предварительно прогревается до 150 градусов Цельсия, порой бывает и горячее. Так, что компоненты гибридной схемы снимают при помощи пинцета. Температура специально подбирается такой, чтобы ударно действовать на припой, но не вызывать порчу чуткой электронной начинки.

Домашняя станция для пайки

Параметры и особенности паяльных станций

Назначение

Паяльная станция предназначена для разных целей. Для микросхем BGA (ножки скрыты под корпусом чипа) применяется бесконтактный метод (фен), им в некоторых случаях возможно пользоваться и в отношении SMD (боковое расположение ножек). Нужно чётко представлять, что получится в конечном итоге, ведь расходные материалы применяются разные. Для мелких микросхем в комплекте неплохо иметь специальные ухваты (чаще называют вакуумными пинцетами либо присосками), а выравнивание в небольших пределах производится обычными стальными пинцетами.

Иногда указанная оснастка идёт в комплекте паяльной станции, несложно присмотреть в магазине, к примеру, на Алиэкспресс. Если речь идёт о бесконтактной пайке, выглядит разумным отыскать в продаже оборудование со специальным куполом для предварительного подогрева платы. Можно на Ютуб лицезреть видео, где неопытный мастер терпит неудачу в процессе демонтажа SMD чипа по простой причине, что поверхность кристалла велика, а ножки расположены на большом протяжении. Требуется нагреть всю конструкцию до температуры 210 – 350 градусов (в зависимости от марки припоя). Тут же выложен ролик, где другой профи удаляет начинку платы обычным пинцетом, предварительно прогрев все на куполе. Выводы делайте самостоятельно.

Температура

Косвенно максимальная температура воздуха (или жала) зависит от потребляемой мощности. В продаже найдутся паяльные станции, греющиеся до 425 градусов Цельсия. Этого хватит, чтобы работать с легкоплавкими припоями (до 450 градусов Цельсия). Если потребуется применить медно-цинковый сплав, в таких условиях не получится. Зато удастся без труда орудовать оловянно-свинцовыми или серебряными припоями. Если обратить взор на строительный рынок, легко найти фен с температурой струи 800 и даже 900 градусов Цельсия. Это позволит легко растопить медно-цинковый припой, но контроль над процессом нагрева окажется не столь точным.

Настройка температуры для работы

В отдельных условиях это не слишком важно, а иногда – наоборот – критично. Увеличение массовой доли цинка снижает температуру плавления, возрастает и хрупкость. Контроль нагрева выполняется через потенциометрические регуляторы (вращающиеся ручки). На хорошей паяльной станции имеется небольшой дисплей, где температура отображается в цифрах. Это удобно, настроить режим с точностью до долей процента возможно только в этом случае. От мощности зависит косвенно максимальная температура, это влияет и на скорость выхода на режим. Паяльную станцию нельзя назвать главным потребителем. Редко мощность прибора превышает 100 Вт (эквивалентно системному блоку персонального компьютера).

Комплектация

При работе контактным методом потрудитесь приобрести губку для очистки паяльного жала. Это негорючая ветошь полимерного происхождения, помогающая держать инструмент в чистоте. Жало в тяжёлых случаях очищается напильником или надфилем, применяется и флюс, снимающий оксидную плёнку и остатки припоя. Поверхность делается практически зеркальной для пайки микроэлектроники. На Ютуб посоветуют иметь для горячей зачистки контактных площадок платы медной оплётки высокой гибкости, служащей абразивом.

Без элементарного оборудования провести операцию реболлинга не удастся. К общим приспособлениям относят:

1. Флюс для очистки контактных поверхностей.
2. Металлические маски по форме контактных площадок микросхемы.
3. Набор шариков из припоя по размерам отверстий шаблона.

Профессиональные мастера иной раз обходятся без увеличительного стекла, но новичку спаять микросхему со стороной 2 мм сложно в отсутствие специальных приспособлений.

В чем отличие паяльных станций от паяльников? Ликбез для начинающих

Во времена, когда интегральные микросхемы казались редчайшими священными артефактами, а SMD-компонентов не было и в помине, главным и универсальным оборудованием большинства ремонтных бюро была пара-другая обыкновенных паяльников. Никто не сомневался в их универсальности и надежности, они были верными друзьями, готовыми всегда прийти на помощь и не подводящими ни при каких условиях. Но развитие технологий производства, миниатюризация и оптимизация энергоэффективности постепенно делали свое дело. Компоненты становились всё меньше, разглядывать их без увеличительного стекла было всё труднее, и вот, паяльники всё же… начали подводить.

Мало того, что паяльником стало значительно сложнее попасть в нужную точку на плате (а если вдруг придется паять им размеры типа 0603, или — страшно представить — еще меньше, это вообще походит на зверское издевательство, и всемирный заговор начинает казаться не таким уж бредовым), так еще и резкий нагрев мелкие детали переносят значительно хуже. Продержал паяльник на секунду дольше, чем положено – меняй микросхему, а ведь она еще даже залудиться не успела!

Вот такого рода трудности и размышления сподвигли выдающиеся умы собрать огромное разнообразие всяческих паяльных станций на любой вкус. В какой-то момент их стало так много, что процесс выбора подходящей паяльной станции стал угрожающе сложным и непонятным.

Но угрожающая сложность и непонятность нивелируются, если быть подкованным в типах паяльных станций, их характеристиках, особенностях и сферах применения. Итак, чем же отличаются паяльные станции?

Во-первых, все паяльные станции делятся на контактные, термовоздушные и инфракрасные.

Контактная паяльная станция — это, по сути, паяльник с регулировкой температуры. Соответственно, в задачи этой паяльной станции входит весь спектр работ паяльника, но с возможностью выбора подходящего температурного режима для той или иной задачи. В нерегулируемых паяльниках значение температуры может доходить до 500 градусов и выше, при этом мелкие компоненты можно (и нужно) спаивать при относительно небольших температурах, около 250-300 градусов. Контактная станция дает возможность соблюдать такие режимы. Кроме того, контролируемая температура значительно уменьшает износ жала, нагревательного элемента и всей конструкции паяльника, так что он прослужит дольше и качество работ, сделанных с его помощью, будет значительно отличаться в лучшую сторону.

Термовоздушная паяльная станция — это станция, в которую включен термофен. Чаще всего он идет в комплекте с паяльником, но есть и исключения. На это стоит обращать внимание — входит ли в состав станции паяльник.

Термофен делает работу с миниатюрными компонентами еще проще (а в случае самых мелких деталей — это единственный инструмент, с помощью которого их можно отпаять и запаять). Если нужно выпаять, например, микросхему с 40 выводами, термофен справится с этим буквально за минуту.

К термофенам существует большое количество насадок, которые упрощают работу с определенным типом деталей на плате. При частой работе с конкретными однотипными изделиями купить нужную насадку не помешает.

Инфракрасная станция обычно покупается в сервисные центры и другие специализированные предприятия. Ее основной рабочий элемент — инфракрасная лампа, нагревающая определенный участок платы. Действие похожее на термофен, только при этом отсутствует воздушный поток, который может сдуть мелкие детали, и не так сильно нагреваются сами компоненты (припой нагревается намного быстрее) за счет того, что инфракрасные лучи неодинаково воздействуют на разные материалы. Как правило, в комплекте этих станций присутствует еще преднагреватель, подогревающий платы снизу, и знакомый паяльник. А стоит всё это вместе весьма и весьма недешево. И чем больше разных настроек и возможностей программной автоматизации у станции, тем она дороже.

Теперь разберем наши станции по частям. Первый в очереди — паяльник.

Главное, чем они отличаются между собой (кроме мощности) — тип нагревательного элемента. В самых простых паяльниках он нихромовый. Паяльник с нихромовым нагревателем долго нагревается, не очень хорошо держит тепло и не очень экономичен — зато им можно хоть стены долбить.

Паяльники чуть подороже — это так называемые “псевдокерамические”: нихром здесь заключен в керамическую оболочку. Немного более быстрый нагрев и чуть лучшее удержание температуры уравновешиваются присущей керамике хрупкостью — с этими паяльниками нужно обращаться бережно.

В настоящих керамических паяльниках нагреватель выполнен в виде специальных полупроводниковых трубочек, залитых керамическим кожухом. Они могут практически мгновенно набирать температуру, стабильность температуры тоже на высоте.

Экзотика паяльного мира — индукционный нагреватель. Принцип его работы схож с индукционной плитой. Жало помещено внутрь катушки. Большая переменная частота, проходящая через катушку, создает магнитное поле, осуществляющее нагрев наконечника.

Еще одна особенность паяльников — тип используемого жала. Подавляющее большинство паяльных станций работают с жалом типа 900-M (900-M-T). Достоинства этого типа — доступность сменных жал, их дешевизна, легкость в замене. Недостатки — не очень хорошая передача тепла от нагревателя к кончику жала, трудность в контроле температуры и быстром реагировании на ее изменение, так как термопара стоит в нагревателе, с которым у жала вполне может быть существенная разница температур.

Относительно новый, но активно приживающийся на рынке тип — T12. Оригинальная особенность этих жал в том, что нагреватель и термопара в них встроены прямо в жало. Это дает возможность заметно более быстрой реакции на изменения температуры. Минус в том, что встроенный нагревательный элемент заметно повышает на них цену.

А чем отличаются термофены?

Основная разница в их структуре — это компрессорный или турбинный (мембранный) тип нагнетания воздуха.

В первом варианте специальный компрессор находится внутри корпуса паяльной станции. Он прокачивает воздух в фен через воздушный шланг. У этого типа сам термофен меньше в размерах и удобнее, но его производительность тоже страдает, а станция из-за громоздкого компрессора весит значительно больше турбинных моделей.

Второй тип называется так, потому что непосредственно внутри ручки фена вентилятор (турбина) накачивает воздух и прогоняет его через нагревательный элемент. От станции к фену в этом варианте идет только провод управления. Достоинства — меньший размер станции, большая производительность. Недостатки — не такая удобная для удержания форма.

По схеме поддержания температуры станции можно выделить три категории, в порядке увеличения качества: симисторная регулировка, регулировка с помощью ШИМ-контроллера со считыванием ошибок, ПИД-регулировка, самостоятельно предсказывающая изменения температуры.

Первая регулировка не имеет датчиков температуры, её изменение происходит путем уменьшения общей мощности. Очевидный недостаток — если нужна небольшая температура, придётся мириться со значительно более длительным нагревом и уменьшенной нагревательной способности.

Второй тип (ШИМ-регулировка) применяется в большинстве паяльных станций, представленных на рынке. Контроллер следит за изменением температуры, и если она меньше заданной — включает нагреватель на полную мощность, пока он не нагреется до нужного значения.

Последний тип можно встретить в станциях более высокой ценовой категории. ПИД-регулирование следит не только за температурой, но и за скоростью её изменения — это позволяет подавать на выход такую мощность, чтобы температура оставалась на одном уровне даже с учётом быстрого охлаждения жала.

Помимо вышеперечисленного, существуют еще станции с дополнительными примочками: дымопоглотителями, встроенными лабораторными блоками питания и другими приспособлениями. Специфические особенности лучше выбирать специально под свои задачи.

Зная, чем одна паяльная станция принципиально отличается от другой, выбрать значительно легче, не правда ли?

Что лучше: паяльник или паяльная станция?

Для монтажа на печатную плату радиоэлектронных компонентов, а также для их соединения между собой пока не придумали ничего лучше, чем пайка. Использование специального инструмента дает возможность разогреть место контакта, после чего оно заливается припоем. Чтобы расплавленный свинец или олово лучше растекалось, применяются также флюсы – канифоль или другие вещества, изготовленные на ее основе.

Читайте также: Как выбрать паяльник для полипропиленовых труб

Сам процесс пайки осуществляется с помощью специального прибора – паяльника. Но в последние годы все чаще применяется альтернативное оборудование – специальные станции, которые оснащены не только нагревательным элементом, но и электронным блоком управления, а также другими опциями, значительно облегчающими работу.

Что лучше – паяльник или многофункциональная паяльная станция? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно рассмотреть преимущества и недостатки каждого инструмента.

Разновидности паяльников и паяльных станций

В отличие от станций, паяльники имеют весьма простую конструкцию. Она состоит из жала, в котором размещается нагревательный элемент, и корпуса, выполненного из пластика или дерева. Более дорогие модели оснащаются еще и терморегулятором, позволяющим настраивать мощность устройства.

Все такие инструменты делятся на несколько видов:

1. Электрический паяльник, который работает от сети или аккумуляторной батареи. Это самая популярная разновидность инструмента – относительно недорогая и практичная.
2. Газовые устройства, которые по своей сути являются компактными горелками. Они позволяют соединять между собой металлические детали, используются в основном для промышленных целей. Благодаря применению газового топлива можно работать с прибором в полевых условиях. Однако даже в таком случае нужно соблюдать правила техники без опасности, чтобы исключить возгорание предметов и объектов, расположенных в непосредственной близости от вас.
3. Импульсный паяльник. В конструкции этого прибора используется трансформатор, к которому присоединяется жало. Активируется устройство нажатием на кнопку. Как только вы ее отпускаете, нагрев прекращается. Кроме того, может использоваться уже упомянутый регулятор мощности, подсветка рабочей зоны и иные опции.

Как видите, принцип работы паяльников одинаков – жало разогревается и расплавляет припой, после чего можно осуществлять соединение деталей.

Паяльные станции также делятся на несколько видов:

• Контактные устройства – это все те же электрические паяльники, подключаемые к сети с напряжением 220 вольт и оснащенные терморегулятором. Их конструкция проста, поэтому можно приобрести такой инструмент по вполне доступной цене.
• Инфракрасные станции. Дорогие инструменты, которые чаще всего применяются для ремонта очень сложной электроники, требующий высокой точности. Нагрев осуществляется с помощью специального ИК-излучателя.
• Термовоздушные устройства. Они воздействуют на соединяемые детали струей горячего воздуха, подаваемой под большим давлением. Могут оснащаться феном для демонтажа печатных плат.

Сравниваем паяльники и паяльные станции

Чем отличаются паяльники от паяльных станций? Ниже мы перечислим основные отличия между этими инструментами для пайки:

• Многофункциональные станции обычно легко разбираются. Это позволяет не задумываться о том, как залудить жало, а просто заменить его, если возникнет такая необходимость. Кроме того, можно установить новый нагревательный элемент или другие детали.
• Наличие термофена в паяльной станции дает возможность работать с SMD-компонентами, равномерно прогревать место соединения. Паяльник с такой задачей вряд ли справится.
• Инфракрасная станция даст фору любому паяльнику, так как она позволяет полностью держать под контролем весь процесс пайки.
• Работа с паяльником значительно проще, чем с многофункциональной станцией. Кроме того, этот инструмент обходится дешевле, что позволяет приобрести его для каких-то мелких работ в быту.
• Для работы с паяльной станцией не нужно использовать флюс. Обычно он уже имеется внутри специально предназначенного припоя.

Главный минус недорогого паяльника – это отсутствие возможности регулировать температуру. Из-за этого устройство быстро перегревается и может выйти из строя. Кроме того, постоянная работа на максимальной мощности приводит к повышенному расходу электрической энергии. Впрочем, регулятор всегда можно сделать самостоятельно чуть ли не из подручных средств.

На первый взгляд, паяльные станции все же выигрывают у паяльников и по функциональности, и по удобству работы. Но мы рекомендуем ориентироваться на свои потребности в процессе покупки инструмента. Если вы не намереваетесь ремонтировать сложную электронику, если прибор нужен лишь для простого соединения двух проводов, не нужно переплачивать за все те функции, которые способна выполнять паяльная станция. Если же требуется устройство для профессиональной деятельности, лучше выбирать инфракрасные или термовоздушные агрегаты.

Паяльник или паяльная станция – сложности выбора

Автор: Московкина Елизавета, специалист отдела технологического оборудования ООО «ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ и ТЕХНОЛОГИИ», [email protected]

При сборке, тестировании ремонте радиоэлектронного оборудования не обойтись без паяльных работ. На данный момент пайка – это самый распространенный способ соединения электронных компонентов с печатной платой. Для пайки металлические выводы компонентов и металлические проводники печатных плат приводятся в соприкосновение друг с другом, нагреваются паяльником и заливаются припоем. Для растекания расплавленного припоя применяются флюсы – чаще всего канифоль или вещества на ее основе. Эти вещества способствуют повышению текучести расплавленного припоя.

Самым простым инструментом пайки до сих пор остается электрический паяльник. Устройство обычного паяльника очень просто – жало с нагревателем внутри или снаружи, ручка и провод от нагревателя, проходящий через ручку и оканчивающийся вилкой. Паяльники отличаются несколькими характеристиками:

—  Размером жала;

—  Мощностью, потребляемой от электрической сети;

—  Типом жала (прямое, изогнутое, круглое, овальное и т.д.) и его размером;

—  Напряжением питания;

—  Дополнительными приспособлениями, например, наличием оловоотсоса и термопинцета.

Мощность паяльника имеет одно из решающих значений при пайке, поскольку она задает температуру припоя. Если она недостаточна, то припой плохо плавится, и пайка получается рыхлой и некачественной. Оптимальной температурой при пайке свинец-содержащими припоями считается температура 180 – 230^°C. Температура плавления большинства бессвинцовых припоев лежит в интервале 200 – 250^°C.

В частности недостатком обычного паяльника является слишком большое (до 5-10 минут) время нагрева до температуры, достаточной для надежного расплавления припоя и осуществления пайки. Кроме того, температура жала снижается при попытке прогреть паяльником место пайки.

Более распространены специальные паяльные станции, состоящие из паяльника, подставки под него и блока питания паяльника с устройством стабилизации температуры. Таких станций выпускается достаточно много в разных ценовых диапазонах.

Плюсы паяльных станций по сравнению с обычными паяльниками:

—  Лучшая стабильность температуры жала паяльника;

—  Более быстрый нагрев до заданной температуры;

—  Улучшение динамики пайки;

—  Предотвращение остывания жала паяльника в момент контакта с объектами пайки;

—  Применение мер против статического электричества;

—  Применение множества насадок для операций демонтажа деталей и интегральных микросхем с многими выводами.

Рассмотрим виды паяльных станций по принципу взаимодействия:

—  Контактные:

• Для свинцовой пайки;
• Для бессвинцовой пайки;

—  Бесконтактные:

• Термовоздушные;
• инфракрасные.

Контактные паяльные станции являются простейшими и распространенными. В принципе, обыкновенный паяльник можно переделать в такую станцию, оснастив его термопарой возле жала паяльника, регулятором температуры с обратной связью для поддержания постоянного условия пайки с помощью регулятора мощности, механизмом простой смены жала паяльника и удобной подставкой. Наличие регулировки температуры при контактной пайке исключает перегрев полупроводниковых компонентов и последующий выход их из строя, что является неоспоримым плюсом паяльных станций в целом. Большая часть обыкновенных паяльников разогревают жало до температуры 400^°С. Наличие регулятора напряжения в контактной (и не только) паяльной станции обеспечивает плавную регулировку рабочих температур. 250 – 350^°С – это вполне комфортный и оптимальный режим для процесса пайки.

По применяемой технологии контактные паяльные станции можно разделить на станции для свинцовой и бессвинцовой пайки.

Станции для свинцовой пайки отличаются от бытового паяльника тем, что имеют модуль регулировки температуры нагрева жала.

Для бессвинцовой пайки применяются как классические, в которых нагревание наконечника происходит за счет электрического тока, так и более технологичные индукционные станции.

В основе принципа работы индукционных паяльных станций лежит свойство проводника (в роли которого выступает жало паяльника) быстро разогреваться в переменном магнитном поле. Жало, или наконечник выполняется из меди, причем в области хвостовика нанесено ферромагнитное покрытие. Последнее играет роль намагничивающегося сердечника катушки, которая и является источником достаточно сильного переменного магнитного поля.

За счёт поверхностных токов происходит быстрый разогрев наконечника, однако при достижении точки Кюри ферромагнетик теряет свои магнитные свойства, что приводит к скачкообразному уменьшению нагрева, и температура жала стабилизируется. Если таким наконечником коснуться детали, магнитные свойства мгновенно восстанавливаются, и наконечник снова начинает нагреваться, стремясь удержать температуру в районе точки Кюри. При этом, чем больше энергии отнимается у жала, тем сильнее будет происходить нагрев. Следовательно, происходит автоматический подбор мощности для каждой спаиваемой точки, в зависимости от её теплоемкости и массивности (рис. 2). Так как контроль нагрева происходит по точке Кюри, то каждый используемый наконечник представляет собой саморегулирующийся нагреватель, способный к поддержанию определённой температуры в соответствии со свойствами использованных при его изготовлении металлов.

Рис. 2. Устройство индукционного паяльника

Это означает, что никаких дополнительных калибровок или настоек не требуется, причём в течение всего срока эксплуатации.

Далеко не со всеми задачами можно справиться  контактным методом пайки. Так сейчас распространенный SMT-монтаж подразумевает использование миниатюрных SMD-компонентов и безвыводных BGA-микросхем  с расположением контактных площадок под подложкой или под корпусом.  А справиться с такими элементами с помощью паяльника не только сложно, но и, в большинстве случаев, просто нереально. Для такого рода работ применяются бесконтактные паяльные станции, и среди них наибольшее распространение получили термовоздушные.

Принцип работы термовоздушных паяльных станций достаточно прост: компрессор или турбина создают воздушный поток, который, проходя через спираль нагревательного элемента, набирает соответствующую температуру. Струю воздуха на выходе фена подают в зону пайки.  При этом возможна не только регулировка температуры воздуха на выходе сопла, но и настройка оптимальной скорости воздушного потока путем изменения работы вентилятора (компрессора). Термовоздушные бесконтактные паяльные станции используют при ремонте мобильных телефонов, планшетов, материнских плат. Профиль их работы достаточно широк, однако, качественный процесс замены BGA чипов, из-за маленькой площади охвата, без применения нижнего подогрева и инфракрасных нагревателей невозможен.

Существуют также паяльные станции комбинированного типа, которые сочетают в себе инструменты для пайки и ремонта. Примером может служить распространенная модель Lukey 702. Станция представляет собой недорогое сочетание паяльника и термофена.

Бесконтактные паяльные станции с применением инфракрасного нагревателя относят к разряду профессиональной сервисной техники. Как правило, это дорогостоящее оборудование, оснащенное нижним подогревом для уменьшения влияния деформационных термических процессов платы и верхнего инфракрасного нагревателя, способного передавать тепло на большую площадь. В свою очередь, инфракрасный спектр волны способен точечно фокусироваться на определенном чипе, тем самым не подвергая воздействию нагрева окружающие объекты. Длина волны воздействует на кристаллическую решетку припоя, при этом, не разрушая полупроводник. Такие инфракрасные паяльные станции используют профессиональные ремонтные мастерские, поскольку они очень дороги, но качество пайки и очень широкие возможности позволяют производить высококвалифицированный ремонт современного оборудования.

Уже зарекомендовавший себя на рынке расходных паяльных материалов производитель Stannol (Германия) выпустил серию индукционных станций, удовлетворяющую всем категориям потребителей. Серия Industa состоит из этих трех паяльных станций:

• INDUSTA 550 (55W — для универсального применения )

• INDUSTA HF5100 (100W — для профессионального использования )

• INDUSTA HF5150 (150W — для профессионального использования )

Аналоговая паяльная станция Industa 550 характеризуется простотой в эксплуатации. Эргономичный дизайн, алюминиевый корпус (рис. 3). Температура легко устанавливается с помощью потенциометра. Встроенный датчик температуры и керамический нагревательный элемент обеспечивают стабильную температуру, быстрое восстановление тепла и предотвращают перегрев деталей, подлежащих пайке. Показатели температуры отображаются на большом светодиодном дисплее. Тороидальный трансформатор обеспечивает питание 55Вт, что позволяет использовать бессвинцовый припой. Возможна пайка чувствительных электронных компонентов.
	Рис. 3. Аналоговая паяльная станция Stannol Industa 550
Industa HF-5100 / HF-5150 — паяльные станции для профессионального использования (Рис. 4). Эти станции оснащены дополнительными функциями, необходимыми в профессиональной среде, например в производстве электроники. К ним относятся автоматические функции режима ожидания/ выключения, защита паролем от несанкционированных изменений настроек и возможностью калибровки инструментов. Также доступно выравнивание потенциалов для защиты чувствительных компонентов. Мощность 100Вт и 150Вт обеспечивают достаточный запас мощности для быстрой и надежной работы с бессвинцовыми припоями. Высокочастотный контроль с датчиком температуры вблизи наконечника позволяет чрезвычайно быстро переходить в режим холостого хода или повторного нагрева.
	Рис. 4.  Stannol Industa HF 5100/5150Индукционные паяльные станции

При частой необходимости проведения паяльных работ необходимо приобретать либо набор паяльников различной мощности, либо — современную паяльную станцию, имеющую регуляторы температур, автоподдержание заданной температуры и удобную подставку под паяльник.. Качественная паяльная станция в силу понятных причин потребует определенного материального  вложения, но покупка набора различных паяльников, влекущая за собой приобретение насадок, отдельных видов припоя, требующая умения обращаться с оборудованием разного уровня, вряд ли будет  выгодным занятием. 

Разберем что такое паяльная станция ? Для чего нужна ?

Смотрите также обзоры и статьи:

Сегодня мы говорим о продвинутых инструментах, но прежде несколько слов, объективно, не предвзято, о том, почему появилось на рынке такое оборудование, и чем не всегда практичны сетевые устройства, подключающиеся напрямую в розетку 220В. Немного коснемся термовоздушных, инфракрасных моделей и как их функционал влияет на цену.

Такие устройства, по-прежнему являются самыми распространенными инструментами для создания неразъемного соединения, как выводов радиодеталей на печатной плате, так и проводов в электротехнических работах, и даже при пайке ведер, кастрюль и радиаторов.

Чем может нас не устраивать простейший паяльный прибор ?

1. Ограниченная функциональность. Вы не сможете выставить точную температуру нагрева — для этого потребуется как минимум симисторный регулятор температуры или хотя простейший однополупериодный диодный выпрямитель, как в «пистолетах» со ступенчатым переключением мощности путем нажатия на кнопку.
2. Паяние это процесс с перерывами. Даже если радиолюбитель увлечен своим хобби, а мастер сервисного центра зарабатывает деньги на ремонте аппаратуры, чаще или реже, устройство надо периодически выключать. Постоянно выдергивать вилку сетевого шнура, да еще и несколько раз в день, это не разумно. Представим себе, что то же самое мы делаем с телевизором. Для этого должна быть как минимум кнопка с фиксацией или выключатель.
3. Каждый из расходников для пайки, требует индивидуального температурного режима, а задать нагрев на кончике жала — главной «ударной силы», не представляется возможным. Теоретически это можно сделать если подключить термопару и измерить температуру контактным методом.

Но существует другой, «продвинутый» вид оборудования, в котором все указанные причины устранены, а пользоваться комфортно.

Устройство, особенности, разновидности

Основа для управления и поддержания необходимых режимов — блок управления, который имеет общий включатель и терморегулятор. Внутри находится трансформатор, так как приборы работают от пониженного напряжения 12 или 24 вольта. Это дает 2 больших плюса в плане электробезопасности:

• обеспечивается гальваническая развязка от сети 220 В;
• низкое напряжение не приведет к удару током.

Терморегулятор предназначен для настройки температуры, плавной или ступенчатой, в зависимости от модели. Одно дело паять SMD-светодиоды на ленте или микросхемы на материнской плате, другое отпаивать толстые обмотки телевизионного трансформатора с наплывами старого олова или утолщенные выводы силовых тиристоров, диодов или транзисторов.

Помимо этого, могут быть функции запоминания температуры и программирования кнопок. Некоторые оборудуются процессором, благодаря которому реализуются функции измерения и отображения, а также важные дополнительные опции: компенсация потери мощности, чтобы по данным датчика температуры, микропроцессор оперативно выдал команду нагревателю, чтобы жало имело постояную температуру, даже если коснулось холодного участка.

Если посмотреть на фильтры при выборе товаров в интернет-магазинах Украины, можно заметить, что существуют как простые станции, так и термовоздушные, основной ключевой элемент которых — фен горячего воздуха, в зависимости от модификации с шлангом, соединенным с мембранным насосом в корпусе или вмонтированной турбиной с электродвигателем постоянного тока и крыльчаткой и нагревательной спиралью.

Это специальное устройство, которое разогревает воздушной струей 200-400 ℃. Термофен будет очень полезен при работе с мелкими или сложными электронными компонентами, например SMD. 

У некоторых разновидностей на корпусе присутствует еще и специальный инфракрасный преднагреватель — это так называемый нижний подогрев, на который ложится печатная плата и фиксируется в держателе.

Это вспомогательное устройство, обеспечивающее более лояльный температурный режим для фена, поскольку если поверхность горячая от инфракрасного излучения, время работы нагревателя значительно сокращается, температуру на нем при помощи регуляторов можно поставить ниже, а значит продлить срок службы, избежать микродеформаций стеклотекстолита.

Как и любые другие радиолюбительские инструменты, их можно поделить на три ценовые категории: дешевые, средние и дорогие, при этом каждая из них отличается не только стоимостью, но и принципом работы и набором функций.

1. Дешевые обычно состоят из корпуса, а из функций — у них есть возможность регулировать температуру, может быть светодиодная индикация температурного режима и несколько программируемых кнопок.
2. Средней ценовой категории могут быть укомплектованы феном и включать другие дополнительные функции: выход USB для питания электронных гаджетов, вольтметр, амперметр. Отличаются более точной регулировкой температуры. Часто оборудуются микропроцессором, который управляет нагревом, а также отслеживает температуру с помощью встроенных термопар.
3. Дорогие – наиболее функциональные. К тому же практически все они являются полуавтоматическими и в качестве нагревателя используется ИК излучатель. У них есть нижний, а иногда и верхний подогрев, несколько термопар для контроля температуры и, конечно же, управляющий электронный модуль, который следит за всем процессом пайки от начала и до конца. Некоторые инфракрасные станции подключаются к ПК для более точного контроля процесса пайки.