Как измерить температуру паяльного фена

Обновлено: 25.04.2024

Большинство из вас часто держат паяльник в руках, но не все правильно понимают базовые параметры пайки , такие как температуры плавления, теплоёмкость, смачивание .

Давайте попробуем разобраться.

Основная масса припоев, которыми пользуются люди дома - свинцовые. Самые распространенные сплавы свинцовых припоев имеют пропорции Sn61-67 (олово), Pb33-39(свинец). Начальная точка плавления 183-185 градусов, но это не означает, что при достижении этой температуры вы сможете паять.

Каждый объект, который вы собираетесь паять, будь то печатная плата, провод, контакт или ещё что то, имеет свою теплоёмкость, и чем быстрее распространяется тепло в этом объекте, тем сложнее его паять. Объяснить можно достаточно просто - представьте, что ваш паяльник нагрет до температуры 190 градусов и вы касаетесь объекта пайки. в момент прикосновения температура с жала паяльника быстро перетекает на другое тело и жало быстро остывает до критически низкой температуры, тем самым охлаждая само жало ниже температуры плавления припоя. В этот момент жало как правило прилипает к телу. И чем массивнее паяемый объект, тем сложнее прогреть место пайки.

Как же быть?

Как легко паять?

Нужно понимать несколько вещей и их учитывать.

1) Температура на жале при касании до места пайки не должна свалиться ниже 190 градусов хотя бы 3 секунды. За это время вы вполне можете спаять нужное место. Нормальная температура на жале должна быть не ниже 300 и не выше 320 градусов. Да, полезно знать температуру жала и иметь индикацию. Все современные паяльники её имеют.

2) Мощность паяльника. Этот параметр не для того, чтобы ощущать огромные возможности для пайки. Нет. Этот параметр нужно воспринимать как способность нагревательного элемента быстро компенсировать потеряную температуру при касании места пайки. Но при этом есть одна важная деталь - мощность не должна выделяться постоянно, так как это вызовет бесконтрольный нагрев самого жала, обгорание и невозможность обеспечить качественную и чистую пайку.

3) Смачиваемость. Флюс обеспечивает смачиваемость и чем качественнее флюс, тем лучших результатов вы получите, тем лучше припой проникнет в паяное соединение и заполнит его собой. Смачиваемость очень важна при пайке, так как без неё припой не будет поддатлив и не будет качественно расплываться на месте пайки. Если ваши паяемые поверхности относительно чистые, то вполне подойдёт слабоактивный флюс EFD FLUXPLUS 6-411-А или 6-412-А. Разницы в них вы не увидете, 412 после долгого нахождения на воздухе кристализуется, а 411 - нет, что позволяет его лучше смыть после пайки.

Если вы используете высокоактивные флюсы или кислоты, глицерин, то после пайки их обязательно необходимо смывать, в противном случае через несколько месяцев активные остатки флюсов начнут вызывать окислы и коррозию на месте пайки.

Если у вас остались вопросы, то задавайте в комментариях, обязательно подпишитесь на мой Youtube канал " Технологии производства электроники " и мой Дзен канал!

Лайк статье.

В продолжение статьи рекомендую посмотреть моё видео о температурах пайки.

Однако, как показало дальнейшее знакомство с JCD 8858, данная термовоздушная паяльная станция оказалась очень хорошим устройством в своём классе, обгоняя по возможностям и качеству даже более дорогих своих собратьев.

Распаковка

Спустя три недели после заказа посылка с термофеном была получена в пункте выдачи местной службы доставки (геймпад тут для сравнения габаритных размеров посылки):



Внутри всё аккуратно упаковано, и даже есть некое подобие гарантийной карты, от которой толку ноль: мало того, что никто за пределами Китая это оборудование ремонтировать не будет, так ещё и указанный на данной карте сайт закрыли (видимо, за неуплату):


Итого внутри картонной коробки, помимо рекламной брошюры и гарантийной карточки, лежали:

Фото комплекта поставки

  • Термофен со шнуром длиной около 112 см;
  • Три насадки на фен с различным диаметром выходного сопла;
  • Подставка под фен с магнитами (служат для определения блоком управления, что фен находится на подставке);
  • Блок управления;
  • Шнур питания.

Внешний вид

Собрано всё прилично – никаких люфтов, щелей, перекосов или наплывов пластика в местах стыков не наблюдается.

Как уже было сказано выше, в комплекте три насадки с различным диаметром сопла – для выбора необходимого воздушного потока и его площади (меньше диаметр – меньше площадь нагревания, но выше скорость воздушного потока):


При желании можно докупить недостающие. Только с JCD 8858 нужно учитывать, что крепление насадок байонетное (есть небольшой направляющий паз), которое жестко их фиксирует на фене небольшим поворотом по часовой стрелке:

С таким креплением не нужно бояться, что во время работы с феном ваши насадки сдует воздушным потоком. Но и меняются насадки такого вида чуть дольше.

В комплекте со станцией идёт небольшая подставка под фен, которая, помимо своей основной задачи, выполняет и дополнительную роль – в левой и правой её половинках имеются магниты, которые приводят в действие геркон (герметичный контакт переключателя, который меняет своё состояние под действием магнитного поля), находящийся в ручке фена, когда он оказывается в подставке. А благодаря замыканию и размыканию контактов на герконе блок управления станцией определяет, когда фен находится не в руках пользователя.

Подставка имеет несколько отверстий сбоку и снизу – с их помощью она может быть закреплена, например, на блоке управления, если воспользоваться пластиковыми стяжками для кабеля.


Для управления работой термовоздушного фена в данной станции имеется свой блок управления:


На противоположной стороне расположился разъём C14 стандарта IEC для подключения сетевого кабеля:


Снизу пусто – только наклеенные прорезиненные ножки, хорошо держащие блок на гладкой поверхности, да несколько вентиляционных отверстий, которые, кстати, есть и по бокам корпуса в верхней его половине:

С левой стороны, ближе к разъёму под термофен, имеется еле заметное отверстие: за ним находится переменный резистор для подстройки температуры воздушного потока (чтобы соответствовало показаниям на индикаторах). Такой подход конструкторов позволяет пользователям калибровать станцию, не разбирая её.

С внешним видом термовоздушной паяльной станции покончено – пора её включать.

Первое включение

Чтобы включить нашу станцию, необходимо сперва:

После этого наша станция включится:


Длительное удержание этих кнопок запускает ускоренное изменение температуры:


Несмотря на то, что термофен в основном предназначен для работы с SMD (surface mounted device – детали, монтируемые на поверхность), радиодеталями и технологией SMT для их монтажа (surface mount technology – технология поверхностного монтажа), он неплохо показал себя в работе с выпаиванием деталей, установленных с помощью выводного монтажа в отверстия.

Теперь попробуем выпаять что-нибудь посложнее – микросхему с поверхностным монтажом. Но тут меня ждала первая неудача: микросхема на сетевой карте оказалась приклеена к плате компаундом, что я осознал слишком поздно:


А вот с DSL модемом всё получилось очень быстро:

Итак, настало время посмотреть:

Что там внутри?

Посмотрим сперва на:

Блок управления

Для его вскрытия необходимо снизу снять две ножки со стороны сетевого кабеля, под которыми находится пара саморезов:


Открутив их, можно открыть корпус, где нашему взору открывается основная плата:


На верхней крышке находится отдельная плата с индикаторами и кнопками, которая подключается к основной плате блока управления с помощью штыревого разъёма:


С обратной стороны данная плата выглядит так:


Термофен

Для его вскрытия необходимо открутить со стороны вентилятора два самореза (тут, кстати, хорошо видны вентиляционные отверстия для забора воздуха):


А также открутить на противоположной стороне защитный кожух:


После чего фен легко открывается, и нашему взору предстаёт следующая картина:


В железной трубке, через которую подаётся горячий воздух, находится нагревательный элемент, прикрытый несколькими слоями слюды:


Под слюдой находится сам нагреватель из нихромовой спирали, где на его конце виден загнутый конец термопары:


Сразу произведём доработку – отогнём кончик термопары, чтобы он измерял температуру воздушного потока, а не раскалённой спирали:


Вся проводка в фене подключается к одной небольшой монтажной плате, задача которой – соединить внутренние провода с внешним кабелем:



Фен был немного доработан в процессе разборки. Теперь нас ждёт:

Небольшая доработка блока управления

Помимо неправильных разъёмов на фене и блоке управления, у этой станции есть ещё один недостаток – отсутствие выключателя питания станции. Добавление выключателя позволит смириться с неправильными разъёмами на первых порах, а также сделает нашу станцию менее пожароопасной: на YouTube хватает видеороликов, в которых подобные станции (не именно эта модель, но с отсутствующей кнопкой выключения), вернее, фены, подключенные к ней, возгораются в режиме ожидания, находясь на подставке.

Переключатель возьмём в том же сгоревшем блоке питания от компьютера, с которого выпаивали детали. Задняя панель от этого блока питания, где был расположен выключатель, тоже пригодится:


Место, где ранее располагался выключатель, послужит трафаретом для нанесения разметки под отверстие в корпусе блока управления:


По нанесённой разметке высверливаем отверстия и обрабатываем края надфилями:


Вставляем выключатель на место:


Встал как родной. Благодаря его специальной конструкции, не нужны винты, болты или клей для его крепления. Но паять провода от выключателя будем в этом месте:



Собираем блок управления и проверяем его работоспособность:


Радуемся проделанной работе, а на очереди последний этап:

Калибровка температуры

Перед тем, как применять новую термовоздушную паяльную станцию не на тестовых платах, неплохо было бы проверить соответствие показаний задаваемой температуры на блоке управления реальной температуре воздушного потока на конце фена.

При установленной температуре в 350°С реальная температура на выходе фена без насадок составила около 330°С:


С установкой на блоке управления температуры 300°С фен с самой маленькой насадкой показывает чуть менее 290°С:


На 200°С, 250°С и 480°С ситуация аналогичная:

Придётся воспользоваться подстройкой температуры – для этого на левом боку корпуса блока управления, как было сказано выше, находится небольшое отверстие для доступа к переменному резистору, с помощью которого производится данная регулировка.

Так как изменение температуры воздуха на выходе из фена идёт нелинейно, калибровать станцию нужно по той температуре, с которой собираемся работать чаще всего. Мною была выбрана температура 350°С:


При повышении температуры на блоке управления до 400°С на выходе из фена температура составила немногим более 390°С:


Тренируемся паять термофеном

Перейдём на более продвинутый уровень и сделаем попытку припаять обратно одну из выпаянных микросхем с платы ADSL-модема с помощью технологии поверхностного монтажа, для реализации которой, собственно, и предназначен этот фен:


Внимательное изучение чипа – и обнаруживаем одну немного подогнутую ножку. Выравниваем её тонкой швейной иглой или иглой от шприца. Но сперва избавляемся от наплывов припоя на плате в месте пайки этого чипа, которые образовались во время процедуры его выпаивания. Для этого сдабриваем место пайки флюсом:


Разогреваем площадку обычным паяльником и убираем наплывы припоя медной оплеткой:


Убираем остатки флюса не без помощи изопропилового спирта:


Нанесем на место пайки чипа немного паяльной пасты (смесь флюса и порошка припоя):


У меня вышел перебор с количеством паяльной пасты – пока нет игл для её точного дозирования. Лишнее количество убираем аккуратно той же оплеткой:

Устанавливаем на место чип и контролируем (микроскопом, увеличительным стеклом или, как я, камерой смартфона) правильность установки. При необходимости выравниваем контакты чипа. Сам чип держится на контактах за счет липкости флюса, содержавшегося в паяльной пасте. Но перед пайкой чипа лучше, чтобы под ним не было следов флюса (контактных площадок это не касается).


На контакты чипа наносим флюс:


И включаем фен, разогревая круговыми движениями чип и его ножки. Остатки припоя на контактных площадках и ножках чипа расплавятся и сделают своё дело – чип припаяется:


Очищаем чип и плату от остатков флюса с помощью изопропилового спирта (можно использовать и обычный, этиловый):


Как по мне, для первого раза получилось вроде неплохо, тем более что вся процедура пайки велась в ускоренном темпе, вечером, без дополнительного освещения и крепежных приспособлений.

Заключение

Очень хорошая термовоздушная паяльная станция для тех, кто делает первые шаги с подобным классом инструментов, чья цена, компактные размеры и неплохое качество перебивают то малое количество недочётов, которые в ней были обнаружены.

Всем привет! Недавно купил паяльную станцию Лукей 702 что то никак привыкнуть не могу ! Какая оптимальная температура и поток воздуха? Интересно кто как паяет разнос очень большой! Я паяю феном при температуре 380 градусов средний поток воздуха! Паяльник ставлю на 330градусов! Поделитесь пожалуйста опытом дорогие мастера! Всем спасибо!

Кроме восклицательных знаков, есть и другие знаки препинания! С опытом придет, сколько нужно выставлять лично на твоей станции температуру! Удачи!

На этих люкеях всё в попугаях и разнос немаленький, у нас были 2 таких станции и каждая по своему настроена была, на одной надо было 370 ставить на воздухе, а на другой 420, так что либо настраивать под себя тренируясь на "кошках", либо покупать нормальную станцию.

Сегодня замерил температуру паяльника термопарой от мультиметра температура намного ниже чем на станции! Очень большая погрешность!


Что есть, то есть у этих паялок. У меня та же 702-ая, но привык, разок Атмега дохла по паяльнику. Паяльник стоит на 300, прибавляю на теплоёмких платах, если ставлю больше, то жало оксидируется. Фен более чем на 380 ещё не накручивал, незачем, плату испепелить можно такими температурами. Обычно паяю на 330 феном, поток выбираю в зависимости от монтажа\демонтажа, в большинстве случаев максимум.

Lukey 852D+ ( компрессор в самой станции) . Работаю ей почти ежедневно. Температуру паяльника ниже 360 вообще не опускаю. Только если какой то совсем уж нежный шлейф подпаять. На фене обычно 380 стоит, обдув почти на минимуме. Довольно часто прибавляю за 400. Как то так.

Добавлено (21.07.2018, 18:58:51)
---------------------------------------------
Вот еще интересно кто как паяет смотрел много видео кто только ножки прогревает мол если корпус прогревать температурный удар может быть и микросхема выйдет из строя! Кто целиком всю микруху кстати я так попробовал микросхема ровно прогревается и садится очень ровно! Ваше мнение и опыт поделитесь пож

Добавлено (21.07.2018, 19:00:55)
---------------------------------------------
Вообщем у моей станции я для себя решил температуру выстовлять 360-400 градусов на паяльной станции

valera2905, Ну что еще можно добавить. Поставил допустим 360 на фене , дуешь на мелкосхемку , пинцетом шевелишь, ну чувствуешь-не прогревается, добавь еще градусов 30-40. Аккуратней чтоб рядом стоящие смд-шки не сдуть.
А так с опытом все приходит.

современные платы на тонком текстолите пузырями будут при такой температуре,так быстро что уследить не сможете.

у него lukey 702 а он с турбинкой в ручке фена ,поэтому там поток воздуха небольшой и риска сдуть СМД нет.Правда с прогревом массивных элементов lukey 702 справляется хуже чем Lukey 852D+.

400 много даже для попугаев, некоторые типы микросхем дохнут от такой T
подбирай от 330 до 380 на 330 чуть дольше греть, но риск завалить чип меньше, поток воздуха на 702 редко убираю, насадка стоит почти всегда самая большая из комплекта, если пользуешься маленькой насадкой то поток естественно надо убирать
проблемы перегрева были со сканами в плазмах (хотя может сканы изначально были дохлые)

паяльник 330 иногда поднимаю до 360, во всех остальных случаях паяю обычным 40 ватником

за 5-6 лет один раз менял нагреватель в паяльнике и раза 3 отгорел нагреватель в фене , просто отматывал пару витков, снизив при этом температуру.

Паять при той температуре при которой паяет! начинаем от двух ста и выше, что толку в вопросах у кого какая стоит температура, разбег большой по станциям+ каждый по разному держит расстояние, насадки. температура то где изменяется?
Правильно, где то в нутрях, а до платы что доходит?) не в градусах счастье) у меня два паяльника на 852й работают по разному, +разная теплопроводность плат, разные жала и тд.

Разогреваем всё и когда понимаем, что олово разогрелось отрываем деталь от термоклея. Это приходит только с опытом. Не существует оптимальной температуры, всё зависит от ситуации в работе.

на том расстоянии от насадки термофена на котором вы его держите от платы во время использования (обычно 1-2 сантиметра).

счастье в правильных градусах а точнее в следовании максимальному тепловому режиму припаиваемых элементов.Поэтому кстати чтобы не выходит за эти пределы производители повышают как мощность паяльников так и мощность термофенов (мощность нагревательного элемента и увеличивают воздушный поток (количества воздуха в литрах прокачиваемое помпой за единицу времени).

для нижнего подогрева счастье в равномерности нагрева нагревательного элемента и пайке по термопрофилю .


Уже больше 10-ти лет на Lukey 852D+ выставлены 400 попугаев что на фене, что на паяльнике. Просто паять нужно уметь

Электроника
ЭДС вырабатываемая термопарой очень небольшая — порядка нескольких миливольт, поэтому без усилителя не обойтись. Поискав в интернете я нашел 5 различных схем усилителей под термопару и на основе одной из них нарисовал свою


Как потом понял R3 лишний и его можно из схемы выбросить — коэффициент усиления мы все равно учтем потом программно.

Ну тут мне немного повезло — термопара паяльника (который нужно подключить) и имеющегося у меня мультиметра имели одинаковые характеристики, поэтому я просто крокодильчиками мультиметра "сел" на выход термопары, а второй мультиметр прицепил на выход схемы. Нагревая кончик паяльника(а соответственно и термопару) горелкой записал значения температуры и соответствующие им значения напряжения на выходе схемы.


Тем кому такая халява "не прокатит" придется или располагать обе термопары (подключаемую к контроллеру и мультиметра) рядом или мерять термопарой температуру у тел с точно известной температурой (например: льда — 0 С, человеческого тела -36,6С, кипятка — 100С).

Немножко математики
Заносим полученные данные в Excel, выделяем их и нажимаем кнопочку "мастер диаграмм"


Далее выбираем тип диаграммы "точечная" и нажимаем "готово"


Получили нашу зависимость "температура — напряжение" графически.


Если полученные точки не лежат примерно на одной линии, то значит намеряли мы чегой то неправильно — перемеряем. Если все "Ок", то клацаем мышкой на любой из построенных точек и, нажав на правую кнопочку, получим окошко, где выбираем "Добавить линию тренда".


В открывшимся окошке проверяем, чтобы "Тип" был "Линейный", а на вкладке "Параметры" нужно поставить галочку напротив "Показать уравнение на диаграмме".


Добавившееся на графике уравнение и есть искомая зависимость "напряжение-температура"


Теперь вспоминаем, что для AtMega АЦП при 0В на входе выдает 0, а при 5В — 1024 и пересчитываем "температура — напряжение" в "показание АЦП — температура" умножив на 5/1023:
у=206.36*х*(5.0 / 1023.0) -13.263
где х — показание АЦП, у — реальное значение температуры

Программа
Программу тоже берем для цифровой панели, изменив только основной цикл
void loop() unsigned long previousMillis = 0;
const long interval = 1000;
int sensorValue;
int temp_real;
//cчитываем показания АЦП
unsigned long currentMillis = millis();

if (currentMillis — previousMillis >= interval)
//Считаем реальное значение температуры
temp_real = abs(int(206.36*sensorValue*(5.0 / 1023.0) -13.263));
>
showNumber(temp_real);
>

Результат
Как то так


как видно изображение слегка дрожит -нужно усреднять показания, а не мерять через какой то интервал. но это уже будет учтено в окончательной версии


Обзор ручки фена, подходящей к огромному количеству станций (858D, 8586, 8858, 852, 878, 952, 853), а так же постройка простой самодельной станции на ее основе.

Порой, монтаж без фена весьма затруднен или вообще невозможен и, столкнувшись в очередной раз с корпусом TQFP, я решился. За приобретение готового изделия говорила экономия времени, за постройку самодела – интерес и возможность полной кастомизации под свои нужды. Вопрос экономии тут весьма спорный, впрочем, в конце постараемся посчитать.
На AliExpress была выбрана и заказана ручка с набором из 5 сопел по принципу дешевле – лучше. Также, был заказан разъем GX16-8. Стоило сразу заказать и рукоятку, но она была заказана уже после постройки фена и все еще прорывается ко мне сквозь дебри нашей почты. Итак, что же мы получили:


Ручка выполнена из достаточно крепкого пластика, все провода выведены через переходную планку. Качество насадок спорное – сами по себе они вполне пригодны, но держатся на рукоятке не слишком крепко. Нужно накернить чуть сильнее уже имеющиеся углубления в насадках и проблема решена.

Турбина рассчитана на напряжение 24 В, потребляет ток 0.25 А.

Сам нагреватель обернут в стеклоткань (очень жесткую на изгиб) и вставлен в металлический наконечник ручки.

На конце нагревателя размещена термопара, тип скорее всего K (возможно, J). Сопротивление нагревателя в холодном виде 76 Ом, что дает нам мощность меньше 700 Вт. От наконечника выведен провод корпуса. На одной из половин корпуса находятся щели для забора воздуха турбиной. Я не знаю, конструктивная это особенность и задумка или просто косяк, но ребра жесткости на внутренней поверхности ручек закрывают эти щели почти наполовину.


Я не стал ломать голову и убрал лишний пластик.

Длина кабеля от рукоятки до части, где общая изоляция уже снята – ровно 100 см. Схема рукоятки:

Для создания контроллера станции первоначально я планировал использовать готовую Arduino Nano, но затем жадность и отсутствие лишнего места в будущем корпусе натолкнули на мысль поставить внутрь устройства МК Atmega328P-PU с минимальной обвязкой.

В качестве элемента индикации был взят популярный дисплей от Nokia 5110, в качестве элемента управления – роторный энкодер с кнопкой. Для питания турбины из закромов был взят старый импульсный блок питания от сканера, который имеет дежурный режим (около 7 В) и рабочий (24 В). Он же питает и контроллер через простой линейный стабилизатор LM7805 в корпусе TO-220. Потребляемый МК и дисплеем ток незначителен, и после установки небольшого алюминиевого радиатора на стабилизатор его нагрев не превысил 40 градусов. Питание нагревателя осуществляется симистором BTA12-600 (замечу, что он тут явно избыточен), который управляется МК через оптопару MOC3041M со встроенной схемой детекции перехода через ноль. Это, в совокупности со снабберной цепью, позволяет минимизировать уровень помех от переключения симистора. Выход термопары усиливается крайне простым и популярным ОУ LM358. Управление потоком воздуха осуществляется посредством мосфета IRLZ44N и ШИМ сигнала с МК. Такой же мосфет управляет переключением блока питания из дежурного режима в рабочий. Когда рукоятка фена снята с подставки, осуществляется нагрев потока воздуха до установленной температуры, турбина работает в соответствии с установленным потоком воздуха. После установки рукоятки в подставку нагрев прекращается, а турбина работает в режиме 50% в течении двух минут, после чего отключается и МК переводит блок питания в дежурный режим, выход из которого осуществляется при поднятии рукоятки с подставки. Режим работы станции отображается на дисплее рядом со значением установленной температуры латинской буквой (H – в данный момент осуществляемся нагрев, B – рукоятка в подставке, S — станция перешла в дежурный режим). Если использовать блок питания без дежурного режима, то транзистор T1, резисторы R8 и R9 можно исключить.

В схему, скетч и печатную плату периодически вносятся изменения на основе выявленных недостатков от меня самого и других людей, собравших фен. Прошу отнестись с пониманием, наиболее полные и функциональные варианты доступны по ссылке на google-диск.

Читайте также: