Ювелирное обозрение

В этой инструкции вы узнаете, как сделать паяльный фен своими руками, используя самый обычный паяльник. Конечно, тут нет регулятора температуры и прочих наворотов, зато самоделка собирается быстро, просто с минимальными затратами.

Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:
– паяльник на 60-150 Ватт;
– самодельная помпа (или покупная) ;
– самоклеящаяся фольга;
– резиновый шланг;
– металлическая трубочка (сопло);
– изолента.

Список инструментов:
– отвертка;
– ножницы;
– умелые руки.

Процесс изготовления паяльного фена:

Шаг первый. Разбираем паяльник
Первым делом вам понадобится взять паяльник и удалить с него жало. Обычно для этого нужно открутить 2 винтика.

Шаг пятый. Как устроена помпа?
Помпа у автора самодельная, но сегодня можно купить и уже готовую. Делается помпа очень просто, вам понадобится маленький моторчик, пластиковая шестерня, крышка от бутылки, шприц и другие мелочи. Благодаря кривошипу моторчик заставляет работать мембрану, она делается из воздушного шарика. В шприце установлены самодельные клапана, один на впуск, один на выпуск. В итоге помпа работает.

Шаг шестой. Подключаем и тестируем
Можно подключить помпу к паяльнику и попробовать паять. У автора паяльный фен работает вполне неплохо, без труда плавит олово, усаживает термоусадочную трубку и так далее. Чем сильнее будет работать помпа, тем ниже будет температура паяльника, так как воздух не будет успевать прогреваться. Ну а при слабом потоке воздух будет горячим, но поток может быть слабоват. Тут уже надо подбирать режим работы экспериментально.
Вот и все, паяльный фен готов, удачи!

Качественное профессиональное оборудование для пайки микрокомпонентов стоит немалых денег, а недорогие термофены не подходят для большинства задач. Очень многие ремонтники и радиолюбители время от времени сталкиваются с некачественными термофенами для пайки.

Чтобы избежать подобных недоразумений имеет смысл сделать паяльный фен своими руками. Такой вариант отлично подойдет для ремонтников и радиолюбителей, имеющих специфические требования к оборудованию и весьма ограниченный бюджет.

Основы пайки феном

Прежде, чем начать проектировать самодельный паяльный фен, следует ознакомиться с основными методами использования данного инструмента.

Термофен для пайки, как правило, может понадобиться в таких случаях:

1. Пайка очень маленьких деталей в SMD корпусах.
   Большинство мелких радиодеталей не поддаются пайке паяльником. Для монтажа подобных компонентов необходимо залудить место посадки, смазать его флюсом и расположить микросхему. После этого можно смело начать нагрев монтажных контактов при помощи фена, до того момента пока припой под компонентом не расплавится, и он не сядет на печатную плату.
2. Отсутствие свободного места для использования паяльника.
   При очень плотной компоновке элементов на печатной плате использование паяльника существенно затруднено. В этом случае термофен – это лучший вариант для радиолюбителя.
3. Ремонтные работы, связанные с мобильными телефонами или планшетными компьютерами.
   Большинство современный гаджетов практически невозможно разобрать без использования термофена. Например, замена экрана на любом телефоне требует предварительного прогрева старой матрицы при помощи термофена. Серьезный нагрев нейтрализует клей и позволяет отделить экран от корпуса устройства.
4. Снятие BGA чипов с посадочных площадок.
   Работы по реболу и прогреву современных видеочипов производятся при помощи паяльного термофена.

Процесс пайки при помощи паяльного термофена подразумевает следующие шаги:

• нанесение припоя или паяльной пасты на место предполагаемого монтажа;
• установка микросхемы на посадочное место;
• прогрев монтажных контактов при помощи паяльного термофена.

Для того, чтобы обезопасить близлежащие компоненты от нагрева, следует наложить на них специальные экраны из алюминиевой фольги.

После проведения работ следует проверить качество пропая всех контактов при помощи иголки.

Демонтаж элемента при помощи фена еще проще. Для снятие неисправной микросхемы необходимо:

• равномерно прогреть все контакты;
• аккуратно снять элемент при помощи пинцета или присоски.

Во время нагрева поверхности при помощи термофена необходимо совершать круговые движения. Такая методика позволяет избежать локального перегрева платы и нарушения ее геометрии.

Требования к оборудованию

Основные требования, предъявляемые к термофену для пайки микросхем своими руками, состоят в:

1. Соблюдении температурных режимов пайки.
   Большинство паяльных работ осуществляется в пределах 190 – 250 градусов Цельсия. Нижняя планка касается свинцовосодержащих припоев, а верхняя – заводских безсвинцовых припоев. Паяльный термофен должен выдавать поток воздуха строго заданной температуры, дабы обезопасить микросхемы от перегрева и выхода из строя.
2. Стабильном воздушном потоке.
   При неравномерном воздушном потоке серьезно затрудняется работа с паяльным оборудованием.
3. Безопасности и удобстве использования.
   Тепловой фен не должен перегреваться и представлять опасность для мастера. В идеале, мощный паяльный фен, сделанный своими руками, следует проектировать на базе трансформаторного блока питания.

Устройство паяльного оборудования должно содержать исключительно безопасные элементы. При изготовлении самодельного блока питания компрессора следует уделить особое внимание надежности конструкции и безопасности ее для окружающих.

Фен из паяльника

Перед тем как сделать паяльный фен своими руками следует:

• продумать устройство для подачи воздуха;
• собрать специальный нагревательный элемент;
• оснастить аппаратуру термопарами;
• продумать систему осуществления контроля за текущей температурой оборудования.

Обдумывая как сделать паяльный фен из обычного паяльника следует учесть все тонкие моменты, дабы не подвергать себя чрезмерному риску.

Главные критерии, которым должно соответствовать термоустройство на основе паяльника представлены:

• регулировкой температуры;
• нормальной мощностью нагревателя;
• безопасным компрессором.

Что понадобится для создания фена из паяльника?

При создании фена для пайки своими руками следует подготовить:

• обычный старый паяльник, работающий от сети переменного тока;
• кварцевую трубку для создания камеры нагрева воздушного потока фена;
• галогеновую лампу для прожекторов для прогрева воздуха и плавки флюса феном;
• нихромовый провод толщиной до 0.7 миллиметров;
• терморегулятор;
• вентилятор паяльного фена.

Подключение всего оборудования должно производится в специально подготовленные на паяльной станции разъемы, распиновка которых зависит от производителя аппаратуры для пайки.

Процесс сборки фена из паяльника

Самодельный фен для пайки микросхем из старого паяльника собирается в несколько этапов:

1. Укладка самодельной спирали из нихромовой проволоки внутри кварцевой трубки.
2. Соединение спирали с проводом питания.
3. Продевание провода термопары, для регулирования температуры нити накала.
4. Изоляция прибора при помощи слоя трубки, наматываемого на кварцевую трубку.
5. Установка трубки в ручку паяльника, вместо жала.
6. Центровка трубки при помощи обматывания ее асбестовым шнуром.
7. Зажатие переднего вывода трубки при помощи обоймы.
8. Продевание шланга для подачи воздушного потока.
9. Подключение компрессора, создающего воздушный поток.

Регулятор температуры источника нагрева лучше расположить на корпусе термофена.

Принцип работы термофена на основе паяльника следующий:

На нихромовую нить подается небольшой ток, заставляющий ее раскалиться. Воздух, идущий из компрессора, собирается в специальной утеплённой камере и прогревается под действием спирали и изоляционной фольги. После этого, воздух покидает камеру нагрева и поступает напрямую на печатную плату.

К сожалению, данный метод изготовления термического фена имеет массу минусов.

К недостаткам термофена, выполненного из обычного паяльника, можно отнести:

• сложности с калибровкой температуры;
• регулировка силы воздушного потока производится при помощи пережима воздуховодной трубочки;
• невозможность регулировки интенсивности прогрева в большинстве обычных паяльников;
• трудоемкость работы;
• плохая термическая изоляция устройства.

В большинстве случает изготовление термического фена из паяльника не оправдано. Переделка недорогого строительного термофена – это гораздо более рациональный метод изготовления термофена для пайки микрокомпонентов.

Заключение

В сети интернет имеется огромное количество инструкций как сделать фен для пайки. Большинство методов изготовления термического фена основаны на переделке имеющегося оборудования, например, строительного термофена, бытового прибора для сушки волос или обычного паяльника с металлическим жалом.

Во многих случаях, при необходимости использования паяльного термофена следует задуматься о приобретении соответствующей станции. Подключенный к паяльной станции термофен дает данные по поводу текущей температуры воздушного потока и позволяет произвести калибровку термопары.

Давно хотел себе изготовить паяльный фен. Готовый мне не интересен. Поскольку занялся переделкой БП АТХ в лабораторные, появилась возможность получить 24-25 вольт при токах до ампер 8. Реально мой фен работает до 5 ампер. В качестве компрессора применил гибрид из осевого вентилятора, оформленного в корпус (улитку) по принципам центробежного вентилятора. Были и просто центробежные, но мне любопытно попробовать такой вариант. Придумка оказалась вполне работоспособной. Дует не хуже других моих центробежных, даже при наличии аэродинамических сопротивлений (основной проблемы осевых вентиляторов). Рекомендую, если не найдете подходящей турбинки.

Полученные параметры

• Мощность нагревателя 110 ватт.
• Напряжение питания регулируемое в пределах 24,2 вольта.
• Потребляемый ток до 4,8 ампера.

Мосфеты с плат с бессвинцовым припоем берет вполне. Мелочевку тем более. Разъем композитного видеовыхода с этой же платы тоже взял. Видеопроцессор уже нет.
Мелочевку с плат с обычным припоем можно снимать уже при 75 ваттах мощности вполне комфортно. Можно и ниже, если снизить скорость вентилятора. На полной мощности вполне снимаемы сороканогие микросхемы. Платы от телефонов легко.

С чего начать?

Определиться с мощностью, которую вы можете и желаете получить. Меньше 100 ватт смысла не так много. Для мелочи хватит, впрочем, если остальное сделаете правильно. Я вышел на 100-110 ватт. Реболить видеопроцессоры недостаточно.

Второе. Ток, который вы можете получить от источника питания. От него зависит выбор нихрома для спирали. У меня нихром 0,4 мм. Если не изменяет склероз, продавался на рынке как спираль для плитки на 1,5 кВт. Я посчитал его оптимальным. Тонкая проволока плохо держит форму, толстая требует большого тока для получения достаточной температуры. Для проволоки 0,4 мм нужен ток порядка 3,5 – 5,5 ампер. Чтобы проволока раскалилась до желтого свечения примерно. При интенсивном обдуве ее температура снизится. Запомним, что диаметр проволоки однозначно определяет ток. А вот мощность придется набирать напряжением. Поскольку мой БП для этой цели выдает в р-не 24 вольт, на том и остановился. Сопротивление холодной спирали в р-не 3 ом оказалось. В разогретом виде по расчетам – около 4. Спирали пофиг какой ток, постоянный или переменный. Можно запитывать ее прямо от трансформатора через диммер для регулировки. Правда транс тогда будет гудеть. И он должен иметь достаточную мощность и обмотку, выполненную достаточно толстым проводом, чтобы держать выбранный ток.

Немаловажный элемент – вентилятор. Осевые можно использовать на крайний случай, но они неважно справляются с проталкиванием воздуха по лабиринтам. Их стезя – дуть по прямой. Поэтому для фена предпочтителен центробежный вентилятор. Он как раз и предназначен для проталкивания воздуха через значительные аэродинамические сопротивления. Так сложилось, что некоторое время назад был у знакомого, он мне демонстрировал систему отопления своей разработки. Где есть и центробежный вентилятор. Самодельный тоже. Оказалось, что он допустил там обе возможных ошибки для вентиляторов такого рода. Неправильно выбрал направление вращения для крыльчатки от пылесоса и неправильно выполнил улитку для него. Я конструктор вовсе не по вентиляторам, но физику то в школе я учил, представление как это работает имею. Ну, вроде тема давно избитая, подготавливая статью я полез в гугл. И, к своему удивлению обнаружил, что чуть не треть картинок по этой теме содержит одну из двух либо обе ошибки сразу. Поэтому приведу свои схемы, чтобы никто не запутался. Тем более, что это имеет прямой смысл для начинающих.

Это общий принцип построения центробежных вентиляторов. Показаны три разных варианта возможных крыльчаток. Вариантов на самом деле больше, но нам достаточно. Обращаю ваше внимание это три разных варианта крыльчаток. Просто показаны частично. Это ни в коем случае не одна. Как можно понять из схемы, крыльчатка должна «расталкивать» воздух в стороны, тем самым создавая давление. (Ох уж эти «кострюлеры» из гугла, рисуют то, чего не понимают сами).

Красный вариант под номером 1 – наилучший. Зеленый (2) похуже. Синий (3) хуже предыдущих двух, но работать будет. Если направление вращения крыльчатки у вас иное, просто отзеркальте схему.

Я сделал практически тоже самое, только крыльчатку поставил от осевого вентилятора.

Крыльчатка, естественно, работает на «вдувание» воздуха внутрь. Отличие от простого осевого вентилятора в том, что энергия на закручивание потока воздуха не теряется напрасно, а используется по принципам центробежного. По идее такие вещи патентовать надо.

Работает полученный гибрид вполне адекватно. Шумноват, но это уже как повезет. Дело в том, что при малом диаметре крыльчатки (что осевой, что центробежной), чтобы обеспечить достаточный поток воздуха придется давать высокие обороты двигателя. Со всеми вытекающими последствиями. С большой крыльчаткой мог бы быть потише, но удобство фена будет ниже.

Если будете создавать турбинку, как я предложил, при выборе основы для вентилятора предпочтение следует отдавать малогабаритным, с большой скоростью вращения, желательно прямыми лопастями (с саблевидными будет работать хуже). Лопастей чем больше тем лучше. Чем круче их наклон (угол атаки) тем лучше. Я использовал крыльчатку от очень старой видеокарты. 12 вольт, около 1,5 ватт . Диаметр крыльчатки 37 мм. Используйте, что найдете. Экспериментируйте.

Пригодные центробежные вентиляторы в почти готовом виде, либо как доноры крыльчатки с двигателем под мою улитку. Можно поставить не как у меня «плашмя», а перпендикулярно фену. В первых попытках я так и делал. И очень достойно себя показала турбинка от ноутбука. И тише тоже. Но она уже сильно изношена да и рассчитана на 3,5 вольта и я пошел другим путем.

Мой гибридный компрессор крупнее.

Основной корпус улитки из пенополистирола. Не важно из чего, хоть из дерева. Достаточно хорошо видно структуру. Кстати, если планируете сделать защиту для крыльчатки, крайне не рекомендую сверлением небольших отверстий в верхней крышке. Хотите знать почему – погуглите устройство механической ручной сирены времен войны. Шумность будет выше, чем с показанным вариантом раза в три.

В качестве гильзы для фена использовал корпус от аккумулятора 18650. Технология добывания по типу показанному в этом видео (с чужого ютуб-канала):

Только я не заморачивался со сверлением, как автор предлагает, по втулкам. Просверлил маленьким сверлом. Рассверлил на 4 мм. Надфилем поправил, если сместился центр отверстия. Ступенчатым сверлом рассверлил дальше, поправляя надфилем на каждом шаге, при необходимости. Втулку я тоже изготовил иначе. От какой то люстры резьбовая трубочка с двумя тонкими гайками. Одну гайку на торце расклепал, чтобы уже не вращалась, второй зажимаю. Вставляю неподвижной гайкой изнутри стаканчика от аккумулятора. Лишнюю часть резьбы сточил для красоты. Можно обойтись и без втулки, но поток будет хуже. Не струя, а расходящийся факел. Сильно тонкую не советую. Миллиметров 7-10 внутренний диаметр, как я считаю, будет по удобнее. Да и сопротивление воздуху излишнее создавать не к чему.

Внутрь стаканчика от 18650 уложена слюда. Спираль наматывал на пластинке стеклотестолита шириной 14 мм. Нихром диаметром 0,4 мм. Я намотал 16 витков. Будете ориентироваться на другое напряжение питания, количество витков придется подобрать. Концы отогнул под 90 градусов. Концы оставьте подлиннее, потом обрежите по месту. И эту спираль надо одеть на керамическую трубочку. Покупал на Митинском радиорынке в свое время. Диаметр 4 мм. Подойдет в принципе почти любая, только если диаметр сильно отличается, возможно придется поэкспериментировать с шириной пластинки для намотки. Один конец спирали пропускают через керамическую трубочку. Спираль , надетую на керамическую трубочку надо «перекрутить», смещая каждый следующий виток относительно предыдущего. Сумеете раскрутить эти 16 витков на пару оборотов – неплохо. Поскольку длинна спирали невелика, надо стремиться расположить ее равномернее. Для усиления прогрева воздуха, я дополнительно вставил крыльчатку из оцинкованного железа (можно жесть), которая дополнительно закручивает поток воздуха против вращения спирали, улучшая теплообмен. И заодно служит для некоей центровки керамической трубки внутри стакана. Полученная спираль должна свободно вставляться внутрь стаканчика со слюдой. Но желательно чтобы она там сильно не бултыхалась. У меня вставляется плотно достаточно.

На снимке видно ту самую крыльчатку для закручивания потока воздуха и видно, как я законцовывал нихром. Согнул вдвое, перекрутил немного, одел и расплющил латунные трубочки от наконечников НШвИ 0,7-8 (можно трубочку от антенны, например). Концы обмотал тонким медным проводом, пропаял, припаял силиконовые провода от какого то нагревателя (в принципе можно использовать обычные), и тоже обжал латунными трубочками место пайки. Все это нужно, чтобы уменьшить нагрев нихрома в зоне контакта с проводом. Сверху трубочки из стеклоткани. Можно найти в дохлых энергосберегайках, например. Можно не паять, а использовать механические зажимы. Какие найдете. Имейте в виду, спираль и крыльчатка для закручивания воздуха должны быть изолированы для исключения замыканий на корпус и между собой.

Дальнейшее «тело» собирал из трубы (применяется в мебели и дизайнерских делах) и корпуса от автомобильного прикуривателя (он неплохо одевается на стаканчик от аккумулятора), благо их несколько у меня скопилось после экспериментов с инфракрасным паяльником. Используйте, что найдете, это не принципиально. Трубку с корпусом прикуривателя соединил пайкой. Там нет особого нагрева, выдержит. Концы корпуса разрезал накрест, чтобы получить подобие цанги, для зажима стаканчика от 18650 через кусок стеклоизоленты, или просто стеклоткани для теплоизоляции.

Обечайку воздуховода сделал из жести и припаял. К ней сверху припаивается пластинка (я использовал фольгированый стеклотекстолит) к которой крепится винтами вентилятор. Резьбу для винтов крепления нарезал прямо в нем.

На снимке спираль закручена еще не полностью.

В финальном виде примерно так. На этом снимке более-менее видно, как оформлял остальную часть провода. Это не окончательный вариант, еще без крыльчатки.

Немного о питании

Вентилятор запитан от дежурки. Она там трехамперная. Поставил повышающий китайский преобразователь на 12 вольт настроенный. Вентилятор включается вместе с вентилятором БП. А нагрев включается клавишей Ps-On (правый верхний угол БП). И сначала выключаем нагрев этой клавишей после работы, а уже после остывания фена выключаем питание (сзади). Тумблер предназначен для переключения скорости вентилятора. Пока не реализовал, не было необходимости в перегреве потока воздуха. Планирую просто запитать вентилятор через диод или два (надо пробовать), а тумблер просто пускал бы напругу мимо диодов, замыкая их. Чем ниже скорость потока, тем сильнее будет нагреваться воздух.

Немного о разъеме

Я использовал СОМ папу-маму. Откуда то с плат. Распаивал так: на нагрев две группы по три контакта (для 5 ампер более чем достаточно), на вентилятор по одному. Потом термоклеем зафиксировал-изолировал.

Таким образом, БП стабилизирован (если не на максимуме напруги работает), питание вентилятора стабилизировано, следовательно стабилизирована температура воздуха на выходе.

Конструктивом доволен. Для любительских целей вполне достаточно. При максимальном нагреве металлическая труба в районе ручки нагревается достаточно ощутимо, но рука вполне терпит. При нормальном режиме работы труба просто теплая. Т.е. ничего там не поплавится. Поток воздуха через трубку вполне справляется с охлаждением. И воздуховод желательно располагать как у меня, ближе к ручке. Чтобы не было обратного потока воздуха из горячей зоны. Фен прошел испытания отключением после максимального нагрева. Был просто обесточен. Вместе с вентилятором. Ничего не поплавилось.

Для начинающих: начинать конструкции такого рода, надо с влезания в закрома, загашники и т.д. и созерцания ранее накопленных богатств. И с большой долей вероятности отыщется то, что можно достаточно легко использовать. Это я к тому, что конструкция не обязательно должна полностью повторять мою.

Успеха.
05.03.2017.
Тришин А.О.
г. Комсомольск-на Амуре.