Lutowanie cz.2.pdf

Podstawy

Wszystko o lutowaniu część 2

Lutownice ręczne

Budowę klasycznej lutownicy elektrycznej

pokazuje rysunek 5 . O właściwościach de-

cyduje zarówno moc grzałki, jak i skutecz-

ność przekazywania ciepła z grzałki do koń-

cówki grota i dalej do lutu i elementów. Nig-

dy ten przepływ nie jest idealny. W efekcie

tylko część mocy grzałki jest dostarczana do

końcówki grota. Inaczej jest w przypadku

najnowszych urządzeń lutowniczych. Na

przykład w stacjach TW 100 i HW 100 firmy

PACE element grzejny i grot połączono w je-

den zespół, zapewniający nieosiągalną dla

innych urządzeń szybkość reakcji na zapo-

trzebowanie cieplne punktu lutowniczego.

ipółprofesjonalne lutownice z układem regu-

lacji mają moc dobraną ze znacznym zapa-

sem (40...60W). Podczas normalnej pracy nie

jest wykorzystywana cała dostępna moc. Za-

pas mocy jest korzystny, ponieważ pozwala

szybko osiągnąć zadaną temperaturę, a także

utrzymać ją nawet w niesprzyjających wa-

runkach, na przykład przy obniżeniu napięcia

sieci czy przy dodatkowych chłodzeniu (np.

na wolnym powietrzu podczas wiatru). Ważne

informacje zawiera rysunek 6 . Pokazuje on

zakresy optymalnych i niedopuszczalnych

temperatur. Zaznaczone są też przykładowe

charakterystyki trzech lutownic: A – zwykłej

miniaturowej o mocy 14W, B – zwykłej

o mocy 30WiC– zautomatyką (ze stabili-

zacją temperatury) o mocy 55W. Mała 14-

watowa lutownica po pewnym czasie też roz-

grzeje się do temperatury gwarantującej pra-

widłowe lutowanie. Ale przy ciągłym lutowa-

niu większej liczby połączeń jej temperatura

nadmiernie się obniży. W lutownicy o charak-

terystyce C, mającej zapas mocy i system re-

gulacji spadek temperatury nawet podczas

ciągłego lutowania praktycznie nie występuje.

Opracowano różne systemy regulacji tem-

peratury. Od lat znane i cenione są lutownice

ze stabilizacją magnetyczną firmy Weller.

Budowę takiej lutownicy pokazuje rysunek

7 , pochodzący z materiałów reklamowych

firmy Weller, a fotografia 6 przedstawia naj-

popularniejszego przedstawiciela tej rodziny,

lutownicę TCP-24, zasilaną napięciem 24V.

Regulacja opiera się na utracie właściwości

magnetycznych ferromagnetyka po osiągnię-

ciu tzw. punktu Curie, czyli temperatury cha-

rakterystycznej dla danego materiału magne-

tycznego. Kawałek takiego materiału magne-

tycznego jest częścią grota – patrz fotografia

7 . W stanie zimnym magnes czujnika jest

przyciągnięty do tego kawałka ferromagne-

tyka i styki są zwarte – przez grzałkę płynie

prąd. Gdy temperatura grota wzrośnie powy-

żej punktu Curie, magnes przestaje przycią-

gać ferromagnetyk, styki zostają rozwarte

i grzałka przestaje grzać. Temperatura waha

się w niewielkich granicach, zapewniając

optymalne warunki lutowania. O wartości

temperatury decyduje wspomniany kawałek

ferromagnetyka będący częścią grota. Aby

zmienić temperaturę, trzeba więc wymienić

grot na inny. Najczęściej wykorzystuje się

groty oznaczone liczbą 7 o temperaturze no-

minalnej 370 o C, rzadziej z numerem 6

(310 o C) czy 8 (400 o C).

Obecnie coraz częściej spotyka się stacje

lutownicze z płynną regulacją temperatury.

Regulacja polegająca tylko na zmianie mocy

grzania to rozwiązanie bardzo słabe, wręcz

Rys. 5

Wbrew pozorom, temperatura grota nie

zawsze jest wprost proporcjonalna do mocy

grzałki. Mała grzałka może zapewnić taką

samą temperaturę grota, jak duża w większej

lutownicy – po prostu inny będzie rozkład

strat ciepła. Ważna różnica ujawni się jednak

podczas lutowania. Należy też mieć świado-

mość, że na drodze od grzałki do końcówki

grota występuje pewien opór cieplny

i w efekcie podczas lutowania, gdy lut i ele-

menty odbierają ciepło z grota, jego tempera-

tura obniża się. Przedstawione powyżej naj-

nowsze stacje lutownicze PACE zapewniają

w tym zakresie wyjątkowo krótki czas osią-

gnięcia ustawionej temperatury na grocie.

Wmałej lutownicy z grzałką omałej mocy

spadek temperatury podczas lutowania kolej-

nych punktów będzie znaczny. W lutownicy

z grzałką owiększej mocy spadek temperatu-

ry będzie mniejszy. I to jest istotny argument

na rzecz lutownic o mocy ok. 30W (25...35W).

Należy pamiętać, że zbyt duża temperatu-

ra grota podczas lutowania jest groźna dla

elementów. Lokalne naprężenia podczas

podgrzewania mogą doprowadzić do pęk-

nięć, rozhermetyzowania obudowy, uszko-

dzenia połączeń, a nawet półprzewodnikowej

struktury.

Z kolei zbyt niska temperatura uniemożli-

wi powstanie prawidłowych połączeń – efek-

tem będą tak zwane zimne luty.

Ponadto do uzyskania optymalnego rezul-

tatu przy lutowaniu różnych elementów nale-

żałoby stosować różne temperatury grota.

Nie zapewnią tego proste lutownice. Aby

osiągnąć i utrzymywać zadaną temperaturę,

wymyślono różne rozwiązania. Profesjonalne

Fot. 6

Fot. 7

Rys. 6

Rys. 7

Elektronika dla Wszystkich

Podstawy

nie do przyjęcia. Większość stacji lutowni-

czych tego typu wykorzystuje czujnik (ter-

moparę) umieszczony wewnątrz lutownicy,

mierzący rzeczywistą temperaturę grota.

Dopiero wykorzystanie czujnika temperatury

i obwodu sprzężenia zwrotnego pozwala

osiągnąć bardzo małe wahania temperatury

i umożliwia ustawienie dowolnej temperatury.

Fotografia 8 pokazuje popularną i tanią

stację lutowniczą tego typu - ST 25E firmy

PACE, z analogową regulacją i stabilizacją

temperatury. Jeszcze większą precyzję za-

pewniają stacje z cyfrowym układem zarzą-

dzającym temperaturą np.: PACE ST 45,

która umożliwia stabilizację temperatury

z maksymalną dokładnością ±1 o C.

Od lat znaczną popularnością cieszą się

lutownice transformatorowe, zwane też pi-

stoletowymi. Fotografia 9 pokazuje taką lu-

townicę . Zasada działania jest prosta. Uzwo-

jenie wtórne transformatora o małym napię-

ciu wyjściowym pracuje praktycznie w wa-

runkach zwarcia. Zwarcie to zapewnia dość

gruby drut miedziany o średnicy 1...1,5mm,

pełniący rolę grota. Duży prąd zwarciowy

przepływający przez drut grota silnie go roz-

grzewa. Moc wydzielana w grocie zależy nie

tylko od grubości drutu, ale też od jakości

styku szyn z drutem grota. Zależnie od jako-

ści styku, temperatura drucianego grota mo-

że zmieniać się wdużych granicach – łatwo

może wzrosnąć ponad 450 o C albo spaść po-

niżej 300 o C. Skutkiem nadmiernego wzrostu

jest przepalenie cyny, czyli błyskawiczne pa-

rowanie zawartego w niej topnika; także grot

zbyt zimny nie zagwarantuje pra-

widłowego lutowania.

Choć lutownice transformato-

rowe były i nadal są dość popular-

ne, na pewno nie są optymalne do

precyzyjnych prac z uwagi na cię-

żar i wahania temperatury grota.

Dobrze nadają się natomiast do

sporadycznych prac serwisowych,

zwłaszcza w przypadku więk-

szych elementów.

Spotyka się też lutownice bez-

przewodowe. Bardzo mało są

u nas popularne lutownice z wbu-

dowanymi akumulatorkami. Ich

wadą oprócz ceny są znaczny ciężar i nie-

wielka pojemność akumulatorków. Innym

godnym uwagi rodzajem lutownic bezprze-

wodowych są lutownice gazowe. Paliwem

jest popularny gaz do zapalniczek. Są lekkie,

wygodne, dobrze sprawdzają się także na

wolnym powietrzu, nawet przy wietrze. War-

to mieć taką lutownicę gazową w swoim ar-

senale do prac w terenie oraz jako dodatkową

przy lutowaniu wyjątkowo grubych drutów

czy styków (często wykorzystywane są wte-

dy dwie lutownice jednocześnie).

Ale uwaga, lutownice gazowe są różnej

jakości. Bardzo tanie wersje często okazują

się niezbyt dobre i optymalna okazuje się lu-

townica gazowa dobrej firmy, droższa, za-

pewniająca dobre właściwości i trwałość.

Fotografia 10 pokazuje lutownicę gazową

firmy Potrasol w wersji Professional z oferty

Renexu.

Fot. 11

Fot. 12

przedstawia stacje H7 NEC, zaś fotografia

12 Thermoflo 200 firmy PACE.

Ostatnio w związku z upo-

wszechnieniem się coraz mniej-

szych elementów SMD spotyka

się coraz więcej lutownic i roz-

lutownic na gorące powietrze,

ściślej na gorący gaz (azot). Są

to narzędzia kosztowne. Mało

używane przez hobbystów stają

się coraz popularniejsze wśród

profesjonalistów. Renex oferuje

bardzo szeroki wybór tego typu

narzędzi od prostych w obsłu-

dze i wyjątkowo atrakcyjnych

cenowo stacji na gorące powie-

trze NEC do bardzo złożonych

systemów PACE, fotografia 11

Ciąg dalszy w następnym numerze EdW.

Zbigniew Orłowski

Fot. 8

Fot. 9

Fot. 10

Elektronika dla Wszystkich

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: