Пролог
В прошлом, для всяких «термических технологий», (конечно, кроме пайки и демонтажа радиодеталей), я использовал небольшую зажигалку с форсункой. Но, газовая горелка, в плане получения горячей струи воздуха, имеет ряд недостатков. С её помощью нельзя плавно регулировать температуру, величина факела зависит от количества газа в резервуаре, открытое пламя может стать причиной возгорания, ну и наконец, необходимо покупать газ в баллончиках.
Так что, решено было изготовить небольшой фен из всякого хлама, который можно найти в закромах самодельщика. Дополнительным стимулом к изготовлению данного девайса стала цена фабричного фена, которая у нас начинается примерно с 30$.
Замечу, что во время сборки и тестирования сабжа я построил ещё одну, пока умозрительную, модель фена большей мощности. Так что, если вам нужен более серьёзный агрегат, следите за новыми публикациями.
Критерии выбора
При наличии денежных средств прибор для паяния можно приобрести в специальной торговой точке, благо предлагаемый ассортимент поразит наличием разнообразных моделей с различным набором возможностей. Такое оборудование производится многими известными фирмами, которым и следует отдать предпочтение.
Прежде чем купить фен, необходимо определить требования к нему, надобные для использования, и ориентироваться на них при оценке модификаций, имеющихся в продаже:
В первую очередь — это рабочий температурный диапазон, который сможет выдать аппарат. Это основная характеристика нагревательного элемента, определяющая круг материалов, с которым фен сможет работать.- Если термостойкость оболочки фена не соответствует заявленной температуре, это приведёт к его разрушению и выходу прибора из строя. Значит, материалы, из которых изготовлен аппарат, необходимо выбирать особенно тщательно.
- Качественно изготовленное устройство для пайки должно гарантировать равномерный обдув, который поступает на обрабатываемую поверхность. Поэтому качество устройства подачи воздуха и количество оборотов, им выдаваемое, также важно.
- Термофен должен иметь надёжную изоляцию, отвечающую требованиям безопасности.
- Необходимо наличие теплового электрического реле, которое позволит варьировать температуру выдуваемого воздуха. Это даст возможность осуществлять пайку широкого спектра материалов.
- В комплектации готового изделия должна быть насадка, или несколько штук, для обработки поверхностей различной толщины и рельефа.
- Ну и о мощности прибора тоже забывать не следует.
Все эти требования обязаны быть нацеленными на долгую, безопасную, качественную эксплуатацию фена.
Основные детали и материалы
Давненько у меня валялся без дела этот вентилятор. Такие 40-миллиметровые вентиляторы раньше широко использовались в PC 486 и видеокартах.
Для данного узла потребуется минимальная доработка. Нужно будет повторно просунуть провод в узел крепления.
Для воздуховода нагревателя у меня не нашлось трубки подходящего диаметра, и я её позаимствовал у десятиваттного резистора типа С-5-5. Чтобы освободить трубку от внутренностей, спилил напильником один из её закатанных краёв.
Не рекомендую использовать для воздуховода нагревателя керамику или кварцевое стекло, так как эти материалы могут разрушиться при случайном попадании флюса или смывки на разогретую поверхность. Скажу по секрету, первые опыты я делал с керамическим воздуховодом нагревателя, который разрушился при первом же тепловом ударе. Так что, лучше выбрать сталь или, на худой конец, какой-нибудь цветной металл.
Для того чтобы не возиться с изготовлением слюдяного каркаса, я использовал проволоку диаметром 1,2мм от какого-то реостата. Думаю, подойдёт проволока диаметром 0,5-1,5мм. Если выбрать более тонкий провод, он не будет надёжно фиксироваться в корпусе, а если более толстый, то придётся увеличивать сечение кабеля, что сделает последний слишком жёстким.
Слюда понадобится для изготовления прокладки, которая изолирует спираль от трубки нагревателя. Стеклоткань будет служить теплоизоляцией между трубкой нагревателя и корпусом фена.
Для того чтобы было удобнее работать с непокорными материалами, нужно воспользоваться «Резиновым клеем», «Клеем 88Н» или клеем «Момент». Слюду можно наклеить на стеклоткань или даже бумагу. Стеклоткань можно просто проклеить и подсушить. В последствие, клей выгорит, но на этапе сборки окажет незаменимую помощь.
Спираль нагревателя нужно намотать с таким расчётом, чтобы она вставлялась в трубку с зазором, который впоследствии придётся заполнить слюдяной прокладкой. Если удастся найти трубку подходящего диаметра, то можно вставить конец провода в трубку и лишь после этого намотать спираль. У меня такой трубки не нашлось, поэтому я просто намотал провод на металлический прутик, а потом ввернул центральный провод внутрь спирали. Этот приём показан в видеоролике>>>
Много раз использовал эти чудесные изделия для решения совершенно нетипичных задач. В данном случае, электротехнические клеммники будут передавать ток от кабеля к спирали и фиксировать положение спирали относительно переднего края трубки (для предотвращения замыкания спирали на корпус).
Для изготовления корпуса фена будем использовать жесть, полученную от любой негофрированной консервной банки.
Часто цилиндрическая поверхность банок скрыта этикеткой. Если ещё в магазине провести ногтем по боковой поверхности банки, то можно легко распознать банку с гладкой боковой стенкой.
Из цилиндра пятиграммового шприца изготовим ручку фена.
Собираем воздушный паяльник из обычного
Из простого паяльника легко собрать термофен своими руками. Возникает вопрос, а зачем мы модернизируем паяльник? Ответ прост: часто бывают ситуации, в которых нет возможности расплавить припой обычным жалом.
Конструкция такого прибора проста и собрать сможет каждый. Для изготовления потребуется обычный пальник с деревянной ручкой и стандартной мощностью 40 Ватт. Для подачи воздуха необходим источник сжатого воздуха, Для этого подойдет компрессор для аквариума.
Необходимо извлечь жало, а нагревательный элемент оставить без изменений. В стенке делаем отверстие и выводим через него провод питания. К заднему торцу паяльника приклеиваем втулку, в которой будет крепиться трубка, соединенная с источником сжатого воздуха. Герметизируем места, где проходят провода.
В металлической части прибора требуется фольгой закрыть отверстия, затем обмотать медной проволокой – это усилит теплоемкость. На смену жалу нужно установить стальную трубку такого же диаметра, чтобы она хорошо держалась и не выпала во время работы. Такой инструмент обычно позволяет нагревать поверхность до 300 °С.
Принцип работы паяльного фена, сделанного своими руками, следующий
Воздух попадает к нагревательному элементу, теплоемкость которого была увеличена с помощью обматывания трубки фольгой и медной проволокой. Далее нагретый воздух поступает в стальную трубку, установленную вместо жала, и через отверстие в ней направляется уже к нагреваемой поверхности.
К минусам такого прибора можно отнести то, что нет возможности регулировать температуру и она недостаточно высока для некоторых металлов. Увеличить ее можно за счет изменения обдува. Этот инструмент, собранный собственноручно, позволит работать с некоторыми радиосхемами, но не сможет заменить профессиональное оборудование, например паяльную станцию.
Мини паяльная станция с большими возможностями
Такую станцию можно сделать например из пластиковой банки из-под лекарств. Такое устройство очень компактное. Состоит из трубки с установленной внутри спиралью (найти такую можно в старых конденсаторах) и вентилятора.
Рукоятка для станции не требуется, а блок питания на контроллере позволяет регулировать температуру.
Такой инструмент, собранный самостоятельно сопоставим по качеству работы с оригинальным магазинным вариантом.
Чертежи самодельного паяльного фена
Это сборочный чертёж паяльного фена. Изометрические проекции я нарисовать поленился, но рассмотреть паяльный фен со всех сторон можно, посмотрев видеоролик, размещённый в начале статьи.
А на этом чертеже изображён узел крепления электротехнического клеммника. Винт М3, крепящий клеммник, изолирован от жестяного корпуса с помощью небольшого отрезка кембрика (полихлорвиниловой трубки) и стеклотекстолитовой шайбы М4. Между шляпками винта и капроновой ручкой фена проложена стеклотекстолитовая шайба М3. Эта шайба предотвращают передачу тепла от электротехнического клеммника к ручке фена, через винт М3.
Чертёж развёртки корпуса миниатюрного паяльного фена в формате А4 и разрешении 300dpi находится под превьюшкой. Если его распечатать на принтере и наклеить на жесть от консервной банки, то можно будет без труда изготовить самую сложную деталь этой самоделки.
Устройство строительного фена
Строительный или технический фен представляет собой электроинструмент, предназначенный для локального нагрева поверхностей потоком горячего воздуха. Внешне он похож на обычный бытовой прибор, только имеет немного большие размеры и создаёт более высокую температуру — до 650о С. Термофен состоит из следующих основных частей:
- корпуса из термостойкого пластика с рукояткой пистолетного типа и отверстиями для забора воздуха;
- термоизоляционного кожуха, внутри которого располагается нагревательный элемент в виде нихромовой спирали, намотанной на керамическое основание;
- электродвигателя, смонтированного позади кожуха, в месте расположения воздухозаборных отверстий, и насаженной на его вал крыльчатки вентилятора;
- сопла, через которое горячий воздух подаётся наружу;
- кнопки включения инструмента;
- кабеля питания.
Строительный фен состоит из термоизоляционного кожуха с нагревательным элементом, электродвигателя и механизма управления прибором
Некоторые фены оснащаются регуляторами и индикаторами температурного режима, а также возможностью отключения функции нагрева при работающем вентиляторе. Последнее дополнение к конструкции необходимо для холодного обдува нагретых деталей с целью их более быстрого охлаждения.
Мелкие подробности
Заглянем под вентилятор, чтобы увидеть, как спираль подключена к кабелю. Конструкция получилась весьма ремонтопригодной. Достаточно открутить всего несколько винтов, чтобы заменить спираль, например, для того чтобы подогнать сопротивление спирали под напряжение уже имеющегося источника питания.
К кабелю нагревателя я припаял лепестки, но можно было свернуть концы проводников в колечки и залудить их, точно так же, как мы это делаем, когда меняем разборную сетевую вилку.
Большинство операций, которые я намереваюсь производить с помощью паяльного фена, требуют обеих свободных рук. Поэтому, я изготовил вот такую подставочку для фиксации фена на столе. Хомутик с незамкнутым периметром позволяет надёжно удерживать фен, а при необходимости легко изъять его из подставки.
Вот такой паяльный фен получился.
Изготовление термофена
Для изготовления воздушного термопаяльника самостоятельно хорошо подходит фен с вентилятором и нихромовая спираль с толщиной от 0,4 мм. Так как предполагается сборка самодельного устройства компактного размера, то спираль диаметром больше 0.5 мм не подойдет. Для большего сечения понадобится больший ток. Сначала нужно выбрать источник питания, а потом уже выбирать количество витков, так как от этого будет зависеть сопротивление спирали и нагрев воздуха. Для того чтобы собрать мощный термофен, достаточно источника питания с напряжением до 36 В.
Корпус и нагревательная система
В роли корпуса термофена может использоваться старый паяльник или стальная трубка, но так как рабочая температура будет высокой, то нужно обмотать трубку термостойким материалом или прикрепить ручку-держатель. Также в качестве воздуховода, внутри которого будет размещена нагревательная система, можно использовать автомобильный прикуриватель.
На следующем этапе необходимо намотать нихромовую спираль с небольшим расстоянием между витками. В качестве изолятора, на который наматывается спираль, может применяться керамическая трубка с диаметром 4—5 мм. Длина спирали должна наматываться с учетом сопротивления, которое рассчитывается в пределах от 70 до 90 Ом.
Конец трубки можно оснастить керамическим или фарфоровым трубчатым элементом, а спираль лучше наматывать на плоской пластине, что благоприятно повлияет на теплообмен. Получатся своеобразные отводы в виде лепестков, которые не будут прикасаться к изолятору. Чтобы увеличить КПД, можно сделать термозащиту при помощи стекловолокна или асбеста.
Технические данные
Питание вентилятора фена осуществляется от источника постоянного тока 12 Вольт.
Нагревательный элемент фена питается от источника переменного тока 0…12 Вольт. С его помощью, можно менять температуру воздушного потока, от комнатной, до температуры 600°С.
Параметры мини-фена при предельных значениях температуры.
Диаметр нихромового провода спирали нагревательного элемента — 1,2мм.
Напряжение питания нагревателя — 9 Вольт.
Ток нагревателя — 11 Ампер.
Мощность нагревателя — 100 Ватт.
Температура воздушного потока — 600°С.
Время вхождения фена в выбранный температурный режим — 1 минуты.
Я не изготавливал специальный блок питания для своего фена, так в моём распоряжении есть универсальные источники разной мощности.
Если у вас нет подходящего источника питания, то можно подогнать сопротивление спирали под одно из выходных напряжений компьютерного блока питания ATX или изготовить самый простой блок питания из балласта сгоревшей КЛЛ (Компактной Люминесцентной Лампы). Подробное описание переделки блока питания, на основе КЛЛ, смотрите здесь>>>
На картинке, схема импульсного источника питания для миниатюрного паяльного фена, собранная на основе балласта КЛЛ. Красным цветом выделены дополнительные элементы. Импульсный трансформатор TV2 имеет две вторичные обмотки. Одна из них питает вентилятор, а другая – спираль нагревателя. Для регулировки температуры спирали используется переключатель S1.
Турбинный и компрессорный тип
Схема паяльной станции, сооружаемой своими рукам, может быть представлена в виде основного модуля и оконечного устройства (термического фена), обеспечивающего нагрев воздуха в зоне пайки.
Перед её изготовлением необходимо знать, что по методу формирования принудительного воздушного потока такие устройства делятся на паяльные приборы турбинного и компрессорного типа.
В турбинных агрегатах воздух подается в зону обработки посредством небольшого электромотора с вентилятором, встроенного непосредственно в корпус фена. В изделиях второго класса воздушный поток формируется с помощью специального компрессора, размещённого в основном модуле (контроллере для паяльного фена).
При выборе требуемой разновидности станции для паяния мелких деталей обычно исходят из оценки следующих разнонаправленных факторов:
- вентиляторные паяльные станции способны формировать более мощный поток воздуха, что является очевидным преимуществом встроенного в них фена. Однако создаваемый с их помощью поток с трудом проходит через слишком узкие насадки;
- компрессорные фены наоборот, более эффективны при работе с относительно узкими насадками, используемыми при пайке деталей, размещённых в труднодоступных местах.
Выбор оптимального варианта паяльного фена, способного работать с данным набором насадок из пластика, осуществляется с учётом конкретных условий его эксплуатации.
О температуре нагревателя и выборе материала для его корпуса
Рабочая температура нихромовой спирали не должна превышать 1000°С. Температуру раскалённой спирали можно приблизительно определить по её цвету. В таблице указана температура в градусах Цельсия.
| Металл | Температура °С |
| Алюминий | 660 |
| Дюраль | 650 |
| Латунь | 1000 |
| Медь | 1080 |
| Никель | 1450 |
| Нихром | 1550 |
| Сталь | 1300 |
Как видите, для изготовления корпуса нагревателя лучше всего подойдут медь, латунь или сталь. Но, медь и латунь быстро окисляются при высоких температурах. Поэтому лучше выбрать сталь или никелированную сталь.
Если у вас в распоряжении имеются неисправные литий-ионные аккумуляторы, то вы можете изготовить трубку из корпуса одной из банок. Корпуса банок любых литий-ионных аккумуляторов и литий-ионных батареек изготовлены из нержавеющей стали.
На картинке разобранная батарея от ноутбука. Диаметр корпуса банки 16мм, длина – 65мм. О том, как разобрать ноутубучную батарею рассказано и показано здесь>>>
А на этой фотографии представлен разобранный аккумулятор «EN-EL1» от фотокамер Nikon. Диаметр банки 14мм, длина – 48мм.
Внимание!
Содержимое банок литий-ионных аккумуляторов и литий-ионных батареек крайне токсично! Поэтому, разборку банок нужно производить на открытом воздухе, а извлечённые продукты закупорить в надёжную тару и сдать в пункт утилизации батареек. Такие пункты обычно имеются в крупных супермаркетах и специализированных магазинах.
Выбор фена для пайки пластика и микросхем
Такие приборы в повседневной жизни применяются нечасто. Некоторые люди о них не слышали и не представляют, как термофен может помочь справиться со множеством бытовых и специфических проблем.
И всё же главная задача подобных аппаратов — оказание содействия мастерам при выпаивании радиодеталей и ремонте изделий из ПВХ и других материалов, поддающихся плавлению.
Внешний вид такого оборудования подобен строительным, отличия есть в габаритах и специальной сменной оснастке.
Безопасность при эксплуатации фена
Чтобы обезопасить себя от травматизации, необходимо знать, как правильно работать строительным феном.
- Совместное использование прибора и газового оборудования недопустимо. В частности в кухонных помещениях, где отмечается присутствие открытого воздуха и гибких шлангов. Неправильная эксплуатация и искрение может спровоцировать взрыв газа.
- Запрещено использование строительного фена для работы с лакокрасочными материалами в невентилируемом помещении. При нагреве происходит разлет вредных компонентов, которые опасны для здоровья.
- При снятии краски, необходимо предварительно узнать какое она имеет происхождение, так как есть вероятность содержания в ней токсичного свинца.
- Используя строительный фен для любых задач необходимо заблаговременно предусмотреть наличие средств пожаротушения.
- Выполнение рабочего процесса должно осуществляться в перчатках и в одежде с длинными рукавами, чтобы уберечься от возможных ожогов.
- При снятии краски с окон следует использовать особую насадку, которая защищает стекло. Но самодельное устройство естественно ее не предусматривает. Поэтому лучше приобрести ее или снять краску без использования строительного фена. Поскольку при работе высока вероятность разрушения стекла и разлета осколков.
- Работая с подобным оборудование необходимо позаботиться, чтобы поблизости отсутствовали дети и животные.
Сперва проверку строительного фена осуществляют с безопасного расстояния. Если аппарат функционирует исправно: происходит разогрев спирали до красного состояния, присутствует нагнетание воздуха, то это свидетельствует о возможности эксплуатации устройства. Для пробы его на деле используйте что-то менее значимое по ценности.
Изготовить строительный фен своими руками в домашних условиях довольно-таки не просто, поскольку требуются определенные навыки и знания конструирования электроприборов. Если не учитывать перечень необходимых требований, то поломка техники совершенно не исключается. Чтобы этого не произошло можно просмотреть представленные ниже видео-уроки по созданию устройств данного типа.
