Хабрахабр

Как все начиналось: история паяльника и появление современных инструментов


Паяльник второй половины XIX века, который нагревался на огне

Разные народы в разное время паяли золотые, серебряные изделия и предметы из других металлов. Пайка известна человеку около 4 тысяч лет — это исторически доказано. Пока мастер работал с одним паяльником, второй нагревался при помощи пламени — так решалась проблема непрерывности работы. Все паяльники до момента изобретения электрического были рассчитаны на нагревание открытым огнем. Все изменилось после того, как электричество стало привычным, а изобретатели стали создавать устройства, работающие на электрическом токе.

Первый электрический паяльник

В 1896 году Ричард Шнайдер и Август Тиннерхольм получили патент на «аппарат электрического нагревания», сейчас известный как паяльник. Этот инструмент стал известен под брендом American Beauty, причем компания, выпускавшая эти паяльники, работает и сейчас. Но это были штучные устройства.

Штучными были и паяльники General Electric — компания получила патент на такое устройство в 1910 году.

Чуть позже General Electric представила улучшенную версию паяльника, снабженную фиксатором, который удерживал паяльник, когда мастер его не держал.

Стойка была снабжена радиатором, так что она поглощала выделяемое паяльником тепло и рассеивала его в окружающее пространство.


Паяльник American Beauty от 1947 года — здесь у него вполне узнаваемая форма

Как паяльники стали популярными

Человеком, который сделал паяльник популярным и распространенным, стал Эрнст Сакс — немецкий инженер, создавший паяльник для промышленности (изначально для производителей металлической посуды и прочих изделий, и только потом — для электротехники). Его можно назвать родоначальником электроники, поскольку без пайки создание портативных электронных устройств невозможно.

Первый его паяльник H-1 относился к «молотковому» типу и был предназначен, в первую очередь, для лудильных работ. Сакс запатентовал свое изобретение в 1921 году. Благодаря его предпринимательским способностям паяльник стал продаваться ранее невиданными объемами. Устройство стало популярным, и Сакс основал компанию ERSA, постепенно распространив паяльник по всей Европе.

Изобретение Сакса стало основой для дальнейших модификаций «электрического нагревательного устройства», как компанией ERSA, так и сторонними производителями.

В 1926 году Уильям Альферинк получил патент США на паяльную станцию — это была первая в истории паяльников система такого типа.

Он открыл в Пенсильвании компанию Weller Manufacturing Company, которая стала поставлять свою продукцию компаниям и частным лицам. В 1946 году Карл Веллер получил патент на паяльный пистолет.

В 1949 году компания American Beauty выпустила систему, которая позволяла регулировать температуру паяльника при его подключении к этой системе.

Она стала популярной, и в 1954 году состоялся первый судебный процесс между Weller Manufacturing Company и WEN Products. В 1951 году была основана компания WEN Products, которая стала производить собственные паяльники. Суд он выиграл. Руководитель первой компании обвинил вторую в нарушении патентного законодательства.

В 1960 году компания Weller Manufacturing получила патент на паяльник с терморегуляцией, после чего уже началась золотая эра паяльников.

Современные паяльники

Разновидностей паяльников множество. Их классифицируют по способу нагревания, мощности и другим параметрам.

По типу нагревания паяльники делятся на паяльники с периодическим и постоянным нагревом.

Паяльники с периодическим нагревом:

  • молотковый и торцевой. Как раз эти паяльники, представляющие собой массивный рабочий наконечник, который закреплен на длинной рукоятке, появились тысячи лет назад. Они существуют и сейчас, их нагревают от газовых или бензиновых горелок;
  • дуговой паяльник. Такие паяльники нагреваются электрической дугой, которая периодически генерируется между угольным электродом внутри паяльника и его наконечником. Обычно такой паяльник весит не меньше килограмма, и нагревается система до температуры 500 C°. Потребляемая мощность — 1,5–2 кВт.

Паяльники с постоянным нагревом:

  • электрический — нагреваются при помощи электронагревательного элемента, работающего от электросети, от понижающего трансформатора или аккумуляторов;
  • газовый — в них встроен газовая горелка, которая нагревает жало. Газ поступает из баллончика со сжиженным газом или большого баллона по шлангу;
  • топливный — принцип работы похож на газовые, только вместо газа жидкое топливо;
  • термовоздушный — создает постоянный поток раскаленного воздуха, который и плавит припой;
  • инфракрасный — нагрев происходит с помощью инфракрасного излучения.

В электронике и электротехнике чаще всего используются электропаяльники. Они отличаются по мощности.

Самые мощные паяльники

Вес таких паяльников — 1,5–2 кг, нагреваются они до 600 C°. Как правило, это молотковые системы мощностью около 550 Вт. Используют их для лудильных работ, а также для выжигания на дереве, коже и пластике.

Это молотковый паяльник с мощностью в 550 Вт и весом в 2,3 кг. Ersa 550 — типичный представитель семейства мощных паяльников. Предназначен для обработки листового металла, монтажных работ и пайки коллекторов и медных шин. Стоит он, кстати, около 26 тысяч рублей.

Паяльники повышенной и средней мощности

Типичный представитель этого «семейства» — паяльник ERSA-150, который весит 245 г, и нагревается до 450 C°. Такие паяльники, на 40–150 Вт обычно используют электрики. Жало у мощных паяльников может быть как изогнутым, так и клиновидным или конусообразным.

Используются паяльники повышенной и средней мощности как для работы проводами, так и для обработки стекла или других материалов.

Маломощные и микропаяльники

Их используют для работы с электронной аппаратурой: от микропайки до работы с проводами или элементами хорошо видимыми без микроскопа или лупы. Мощность таких паяльников составляет 5–25 Вт. У некоторых моделей есть ЖК-дисплей, куда выводится температура нагрева жала и режим работы устройства. У таких паяльников обычно есть разнообразные сменные жала. Также большинство моделей оснащены терморегулятором.

Яркий представитель семейства микропаяльников — модель TS-100.

Есть ЖК дисплей для отображения важной информации вроде температуры и режима работы. Его вес — всего 35 граммов, длина — 17 см.

Не только электроника. Что еще можно делать паяльником?

Кроме пайки электронных компонентов и проводов, паяльник можно использовать для пайки металлических изделий, пластика, работы со стеклом, в том числе, и органическим.

Пайка листов жести

Кроме того, пайка помогает скреплять между собой листы железа, причем конструкцию можно сделать герметичной. Это частый процесс при ручном изготовлении металлической тары. Для пайки железа оловом нужен молотковый паяльник, припой с небольшой концентрацией олова, флюс и шило.

При нагревании металла происходит его смачивание и защита от окислительных процессов. Флюс при такой пайке выполняет функции как растворителя, так и окислителя. Ну а в качестве флюса можно использовать канифоль и соляную кислоту, либо хлористый цинк и борную кислоту.

Что касается паяльников, которые нагреваются от огня, их уже не используют. Для пайки железа или жести нужен электрический паяльник с мощностью более 40 Вт.

Паять также можно оцинкованное железо и проволоку.

Пайка пластика

В обычной ситуации снять бампер не так просто, а заменить — дорого. Паяльник может пригодиться автомобилисту для ликвидации трещин или вмятин на бампере или элементах пластикового объекта. Ремонтировать пластиковые детали автомобиля можно и без их демонтажа.

Второй вариант — термопистолет, который не только спаивает детали, но и дает возможность выправлять деформированные участки. Паять пластик можно с использованием паяльника с прямым или загнутым наконечником, такой способ позволяет соединять в единое целое даже осколки. И третий вариант — паяльная станция, которая включает достоинства первых двух вариантов.

Велосипеды, мотоциклы, снегоходы, бытовые приборы — все можно починить при помощи паяльника. Паяльником можно отремонтировать практически любые поврежденные детали из пластика, не только для автомобилей.

Пайка и резка стекла

Для этого, кроме паяльников, требуется паяльный флюс и мазь для пайки. Специализированные паяльники можно использовать для пайки художественного витражного стекла. Отличием «стеклянных» паяльников от обычных является невозможность замены жала.

Для этого нужно понемногу перемещать паяльник по линии планируемого отреза, так что стекло будет трескаться (всего несколько миллиметров в зоне жала). Кроме пайки стекла, паяльник можно использовать и для резки стеклянных изделий. После прохождения паяльником по всей линии одна часть стекла отделится от другой.

Флюсы и припои

Пайка металлов невозможна без флюса и припоя. Флюс противодействует окислению поверхности контакта и одновременно очищает эту поверхность от существующей пленки окислов, так что раскаленный припой активно контактирует с металлом. Разделяют припои на мягкие (температура плавления ниже 300 °С) и твердые (300 °С).

Все они служат для пайки материалов с разным назначением (пайки деталей, чувствительных к перегреву, пайка обмоток электродвигателей, пайка печатных схем и т.п.). Есть чистые припои — например, олово или свинец, а есть многокомпонентные, которые чаще всего и используют в современной электронике.

Они могут быть органического и неорганического происхождения, но их предназначение чаще всего — удаление оксидов паяемых поверхностей, снижение поверхностного натяжения и улучшение прилипания жидкого припоя. Ну а флюсов еще больше. Сейчас же владельцу паяльника доступен широкий спектр флюсов. Раньше флюсов было немного, в основном — канифоль. Популярнейший флюс — Amtech RMA-223, представляющий собой смесь канифоли и растворителя, EFD NC-D500 6-412-A Flux-Plus (канифоль, растворитель, активатор), Interflux 2005 (тоже канифоль, растворитель, активатор).

Здесь одной канифолью уже не обойтись, все же на дворе XXI век. Флюсы разных видов нужны для того, чтобы обеспечивать оптимальные условия для пайки разных металлов с использованием разных припоев.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть