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.
На выходе.
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.
Термофен для пайки иногда является просто незаменимым помощником в домашнем хозяйстве. При помощи этого фена можно своими руками выполнить ряд различных работ в любых сферах деятельности. Фен дает возможность спаивать линолеум, пленки, микросхемы и является незаменимым оборудованием при других видах работ.
На сегодняшний день предлагается огромное количество моделей, которые отвечают все высоким требованиям и нормам. Эти профессиональные фены на многое способны. Но их цена довольно высокая, и потому термофен для пайки, изготовленный своими руками, для большинства людей выглядит гораздо предпочтительней.
Конструкция термофена
Термофен относится к устройствам для спайки легкоплавких материалов при помощи горячей струи воздуха. Помимо своей главной функции пайки материалов, это устройство может применяться для тепловой обработки материалов с иной целью, к примеру, для удаления краски или нагрева изделия, к примеру, трубы во время изгиба.
Конструкция термофена имеет корпус с высокой термостойкостью, устройства для нагнетания воздушного потока и нагревательного элемента. Воздух в фене разогревается до 600-750 градусов. Для обеспечения этого прогрева мощность нагревательной части обязана составлять свыше 1,7 кВт. Немаловажным элементом промышленных термофенов является возможность регулирования температуры, чаще всего она ступенчатая, 350 и 550 С. Температуру, которая доходит до поверхности спаиваемых материалов, можно отрегулировать и расстоянием от сопла фена до материала. Основное количество фенов настраивается таким образом, что при отдалении устройства на 6-7 см от материала, температура воздушного потока уменьшается в 2 раза .
Сегодня эти фены широко используются для удаления старой краски, что особенно актуально для деревянных поверхностей. В данном случае необходима максимальная температура воздушного потока, не меньше 550 С. При этом нагреве краска становится эластичной и отходит от дерева. Сегодня имеет спрос искусственное старение покрытий из дерева. Термофен великолепно справляется с данной задачей при температуре 550 градусов и расстоянии сопла устройства на 1 см и от материала. Прогретый воздух (на нижнем уровне регулировки) применяется для сушки покрытий.
Особенности изготовления термофена своими руками
Главное требование для самодельного термофена можно обозначить таким образом: фен обязан создать горячий воздушный поток с температурой не менее 850С с мощностью нагревательного элемента не меньше 2,6 кВт. Помимо этого, все элементы этого фена обязаны быть недорогими и доступными. Простые бытовые фены не отвечают данному требованию ни по мощности, ни по температуре.
Чаще всего конструкция выбирается двух видов:
- Ручной термофен.
- Стационарный термофен.
Стационарный фен легче сделать, потому что не ограничиваются размеры устройства и не нужно думать о температуре на рукояти. Но в данном варианте фен (в этом случае некая разновидность паяльника) фиксируется неподвижно, а передвигать необходимо деталь. Это обстоятельство значительно усложняет пайку. Наиболее перспективна, хоть и сложнее, мобильная ручная конструкция, она должна быть небольшой и позволять удерживать ее голыми руками.
Один из главных вопросов – нагревательный элемент. В бытовых устройствах (паяльник, фены) нагреватели по мощности не подходят. Необходимый нагревательный элемент нужно изготавливать своими руками из нихромовой проволоки сечением 0,4-0,8 мм. Нихром большего сечения способен создать большую мощность, но добиться при этом необходимой температуры будет намного трудней. Для компактного расположения нагревательного элемента из проволоки нужно будет сделать спираль диаметром 4-8 миллиметра .
Спираль должна располагаться на каком-то основании в виде цилиндра (в форме полого конуса или трубки) из материала, который имеет высокую термическую стойкость. В этом случае тяжело обойтись без кварцевых или фарфора элементов. Это основание можно найти в нерабочих бытовых фенах, однако рекомендуется применять кварцевый изолятор для прожекторов галогенной трубчатой лампы с мощностью 2,3-2,6 кВт. Если найти такую нерабочую лампу, то этот элемент самодельного термофена обойдется вам бесплатно.
В роли нагнетающего элемента потребуется стандартный вентилятор небольших габаритов. Во время сборки фена своими руками эта часть обойдется вам дороже всего. Нагнетатель можно извлечь из какого-либо мощного домашнего фена. Из бытовых вентиляторов можно посоветовать модель BAKU 8032 с мощностью 30 литров в минуту. Этот вентилятор работает от электросети 220 Вольт и имеет мощность около 420 Ватт .
Самый дешевый и простой вариант, который сможет удовлетворить всем требованиям, это небольшой компрессор для аквариумных рыбок. Его нужно ставить с ресивером, то есть, с воздушным накопителем. Для этого подходит любая маленькая пластиковая бутылочка, так как в районе ее установки нагрева не происходит, а горячий воздушный поток направляется в другую сторону. Да и непосредственно воздушный нагнетатель не подвержен термическому действию.
В изготовлении корпуса фена возможны несколько вариантов:
- Использовать материал с повышенной термоизоляцией, к примеру, керамику либо фарфор, но это вызовет значительное удорожание и усложнение конструкции.
- Использовать надежную термоизоляцию канала распределения нагревательного элемента и горячего потока. В данном случае материал корпуса не подвержен температурному действию, за исключением участка, который прилегает к соплу фена.
В роли главной части корпуса (в том числе и ручки) можно выбрать корпус от любого ненужного бытового фена больших размеров (чем старше год изготовления, тем лучше). Носик корпуса , то есть место сопла, нужно сделать из термоизоляционного материала, который сам сможет выдержать температуру около 800С и в это же время изолирует остальные участки корпуса от действия этой температуры. Само сопло термофена необходимо выполнить металлическим, чтобы учитывать вероятные соприкосновения с расплавами во время пайки.
Термическая изоляция может отлично обеспечиться кварцевыми элементами (трубки, пластины), слюдой, стекловолокном или стеклом, фарфором, керамикой и так далее. Во время изготовления фена будет необходим специальный термоустойчивый клей .
В конструкции фена для пайки своими руками необходимо предусмотреть:
- пусковой включатель;
- механизм возможности регулировки скорости воздушного потока и температуры (мощности) нагревательного элемента.
Для чего обязаны быть установлены плавные регуляторы – реостаты. Систему регулирования мощности можно использовать от ненужных бытовых электроприборов, если данные элементы еще находятся в исправном состоянии. В роли пускового включателя можно установить клавишный либо кнопочный механизм.
Главное предназначение термофена – это спайка материалов. Такие материалы, как каучук, линолеум, ПВХ-пленка, спаиваются с помощью наполнения сварного шва сплавом присадочного жгута, этого можно достичь горячим воздушным потоком. Расплавление жгута происходит с помощью его нагрева до 350С. Такой способ является основным во время пайки линолеума при настиле на пол. Термофен значительно упрощает задачу изгибания пластиковых труб, листов и профилей. Прогрев при изгибе пластика обеспечивается в диапазоне температур 350-450С на пониженной скорости воздушного потока. Нагрев пластика
обязан происходить постепенно и медленно.
Сборка термофена своими руками начинается с создания спирали нагревательной части. Спираль накручивается на стальную проволоку сечением 4-7 мм с натяжкой. Спираль желательно наматывать проволокой из фехраля или нихрома сечением 0,5-0,6 мм. Размер спирали высчитывается с учетом условия, что ее электрическое сопротивление будет составлять приблизительно 75-95 Ом.
Спираль обматывают на трубчатое основание от галогенной лампы для прожектора или паяльника (к примеру, паяльник ЭПСН100). Витки спирали укладывают равномерно по все площади основания с небольшим зазором (контакт витков друг с другом недопустим). Сверху уложенной спирали закрепляется слой из асбеста или с натяжной наматывается слой стекловолокна. Данный слой лучше всего закрепить термоустойчивым клеевым составом. После на слой клея одевается термоизоляционная трубка (кварцевое стекло, керамика, фарфор и так далее). Концы спирали нужно вывести наружу. При этом торцы нагревательного элемента и участки вывода лучше всего обработать термоустойчивым клеем.
Собранный нагревательный элемент устанавливается во внутренний канал корпуса термофена . Но предварительно нужно место установки проложить кварцевыми пластинами, слюдой или асбестом, для дополнительной термоизоляции. Выходы спирали, с помощью винтового крепления, соединяются с проводом электрического питания. Этот электропровод обязан иметь теплостойкую изоляцию – волокнистую изоляцию либо фторопласт. Провод нужно проложить через пусковой включатель и реостат для регулирования напряжения, которое подается на спираль.
В обратной части корпуса закрепляется воздушный нагнетатель четко соосно с отверстием нагревательного элемента. Если компрессор или нагнетательный элемент не может поместиться в корпусе, то его можно зафиксировать снаружи торца корпуса. В данном случае к нему нужно присоединить направляющую трубке для потока воздуха. Данная трубка обязана проходить к нагревательному элементу изнутри корпуса и устанавливаться четко соосно его каналу.
От нагнетателя выводятся провода для электрического питания, которые подсоединяются с проводом для нагревателя таким образом, чтобы включатель одновременно мог управлять питанием двух элементов. Реостат регулировки воздушного потока необходимо ввести в цепь электропровода для нагнетателя – его работа не зависит от включения нагревателя .
Электропровод питания выводится наружу внизу рукояти корпуса, а клавиша или кнопка включателя и рычаги реостатов крепятся в удобном вам месте с наружно стороны корпуса. После половинки корпуса соединяются и крепятся между собой. Монтируется концевая часть из термоизоляционного материала в форме конуса или цилиндра. Крепится металлическое сопло. В конструкции лучше всего предусмотреть сменные сопла с различным выходным диаметром.
Принцип работы термофена
Фен для пайки своими руками работает таким образом. Во время нажатия на спусковую кнопку включается нагреватель и вентилятор. Нагретый воздух узким потоком перемещается в необходимую точку. При достижении установленной температуры, воздушный поток расплавляет флюс и припой, а также нагревает соединяемые детали. Таким образом, происходит спайка деталей.
Пайка микросхем
Если есть желание применить фен в роли паяльника небольших деталей, к примеру, микросхем, то температуру воздушного потока необходимо повысить до 750-800С
. Прогретый воздух обязан расплавить припой и в тоже время раскалить металл спаиваемой детали практически докрасна. Воздушный поток обязан иметь узконаправленную форму. Для этого термофена мощность нагревательной части нужно повысить до 2,3-2,6 кВт.
В значительной мере увеличивается требование к термической устойчивости материала корпуса аппарата, а рукоять при этом обязана иметь температуру, которая комфортна для рук человека, чтобы пайка не превратилась в муку. В некоторых конструкциях фенов для удобства эксплуатации и в роли дополнительной тепловой защиты устанавливается резиновое покрытие рукояти.
Инструмент для сборки термофена
Во время изготовления фена своими руками будет необходим такой инструмент:
Термофен сможет помочь во многих работах, которые связаны с пайкой микросхем и маленьких деталей. При помощи его можно спаять линолеум, полимерные пленки и сделать еще множество полезных дел. Термофен можно собрать своими руками с небольшими затратами.
Иногда просто незаменим в хозяйстве. С помощью термофена можно произвести ряд нужных работ в разных отраслях деятельности человека. Он позволяет спаивать пленки, линолеум; паять микросхемы; оказывается незаменимым при других работах.
Термофен может пригодиться при обстоятельствах, которые требуют изменить структуру материала горячим воздухом.
В настоящее время предлагается много моделей, отвечающих высоким требованиям. Такие профессиональные аппараты способны на многое. Однако стоимость их значительна, и поэтому термофен для пайки, сделанный своими руками, для многих выглядит предпочтительнее.
Особенности термофенов
Термофен можно отнести к аппаратам для пайки легкоплавких материалов с помощью нагретой воздушной струи. Кроме основной функции спаивания материалов, такой аппарат может использоваться для тепловой обработки поверхности материалов с другой целью, например для снятия краски или прогрева изделия, например, трубы при изгибе.
Термофен состоит из корпуса с повышенной термостойкостью, нагревательного элемента и устройства для нагнетания потока воздуха. Воздух в аппарате нагревается до 650-700ºС. Для обеспечения такого нагрева мощность нагревательного элемента должна составить более 1,6 кВт. Важным элементом промышленных фенов является регулировка температуры, как правило, ступенчатая, 300 и 500ºС. Температура, которая достигается на поверхности спаиваемых материалов, регулируется и расстоянием от сопла аппарата до заготовки. Большинство термофенов настраивается так, что при отдалении сопла на 7-8 см от заготовки, поток воздуха уменьшает температуру в два раза.
Широкое применение термофены находят для снятия старой краски с поверхности материалов, особенно, деревянных поверхностей. В этом случае нужна максимальная температура потока воздуха, не менее 500ºС. При таком прогреве краска размягчается и отслаивается от дерева. В последнее время находит спрос искусственное старение деревянных покрытий. Тепловой фен прекрасно справляется с этой задачей при температуре 500ºС и удалении сопла аппарата на 1 см и более от поверхности. Горячий воздух (на нижней ступени регулирования) используется при сушке покрытий.
Вернуться к оглавлению
Особенности конструирования самодельного термофена
Основное исходное требование для термофена для пайки своими руками можно сформулировать так: аппарат должен создать поток горячего воздуха с температурой до 800ºС при мощности нагревательного элемента не менее 2,5 кВт. Кроме того, все детали такого фена должны быть доступными и недорогими. Обычные бытовые фены не подходят по этому требованию и по температуре, и по мощности.
Спираль нагрева для термофена не должна быть слишком длинной, иначе он будет медленно греться.
Конструкция, как правило, может быть двух типов: стационарная и ручная. Стационарный термофен сделать проще, так как не ограничиваются габариты аппарата и не надо думать о температуре на ручке. Однако в этом случае фен (в данном случае как разновидность паяльника) закрепляется неподвижно, а перемещать нужно деталь. Это обстоятельство намного усложняет работу. Более перспективна, хотя и сложнее, ручная переносная конструкция, которая должна быть малогабаритной и иметь возможность держать ее незащищенными руками.
Одна из основных проблем – нагревательный элемент. Нагреватели в бытовых приборах (фены, паяльник) не подходят по мощности. Нужный нагревательный элемент придется изготавливать самостоятельно из нихромовой проволоки диаметром 0,3-0,7 мм. Проволока большего диаметра способна обеспечить большую мощность, но достичь при этом нужной температуры будет гораздо сложнее. Для компактной укладки нагревательного элемента из проволоки ее придется навить в виде спирали диаметром 5-7 мм.
Спираль нагревательного элемента должна расположиться на каком-то цилиндрическом основании (в виде трубки или полого конуса) из материала с большой термической стойкостью. Здесь трудно обойтись без фарфора или кварцевых элементов. Такое основание можно извлечь из бездействующих бытовых фенов, но рекомендуется использовать кварцевый изолятор трубчатой галогенной лампы для прожекторов мощностью 2,2-2,5 кВт. Если взять перегоревшую такую лампу, то эта деталь самодельного термофена может обойтись бесплатно.
В качестве нагнетающего элемента нужен стандартный малогабаритный вентилятор. При изготовлении термофена своими руками этот элемент обойдется наиболее дорого. Нагнетатель можно взять из любого мощного бытового фена. Из стандартных вентиляторов можно порекомендовать модель BAKU8032 с производительностью 30 л/мин. Такой вентилятор работает от сети 220 В и имеет мощность порядка 400 Вт. Наиболее простой и дешевый вариант, который может удовлетворить требования, это малогабаритный компрессор для аквариума. Его необходимо устанавливать с ресивером, т.е. с накопителем воздуха. Для этого подойдет любая небольшая пластиковая бутылочка, так как в месте ее установки разогрева не происходит, а поток горячего воздуха направлен в противоположную сторону. Да и сам нагнетатель воздуха не подвергается термическому воздействию.
В конструировании корпуса термофена возможны два варианта. Можно использовать материал с очень высокой термоизоляцией, например фарфор или керамику, но это вызовет усложнение конструкции и значительное удорожание. Наиболее рационален второй вариант, заключающийся в надежной термической изоляции канала распределения горячего потока и нагревательного элемента. В таком случае материал корпуса не подвергается термическому воздействию, кроме участка, прилегающего к соплу аппарата.
Для ручки инструмента можно использовать корпус любого старого бытового фена.
В качестве основной части корпуса (включая ручку) можно использовать корпус от любого старого бытового фена крупных размеров (чем старее год производства, тем лучше). Носик корпуса, т.е. участок сопла, необходимо выполнить из термоизоляционного материала, который сам выдерживает температуру до 800ºС и одновременно изолирует остальную часть корпуса от воздействия такой температуры. Непосредственно сопло термофена надо сделать металлическим, чтобы учесть возможные касания с расплавом при пайке. Термическая изоляция хорошо обеспечивается кварцевыми элементами (пластины, трубки), слюдой, стеклом или стекловолокном, керамикой, фарфором и т.д. При сборке аппарата понадобится специальный термостойкий клей.
В конструкции самодельного термофена для пайки нужно предусмотреть, во-первых, пусковой выключатель, во-вторых, механизм регулирования мощности (температуры) нагревательного элемента и скорости потока воздуха. Для этого должны быть предусмотрены плавные регуляторы – реостаты. Систему регулировки можно использовать от старых бытовых приборов, если эти элементы находятся в исправном состоянии. В качестве пускового выключателя можно использовать кнопочный или клавишный механизм.
Вернуться к оглавлению
Самостоятельная сборка термофена
Основное назначение термофена – это пайка материалов. Такие материалы, как ПВХ пленка, линолеум, каучук, свариваются методом заполнения сварного шва расплавом присадочного жгута, что достигается потоком горячего воздуха. Расплавление жгута осуществляется путем нагрева до 350ºС. Этот способ считается основным при соединении линолеума во время укладки на пол. Термофен намного облегчает задачу изгибания пластмассовых труб, профилей, листов. Нагрев при изгибании пластика обеспечивается в границах 300-400ºС при пониженной скорости (мощности) потока воздуха. Прогрев пластика должен производиться медленно, постепенно.
Изготовление термофена начинается с намотки спирали нагревательного элемента. Спираль навивается на стальную проволоку диаметром 5-6 мм с натягом. Ее лучше наматывать проволокой из нихрома или фехраля диаметром 0,4-0,5 мм. Длина спирали определяется из условия, что ее электрическое сопротивление должно составлять 70-90 Ом.
Спираль наматывается на трубчатую основу от паяльника (например, типа ЭПСН-100) или галогенной лампы для прожектора. Витки спирали накладываются равномерно по площади цилиндра с зазором (касание витков между собой недопустимо). Поверх уложенной спирали с усилием наматывается слой стекловолокна или закрепляется слой из асбеста. Этот слой целесообразно скрепить термостойким клеевым составом. Затем на клеевой слой надевается термоизоляционная трубка (фарфор, керамика, кварцевое стекло и т.д.). Концы спирали выводятся наружу.
Места вывода и торцы нагревательного элемента желательно промазать термостойким клеем.
Изготовленный нагревательный элемент вставляется во внутренний канал корпуса. Предварительно место его установки нужно проложить асбестом, слюдой или кварцевыми пластинами, в качестве дополнительной термоизоляции. Выводы спирали, при помощи винтового соединения, стыкуются с проводом электропитания. Этот провод должен иметь теплостойкую изоляцию – фторопласт или волокнистую изоляцию. Провод должен проходить через пусковой выключатель и реостат для регулирования тока, подающегося на спираль.
В задней части корпуса крепится нагнетатель воздуха строго соосно с каналом нагревательного элемента. Если нагнетательный элемент (компрессор) не помещается в корпус, то он может закрепляться с торца корпуса наружи. В этом случае к нему должна быть присоединена направляющая трубка для воздушного потока. Эта трубка должна подходить к нагревательному элементу внутри корпуса и располагаться соосно его каналу. От нагнетателя отводятся провода для электропитания, которые соединяются с проводом для нагревателя так, чтобы выключатель одновременно управлял электропитанием обоих элементов. Реостат регулирования потока воздуха нужно ввести в цепь провода для нагнетателя – его работа не зависит от работы нагревателя.
Провод электропитания выводится наружу снизу ручки корпуса, а кнопка (клавиша) выключателя и рычаги реостатов закрепляются в удобном месте с внешней стороны корпуса. Затем половинки корпуса совмещаются и соединяются между собой. Устанавливается концевой элемент из термоизоляционного материала в виде цилиндра или конуса. Прикручивается металлическое сопло. В конструкции целесообразно предусмотреть набор сопел с разным диаметром выходного отверстия.
Радиомастера и любители часто встречаются с разными поломками радиотехники. Для ремонта может использоваться обычный паяльник с медным наконечником, но с продвижением технологий, в некоторых приборах устанавливаются очень маленькие детали. Обычным паяльником с такими приборами работать неудобно или совсем невозможно, к примеру, SMD элементы необходимо припаивать посредством разогрева общей зоны пайки. Для проведения таких процессов существуют различные паяльные станции и фены.
Особенности и предназначение
Для разогрева металлических отводов и специального паяльного вещества необходимо специальное оборудование, которым и является паяльный фен. Устройство способно очень быстро разогреваться до нужной температуры даже с учетом простой конструкции. Благодаря простому строению, с аппаратом может работать и начинающий электрик и профессионал. Для упрощения работы с мелкими деталями применяют также дополнительное оборудование совместно с фенами, но так как цена приборов немалая, то лучшим вариантом будет паяльная станция с феном своими руками. Это оборудование позволит справиться с большинством сложных задач без особых усилий.
По конструкции аппарат устроен так же, как и строительный фен, но обладает меньшей мощностью и более компактными насадками. Чаще всего в комплекте паяльной станции имеется обычный паяльник и термофен. При этом приборы оснащаются регуляторами температурного режима.
Для профессиональной мастерской термофен проще купить, так как он быстро оправдает свою стоимость, и пользоваться таким оборудованием будет удобнее. А если микросхемы необходимо припаивать в домашних условиях и не каждый день, то для этого подойдет самодельная термовоздушная паяльная станция своими руками.
Отличие паяльных фенов
- Турбинная - воздушный поток формируется благодаря встроенному кулеру в термофене.
- Компрессорная - поток воздуха формируется посредством компрессора, установленного в главном корпусе станции.
При покупке паяльной станции такие особенности имеют большое значение, так как компрессорными создается сильный воздушный поток, и они могут использоваться для работы в труднодоступных местах даже с узкими насадками, а турбинные не способны продавить воздух с необходимой мощностью через узкое отверстие насадок.
Работа устройства заключается в нагревании керамического или спиралеподобного элемента, который установлен в термофене, и нагревании воздуха, проходящего через этот элемент. Паяльный термофен может нагревать воздух до температуры в пределах 100-180 градусов, а в современных моделях имеется возможность регулировки температурного порога.
По сравнению с инфракрасными аналогами, термовоздушные станции имеют такие недостатки:
- Поток воздуха сдувает мелкие детали.
- Неравномерный прогрев поверхности.
- Изменение насадок для разного типа работ.
Однако для любителей, такие недостатки несущественны по сравнении с преимуществом в цене.
Термовоздушный паяльник для станции можно изготовить в домашних условиях из обычного бытового фена. При этом по техническим характеристикам он не будет уступать заводскому аналогу. Основными характеристиками такого паяльника являются:
- Диаметр наконечника;
- Мощность;
- Производительность турбины;
- Максимальный температурный порог.
Такие параметры напрямую влияют на качество и производительность работы устройства, поэтому при сборке к ним необходимо относиться очень внимательно.
Особенности конструкции термофена
С помощью паяльного устройства можно плавить пластиковые детали и метал, который имеет небольшую температуру плавления. Специальная спираль из нихрома разогревает воздух, после этого горячий воздух подается в нужную точку. При конструировании самодельного аппарата необходимо руководствоваться главным параметром - температура нагрева воздуха. В профессиональных устройствах параметр достигает 800 градусов, но если плавка серебра или алюминия не потребуется, то самодельный термофен можно изготовить с температурным порогом до 600℃.
При сборке устройства в домашних условиях также необходимо ориентироваться на экономию средств, а для этого нужно найти детали для сборки. В конструкцию оборудования входят:
- Корпус;
- Нагревательная часть;
- Устройство, посредством которого будет подаваться воздух;
- Держатель;
- Кнопка включения.
Для улучшения прибора можно заранее предусматривать использование датчика и регулятора температуры, а также установку разных насадок.
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.
Устройство подачи воздуха
Для подачи воздуха можно использовать малогабаритный кулер от блока питания компьютера, который устанавливается возле ручки термофена. К вентилятору подсоединяется металлическая трубка с намотанной спиралью.
На торцевой части вентилятора вырезается отверстие для продвижения воздуха к трубке. Одна из сторон кулера герметично закрывается. В качестве основания термосистемы можно использовать слюдяные пластины из старого фена. Из таких пластин изготавливается крестообразное основание, на которое наматывается нихромовая проволока.
Регулировка мощности
Для того чтобы иметь возможность регулировки потока воздуха и силы тока, необходимо собрать блок, в котором будут размешены реостаты. Один из реостатов подключается к нагревательной системе, а другой к вентиляции воздуха. Кнопку включения устанавливают общую для всей системы. Самодельная паяльная станция с феном и регуляторами заменит заводской вариант и может использоваться не только при пайке обычных радиодеталей, но и для работы с более серьезными элементами. При сборке термофена необходимо позаботиться об изоляции спирали от металлического корпуса, иначе неизбежно короткое замыкание.
Термофен из обычного паяльника
В качестве корпуса для паяльного фена отлично подойдет обычный паяльник. Все внутренние элементы необходимо извлечь. При этом необходимо быть предельно осторожным, чтобы ничего не повредить. Для сборки понадобится колба галогенной лампы в качестве изолятора.
Далее стеклорезом отрезаются края колбы для получения стеклянной трубки, и на одну из сторон крепится наконечник с изготовленным гнездом для нагревателя. Нагревателем может выступать нихромовая пластинка толщиной до 0.7 мм.
При изготовлении устройства проводят разные действия, но лучше придерживаться такой последовательности:
- Намотка спирали и внедрение кварцевой колбы внутрь спирали.
- Для уменьшения нагревания устройства изолятор обматывается фольгой.
- Монтаж нагревательного элемента в корпус и его фиксация.
- Подключение шланга компрессора к ручке или установка вентилятора.
Такая простая конструкция
не будет обладать высокой производительностью, а нагрев воздушного потока не превышает 300 градусов. Для переделки своими руками подойдет паяльник с мощностью 40 Вт, а также аквариумный компрессор в качестве нагнетателя воздуха.
Модернизация обычного паяльника может происходить без извлечения нагревательного элемента, но с извлечением металлической части. Питающий провод выводится в боковое отверстие, проделанное в ручке, а вместо провода, в задней части устанавливается втулка для дальнейшего монтажа воздушной трубки. Место вывода втулки и провода необходимо загерметизировать.
Далее металлическая часть паяльника устанавливается на место, а вместо медного наконечника устанавливается металлическая трубка подходящего диаметра. В качестве трубки может использоваться отрезок от элемента комнатной антенны телескопичного варианта.
В самодельном паяльном термофене подобного типа важно регулировать поток воздуха , так как при большой интенсивности потока воздух не сможет нагреваться до необходимой температуры.
Из пластиковой банки
Для изготовления этой конструкции понадобится также нихромовая спираль, блок питания и нагнетательный вентилятор, а в качестве элементов корпуса используются следующие детали:
- Небольшая пластиковая баночка от таблеток;
- Алюминиевая трубка из конденсатора;
- Пластиковая крышка от кофейной банки;
- Стальная трубочка в качестве сопла .
Для сборки устройства необходимо канцелярским ножом отрезать днище пластиковой банки. В крышку с кофейной банки приклеивается кулер, а в крышку от баночки с таблеток монтируется корпус с конденсатора вместе с подготовленным нагревательным элементом. Все провода выводятся наружу, после чего крышка с кулером
надевается на баночку с помощью термоклея. Такое устройство термофена довольно компактно и не требует дополнительного держателя, а в качестве сопла можно использовать не только стальную трубочку, но и керамические элементы от нагревательной системы старого утюга.
Меры безопасности при работе
Работа с термофеном, особенно самостоятельно собранным, требует особого внимания к безопасности эксплуатации. Существует несколько правил, которых необходимо придерживаться:
- Соблюдать технику противопожарной безопасности.
- Если установлен регулятор температуры, то нельзя изменять температурный порог резким поворотом регулятора.
- Нельзя прикасаться к нагревательному элементу и насадкам во время работы устройства, так как это может привести к серьезным ожогам и другим последствиям.
- Менять насадку можно только после выключения и охлаждения паяльника.
- Не допускается попадание воды либо другой жидкости на устройство.
Без переделки устройство фена для просушивания волос не принесет успехов при эксплуатации, поэтому рекомендуется использовать только мотор с вентилятором и спираль, которая будет наматываться с учетом требований к самодельному приспособлению. Сильный нагрев совместно со снижением вращения вентилятора и уменьшением диаметра сопла приводит к перегоранию спирали и расплавлению пластикового корпуса, а также, при плохой изоляции может произойти короткое замыкание .
Установив дополнительную кнопку включения для вентилятора, можно ускорить процесс остывания паяльника. Если выключить нагревательный элемент, а кулер оставить включенным, то нагревающаяся часть устройства будет продуваться воздухом, тем самым охлаждая всю систему. Для удобства в работе с устройством рекомендуется изготовить подставку с металлическим основанием , а также с использованием магнитов. Благодаря использованию неодимового магнита, термофен будет надежно удерживаться в нужном положении.
Паяльный фен – незаменимый и необходимый инструмент для всех любителей мастерить. Его можно использовать для отделения радиодеталей с печатных плат, ускорения высыхания клеевого соединения и многих других задач.
Поэтому иногда остро стоит вопрос: а как же сделать паяльный фен своими руками?
Мощности такого паяльного фена хватает, чтобы выпускать струю воздуха температурой 600 градусов Цельсия. Этого более чем хватает для плавления припоя.
Вентилятор подключается к источнику постоянного тока напряжением 12 Вольт. А вот нагревательный элемент питается от источника с переменным напряжением от 0 до 12 Вольт. С его помощью можно регулировать температуру выходящего воздушного потока.
В случае отсутствия подходящего источника питания, в качестве альтернативы можно использовать компьютерный блок питания. Необходимо только подогнать сопротивление нагревательного элемента к выходному напряжению.
Воздушный поток создается при помощи небольшого вентилятора. Вентилятор приводится в движение старым магнитофонным двигателем. Вместо магнитофонного двигателя можно использовать 40 мм кулер от видеокарты.
С ним модель будет немного компактнее, но слабее. Сборку паяльного фена будем рассматривать в комплектации с кулером, так как его собирать проще и быстрее.
Для воздуховода настоятельно не рекомендуется применение керамических материалов и кварцевого стекла. Эти материалы могут разрушиться при эксплуатации. Лучше выбрать сталь или цветные металлы. Воздуховод этого паяльного фена изготовлен из корпуса резистора C-5-5.
Чтобы получить трубку воздуховода, необходимо освободить корпус резистора от внутренностей. Для этого достаточно срезать один из закругленных концов при помощи напильника. Затем аккуратно вынуть все внутренности.
В качестве нагревательного элемента будет использоваться проволока от старого реостата диаметром 1.2 мм. Проволоку необходимо скрутить в спираль. Для этого ее можно намотать на стержень подходящего диаметра, а затем просунуть один конец проволоки через центр.
При скручивании необходимо учесть, что между трубкой и спиралью будет находиться слюдяная прокладка. Поэтому диаметр спирали должен быть немного меньше, чем диаметр отверстия воздуховода.
Проволоку можно брать латунную, медную или стальную. Эти металлы имеют высокую температуру плавления. Но предпочтение отдается стали. Так как сталь не окисляется при нагревании до высоких температур.
Нашему нагревательному элементу потребуется сопло. Оно обеспечит правильный выход воздушного потока. Его можно изготовить из шайбы при помощи кернера.
Диаметр шайбы должен быть немного меньше диаметра воздуховода. После этого можно собирать нагреватель. Сначала в трубку просовывается сопло, затем в сопло вставляется лист слюды в виде трубки и наконец, спираль.
Корпус паяльного фена изготавливается из не гофрированной жести. То есть подойдет любая консервная банка с ровными стенками. Чертеж корпуса прилагается.
Чертеж можно распечатать на листе А4. Это позволит использовать его в качестве шаблона. Для этого распечатку приклеиваем супер клеем на наш кусок жести. Остается вырезать корпус паяльного фена ножницами по приклеенному шаблону.
На размеченных местах просверливаем отверстия для винтов и отверстие для выхода проводов нагревательного элемента. При помощи узкогубцев и других инструментов необходимо согнуть края заготовки. В результате получится вот такой корпус.
Теперь нужно удалить приклеенную бумагу. Для этого нам понадобится ацетон и кисточка. Наносим ацетон кисточкой на бумагу и через секунды снимаем бумажный шаблон.
К получившемуся корпусу уже можно прикрепить ручку из шприца. В качестве крепежа используются винты м3.
Узкий конец шприца нужно отрезать ножом или другим острым предметом.Внутрь корпуса на винты насаживаются латунные клемники. Они нужны для предотвращения замыкания спирали на корпус. Взять их можно из электротехнических клемников.
Только в латунных деталях необходимо просверлить по одному резьбовому отверстию. Это сильно облегчит сборку паяльного фена.
Теперь можно соединить нагреватель и корпус.
Концы спирали нужно вставить в отверстия клемников. После этого фиксируется при помощи винтов сам нагреватель и концы спирали в клемниках. Теперь необходимо продеть кабели вентилятора и нагревательного элемента через ручку фена.
Если вы будете использовать для своего прибора магнитофонный двигатель,то провода от него просовывать через ручку будет неудобно. Поэтому в случае применения большого двигателя, провода просовывать не стоит.
Концы кабеля нагревателя фиксируются винтами м3. А в отверстие ручки вставляется кусок поролона или резиной. Это не позволит проводам свободно двигаться. Остается поставить вентилятор сверху и паяльный фен готов к испытаниям.
Видео: миниатюрный фен своими руками.