Como enrolar mica em um tubo. Elemento de aquecimento DIY para ferro de soldar

Isso pode ser interessante. A possibilidade de alterar a tensão de alimentação de um ferro de solda projetado para 220 V, entre outras coisas, permite retornar ao funcionamento um já queimado. E use no futuro, por exemplo, com uma fonte chaveada de uma TV importada, que na saída dá exatamente metade da rede. A união desses dois produtos resulta em uma opção intermediária entre um ferro de soldar com regulador e uma estação de solda completa. Qualquer radioamador pode fazer isso. Mostrarei como fazer isso usando o exemplo da alteração da tensão de alimentação de um ferro de solda fabricado na China, que não era confiável para uso sem modificação.

Desmontando o ferro de solda

Para desmontar o ferro de soldar, foi necessário desparafusar completamente dois parafusos que conectam a caixa protetora ao elemento de aquecimento e prendem a ponta, e três parafusos auto-roscantes que prendem a peça de trabalho ao cabo. Remova o isolamento dos fios e desparafuse as torções de conexão.

Mica com espiral de ferro de soldar

Dentro invólucro protetor um elemento de aquecimento. Isso é o que eles têm que fazer. É necessário alterar a quantidade de fio de nicromo enrolado - alterar a resistência do elemento de aquecimento. Agora são 1800 Ohms, são necessários 400 Ohms. Por que exatamente tanto? Atualmente trabalhando com UPS, o ferro de solda tem resistência de 347 Ohms, sua potência é de 19 a 28 W, há vontade de deixar o segundo menos potente, então adicionei Ohms.

Rebobinar ferro de solda

Enrolando uma ponta de ferro de solda

A ponta é reinserida no aquecedor, fixada com parafusos e no mandril de perfuração. Se você desmontar e desenrolar o excesso de nicromo segurando o elemento de aquecimento nas mãos, tudo ficará muito mais complicado. O fio de amarração é removido.

Os invólucros de fibra de vidro e mica liberados são removidos. Há uma fenda na mica na lateral da ponta na qual um condutor é inserido, indo do nicromo até o fio da rede - portanto, o invólucro de mica enfraquecido é removido dele em vez de desenrolado. A mica é um material muito frágil. A extremidade do fio de nicromo enrolada no condutor é desconectada. Sua espessura é de pouco mais de 4 mícrons.

O nicromo deve ser enrolado em algo redondo, opção perfeita- carretel para linha. Desparafusou, rebobinou e assim por diante até o fim. Não há necessidade de desconectar a segunda extremidade do fio de nicromo.

Resistência do fio do ferro de solda

Agora você precisa enrolar um comprimento de 400 Ohms, e em centímetros será aproximadamente 70 (o comprimento total do fio de nicromo de 300 cm é 1800 Ohms, portanto 400 Ohms serão 66,66 cm). No comprimento de 70 cm é colocada uma trava (prendedor de roupa) e na posição suspensa da bobina, guiando levemente com os dedos, o enrolamento é realizado em intervalos garantindo sua terminação no primeiro condutor. O número de tentativas não é limitado, o principal é não rasgar o nicrómio. No final do enrolamento, é necessária uma medição da resistência de controle.

Assim que conseguimos enrolar a quantidade necessária de nicromo, cortamos o fio com uma folga de 1 a 2 cm e enrolamos no condutor. Colocamos o enrolamento de mica, passando o condutor pela ranhura e pressionando-o contra ele (naturalmente em cima).

Instalamos um enrolamento de fibra de vidro por cima e, compactando-o por prensagem, enrolamos o fio de ligação. Um elemento de aquecimento projetado para tensão de alimentação de 85 - 106 V montado.

Montagem de ferro de solda

Como a peça funcional estava anteriormente fixada ao cabo com parafusos curtos e incompreensivelmente desajeitados, eles tiveram que ser substituídos. Para isso, foram aprofundados furos para novos parafusos nos pontos de fixação da alça.

Antes de conectar o cabo de alimentação aos condutores que vão para o aquecedor de nicromo, uma braçadeira plástica foi instalada e ajustada nele.

O invólucro do elemento de aquecimento termina com uma espécie de radiador de refrigeração, através de furos no mesmo e fixado na alça. Para aumentar o efeito de resfriamento, a distância entre ele e o cabo foi aumentada com arruelas metálicas.

Testes

Consumo de corrente do ferro de soldar 190 mA

O UPS com o qual o ferro de soldar funcionará na saída sob carga fornece de 85 a 106 V. O consumo de corrente é de 190 mA, isto é, na tensão mínima. Potência 16 W.

Consumo de corrente do ferro de soldar 240 mA

Na tensão máxima, o consumo de corrente é de 260 mA. Potência 26 W. O desejado foi recebido.

Taxa de aquecimento

Finalmente, um teste de duração do aquecimento. Até 257 graus em 2 minutos e 20 segundos. Excelente resultado, se levarmos em conta que de uma rede de 225 V aqueceu até 250 graus em 5 minutos e meio.

Mesa. Dependência da resistência do elemento de aquecimento da potência e tensão do ferro de solda

E aqui está uma tabela que o ajudará a navegar pela resistência necessária do elemento de aquecimento, dependendo da potência desejada e da tensão de alimentação disponível. Autor - Babay iz Barnaula.

Como é sabido, o único material isolante de alta temperatura disponível com alta condutividade térmica é a mica. Um lápis de pinça comum “me ajudou” a resolver o problema de fixação da mica na superfície do mandril. Então tudo que eu tive que fazer foi escolher tamanho adequado lápis e remova o tubo com a ranhura.

Para não esmagar o tubo de parede fina ao instalá-lo no mandril de perfuração, selecionei uma haste de aço de diâmetro adequado e selei a borda do tubo com ela.

Agora você pode enrolar com segurança a bobina do elemento de aquecimento.

Acho que você já adivinhou que se inserir a borda de uma junta de mica na fenda deste tubo, então, quando enrolado, as voltas do fio fixarão a junta com segurança. Após o enrolamento, o elemento de aquecimento pode ser facilmente removido do tubo movendo-o ao longo da ranhura.

É assim que se parece um elemento de aquecimento acabado feito por você. Você pode ver todos os meandros desta tecnologia no vídeo anexo.

Um ferro de solda elétrico é ferramenta de mão, destinado à fixação de peças por meio de soldas macias, aquecendo a solda até o estado líquido e preenchendo com ela a lacuna entre as peças que estão sendo soldadas.

Como você pode ver no desenho diagrama elétrico O ferro de soldar é muito simples e consiste em apenas três elementos: um plugue, um fio elétrico flexível e uma espiral de nicromo.

Como pode ser visto no diagrama, o ferro de soldar não tem capacidade de ajustar a temperatura de aquecimento da ponta. E mesmo que a potência do ferro de soldar seja escolhida corretamente, ainda não é fato que a temperatura da ponta será necessária para a soldagem, pois o comprimento da ponta diminui com o tempo devido ao seu reabastecimento constante, as soldas também possuem diferentes; temperaturas de fusão. Portanto, para manter temperatura ideal as pontas do ferro de solda devem ser conectadas através reguladores de potência tiristores com ajuste manual e manutenção automática a temperatura definida da ponta do ferro de soldar.

Dispositivo de ferro de solda

O ferro de soldar é uma barra de cobre vermelha, que é aquecida por uma espiral de nicromo até a temperatura de fusão da solda. A barra do ferro de soldar é feita de cobre devido à sua alta condutividade térmica. Afinal, ao soldar, você precisa transferir rapidamente o calor da ponta do ferro de solda do elemento de aquecimento. A extremidade da haste tem formato de cunha, é a parte funcional do ferro de soldar e é chamada de ponta. A haste é inserida em um tubo de aço envolto em mica ou fibra de vidro. Um fio de nicromo é enrolado em volta da mica, que serve como elemento de aquecimento.

Uma camada de mica ou amianto é enrolada sobre o nicrómio, o que serve para reduzir a perda de calor e isolamento elétrico espirais de nicromo do corpo metálico do ferro de soldar.

As extremidades da espiral de nicromo estão conectadas a condutores de cobre cabo elétrico com um plugue na extremidade. Para garantir a confiabilidade dessa conexão, as pontas da espiral de nicromo são dobradas e dobradas ao meio, o que reduz o aquecimento na junção com o fio de cobre. Além disso, a conexão é crimpada com uma placa de metal; é melhor fazer a crimpagem a partir de uma placa de alumínio, que possui alta condutividade térmica e removerá o calor da junta com maior eficiência. Para isolamento elétrico, tubos resistentes ao calor são colocados no ponto de conexão. material isolante, fibra de vidro ou mica.

A haste de cobre e a espiral de nicromo são fechadas por uma caixa metálica composta por duas metades ou um tubo maciço, como na foto. O corpo do ferro de soldar é fixado ao tubo com anéis de tampa. Para proteger a mão de uma pessoa contra queimaduras, um cabo feito de um material que não transmite bem o calor, madeira ou plástico resistente ao calor, é preso ao tubo.

Ao inserir o plugue do ferro de soldar na tomada eletricidade vai para um elemento de aquecimento de nicromo, que aquece e transfere calor para a barra de cobre. O ferro de soldar está pronto para soldar.

Transistores de baixa potência, diodos, resistores, capacitores, microcircuitos e fios finos são soldados com um ferro de solda de 12 W. Ferros de soldar de 40 e 60 W são usados ​​para soldar componentes de rádio potentes e de grande porte, fios grossos e peças pequenas. Para soldar peças grandes, por exemplo, trocadores de calor de um gêiser, você precisará de um ferro de solda com potência de cem ou mais watts.

Tensão de alimentação do ferro de solda

Os ferros de soldar elétricos são produzidos para tensões de rede de 12, 24, 36, 42 e 220 V, e há razões para isso. O principal é a segurança humana, o segundo é a tensão da rede no local trabalho de soldagem. Na produção onde todos os equipamentos estão aterrados e há alta umidade, é permitido o uso de ferros de soldar com tensão não superior a 36 V, devendo o corpo do ferro de soldar ser aterrado. A rede de bordo da motocicleta possui tensão corrente direta 6V, carro de passageiros– 12 V, carga – 24 V. Na aviação, é utilizada uma rede com frequência de 400 Hz e tensão de 27 V.

Existem também limitações de projeto, por exemplo, é difícil fazer um ferro de solda de 12 W com tensão de alimentação de 220 V, pois a espiral precisará ser enrolada com um fio muito fino e, portanto, muitas camadas serão enroladas na soldagem; o ferro será grande e não será conveniente para trabalhos pequenos. Como o enrolamento do ferro de solda é enrolado em fio de nicromo, ele pode ser alimentado por CA ou Voltagem constante. O principal é que a tensão de alimentação corresponda à tensão para a qual o ferro de solda foi projetado.

Potência de aquecimento do ferro de solda

Os ferros de solda elétricos vêm em potências de 12, 20, 40, 60, 100 W e mais. E isso também não é coincidência. Para que a solda se espalhe bem pelas superfícies das peças soldadas durante a soldagem, elas precisam ser aquecidas a uma temperatura ligeiramente superior ao ponto de fusão da solda. Ao entrar em contato com uma peça, o calor é transferido da ponta para a peça e a temperatura da ponta cai. Se o diâmetro da ponta do ferro de soldar não for suficiente ou a potência do elemento de aquecimento for pequena, então, tendo liberado calor, a ponta não conseguirá aquecer até a temperatura definida e a soldagem será impossível. EM Melhor cenário possível O resultado será uma solda solta e não forte.

Um ferro de soldar mais potente pode soldar peças pequenas, mas existe um problema de inacessibilidade ao ponto de solda. Como, por exemplo, soldar em placa de circuito impresso um microcircuito com passo de perna de 1,25 mm e ponta de ferro de solda de 5 mm? É verdade que há uma saída; várias voltas envolvem essa picada. fio de cobre com diâmetro de 1 mm e a ponta deste fio é soldada. Mas o volume do ferro de soldar torna o trabalho praticamente impossível. Existe mais uma limitação. Em alta potência, o ferro de soldar aquecerá rapidamente o elemento e muitos componentes de rádio não permitem aquecimento acima de 70˚C e, portanto, o tempo de soldagem permitido não é superior a 3 segundos. São diodos, transistores, microcircuitos.

Conserto de ferro de solda faça você mesmo

O ferro de solda para de aquecer por um de dois motivos. Isso é resultado de atrito no cabo de alimentação ou queima da serpentina de aquecimento. Na maioria das vezes o cordão se desgasta.

Verificando a capacidade de manutenção do cabo de alimentação e da bobina do ferro de solda

Ao soldar, o cabo de alimentação do ferro de soldar fica constantemente dobrado, principalmente no ponto de saída e no plugue. Geralmente nesses locais, principalmente se o cabo de alimentação for duro, ele se desgasta. Este mau funcionamento manifesta-se primeiro como aquecimento insuficiente do ferro de soldar ou resfriamento periódico do mesmo. Eventualmente, o ferro de solda para de aquecer.

Portanto, antes de consertar o ferro de soldar, é necessário verificar a presença de tensão de alimentação na tomada. Se houver tensão na tomada, verifique o cabo de alimentação. Às vezes, um cabo com defeito pode ser determinado dobrando-o suavemente na saída do plugue e do ferro de solda. Se o ferro de soldar ficar um pouco mais quente, o cabo está definitivamente com defeito.

Você pode verificar a capacidade de manutenção do cabo conectando as pontas de prova de um multímetro ligado no modo aos pinos do plugue. medições de resistência. Se as leituras mudarem ao dobrar o cabo, ele está desgastado.

Se for descoberto que o cabo está quebrado na saída do plugue, então para consertar o ferro de soldar bastará cortar parte do cabo junto com o plugue e instale um dobrável no cabo.

Se o cabo estiver desgastado na saída do cabo do ferro de solda ou o multímetro conectado aos pinos do plugue não apresentar resistência ao dobrar o cabo, será necessário desmontar o ferro de solda. Para ter acesso ao local onde a espiral está conectada aos fios do cordão, bastará retirar apenas a alça. Em seguida, toque sucessivamente as pontas de prova do multímetro nos contatos e pinos do plugue. Se a resistência for zero, a espiral está quebrada ou seu contato com os fios do cabo é ruim.

Cálculo e reparo do enrolamento de aquecimento de um ferro de soldar

Durante reparos ou autoprodução um ferro de solda elétrico ou qualquer outro dispositivo de aquecimento deve ser enrolado enrolamento de aquecimento de fio de nicromo. Os dados iniciais para cálculo e seleção do fio são a resistência do enrolamento de um ferro de solda ou dispositivo de aquecimento, que é determinada com base em sua potência e tensão de alimentação. Você pode calcular qual deve ser a resistência do enrolamento de um ferro de solda ou dispositivo de aquecimento usando a tabela.

Conhecendo a tensão de alimentação e medindo resistência qualquer aparelho elétrico de aquecimento, como um ferro de solda, chaleira elétrica , aquecedor elétrico ou ferro elétrico, você pode descobrir a energia consumida por este eletrodoméstico. Por exemplo, a resistência de uma chaleira elétrica de 1,5 kW será de 32,2 Ohms.

Vejamos um exemplo de como usar a tabela. Digamos que você precise rebobinar um ferro de solda de 60 W projetado para uma tensão de alimentação de 220 V. Na coluna mais à esquerda da tabela, selecione 60 W. Na linha horizontal superior, selecione 220 V. Como resultado do cálculo, verifica-se que a resistência do enrolamento do ferro de solda, independente do material do enrolamento, deve ser igual a 806 Ohms.

Se fosse necessário fazer um ferro de soldar a partir de um ferro de soldar de 60 W, projetado para uma tensão de 220 V, para alimentação de uma rede de 36 V, então a resistência do novo enrolamento já deveria ser igual a 22 Ohms. Você pode calcular de forma independente a resistência do enrolamento de qualquer dispositivo de aquecimento elétrico usando uma calculadora online.

Depois de determinar o valor de resistência necessário do enrolamento do ferro de solda, o diâmetro apropriado do fio de nicromo é selecionado na tabela abaixo, com base nas dimensões geométricas do enrolamento. O fio de nicromo é uma liga de cromo-níquel que pode suportar temperaturas de aquecimento de até 1000˚C e é marcado como X20N80. Isso significa que a liga contém 20% de cromo e 80% de níquel.

Para enrolar uma espiral de ferro de solda com resistência de 806 Ohms do exemplo acima, você precisará de 5,75 metros de fio de nicromo com diâmetro de 0,1 mm (é necessário dividir 806 por 140), ou 25,4 m de fio com diâmetro de 0,2 mm e assim por diante.

Observo que quando aquecido a cada 100°, a resistência do nicromo aumenta em 2%. Portanto, a resistência da espiral de 806 Ohm do exemplo acima, quando aquecida a 320˚C, aumentará para 854 Ohm, o que praticamente não terá efeito no funcionamento do ferro de soldar.

Ao enrolar uma espiral de ferro de soldar, as voltas são colocadas próximas umas das outras. Quando aquecida em brasa, a superfície do fio de nicromo oxida e forma uma superfície isolante. Se todo o comprimento do fio não couber na manga em uma camada, a camada enrolada é coberta com mica e uma segunda é enrolada.

Para isolamento elétrico e térmico de enrolamentos de elementos de aquecimento os melhores materiaisé mica, tecido de fibra de vidro e amianto. O amianto tem uma propriedade interessante: pode ser embebido em água e torna-se macio, permite-lhe dar qualquer forma e após a secagem apresenta resistência mecânica suficiente. Ao isolar o enrolamento de um ferro de soldar com amianto úmido, é necessário levar em consideração que o amianto úmido conduz bem a corrente elétrica e só será possível ligar o ferro de soldar à rede elétrica depois que o amianto estiver completamente seco.