Juotoskolvi on käsityökalu, jota käytetään tinauksessa ja juottamisessa osien lämmittämiseen , sulattamiseen, juotteen sulattamiseen ja sen tuomiseen juotettavien osien kosketuskohtaan.
Juotosraudan työosa, jota kutsutaan yleisesti kärjeksi , kuumennetaan liekillä (kuten puhalluspolttimella ) tai sähkövirralla .
Koottaessa sähkölaitteita ja elektronisia laitteita teollisuus- ja laboratorio-olosuhteissa käytetään juotosasemia, jotka tarjoavat lisämahdollisuuksia ja mukavuutta juottamiseen, ennen kaikkea juotosraudan kärjen lämpötilan säätöön, jolla on mahdollisuus asettaa nopeasti erilaisia lämpötila-arvoja. Lisäksi on juotosasemia kuumailma- tai infrapunasäteilyllä juottamiseen , osien purkamiseen (jossa on juotosimu), laitteilla automaattiseen tai puoliautomaattiseen juotteen ja juoksutteen syöttämiseen jne.
Monet sisäisellä lämmittimellä varustetut juotoskolvit perustuvat miniatyyriin resistiiviseen lämmityselementtiin, joka on sijoitettu kärjen sisällä olevaan reikään. Siten se on mahdollisimman lähellä juotoskohtaa ja lämpöhäviö on minimoitu. Usein lämmityselementtinä käytetään keraamisella alustalla olevaa kalvolämmitintä, joka on sijoitettu lämpöä johtavasta keramiikasta valmistettuun tiiviiseen koteloon. Tällaisen lämmittimen etuja ovat pitkä käyttöikä ja kärjen luotettava eristäminen lämmityksen sähköpiiristä. Tällaiset juotoskolvit on yleensä varustettu sisäänrakennetulla lämpötila-anturilla ja niitä käytetään osana juotosasemia.
Sähköisen juotosraudan yleisin versio jokapäiväisessä elämässä on metallikotelo, joka on varustettu muovi- tai puisella kahvalla, johon on sijoitettu putkimainen lämmityselementti (lämmitin). Vaihdettava, yleensä kuparitanko ("pisto") asetetaan lämmittimen sisään toisesta päästä, jonka pää teroitettu ulospäin kartion tai dihedraalisen kulman alla . Piston pää on työpää, tinattu.
Lämmitin on lanka, joka on valmistettu nikromista tai muusta seoksesta, jolla on korkea resistiivisyys ja hapettumiskestävyys korkeassa lämpötilassa ja joka on kääritty kiillelevyyn , joka on kääritty keraamisen tai metalliputken ympärille.
Tämän tyyppisissä nykyaikaisissa juotosraudoissa käytetään joskus keraamiseen putkimaiseen alustaan kerrostettua kalvolämmitintä tai keraamista tilavuuslämmitintä. Lämmitin on kytketty virtaa johtavaan johtoon, joka kulkee kahvan läpi ja liitetään verkkovirtaan tai muuntajaan .
On olemassa malliversio, jossa lämmityselementin sisään on sijoitettu metallisydän, joka on varustettu kierrereiällä, johon ruuvataan vaihdettava pistoke.
Työskentely juotosraudallaKun kärjen pää on kytketty päälle ja lämmitetty juotteen sulamislämpötilan yläpuolelle (noin 5-6 minuuttia), juotosrauta on valmis käytettäväksi.
Ennen juottamista liitettävälle paikalle levitetään juokstetta , joka liuottaa osien pinnalle oksidikalvoja, mikä varmistaa metallipinnan paremman kostuvuuden juotteella.
Juotosaineena kuparista ja kuparipohjaisista seoksista valmistettujen pienten osien, tinattujen teräsosien juottamiseen käytetään usein hartsia tai sen alkoholiliuosta. Muille metalleille ja metalliseoksille voidaan käyttää muita (aktiivisia) sulatteita, esimerkiksi ortofosforihappoa tai sinkkikloridin vesiliuosta . Aktiivisilla juoksuteilla juottamisen jälkeen juotettu sauma pestään perusteellisesti sulatteen jäämistä korroosion välttämiseksi .
Elektronisia (esimerkiksi painettuja piirilevyjä) ja sähkölaitteita juotettaessa ei käytetä aktiivisia vuoteita, koska jopa pesemättömän vuon jäämät voivat sen sähkönjohtavuuden ja hygroskooppisuuden vuoksi häiritä laitteen toimintaa täysin. Näitä laitteita juotettaessa käytetään sähköä johtamattomia sulatteita, suosituimpia ovat hartsi tai alkoholi -hartsijuotte.
Kun käynnistät ensimmäisen kerran uuden juottimen, jota ei ole ennen kytkettynä, se savuaa tyypillisellä palaneen hajulla, joka häviää muutaman minuutin kuluttua. Tämä ei ole toimintahäiriö, ja se johtuu teipin tai liimakerroksen haalistumisesta, jota käytettiin kiillelevyjen liimaamiseen lämmittimen valmistuksen aikana, ja rasvajäämistä juotosraudan osissa. Jotkut tuotteet päällystetään valmistusprosessin aikana erikoismaalilla, joka suojaa metallikoteloa korroosiolta varastoinnin aikana jakeluverkossa ja varastoissa. Tällainen väritys on helppo poistaa ensimmäisen lämmityksen jälkeen.
Joidenkin juotoskolvien kärjen teho ja käyttölämpötila laskevat hieman ajan myötä, kun lämpöelementin langan pintahapettuu, mikä aiheuttaa sen poikkileikkauksen pienenemisen. Tämän kompensoimiseksi juotosraudan valmistuksessa langan halkaisija valitaan aluksi hieman suureksi ja halutun lämpötilan ylläpitämiseksi vastuullisella juottamalla käytetään ulkoista jännitesäädintä, esimerkiksi automuuntajaa tai reostaattia tai termostaattia kärjessä lämpötilansäätimellä.
Pulssijuottokolvi on yksi kotitalouksien juotosraudan lajikkeista, se on pistoolin muotoinen työkalu, jonka päässä on 2 sähkökosketinta ja lähes aina juotosalueen valaistuksen lähde. Koskettimet on kytketty juotosraudan rungossa sijaitsevaan muuntajan toisiokäämiin, ja tässä käämissä on vain 1 tai 2 kierrosta paksua kuparilankaa. Koskettimiin kiinnitetään 3-5 cm pitkä paksu (1-2 mm) kuparilanka, joka on sekä lämmityselementti että juotosraudan kärki. Kun työkalu käynnistetään rungossa olevalla avaimella, toisiokäämin virta, joka saavuttaa useita kymmeniä ampeeria, lämmittää nopeasti, muutamassa sekunnissa kuparilangan käyttölämpötilaan. Impulssijuottimessa käytetään teollisella taajuudella (50-60 Hz ) toimivan massiivisen muuntajan sijaan pulssielektronista muuntajaa, jonka muunnostaajuus on kymmeniä kHz, mikä mahdollistaa niiden painon ja mittojen pienentämisen ja niiden käyttö on paljon mukavampaa.
Induktiojuottimessa kärkeä lämmitetään indusoimalla siihen sähkövirtoja induktorikelan luomalla suurtaajuisella sähkömagneettisella kentällä . Kärjen sisällä on ferromagneettinen ydin, joka lämpenee hystereesihäviöiden ja vähäisemmässä määrin pyörrevirtojen (Foucault-virrat) vuoksi . Tällaisissa juottimissa vain kärki lämpenee, minkä ansiosta voit tehdä juottimesta erittäin kevyen ja pienoismallin. Tällaisten juotoskolvien lämpöstabilointi voidaan suorittaa sekä perinteisellä tavalla (käyttäen kärjen kanssa lämpökosketuksessa olevaa termoparia tai termistoria ) että valitsemalla ferromagneettinen ydinmateriaali, jonka Curie-lämpötila on yhtä suuri kuin kärjen vaadittu lämpötila. Jälkimmäisessä tapauksessa, saavuttaessaan Curie-lämpötilan , ydin menettää ferromagneettiset ominaisuutensa ja ytimen uudelleenmagnetoinnista johtuen energian syöttö pysähtyy lähes kokonaan.
Pienitehoisia juotoskolvia (5-40 W ) käytetään yleensä elektronisten komponenttien juottamiseen matalassa lämpötilassa sulavia tina- lyijyjuotteita käyttäen ; Tämä on sähköasentajan ja sähkömekaanikon päätyökalu.
Tehokkaita sähköjuottimia (100 wattia tai enemmän) käytetään massiivisten osien juottamiseen ja tinaukseen.
Kärjen lämpöstabilointi mahdollistaa suuritehoisten (50-100 W tai enemmän) juotoskolvien käytön ja elektronisten komponenttien juottamisessa ilman ylikuumenemisvaaraa - tämä on hyödyllistä työskennellessäsi monikerroksisten painettujen piirilevyjen kanssa, asennettaessa komponentteja paksuilla johtimilla, ja myös monikytkentäisiä IC :itä purettaessa .
Elektroniikkalaitteiden asennukseen ja korjaamiseen tarkoitetut juotosraudat valmistetaan usein matalille käyttöjännitteille, 12-42 V. Pienjännitteisten juotoskolvien yleisin jännitesyöttö on 36 V, nykyisin käytetään useammin 42 V. Pienjännitejuottimen syöttö syötetään alas-muuntajan kautta. Pääsyy matalajännitteisten juotoskolvien kehitykseen syntyi tarpeesta suojata käyttäjää sähköiskuilta hätäkatkaisun tai lämmityselementin eristyksen vaurioitumisen yhteydessä.
Toinen, yhtä tärkeä syy on se, että alentunut jännite vähentää merkittävästi todennäköisyyttä vaurioittaa puolijohdeelektroniikan komponentteja kapasitiivisilla antureilla, joiden amplitudi tavanomaisen 220 V juotosraudan kärjessä saavuttaa kymmeniä tai jopa 150 volttia, jopa erinomaisella lämmittimen eristys. Erotusmuuntajien 220 V / 220 V käyttö yhdessä 220 V juotoskolvien kanssa galvaaniseen eristykseen verkosta ei ole löytänyt laajaa leviämistä. Pienjännitteisten juotoskolvien etuja ovat niiden suurempi kestävyys ja huollettavuus verrattuna 220 voltin juotteisiin ( nikromijuottokolvien lämmityselementti kierretään pienemmällä kierrosmäärällä halkaisijaltaan suuremmalla langalla).
Useimmat pienjännitteiset juotoskolvit tulevat myyntiin muuntajan virtalähteen kanssa: valmistajat kutsuvat niitä verkkomuuntajajuottimiksi . Jotkut heidän impulssijuottimiensa lajikkeista ovat pistoolikahvaa, johon on asennettu verkon alennusmuuntaja. Sen toisiokäämi on vain yksi tai kaksi kierrosta paksua kuparilankaa. Tämän käämin päihin on kytketty pistolämpöelementti. Muuntajan ensiökäämi kytketään verkkoon vain juottamisen ajaksi painikepainikkeella. Ulkonäöltään tällaiset jaksoittaiset verkkomuuntajan juotosraudat ovat hyvin samanlaisia kuin nykyaikaisemmat pulssikolvit, jotka erottuvat korkeataajuisen muuntimen läsnäolosta.
Maksimaalisen suojan sähköiskua sekä staattista sähköä ja sähkömagneettisia häiriöitä vastaan juotosraudan kärjet on joissain tapauksissa maadoitettu, mikä tasoittaa kärjen, työpinnan, asennetun rakenteen ja käyttäjän potentiaalit (ihmiskehon maadoitus, maadoitusrannerengas käytetään, kytkettynä suojavirtaa rajoittavan vastuksen kautta, jonka nimellisarvo on noin 1 MΩ ).
Sinun on varoitettava yleisestä virheestä: juotoskolvan virransyöttö, kun työskentelet elektronisten laitteiden kanssa tyristorijännitesäätimestä - himmentimestä . Tällaisen säätimen lähtöjännitteellä on ei-sinimuotoinen muoto, jossa on jyrkät etupinnat tyristorin avautumishetkellä, ja siksi sillä on korkea korkeataajuisten harmonisten taso. Tämä johtaa korkean amplitudin jännitepulssien esiintymiseen kärjessä (kapasitiivinen poiminta kapasitanssilämmittimen kautta - kärki), jotka voivat poistaa käytöstä monet puolijohdelaitteet ja mikropiirit, erityisesti laitteissa, joissa on eristetty portti.
Se lisää myös juotosraudan lämmityselementin ja kärjen välisen eristyksen rikkoutumisen todennäköisyyttä, varsinkin jos se on kiille.