ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПАЯЛЬНИК Российский патент 1995 года по МПК B23K3/03 

Изобретение относится к пайке мягкими припоями и может быть использовано при электромонтажных работах, в частности при пайке микросхем и миниатюрных радиоэлементов.

Известен электрический паяльник, содержащий паяльный стержень и датчик температуры с толкателем, установленным с возможностью взаимодействия с контактной системой, датчик температуры выполнен в виде набора плоских свободно лежащих попарно активными и пассивными сторонами друг к другу биметаллических пластин, при этом крайние пластины установлены активными сторонами наружу, а контактная система выполнена с возможностью перемещения относительно толкателя [1]
Известен также электрический паяльник, содержащий паяльный стержень, терморегулятор, выполненный в виде толкателя, взаимодействующего с контактной группой, снабженной приспособлением для регулирования температуры паяльного стержня посредством перемещения контактов, нерабочая часть стержня выполнена полой и закреплена торцом в корпусе, а толкатель размещен в полости стержня [2] Он имеет существенные недостатки. Закрепление нерабочей части паяльного стержня торцом в корпусе снижает точность поддержания температуры, так как при нагревании рабочая часть стержня, удлинившись, стремится отключить цепь питания, а толкатель, удлинившись, стремится ее включить. В данном случае нагревание вызывает противодействие двух деталей, что отражается на ухудшении точности стабилизации температуры паяльного стержня.

Известные паяльники имеют повышенное потребление электроэнергии, так как джоулево тепло расходуется на полезный нагрев рабочей части паяльного стержня и потерю тепла: нагрев толкателя и конвекцию тепла в окружающее пространство, а также утечку тепла в месте крепления корпуса и стержня.

При смене марки припоя необходима установка температуры паяльного стержня, соответствующей точке плавления припоя. Эта операция производится настройкой приспособления для регулирования температуры с использованием дополнительного прибора для измерения температуры и отнимает много времени.

Сопоставительный анализ показывает, что предлагаемый паяльник отличается от известного тем, что место стыка рабочей и нерабочей частей паяльного стержня закреплено в корпусе из материала с малым температурным коэффициентом линейного расширения из титана или сплава железа и хрома, а толкатель из материала с большим коэффициентом линейного расширения из сплава марганца, никеля и меди закреплен в торце нерабочей части, нагреватель выполнен плоским и размещен в пазу нерабочей части паяльного стержня, ручка выполнена из двух частей с возможностью взаимного вращения и воздействия на контактную группу, причем одна часть имеет температурную шкалу, другая указательную риску.

Закрепление корпуса в месте стыка рабочей и нерабочей частей паяльного стержня исключает противодействие нерабочей части стержня и толкателя при нагревании, а закрепление толкателя в торце нерабочей части, выполнение корпуса из материала с малым температурным коэффициентом линейного расширения, выполнение толкателя из сплава с большим температурным коэффициентом линейного расширения позволяет получить согласованное действие нерабочей части стержня и толкателя при нагреве, в результате чего повышается точность поддержания температуры.

Выполнение нагревательной спирали плоской, размещение ее в пазу нерабочей части стержня, выполнение корпуса из материала с малым коэффициентом теплопроводности, введение в месте крепления корпуса и стержня гайки из материала с малым коэффициентом теплопроводности позволило сэкономить затрачиваемую на нагрев электроэнергию.

Выполнение ручки из двух частей с возможностью взаимного вращения одной части относительно другой и размещение на одной части температурной шкалы, а на другой указательной риски позволило визуально устанавливать требуемую температуру рабочей части стержня, тем самым повысить удобство в работе.

Вышесказанное позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень".

На чертеже изображен вид паяльника, разрез.

В ручке 1 паяльника установлены неподвижный контакт 2 и подвижный контакт 3, в малое плечо которого упирается толкатель 4, закрепленный в торце нерабочей части 5 паяльного стержня 6. Конец трубки-корпуса 7 закреплен тремя винтами в месте стыка рабочей и нерабочей части 5 паяльного стержня. Упомянутое место имеет резьбу, на которую вплотную к трубке-корпусу 7 наворачивается гайка 8 для устранения утечки тепла через кольцевую щель между нерабочей частью 5 паяющего стержня 6 и торцем трубки-корпуса 7. Нагревательная спираль 9 для ускоренного разогрева выполнена плоской и расположена в пазу нерабочей части 5 стержня 6. Подвижный контакт 3 и неподвижный контакт 2 закреплены в имеющей наружную резьбу обойме 10, связанной с подвижной частью 11 ручки 1. Винтом 12 в ручке 1 зафиксирована втулка-гайка 13 с внутренней резьбой. Для визуальной установки температуры введены температурная шкала 14 и риска 15, расположенные соответственно на подвижной части 11 и ручке 1.

В исходном положении контакты 2 и 3 замкнуты. При нагреве спирали 9 нагревается толкатель 4 и, удлинившись, размыкает контакты 2 и 3 при достижении заданной температуры. При остывании паяльного стержня толкатель 4 также охлаждается и, следовательно, укорачивается. Контакты 2 и 3 принимают исходное положение, цепь питания нагревателя 9 замыкается, и цикл повторяется.

При повороте обоймы 10, закрепленной в подвижной части 11 ручки 1, относительно втулки-гайки 13, закрепленной винтами 12 в ручке 1, изменяется зазор (момент замыкания и размыкания) между контактами 2 и 3. Установка необходимой температуры осуществляется вращением градусной шкалы 14 относительно риски 15.

В предлагаемом электрическом паяльнике путем использования материала корпуса с малым температурным коэффициентом линейного расширения (сплава 18ХТФ), закрепления корпуса в месте стыка рабочей и нерабочей частей паяющего стержня, а толкателя в торце нерабочей части, выполнения толкателя из сплава марганца, никеля и меди с большим температурным коэффициентом линейного расширения достигнута точность поддержания температуры +(-) 3^оС относительно установленной по шкале.

Выполнение спирали плоской, расположение ее в пазу паяющего стержня, введение в месте крепления корпуса и стержня гайки из материала с малым температурным коэффициентом линейного расширения, позволило уменьшить потери джоулева тепла за счет уменьшения излучения тепла в окружающее пространство. Применение трубки из материала с малой теплоотдачей, введение в месте крепления корпуса и стержня гайки из материала с малым температурным коэффициентом линейного расширения, позволило уменьшить время разогрева паяющего стержня до температуры 350^оС с 130 до 86 с.

Установка требуемой температуры осуществляется визуально по шкале поворотом подвижной части ручки паяльника относительно самой ручки за 5 с. Это создает дополнительные удобства в работе.

Намечается серийный выпуск предлагаемого паяльника.

Использование: для пайки микросхем и миниатюрных радиоэлементов. Сущность изобретения: паяльник содержит ручку, паяющий стержень, нагреватель и терморегулятор, место стыка рабочей и нерабочей частей паяющего стержня закреплено в корпусе из материала с малым коэффициентом линейного расширения на сплаве железа и хрома, а толкатель из материала с большим коэффициентом линейного расширения из сплава марганца, никеля и меди закреплен в торце нерабочей части, ручка выполнена из двух частей с возможностью взаимного вращения и воздействия на контактную группу, причем одна часть имеет температурную шкалу, другая указательную риску. 4 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПАЯЛЬНИК, содержащий ручку, паяющий стержень с рабочей и нерабочей частями, нагреватель, терморегулятор, выполненный в виде толкателя, взаимодействующего с контактной группой, снабженной приспособлением для регулирования температуры паяющего стержня посредством перемещения контактов, отличающийся тем, что ручка выполнена из двух частей, установленных с возможностью взаимного вращения и воздействия на контактную группу, зона закрепления паяющего стержня в корпусе расположена в месте соединения рабочей и нерабочей его частей, корпус выполнен из материала с малым температурным коэффициентом линейного расширения, а толкатель- из материала с большим температурным коэффициентом линейного расширения и закреплен в торце нерабочей части. 2. Паяльник по п. 1, отличающийся тем, что одна часть ручки имеет температурную шкалу, другая указательную риску. 3. Паяльник по п. 1, отличающийся тем, что в месте крепления корпуса и паяющего стержня установлена гайка из материала с малым коэффициентом теплопроводности. 4. Паяльник по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что в качестве материала с малым температурным коэффициентом линейного расширения и теплопроводности использован титан или сплав хрома и железа. 5. Паяльник по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала с большим температурным коэффициентом линейного расширения использован сплав марганца, никеля и меди.