Устройство для пайки Советский патент 1983 года по МПК B23K3/02 

Изобретение относится к технологичес ким устройствам для вьшолнения процессов пайки и может найти применение в производстве изделий электронной промьшшенйости, вычислительной техники и в приборостроении.. При создании устройств для пайки при ходнтся решать задачу повышения точности стабилизации температуры рабочег органа устройства. Для этого в устрой слтвах с обратной связью по температуре увеличивают глубину обратной связи. Однако для устройств, работающих в широком диапазоне рабочих температур при увеличении глубины обратной связи на малых температурах, врем я-готовности устройств резко увеличивается, превышая время готовности устройства на мак симальной рабочей температуре в 2,5-3 раза. Это объясняется тем, что при вкл чении устройства к нагревателю подводится полная мощность источника, которая уменьшается при достижении рабочим органом заданной температуры. Однако запасённая тепловая энергия нагре зателя продолжает повышать температуру рабочего органа (например жала) устройства нагревая его и тем самым увеличивая время готовности. Таким образом, имее {место противоречие между увеличением точности стабилизации температуры и временем готовности устройства, которое необходимо разрешить., Известно устройство, в котором в качестве регулятора и термодатчика использована пластина, контактирующая с жалом паяльника. При на греве жала паяльника .пластина изменяет свою форму и отключает цепь питания нагревателя, а при остзагвании жала включает цепь питания вновь 1 . При очевидной простоте устройства точность устешовки и стабильность поддержания заданной температуры низки из-ва большой тепловой инерции термедатчика - регулятора такой конструкции, что особенно сильно проявляется в малогабаритных устройствах для микропайки. Наиболее близким к изобретению по гекнической сущности является устройство для пайки , содержащее нагреватель, подключенный к источнику напряжения через регулятор, который соединен с термочувствительным элементом (терморезист ром) и с резистивным задатчиком. темпе ратуры. При реализации этого техничесКохх решения в устройствах для микропайки с широким диапазоном рабочих температур время готовности на малых .температурах существенно больше, чем на максимальных. Это связано с тем, чтЬ при включении устройства или смене рабочей температуры на нагреватель подается полная подводимая мощность источника питания, которая уменьшается при достижении заданной температуры рабочего органа (жала) 2 . Однако в виду конечной скорости .передачи тепла от нагревателя к рабочему органу (жалу) паяльника в нагревателе нарастает тепловая энергия, которая передаётся жалу и медленно рассеивается, увеличивая время готх вности устройства. При нагреве до максимальной рабочей температуры скорость нагрева .при подходе к установленной температуре уменьшается, поэтому разность температуры. между нагревателем и жалом невелика, время готовности не увеличивается. Указанный недостаток приводит к увеличению времени готовности на малых и средних рабочих температурах, а также увеличению потребляемой мощности. Для борьбы с этими недостатками снижают коэффициент усиления цепи обратной связи, но дри этом существенно ухудшается точность стабилизации температуры. Цель изобретения - повьш1ение произв:одительности процесса пайки за счет уменьшения времени готовности и повышения точности стабилизации температуры. Поставленная цель достигается тем, что. в устройство для пайки, содержащее . нагреватель, соединенный с регулятором, и резисти ный задатчик температуры, введены сумматор и два усилителя, при этом первые входы усилителей соединены с подвижным контактом резистивного за датчика температуры, второй вход nepBoix) усилителя соединен с нагревате-лем, второй вход второго усилителя соединен о неподвижным контактом резистивного задатчика температуры, а выходы усилителей через сумматор соединены с входом регулятора. Введение усилителя, один из входов которого подключен к подвижному контакту резистивного задатчика температуры, выход - к одному из входов сумматора, позволило повысить точность стабилизации температуры рабочего органа устройства. На второй вход этого cиJШтeля подаётся напряжение обратной связи с нагревателя. Таким образом, выходное напряжение усилителя, ЯБЛ5цощееся в то же время сигналом управления регулятором, в установившемся режиме равно выхм ч .с.)) где и цыхл - выходное напряжение первого усилителя , / К1 - коэффициент усиления первого усилителя, - напряжение на подвижном контакте эадатчика темпе)ра . . туры; Upj. - напряжение обратной связи, поступающее с термочувстВ1ительного элемента. Иэ приведённой формулы видно, что точность стабилизации увеличивается при увеличении коэффициента усилетния усилителя К1, так как ;для ограниченной величины Ij вы ц, -1 при увеличении К1 раз HoctbO- djv- JQ.C уменьшается. Введение второххэ усилителя и подключ|кие одного его входа к подвижному контакту резистивнбго задатчшса температуры и одноименному входу первого усилителя, а также подключение второго входа этого усилителя к неподвижному контакту зада1 чшса позволило получить управляющее напряжение, подводимое к i регулятору через сумматор, равное -K2lU ЧзаА), УВЫХ.2 ад,.макс - выходное напряжение второго усилителя, , К2 - коэффициент усиления второго усилителя, tJjaA.MaKC максимальное напряжекие задатчшса температурыU-jo) -напряжение на подвижном контакте задатчика температурьте Из приведённой формулы видно, что управляющее напряжение U иы 2 « лодводимое через сумматор к регулятору, равно купю при эад.Мокс максимально при минимальном напряж 1Ш на подвижном контакте задатчика темпе ратуры. Это напряжение ограничивает подводимую мощность при нагревании усо ройства и это ограничение тем больше, чем меньше установлена задатчиком тем- пература; тем медленнее нагревается рабочий орган устройства. Перегрев рабочего органа исключается и сокращается время готовности устройства, а также уменьшается потребляемая мощность. Введение сумматора и подключение его входо в к выходам усилителей, подключение выхода к входу регулятора позволило исключить взаимное влияние усилителей друг на друга, а чтакже обеспечить условие, при котором напряжение на выходе сумматора, являющееся сигналом управления регулятора, равно тому входному напряжению, которое больше, а именноесли Ugbix.-t выи.1 UCJJM выхм , UcyM .2. U0j,(.2- где UQU - выходное напряжение сумма-, тора. При этом, если U.tjbtK-, . , то регулятор ограничивает подводи} ую мощность к нагревателю пропорционально напряжению-lJ вы х г - это режим нагрева после включения. Еслии0(,| ( то регулятор ограничивает подводимую мощность пропорционально величине на/пряжения и е,ьи - это режим стабилизации. На чертеже дана блок-схема устройства. Устройство содержите нагреватель 1, соединенный через регулятор 2 с источником напряжения, резистивный за датчик 3 температуры, подвижный контакт которого соединен с одноименнымивходами усилителя 4 и усилителя 5, а один из неподвижных контактов задатчика 3 температуры соещшен ( втгорым входом .усилителя 5. Второй вход усилителя 4 Ьоединен по цепи обратной связи с нагре;вателем 1. Выходы усилителя 4 и усили- теля 5 соединены с входом сумматора 6, ;а выход сумматора 6 соединен с регулятором..„ . Устройство работает следующим образом.. . После включения резистивным задатчиком 3 устанавливают температуру рабочего органа устройства. При этом )яа подвижном контакте задатчика относительно общей точки устройства будет напряжение, пропорциональное температуре, которая подаётся на одноименные входы усилителей. На второй вход усилителя 4 поступает напряжение обратной связи с . нагревателя, которое равно нулю в момент .включения устройства. На второй вход усилителя 5 с неподвижного контакта задатчика поступает напряжений, соответствующее максимальной рабочей температуре.. В начальный момент времени в виду большой разности Между напряжением задатчика и напряясением обратной связи выходное, напряжение .усилителя 4 мало: и оно не оказывает управляющего действия на регулятор. При максимальной температуре, установленной задатчиком, результирующее напряжение на входах усилителя 5 равно нулю, поэтому Ндоряжение на вькоде усилителя 5 также мало и оно не оказьшает на регулятор управляющего действия, и регулятор не огр ничивает подводимую мощность к нагревателю,, По мере нагревания, разность между напряжением задатчика и напряжением обратной связи уменьшается, на выходе усилителя 4 налряжение увеличивается, и это налряжение через сумматор поступает на регулятор, который уменьшает подводимую {МОЩНОСТЬ к нагревателю, .стабилизируя, температуру .рабочего орга. на.. , -. .;. .. - . При температуре, установленной за- /датчиком не равной максимальной, . результирующее напряжение на входах усилителя 5 отлично от нуля. Это налря жение усиливается усилителем 5 и через сумматор оказьшает управляющее дей- ствие на регулятор. Регулятор ограничивает подводимую мощность к нагревате лю, и это orpaHmieHHe тем больше, чем меньше установлена задатчиком температура. Таким образом, нагревание происходит без перегрева. По мере нагревания результирующее напряжение на входах усилителя 4 умезрсьшается, увеличивается его выходное напрязкение и при превышении его над выходным напряжением усилителя 5| на регулятор с выхода сумматора поступит выходное напряжение усилителя 4,которое будет осуществлять регулировку подводимой мощности, В предлагаемом устройстве для пайки, по сравнению с известным устройством - i, паяльником с терморегулятором типа tlT-ЗбМ., за счёт введения усилителя, один вход которого соединен с подвюкньхм контактом резистивного задатчика тем- пературы, а выход через сумматор подключён к входу регулйтора, позволило повысить точибсть поддержания температуры жала паяльника в статическом режиме и увеличить диапазон рабочих темпёратур, .. ; Введение усилителя, одиЗа взыход которого соединён с подвиж|рым контактом задатчика температуры, а второй вход с неподвижным контактом, вызсод же че«рез сумматор связан с входом .регулятора, также способствовало .расширению диапазона рабочих температур йаяльника и, по сравнению с известным устройством позволило сократить время готовности на максимальных рабочих температурах.

УСТРОЙСТВО ПЛЯ ПАЙКИ, содержащее нагреватель, соединенный с ч , ругулятором, и резистивный за датчик 1температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности процесса гюйки за сч§т умень шения времени готовности и повышения точности стабилизации температуры, в него введещл сумматор и два усилителя при этом первые входы усилителей соединены с подвкнсксым контактом резистивного задатчика температуры, второй вход первого усилителя соединен с нагре вателем, второй вход второго усилителя соединен с неподвижным контактом резистивного задатчика темпер1атуры, а вы. ходы усилителей через сумматрр соединены с входом регулятора.