Электрический паяльник Советский патент 1986 года по МПК B23K3/02 

Изобретение относится к устройствам для пайки и может быть использовано в электротехнике и радиотехнике для пайки печатных плат.

Цель изобретения - повышение стабильности температуры паяльного стержня и расширение интервала рабочих температур.

Поставленная цель достигается тем что в электрическом паяльнике, содер жащем корпус с паяльным стержнем и электрический нагреватель, установленный с возможностью перемещения внутри паяльного стержня, корпус выполнен в виде коаксиально тепловой трубы, паяльный стержень установлен с возможностью перемещения в корпусе а участок паяльного стержня, контактирующий с корпусом, вьшолнен с перв менной теплопроводностью, величина которой в радиальном направлении больше, чем в продольном направлении Паяльный стержень на участке переменной теплопроводности может быть выполнен с поперечными кольцевыми паза ми, имеющими ширину, меньшую ширины кольцевых перемычек между ними. Кроме того, участок паяльного стержня с переменной теплопроводностью может быть выполнен в виде полого цилиндра из материала с низкой теплопроводностью, на котором снаружи установлены кольца из материала с высокой теплопроводностью, отделенные одно от другого кольцевыми зазорами или дополнительными кольцами из материала с низкой теплопроводностью.

На фиг.1 показан электрический паяльник, продольный разрез; на фиг.2 паяльный стержень, продольный разрез участка, выполненного с поперечными кольцевыми пазами; на фиг.3 - то же, участок которого выполнен в виде полого цилиндра с установленными на нем кольцами; на фиг.4 - то же, фрагмент с дополнительными кольцами из материала с низкой теплопроводностью.

Электрический паяльник содержит корпус 1, внутри которого на части своей длины введен паяльный стержень 2, участок 3 которого в зоне контакта с корпусом 1 вьшолнен с переменной теплопроводностью , величина которой в радиальном направлении превьшга- ет токовую в продольном направлении.

Внутри паяльного стержня 2 разме-- щек с возможностью продольного перемещения омический нагреватель 4, выI 10

25

1235680J

полненный например, в виде спирали 5 из нихрома, подключенной посредством проводов 6 к источнику электрического тока. Тепловая труба образована 5 герметично соединительными между собой на концах коаксиальными внутренним и наружным цилиндрами 7 и 8 соот ветственно, кольцевая полость между которыми частично заполнена теплоно- :Сителем (например, дифенильной смесью) неконденсирующимся газом (например, азотом). На наружном цилиндре 8 установлены ручка 9 (из эбонита, текстолита, дерева и т.д.) и радиатор К) в виде системы колец из алюминиевого сплава. В полости тепловой трубы на поверхности ее внутреннего цилиндра 7размещена капиллярная структура 11 из нескольких слоев сет ки. Спир;аль 5 нагревателя 4 расположена внутри тонкостенной трубки 12, которая одновременно является державкой нагревателя 4 и имеет на противоположном ему конце ряд отверстий 13 Щ1Я фиксации нагревателя 4 в определенном положении относительно паяльного стержня 2 с помощью винта 14, закрепленного на конце ручки 9. Паяльный стержень 3 установлен внутри ци линдра 7 тепловой трубки с возможностью продольного перемещения, его фиксация может, быть осуществлена любым известным приемом. Паяльный стержень 2 выполнен из меди или какого35 либо сплава с высокой теплопроводностью, цилиндры 7 и 8 и трубка 12 - из нержавеющей стали или другого материала с относительно низкой теплопроводностью. Переменная теплопровод40 ность участка паяльного стержня 2

обесп«;чи1зается выполнением на его наружной поверхности системы поперечных кольцевых пазов 15 (фиг.1 и 2), имеющих ширину 2, , меньшую ширины fj

45 кольцевых перемычек 16 между пазами .il5. В другом варианте конструкции паяльного стержня 2 (фиг.З и 4) переменная: эффективная теплопроводность его участка достигается выполнением

50 этого участка в виде полого цилиндра 17 из материала с низкой теплопроводностью (например, из нержавеющей стали) , на котором снаружи установлены кольца 18 из материала с высокой тепS5 лопроводностью (например, из меди), отделенные одно от другого кольцевыми зазорами 19 или догголнительмыми кольцами 20 из материала г РШТКОЙ

I 10

5

25

3

теплопроводностью (например, из керамики). Пазы 15 также могут заполняться материалом 21, имеющим низкую теплопроводность. Величины Р, и f, а также глубина h, пазов 15, ширина f и высота h колец 18 и ширина f fj- зазоров 19 и колец 20 соответственно могут вьшолняться переменными по длине паяльного стержня, что позволяет при соответствующем выборе материалов данных конструктивных элементов в щироком диапазоне варьировать как саму величину эффективной теплопроводности рассматриваемого участка паяльного стержня 2, так и ее распределение по длине этого участка.

Электрический паяльник работает следующим образом.

При подаче напряжения на нагреватель 4 паяльный стержень 2 разогревается, при этом температура его конца который предназначен для пайки, поддерживается на уровне, определяемом мощностью нагревателя 4, положением его внутри паяльного стержня 2, положением последнего (т.е. насколько вдвинут или вьодвинут) относительно газорегулируемой тепловой трубы (т.е корпуса 1) и ее настройкой на определенный температурный уровень при данном передаваемом через трубу тепловом потоке. В режиме холостого хода, т.е. без пайки, практически вся мощность нагревателя 4 передается тепловой трубе и сбрасьшается через радиатор 10 в наружный цилиндр 8 корпуса. В режиме пайки больщая часть теплового потока от той части нагревателя 4, которая расположена вне участка 3 паяльного стержня 2, обладающего переменной эффективной теплопроводностью, идет через паяльный стержень 2 к его торцу, где производится пайка. Остальная часть теплового потока через стенку паяльного стержня 2, в том числе его участок 3, передается тепловой трубе и сбрасьшается в окружающую среду. Наличие в паяльном стержне 2 участка 3 с переменной эффективной теплопроводностью обеспечивает такой эффект, что мощность.

356804

вьщеляемая нагревателем 4, на этом участке как бы отсекается от остальной мощности и передается только радиально-тепловой трубе, а не вдоль

5 паяльного стержня 2, так как на этом участке его эффективная теплопроводность в Продольном направлении значительно меньше, чем в радиальном. При необходимости уменьшить или

10 увеличить температуру паяющего конца паяльного стержня 2 нагреватель 4 перемещают внутри него соответственно вправо или йлево (фиг.1) на некоторое расстояние и фиксируют в новом

15 положении с помощью витка 14. Наличие в паяльном стержне 2 участка 3 с переменной эффективной теплопроводностью обеспечивает высокую чувствительность регулирования температуры,

20 при этом достигается почти линейная зависимость между тепловым потоком, идущим на пайку, и перемещением нагревателя 4 относительно паяльного стержня 2. Конструкция паяльника по25 зволяет получить широкий диапазон рабочих температур при относительно не- большом (порядка 10 мм) интервале перемещения нагревателя.

Дополнительные возможности регули30 рования температурного уровня открываются при перемещении паяльного стержня 2 относительно корпуса 1, при этом максимально возможная температура пайки достигается в таком по, ложении стержня 2, когда он вьщвинут из тепловой трубы настолько, что контактирует с ней лишь на участке 3 переменной эффективной теплопроводности или даже на части этого участка.

Таким образом, вьтолнение участка паяльного стержня с переменной эффективной теплопроводностью, величина которой в радиальном направлении

., больше, чем в продольном, и использо- вание в качестве корпуса коаксиально трубы позволяют расширить область применения паяльника (за счет. повьш1е- ния чувствительности процесса регулирования и расширения интервала рабочих температур) и повысить стабильность температуры паяльного стержня.

40

50

.jy//

16

Фиг. 2

Qjffl

фиг.З

фиг 4

Редактор Н.Рогулич

Составитель Е.Тютченкова

Техред Н.Попович Корректор С.Черни

Заказ 3046/12Тираж 1001Подписное

ВНШ1Ш Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. , д. 4/5

Протволственно-нолит-рафичоское предприятие, г. - жгород, VJT . Проектная, 4