При производстве РЭА значительный объем монтажных операций производится методом ручной пайки. Особенно ярко это выражено при производстве уникальных единичных образцов и небольших партий изделий, а так же при производстве аппаратуры специального назначения. Кроме того даже при автоматическом монтаже часть компонентов производители вынуждены устанавливать с помощью ручной пайки.
Устанавливаемые в одно и тоже изделие компоненты предъявляют различные требования к пайке. Современные миниатюрные компоненты требуют ограниченного времени пайки и не допускают перегрева. Для пайки массивных компонентов и элементов конструкций требуется высокая мощность и хорошая теплопередача от нагревательного элемента инструмента в зону пайки. Кроме того, современные бессвинцовые припои имеют относительно высокую температуру плавления, что в совокупности с недопустимостью перегрева компонентов ужесточает требования к паяльному инструменту, т. к. сужает допустимый диапазон температуры пайки.
Кроме объективных технологических факторов нельзя не отметить экономические требования к монтажу. Наиболее важные из них это производительность труда монтажника и эксплуатационные затраты на паяльное оборудование. Так же важное значение имеет доступ к изменению технологических параметров паяльного оборудования. В ряде случаев для исключения технологического брака необходимо ограничить к ним доступ.
Для удовлетворения указанных требований необходим комплексный подход к созданию паяльного оборудования для ручной пайки. Паяльная станция должна быть органичным комплексом технических средств, направленных на выполнение повторяемой качественной и быстрой пайки, сводящей к минимуму вероятность брака.
Указанные подходы реализованы в новой линейке паяльного оборудования «НеоТерм» производства компании НТЦ «Магистр».
Нельзя не упомянуть, что НТЦ «Магистр» является одной из старейших компаний отечественного рынка паяльного оборудования. Инженерный и производственный состав компании обладает уникальными компетенциями в разработке и производстве паяльного и прочего технологического оборудования. Компания обладает собственными инженерными кадрами, а так же технологиями и производственными мощностями, позволяющими реализовать все этапы создания продукции, от идеи до серийного производства.
Линейка паяльных станции «НеоТерм» является наиболее функциональной, универсальной, технологичной и интеллектуальной из всего паяльного оборудования компании «Магистр». Она вобрала в себя наиболее передовые тенденции отрасли и соответствует самым жестким требованиям к ручной пайке.
Линейка содержит в своем составе станции, имеющие от одного до трех каналов управления, что позволяет к топовой из них подключить до трех рабочих инструментов. Наличие трех инструментов позволяет повысить производительность труда монтажника при работе с различными типами компонентов, так как нет нужды менять инструменты или паяльные насадки. Так же в линейку входят станции, в которых один из каналов управляет термозачисткой предназначенной для снятия изоляции с монтажных проводов.
Станция поддерживает работу с тремя типами паяльников. Все типы паяльников имеют встроенный микроконтроллер, который выводит технологичность и удобство пользования паяльником на недостижимый ранее уровень. Наличие контроллера позволяет проводить автоматическую идентификацию подключенного инструмента, хранить технологические параметры независимо от станции, а также в паре со встроенным в паяльник датчиком активности позволяет переводить инструмент в ресурсосберегающий режим при простое. Идентификация типа подключенного паяльника позволяет станции настраиваться на оптимальное управление им и тем самым обеспечивать требуемые технологические параметры и высокую скорость пайки (рис. 1).
Станция выполнена в антистатическом исполнении.
Рис. 1. Общий вид паяльной станции.
Паяльные станции «НеоТерм» обладают эргономичным человеко-машинным интерфейсом. Информация о текущей работе станции отображается на большом цветном графическом дисплее (рис 2). В зависимости от конфигурации и режима работы на дисплее отображается информация, необходимая только для текущей ситуации. Заданная температура легко меняется с помощью двух кнопок. Кроме того на передней панели имеются три кнопки, позволяющие устанавливать заранее запрограммированные пользователем заданные температуры одним нажатием. Менее востребованные параметры доступны для изменения оператором через систему меню.
Оператор для каждого канала станции может задать следующие параметры: заданная температура, ограничение мощности паяльника, температура дежурного режима, время перехода в дежурный режим, тип насадки и т. д.
Станция позволяет установить ограничение доступа к технологическим параметрам, что исключает несанкционированное изменение технологии пайки монтажниками.
Не меньше инноваций скрывается в методах управления. В станции используется фазовое управление в комбинации с настраиваемым ПИД регулятором, что позволяет в полной мере использовать возможности паяльника по быстродействию и теплопередаче.
Паяльные станции выпускаются с питающим напряжением 220В и 36В.
Каким бы уникальным не был блок управления, какие алгоритмы не были бы заложены в программе, основная работа выполняется паяльником и от него зависит качество, скорость и удобство пайки.
Как уже упоминалось станция поддерживает три типа паяльников: ПРЦ‑90, ПРТ‑90, ПРК‑90. Паяльники выполнены с использованием единой эргономичной ручки. Конструкция паяльника, а также используемые материалы не допускают нагрева ручки паяльника, что позволяет монтажнику работать в комфортных условиях и не приводит к его утомляемости (рис 3). Все типы паяльников поддерживают автоматическую идентификацию и содержат датчик активности (рис 4) .
Рис. 2. Передняя панель паяльных станций
Каждый тип паяльника обладает своими уникальными особенностями.
Паяльник ПРЦ использует классические цилиндрические паяльные насадки. Насадка фиксируется в паяльнике с помощью бокового стопорного винта. Все термически нагруженные детали паяльника выполнены из жаропрочных, коррозионно устойчивых материалов, что увеличивает срок службы паяльника и позволяет использовать его при пайке активными флюсами. Паяльник имеет высокую тепловую инерцию и подходит для работ с массивными, теплоемкими компонентами.
Паяльник ПРТ использует торцевой тип теплопередачи между паяльной насадкой и нагревателем. Паяльник отличается компактными размерами, удобством смены паяльных насадок (нет необходимости в дополнительном инструменте), а самое главное, высокой скоростью нагрева и отличной передачей тепла от нагревателя в зону пайки. Конструкция паяльника позволяет точно контролировать температуру паяльной насадки, что делает этот паяльник идеальным выбором для пайки компонентов чувствительных к температуре пайки.
Отдельно стоит обратить внимание на паяльник ПРК. Это картриджный паяльник в котором нагреватель и паяльная насадка образуют единый элемент — картридж. Паяльник обладает экстремальной скоростью нагрева — картридж от комнатной температуры до 350 С нагревается всего за 3 секунды! Датчик температуры совмещен с нагревателем и находится непосредственно в зоне пайки, что позволяет не опасаться за качество паянного соединения и исключает необходимость ввода температурной поправки.
Независимо от конструкции паяльника и точности датчика температуры, температура в точке пайки может отличаться от заданной. Она зависит от геометрических размеров и конструкции жала. Для компенсации указанной разности температур, в особо ответственных применениях, необходимо вводить так называемую температурную поправку. Как правило она вводится вручную и индивидуальна для каждого типа жала.
Линейка станций «НеоТерм» поддерживает в качестве дополнительного инструмента измеритель температуры ИТ-01 (рис. 5), подключаемый к станции в штатный разъем. Прислоняя кончик паяльной насадки к термопаре измерителя, производят точное определение температуры насадки, что позволяет выполнить автоматический ввод температурной поправки. Кроме того измеритель температуры позволяет проверить корректность работы блока управления, а также другого термического оборудования.
Как уже упоминалось, паяльная станция поддерживает работу с термозачисткой проводов. Инструмент подключается к специальному разъему. Станция позволяет использовать хорошо зарекомендовавшие себя термозачистки проводов УТЗ-0.0 и УТЗ-1.0. Мощность нагрева задается станцией, а включение производится нажатием кнопки на термозачистке. Одна из них имеет один нагревательный элемент, вторая два (рис. 6).
Паяльные насадки являются не менее важной частью паяльного комплекса чем паяльник. От паяльных насадок зависят экономические параметры всего процесса паяльных работ, так как они являются расходным материалом. Одним из основных параметров паяльных насадок является срок службы. Для увеличения срока службы насадки имеют многослойную оболочку. Основное тело насадки выполнено из меди высокой теплопроводности. Далее находится слой гальванического железа толщиной в зоне пайки 0.2-0.25 мм, придающий насадки свойство износостойкости. На железе лежит слой никеля предотвращающий окисление железа (рис. 7).
Рис. 3. Паяльники ПРЦ-90, ПРТ-90, ПРК-90.
Рис. 4. Интеллектуальный паяльник
Используемые насадки совместимы с насадками паяльников ведущих мировых производителей. Кроме того возможно изготовление насадок нестандартной конфигурации и изготовление насадок под паяльники любого производителя.
Номенклатура выпускаемых инструментов для линейки паяльных станций «НеоТерм» будет расширяться, в частности в ближайшее время к ним добавится термофен.
Рис. 5. Измеритель температуры ИТ-01.
Рис. 6. Термозачистки УТЗ-0.0 и УТЗ-1.0.
Рис. 7. Паяльные насадки и картриджи.
*материал опубликован с разрешения НТЦ "МАГИСТР"