|
|
 |
|
|
|
Energetyka, Automatyka przemysłowa, Elektrotechnika
|
|
|
|
|
|
|
Groty to istotne, eksploatacyjne części lutownic i stacji lutowniczych. Dobór ich właściwego modelu wcale nie jest tak prosty, jak to mogą sobie wyobrażać laicy: nawet niewielkie różnice w kształcie i rozmiarze końcówki mogą znacząco wpłynąć na tempo i komfort pracy.
W niniejszym artykule opisujemy zagadnienia związane z grotami lutowniczymi i ich prawidłowym doborem. Chociaż należy już teraz podkreślić, że często jest on podyktowany przede wszystkim rodzajem sprzętu lutowniczego i indywidualnymi preferencjami użytkownika. Te dwa czynniki to jednak nie wszystko, czasem zachodzi sytuacja wręcz odwrotna: wybór modelu lutownicy zostaje umotywowany ich kompatybilnością z grotami o danych właściwościach. Przyjrzyjmy się zatem dostępnym na rynku rozwiązaniom i ich charakterystyce.
W tym tekście poruszamy wiele tematów dotyczących techniki lutowniczej:
W pierwszej kolejności należy zaznaczyć, że właściwie nie istnieje żaden globalny standard gniazd na groty lutownicze. Niemal każdy producent opracowuje własne rozwiązanie. Wyjątkiem są tutaj dostawcy wytwarzający „budżetowe” urządzenia, stosujący modułową konstrukcję, których produkty mogą okazać się kompatybilne z rozwiązaniami innych producentów. Na polu wyspecjalizowanych marek zazwyczaj mamy do czynienia z końcówkami osadzanymi na jeden z dwóch sposobów:
Najprostszy, stożkowy grot o specjalnie przygotowanej końcówce.
Właściwy montaż grota jest kluczowy dla prawidłowej pracy lutownicy, gdyż musi zapewnić możliwie najlepsze przewodnictwo cieplne między osadzoną w kolbie (lub jej trzpieniu) grzałką a końcówką. Najlepszym rozwiązaniem byłoby tutaj użycie gwintu, jednak pod wpływem wielokrotnych i skrajnych zmian temperatury uległby on zapieczeniu. Dlatego producenci decydują się na rozwiązania pośrednie, z wykorzystaniem niewymiennych elementów dociskowych.
Groty wykonuje się ze stopów opartych na miedzi, zapewniających elementowi względną przewodność cieplną. Samo zakończenie przeważnie zostaje poddane obróbce mechanicznej i galwanizacji. Dlatego też do czyszczenia grotów należy używać wyłącznie dedykowanych temu celowi materiałów – zazwyczaj gąbek nasączonych wodą lub czyścików wykonanych z drobnych włókien metali miękkich. Użycie innych, „chałupniczych” metod (materiały ścierne, kwasy) z dużym prawdopodobieństwem szybko uszkodzi końcówkę i uniemożliwi komfortową pracę, zwłaszcza w zakresie pracy precyzyjnej.
Aby dobrać grot kompatybilny z danym modelem lutownicy lub stacji lutowniczej, należy zapoznać się ze specyfikacją techniczną producenta (udostępnianą przez dystrybutora). W przypadku katalogu TME lista kompatybilnych grotów jest dostępna w sekcji „PRODUKTY POWIĄZANE”, na stronie każdego z narzędzi lutowniczych.
Seria Grotów JBC-C105XXX może być używana ze stacjami JBC-NANE-2C i JBC-NASE-2C.
Istotny podział między grotami lutowniczymi wynika z budowy samej lutownicy lub stacji lutowniczej. Jak już zostało wspomniane, nie istnieje ogólnie przyjęty standard gniazd dla grotów lutowniczych. Producenci opracowują własne rozwiązania – jednym z ich rodzajów jest gniazdo, które służy doprowadzaniu do grotu napięcia. O ile „klasyczny” grot jest bryłą metalu, która służy przewodzeniu ciepła z elementu grzejnego na spoiwo, bardziej zaawansowana konstrukcja zakłada umieszczenie grzałki (jak również termopary) w jednym module z grotem. Takie rozwiązanie stosuje się przede wszystkim w zaawansowanych i precyzyjnych przyrządach, oferują je m.in. marki JBC czy Weller. Ma ono kilka istotnych zalet, przede wszystkim: oznacza niewielkie straty energii, gdyż fabryczne połączenie zapewnia bardzo dobre przewodnictwo cieplne (skutkuje to także szybszym nagrzewaniem grotu i precyzyjniejszym odczytem jego temperatury przez sterownik).
Taka konstrukcja przekłada się na dłuższą żywotność samej lutownicy, ponieważ obydwa najbardziej narażone na zużycie elementy (tj. końcówka i grzałka) mogą być z łatwością wymienione. Dużym minusem jest natomiast cena akcesoriów. Dlatego ze stacji lutowniczych i lutownic wymagających użycia grotu połączonego z elementem grzejnym korzystają głównie profesjonalne zakłady i laboratoria.
W warunkach profesjonalnych, np. na liniach produkcyjnych czy podczas rozległych prac serwisowych, operator do wykonania zadania może potrzebować dwóch lub nawet trzech różnych końcówek lutowniczych. Dlatego wielu producentów urządzeń profesjonalnych stosuje w swoich stacjach lutowniczych system szybkiej wymiany grota. Sama zmiana nie jest skomplikowana technologicznie i może być wykonana jedną ręką. Groty pozostają przygotowane w magazynku. Wyjęcia końcówki dokonuje się, zahaczając grot w szczelinie i unosząc kolbę – montaż nowego grotu wykonywany jest analogicznie, przez jego wciśnięcie w gniazdo. Taki system stosuje się przeważnie z urządzeniami wykorzystującymi groty, w których wmontowano grzałkę (omówiono je powyżej), gdyż montaż i demontaż końcówki nie może wymagać zbyt dużej siły.
Widoczna nad wyświetlaczem płyta to wymiennik grotów.
Dobór grota pod względem jego kształtu jest w dużej mierze podyktowany indywidualnymi preferencjami użytkownika. Pomijając kwestię rozmiaru, która pozostaje uzależniona od rodzaju poddawanego obróbce obwodu, początkujący technik powinien wypróbować kilka dostępnych na rynku rozwiązań – tak, aby eksperymentalnie dobrać narzędzie najlepiej odpowiadające jego metodzie pracy. Niezależnie od tego, z jakiej lutownicy lub stacji lutowniczej korzysta, niemal zawsze będzie miał do wyboru cztery podstawowe kształty końcówek:
Najpopularniejsze kształty grotów: stożek, wkrętak, minifala i nóż.
Minifala charakteryzuje się wklęsłym ścięciem na końcu stożkowatej końcówki. Taki kształt sprawia, że napięcie powierzchniowe utrzymuje kroplę spoiwa na samym czubku rozgrzanego grota. Pozwala to wygodnie montować układy scalone SMD, zwłaszcza te o dużej liczbie wyprowadzeń. Montażu elementu dokonuje się poprzez przesunięcie grotem w poprzek wyjść komponentu – wymaga to pewnej wprawy, ale pozwala szybko osiągnąć satysfakcjonujące efekty, nawet bez użycia stacji na gorące powietrze (hot air ).
Jest to grot o podłużnej spłaszczonej końcówce, przypominającej końcówkę płaskiego śrubokrętu. Dzięki niemu z łatwością dokonuje się montażu i demontażu elementów przewlekanych oraz rozprowadzenia spoiwa po powierzchni. Wkrętak znakomicie sprawdza się do nagrzewania plecionek miedzianych stosowanych przy usuwaniu spoiwa (lub jego nadmiaru) z PCB. Duża, liniowa powierzchnia styku między grotem a polami obwodu ułatwia równomierne nagrzewanie większych płaszczyzn i brył, dlatego taka końcówka stosowana jest również przy tzw. „cynowaniu” żył przewodów.
Stożek jest uważany za grot uniwersalny, bardzo często dostarczany w komplecie z lutownicą. Charakteryzuje się zaokrąglonym czubkiem. Stosuje się go z każdym rodzajem komponentów, gdyż pozwala na pracę punktową. Najbardziej precyzyjne modele końcówek stożkowych (ułamek milimetra średnicy) doskonale nadają się do wykonywania prac z układami SMD, zwłaszcza przy korekcie połączeń, gdzie wymagane jest np. selektywne podgrzewanie wyprowadzeń układu scalonego lub złącza. Groty o większych średnicach czubka mają najszerszy zakres zastosowań i mogą służyć praktycznie do wszystkich podstawowych prac lutowniczych (w dziedzinie elektroniki).
Nóż to końcówka, która łączy w sobie zalety spłaszczonego grotu i precyzyjnego wierzchołka – jeżeli użytkownik często dokonuje montażu i demontażu elementów SMD, może się okazać, że będzie to najlepsze rozwiązanie do tego typu prac. Tym niemniej, jak już zostało wspomniane, będzie to kwestia indywidualnych preferencji.
Powyższa lista właściwie wyczerpuje najważniejsze informacje w temacie grotów, jednak istnieje jeszcze kilka mniej typowych i rzadziej spotykanych produktów, o których należy wspomnieć. Są to rozwiązania powiązane z innymi technologiami urządzeń lutowniczych.
Lutownica gazowa marki Weller z charakterystycznym, „dziurawym” grotem.
Lutownice gazowe często są kojarzone z dużymi urządzeniami służącymi łączeniu rur miedzianych czy rynien (chociaż do tych zastosowań stosuje się najczęściej specjalne palniki). Tymczasem zasilanie gazowe jest optymalnym rozwiązaniem dla urządzeń niewielkich i przenośnych – w niewielkim zbiorniku mieści się ilość paliwa wystraczająca do wykonania wielu prac lutowniczych. Podobne, niewielkie urządzenia zasilane ogniwami litowo-jonowymi również są dostępne na rynku, ale odznaczają się nieco niższą skutecznością.
Większość grotów do lutownic gazowych posiada szczeliny służące odprowadzaniu spalin, często dodatkowo zabezpieczone przy pomocy siatki, aby zapewnić drożność kanału wentylacyjnego. Alternatywnie stosuje się groty, które mocuje się na obwodzie dyszy, podobnie jak w przypadku palnika. Podpalony strumień gazu uderza bezpośrednio w tylną część końcówki, dzięki czemu nagrzewanie elementu odbywa się bardzo szybko. Dla standardowych grotów będzie to kilka sekund. Jednak w tym miejscu trzeba też zaznaczyć, że dodatkową zaletą lutownic gazowych (nawet tych o kompaktowej konstrukcji) jest możliwość zastosowania końcówki o stosunkowo dużej powierzchni, służącej nie tylko do lutowania, ale również np. cięcia tworzyw sztucznych. Z kolei palniki mogą posłużyć do zgrzewania materiałów, opalania starych powłok, ale też pracy z materiałami termokurczliwymi.
Chociaż lutownice transformatorowe należą obecnie do najrzadziej stosowanych rozwiązań, nie wyszły z użycia. Najprawdopodobniej dlatego, że mają co najmniej dwie przewagi nad konkurencją: niezwykle krótki czas nagrzewania oraz bardzo niski koszt grotów. Praktycznie rzecz biorąc, w lutownicy transformatorowej w roli końcówki można zastosować dowolny drut (najczęściej miedziany) o przekroju pozwalającym na przewodzenie dużych prądów. Jednak prawidłowa eksploatacja urządzenia zakłada użycie dedykowanego grota o określonych właściwościach (rezystancja, masa, pokrycie powierzchni). Dystrybutorzy części elektronicznych, w tym oczywiście TME, nadal oferują wybór końcówek do lutownic transformatorowych, a część z nich przeznaczona jest do zastosowań z nowoczesnymi obwodami elektroniki precyzyjnej – posiadają zakończenia ścięte czy w kształcie stożka, itp.
Grot lutownicy transformatorowej z końcówką ściętą.
Grot lutowniczy marki JBC.
Rozpowszechnienie elementów do montażu powierzchniowego (SMD) zrodziło potrzebę opracowania nowej techniki ręcznego lutowania i rozlutowywania komponentów. Odznaczają się one bardzo niewielkimi rozmiarami, a w dodatku bywają gęsto rozmieszczone na PCB. Wynika to stąd, że w większości przypadków ich montażu dokonuje się maszynowo – tym niemniej prace serwisowe nadal są wykonywane przede wszystkim manualnie. Aby ułatwić operowanie kompaktowymi elementami, niekiedy stosuje się specjalne mikroszczypce, których szczęki są parą gorących grotów lutowniczych. Dzięki nim demontaż małego rezystora czy kondensatora jest trywialnie prostym zadaniem. Ułatwiają też przenoszenie i lutowanie komponentów. Jak można się domyślać – końcówki do takich szczypiec często (chociaż nie zawsze) występują jako para. Przeważnie charakteryzują się odgiętym zakończeniem ułatwiającym chwytanie.
Dysze nie mieszczą się w tematyce niniejszego artykułu, jednak dla pełnego ujęcia tematu należy wspomnieć o istnieniu dwóch rozłączonych grup produktowych. Pierwszą są groty rozlutownic. Ich zadaniem jest podgrzanie spoiwa do temperatury topnienia (ale też zapewnienie kanału, którym lutowie zostaje wessane za pomocą pompy podciśnieniowej). Takie elementy stosuje się zarówno w profesjonalnych stacjach serwisowych, jak i przystępnych cenowo rozlutownicach, gdzie funkcję pompy pełni mechanizm napędzany sprężyną. Co się zaś tyczy dysz do lutowania gorącym powietrzem, to występują one zarówno w wersjach uniwersalnych (od dużych średnic po bardzo precyzyjne), jak i ściśle wyspecjalizowanych, czasem przeznaczonych do jednego i tylko jednego formatu układów scalonych.
Czoło dyszy przeznaczonej do montażu/demontażu układów w obudowach QFP.
Tekst opracowany przez Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.
| REKLAMA |
|
|
| REKLAMA |
|
|
