Пролог
В прошлом, для всяких «термических технологий», (конечно, кроме пайки и демонтажа радиодеталей), я использовал небольшую зажигалку с форсункой. Но, газовая горелка, в плане получения горячей струи воздуха, имеет ряд недостатков. С её помощью нельзя плавно регулировать температуру, величина факела зависит от количества газа в резервуаре, открытое пламя может стать причиной возгорания, ну и наконец, необходимо покупать газ в баллончиках.
Так что, решено было изготовить небольшой фен из всякого хлама, который можно найти в закромах самодельщика. Дополнительным стимулом к изготовлению данного девайса стала цена фабричного фена, которая у нас начинается примерно с 30$.
Замечу, что во время сборки и тестирования сабжа я построил ещё одну, пока умозрительную, модель фена большей мощности. Так что, если вам нужен более серьёзный агрегат, следите за новыми публикациями.
Устройство термофена
Изготавливаемый самостоятельно фен для пайки микросхем в общем случае собирается из следующих доступных компонентов:
- вентилятор подходящего типа, играющий роль формирователя воздушного потока;
- электронагреватель, предназначенный для термического нагрева фена;
- корпус с воздуховодом и специальные насадки, обеспечивающие формирование нагретой струи с заданными параметрами;
- два блока, предназначенные для раздельного питания вентилятора и элементов нагревателя.
Мощности самодельного фена для пайки должно быть достаточно для получения струи воздуха, нагретой примерно до 600-800 градусов (при таких нагревах можно работать с любыми типами припоев). При этом мощность встроенного электронагревательного элемента не может быть менее 2,5 киловатт.
Основные детали и материалы
Давненько у меня валялся без дела этот вентилятор. Такие 40-миллиметровые вентиляторы раньше широко использовались в PC 486 и видеокартах.
Для данного узла потребуется минимальная доработка. Нужно будет повторно просунуть провод в узел крепления.
Для воздуховода нагревателя у меня не нашлось трубки подходящего диаметра, и я её позаимствовал у десятиваттного резистора типа С-5-5. Чтобы освободить трубку от внутренностей, спилил напильником один из её закатанных краёв.
Не рекомендую использовать для воздуховода нагревателя керамику или кварцевое стекло, так как эти материалы могут разрушиться при случайном попадании флюса или смывки на разогретую поверхность. Скажу по секрету, первые опыты я делал с керамическим воздуховодом нагревателя, который разрушился при первом же тепловом ударе. Так что, лучше выбрать сталь или, на худой конец, какой-нибудь цветной металл.
Для того чтобы не возиться с изготовлением слюдяного каркаса, я использовал проволоку диаметром 1,2мм от какого-то реостата. Думаю, подойдёт проволока диаметром 0,5-1,5мм. Если выбрать более тонкий провод, он не будет надёжно фиксироваться в корпусе, а если более толстый, то придётся увеличивать сечение кабеля, что сделает последний слишком жёстким.
Слюда понадобится для изготовления прокладки, которая изолирует спираль от трубки нагревателя. Стеклоткань будет служить теплоизоляцией между трубкой нагревателя и корпусом фена.
Для того чтобы было удобнее работать с непокорными материалами, нужно воспользоваться «Резиновым клеем», «Клеем 88Н» или клеем «Момент». Слюду можно наклеить на стеклоткань или даже бумагу. Стеклоткань можно просто проклеить и подсушить. В последствие, клей выгорит, но на этапе сборки окажет незаменимую помощь.
Спираль нагревателя нужно намотать с таким расчётом, чтобы она вставлялась в трубку с зазором, который впоследствии придётся заполнить слюдяной прокладкой. Если удастся найти трубку подходящего диаметра, то можно вставить конец провода в трубку и лишь после этого намотать спираль. У меня такой трубки не нашлось, поэтому я просто намотал провод на металлический прутик, а потом ввернул центральный провод внутрь спирали. Этот приём показан в видеоролике>>>
Много раз использовал эти чудесные изделия для решения совершенно нетипичных задач. В данном случае, электротехнические клеммники будут передавать ток от кабеля к спирали и фиксировать положение спирали относительно переднего края трубки (для предотвращения замыкания спирали на корпус).
Для изготовления корпуса фена будем использовать жесть, полученную от любой негофрированной консервной банки.
Часто цилиндрическая поверхность банок скрыта этикеткой. Если ещё в магазине провести ногтем по боковой поверхности банки, то можно легко распознать банку с гладкой боковой стенкой.
Из цилиндра пятиграммового шприца изготовим ручку фена.
Возможности строительного фена
Прежде чем обсуждать самостоятельное изготовление такого весьма опасного при эксплуатации бытового прибора, рассмотрим все возможности промышленного фена, чтобы скептически настроенные обыватели изменили свое отношение к этому нужному в хозяйстве изделию. Начнем с практического применения и перечислим основные моменты, в которых его использование будет целесообразно:
- удалить ненужные наклейки на любой основе, а также ценники и информационные таблички для товара, которые устарели;
- снять виниловое покрытие с любого носителя без применения химических средств и механического воздействия;
- расплавить смолу, битум или воск для покрытия поверхности;
- изготовить оригинальной формы набор свечей для подарка;
- согнуть пластиковую трубу любого диаметра в нужном месте;
- снять старую краску с любого покрытия без применения колюще—режущего инструмента — только шпатель;
- открутить прикипевшие гайки и винты;
- удалить методом разморозки тромб в системе водопровода;
- разогреть замерзший замок на двери автомобиля;
- спаять тонкостенные трубки из меди;
- согнуть тонкие деревянные детали;
- соединить порванный садовый шланг для полива;
- просушить намокшие под дождем строительные материалы;
- высушить стену после намокания из-за нерадивых соседей;
- спаять между собой нежные тонкостенные медные трубы;
- сформировать и спаять пластмассовые трубы;
- сформировать и согнуть любую деревянную деталь;
- соединить между собой садовые поливочные шланги;
- просушить строительные материалы, краски, лаки;
- разжечь мангал в любую погоду.
Как видите, спектр применения довольно внушительный. Особенно самодельный строительный фен поможет при ремонте автомобиля, при этом специалисты утверждают, что ему нет альтернативы почти в любой операции — будь то декор кузова или пайка бампера из пластика.
Чертежи самодельного паяльного фена
Это сборочный чертёж паяльного фена. Изометрические проекции я нарисовать поленился, но рассмотреть паяльный фен со всех сторон можно, посмотрев видеоролик, размещённый в начале статьи.
А на этом чертеже изображён узел крепления электротехнического клеммника. Винт М3, крепящий клеммник, изолирован от жестяного корпуса с помощью небольшого отрезка кембрика (полихлорвиниловой трубки) и стеклотекстолитовой шайбы М4. Между шляпками винта и капроновой ручкой фена проложена стеклотекстолитовая шайба М3. Эта шайба предотвращают передачу тепла от электротехнического клеммника к ручке фена, через винт М3.
Чертёж развёртки корпуса миниатюрного паяльного фена в формате А4 и разрешении 300dpi находится под превьюшкой. Если его распечатать на принтере и наклеить на жесть от консервной банки, то можно будет без труда изготовить самую сложную деталь этой самоделки.
Мелкие подробности
Заглянем под вентилятор, чтобы увидеть, как спираль подключена к кабелю. Конструкция получилась весьма ремонтопригодной. Достаточно открутить всего несколько винтов, чтобы заменить спираль, например, для того чтобы подогнать сопротивление спирали под напряжение уже имеющегося источника питания.
К кабелю нагревателя я припаял лепестки, но можно было свернуть концы проводников в колечки и залудить их, точно так же, как мы это делаем, когда меняем разборную сетевую вилку.
Большинство операций, которые я намереваюсь производить с помощью паяльного фена, требуют обеих свободных рук. Поэтому, я изготовил вот такую подставочку для фиксации фена на столе. Хомутик с незамкнутым периметром позволяет надёжно удерживать фен, а при необходимости легко изъять его из подставки.
Вот такой паяльный фен получился.
Технические данные
Питание вентилятора фена осуществляется от источника постоянного тока 12 Вольт.
Нагревательный элемент фена питается от источника переменного тока 0…12 Вольт. С его помощью, можно менять температуру воздушного потока, от комнатной, до температуры 600°С.
Параметры мини-фена при предельных значениях температуры.
Диаметр нихромового провода спирали нагревательного элемента — 1,2мм.
Напряжение питания нагревателя — 9 Вольт.
Ток нагревателя — 11 Ампер.
Мощность нагревателя — 100 Ватт.
Температура воздушного потока — 600°С.
Время вхождения фена в выбранный температурный режим — 1 минуты.
Я не изготавливал специальный блок питания для своего фена, так в моём распоряжении есть универсальные источники разной мощности.
Если у вас нет подходящего источника питания, то можно подогнать сопротивление спирали под одно из выходных напряжений компьютерного блока питания ATX или изготовить самый простой блок питания из балласта сгоревшей КЛЛ (Компактной Люминесцентной Лампы). Подробное описание переделки блока питания, на основе КЛЛ, смотрите здесь>>>
На картинке, схема импульсного источника питания для миниатюрного паяльного фена, собранная на основе балласта КЛЛ. Красным цветом выделены дополнительные элементы. Импульсный трансформатор TV2 имеет две вторичные обмотки. Одна из них питает вентилятор, а другая – спираль нагревателя. Для регулировки температуры спирали используется переключатель S1.
Монтаж фена
Подготовив все необходимое, надо не забывать и про электрическую схему — без нее нельзя правильно собрать самодельный фен своими руками. Приступаем к модернизации старого, давно отработавшего фена для сушки волос. В первую очередь убираем все детали из пластмассы и заменяем их аналогичными, но из эбонита или текстолита.
Спираль для нагревателя изготавливаем следующим образом: навиваем нихромовую нить на стержень нужного сечения, в результате получается требуемая витая конструкция. Ее основная особенность — чем больше витков, тем выше будет температура. При этом следим, чтобы соседние витки ни в коем случае не соприкасались — это чревато коротким замыканием. Нихром паять нельзя, поэтому прикручиваем концы спирали к шнуру питания и качественно изолируем или применяем специальные колодки, куда вставляем концы от проволоки и разъемы сетевого кабеля.
В качестве дополнительного изолятора на рукоятку строительного фена, изготовленного своими руками, одевают резиновую трубку. Оптимальным вариантом может служить старый гофрированный шланг от пылесоса, он достаточно прорезинен внутри и отлично защитит руки от избыточной температуры.
Если нагревательная часть вынесена далеко за пределы основного корпуса, то ручку можно не изолировать, правда, при этом самодельная конструкция с виду похожа на длинноносого пришельца из соседней галактики, но свое предназначение выполняет исправно.
На заключительном этапе надо помнить, что сначала включается вентилятор, который начинает всасывать внутрь прибора воздух, только потом можно включать нагревательный элемент. При окончании работ все происходит в точности наоборот: сначала отключаем нагревательный контур, а потом систему подачи воздуха.
Для бесперебойной подачи воздушного потока внутрь изделия некоторые мастеровые умельцы используют компрессор для аквариума, только подбирают соответственно его мощность и производительность.
После изготовления фена необходимо проверить его функциональные способности, для этого лучше использовать какую-нибудь малоценную поверхность, потому что температуру еще надо регулировать в процессе доводки изделия.
Нормальная работа фена выглядит так:
- сначала включается вентилятор или компрессор подачи воздуха;
- затем подается напряжение на спираль, она раскаляется;
- воздух, проходя через зону, нагревается до оптимальной температуры и выходит наружу;
- сопло, установленное на фен, направляет его в нужное место.
О температуре нагревателя и выборе материала для его корпуса
Рабочая температура нихромовой спирали не должна превышать 1000°С. Температуру раскалённой спирали можно приблизительно определить по её цвету. В таблице указана температура в градусах Цельсия.
| Металл | Температура °С |
| Алюминий | 660 |
| Дюраль | 650 |
| Латунь | 1000 |
| Медь | 1080 |
| Никель | 1450 |
| Нихром | 1550 |
| Сталь | 1300 |
Как видите, для изготовления корпуса нагревателя лучше всего подойдут медь, латунь или сталь. Но, медь и латунь быстро окисляются при высоких температурах. Поэтому лучше выбрать сталь или никелированную сталь.
Если у вас в распоряжении имеются неисправные литий-ионные аккумуляторы, то вы можете изготовить трубку из корпуса одной из банок. Корпуса банок любых литий-ионных аккумуляторов и литий-ионных батареек изготовлены из нержавеющей стали.
На картинке разобранная батарея от ноутбука. Диаметр корпуса банки 16мм, длина – 65мм. О том, как разобрать ноутубучную батарею рассказано и показано здесь>>>
А на этой фотографии представлен разобранный аккумулятор «EN-EL1» от фотокамер Nikon. Диаметр банки 14мм, длина – 48мм.
Внимание!
Содержимое банок литий-ионных аккумуляторов и литий-ионных батареек крайне токсично! Поэтому, разборку банок нужно производить на открытом воздухе, а извлечённые продукты закупорить в надёжную тару и сдать в пункт утилизации батареек. Такие пункты обычно имеются в крупных супермаркетах и специализированных магазинах.
