Самые популярные жала hakko t12. Еще раз о паяльнике T12

Электронные компоненты чувствительны к высоким температурам. Это значит, что для каждого компонента существует температура, выше которой не следует его нагревать.

Перегрев компонента может произойти как во время работы устройства, так и в процессе пайки. К перегреву во время работы ведёт множество причин, которые сегодня нас не интересует, так как разговор пойдёт о пайке и паяльниках.

Что такое пайка?

Па́йкой называют метод неразъемного соединения нескольких деталей с помощью металла с более низкой температурой плавления, чем соединяемые детали.

Когда припой нагревают до температуры плавления, то он растекается по повехности соединяемых деталей, обволакивает выступы и заполняет промежутки между ними. После остывания припоя образуется прочное соединение. Пайка позволяет соединять детали из разных металлов. Главное, чтобы эти металлы смачивались припоем.

Например, оловянно-свинцовым припоем хорошо смачиваются драгоценные металлы, медь, никель, латунь, бронза и плохо смачиваются сталь, алюминий, чугун, железо. Поэтому для качественной пайки надо обязательно правильно подбирать припой.

Припои

При производстве электроники используются оловянно-свинцовые и безсвинцовые припои. Очевидный минус оловянно-свинцовых припоев - это свинец. Безсвинцовые припои свинец в своем составе не имеют, но менее токсичными они от этого не стали. К тому же безсвинцовые припои страдают от образования оловянных "усов" . Так что если вы всё еще думаете, что ROHS предназначена для улучшения экологии, то это не так. Я бы предположил, что директива служит для маскировки снижения времени жизни эл. устройств массового производства.

В припой могут дополнительно входить кадмий, висмут, сурьма, цинк, медь. Их включают в состав припоя с целью придания ему дополнительных свойств. Кадмий, чтобы повысить антикоррозийные качества. Сурьма для придания глянца. Припои с цинком используют там, где поверхность пайки подвергается воздействию влаги. И т.д.

Припои также делятся по температуре плавления на легкоплавкие и тугоплавкие. Температура после которой припои считаются тугоплавкими равна 450 С о. Среди радиолюбителей наиболее распространены оловянно-свинцовые припои ПОС-40 и ПОС-60. Числа 40 и 60 означают процентное содержание олова в припое. Чем меньше цифра, тем выше температура плавления припоя.

Паяльные флюсы

Для качественного припаивания компонента к дорожке печатной платы одного припоя мало, так как спаиваемые поверхности окисляются, а окислы портят качество пайки. Для устранения окислов со спаиваемых поверхностей используют флюсы - вещества, снимающие окислы и жиры, улучшающие смачиваемость.

Применение хорошего флюса позволяет облегчить процесс пайки, а также повысить её качество. Сами флюсы можно разделить на требующие смывки после завершения пайки и такие, которые смывания не требуют. Бессмывочные флюсы очень удобны для использования при пайке компонентов, под которые потом не подлезть. Такие как микросхемы в BGA корпусах

Инструменты для пайки

Главный инструмент - паяльник. Он бывает регулируемый, нерегулируемый, большой, маленький, индукционный или обычный. Для монтажа электронных компонентов вручную следует использовать регулируемые паяльники, которые быстро нагреваются до заданной теммпературы и поддерживают её в процессе пайки, когда тепло с жала передается припою, проводнику на плате и припаиваемому компоненту и оно остывает.

Среди радиолюбителей распространены клоны станций Hakko. Они в разы дешевле. Часто имеют на борту ещё и паяльный фен. Эти станции используют копию жала типа 900М. У копий этих жал есть родовая травма в виде воздушного зазора между нагревателем и внутренней поверхностью жала. В оригинальном жале зазор тоже есть, но он рассчитан так, что в процессе нагрева зазор исчезнет за счет теплового расширения металла, а в копиях это не учитывается. В итоге получилась плохая копия, так как жало долго греется и быстро остывает при пайке массивных элементов. Об этих жалах уже речь вестись не будет.

На смену жалам типа 900М пришли жала-картриджи Т12, которые не имеют проблемы с воздушным зазором. Они выпускаются 84 видов. Я рассмотрю самые интересные и ходовые.

Как устроены жала Т12

Особенность такого жала заключается в его строении: капсула, внутри которой максимально близко к наконечнику расположен датчик температуры. Станция снимает с датчика информацию о температуре наконечника и с помощью PID-регулятора автоматически коректирует подачу энергии на нагревательный элемент.

Виды жал Т12

Оригинальным разработчиком этих жал явлется японская компания Hakko. Она выпускает много интересных инструментов. Одних только серий жал больше 30 видов. Одна из них - это серия Т12, получившая широкое распространение за счет того, что китайцы стали массово клепать эти жала и продавать по бросовым ценам.

На картинке выше приведены примеры типов жал Т12. Самые ходовые: BCM/СМ, BC/С, B, D, I, J, K. Жала вида SMD TYPE Quad/Tunnel совсем уж экзотические в быту радиолюбителя. Теперь давайте разбираться для каких целей какие жала предназначены.

Тип T12-K

Жало в форме ножа. Одно из самых универсальных жал, так как им можно пользоваться по-разному и работать либо кончиком, либо плоской частью с левой или правой стороны, либо торцом. Выбор способа использования зависит от условий пайки.

Длина среза составляет 6.65 мм. Таким жалом можно подлезть в узкие промежутки между компонентами, припаивать сразу несколько выводов компонентов, лудить площадки печатной платы или провода. T12-K бывает с заточкой справа: T12-K , T12-KR , T12-KRZ; слева: T12-KL; двусторонней: T12-KF , T12-KFZ , T12-KU . Все китайские жала имеют на самом деле двустороннюю заточку.

Индекс U в маркировке означает уменьшенный диаметр жала. Это понижает его теплоемкость. Индекс Z говорит о том, что жало имеет более толстое покрытие. Такое жало будет служить дольше.

Тип T12-BC/C

BC в маркировке означает, что жало имеет форму усеченного конуса, а С обозначает жало в форме усеченного цилиндра. Разница между ними заключается в их теплоемкости. У жал ВС она больше.

Есть еще вариации этих жал: BCF/CF и BCM/CM . Жала с индексом F имеют рабочую поверхность только на срезе, а с индексом M имеют небольшую выемку на срезе жала, что позволяет жалу удерживать каплю припоя и пайка будет делаться миниволной. Все жала типа BC/C бывают диаметров от 0.8мм до 4.2мм.

Жала типа BC/C предназначены для пайки теплоемких компонентов и выводов между которыми достаточное расстояние, чтобы не посадить соплю. Hakko также рекомендует использовать эти жала для пайки чип-компонентов, так как они позволяют формировать правильную галтель паянного соединения (solder fillet ).

Га́лтель (от нем. Hohlkehle — желобок, выемка) — форма поверхности в виде желобка, выемки на внешнем или внутреннем ребре детали.

При пайке компонентов поверхностного монтажа правильно выполненые паяные соединения имеют вогнутую форму, что обеспечивается объемом припоя и процессом смачивания контактных поверхностей. Такая форма обеспечивает минимальный расход припоя, а также наилучшие условия для равномерного затвердевания с образованием прочного бездефектного соединения.

Часто под термином "галтель паяного соединения" понимают само паяное соединение или объем припоя в соединении.

Тип T12-D

Этот вид жала выглядит как обычная плоская отвертка. Работать таким жалом можно как лицевой стороной, так и торцевой.

Выпускается более 10 подвидов T-12D с шириной кончика от 0.5 мм до 1.2 мм. От чего изменяется его теплоемкость. Самой малой теплоемкостью обладает жало с шириной 0.5мм

Большинство из радиолюбителей к таким жалам привычно, так как на обычных паяльниках жала имеют схожую форму. Выпускается еще два варианта таких жал: с увеличенным сроком службы (long life) и высокопроизводительные с повышенной теплоотдачей (heavy duty).

Индекс W ставится у высокопроизводительного жала, индекс L обозначает, что жало имеет удлиненный кончик. Например, T12-DL. Такие жала имеют теплоеммкость даже больше жал с индексом W

Я рассказал о наиболее ходовых, на мой взгляд, жалах. Сам пользуюсь жалами T12-B2, T-12K. Кстати, при установке в паяльную станцию новые жала следует откалибровать. Многие станции позволяют калибровать жала и сохранять "профиль жала", чтобы при замене одного жала другим можно было переключить профиль и не калибровать жало заново.

Предлагаю вашему вниманию обзор китайской паяльной станции на базе контроллера STC для жал типа Hakko T12.
Сразу скажу чем она отличается от станций на контроллере STM32. На STC нет библиотеки жал Т12 (которая используется для индивидуальной калибровки жала), соответственно нет индивидуальной калибровки жал и нет часов. STM32 позволяет запомнить для каждого своего жала 3 точки калибровки.

Сразу прошу прощения, по неведомой мне причине мои фотографии не прикрепляются к обзору (возможно они слишком большие, прикрепились только сильно уменьшенные снимки экрана) + много чего у меня просто нет, буду использовать чужие фото.

Выбор станции.
Изучение форумов и статей привело к мысли, что мне нужен паяльник с регулировкой температуры.
Есть несколько вариантов паяльников, в ручку которых встроен регулятор температуры, они относительно дешевы и вполне подходят для любительских целей.
Но аппетит приходит во время еды))) Очень хотелось качественный паяльник и по возможности с цифровой регулировкой.
Здесь все просто - если недорого, то либо относительное качество, либо регулировка температуры.
В этой категории популярны .


Более дорогая альтернатива - паяльные станции на жалах 900-ой серии, например, производства Lukey.

Таких станций очень много, в том числе с фенами (мне было бы удобно термоусадочные кембрики сажать), но в бюджетных вариантах есть один известный минус - небольшой зазор между нагревательным элементом и жалом, препятствующий быстрому теплообмену между ними. По мнению многих нужен этот зазор для компенсации тепловых деформаций. Говорят проблема легко лечится комочком фольги или «напильником», но мне это как-то сразу не понравилось.
Так же рекомендовали паяльник , у него такого зазора нет. Не понравилось, что нужно докупать блок питания и «колхозить» разъем. В комплекте его нет.

В итоге мой выбор пал на паяльную станцию на жалах T12. Эти жала так же лишены ненужных зазоров, в силу того, что нагревательный элемент, термопара и само жало запаяны в один корпус, но более популярны и ассортимент их намного шире.
Подобные жала используют и другие производители, известны они с середины 70-х годов и хорошо зарекомендовали себя в работе.
. Кстати аналогичны, но продаются в других регионах.
Обнаружилось несколько вариантов китайских станций на жалах Т12, как оказалось позднее даже больше, чем я ожидал. Покупать их можно в виде готовых изделий (я так и сделал), либо по частям, комбинируя их по своему желанию. Я выбрал готовый вариант, так набор выходил примерно в те же деньги, а у меня не было другого паяльника для сборки наборов.
Отличаются они корпусом, блоком питания, контроллером и экраном, ручкой. Ну и жало можно выбрать любое. В готовых вариантах обычно можно попросить вложить желаемое, говорят китайцы не отказывают.

В комплекте у меня еще были желтая губка для очистки жала, канифоль и шнур питания с заземлением. Кстати, жало надежно соединено с землей.

Управление станцией
На задней стенке корпуса есть выключатель. Управление станцией осуществляется вращением энкодера и короткими и длитльными нажатиями на него.
Ниже привожу фотографии меню, рабочего экрана, режимов Standby и Sleep.

Небольшое дополнение от 03.04.2017.
Старая ручка меня пару раз подвела, распаивалась текстолитовая корзина. Решил купит новую. Отчитываюсь…
Пришла заказанная мной ручка FX-9501. Посмотрел я ее, протестировал и… отложил до лучших (или худших?) времен.
Не понравилась она мне.
На фото сверху моя старая ручка (951) и новая.

Сначала о плюсах. Основное из-за чего я брал новую ручку - в старой очень ненадежная текстолитовая корзина:

В новой все намного современнее, красивее и надежнее:

На этом с плюсами закончили. Не много их, да…

Минусы.
Во первых болтается резиновый уплотнитель:


Почему так, совершенно непонятно. Но он явно тоньше, чем должен быть.

Во вторых надпись уже изначально потертая, «под старину»:

Жало немного люфтит в ручке, но это думаю не критично.

Еще жало не фиксирует гайкой, а просто вставляется в ручку. И вставляется глубже, чем в старую ручку.
Вроде как должно быть удобно… Ради этого ее многие и покупают. Но есть нюансы…
В старом жале фиксирующая гайка находится относительно дальше от кончика жала, в этой части жало уже не горячее и гайку можно открутить рукой во время работы. Я так менял жало не выключая паяльника.
В новой ручке такой фокус не пройдет. Та часть жала, что торчит уже горячая.

Как следствие глубокой посадки жала - та часть ручки, за которую держишься, ощутимо нагревается в работе. Не то что бы обжигало, но неприятно. Со старой ручкой такого быть не могло.

Ну и еще, новая ручка плохо держится в держателе:

Ну да ладно, для запасной ручки пойдет.

Есть с ней еще одна странность. Если перевернуть ее жалом вверх, то начинает глючить термодатчик, а соответственно «плавать» температура. Если подержать так ее подольше, то станция показывает вместо температуры холодного спая "?20", это по китайски означает «ошибка датчика».
В рабочем положении (жалом вниз) такой ошибки вроде не возникает.
Это наверняка как-то связано с тем, что зеленый провод общий для термодатчика и шарикового датчика положения. Только непонятно, почему со старой ручкой такой проблемы нет, хотя распайка и датчики такие же.

В заключение приведу несколько ссылок на комментарии в других обзорах и просто полезных ссылок. Информация мной не проверена, достоверность ее проверяйте самостоятельно.

Жала Hakko T12 в последнее время получают все большую популярность за счет высокого качества, удобства использования и большого ассортимента. Всего насчитывается около 80 разновидностей жал (точнее, их кончиков), чего достаточно абсолютно для любой ситуации. Большинство пользователей применяют от силы 5-10 разновидностей в работе, но при необходимости всегда можно подобрать именно такой вариант, который требуется на данный момент.

Особенности жал Hakko T12 для паяльной станции

Жала такого типа в первую очередь выделяются очень высокой скоростью нагрева до рабочего состояния. В среднем, при использовании более-менее нормальной паяльной станции, на это уходит около 15 секунд (иногда меньше). Кроме того, такие изделия по умолчанию оснащаются встроенным датчиком температуры. То есть, имея нормальный контроллер паяльника и внешний измеритель температуры, можно настроить их так, чтобы температура варьировалась на уровне 7-10 о С, не больше.

Следующий важный пункт – удобство работы. С большинством других жал нередко возникает проблема демонтажа. Приходится тратить достаточно много времени на то, чтобы снять жало и поставить новое. С жалами типа Hakko T12 такой проблемы не возникает в принципе. Весь процесс замены занимает от силы секунд пять.

Изделия поставляются в обычном полиэтиленовом пакете. У каждого из них есть по три контакта, которые разделены между собой специальными кольцами из пластика. Длина жала может варьироваться в пределах 147-154 мм, тут многое зависит от разновидности. В некоторых случаях могут быть немного длиннее или короче. На каждом из изделий присутствует код жала и его тип (наклейка с этими характеристиками).

Для работы с жалом диаметром в 5,5 миллиметров потребуется напряжение на уровне 24 вольт и мощность в 70 ватт. Они разогреваются до температуры 400 о С, но можно увеличить еще на +50 градусов. Правда, это приведет к тому, что жало будет служить значительно меньше. И что немаловажно, такие жала свободно совмещаются с припоями безсвинцового типа. Все поставляемые изделия имеют залуженные наконченики.

Популярные разновидности жал Hakko T12

Перечислять все разновидности жал этого производителя просто бессмысленно. Вариантов их применения тоже масса, но есть несколько видов, которые заслуженно пользуются самой высокой популярностью. На них и остановимся чуть детальней.

Итак, жало типа Т12-К, отдаленно напоминает кончик канцелярского ножа. Отлично подходит для нагрева большой детали или нескольких контактов. А еще с его помощью можно резать синтетику и плавить полиэтилен.

В разных наборах жал Hakko T12 могут быть самые разные вариации изделий. Перед приобретением рекомендуется уточнить, что именно входит в комплект поставки и окончательное решение принимать уже после получения такой информации.

Острые жала Т12-D08, Т12-В и Т12-IL похожи друг на друга. Кончик напоминает шило и вся разница заключается только в том, какой именно угол заточки будет у той или иной разновидности и общий диаметр острия. Подходят практически для всех стандартных вариантов использования паяльника. Искривленные жала Т12-JL02 отдаленно напоминают крючок и используются в тех случаях, когда невозможно подобраться к детали напрямую В общем, для любых труднодоступных мест.

Т12-D4 и Т12-D24 – это устройства схожие с зубилом по своему наконечнику. Сфера применения крайне обширна, но подходят практически для всего. И последние из распространенных вариаций: Т12-ВС2, Т12-С4 и Т12-С1. Это универсальные жала, вся разница между которыми заключается в диаметре острия. Именно они используются чаще всего, и потому из строя выходят они тоже чаще.

Что из себя представляет жало Hakko T12 ? Это картридж, в который входит жало паяльника, нагреватель и термопара. Сейчас набирает популярность и в сети полно статей о них. За счет того, что их повторили китайцы, цены на них на али находятся в районе 4$, а по акции зачастую можно купить поштучно по цене в районе 3$. Ассортимент этих жал широк, утверждается что есть более 80 моделей. (Кстати Т15 это те же жала полностью совместимые с Т12)

Меня тоже привлекли эти жала после просмотра обзоров. Один из основных моментов - это быстрый нагрев. Когда ведешь отладку или ремонт, зачастую надо припаять один проводок или заменить какую деталь, и ждать каждый раз когда нагреется паяльник напрягает, а держать его все время включенным помимо сокращения ресурса не делает воздух в комнате чище. Здесь же нагрев буквально за десять секунд, т.е. пока капнул флюса и взял пинцет паяльник уже готов. Также не плохая возможность прогреть большие полигоны.

Собирать все по правильному с покупной ручкой паяльника с быстрой заменой и т.д. по деньгам не слишком оправдано, поскольку готовая станция типа BK950D стоит на AliExpress 35-40$ .

Поэтому решил все максимально упростить отказавшись от смены жал. В принципе в работе как правило используется всего пара жал редко три. Решил просто сделать пару паяльников, чтобы получилась двух канальная паяльная станция.

Итак купил на пробу пока одно жало Т12-KU.

Стержень жала на конце имеет два контактных пояска, между ними включен последовательно нагреватель сопротивлением 8 Ом и термопара. Напряжение питания до 24В и ток до 3А. Максимальная мощность около 70Вт.

Если смотреть с дальней стороны от нагревателя то сначала идет плюс далее минус и корпус самого картриджа является землей и служит для заземления жала.

К этим пояскам простой скруткой закрепил провода и обжал несколькими термоусадками.

На стержне жала видно два утолщения. После второго утолщения от кончика жала стержень имеет низкую температуру, и здесь уже можно браться руками. В этом месте намотал бумагу с обычным канцелярским клеем.

Если имеется готовая ручка для паяльника или подходящая трубка, то можно уже вклеить стержень. Но так как у меня ничего под рукой не было, то я и ручку также склеил из офисной бумаги.

Безусловно, после каждого слоя бумаги надо давать просохнуть клею. После полной просушки я обжал поверху термоусадку, чтобы меньше пачкалось и приятнее было держать.

Сзади для увеличения жесткости залил клеем (там буквально не большое кольцо клея).

Регулятор температуры сделал аналоговый за основу взял схему от китайских регуляторов. Полярность нагревателя на схеме не обозначена, плюс нагревателя по схеме сверху, минус подключен к земле схемы.

Только переделал под имеющиеся детали. Заменил стабилизатор 7806 на LM317, Q1 2N2222, Q2 AO4407 и добавил защитный диод Д3. Чертеж печатной платы привожу, выполнена на двух стороннем текстолите вторая сторона под земляной полигон. Все смд резисторы и керамические конденсаторы типоразмера 0805. Дополнительные шунтирующие конденсаторы 0.1мкФ, но можно и не ставить. С4 типоразмера В.

Единственная дефицитная деталь в этой схеме это P-Mosfet.

Я также попробовал переделать схему под N-Mosfet, которые гораздо легче достать или выковырять.

WARNING. Схема при использовании LM358 не работает. У получилось запустить используя ОУ TL082, свой вариант он привел в комментариях.

Стабилитрон D3 и транзистор Q2 брал первые попавшиеся. Стабилитрон любой на ток >20ма и напряжение 6в. Транзистор на напряжение более 40в и ток более 6А (при питании менее 20в можно ставить Mosfet со старых материнок, они как правило на напряжение 30в).

Резистор R15 и источник напряжения V1, это нагреватель и термопара паяльника.

Плату пока собирал по китайскому варианту схемы и она в сборе имеет вид.

Настройка

Схема почти не требует настройки, но надо правильно подключить нагреватель и отрегулировать диапазон температур. Отладку надо проводить при пониженном вольт до 9 напряжении питания, иначе при длительном включении на 24в можно раскалить жало до красна. Для определения правильной полярности подключения нагревателя я разорвал цепь около переменного резистора (не впаивал подстрочный резистор) и включил регулятор. При правильной полярности включении паяльника питание на него не подается и светодиод не горит. Из-за дрейфа нуля ОУ возможно такое поведение и при не правильной полярности, для проверки такой ситуации погрейте кончик жала в течении пол секунды зажигалкой. При не правильной полярности питание на паяльник питание будет подано непрерывно.

У меня был в наличии переменный резистор 10к, по этому номиналы цепи регулировки несколько отличаются от оригинала, после настройки диапазон регулировки оказался от 260º до 390º. Возможно решу расширить диапазон еще, уменьшив сопротивление низкоомного резистора R2.

Испытания

В работе паяльник показал себя вполне нормально. Скорость нагрева оказалась на высоте реально около десяти секунд (видео привожу).

С мощностью особого чуда я не увидел, если конечно не сравнивать с дешевыми китайскими станциями которые в большинстве не паяют, а ковыряют сопли. А так вполне на уровне простых, но фирменных станций.

Вот спаял этим паяльником переходник. Хотя для такого тонкого жала это извращение. Пайку столь массивных деталей комфортной не назовёшь, теплоотдачи явно не достаточно. Видео получилось скучным и длинным, пока решил не выкладывать.

В итоге в целом результаты мне вполне понравились.

Поэтому планирую заказать еще жало более массивное, пока не решил какой выбрать тип ВС или D.

И изготовить из компьютерного блока питания саму станцию на два канала. Статей о полно, снять с него 20-24в и 6а тоже вроде не проблема. Примерил, вроде после снятия лишних деталей с платы БП два регулятора влезут в корпус. Заодно собираюсь использовать вентилятор блока в качестве вытяжки. Сейчас использую 12в вентилятор с куском фильтра от кухонной вытяжки (в описании утверждалось что этот войлок типа как активированный уголь), но тяги одного вентилятора немного маловато и планирую поставить два.

Кстати вот вид сегодняшнего вентилятора который использую в качестве вытяжки.

Когда дойдут руки сделать, покажу что получилось. Пока паяльник просто подключён к лабораторному блоку. Если питать один паяльник, то можно использовать блок питания например от ноутбука, у меня от сгоревшего ноута выдает 19в и 4.5А, что вполне достаточно для работы.

Также привожу видео демонстрирующее скорость разогрева паяльника. Безусловно для более массивного жала или при более низком напряжении питания время разогрева может увеличится.

В списке элементов приведены номиналы распаянные на плате, в примечании указаны элементы на оригинальной схеме.

Список радиоэлементов