Indukciós fűtés – precíz hőszabályozás, hatékonyabb forrasztás

Hakko FX-100

Hakko FX-100

A Hakko új termékeit bemutató korábbi bejegyzésünkben már megemlítettük az FX-100 forrasztóállomást, amelyben a Hakko első ízben alkalmazta az indukciós fűtést. Most, hogy ez a termék már a hazai piacon is megjelent, érdemes néhány szót ejtenünk magáról erről a fűtési módról, amely gyökeresen eltér a forrasztástechnikában hagyományosan alkalmazott, egy fűtőellenálláson alapuló módszertől.

Ennek lényege, hogy nagyfrekvenciás áramot vezetve a hegy körül elhelyezett tekercsbe, a hegy anyagában gerjesztett örvényáramok fejtik ki a melegítő hatást. Ez módszer két fő előnnyel jár:

  • sokkal hatékonyabban hasznosítja az energiát, így egy kisebb teljesítményű készülék is egy nagyobb teljesítményű hagyományos rendszerrel megegyező forrasztóhatást biztosít
  • a módszer segítségével csak egy fizikai állandó által meghatározott adott hőmérsékletre lehet felmelegíteni a hegyet, így a rendszer nem igényel elektronikus hőmérséklet-szabályozást

Az ilyen rendszerekhez a hegyek adott hőmérséklet-sorozatokban készülnek, így a hőmérsékletet nem lehet a megszokott módon szabályozni, egy adott hegy mindig csak a rá jellemző hőmérsékletre melegszik fel. Bár ugyanezt el lehet mondani a mintegy 60 éve piacon lévő, a Weller TCP pákákból is ismert Magnastat szabályozásról is, azzal ellentétben, az indukciós fűtés egyik jellemzője az egyedülállóan pontos hőmérséklet-tartás, üresjáratban egy ilyen rendszerű fűtéssel rendelkező páka hőingadozása csak 1,1 °C. Természetesen az üresjárati hőingadozás nem feltétlenül igaz a terhelés alatti hőmérséklet-csökkenés esetén, de a fűtés kiváló hatékonysága és a hegyek kis tömege révén a hegy nagyon gyorsan pótolja az elvesztett energiát, így a forrasztás közbeni hőingadozás is nagyon alacsony.

Ugyanezen tulajdonságoknak köszönhető a egyedülállóan rövid felmelegedési idő, az ilyen rendszerű pákák mintegy 4-5 másodperc alatt elérik az üzemi hőmérsékletet. Mivel a hőmérséklet átállításához a hegy cseréje szükséges, ami természetesen a készülék kikapcsolásával jár, ez is egy olyan tulajdonság, amely nem elhanyagolható, ha az ilyen rendszerekkel való munka kényelmét vizsgáljuk. Az elektronikus szabályozás hiánya azt is jelenti, hogy ezeket a rendszereket nem szükséges és nem is lehetséges kalibrálni.

A Hakko egy új elemet is bevezetett az FX-100 készüléken, az úgynevezett „Boost” gombot, amely segítségével egy korlátozott mennyiségű többletenergia biztosítható a forrasztás idejére, hasonló hatással, mintha a hegy hőmérséklete mintegy 5°C-kal megugrana. A funkció használata jelszóhoz köthető vagy letiltható. A rendszer egy másik újdonsága az úgynevezett „Power Assist” funkció, amely a pákahegy által felvett teljesítmény folyamatos figyelését és a leadott teljesítmény igény szerinti korrekcióját jelenti, amely révén a hasonló elven működő versenytársakhoz képest gyorsabb regenerációs időket eredményez.

Az ehhez a családhoz kifejlesztett T31-es sorozatú pákahegyeket megerősített vasbevonat jellemzi, amely mintegy kétszeres élettartamot eredményez, a versenytársakkal összehasonlítva. A pákahegyek jelölésében, a Hakko szokásos formakódja mellett található 01 és 02 számkód a 450°C, illetve a 400°C hőmérsékletű fűtőbetétet jelzi.

Az indukciós fűtéssel működő rendszer elsődleges alkalmazási területe elsősorban a szigorú minőségi követelményeket támasztó iparágakban található, mint az autóipari vagy a gyógyászati elektronikus áramkörök gyártása és javítása.

A Hakko FX-100 forrasztóállomásról, valamint a Hakko egyéb termékeiről a hivatalos magyarországi forgalmazótól kérhet bővebb tájékoztatást.

Nitrogénes forrasztás 2. – Honnan vegyünk nitrogént?

Sorozatunk első részében áttekintettük a nitrogénes légkörben végzett forrasztás előnyös tulajdonságait. A következő kérdés, amelyet meg kell vizsgálnunk, hogy honnan lesz a forrasztás helyén elegendő nitrogén. Ehhez először is szükségünk lesz magára a nitrogénre.

Ha már más technológiai folyamatoknál – például a hullámforrasztásnál – bevezetésre került a nitrogén alkalmazása, a címben feltett kérdés fel sem merül. Ilyen esetekben már rendelkezünk valamilyen nitrogénforrással és ha annak kapacitásában még vannak tartalékok, akkor csak az elosztó hálózatot kell kibővítenünk a kéziforrasztó munkahelyekig.

Amennyiben más munkafolyamatok nem használnak nitrogént, akkor érdemes megvizsgálni az egyéb rendelkezésre álló lehetőségeket. Természetesen dönthetünk egy központi tartályos, csővezetékes hálózat kiépítése mellett és ebben az esetben a szükséges nitrogént bármelyik erre szakosodott ipari gázszolgáltatótól megvásárolhatjuk, de ne feledkezzünk meg a legkézenfekvőbb lehetőségről sem: a környezeti levegőről, amelynek mintegy négyötöde nitrogén.  Már csak egy megfelelő módszerre van szükségünk, hogy kivonjuk a levegőből a szükséges nitrogént. Ennek leggazdaságosabb módja egy üreges rostmembrán szűrőt alkalmazó nitrogéngenerátor használata.

Üreges rostmembrán szűrő

Üreges rostmembrán szűrő működése (www,grasys.com)

Levegőt átvezetve egy ilyen roston, annak összetevői eltérő módon viselkednek: az oxigén, a széndioxid, a szénmonoxid és a vízpára áthatol a membránon, míg a sokkal lassúbb áthatolóképességű nitrogén, a rost mentén továbbhaladva, elválik az előbbiektől. Ezzel az eljárással kb. 99,9%-os tisztaságig vonhatjuk ki a levegőből a nitrogént. A szűrő működését a fenti ábra szemlélteti. A szükséges levegőáramot a munkahelyi sűrített-levegőhálózat vagy egy kompresszor szolgáltatja. A membránszűrő védelmében ajánlott az abba bevezetett levegő előzetes szűrése, amely megtisztítja azt portól és egyéb szennyeződésektől, valamint a túl sok vízpárától.

Az ilyen rendszerű nitrogéngenerátorok bekerültek számos forrasztástechnikai gyártó kínálatába, amelyek kifejezetten a kézi forrasztóállomásaik igényeihez méretezett berendezéseket ajánlanak. Jó példa erre a HAKKO FX-780, amely segítségével akár a belépő szintű FX-888D-vel is végezhetünk nitrogénes forrasztást.

Hakko FX-780

HAKKO FX-780 nitrogéngenerátor

Az ismertetett termékekről a magyarországi forgalmazótól, a Pro-Forelle Bt.-től kérhet részletes felvilágosítást.

Pontos hőmérséklet a páka csúcsán

temp_adjA csúcsminőségű áramkörök előállítása, valamint az azok szervizelése során a kézi forrasztási művelet egyik – bár korántsem egyetlen – kritikus paramétere pákahegy alaphőmérséklete. A pillanatnyi hőmérséklet ugyan folyamatosan változik a művelet során, de a nyugalmi állapotban mérhető hőmérséklet az, amelyről az egész folyamat elindul, és amelyre a páka minél gyorsabban vissza kell álljon a forrasztási ciklus befejezése után. A vezető gyártók többsége a professzionális használatra szánt modelljeikben ez egy digitális szabályzóhurok segítségével állítja be, amely a fűtőelemnél elhelyezett hőérzékelő jele alapján szabályozza a fűtést. A hőmérséklet beállítása és értéke a legtöbb készüléken egy digitális számkijelzőn látható. Természetesen léteznek egyéb műszaki megoldások is, de ezekkel majd egy másik cikkükben foglalkozunk.

Mivel a hőérzékelő legegyszerűbben közvetlenül a fűtőbetét mellé helyezhető – a legtöbb gyártmány esetében az érzékelő egybeépített a fűtőelemmel – ez rendszer a fűtőbetét hőmérsékletét méri és egy ez is jelenhetne meg a kijelzőn. A folyamatot tekintve ez az érték kevésbé releváns. A pákahegy csúcsa az, amelyik hozzáér az áramkörhöz és a forrasztást végzi, így a folyamat szempontjából a pákacsúcs hőmérsékletét szeretnénk pontosan tudni.

A fűtőbetét és a pákacsúcs hőmérsékletének különbsége több tényezőtől függ: az eltérő méretű és tömegű hegyeken más-más veszteség keletkezik, de még azonos típusú hegyek között is lehetnek eltérések. Az eltérések másik okozója maga a hőérzékelő. Mivel a fűtőbetét cseréjével egyúttal általában az érzékelőt is kicseréljük, azok csekély eltérései is különböző eredményekhez vezethetnek. Az eltérő különbözet miatt a valós hőmérsékletet nem lehet egyszerűen egy állandó korrekciós tényezővel kompenzálni, a javítás mértéke esetenként eltérő.

A Hakko digitális készülékeiben már a belépő szintű FX-888D-től kezdve megtalálható az egyedi beállítás, amely révén, ha egy megfelelő hőmérővel megmérjük a pákahegy valós hőmérsékletét és azt egy speciális beállító üzemmódban beírjuk a forrasztóállomásba, a szabályzóautomatika olyan mértékben korrigálja az alapértéket, hogy a pákahegyen a beállított hőmérséklet jelenjen meg. A folyamatot az alábbi videofelvétel szemlélteti:

[youtube http://www.youtube.com/watch?v=OvWxNlxVWUY?rel=0]

Természetesen ennek a rendszernek is megvannak a maga hátulütői: ha elkezdjük alkalmazni, rendszeresen, legalább minden hegycsere és a fűtőbetét minden cseréje esetén el kell végezni. Ellenkező esetben a csere után egy nem megfelelő módon beállított automatikával szabályozzuk a folyamatot, amely szerencsétlenebb esetben azt is eredményezheti, hogy a pákacsúcs hőmérséklete sokkal magasabb a kijelzőn látható értéknél és károsodás érheti az érzékeny alkatrészeket.

A módszerről és a Hakko termékekről, a magyarországi forgalmazótól, a Pro-Forelle Bt-től kérhet részletes tájékoztatást.

Belépő szint felső fokon

FX888D

A professzionális forrasztóberendezéseket gyártó cégek a különféle termékcsaládjaik pozicionálása során arra törekednek, hogy legyen egy olyan belépő szintű modelljük, amely, a fő termékvonalakhoz viszonyítva alacsonyabb áron, általában alacsonyabb teljesítménnyel egy megfelelő ízelítőt adjanak a fő termékeik funkcióiból, meghozva a felhasználók kedvét, hogy a magasabb szintű igényeik kielégítéséhez is az adott cég termékeiből válasszanak.

Megvizsgálva a vezető cégek legalacsonyabb teljesítményű és legolcsóbb, de még professzionális használatra szánt készülékeit, a Hakko FX-888D kétségkívül kiemelkedik ebből a sorból. Kompakt kivitele, teljesítménye, sokoldalúsága, beállítási lehetőségei és nem utolsósorban a nagyon kedvező ára révén ez a típus a márka méltán legnépszerűbb képviselőjévé vált.

Kis mérete révén könnyedén elhelyezhető bármilyen zsúfolt munkaasztalon és a 60 wattos teljesítmény a legtöbb elektronikai forrasztási feladathoz megfelelő. A tervezés egyik fő szempontja a költségkímélő üzemelés volt, ezért szakítottak a jelenleg elterjedt beépített fűtőbetétes hegykivitellel, így a fűtőelem és a hőmérsékletérzékelő külön elemként szerelhető a pákanyélre, amelyre egyszerűen ráhúzható az üreges kialakítású pákahegy. Ez a kivitel lényegesen csökkenti a pákahegyek árait.

A korábbi analóg vezérlésű FX-888 digitális változataként, az FX-888D számos új szabályozási funkciót kapott, amelyek közül megemlíthetjük az előre beállított hőmérsékletek gyorsbeállítását, a beállítások jelszavas védelmét, valamint a különféle pákahegyek eltérő hőveszteségeit kompenzáló korrekciós beállítást.

További előnyt jelent, hogy a „szokásos” pákáján kívül számos egyéb eszköz, pl. ónadagolós páka, csipeszpáka is csatlakoztatható a készülékhez így az még több forrasztási feladat ellátására alkalmas.

Természetesen az olcsó kivitel miatt néhány kompromisszumra is kényszerült a gyártó. Ezért a készülék nem rendelkezik a ma már általános „kímélő” üzemmóddal, azaz nem kapcsolja „takarékra” a fűtést, amikor a tartóba helyezzük a pákát. Az üzemi hőmérsékletre való felmelegedési idő tekintetében sem tartozik a kategória csúcstartói közé, bár az elődeihez viszonyítva jelentősen csökkent a várakozás. A kis tömegű hegynek és a hatékony szabályozórendszernek hála, az egyes forrasztások utáni regenerációs idő elég rövid, különösen a kiváló hővezetésű T18-as hegysorozattal.

Mindent összegezve, a Hakko FX-888D egy kiváló ár/érték arányt biztosító, korszerű, sokoldalú és gazdaságos forrasztóeszköz, amely kiválóan alkalmas a könnyebb forrasztási feladatok elvégzésére, akár tömeggyártás keretei között és még akár az igényes hobbiforrasztók számára is megfizethető.

Az FX-888D forrasztóállomásról a Hakko termékek hivatalos magyarországi forgalmazójától, a Pro-Forelle Bt-től kérhet részletes tájékoztatást.

Nitrogénes forrasztás 1. – Miért forrasszunk nitrogénnel?

Bár az automatikus gyártási eljárások során, legyen szó akár hullámforrasztásról, akár újraömlesztő kemencéről, elterjedt a nitrogénes környezetben végzett forrasztás, az egyszerű pákával végzett műveletek esetén, mivel ezeknél a műveleteknél a környezet kialakítása jelentős többletforrásokat igényel, először arra kérdésre keresünk választ, hogy egyáltalán érdemes-e nitrogénnel forrasztani? A forrasztás során a legtöbb gondot az oxidáció okozza, így oxigénszegény környezetben megszűnik számos olyan tényező, amely negatív hatással lenne akár a kialakuló kötés minőségére, akár a művelet időtartamára. Mivel a felületek nem oxidálódnak, elsősorban gyorsabb hőátadásra, valamint jobb felületi tapadásra számíthatunk. Ezt szemlélteti az alábbi videofelvétel:

A Hakko által végzett kísérlet is hasonló eredményt igazol. Ebben 5 egyforma hőterhelést képviselő pont szobahőmérsékletről 250°C-ra történő felmelegítésének ideje került mérésre. Az időmérés akkor indul, amikor a kezelő hozzáérinti a pákahegyet az első ponthoz, amint egy pont hőmérséklete eléri a 250°C-ot, a rendszer kiad egy jelzést és a kezelő átteszi a pákahegyet a következő pontra. Az időmérést az ötödik pont jelzése állítja le. A kísérlet eredményét az alábbi grafikon szemlélteti: effect-04_02

A 3 másodpercnyi időnyereség mellett az is megfigyelhető, hogy nitrogénes környezetben, a közeg jobb hővezetése az éppen nem forrasztott pontok előmelegítéséhez is hozzájárul, így az egyes pontok kezdeti hőmérséklete egyre magasabb. Ez a hatás is hozzájárul a folyamat hatékonyságának növeléséhez. Nem elhanyagolható szempont, hogy a nitrogénes környezetben alkalmazható alacsonyabb aktivitású folyasztószerek kevésbé korrozívan hatnak a pákahegyekre, így azok élettartama is hosszabb lesz. Az ilyen folyasztószerek kevesebb maradványt hagynak az áramköri kártyán, így a tisztítási igény is alacsonyabb. A nitrogénes forrasztás lehetőségeiről a Hakko termékek hivatalos magyarországi forgalmazójától, a Pro-Forelle Bt-től kérhet részletes tájékoztatást.

(Folytatás)

Harmadik kéz, amely pontos, mint egy svájci óra

Elmotec

Valóban Svájcból érkezett az alábbiakban bemutatásra kerülő automata ónadagoló rendszer, amely nagy segítségére lehet, amikor egy bonyolultabb helyzetben kell forrasztani, például egy vezetéket is oda kell tartani a forrasztási ponthoz, vagy éppen félre kell húzni, hogy biztonságos távolban legyen a forró pákahegytől. Ilyen eseteben felbecsülhetetlen szolgálatot tehet az Elmotec cég FlowinSmart® ónadagolója, amelyet a gyártó elsősorban a széles körben elterjedt Weller típusú pákákal történő használatra fejlesztett ki. A megszokott pákahegyet befogó módosított páka egy kompakt dobozhoz csatlakozik, amely ónkamrát, a továbbítószerkezetet és vezérlő elektronikát tartalmazza, valamint továbbítja a Weller forrasztóállomás elektronikusan vezérelt fűtőáramát a páka felé. 

flowinsmart

Az ón továbbítása a pákanyélen elhelyezett nyomógombbal aktiválható. Beállítástól függően, a továbbítás történhet egy adott ideig, vagy amíg a kezelő lenyomva tartja a gombot.

A készülék működését az alábbi videofelvétel szemlélteti:
[youtube https://www.youtube.com/watch?v=RSFBOUhOk-k?rel=0]

A bemutatott rendszerről a magyarországi forgalmazótól, a Pro-Forelle Bt-től kérhet részletes tájékéztatást.

 

 

Új HAKKO termékek

Hakko_logo

Új termékekkel bővítette kínálatát a professzionális forrasztóberendézesek japán gyártója, a HAKKO.

FX100

Elsőként a HAKKO gyártmányai között első ízben alkalmazott indukciós fűtéssel rendelkező FX-100 típusjelű forrasztóállomást említhetjük meg. Ennek sajátos, indukciós elven működő fűtési rendszerét nem a beépített elektronika szabályozza, hanem a pákahegyben lévő betét egyik fizikai jellemzőjétől függ, amely egyrészt egy egyedülállóan pontos hőtartást biztosít – az üresjárati hőingadozás ±1,1°C -, másrészt pedig, mivel a hőmérsékletet kizárólag csak az adott hegyben alkalmazott fémötvözet összetétele határozza meg, egy hegy csak egy adott hőfokon működhet, így biztosítva a technológai fegyelmet.

A jelenleg elterjedt forrasztóanyagokhoz alkalmazkodva, jelenleg kétféle hegysorozat kapható az FX-100 állomáshoz, 400°C, valamint 450°C hőmérséklettel. Mindkét sorozat az tartalmazza a széles körben elterjedt hegyformákat. Az állomás felismeri a behelyezett hegyet és a beépített nagy méretű LCD-kijelzőn megjeleníti annak típusát.

hakko_fm2032_img

Következő újdonságunk az FX-951, FM-203 vagy FM-206 állomásokhoz alkalmazható FM-2032 mikropáka, valamint az abba helyezhető T30-as hegycsalád. A páka kis méretei és könnyű kivitele kiválóan alkalmassá teszi a kis méretű és alacsony hőigényű alkatrészek precíz forrasztásához.

fm2032_reszletes

A mikropáka elsősorban a miniatűr SMT alkatrészek (pl. 0402, 0603 tokok) javító-újramunkáló forrasztásához alkalmas.

FR810-img

A meleglevegős technológiák kedvelőit sem hagyta újdonság nélkül a HAKKO. Részükre fejlesztették ki az új FR-810 hőlégfúvót, amelynek nem csak a hőmérséklete, hanem a légárama is digitálisan szabályozott és az új kialakítású fúvókák egyetlen mozdulattal cserélhetők. A rendszer alapfunkciói között megtalálható az energiatakarékos hibernált üzemmód is. Az FR-810 várhatóan ez év második felétől lesz rendelhető.

A bemutatott készülékekről a HAKKO termékek hivatalos magyarországi forgalmazójától, a Pro Forelle Bt-től kérhet részletes tájékoztatást.