交直流兩用節能防靜電恆溫氮化矽電烙鐵的製作方法
2023-06-06 21:41:01 1
專利名稱：交直流兩用節能防靜電恆溫氮化矽電烙鐵的製作方法
技術領域：
本發明屬於纖焊工具，涉及一種用於電子工業的電烙鐵，特別涉及一種可以交直流兩用，具有節能、防靜電、恆溫功能的以氮化矽為發熱芯材料的電烙鐵。
背景技術：
應用於電子元器件裝配，修理的電烙鐵有多種形狀，有200餘件中國發明專利和實用新型專利展示了多種結構、功能和材料不同的電烙鐵。其電烙鐵的發熱芯早期至今基本上採用金屬材料製作的電阻絲，近年來又有採用PTC陶瓷石英管做發熱芯。這些電烙鐵發熱芯存在著能耗大，壽命短、供電方式單一，不能防靜電等缺點，PTC發熱芯除壽命短外還有安全性差的問題。
本發明的目的就是要克服上述電烙鐵及發熱芯存在的缺陷與不足，提供一種使用壽命長、安全性可靠，可以用交直流電源且耗電量低，恆溫，還可以防靜電的電烙鐵。
發明內容
實現本發明目的採取的技術方案是交直流兩用節能防靜電恆溫氮化矽電烙鐵由發熱芯，焊嘴、不鏽鋼套管、隔熱陶瓷管、斜面隔熱陶瓷管、手柄組成，其特徵在於所述發熱芯採用氮化矽發熱體，焊嘴採用無鉛金屬材料制，採用陶瓷材料製作隔熱陶瓷管。
發熱芯是將電熱絲置於氮矽粉中經成型、熱壓燒結後機械加工製成的電發熱體，其技術參數和特點為
1、絕緣電氣強度室溫下2500V、50HZ，1分鐘無擊穿現象2、洩漏電流正常工作狀態下不大於0.5mA；折斷後在水中不大於10mA。
3、抗酸腐蝕能力5％硫酸溶液中沸騰6h，腐蝕率小於10g/m2.h。
4、抗鹼腐蝕能力30％氫氧化鈉溶液中沸騰6h，腐蝕率小於0.6g/m2.h。
5、適用介質功率≤1500W空氣、水功率＞1500W水6、壽命＞5000h發熱芯採用不同額定功率的氮化矽發熱體，為圓柱型，其前段插接至焊嘴內，後段設有2個引出電極。
斜面隔熱陶瓷管外形呈斜面，管內徑略大於焊嘴錐體後平直段直徑，隔熱陶瓷管為兩段圓管，套裝在發熱芯的後部段與引出電極處。
焊嘴的前段為實體錐形，中後段內部為圓孔，內徑略大於發熱芯的直徑，錐形後段平直部份套裝斜面隔熱陶瓷管，焊嘴後段直徑略大於套裝斜面隔熱陶瓷管部段直徑。
不鏽鋼套管的前埠管壁縮小，後段管壁上設若干個圓孔，後端管壁口擴張，不鏽鋼套管上套裝鎖扣螺母，該鎖扣螺母設有內螺紋，手柄前段設有外焊紋，前端呈斜面與鎖扣螺母螺接，將隔熱陶瓷管和不鏽鋼套管固定在手柄前端。
電烙鐵採用交直流兩用供電方式，供電範圍在3～220V。
手柄在恆溫低於500℃的電烙鐵中採用高溫塑膠材料；在恆溫高於500℃的電烙鐵中採用木質或其它耐高溫材料製作。
焊嘴與發熱芯之間還可以加裝溫控探頭。
電烙鐵還可用發熱芯直接當焊嘴使用。
本發明的電烙鐵應用氮化矽發熱體做為發熱芯，也可以直接用氮化矽發熱芯做焊嘴頭使用。發熱芯的熱轉換效率高，熱效率達98％，在低功率時可以達到較高的焊接溫度。
本發明產品具有以下優點1、氮化矽材料具有良好的絕緣性、防靜電，洩漏電流小於1.5mA；2、發熱速度快，10～60秒達到恆溫(不同型號升溫時間不同)；3、恆溫，溫度誤差保持在±3℃，溫度可調範圍大100～500℃；4、省電，比同類產品省電70％以上；5、壽命長，徹底把電烙鐵發熱芯從消耗品目錄裡解放出來，正常使用下，連續工作壽命可長達10000小時以上；6、環保，發熱芯工作不產生汙染，採用無鉛焊嘴也無汙染。
1、附圖1為本發明實施例的結構示意圖；2、附圖2為本發明焊嘴剖面示意圖；3、附圖3為本發明斜面隔熱陶瓷管剖面示意圖；4、附圖4為本發明開關電源電路示意圖；5、附圖5為本發明加裝溫控探頭的電路圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明做詳細的說明。
圖1顯示了本發明一種實施例的結構狀態，本實施例使用5V直流電。
處於電烙鐵前端的是焊嘴4，本發明的焊嘴4採用無鉛金屬材料製作，本實施例的焊嘴4是採用鈹銅合金製作的。其形狀如圖2所示，焊嘴4的前段為實體錐形，中、後段內部為圓孔，其內徑大於發熱芯1的直徑，以容置發熱芯1前段，焊嘴4錐形實體的後段是平直部分，其外徑小於焊嘴後段的直徑，這樣便於套裝斜面隔熱陶瓷管5，斜面隔熱陶瓷管5的形狀見圖3，其內孔直徑大於焊嘴4錐體後平直部分的外徑，其外圍是斜面，便於不鏽鋼套管2扣緊固定焊嘴4。
發熱芯1為圓柱形，本實施例的發熱芯額定功率為5V15W，該發熱芯前段插接於焊嘴4內孔，後段設有2個引出電極線連接至接線架10上，由固定螺絲8固接電源線9。隔熱陶瓷管3是兩段圓管，套裝在發熱芯1的後部段與引出電極處，以保護該部段連接電極處絕緣；不鏽鋼套管2是圓管形，但其前埠管壁縮小以便於扣緊斜面隔熱陶瓷管5和焊嘴4，後段管壁上設有若干圓孔，在5～20個之間，便於散熱，後埠管壁擴張，便於不鏽鋼套管2上套裝的鎖扣螺母7緊密固定套管2管筒內的隔熱陶瓷管3和內部的發熱芯1及前端的焊嘴4；手柄6有兩部分，前段的圓管體上設有外螺紋，便於鎖扣螺母螺接，手柄6的前段和把握部分由螺紋連接，前段的斜面圓臺部分的中間是圓孔，與前段整體注塑的是接線架10，該接線架10上設有固接電源線9的螺孔，固定螺絲8將電源線9固定連接發熱芯1的電極引出線，電源線9由開關電源接入，開關電源是從市電接入整流為直流電的，圖4是開關電源電路圖，是公知的常規電路。控制電路採用通用脈寬調製器TL494，具有通用性和成本低等優點，輸出電壓經R40、RV2、RV1、R41進行分壓採樣，經R5阻抗匹配後送到TL494腳1，RV1裝在電源前面板上用於實現輸出電壓的調節。R103和C14將輸出電感L1前信號採樣，經R5送到TL494腳1，用於提高電源穩定度，消除L1對環路穩定性影響。開關電源其效率≥85％，紋波優於30mVP P。
本實施例應用的是5V15W以下。
採用氮化矽發熱體來做為發熱芯1，是因為氮化矽具有很好的絕緣性和抗酸鹼腐蝕性，其製作是將電熱絲置於氮化矽粉中，經模壓成型後再經過熱壓燒結後機械加工為成品。
其技術參數特點為1、絕緣電氣強度室溫下2500V、50HZ，1分鐘無擊穿現象2、洩漏電流正常工作狀態下不大於0.5mA；折斷後在水中不大於10mA。
3、抗酸腐蝕能力5％硫酸溶液中沸騰6h，腐蝕率小於10g/m2.h。
4、抗鹼腐蝕能力30％氫氧化鈉溶液中沸騰6h，腐蝕率小於0.6g/m2.h。
5、適用介質功率＜1500W空氣、水功率＞1500W水6、壽命＞5000h發熱芯1在本實施例中採用氮化矽加鎢鉬絲製作，利用氮化矽發熱體穩定性好，溫度變化小的特點，加上適當的電路控制，可達到節能恆溫的目的，本實施例採用5V電壓控制，可在耗電低於15W的前提下，溫度高達400攝氏度以上，前端不鏽鋼套管2和焊嘴4之間採用斜面隔熱陶瓷管5，將不鏽鋼套管2的溫度比焊嘴4降低100多度，起到了降低熱耗散的作用，不鏽鋼套管2內部採用圓形隔熱陶瓷管3，可將不鏽鋼套管2與手柄6連接處的溫度降低到70攝氏度左右，這樣就達到了手柄溫度和人體溫度相差不大，大大的增加了工人操作的舒適性。
不鏽鋼套管2與焊嘴4採用導線和地線連接，以導出外界的靜電(電烙鐵本身不會產生靜電)。
電烙鐵電源線採用標準內插式插頭，控制電源採用內插式插座，這樣就方便用戶在供電方式上自由的選擇交流電或直流電，當出現停電的狀況時，用戶就可以把電烙鐵控制電源上拔出，接到蓄電池上使用。
還有一種方案(權利要求9)是在焊嘴4與發熱芯1之間加裝溫控探頭，附圖5是電路圖，由溫度顯示驅動電路、雙向晶閘管調功與導通角控制電路組成。溫度顯示驅動電路由一隻點/線驅動集成電路SF3914組成，雙向晶閘管調功與導通角控制電路由雙向晶閘管主控電路VTH和導通角控制電路組成。導通角控制電路由交流電源過零檢測電路IC1和過零脈衝分配器IC2、IC3組成。溫度高於設定值就降到最小負載功率；溫度低於設定值5攝氏度就繼續加熱，溫度設定範圍連續可調，可以準確的控制溫度高低。其它同前述方案相同。
權利要求
1.交直流兩用節能防靜電恆溫氮化矽電烙鐵，由發熱芯(1)，焊嘴(4)、不鏽鋼套管(2)、隔熱陶瓷管(3)、斜面隔熱陶瓷管(5)、手柄(6)、鎖扣螺母(7)組成，其特徵在於所述發熱芯(1)採用氮化矽發熱體，焊嘴(4)採用無鉛金屬材料製作，採用陶瓷材料製作隔熱陶瓷管。
2.根據權利要求1所述的交直流兩用節能防靜電恆溫氮化矽電烙鐵，其特徵在於所述的發熱芯(1)是將電熱絲置於氮化矽粉中經成型、熱壓燒結後機械加工製成的電發熱體，其技術參數和特點為①、絕緣電氣強度室溫下2500V、50HZ，1分鐘無擊穿現象②、洩漏電流正常工作狀態下不大於0.5mA；折斷後在水中不大於10mA。③、抗酸腐蝕能力5％硫酸溶液中沸騰6h，腐蝕率小於10g/m2.h。④、抗鹼腐蝕能力30％氫氧化鈉溶液中沸騰6h，腐蝕率小於0.6g/m2.h。⑤、適用介質功率≤1500W空氣、水功率＞1500W水⑥、壽命＞5000h。
3.根據權利要求1所述的交直流兩用節能防靜電恆溫氮化矽電烙鐵，其特徵在於發熱芯(1)採用不同額定功率的氮化矽發熱體，為圓柱型，其前段插接至焊嘴(4)內孔，後段設有2個引出電極。
4.根據權利要求1所述的交直流兩用節能防靜電恆溫氮化矽電烙鐵，其特徵在於斜面隔熱陶瓷管(5)外形呈斜面，管內徑略大於焊嘴錐體後平直段直徑，隔熱陶瓷管(3)為兩段圓管，套裝在發熱芯(1)的後部段與引出電極處。
5.根據權利要求1所述的交直流兩用節能防靜電恆溫氮化矽電烙鐵，其特徵在於焊嘴(4)的前段為實體錐形，中後段內部為圓孔，內徑略大於發熱芯(1)的直徑，錐形後段平直部份套裝斜面隔熱陶瓷管(5)，焊嘴(4)後段直徑略大於套裝斜面隔熱陶瓷管(5)部段直徑。
6.根據權利要求1所述的交直流兩用節能防靜電恆溫氮化矽電烙鐵，其特徵在於所述的不鏽鋼套管(2)的前埠管壁縮小，後段管壁上設若干個圓孔，後端管壁口擴張，不鏽鋼套管(2)上套裝鎖扣螺母(7)，該鎖扣螺母(7)設有內螺紋，手柄(6)前段設有外焊紋，前端呈斜面與鎖扣螺母(7)螺接，將隔熱陶瓷管(3)和不鏽鋼管套(2)固定在手柄(6)前端。
7.根據權利要求1所述的交直流兩用節能防靜電恆溫氮化矽電烙鐵，其特徵在於所述的電烙鐵採用交直流兩用供電方式，供電範圍在3～220V。
8.根據權利要求1所述的交直流兩用節能防靜電恆溫氮化矽電烙鐵，其特徵在於所述的手柄(6)在恆溫低於500℃的電烙鐵中採用高溫塑膠材料；在恆溫高於500℃的電烙鐵中採用木質或其它耐高溫材料製作。
9.根據權利要求1所述的交直流兩用節能防靜電恆溫氮化矽電烙鐵，其特徵在於所述的焊嘴(4)與發熱芯(1)之間還可以加裝溫控探頭。
10.根據權利要求1所述的交直流兩用節能防靜電恆溫氮化矽電烙鐵，其特徵在於所述的電烙鐵還可用發熱芯(1)直接當焊嘴使用。
全文摘要
本發明屬於纖焊工具，涉及一種可以交直流兩用，具有節能、防靜電、恆溫功能的以氮化矽為發熱芯材料的電烙鐵。由發熱芯，焊嘴、不鏽鋼套管、隔熱陶瓷管、斜面隔熱陶瓷管、手柄組成，發熱芯採用不同額定功率的氮化矽發熱體，為圓柱型，其前段插接至焊嘴內，後段設有2個引出電極。斜面隔熱陶瓷管外形呈斜面，隔熱陶瓷管為兩段圓管，套裝在發熱芯的後部段與引出電極處。焊嘴的前段為實體錐形，中後段內部為圓孔，錐形後段平直部份套裝斜面隔熱陶瓷管，焊嘴後段直徑略大於套裝斜面隔熱陶瓷管部段直徑。發熱芯的熱轉換效率高，熱效率達98％，在低功率時可以達到較高的焊接溫度。具有防靜電、發熱速度快、恆溫、省電、壽命長的優點。
文檔編號B23K3/03GK1947910SQ20051010030
公開日2007年4月18日 申請日期2005年10月12日 優先權日2005年10月12日
發明者趙順樂, 蔡章舜, 張型園 申請人:深圳市慧力泰科技有限公司