自動温度調節ハンダ鏝の作製

 手作りアンプの会で、連休に合宿が行われて、温調ハンダ鏝の作製を行いました。会のE氏監修のもとに、回路の説明、製作、動作確認が行われて、楽しい一時を過ごすことができました。
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ハンダ
 半田付けは、自作を中心としたオーディオの趣味では欠かせないもので、正しく行われるか否かで、機器の動作と音質がハンダ処理の仕上がりに依存します。質の悪いハンダを用いて、適当な温度でハンダ付けを行うと、電気の接触抵抗値の増大により、ノイズの原因、誤動作の増大の原因になります。

ハンダは何故つくの
 そもそも、ハンダは、金属を溶かして固めるから、「接着材と同じ?」・・・実は、ハンダ付けは、熔接や接着とは異なります。ハンダと銅(母材)の境界線部分に「錫と銅の合金層」を作り、金属間化合物を形成する事により接合します。そして、この金属間化合物を形成するには、大凡260℃の温度が必要です。

熔解の共晶って?
 共晶とは何でしょう?、複数の金属を熔解して混ぜ合わした時、一番低い融点の金属で、合金が溶けることを共晶と言います。例えば、鉛の融点327.5℃、錫の融点231.9℃で、それを6:4の合金(ハンダ)を作った場合、250℃あたりが融点と想像できます。しかし、何と183℃まで融点が下がり、その現象を共晶と言います。その仕組を上手く活かしたのがハンダ付けです。

温度管理
 はんだ付けの成否は、金属間化合物を形成する温度管理と、接合面の清潔度会いで、決まります。もちろん熔解したハンダが、毛細管現象で、細部に渡り流れ込む(濡れる)テクニックも必要です。個人的には、温度管理が、ハンダ付けの成否の9割を決定づけられると考えています。

温度管理とラピッドスタート
 そこで、温度管理が適切に行われて、ハンダ付けで、コテ先の温度が急激に下がった場合、それを補い、一定温度に保つ機構が必要です。又、使いたい時に、急速に使える温度に上昇する必要があります。そこで、以下の様な機能が必要となります。基本的な動作原理は、白熱電球などタングステンが、消灯時は抵抗値が小さく、点灯すると、抵抗値が上昇するという特性を応用して、ハンダごての発熱体(セラミック・ヒーター)の抵抗値を、一定間隔で監視して、抵抗値=温度を一定に保つ動作をしています。

1.ハンダごての電源を投入して、一定の温度になるまで、
  DC141Vを供給して、鏝温度を一気に上昇させます。
2.ハンダ付に最適な温度になると、クローズドループで、
  一定に温度を保ちます。
3.ハンダ付けを行い、母材に熱を奪われも、最適な温度に
  なる様にクローズドループで急速に鏝先温度を上昇させます。

結構、部品点数が多く、保護回路が充実しています。
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