План-конспект урока теоретического обучения на тему: "Виды электропаяльников", по профессии 13.01.10 Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования (по отраслям)
план-конспект урока

Филиал №6

Федерального казённого профессионального образовательного учреждения №46

Федеральной службы исполнения наказаний

План конспект

урока теоретического обучения по профессии

«Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования                       (по отраслям)»

по теме «Виды электропаяльников»

                                                                           Составитель: Кошелев Илья Олегович,

                                                                         мастер производственного обучения,

                                                                           высшей квалификационной категории

2020 г.

Рецензент (ты): Львов В.Ю., старший мастер филиала №6 ФКП образовательного учреждения №46

Содержание:

1. Аннотация.
2. Введение.  
3. Основная часть.                                                                                    стр. 4

1. Методическое обоснование темы.                                           стр. 4
2. Методические рекомендации по проведению занятия.         стр. 4
3. План занятия.                                                                             стр. 4                                                                  

4. Заключение.                                                                                          стр. 8
5. Список литературы.                                                                             стр. 9
6. Приложение                                                                                          стр. 10

1. Аннотация.

Широкое внедрение прогрессивных форм организации труда                                     в промышленном производстве оказание влияние на формы организации учебной деятельности учащихся, подготовку их к работе в процессе теоретического и производственного обучения. Качество подготовки мастера производственного обучения к учебным занятиям имеет важное значение для успешной педагогической деятельности. Готовясь к занятиям, он проектирует, «моделирует» свою деятельность и деятельность учащихся. И очень важно, чтобы эта предварительная модель была как можно ближе к реальности.

Реальное проектирование и разработка предстоящего учебного занятия требует глубокого знания теории обучения и воспитания, большого личного опыта практической работы, творчества анализа достижений передового педагогического опыта.

Разработка предназначена для мастеров производственного обучения                           и преподавателей, обучающих профессии «Электромонтер по ремонту                                 и обслуживанию оборудования» для подготовки к проведению урока теоретического обучения по профессиональному модулю ПМ.01 «Сборка, монтаж, регулировка и ремонт узлов и механизмов оборудования, агрегатов, машин и другого электрооборудования машиностроительных организаций». Она может быть также полезна преподавателям электротехники.

2. Введение.

В профессиональной деятельности электромонтер периодически имеет дело с такими видами работ как пайка. Для качественного соединения электромонтажных проводов к клеммам их необходимо лудить, благодаря чему снижается переходное сопротивление, значительно уменьшается окисление очищенного проводника. Данный технологический процесс электромонтеры очень часто заменяют дорогостоящей опрессовкой концевыми гильзами, так как не имеют практического навыка пайки.  

Данная методическая разработка актуальна для электромонтеров, преподавателей, обучающихся. Она поможет преподавателям на проведении урока теоретического обучения по предмету МДК.01.01. Основы слесарно-сборочных и электромонтажных работ, по теме: «Виды электропаяльников». Также данная методическая разработка поможет обучающимся                                            на лабораторно – практическом занятии.

3. Основная часть.

3.1. Методическое обоснование темы.

Данный план конспект помогает разобраться с принципом работы инструмента, видами паяльников по величине питающего напряжения, мощности, принципу нагрева рабочей части. Также разберемся что такое канифоль и флюсы. Разберем дефекты пайки, причины их возникновения и способы устранения.

3.2 План занятия.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УЧЕБНОГО ЗАНЯТИЯ

по дисциплине МДК.01.01. Основы слесарно-сборочных                                        и электромонтажных работ.

ТЕМА ПРОГРАММЫ: Тема 1. Основы слесарно-сборочных и электромонтажных работ.

Тема урока: виды паяльников.

Урок в разделе (теме): 4 часов.

Цели занятия:

• Обучающая – формировать познавательный интерес у обучающихся                   к работе с электрооборудованием; приобщать обучающихся                                      к самостоятельной практической деятельности.
• Развивающая – развивать способность применять усвоенные теоретические знания в практической работе; развивать память, логическое мышление, ответственность за выполненную работу; формировать умение и привычки самообразования, самосовершенствования и самостоятельности.
• Воспитательная - бережно относиться к инструменту и оборудованию, рационально использовать своё рабочее время; воспитание сознательной дисциплины и норм поведения, самостоятельности и ответственности за выполненную работу; воспитание интереса к своей будущей профессии; формирование умений работать в коллективе.
• Методическая - активизация мыслительной деятельности                                                     и совершенствования умений и навыков, развитие умственной деятельности и способностей.

Тип урока: урок усвоения первичных знаний.

Методы и формы организации: иллюстративный, исследовательский.

Уровень знаний: 2

Межпредметные связи:

• Материаловедение «Стали и сплавы с особыми физическими свойствами».
• Охрана труда «Требования к персоналу, обслуживающие электроустановки»

Материально-техническое оснащение:

• Слесарно-механическая; электромонтажная мастерская;
• Обмоточные лакированные провода;
• Паяльники, припой, флюс;

Учебно-техническая документация:

• ФГОС, рабочая программа подготовки квалифицированных рабочих, служащих;
• Комплект нормативов и инструкций;
• Методические указания для обучающихся (12 экз.);

Конспект урока.

Пайка – это процесс получения неразъемного соединения с нагревом ниже температуры их автономного расплавления путем смачивания, растекания и заполнения зазора между ними расплавленным припоем                              и сцепления их при кристаллизации шва.

Пайку широко применяют в разных отраслях промышленности.                             В машиностроении ее используют при изготовлении лопаток и дисков турбин, трубопроводов, радиаторов, ребер двигателей воздушного охлаждения, сосудов промышленного назначения, газовой аппаратуры и т.д.                                         В электропромышленности и приборостроении пайка является в ряде случаев единственно возможным методом соединения деталей. Ее применяют                                                     при изготовлении электро- и радиоаппаратуры телевизоров, деталей электромашин, плавких предохранителей и т.д.

К преимуществам пайки относятся: незначительный нагрев соединяемых частей, что сохраняет структуру и механические свойства металла; чистота соединения, не требующая в большинстве случаев последующей обработки; сохранение размеров и форм детали; прочность соединения. Современные способы позволяют паять углеродистые, легированные и нержавеющие стали, цветные металлы и их сплавы.

Припои. Качество, прочность и эксплуатационная надежность паяного соединения в первую очередь зависят от правильного выбора припоя. Не все металлы и сплавы могут выполнять роль припоев.

 Припои должны обладать следующими свойствами:

• иметь температуру плавления ниже температуры плавления спаиваемых материалов;
• в расплавленном состоянии (в присутствии защитной среды, флюса или в вакууме) хорошо смачивать паяемый материал и легко растекаться                   по его поверхности;
• обеспечивать достаточно высокие сцепляемость, прочность, пластичность и герметичность паяного соединения;
• иметь коэффициент термического расширения, близкий                                                к соответствующему коэффициенту паяемого материала.

В зависимости от температуры плавления припои классифицируют следующим образом: твердые (тугоплавкие) — высокопрочные, имеющие температуру плавления выше 500 °С; мягкие (легкоплавкие) — меньшей прочности, имеющие температуру плавления ниже 500 °С.

Легкоплавкие припои широко применяют в различных отраслях промышленности и быту; они представляют собой сплав олова со свинцом. Разные количественные соотношения олова и свинца определяют свойства припоев.

Оловянно-свинцовые припои по сравнению с другими обладают высокой смачивающей способностью, хорошим сопротивлением коррозии. При пайке этими припоями свойства соединяемых металлов практически не изменяются.

Тугоплавкие припои представляют собой тугоплавкие металлы                           и сплавы. Из них широко применяют медно-цинковые и серебряные.                      Для получения определенных свойств и температуры плавления в эти сплавы добавляют олово, марганец, алюминий, железо и другие металлы.

Добавка в небольших количествах бора повышает твердость и прочность припоя, но повышает хрупкость паяных швов.

Флюсы. С повышением температуры скорость окисления поверхности спаиваемых деталей значительно возрастает, в результате чего припой                          не пристает к детали. Для удаления оксида применяют химические вещества, называемые флюсами. Флюсы улучшают условия смачивания поверхности паяемого металла расплавленным припоем, предохраняя поверхность паяного металла и расплавленного припоя от окисления при нагреве и в процессе пайки, растворяют имеющиеся на поверхности паяемого металла и припоя оксидные пленки.

Различают флюсы для мягких и твердых припоев, а также для пайки алюминиевых сплавов, нержавеющих сталей и чугуна.

Что такое паяльник и как устроен прибор.

Электрическим паяльником называется такой вид электрического инструмента, посредством которого осуществляется объединение двух деталей между собой посредством мягких веществ. Таким мягким веществом является припой, который расплавляется, и переходит в жидкое состояние за счет воздействия высоких температур. Когда воздействие высоких температур прекращается, припой затвердевает (что происходит практически мгновенно), тем самым обеспечивая надежное соединение. Рассматриваемы прибор является главным оружием электронщиков, посредством которого осуществляется не только соединение проводов и полупроводниковых элементов, но и их разъединение.

Прибор внешне имеет простую конструкцию, однако внутри он состоит из различных деталей, с назначением которых следует разобраться. Знать устройство паяльника вовсе не обязательно, чтобы научится им правильно пользоваться, но эта информация поможет в случае выхода его из строя. Состоит прибор из ряда следующих элементов, которые имеют свои особенности:

1. В его основе заложен металлический стержень, изготовленный из красной меди. Именно этот стержень нагревается, и плавит припой при соединении деталей. За основу стержня используется красная медь, так как именно этот материал обладает высокой степенью теплопроводности (хорошо передает тепло). Конец стержня имеет клиновидную форму, что необходимо для работы с мелкими полупроводниковыми элементами. Конец стержня называется жалом, как на отвертках.

2. Нагревательный элемент – стальная трубка, внутрь которой вставляется стержень из красной меди. Трубка оборачивается слюдой или стеклотканевым составом, поверх которого наматывается проволока из нихрома. При прохождении тока по проволоке, она нагревается, и передает тепло металлической трубке. В итоге нагревается стержень, и переходит в рабочее состояние. Поверх нихромовой проволоки находится защитный слой слюды. Он защищает спираль от соприкосновения с металлическим корпусом паяльника, тем самым повышая безопасность электрического прибора. Вторая его защитная функция заключается в том, чтобы сохранять тепло, и не передавать его стальному корпусу прибора.

3. Рукоятка – изготавливается из термоустойчивого пластик или дерева, и позволяет мастеру удобно работать инструментом.

4. Провода и вилка для подключения в розетку. Провода соединяются с выводами нихромовой проволоки. Для надежности соединения используются алюминиевые зажимы, которые пропаиваются с целью обеспечения надежного контакта. Зажимы в месте соединения используются на мощных паяльниках, а на маломощных приборах объединение осуществляется без дополнительной фиксации, но с обязательным нанесением припоя. Алюминиевые пластины для соединения медного провода с нихромовой нитью используется для повышения надежности объединения, а также для отвода тепла. Чем мощнее паяльник, тем сильнее нагреваются медные провода, поэтому алюминиевые зажимы осуществляют отвод тепла. Эта информация будет полезна в случае, если при ремонте мощного паяльника принимается решение об удалении алюминиевых пластин. Толщина жилы медного кабеля выбирается в зависимости от мощности прибора.

5. Стальной корпус – это часть инструмента, внутри которой располагается нагревательный элемент. На корпусе может присутствовать (в зависимости от модели) резьбовой винт, посредством которого фиксируется стержень. В конструкции корпуса могут находиться отверстия ближе к рукоядке, назначение которых заключается в отводе тепла.

Виды паяльников по величине питающего напряжения.

Рассматриваемые инструменты выпускаются разных видов, и первым критерием, по которому приборы отличаются между собой, является                              их напряжение питания. По этому параметру паяльники классифицируются  по следующим величинам напряжения питания – 12, 24, 36, 42, 220 и 380 вольт. Почему приборы выпускаются разного напряжения? Вполне уместный вопрос, на который можно ответить следующим образом:

1. Обеспечение безопасности человека. Если работы проводятся инструментом во влажном помещении, то разрешается пользоваться только такими устройствами, которые функционируют от напряжения до 36 вольт,                  но не более того. Корпус прибора при этом следуют обязательно заземлить, что позволит предотвратить поражение человека электрическим током.

2. Сфера применения прибора. Прибор используется для пайки не только дома, но и на производстве, где с его помощью осуществляется соединение различных крупных деталей. Для таких целей используется высокомощные инструменты, работающие от сети 220 вольт.

3. Мощность – чем мощнее нужен прибор, тем выше параметр питающего напряжения должен быть. К примеру, маломощный паяльник                   на 12 вольт вовсе не имеет смысла изготавливать под напряжение 220 вольт. Ведь для этого понадобится сделать большое количество витков из очень тонкой нихромовой нити. В итоге получится крупногабаритный инструмент, имеющий очень малую мощность. Аналогичная ситуация с высокомощными приборами, которые сложно сделать, если их напряжение питания будет рассчитано на 12 и 24 вольта.

Виды паяльников для пайки проводов по мощности.

На виды рассматриваемые приборы классифицируются по такому параметру, как мощность. По мощности они выпускаются следующих номиналов – 12, 20, 40, 60, 100 и более Ватт. Этот параметр важно учитывать, когда выбирается инструмент. Какой мощности лучше покупать паяльник, мало кому известно, поэтому очень часто новички приобретают прибор, который не справляется с поставленными задачами. Чем больше мощность, тем выше возможности инструмента, но когда работы проводятся                                       с полупроводниковыми элементами, припаиваемые к плате, то высокомощные приборы здесь не нужны. Чтобы обеспечить соединение деталей посредством пайки, необходимо осуществить их предварительных прогрев. Температура нагрева деталей должна быть выше, чем плавления припоя, чтобы обеспечить качественное соединение. Если мощность прибора будет недостаточная для прогрева спаиваемых деталей, то реализовать процедуру будет крайне трудно.

Отсюда получается следующее:

1. Инструмент мощностью 12 и 20 ватт используются исключительно для работы с полупроводниковыми элементами – конденсаторами, резисторами, диодами, транзисторами и т.п. Пропаять соединение двух электрических проводов большого сечения такими приборами будет очень трудно

2. Приборы с мощностью от 40 до 100 ватт является самыми популярными, так как они подходят для работы с полупроводниковыми элементами и медными проводами.

3. Мощные паяльники от 100 ватт и выше предназначены для пайки теплообменников газовых колонок и прочих крупногабаритных деталей.

От мощности инструмента зависит размер стержня, а он оказывает непосредственное влияние на возможность проведения работ с мелкими или крупными деталями. Чем выше мощность прибора, тем быстрее происходит прогрев жала, а значит, инструмент через короткий промежуток времени после подключения в розетку, может использоваться для пайки. Чем больше мощность прибора, тем быстрее нагревается жало, однако большинство радиодеталей не допускают воздействия температуры более 70 градусов. Отсюда получается, что при использовании высокомощных паяльников,                           не допускается воздействие на полупроводниковые элементы продолжительностью более 3 секунд.

По конструктивным особенностям паяльники бывают следующих видов:

1. Стержневые – это самые распространенные варианты инструментов для пайки. Их устройство и принцип работы описан в материале выше. Такой вид лучше всего подходит для выполнения спаечных работ по дому – когда необходимо отремонтировать бытовую технику или соединить два электрических провода, исключив уменьшение сопротивления в месте соединения.

2. Пистолетные – они так называются по причине сходства по внешней форме с огнестрельным оружием. Рабочая часть инструмента располагается непосредственно под углом 90 градусов от рукоятки, что повышает удобство проведения соответствующих работ. Применяются такие паяльники при проведении ремонтных работ.

3. Паяльные станции – их еще называют стационарными паяльниками. Такое название приборы получили по причине компенсации блоками управления, посредством которых регулируется напряжение, мощность, сила тока, температура.

3. Инфракрасные – процесс пайки реализуется посредством инфракрасного излучения. Длина волны инфракрасного излучения составляет от 2 до 10 мкм, а зона прогрева колеблется от 2 до 10 мкм, а зона прогрева колеблется от 10 до 60 мм.

4. Термовоздушные – плавление припоя осуществляется посредством воздействия на него потоком горячего воздуха (подобно работе фена). Температура прогретого воздуха, выходящего из сопла инструмента, составляет от 100 до 500 градусов. Фокусирование потока воздуха осуществляется посредством сопла. Создание потока реализуется за счет применения компрессора или турбины. Турбинные модели имеют встроенный электромотор внутри прибора, который соединен с крыльчаткой. Вращение двигателя приводит в действие крыльчатку, что в итоге способствует созданию воздушного потока. Компрессорные модели паяльников создают давление воздуха посредством диафрагменных компрессоров, расположенных в конструкции станции.

5. Цифровые – это современные профессиональные паяльники, принцип работы которых идентичен со стержневыми приборами. Отличительная их особенность в том, что специалист в зависимости от спайки соответствующих деталей, задает соответствующие параметры напряжения, тока и мощности.

Виды паяльников по принципу нагрева рабочей части

Перед тем, как научиться паять паяльником, следует разобраться                           с разновидностями выпускаемых инструментов. По способу нагрева стержня приборы бывают следующих видов:

1. Паяльники, нагреваемые на открытом огне – это самые первые виды инструментом, посредством которых осуществлялось соединение деталей (преимущественно с их помощью соединялись массивные детали). Принцип из функционирования основывается на том, что перед тем,                           как осуществить соединение деталей, инструмент необходимо поместить                      в открытый огонь, и дождаться нагрева стержня из красной меди. Сегодня эти инструменты уже практически забыты, и лишь изредка используются при возникновении такой необходимости.

2. Нихромовые – это обычные стержневые устройства, которые еще называются электрическими. Нагрев стержня происходит за счет пропускания через спиральную нихромовую проволоку электрического тока. Свою популярность прибор получил благодаря ряду преимуществ – простота конструкции, ремонтопригодность, невысокая стоимость, а также устойчивость к повреждениям. Самый главный их недостаток в том, что при ежедневном (или частом) применении происходит перегорание спирали. Кроме этого минуса, надо также отметить продолжительное время прогрева стержня, поэтому после включения в розетку, необходимо некоторое время подождать. 

3. Керамические – лишены недостатка, который присутствует                                     у нихромовых паяльников. Они после включения очень быстро набирают температуру, и при этом удерживают ее в заданном значении. За счет использования керамики, увеличивается стоимость приборов. И это                              не единственный их недостаток, так как керамика отличается своей хрупкостью, и при падении с высоты инструмента, он может выйти из строя. Керамические паяльники отличаются высокой мощностью и устойчивостью к частому применению.

4. Импульсные – такие приборы по форме выпускаются в виде пистолетов. Свое название они получили по той причине, что при нажатии кнопки практически мгновенно происходит разогрев наконечника. После спайки деталей, на что также требуется немного времени, кнопка инструмента отпускается, и стержень охлаждается. В основе таковых инструментов используется высокочастотные трансформаторы и частотные преобразователи. Посредством такого преобразователя увеличивается частота напряжения до 1800-4000 Гц, а трансформатор предназначен для уменьшения напряжения. Жало прибора подключается к вторичной обмотке трансформатора, что способствует увеличению силы тока, а значит, происходит максимально-быстрый прогрев деталей. Наличие регуляторов мощности и температуры позволяет применять прибор для работы с мелкими и крупными деталями и элементами.

5. Индукционные – это самые продвинутые виды паяльников. Главная особенность приборов в том, что нагрев стержня осуществляется посредством катушки индуктора. Наконечник покрывается ферромагнитным слоем, внутри которого при помощи катушки создается магнитное поле. При создании магнитного поля возникает электродвижущая сила, и наводятся токи, посредством которых разогревается сердечник. Нагревательный элемент называется индуктором. Главное достоинство инструмента в том, что нагревание стержня происходит с автоматическим поддержанием температуры. Когда температура достигает максимального значение, то ферромагнитный слой теряет свои свойства намагничивания, что способствует прекращению прогрева. Как только температура снижается, то увеличиваются ферромагнитные свойства, поэтому автоматически продолжается процесс нагрева. Жало на таких приборах сменное, поэтому его можно применять для работы с деталями разных размеров.

6. Беспроводные – их еще называют мобильными или аккумуляторными, а предназначены они преимущественно для выполнения пайки, где отсутствует электроэнергия. Работают устройства от сменных батареек, и имеют компактные размеры. Недостаток в том, что требуется регулярно менять или заряжать батарейки, что зависит от частоты эксплуатации.

7. Портативные – такие приборы функционируют от специального порта типа USB. Это популярный порт, который имеется на многих девайсах, в том числе, и в автомобиле. Характеризуются малой мощностью, но ее достаточно для пайки мелких полупроводниковых элементов.

8. Газовые – еще одна разновидность автономных устройств, функционирование которых обеспечивается за счет сменных газовых баллончиков или дозаправки. Такой инструмент еще называют многофункциональным, так как без насадки в виде стержня, он превращается в обычную газовую горелку.

Дефекты пайки.

Наиболее распространенные при пайке дефекты, причины их возникновения и способы устранения приведены в таблице.

3. Заключение.

Данный план конспект дает исчерпывающие знание по теме виды паяльников. Основная цель в обучении – изучение паяльников, а именно, принцип его работы, величина питающего напряжения, мощности, принцип нагрева рабочей части выполнена. Разобрались что такое канифоль и флюс,                    а также разобрали основные дефекты пайки и методы их устранения.

         Данный план конспект может быть использован преподавателями                      при изучении предмета МДК.01.01. Основы слесарных и слесарно-сборочных работ по теме: «Виды паяльников», а также обучающимися                                                 для самостоятельного изучения или повторения материала.    

4. Список литературы.

• Ю.Д. Сибикин, Техническое обслуживание, ремонт оборудования и сетей промышленных предприятий. Изд. Академия, 2003 г.;
• Ю.Д. Сибикин, Электробезопасность при эксплуатации электрооборудования. Изд. Академия, 2008 г.;
• П.А. Бутырин, Электротехника. Изд. Академия, 2006 г..