Stazioni ad aria calda
(50)Uno dei dispositivi utilizzati ad es. per la saldatura, così come per la dissaldatura di vari tipi di componenti e collegamenti, proprio accanto ai saldatori a penna e a trasformatore più popolari, sono le stazioni ad aria calda, spesso chiamate dall'inglese stazioni hot air. Si tratta di un dispositivo molto versatile e che costituisce un elemento dell'equipaggiamento base (o talvolta anche indispensabile) quando si lavora con componenti elettronici. Viene utilizzato per la saldatura e la dissaldatura di componenti per montaggio a foro passante (THT) e montaggio superficiale (SMD), tra cui elementi realizzati nella tecnologia e in alloggiamenti di tipo BGA (ing. Ball Grid Array), PLCC (ing. Plastic Leaded Chip Carrier), QFP (ing. Quad Flat Package), SOIC (ing. Small Outline Integrated Circuit), SOP (ing. Small Outline Package) e molti altri. Sebbene la saldatura e la dissaldatura di componenti THT possa essere effettuata utilizzando un saldatore a penna standard o a trasformatore, la saldatura e la dissaldatura di componenti SMD possono essere difficili o addirittura impossibili a causa delle loro piccole dimensioni o del modo in cui sono montati sulla scheda PCB. Tramite le stazioni ad aria calda inoltre è possibile restringere guaine e tubi termorestringenti, completare stampate eseguite con stampanti 3D (ad es. rimuovere fili e scolorimenti), plastificare adesivi hot melt o riscaldare materiali termoplastici per plasmarli, tuttavia sono possibili molte altre applicazioni.
Stazioni ad aria calda - struttura e principio di funzionamento
L'impugnatura dell'unità principale assomiglia ad un saldatore stilo e alla sua estremità è presente un ugello per la fuoriuscita dell'aria calda, quest'elemento il più delle volte è collegato all'unità di alimentazione e controllo. Il principio di funzionamento di tale dispositivo è relativamente semplice. L'aria viene compressa da un piccolo sistema sotto forma di compressore assiale o normale ventola, posizionata all'estremità opposta dell'impugnatura o all'interno del pannello di controllo. Successivamente l'aria scorre attraverso il riscaldatore a resistenza situato all'interno dell'impugnatura in prossimità dell'uscita, pertanto l'aria viene riscaldata alla temperatura impostata dall'utente sull'unità di controllo. La precisione della temperatura impostata dipende dalla qualità dei componenti utilizzati per la produzione di una determinata stazione ad aria calda, dalla presenza nel programma di fattori di correzione per le caratteristiche dell'elemento di misura (sensore di temperatura), nonché dal metodo di regolazione e impostazione della temperatura desiderata, che può essere di tipo analogico (impostazione della temperatura tramite una manopola sul sistema di controllo) o digitale (impostazione mediante una manopola, pulsanti o touchscreen). Quest'ultimo metodo è più accurato, grazie al mantenimento della temperatura impostata da parte del sistema di controllo, utilizzando il cosiddetto feedback, ossia la lettura dal sensore di temperatura, che si trova nell'impugnatura. Sulla base della differenza tra il set point e la temperatura corrente, viene generato un segnale di controllo, che accende o spegne il riscaldatore, in modo da mantenere la temperatura effettiva al livello costante previsto. Grazie a questo sistema, l'utente è in grado di impostare con precisione la temperatura dell'aria all'uscita, anche con un'accuratezza di 1°C, in modo adeguato all'operazione correntemente eseguita. La maggior parte delle stazioni ad aria calda dispone di un display aggiuntivo che informa l'utente della temperatura impostata o corrente.
Scelta della stazione ad aria calda
Quando si sceglie una stazione ad aria calda per una determinata applicazione, è necessario prestare attenzione a diversi fattori. In primo luogo, quale intervallo di temperatura dell'aria calda il dispositivo è in grado di generare e se l'intervallo sarà appropriato per il tipo di lavoro previsto. La maggior parte di questi dispositivi funzionerà in modo sicuro nell'intervallo di temperatura fino a circa 450°C; tuttavia, sono disponibili stazioni che raggiungono temperature molto più elevate, fino a 550°C. Inoltre il limite inferiore di temperatura raggiungibile può variare per altri modelli e rientrare nell'intervallo da 50°C a 150°C.
Un altro aspetto da prendere in considerazione durante la scelta della stazione ad aria calda è la sua potenza. Maggiore è la potenza della stazione saldante, più breve sarà il tempo di riscaldamento del riscaldatore situato all'interno dell'impugnatura, maggiore sarà la stabilità della temperatura dell'aria all'uscita, per via della risposta più rapida del sistema in caso di cambiamento della temperatura ambiente.
Quando si sceglie una stazione di saldatura, vale la pena verificare se, oltre alla regolazione della temperatura, questa dispone anche di regolazione del flusso di aria calda, ossia del volume di aria soffiata in un'unità di tempo, espresso in litri al minuto. Alcuni modelli di stazione dispongono di possibilità di regolazione della portata dell'aria calda dal livello dell'impugnatura. Su di essa sono presenti dei pulsanti che consentono l'aumento o la diminuzione del flusso di aria calda. Altre stazioni di saldatura non presentano la stessa possibilità che in caso di saldatura/dissaldatura di componenti piccoli e densamente montati uno accanto all'altro, possono portare, a causa di un flusso d'aria nominale troppo elevato, a "soffiare" involontariamente alcuni componenti accanto a quello che si intendeva saldare o dissaldare originalmente. Un maggiore flusso d'aria in un'unità di tempo sarà certamente utile per operazioni su più componenti contemporaneamente, ma per un lavoro preciso, quando si saldano o dissaldano singoli componenti di piccole dimensioni, l'utente dovrebbe ridurre il flusso in modo da non avere influire sui componenti presenti nelle vicinanze.
Prima dell'acquisto vale la pena di controllare se nel set sono disponibili ugelli sostituibili di diverso diametro, utili per la saldatura o la dissaldatura di componenti di diverse dimensioni. Per componenti più grandi come microprocessori o chip, è utile utilizzare ugelli di diametro maggiore per riscaldare contemporaneamente e uniformemente tutte le piazzole di saldatura, mentre gli ugelli con un diametro molto più piccolo saranno utili per lavorare con componenti piccoli come resistori o condensatori SMD, per evitare di riscaldare i componenti adiacenti e dissaldarli accidentalmente o addirittura soffiarli via.
Funzioni della stazione ad aria calda
Inoltre vale la pena prestare attenzione alle caratteristiche aggiuntive di alcuni modelli di stazioni ad aria calda, che possono essere utili in alcune applicazioni, come ad es.: coperchio per la dissipazione del calore, in cui è presente un componente saldato, che protegge gli altri elementi adiacenti dal surriscaldamento, connettore aggiuntivo per la termocoppia, utilizzato per monitorare la temperatura della scheda PCB, delle prese USB di tipo A e B, pompa di aspirazione integrata, che offre la possibilità di utilizzare una pinza sottovuoto, grazie alla quale è possibile afferrare e posizionare componenti e circuiti integrati, modalità di risparmio energetico automatica, possibilità di programmazione da PC o memorizzazione dei profili di temperatura.
Inoltre esistono unità più ampie, chiamate stazioni di servizio tecnico, che, grazie alla loro modularità e versatilità, consentono la fruizione del saldatore, del dissaldatore o del prelievo dei componenti con pinze sottovuoto. Molto spesso possono gestire più di uno strumento alla volta.
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