Widerstandslöten - meine Lösung

[JL]

Baubericht Widerstandlötgerät

An anderer Stelle ist dieses Thema ja schon besprochen worden, so dass ich mich hier kurz fassen und meine Lösung vorstellen möchte.

Im wesentlichen ist so ein Lötgerät nichts weiter als ein passend gewickelter Trafo, der entsprechende Stromstärken für das Löten bereitstellen kann. Mit einem Schalter kann man dann schon loslegen, etwas komfortabler ist es jedoch, wenn sich die Stromstärke auch regulieren lässt. Dazu braucht es eine Phasenanschnittsteuerung, deren Auslegung jedoch einige Kenntnisse erfordert. Da mir diese fehlen und auch die im Netz gefundene Schaltung (ist inzwischen offenbar vom Ersteller auch gelöscht) nicht zum arbeiten zu bewegen war, habe ich einen fertigen Baustein zur Leistungsregelung verwendet, ergänzt um die passenden „Entstör“-elemente, die zum einen Spannungsspitzen (Varistor) vom Baustein fernhalten als auch die Abgabe von Oberwellen ins Versorgungsnetz verhindern sollen.

Ich habe mir angewöhnt, für solche Projekte auch einen Schaltplan zu erstellen, da ich nach einiger Zeit auch nicht mehr ganz sicher weiß, was ich wo eingebaut habe. Falls dann doch mal ein Fehler auftritt, ist es mit einem solchen Plan eben einfacher, sich in die Aufgabe wieder hineinzudenken.

Abbildung 1: Schaltplan

Zentraler Baustein ist natürlich der Trafo. Dieser ist als Standard-Teil nicht erhältlich und muss individuell hergestellt werden. Eine selbst zurückstellende Temperatursicherung in der Wicklung ist zu empfehlen, falls der Trafo zu stark belastet wird und sich erwärmt. Die Phasenanschnittsteuerung benötigt eine Regelspannung von 0 bis 10V, effektiv arbeitet sie von ca. 3V (~10% der Leistung) bis 10V (~100% der Leistung). Die Kurve verläuft weitgehend linear im Bereich von 5 bis 8 V (35 bis 90% der Leistung). Näheres ist dem Datenblatt zu entnehmen. Meine Steuerung habe ich so aufgebaut, dass mit einem Fußtaster der Lötvorgang gestartet wird. Dann hat man beide Hände frei, um die zu lötenden Teile gut zu handhaben.

Alle Teile lassen sich in dem Gehäuse unterbringen, viel Reserveplatz ist aber nicht, so dass eine Stellprobe vor der endgültigen Positionierung zu empfehlen ist. Der Trafo ist nicht gerade ein Leichtgewicht, deshalb habe ich die haltende Schraube mit einer Verstärkung stumpf ins Gehäuse geklebt. Die vier Schrauben auf der rechten Seite sind für die Befestigung der Platine vorgesehen.

Abbildung 2: Gehäuse mit eingeklebten Befestigungen

Zum Anschluss der Elektroden muss es schon etwas Belastbares sein. Ich habe dazu 6mm Goldkontakte verwendet. Wegen des strammen Sitzes bekam die Platine noch eine Verstärkung mit einer Polystyrol-Platte. Die in Bild 3 zu sehenden Vierkantleisten sind so gewählt, dass die Kontakte bündig mit der Frontplatte abschließen.

Abbildung 3: Elektrodenkontakte, Vorderansicht

Die Rückansicht demonstriert recht gut, dass die insgesamt vier Wicklungen je Pol zusammen doch ein größeres Kabelbündel ergeben, das an die Kontakte zu löten ist. Das gestaltet sich etwas einfacher, wenn diese zuvor in die Platine mit reichlich Lötzinn und Zugabe von Kleber eingesetzt werden, weil dann die Wärme beim Einlöten der Kabel die Buchsen nicht gleich wieder auslötet. Die blanken Teile habe ich mit Schrumpfschlauch isoliert. Das wäre aufgrund des später geschlossenen Gehäuses nicht unbedingt notwendig, aber mir sind isolierte Kabel lieber als blank im Gehäuse liegende Anschlüsse.

Abbildung 4: Elektrodenkontakte, Lötverbindung zum Trafo

Der Baustein mit der Phasenanschnittsteuerung wird auf der Rückplatte neben der Netzanschlussbuchse montiert. Ich habe dabei einen Abstand zur Platte gelassen, der Baustein hat eine metallische Rückseite. Mit dieser kann er auf einen Kühlkörper montiert werden, da er sich beim Regeln größerer Lasten erwärmt. In dieser Anwendung habe ich bisher keine Erwärmung feststellen können, da der eigentliche Lötvorgang ja immer nur kurz ist. Wenn er doch zu warm werden sollte, müsste auf der Rückwand eben ein Kühlkörper montiert werden.

Abbildung 5: Montage der Phasenanschnittsteuerung

Das blaue Teil ist der Varistor, der zur Ableitung von Spannungsspitzen seinen Platz direkt an den Anschlussklemmen gefunden hat. Damit er dorthin passt, ist die Abdeckung (fehlt auf Bild 5) etwas zu modifizieren, damit sie noch geschlossen werden kann.

Wie dann alles zusammen seinen Platz im Gehäuse gefunden hat, zeigen die nächsten Bilder.

Abbildung 6: Innenansicht, Rückseite

Abbildung 7: Innenansicht, Vorderseite

Die Frontplatte bekommt die passenden Bohrungen und Ausschnitte für die Bedienelemente.

Abbildung 8: Frontplatte mit Maßangaben

Falls sich jemand wundert, warum alles auf der rechten Seite zu finden ist: Links ist wegen des Trafos kein Platz für Bedienelemente. Auf dem freien Teil lässt sich aber gut ein frei gewählter Name unterbringen.

Mit ein wenig Beschriftung (das Auge möchte ja auch etwas haben) kann es dann fertig zum Beispiel so aussehen.

Abbildung 9: Vorderansicht

Natürlich muss der Strom ja auch noch zur Lötstelle kommen. Grundsätzlich ist hier zwischen zwei Lötverfahren zu unterscheiden:

• Mit Wärme (wie beim klassischen Lötkolben)
  Dafür wird eine Kohleelektrode eingesetzt, die sich erwärmt, wenn der Kontakt zum zu lötenden Teil hergestellt wird. Der Vorteil gegenüber dem klassischen Lötkolben ist die Erzeugung der Wärme nur für die Dauer des Lötens, d.h. die Elektrode kann auch mit etwas Druck zum Fixieren der Lötstelle benutzt werden.

• Mittels Übergangswiderstand
  Dafür werden beide Teile, die miteinander verbunden werden sollen, mit je einer Elektrode kontaktiert. Wenn diese Kontakte hinreichend wenig Widerstand zeigen, entsteht über den größeren Widerstand an der Berührungsstelle der Teile die zum Löten erforderliche Wärme.

In beiden Fällen braucht es erstaunlich wenig Lot, ein wenig davon abschneiden, an der passenden Stelle platzieren (das geht prima, weil ja noch alles kalt ist) und den Taster mit dem Fuß betätigen – that‘s it!
Wie die Anschlüsse dann letztlich ausgeführt werden, bleibt der eigenen Phantasie überlassen. Thorsten (Kapitän Odin) war so freundlich, einen passenden Elektrodenhalter für die Kohleelektrode zur bauen, von mit stammt das Gegenstück mit der Klemmpinzette und dem angelöteten Kabel (das geht ganz gut mit Weichlot und einem ausreichend großen Lötkolben).

Abbildung 10: Elektroden

Obwohl prinzipiell auch eine „freie“ Verdrahtung im Gehäuse machbar wäre, habe ich für mich der besseren Übersicht wegen doch eine Platine hergestellt.

Abbildung 11: Platine

Bezugsquellen

Trafo, 340 VA, 4x 4V sekundär, mit Temperatursicherung www.fragjanzuerst.de ca. 100€
Phasenanschnittsteuerung SSR-802-10 www.pohltechnic.com
Varistor EB 25, Entstörung EB 651 ebendort (Empfehlung von Pohltechnik) zusammen ca. 50€
Die anderen Bauteile sind bei den bekannten Elektronikversendern (z.B. Reichelt, Conrad) zu bekommen, der Betrag sollte unter 10€ liegen.
Gehäuse 7000 Serie www.elv.de ca. 25€

Zum Schluss natürlich noch der obligatorische Hinweis, dass dies meine Lösung der Aufgabenstellung „Widerstandslöten“ ist und ich keinerlei Garantie in jedweder Hinsicht hinsichtlich eines Nachbaus übernehme. Wer einen Nachbau wagen möchte, tut dies auf eigene Gefahr und ist gehalten, die einschlägigen Sicherheitsbestimmungen dabei zu berücksichtigen. Immerhin werkelt im Gehäuse die Netzspannung mit 230 V vor sich hin. Dem Hinweis im Datenblatt der Phasenanschnittsteuerung (Zitat Pohltechnik) „Bedenken Sie, dass ein unqualifizierter Umgang mit Strom Schmerzen, bleibende gesundheitliche Schäden oder Ihren Tod zur Folge haben kann. Zu den Folgen des Todes informieren Sie sich in Ihrer Bibel“ ist nichts hinzuzufügen.

Kommentare, Fragen, Kritik bitte im ursprünglichen Thread (dann bleibt dieser Bericht besser lesbar wenn ich über die Löterfahrungen berichte).

Frontplatte.pdf

WiderstandLoetenV2.PDF

[JL]

Wie versprochen möchte ich noch etwas über die ersten Lötversiche berichten...

Beide weiter oben beschriebenen Lötarten funktonieren gut, auch der Kontakt über die Pinzette ist ausreichend. Wenn man allerdings Drähte mit kleinerem Durchmesser über den Widerstand an der Kontaktstelle löten möchte, sollten die Pinzetten dicht an der Kontaktstelle angelegt werden; andernfalls kann es passieren, dass der Draht selbst schmilzt.

Bei den Blechen habe ich Lötpaste genommen. Das geht, aber ist nicht optimal. Weil diese Paste recht viel Flüssigkeit enthält, muss die natürlich erst verschwinden, bevor das Lot schmilzt. Besser geht es, wenn man ein Stückchen Lotdraht abschneidet, zwischen die Bleche bringt und dann mit der Elektrode erhitzt.
Die Drahtstücke links im Bild sind 1mm Messing. Beide Lötstellen habe ich mit dem Widerstand an der Kreuzungsstelle hergestellt. Rechts ist zu viel Lot aufgetragen, obwohl ich nur einen 1mm Lotdraht verwendet hatte. Besser geht es mit einem 0,5 mm Lot, s. linke Lötstelle. Für den Versuch sind die Drahtstücke nicht besonders fixiert gewesen. Bevor da also eine Reling draus wird, ist sicher noch eine bessere Fixierung per Form erforderlich.