Cold Heat焊接工具的工作原理
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作为一项发明,Cold Heat似乎具备了发明应该具有的所有特点。乍看上去,它只是用一种可能更好的新方法(无需炽热的烙铁,因而避免了被烫伤的危险)来完成一项传统的工作(焊接)。人们大都会想“为什么以前没有人这样做呢?”Cold Heat甚至还有一段传奇故事,根据网站记载,这一工具的发明者Grigore Axinte于1991年从罗马尼亚移民到美国,开始“追求自己的美国梦”。

Cold Heat工具
图中便是本文要介绍的Cold Heat工具。

Cold Heat焊接工具的功效十分神奇。它几乎可以在瞬间使焊料熔化,而且触头在几秒钟内就会冷却下来。在一次电视演示中,有人在用完该工具后直接将触头置于充满气的气球上,而气球居然没爆。

但是,包括专业人士和普通用户在内的评论者对此却褒贬不一,有的喜欢它,有的却讨厌它,有些人甚至对它的“创新性”提出质疑。

我们想了解Cold Heat工具到底是如何工作的,因此拆解了一个这样的工具。在本文中,您将了解Cold Heat的原理,以及我们的试用情况。

焊接缝和烙铁:焊接101
关于焊接,我们要解决的第一个问题是:什么是焊料?焊料通常是一些合金,它们可在较低的温度下熔化,并随着冷却而变硬,从而使结合处坚固耐用。很多焊料都由锡和铅构成。由于铅在一定程度上会带来健康隐患,因此很多公司和机构已研究并开发出了无铅焊料。美国国家标准技术研究院已经编纂了一个关于无铅焊料属性的数据库,请单击此处了解详细信息。

借助烙铁和一些焊料,可以连接电气组件、修复珠宝以及制造彩色玻璃。通常,烙铁使用壁式插座并包含一个烙铁头。烙铁头可以达到很高的温度,足以使焊料熔化。变硬的焊料及形成的连接统称为焊接缝。有色玻璃匠通常称之为焊珠。

传统的烙铁HowStuffWorks Shopper供图
传统的烙铁

电烙铁通常都有一个电阻加热器,它与您在吹风机烤箱中的电阻加热器类似。当电流通过加热器时,电阻将使它变热。如果采用此过程,烙铁头加热和冷却都需要一段时间。灼伤是使用烙铁时的主要危险。此外,烙铁还可能损坏接面、设备包装袋以及要焊接的部件。

Cold Heat工具则不同。它不使用插座,无需等待加热或冷却,只需将它打开,接触焊料,它便开始工作。对于不经意的人来说,这便是Cold Heat的神奇之处。

但是,具备同样功能的工具问世已有很长一段时间。人们将它们称为电阻焊接工具。在此处,您甚至可以在网上获取制造电阻焊接工具所需的图纸。一个电阻工具使用两个类似于导杆、钳子或镊子的探针。这两个探针用于将电流传导到要焊接的材料上。由于探针和焊料有电阻,当电流通过时,它们很快就会变热。如果移开焊料,电路就会断开,触头也会随之迅速冷却。

Cold Heat工具可能看似很神奇(某些关于它工作原理的介绍甚至使用“魔力”一词),但实际上所有这一切都应归功于电阻。该工具的原理与电阻焊接工具相同,但成本却远小于电阻焊接工具。接下来我们将对此做详细介绍。

焊接技巧
对于任何从事与电子设备有关工作的人来说,焊接都是一项基本技能。尽管如此,真正掌握这门技能还需要很多技巧,例如,如何在熔化焊料时不损坏电路或其他部件,如何在适当的位置分配适量的焊料等等。美国国家航空航天局(NASA)的木星射电工程提供了一套焊接工艺视频教程。

电阻并非毫无用处
电流在含有大量自由电子的物质(例如铜)中比在含有较少自由电子的物质(例如碳)中更易于传导。换句话说,类似于碳的物质具有更大的电阻。如果让电流通过电阻很大的物质,便会产生热量,有时还伴有。这与电灯泡的原理相同。电灯泡的灯丝具有很大的电阻,当电流通过它时,便会产生热量并发光。

Cold Heat工具的电路
Cold Heat工具的电路

Cold Heat工具的核心是一个断开的电路,它由几节AA电池连接到分为两部分的触头。触头看似一个紧密的整体,但它的两部分之间布有深色的绝缘材料,从而让二者在电路中彼此隔开。打开Cold Heat工具时,开关将使电路闭合,同时还会亮起一盏小灯。此灯用于指示该工具处于打开状态。此外,它还可以照亮工作面。

一个Cold Heat触头
一个Cold Heat触头。沿中线分布的深色条带是绝缘体。
请注意,该触头的一半已被折断。

但是,即使打开该工具,也仍有一个并联电路(将电流传导到触头的电路)处于断开状态。只有将焊料等类似导体置于触头的两部分之间时,此电路才会闭合。焊料不仅接通了电路,还使电流通过另一个指示灯。焊料和触头因自身的电阻而产生热量,进而使焊料熔化。干燥的皮肤不易导电,无法有效地接通电路。因此当您触摸触头时,它仍然是凉的。


在接下来的两部分中,我们将更加详细地介绍电路和触头。




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