專利名稱：無繩烙鐵的制作方法
技術領域：
本發明涉及元繩電氣裝置，更具體地說，涉及烙鐵和烙鐵焊嘴。
背景技術：
許多工業部門和業余愛好者都需手工焊制各種電器件間的導電接點。為了焊制這種接點開發出了多種多樣的烙鐵，用于從修理印刷電路板延伸的各種場合，用于電信工業，并用來制造、修理重工業電氣與機電設備。現有烙鐵因電源、應用、性能、形狀、尺寸、溫度、焊嘴類型、熱源、價格和輕便性而異。
不拘烙鐵的尺寸或功率，通常將現有烙鐵焊嘴分為兩類。第一種焊嘴由圍以非導性膜料、后覆以導熱性金屬殼體的加熱元件組成。此焊嘴是通過供電給加熱元件而加熱的。焊嘴尺寸因用途而異，可以很不相同。電源也可以不同，可為2.4伏電池，也可為220伏交流慣常插座，等等。不拘電源，加熱元件的電流一般由通往加熱元件的電路上的開關控制。其開關常為位于烙鐵外罩上的手動開關。
另一種烙鐵包括一通過燃燒丁烷加熱、由導熱材料—通常由金屬制成的固體焊嘴。這種烙鐵一般為手提式，丁烷則是由工具內的筒供應的。
現有類型的烙鐵存在許多問題。須插入慣常電插座的烙鐵機動性不好，使用受到限制。不拘焊嘴類型，達到軟焊溫度通常所需時間起初從10秒到60秒不等。若烙鐵用完再用時未完全冷卻，后續使用可能不需要很長時間起動，但也不能立即起動。同樣，理想冷卻所需時間可能相當長，將工具移開工件表面后，在工具冷卻下來之前，有燒著操作者及其周圍物品的危險。
現有無繩烙鐵解決了將烙鐵連接到慣常插座帶來的機動性問題，但又產生其他問題。丁烷烙鐵要求操作者貯存、維護高度可燃氣體，不能消除上述其他不足之處。現有電池電源無繩烙鐵一般全部電量用完只能焊125個接點，能輸出的有效功率不過大致在15-25瓦范圍內。
為了確保操作者能充分看清待焊接點，現有電烙鐵有時設有置于烙鐵上的小燈為焊嘴和接點提供照明。在這些裝置中，燈是由控制加熱元件電流的同一開關控制的。此系統的缺點是，不加熱烙鐵焊嘴就不能用燈。這要求操作者未焊接或未加熱時要想照明就得另攜手電筒。
如上所述，烙鐵主要是用來在各種形式的電氣和電子設備中焊制導電接點的。用肉眼檢查軟焊接點并不總是可以準確測定接點是否已恰當形成以及當前是否導電。因此，那些想測試其接點或測試電路中任何其他兩點間電流之連續性的操作者，需另攜連續性測試儀。
這樣就需要有一種烙鐵，它能迅速加熱迅速冷卻，減少燒著操作者和/或其周圍物品的危險。烙鐵若為便攜式且無須更換電池或重新充電就能以高的輸出功率形成大量接點，那就比較理想。對便攜式烙鐵還另有要求，要求能用作手電筒和/或連續性測試儀，減少操作者攜至工作現場的工具數量。

發明內容
一般性的描述是，本發明提供一種帶石墨焊嘴的烙鐵，焊嘴由相互絕緣不導電的單獨的兩半組成。兩半焊嘴分別單獨地與一電源的正負端相連。將兩半焊嘴貼到導電材料如待焊金屬上時，兩半焊嘴與電源間的電路就得以接通。兩半焊嘴均由具有高電阻率和低熱導率的材料構成。因此，焊嘴可迅速達到操作溫度。當焊嘴從接點移開時，電路就斷開，焊嘴材料迅速冷卻。
因為只有當焊嘴的兩部分電路連通時電流才能流過，故不另需開關。另外，無需等待焊嘴加熱，就可使用此烙鐵。此烙鐵也可因其加熱冷卻迅速而減少燒著操作者和/或其周圍物品的危險。再者，此烙鐵所用材料可消除焊嘴粘著在接點上的危險。焊嘴材料還使其輸出功率有可能高于其他已知電池操作的便攜式烙鐵，滿電量用完可焊300多個接點。
按照本發明的其他方面，在一實施例中，烙鐵還包括一設置在外罩上的燈以便為焊嘴和接點提供照明。燈是另由開關控制的，從而實際上無需加熱焊嘴就使待用工具有可能照亮操作者外圍。本發明此點使操作者有可能在照明不足的場合工作或打算在此場合工作時不必另攜光源。
按照本發明的其他方面，提供了另一實施例，其中工具還包括一條串接燈、電源和一連續性測試探頭的引出電線。本發明此點使烙鐵有可能通過將引線和探頭直接貼到一個新焊接點或待測電路的另一部分上來測試電路的連續性。本發明此點使操作者無需另攜連續性測試儀即可實現這一功能。


本發明的上述各點及許多附帶優點當結合附圖參照以下詳述時會更好地為人們所理解，就更易于得到正確評價圖1為按本發明形成的烙鐵的一個實施例的正視圖；圖2為按本發明形成的烙鐵焊嘴的一個實施例的前方正視圖；圖3為圖2繪示的烙鐵焊嘴的側視圖；圖4為圖2所示烙鐵焊嘴的端視圖。
圖5為用于圖1實施例的電路圖。
具體實施例方式
參考圖1，示出了按本發明形成的無繩烙鐵的一個實施例。烙鐵1包括一連接到本體3上的焊嘴2，一設置在本體3上用來照亮焊嘴2和外圍工件表面(未示出)的電燈4，一設置在本體3上用來控制電燈4的開關5，設置在本體3上的一連續性測試引線6與一連續性測試探頭7，一電源裝置8(見圖5)。
更詳細地說，本體3包括一細長的大體管狀的件，它是由剛性電阻材料—如塑料或為本領域技術人員所知的其他材料制成的。本體為整體結構，是由部件裝配的，并加以配置以便夾持下述二級構件。本領域技術人員會公認，本體的配置可以很不相同以便用于不同場合。
參考圖2、3、4，焊嘴包括電極9和電極10兩個電極，其間設置有絕緣體11使它們彼此電氣絕緣。在圖2、3、4繪示的實施例的情況下，電極9和電極10的橫截面形如兩個半圓柱。每個電極縱向是以三維角A向末端延伸形成錐形逐漸變細的，并以角B在末端尖梢另被斜切，從而形成適用于待焊接點的帶角度平面。本領域的技術人員會公認，焊嘴的尺寸和形狀也可以很不相同以便用于不同的軟焊場合。
電極9、10最好由石墨或含石墨的材料構成。例如，由俄州Cleveland的Eveready電池有限公司制造、由1209型Eveready超重型燈電池所得電池電極一類含石墨電池電極，就提供了滿意的結果。電極也可換個辦法由其他熱導率低的半導電材料如鍺或硅構成。焊嘴材料的電阻率至少應為1,500微歐厘米(micro-Ohm cm)，最好高于3,000微歐厘米，熱導率則應小于10英熱量單位/小時-英尺-華氏度(BTU/hr-ft-°F)，最好為1-10英熱單位/時-英尺-°F。一通電電極材料溫度就可在數秒內達到約600°F，并在溫度超過約1000°F時保持固態。另外，電極材料最好具有足夠的抗壓、拉強度使電極有可能以小于約1mm的公差制造，靠本體3牢固地夾持在位，無機械故障地貼到待焊接頭上。焊嘴最好具有1.5-1.75克/立方厘米的密度和1,500磅/英寸2(psi)的最小抗彎強度。
在一個實施例中，絕緣體11是用石英制造的。絕緣體11可換個辦法用能耐受約1,000°F以上的高溫而不改變狀態的固體絕緣材料構成。
焊嘴2是以任何慣常方式、最好是以可拆卸方式連接到本體3的。本領域技術人員會公認，使焊嘴與本體連接、分開的方法可以很不相同以便用于不同的軟焊場合。使焊嘴可拆卸也使采用相同工具將不同焊嘴用于不同場合成為可能。在安全的情況下，電極9、10可以慣常方式分別電氣連接到電源裝置8的正負端。可采用各種電源裝置8，包括可再次充電電池或非充電電池，也可采用由線電壓經變壓器提供的低壓。圖1中的電源裝置為一對裝在本體3內的鎳鎘電池，可供700-750毫安小時和2.4伏的額定電壓。可隨意用開關或其他斷流裝置使電極9、10與電源裝置8電氣隔斷。
當將二電極9、10貼到一導電或半導電材料如焊料上時，就接通了從電源裝置8正端經電極9經焊嘴所貼導電或半導電材料再經電極10返回電源裝置8負端的電路。電流使電極9、10在數秒內加熱到約600°F以上溫度，使工具有可能在其后以相同方式被用作慣常烙鐵。這樣配置起來，該器械可提供相當于約25-50瓦熱量的電流給待焊接點。此最佳電極材料的另一性能是，它在使用時不會焊在接點上。當器械的操作者想停止供熱時，可使器械與導電或半導電材料分離，斷開電流。電流斷開時，電極可在數秒內冷卻到安全溫度，可與人們的皮膚或衣物接觸。
該器械也可選擇地包括一慣常電燈4如白熾燈泡或發光二極管。如圖1所示，燈4被設置在本體3上其發光可在使用時照亮焊嘴2及周圍工作區。如圖5所示，燈4是以慣常方式電氣連接到電源裝置8上并由開關5控制的。合上開關5，就接通從電源裝置8一端經開關5再經電燈4回到電源裝置8反端的電路，在不供電給焊嘴2的情況下點亮電燈4。因可不加熱焊嘴2而接通電燈4，此燈就可用來照亮操作者外圍，無偶爾燒著操作者或附近可燃物料之險。
如圖1所示，器械也可另裝一具有連續性測試引線6和連續性測試探頭7的連續性測試總成。引線6另包括一根電線12—例如一端從本體3伸出并帶有連在電線12末端的鱷牙夾(alligator clip)13的26號線。連續性測試探頭7為一探頭，類似于慣常電工測試設備所用的那種一例如—短而硬的導電針狀探頭。對本領域技術人員來說很明顯，不脫離本發明的基本原理，連續性測試引線和連續性測試探頭可由任何導電材料構成。如圖5所示，連續性測試引線6是經通過電燈4延伸的電路電氣連接到電源裝置8上的。探頭7是連接到電源裝置8反端的。參考圖5，焊嘴是串聯到電源裝置8上的。電路20是與焊嘴并聯設置的。燈4和開關5是沿電路20串聯設置的。引線6是連接到位于燈4與開關5之間的接點22上的。總成是通過將鱷牙夾13連接到待測電路的一側并使探頭7接觸待測電路的反側而被用來測試電路的。如果被測電路電氣連續，電流就會從電源裝置8經電燈4、連續性測試引線6、被測電路和連續性測試探頭7流回電源裝置8，從而接通電路使電燈4發光。燈4一亮馬上就證實被測電路的連續性。該實施例對無繩烙鐵特別有用，因為操作者無需另取或另攜工具就可測試所焊接點。
如圖1所示，端帽14、15可用來保護焊嘴2和連續性測試引線6無損。端帽是用慣常辦法如摩擦性配合、夾子、螺紋面等固定到本體2上并可摘下的。
本發明的最佳實施例已得到闡明和描述，應當指出，在不脫離本發明原理和范圍的前提下還可以作出若干變型和改進。
權利要求
1.一種用電源裝置帶動的烙鐵用焊嘴總成，包括兩個電極，每個電極具有1,500微歐厘米或更大的電阻率，每個電極與另一電極用設置在它們之間的絕緣體隔開電氣，對兩個電極中的每個都加以配置構形使它們分別獨立地電氣連接到所述電源裝置的正負端。
2.如權利要求1所述的焊嘴總成，其中每個電極均具有小于或等于10英熱量單位/小時-英尺-華氏度的熱導率、至少約為1,500磅/英寸2的抗彎強度和約為1.5-1.75克/厘米3的密度。
3.如權利要求2所述的焊嘴總成，其中每個電極具有1-10英熱單位/時-英尺-°F的熱導率。
4.如權利要求1所述的焊嘴總成，其中每個電極具有3,000微歐厘米以上的電阻率。
5.如權利要求4所述的焊嘴總成，其中每個電極具有小于或等于10英熱單位/時-英尺-°F的熱導率，至少約為1,500磅/英寸2的抗彎強度和1.5-1.75克/厘米3的密度。
6.如權利要求5所述的焊嘴總成，其中每個電極具有1-10英熱單位/時-英尺-°F的熱導率。
7.在用電源裝置帶動的烙鐵中，所作改進包括一種包括兩個電極的焊嘴，每個電極均具有1,500微歐厘米以上的電阻率，每個電極與另一電極用設置在它們之間的絕緣體隔開電氣，兩個所述電極中的每個分別單獨電氣連接到所述電源裝置的正負端。
8.如權利要求7所述的焊嘴總成，其中每個電極具有小于等于10英熱單位/時-英尺-°F的熱導率，至少約為1,500磅/英寸2的抗彎強度和約為1.5-1.75克/厘米3的密度。
9.如權利要求8所述的焊嘴總成，其中每個電極具有1-10英熱單位/時-英尺-°F的熱導率。
10.如權利要求7所述的焊嘴總成，其中每個電極具有高于3,000微歐厘米的電阻。
11.如權利要求10所述的焊嘴，其中每個電極具有小于或等于10英熱單位/時-英尺-°F的熱導率，至少約為1,500磅/英寸2的抗彎強度和約為1.5-1.75克/厘米3的密度。
12.如權利要求11所述的焊嘴總成，其中每個電極具有1-10英熱單位/時-英尺-°F的熱導率。
13.一種軟焊器械，包括一連接到一本體和一電源裝置的焊嘴，其中所述焊嘴靠本體固定在位，每個電極具有1,500微歐厘米以上的電阻率，每個電極與另一電極用設置在它們之間的絕緣體隔開電氣，兩個所述電極是分別單獨電氣連接到所述電源裝置的正負端的，所述本體則包括一個用任何剛性耐熱材料制成的細長的基本上管狀的件。
14.如權利要求13所述的焊嘴總成，其中每個電極具有小于或等于10英熱單位/時-英尺-°F的熱導率，至少約為1,500磅/英寸2的抗彎強度和約為1.5-1.75克/厘米3的密度。
15.如權利要求14所述的焊嘴，其中每個電極具有1-10英熱單位/時-英尺-°F的熱導率。
16.如權利要求13所述的焊嘴總成，其中每個電極具有高于3,000微歐厘米的電阻率。
17.如權利要求16所述的焊嘴總成，其中每個電阻具有小于或等于10英熱單位/時-英尺-°F的熱導率，至少約為1,500磅/英寸2的抗彎強度和約為1.5-1.75克/厘米3的密度。
18.如權利要求17所述的焊嘴總成，其中每個電極具有1-10英熱單位/時-英尺-°F的熱導率。
全文摘要
一種包括一石墨焊嘴的烙鐵，焊嘴具有自成一體的兩半(9、10)，它們彼此之間電氣絕緣。將焊嘴的兩半貼到導電材料如待焊材料上時，焊嘴兩半(9、10)和電源(8)間的電路就得以接通。因此，焊嘴可迅速達到操作溫度。將焊嘴移開接點時，電路就斷開，焊嘴材料可迅速冷卻到安全溫度。焊嘴材料使輸出功率有可能高于其他電池操作的便攜式烙鐵。
文檔編號B23K3/00GK1582210SQ01823937
公開日2005年2月16日 申請日期2001年12月14日 優先權日2001年12月14日
發明者德拉戈斯·阿克辛特, 格里戈雷·阿克辛特 申請人:亥伯龍創新公司