Корягин С.И., Пименов И.В., Худяков В.К. - Способы обработки материалов (1093325), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Такие установки могут быть с нагревом в вакууме, в контролируемой и воздушной средах. В последнем случае установки используют длясоединения деталей легкоплавкими припоями из-за ограниченной стойкости кварцевого стекла ламп при нагреве до высокихтемператур на воздухе.В зависимости от конструкций нагревательных установокприменяют кварцевые иодные лампы накаливания в различномисполнении. Наиболее часто используют прямые лампы инфракрасного нагрева.388В качестве источников лучистой энергии наряду с лампамимогут служить металлические радиационные нагреватели.
Например, на многопозиционной установке типа УПТ для пайкитонкостенных трубопроводов металлический нагреватель выполнен разъемным и охватывает непосредственно место соединения.Процесс пайки электронным лучом основан на использовании энергии ускоренных электронов, быстро перемещающихсяв вакууме в результате разности потенциалов между катодом ианодом. При торможении ускоренных электронов вблизи паяемой поверхности их кинетическая энергия превращается в тепловую. Процесс характеризуется кратковременностью и высоким КПД.Пайку узлов из керамики и тугоплавких металлов с местным нагревом осуществляют с применением электронно-лучевых установок с пушкой типа У250А.Для пайки изделий с местным нагревом применяют установки типа ЭЛУ-4 с пушкой ЭЦ-60/10.
Для исключения перегреваи оплавления кромок изделия, а также обеспечения равномерного прогрева зоны пайки электронный пучок колеблется в результате подачи на отклоняющую систему пушки импульсовсинусоидальной или пилообразной формы от генератораНГПК-3М.Установка «Луч-3» предназначена для пайки трубчатыхконструкций из высокоактивных металлов и сплавов с нагревомкольцевым электронным пучком, получаемым в высоковольтном тлеющем разряде при температурах до 2000°С.Технические характеристики установки «Луч-3»:- потребляемая мощность – 15 кВт;- ускоряющее напряжение – 20 кВ;- сила тока пучка – 300 мА.Лазерные установки.
Излучение оптического квантовогогенератора (лазера) характеризуется рядом уникальныхсвойств: большой интенсивностью потока электромагнитнойэнергии, высокой монохроматичностью, значительной степенью временной и пространственной когерентности. Вследствие389этого лазерное излучение отличается от других источниковэлектромагнитной энергии очень узкой направленностью.В зависимости от конструктивных особенностей и массыпаяемых изделий, а также свойств соединяемых материалов используют лазерные установки различной мощности (К-3М –1кВт; УЛ-2М – 2,5кВт; Луч-1М – 3,0 кВт; УЛ-20 – 5кВт; Кван10 – 12кВт).Установки для пайки световым лучом.
Концентрированныйнагрев, сфокусированный лучистой энергией, обладает рядомпреимуществ, основными из которых являются бесконтактныйподвод энергии к изделиям за счет удаления источника от объекта нагрева, возможность передачи энергии через оптическипрозрачные оболочки как в контролируемой среде, так и в вакууме и, что особенно важно для процессов пайки, нагрев различных материалов независимо от их электрических, магнитных и других свойств с широкими пределами регулирования иуправления параметрами.Оптический источник теплоты, представляющий собой эллипсоидный отражатель в сочетании с дуговой ксеноновойлампой, наиболее перспективен для пайки изделий с регулированием энергетических параметров за счет изменения формы иразмеров пятна нагрева.Для пайки узлов электровакуумных приборов используютустановки с оптической головкой, выполненной на базе ксеноновой газоразрядной лампы высокого давления ДКсР-5000Ммощностью 5 кВт.Максимальная температура, получаемая в фокусе оптической системы установки, составляет 1400...1600°С, диаметр фокальной области 6...15 мм, продолжительность процесса пайки3...5 мин.
В установке могут быть использованы также лампыДКсР-3000М и ДКсШ-1000, которые имеют меньшую мощность.Устройства для пайки электрической дугой. Высокая температура электрической дуги позволяет использовать ее дляпайки проводов, узлов, приборов и двигателей, а также ленточных пил и других узлов с большой скоростью и этим предот390вратить окисление припоя и металла шва. Дуга может горетьмежду двумя угольными электродами, закрепленными в оправах приспособления, с подводом в нее паяемых узлов небольших размеров или между угольным электродом и паяемым изделием.При пайке горючими газами и парами широко применяетсяинжекторная горелка типа «Москва».
Безынжекторную горелкумикромощности ГС-1 применяют для низко- и высокотемпературной пайки изделий из различных материалов небольшойтолщины.К горелкам малой мощности относят инжекторные горелки«Малютка», ГС-2, «Звездочка», которые используют для ацетилено-кислородной пайки конструкций небольших размеров,изготовленных из черных и цветных металлов.В производстве изделий средних размеров целесообразноиспользовать инжекторные универсальные ацетилено-кислородные горелки «Москва», ГС-3, «Звезда», которые работаютна ацетилене низкого и среднего давления.Наряду с рассмотренными горелками для газопламеннойпайки применяются и другие. Так, для пайки с использованиемжидкого горючего используют керосино-кислородную горелкуГКР-1-67, обеспечивающую широкий диапазон регулированиямощности пламени.Для пайки небольших по размерам и массе деталей используются паяльники электрические, которые представляют собойстержень из меди или специального медного сплава, имеющегоэлектронагреватель с изолятором.Температура нагревателя составляет 700°С, температуражала – 260...340°С.
Электрические паяльники выпускаются наразличные напряжения: 220В, 127В, 36В, 24В, 12В и 6В. Конструктивное исполнение паяльников различно для пайки массивных узлов, пайки печатного монтажа, для демонтажа с импульсным отсосом припоя, для пайки микросхем. Нагревательные элементы выполняются преимущественно в виде спирали,в основном из нихромовой проволоки. Температуру жала можно регулировать изменением питающего напряжения.391Ультразвуковое лужение применяют для покрытия поверхностей алюминия и его сплавов, керамики, ферритов, сталей идругих материалов легкоплавкими припоями. Абразивное лужение используют в некоторых случаях для нанесения легкоплавких припоев на поверхности алюминиевых деталей.Для ультразвукового лужения применяют ультразвуковыепаяльники или ультразвуковые ванны (табл.
89).Таблица 89Технические данные ультразвуковых электропаяльниковПараметрРабочая частота, кГцМощность, Вт:генераторанагревателяНапряжение, ВЧастота питающего тока, ГцМасса, кг:генераторапаяльникаУП-2120УП-4223...2640100110; 127; 220503017022050141,0110,9Примечание: Установку УП-21 комплектуют ванной размерами288х200х162 мм.Для ультразвукового лужения часто используют паяльникибез нагревателей. При работе с ними в качестве источника теплоты применяют газопламенные горелки, электрические плитыи другие источники.
Особенно эффективен этот способ для лужения алюминиевых изделий под пайку.В качестве специальных источников нагрева используют:- термитные шашки – нагрев проводится за счет горениятермитной смеси;- нагревательные блоки – нагрев места пайки происходит отмассивных блоков, предварительно нагретых или имеющихвнутри себя нагреватели;- электронагревательные маты (стеклоткань с вмонтированными электронагревателями) применяются для пайки изделий392сложной конфигурации; используются в производстве панелейс сотовым заполнителем.14.4.
Особенности пайки различных металловВсе припои для высокотемпературной пайки можно разбитьна следующие группы: медные, медно-цинковые, серебряные,медно-фосфористые.Медные припои применяют для пайки стали, преимущественно в печах с защитной атмосферой. Медно-цинковые – припайке стали, чугуна, меди, бронзы и никеля.Лучшие результаты дает припой марки ЛОК 62-06-04, содержащий 60...63% меди; 0,3...0,4% олова; 0,4...0,6% кремния,остальное – цинк. Его температура плавления – 905°С, пределпрочности – 45 кгс/мм2.Серебряные припои можно применять при пайке всех черных и цветных металлов, кроме алюминия и цинка, имеющихболее низкую температуру плавления, чем припой.
Температура плавления серебряных припоев – 720...870°С.Медно-фосфористые припои находят широкое применениев электропромышленности. Их используют только для пайкимеди и латуни.Припои низкотемпературной пайки готовят на основе оловянно-свинцовых сплавов различного состава. В зависимостиот содержания олова (Sn) используют припои марок от ПОС 90(89...90% Sn) до ПОС 18 (17...18% Sn).Для низкотемпературной пайки применяют также сурьмянистые припои марки ПОСС-4-6.Для пайки алюминия в качестве низкотемпературных припоев рекомендуются сплавы: 50% – Zn, 45% – Sn, 5% – Al и25% – Zn, 70% – Sn, 5% – Al. Соединения, паяные низкотемпературными припоями, обладают низкой коррозионной стойкостью, что ограничивает их применение для деталей, работающих в воде или влажном воздухе. Для высокотемпературнойпайки алюминия и его сплавов рекомендуются припои, содер393жащие 10…12% Si; 0,7% Fe, остальное – Al, с температуройплавления 577°С; и припой состава 28% – Cu, 6% – Si, 66% –Al, с температурой плавления 525°С.При газопламенной пайке применяются флюсы в виде порошков, пасты и газа.
Основой большинства флюсов при твердой пайке является бура (Na2B4O7). Для усиления действияфлюса к буре часто добавляют борную кислоту, благодаря которой флюс становится более густым и вязким, требующим повышения рабочей температуры. Для понижения рабочей температуры флюса, что особенно важно для легкоплавких припоев,вводят хлористый цинк (ZnCl2), фтористый калий (KF) и другиещелочные металлы.Перед пайкой соединяемые детали тщательно очищают отзагрязнений, окалины, окислов, жира и др. Порошкообразныефлюсы насыпают тонким слоем на очищенные кромки, причемчасто применяют предварительный подогрев кромок с тем,чтобы частицы флюса плавились, прилипали к металлу и несдувались пламенем горелки при пайке.
Порошкообразныйфлюс наносят также на конец прутка припоя. Пасты и жидкиерастворы наносят на поверхность соединяемых деталей кистьюили обмакивают в них припой. При пайке наибольшее применение получили нахлесточные соединения. Зазор между соединяемыми поверхностями должен быть минимальным, а припайке серебряными припоями – 0,05…0,03 мм.Техника пайки подготовленного соединения сводится к нагреву его до температуры плавления припоя, введения и расплавления припоя. Обычно пайку производят нормальнымпламенем.При пайке медно-цинковыми припоями рекомендуется применять пламя с избытком кислорода. Нагрев ведут широкой частью пламени.
Для равномерного прогрева горелкой совершаютколебательные движения вдоль шва. После того как флюс,предварительно нанесенный на кромки, расплавится и заполнитзазоры, а изделие прогреется до необходимой температуры, начинают вводить припой. Для гарантии полного заполнения за394зора припоем после прекращения подачи припоя горелкой ещенекоторое время подогревают место спая. После окончанияпайки спай должен медленно остывать, остатки флюса послепайки необходимо тщательно удалять.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
