Способы пайки, классифицируемые по источнику нагрева и паяльное оборудование

Пайка в печах

Способ пайки в печах находит широкое применение в промышленности. Это объясняется следующими преимуществами способа:

- высокой производительностью, что обеспечивается возможностью пайки сложных изделий одновременно в нескольких местах или пайки большого количества однотипных изделий, загруженных в печь с помощью конвейера или других средств механизации;

- стабильностью качества паяного соединения, что обеспечивается возможностью точного контроля температурных режимов пайки на любой стадии процесса, а также возможностью создания контролируемой атмосферы при пайке (вакуум, восстановительная, инертная атмосфера);

- минимальными деформациями и остаточными напряжениями в паяных узлах в связи с равномерным нагревом и охлаждением.

Для пайки применяют печи с электроподогревом (электросопротивлением), индукционные, газопламенные.

Пайка в вакуумных печах, инертных и активных газовых средах позволяет избежать применения флюсов и операции их удаления после пайки.

В промышленных вакуумных печах в зависимости от применяемых насосов (форвакуумные насосы, высоковакуумные паромасляные агрегаты, высоковакуумные дуговые насосы) остаточное давление поддерживается на уровне от 1 до 1·10-5 МПа (10-2 - 10-4 мм рт. ст.). Так, промышленная высоковакуумная установка ВВУ-1Д для пайки и диффузионной сварки с объемом рабочей камеры 3 м³ имеет четырехступенчатую систему вакуумной откачки. Разрежение в системе создается:

- форвакуумным насосом ВН-6МГ до 13, 3 Па (1 10-1 мм рт. ст.);

- бустерным насосом БН-3 — до 1, 3 Па (1·10-2 мм рт. ст.);

- высоковакуумным пароструйным (паромасляным) агрегатом Н-250/2500 - до 6, 65-10-3 Па (5·10-5мм рт. ст.);

- высоковакуумным дуговым агрегатом АБЭД 40/800 — до 1, 3 10-5 Па (1 10-7 мм рт. ст.).

Преимущества вакуумной пайки:

- защита деталей от окисления, от обезуглероживания (для сталей);

- получение более плотных и прочных паяных швов;

- возможность изготавливать паяные детали из трудно паяемых другими способами металлов.

Недостатки вакуумной пайки:

- в вакуумных печах не рекомендуется паять детали из сплавов, содержащих металлы с высокой упругостью паров (цинк магний, марганец), легко испаряющиеся при пайке;

- применять припои, в состав которых входят указанные элементы;

- низкая производительность процесса, обусловленная тем, что нагрев детали в вакууме производится путем излучения, а ее охлаждение – вместе с печью происходит в течение нескольких часов.

Однако при медленном охлаждении можно до минимума свести коробление сложных крупногабаритных конструкций.

Последнего недостатка лишен способ пайки в контейнерах. В герметичных контейнерах можно создавать вакуум или контролируемые среды. Быстрое охлаждение осуществляется в результате выемки контейнера из печи после окончания процесса пайки либо после некоторого остывания в печи.

Индукционная пайка

Пайка в электролитах основана на нагреве катода, погруженного в электролит, при прохождении через него электрического тока (рис. 11.2).

Рис. 11.2. Схема пайки в электролите: 1 – паяемые детали; 2 – электролит; 3 – пузырьки водорода; 4 – электрод; 5 – источник тока

В качестве электролита широко используется, например, 10…15%-ные растворы Na₂CO₃. Электрический ток, проходя через электролит, разлагает его. Выделившийся на стенках паяемых деталей (являющихся катодом) водород увеличивает сопротивление прилегающего к ним слоя, что вызывает нагрев деталей и плавление припоя.

Метод применяется только для пайки небольших деталей.

Недостатки электролитной пайки:

- требуются достаточно большие мощности источников тока (напряжение и плотность тока). Например, для нагрева стального цилиндра поверхностью 100 см² необходим генератор постоянного тока мощностью 400 кВт;

- неравномерная плотность тока на поверхности нагреваемой детали приводит к перегреву либо оплавлению выступающих частей и острых кромок. Для предотвращения этого явления необходимо экранирование этих частей огнестойкими и электроизолирующими материалами;

- нагрев металлов в электролите сопровождается электроэрозионными явлениями, что в ряде случаев недопустимо.

Пайка погружением

Существует две основные разновидности пайки погружением в зависимости от среды погружения, которая используется в качестве источника нагрева – пайка погружением в расплавленную соль и пайка погружением в расплавленный припой.

В обоих случаях температура жидкой ванны должна быть на 30…50°С выше температуры плавления припоя. На рис. 11.3 представлена схема конвейерной пайки погружением.

Рис. 11.3. Схема конвейерной пайки погружением: 1 – конвейер; 2 – паяемые детали; 3 – расплавленная соль или припой

Преимущества пайки погружением:

высокая производительность, так как: продолжительность пайки редко превышает 2 мин, возможна одновременная пайка большого числа деталей, процесс легко механизируется;

- равномерность и большая скорость прогрева деталей. Это позволяет снижать коробление, обезуглероживание поверхностного слоя (для сталей), рост зерна;

- возможность совмещения пайки с нагревом под закалку.

Недостатки пайки погружением:

- повышенный расход электроэнергии, связанный с потерями теплоты через зеркало жидкой ванны в результате излучения и конвекции;

- вредные условия труда из-за испарений и тепловых излучений;

- необходимость удаления воздушных «мешков», образующихся под изделием, особенно при горизонтальном расположении зазоров;

- существенные остаточные деформации при пайке трубчатых телескопических узлов, например труб велосипедных рам;

- значительный расход солей и припоя в результате уноса;

- необходимость рафинирования (очистки) расплавов жидких ванн от примесей.

⇐ Предыдущая55565758596061626364Следующая ⇒

Поделиться: