Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Материалы для пайки металлов

Припои

Различные припои

В начале своей радиолюбительской деятельности многие начинающие радиолюбители редко задаются вопросом о том, какие бывают припои и каковы их свойства.

Для сборки простейших самодельных устройств достаточно самого распространённого ПОС-61 или ему подобного. Как говориться: «Было бы, чем паять…»

Припой можно даже не покупать. Достаточно взять старую печатную плату от какого-нибудь электронного прибора и собрать его разогретым жалом паяльника с паяных контактов.

Особенно такой метод «добычи» актуален для тех, кто живёт вдали от городов и крупных населённых пунктов, где нет возможности побывать в магазине радиотоваров.

Припой, собранный с печатных плат
Припой, собранный с печатных плат

Но всё же, припой припою рознь. В своей практике человек, имеющий дело с электроникой, должен разбираться в вопросе его выбора. Поэтому рассмотрим подробно, какие бывают припои, для чего они применяются, какой из них лучше использовать для монтажа электронных схем и ремонта бытовой радиоаппаратуры.

Какие бывают припои?

Припои делят на мягкие (легкоплавкие) и твёрдые. Для монтажа радиоаппаратуры применяются как раз легкоплавкие, т.е. такие, температура плавления которых лежит в пределах до 300 – 450°C. Мягкие припои по своей прочности уступают твёрдым, но для сборки электронных приборов применяются именно они.

Припой представляет собой сплав металлов. Для легкоплавких припоев это, как правило, сплав олова и свинца. Именно эти металлы составляют большую часть в сплаве. Также в нём могут присутствовать и легирующие металлы, но их количество в составе невелико. Примеси других металлов вводят в сплав для получения определённых характеристик (температуры плавления, пластичности, прочности, устойчивости к коррозии).

Наибольшее распространение получил припой марки ПОС (Припой Оловянно-Свинцовый). Далее за кратким обозначением его марки следует число, которое показывает процентное содержание в нём олова. Так в ПОС-40 содержится 40% олова, а в ПОС-60, соответственно, 60%.

Бывает, что в пользование попадает припой неизвестной марки. Приблизительно оценить его состав можно по косвенным признакам:

Припои оловянно-свинцовой группы имеют температуру плавления 183 – 265°C.

Если припой имеет яркий металлический блеск, то в нём достаточно большое содержание олова (ПОС-61, ПОС-90).

И, наоборот, если он тёмно-серого цвета, а поверхность матовая, то это указывает на большое содержание свинца. Именно свинец придаёт поверхности своеобразный сероватый оттенок.

Припои, в которых много свинца очень пластичны.

Так, например, пруток припоя диаметром 8 мм. с большим содержанием свинца (ПОС-30, ПОС-40) легко гнётся руками. Олово, в отличие от свинца, придаёт сплаву прочность и жёсткость. Если олова в сплаве много, то легко погнуть такой пруток уже не получится.

Припой ПОС-40

ПОС-40 (пруток)

Рассмотрим, в каких целях используются припои оловянно-свинцовой группы (ПОС).

ПОС-90 (Sn 90%, Pb 10%). Применяется при ремонте пищевой посуды и медицинского оборудования. Как видим, в нём небольшое содержание свинца (10%), который достаточно токсичен и его применение в вещах, соприкасающихся с пищей и водой недопустимо.

ПОС-40 (Sn 40%, Pb 60%). В основном служит для пайки электроаппаратуры и деталей из оцинкованного железа, применяется для ремонта радиаторов, латунных и медных трубопроводов.

ПОС-30 (Sn 30%, Pb 70%). Его применяют в кабельной промышленности, а также используют для лужения и пайки листового цинка.

И, наконец, ПОС-61 (Sn 61%, Pb 39%). Тоже, что и ПОС-60. Думаю, между ними особой разницы нет.

ПОС-61 используется для лужения и пайки печатных плат радиоаппаратуры. Именно он в основном служит материалом для сборки электроники. Температура его плавления начинается со 183°C, а полное расплавление достигается при температуре в 190°C.

Производить пайку таким припоем можно с помощью обычного паяльного инструмента не боясь перегрева радиоэлементов, поскольку полное его расплавление достигается уже при 190°C.

ПОС-30,ПОС-40,ПОС-90 полностью расплавляются при температурах в 220 – 265°C. Для многих радиоэлектронных компонентов такая температура является предкритической. Поэтому для сборки самодельных электронных устройств лучше использовать ПОС-61.

Зарубежным аналогом ПОС-61 можно вполне считать припой Sn63Pb37 (олова 63%, свинца 37%). Он также применяется для пайки радиоаппаратуры и для изготовления самодельной электроники. Радиолюбители выбирают именно его, как альтернативу отечественному ПОС-61.

Проволочный припой Sn63Pb37 с флюсом на катушке (производитель Ya Xun)

Как правило, любой припой продаётся в катушках или тюбиках по 10

100 грамм. На упаковке указывается состав сплава, например, так: Alloy 60/40 («Сплав 60/40» – он же ПОС-60). Имеет форму проволоки разного диаметра (от 0,25 до 3мм).

Припой ПОС-60 в виде трубчатой проволоки с флюсом

Также не редкость, что в его состав входит флюс (FLUX), которым заполнена сердцевина проволоки. Содержание флюса указывается в процентах (обычно от 1 до 3,5%). Такой форм-фактор очень удобен. При работе нет необходимости отдельно подавать флюс к месту пайки.

Одной из разновидностей припоев ПОС является припой марки ПОССу. Да, если произнести вслух, то звучит не очень то презентабельно . Но, несмотря на это, оловянно-свинцовый припой c сурьмой (именно так расшифровывается сокращённое обозначение) применяется в автомобилестроении, в холодильном оборудовании, для пайки обмоток электрических машин, элементов электроаппаратуры, моточных деталей и кабельных изделий. Хорошо подходит для пайки оцинкованных деталей. В таком сплаве кроме свинца и олова присутствует от 0,5% до 2% сурьмы.

ПрипойНачальная t° плавления (Солидус)Полное расплавление (Ликвидус), t°
ПОССу-61-0,5183189
ПОССу-40-2185229
ПОССу-40-0,5183235
ПОССу-30-2185250
ПОССу-30-0,5183255

Как видим из таблицы, припой ПОССу-61-0,5 наиболее подходит для замены ПОС-61, так как имеет температуру полного расплавления – 189°C.

Стоит отметить, что существует и полностью бессвинцовый оловянно-сурьмянистый припой ПОСу 95-5 (Sn 95%, Sb 5%). Температура его плавления 234 – 240°C.

Низкотемпературные припои.

Среди припоев существуют и такие, которые предназначены специально для пайки компонентов очень чувствительных к перегреву. Самым «высокотемпературным» среди низкотемпературных является ПОСК-50-18. Он имеет температуру плавления 142–145°C. В своём составе ПОСК-50-18 имеет 50% олова и 18% кадмия. Остальные 32% приходится на свинец. Наличие в сплаве кадмия усиливает устойчивость к коррозии, но и придаёт ему токсичность.

Далее по убыванию температуры плавления идёт сплав РОЗЕ (Sn 25%, Pb 25%, Bi 50%). Маркируется как ПОСВ-50. Температура его плавления ниже температуры кипения воды и составляет 90 – 94°C. Он предназначен для пайки меди и латуни. В составе сплава РОЗЕ олово занимает 25%, свинец – 25%, висмут – 50%. Процентное соотношение металлов в сплаве может немного отличаться. Обычно указывается в графе «Состав» на упаковке.

Читайте так же:
Для чего нужен дроссель в блоке питания

Сплав Розе в гранулах. Упаковка 100 грамм

Этот сплав очень популярен у радиомехаников и вообще у всех электронщиков. Применяют его для демонтажа/монтажа чувствительных к перегреву элементов. Кроме всего прочего, данный сплав идеально подходит для лужения медных дорожек только что изготовленной печатной платы.

Находит применение в плавких защитных предохранителях, которые можно обнаружить в любой радиоаппаратуре.

Ещё более низкотемпературным является сплав ВУДА (Sn 10%, Pb 40%, Bi 40%, Cd 10%). Его температура плавления 65 – 72°C. Так как в сплаве ВУДА присутствует кадмий (10%), то он токсичен, в отличие от сплава РОЗЕ.

Стоит отметить, что сплавы РОЗЕ и ВУДА достаточно дороги.

Паяльная паста.

В конце и без того длинного повествования хотелось бы немного рассказать о паяльной пасте. Используется она в основном для пайки поверхностно монтируемых компонентов (SMD’шек) и безвыводных микросхем в корпусах BGA.

На вид представляет собой серого цвета кашицу и состоит из о-о-очень мелких шариков сплава Sn62Pb36Ag2 (состав: 62% олова, 36% свинца и 2% серебра), а также безотмывочного флюса. На упаковке указывается, что флюс безотмывочный двумя буквами в названии – NC (No Clean – без очистки). Флюс, в котором содержаться шарики припоя на воздухе высыхает, поэтому пасту хранят в закрытой упаковке.

Паяльная паста SolderPlus

Паяльная паста Solder Plus

Применяется паяльная паста при сложном ремонте мобильных телефонов для пайки микросхем в корпусе BGA. Для её использования требуется дополнительное оборудование для ремонта сотовых телефонов, например, специальные трафареты. Стоимость такой пасты довольно высока. Да и не удивительно, ведь в её составе есть серебро.

В настоящее время в производстве электроники стали массово применяться бессвинцовые припои.

Индукционный нагрев ТВЧ :: Статьи

Теплоустойчивые стали по микроконструкции подразделяются на стали прелитного класса (12 МХ, 12 XIMIФ, 20 XIMIФITP и др.) и стали мартенситного класса.

Все теплоустойчивые легированные стали поставляются потребителю после термической обработки (закалка плюс термический отпуск, отжиг); рабочая температура изделий из сталей /трубы паранагревателей, детали газовых турбин, трубы печей нефтезаводов и др. /не превышает 600°С; то они изготовляются из высоколегированной жаростойкой и жаропрочной стали.

Для дуговой сварки теплоустойчивых легированных сталей ГОСТ 9467-75 предусматриваются девять типов электродов / Э-0,9 М Э-0,9 МХ, Э-0,9 XI, Э-0,5 Х2М, Э-0,9 Х2МI, Э-0,9 MIМФ, Э-10 XIMIHФБ, Э-10 ХЗMIБФ, Э-10 Х5МФ/.

Технологией сварки сталей любой марки предусматривает предварительный или сопутствующий местный или общий подогрев свариваемого изделия, обеспечивающий по возможности и структурной однородности метала шва с основным металлом и термической обработки сварного изделия.

Подогрев свариваемого изделия необходим для устранения в металле трещин от сварки.

Химическая однородность металла шва с основным металлом нужна для исключения диффузионных явлений, которые могут произойти при высоких температурах во время эксплуатации сварных изделий, так как перемещения химических элементов в процессе диффузии приводит к снижению длительности эксплуатации изделий.

С помощью термической обработки удаётся улучшить во всём сварном изделии микроструктуру металла. Но для повышения длительности работы изделий нужно правильно выбрать и осуществить режим термической обработки. Лучшая термическая обработка сварных изделий из легированной стали закалка и высокий отпуск. На практике применяют только высокий отпуск или отжиг с нагревом до температуры около 780°С.

Необходимый свариваемого изделия, а также термическая обработка сварных изделий производится, как правело индукционным током промышленной или повышенной частоты. Время выдержки при отпуске берётся из расчёта 4-5 мин/мм толщены стенки; охлаждения сварного изделия до температуры предварительного подогрева /200 450°C/ должно быть медленным.

Заказать установку ТВЧ для термообработки можно по тел./факс +7(3822) 21-19-78 или info@tesline.ru

Для сварки стали в монтажных условиях при невозможности подогрева и последующей термообработки применяют электроды марки АН-ЖР-2 /электроды конструкции института имени Е. О. Патонова/. В этом случаи в металле шва содержания никеля будит не менее 31% и метал шва получит аустенитную структуру. Электроды пригодны для сварки во всех пространственных положениях. Широко используется для сварки теплоустойчивых легированных сталей покрытые электроды серией СЛ/СНИИТ маш, легированные стали, например СЛ-14, СЛ-30 и др./ сварку теплоустойчивых легированных сталей покрытыми электродами производят на тех же режимах, что и сварку низколегированных конструкционных. При сварке необходимо полностью проверить корень шва, для чего первый слой выполняют электродам, Ш2-3мм. Большая часть электродов требует сварки на постоянном токе обратной полярности.

Техника сварки теплоустойчивых сталей аналогична технике сварки низкоуглеродных сталей. Многослойную сварку выполняют каскадным способом без охлаждения каждого выполненного слоя шва.

Сварка меди

Медь обладает высокой теплопроводностью, поэтому при ее сварке к месту расплавления металла приходится проводить большое количество тепла, чем при сварке стали.

Одним из свойств меди затрудняющим сварку, является ее повышенная текучесть в расплавленном состоянии. Поэтому при пайке меди не оставляют зазора между кромками. В качестве присадочного металла используют проволоку из чистой меди. Для раскисления меди и удаления шлака применяют флюсы

Сварка бронзы

Газовую сварку бронзы применяют при ремонте литых изделий из бронзы, наплавке работающих на трение поверхностей деталей слоем антифрикционных бронзовых сплавов и пр.

Сварочное пламя должно иметь восстановительный характер, так как при окислительном пламени увеличиваются выгорание из бронзы олова, кремния, алюминия. В качестве присадочного материала используют прутки или проволоку, близкие по составу к свариваемому металлу. Для раскисления в присадочную проволоку вводят до 0.4% кремния.

Для защиты металла от окисления и удаления окислов в шлаки применяют флюсы тех же составов, что и при сварке меди и латуни.

Сварка нержавейки.

При сварке нержавейки следует учитывать следующие отличия его физических свойств от свойства углеродистого проката: уделенное электрическое сопротивление примерно в шесть раз больше точка плавления примерно на 100С ниже теплопроводность составляет около одной трети от соответствующего показателя углеродистого проката. коэффициент теплового расширения по длине примерно на 50% больше На практике сварку можно выполнять с помощью любых методов сварки: Ручная дуговая сварка обычно при толщине материала более 1,5 мм Дуговая сварка вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG) для сварки тонких листов и труб Дуговая сварка плавящимся электродом в инертном газе / Сварка в среде активных газов (MIG/MAG)отличается высокой производительностью импульсная дуговая сварка плавящимся электродом в инертном газе, для листов толщиной 0,8 мм сварка короткой дугой плавящимся электродом в инертном газе, для листов толщиной менее 0,8-3,0 мм сварка дугой со струйным переносом металла, плавящимся электродом в инертном газе, для листов толщиной более 3,0 мм Плазменная сваркаможет применяться для широкого диапазона толщины применяется все более широко Дуговая сварка под флюсом для материалов толщиной более 10 мм Сварка сопротивления точечная и роликовая сварка тонких листов Лазерная сварка, высокочастотная сварка и т.д.

Читайте так же:
Как варить нержавейку полуавтоматом в углекислоте
Последующая обработка сварных швов .

На поверхности сварного соединения образуется пористый оксидный слой, содержащий в основном хром. Этот слой в значительной степени ослабляет стойкость соединения к коррозии. Хром оксидного слоя в основном материале возникает из стали, вследствие чего под оксидным слоем образуется т.н. со сниженным содержанием хрома. Если существует необходимость, чтобы стойкость сварного соединения к коррозии была столь же высокой, как и у основного материала, оксидный слой и зону со сниженным содержанием хрома следует удалить, т.е. сварное соединение должно пройти последующую обработку.

Термообработка

В данном случае под термообработкой понимается растворение внутри стальной конструкции (более 1000 С), с помощью которого сглаживаются возникшие различия присадочных материалов.

Механические методы последующей обработки

Следует всегда помнить, что разрешается использовать только те рабочие принадлежности, которые предназначены для обработки нержавеющего проката: шлифовальные ленты и круги, предназначенные для обработки нержавеющего проката щетки из нержавеющей стали дроби из нержавеющей стали при дробеструйной обработке (Внимание! С помощью стальных или стеклянных дробей или песка иногда нельзя обрабатывать другие материалы, напр., углеродистую сталь)

Травление

Травление является наиболее эффективным методом последующей обработки сварных швов. При правильном выполнении травление позволяет устранить и вредный оксидный слой, и зону со сниженным содержанием хрома. Травление выполняется путем погружения, поверхностного нанесения или покрытия пастой в зависимости от условий. Чаще при травлении используется смешащая кислота: азотная кислота/фтористоводородная кислота (плавиковая кислота) в следующих пропорциях:

8 – 20 % HNO3 (азотная кислота) 0,5 – 5 % HF (фтористоводородная кислота) остальные компоненты Н2О (вода)

Время травления аустенитного нержавеющего проката зависит от концентрации кислот, температуры, толщины окалины и сорта проката (т.н. кислотоупорный прокат требует более продолжительного времени обработки по сравнению с нержавеющим прокатом). Доведение степени шероховатости сварного шва до соответствующего показателя основного листа путем шлифования или полирования после травления еще более увеличивает стойкость конструкции к коррозии.

Пайка Металлов

Физическая сущность пайки

Пайка-сварка

Наибольшее применение получила капиллярная пайка и пайка-сварка.
Диффузионная пайка и контактно-реактивная более трудоемки, но обеспечивают высокое качество соединения и применяются, когда в процессе пайки необходимо обеспечить минимальные зазоры. Качество паяных соединений
(прочность, герметичность, надежность и т. д.) зависит от правильного выбора основного металла, припоя, флюса, способа нагрева, величины зазоров, типа соединения.

Пайка алюминия происходит с использованием припоям на алюминевой основе с кремнием, медью, оловом и другими металлами.

Пайка алюминия

В настоящее время в электробытовой технике широко применяется алюминий и его сплавы, как, например, алюминиевые электрические провода в трансформаторах-стабилизаторах напряжения и т. п. Поскольку алюминий и его сплавы, соприкасаясь с воздухом, быстро окисляются, обычные методы пайки не дают удовлетворительных результатов. Ниже описываются различные способы пайки алюминия оловянно-свинцовыми припоями ПОС-61, ПОС-50, ПОС-90.

Способ 1. Для спаивания двух алюминиевых проводов их предварительно залуживают. Для этого конец провода покрывают канифолью, кладут на шлифовальную шкурку (со средним зерном) и горячим залуженным паяльником прижимают к шлифовальной шкурке, при этом паяльник от провода не отнимают и на залуживаемый конец все время добавляют канифоль. Провод залуживается хорошо, но все операции приходится повторять много раз. Затем пайка идет обычным порядком.

Лучшие результаты получаются, если вместо канифоли применять минеральное масло для швейных машин или щелочное масло (для чистки оружия после стрельбы).

Способ 2. При пайке аллюминия или его сплавов на шов наносят горячим паяльником канифоль с мелкими железными опилками. Паяльник залуживается, и им начинают протирать место шва, добавляя все время припой. Опилки своими острыми гранями снимают с поверхности окись, и олово прочно пристает к алюминию. Паяют хорошо нагретым паяльником. Для пайки тонкого алюминия достаточна мощность паяльника 50 Вт, для алюминия толщиной 1 мм и более желательна мощность 90 Вт, если толщина более 2 мм — место пайки необходимо прогреть паяльником и только после этого наносить флюс и производить пайку. Здесь также с успехом можно применять в качестве флюса минеральное масло.

Способ 3. Оригинальный способ пайки алюминиевых проводов и алюминиевой поверхности. Перед пайкой алюминиевую поверхность (провод или пластинку) предварительно омедняют, используя простейшую установку для гальванического покрытия. Но можно сделать проще. Место пайки зачищают шлифовальной шкуркой и аккуратно наносят на него несколько капель насыщенного раствора медного купороса. Далее к алюминиевой детали (провод или пластина) подключают отрицательный полюс источника постоянного тока (выпрямитель, батарейка от карманного фонаря или аккумулятор), а к положительному полюсу присоединяют кусок медного провода 1— 1,2 мм (без изоляции), находящегося в “устройстве”, выполненном на базе зубной щетки (см. рис.1).

Медный провод находится в щетине зубной щетки так, чтобы провод не касался поверхности алюминия во время трения щетины (омеднения) поверхности детали. Через некоторое время на поверхности алюминиевой детали оседает слой красной меди, который после промывки и сушки лудят обычным способом (паяльником).

Читайте так же:
Какую сталь можно закалить

Примечание. В промышленности и ремонтной практике для пайки монтажных элементов из алюминия и его сплавов, а также соединения их с медью и другими металлами применяют припои марок П150А, П250А и П300А. Пайку производят обычным паяльником, жало которого прогрето до температуры 350° С, с применением флюса представляющего собой смесь олеиновой кислоты и йодида лития.

Пайка Металлов

Пайка меди и ее сплавов. Пайка меди. Технически чистая медь имеет высокие теплопроводность и электропроводность и достаточно высокую коррозийную стойкость. Она устойчива к атмосферной коррозии следствии образования на ее поверхности тонкой защитной пленки состоящий из оксида CUO. Медь относительно прочный и пластичный метал. С уменьшением содержания в меди газовых примесей ее пластичность возрастает до 62%. При повышенных температурах прочность меди уменьшается, а пластичность возрастает. Ценным свойством меди является ее способность сохранять высокую пластичность до температуры жидкого гелия(-209С) для повышения прочности меди и придания ей особых свойств(жаропрочности, коррозийной стойкости и др.)ее легируют различными добавками. Сплавы на основе меди обладают высокими механическими и другими качествами.

Пайка стали

Высоко температурную пайку углеродистых и низколегированных сталей выполняется обычно медью, медно-цинковыми и серебряными припоями. Медно-фосфористые припои использовать для пайки не рекомендуется, так как на границе со сталью они образуют хрупкие фосфиды железа, что придает паяным соединениям повышенную хрупкость и хладноломкость. Применение медно-фосфористых припоев возможно только для соединений, не работающих при вибрационных и динамических нагрузках, а также при низких температурах.

Для пайки стали возможно использование в качестве припоя чугуна. Для этого используется высокопрочные и эластичные чугуны.

Пайка чугуна

Основная трудность при пайке чугуна- наличие в его структуре графита, затрудняющего смачивание поверхности основного металла расплавленным припоем. Для удаления графита обычно применяют пескоструйную обработку с последующим выжиганием графита окислительным пламенем газовой горелки или удаление его электрохимической обработкой в соляной ванне при 450-510 С

При низкотемпературной пайке чугуна оловянно-свинцевыми или другими легкоплавными припоями паяемые поверхности можно подготовить путем их обработки флюсом ПВ209 или ПВ284Х при 600-700 С или Электротехническим методом в соляной ванне, а затем обезжирить бензином, ацетоном и ли раствором щелочи. Пайку нужно производить паяльником или газовой горелкой с применением флюсов на основе хлористого цинка. Наиболее просто пайку чугуна осуществляют при использовании флюсов на основе хлористого цинка с добавками хлористых солей меди и олова.

40. Сущность процесса и материалы для пайки

Пайкой называется процесс получения неразъемного соединения заготовок с нагревом ниже температуры их автономного расплавления путем смачивания, растекания и заполнения зазора между ними расплавленным припоем и сцепления их при кристаллизации шва. Образование соединения без расплавления основного металла обеспечивает возможность распая изделия.

По прочности паяные соединения уступают сварным. Паять можно углеродистые и легированные стали всех марок, твердые сплавы, цветные металлы, серые и ковкие чугуны. При пайке металлы соединяются в результате смачивания и растекания жидкого припоя по нагретым поверхностям и затвердевания его после охлаждения, Прочность сцепления припоя с соединяемыми поверхностями зависит от физико-химических и диффузионных процессов, протек¬ющих между припоем и основным металлом.

По условию заполнения зазора пайку можно разделить на капиллярную и некапиллярную. По механизму образования шва капиллярная пайка подразделяется на пайку с готовым припоем, когда затвердевание шва происходит при охлаждении; контактно-реактивную пайку; реактивно-флюсовую; диффузионную. К некапиллярным способам относятся пайка-сварка и сварка-пайка.

При капиллярной пайке припой заполняет зазор между соединяемыми поверхностями и удерживается в нем за счет капиллярных сил. Соединение образуется за счет растворения основы в жидком припое и последующей кристаллизации раствора. Капиллярную пайку используют при соединении внахлестку.

При диффузионной пайке соединение образуется за счет взаимной диффузии компонентов припоя и паяемых материалов, причем возможно образование в шве твердого раствора или тугоплавких хрупких интерметаллидов. Для диффузионной пайки необходима продолжительная выдержка при температуре образования паяного шва и после завершения процесса —при температуре ниже солидуса припоя.

При контактно-реактивной пайке между соединяемыми металлами или соединяемыми металлами и прослойкой промежуточного металла в результате контактного плавления образуется сплав, который заполняет зазор и при кристаллизации образует паяное соединение. При реактивно-флюсовой пайке припой образуется за счет реакции вытеснения между основным металлом и флюсом. Реактивно-флюсовую пайку можно вести без припоя и с припоем.

При пайке-сварке соединение образуется так же, как при сварке плавлением, но в качестве присадочного металла применяют припой

При сварке-пайке соединяют разнородные материалы с применением местного нагрева, при котором более легкоплавкий материал нагревается до температуры плавления и выполняет роль припоя.

Наибольшее применение получили капиллярная пайка и пайка-сварка. Диффузионная и контактно-реактивная пайки более трудоемки, но обеспечивают высокое качество соединения.

Припой должен хорошо растворять основной металл, обладать смачивающей способностью, быть дешевым и недефицитным.

Припои представляют собой сплавы цветных металлов сложного состава. Все припои по температуре плавления подразделяют на особо легкоплавкие (температура плавления меньше145 °С), легкоплавкие (температура плавления 145< 450 °С), среднеплавкие (температура плавления 450 <1100°С) и тугоплавкие (температура плавления >1050°С).

К особолегкоплавким и легкоплавким припоям относятся оловянно-свинцовые, на основе висмута, индия, кадмия, цинка, олова, свинца. К среднеплавким и высокоплавким припоям относятся медные, медно-цинковые, медно-никелевые, с благородными металлами (серебром, золотом, платиной). Припои изготовляют в виде прутков, проволок, листов, полос, спиралей, дисков, колец> зерен и т, д., укладываемых в место соединения.

Изделия из алюминия и его сплавов паяют с припоями на алюминиевой основе с кремнием, медью, оловом и другими металлами. Магний и его сплавы паяют припоями на основе магния с добавками алюминия, меди, марганца и цинка. Изделия из коррозионно-стой-ких сталей и жаропрочных сплавов, работающих при высоких температурах (выше 500 °С), паяют тугоплавкими припоями на основе железа, марганца, никеля, кобальта, титана, циркония, гафния, ниобия и палладия.

Флюсы паяльные применяют для очистки поверхности паяемого металла, а также для снижения поверхностного натяжения и улучшения растекания и смачиваемости жидкого припоя. Флюс (кроме реактивно-флюсовой пайки) не должен химически взаимодействовать с припоем. Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя. Флюс в расплавленном и газообразном состояниях должен способствовать смачиванию поверхности основного металла расплавленным припоем.

Читайте так же:
Давильно раскатной станок для ротационной вытяжки металла

10. ГАЗОВАЯ СВАРКА

При сварке место соединения нагревают до расплавления высокотемпературным газовым пламенем (рис. 5.17). При нагреве газосварочным пламенем 4 кромки свариваемых заготовок 1 расплавляются, а зазор между ними заполняется присадочным металлом 2, который вводят в пламя горелки 3 извне. Газовое пламя получают при сгорании горючего газа в атмосфере технически чистого кислорода.

41. Обр. металлов резанием – процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла для получения требуемой геометрической формы, точности размеров и шероховатости поверхности детали.

Сущность метода пласт деформация: поверхностные слои металла, контактируя с инструментом высокой твердости, в результате давления оказываются в состоянии всестороннего сжатия и пластически деформируются. Давление осуществляется только по зоне контакта. Инструмент – ролики и шарики, перемещающиеся относительно заготовки.

Электроэрозионный метод основан на явлении эрозии (разрушения) электродов из токопроводящих материалов при пропускании между ними импульсного Эл тока. Температура на поверхности обрабатываемой заготовки-электрода возрастает до 10000-12000 С. При этой температуре, мгновенно, испаряется элементарный объем металла.

Эл/химические методы основаны на явлении анодного растворения при электролизе. При прохождении пост Эл тока ч/з электролит на пов-ти заготовки, являющейся анодом происходят хим. реакции и поверхностный слой, превращаясь в хим. соединение, уходит в раствор или удаляются механически.

Ультразвуковые методы. УЗО – разновидность механич. обработки Основана на явлении магнитострикции(способность ферромагнитных сплавов или металлов изменять размеры в переменном магнитном поле). Колебании Эл/м поля при УЗО 16-20кГц, амплитуда колебаний сердечника 5-10мкм(со стержнем-концентратором до 40-60мкм). К концентратору крепят рабочий инструмент — пуассон.

Лучевые методы. Электронно-лучевая. Метод основан на превращении кинетич. энергии пучка в тепловую. Под действием высокой температуры происходит испарение металла с поверхности заготовки. Лазерная обраб-ка(тепловое воздействие светового луча высокой энергии). Плазменный(плазму, имеющую температуру 10000-30000 С направляют на обрабатываемую поверхность заготовки).

42 Обр. металлов резанием – процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла для получения требуемой геометрич. формы, точности размеров и шероховатости поверхности детали.

Скорость резания путь точки режущего лезвия инструмента относительно заготовки в направлении главного движения резания за единицу времени. Измеряют в м/мин, кроме шлифования, полировки и некоторых др. видах обраб. резанием, где ее измеряют в м/с.

Подача s – путь точки лезвия режущего инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи за оборот или за двойной ход заготовки или инструмента. мм/об – сверление, точение; мм/дв. хода – строгание, долбление; мм/мин – фрезерование и т.д. Подачи: продольная, поперечная, вертикальная, наклонная, круговая, тангенциальная, окружная и т.д.

Глубина резания t – расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностью заготовки, измеренное перпендикулярно последней, за один рабочий ход инструмента относительно обраб-емой пов-ти.

Основное технологическое время – время, затрачиваемое непосредственно на процесс изменения формы и размеров заготовки и получения пов-ти требуемой шероховатости.

[При токарной T0=(L*i)/(nsпр)]

Главное движение резания Dr – прямолинейное поступательное или вращательное движение заготовки или режущего инструмента, происходящее с наибольшей скоростью и в процессе резания; движение подачи Ds – прямолинейное поступательное или вращательное движение режущего инструмента или заготовки; касательное движение Dк – прямолинейное поступательное или вращательное движение режущего инструмента; результирующее движение резания De – суммарное движение режущего инструмента относительно заготовки, включающее главное движение резания, движение подачи и касательное движение.

43 Образование поверхностей по методу копирования заключатся в том, что форма режущего лезвия инструмента является образующей линией, совпадающей по форме с образующей линией поверхности, или имеющей форму, обратную ей. Направляющая лиия воспроизводится вращением заготовки или поступательным движением инструмента. Это формообразующее движение. Второе движение, направленное перпендикулярно пов –ти необходимо для получения определенного размера поверхности.

Образование поверхностей по методу следов заключатся в том, что образующая линия является траекторией движения точки(вершины) режущего лезвия инструмента, а направляющая линия – траектория движения точек заготовки. Оба движения формообразующие.

Образование поверхностей по методу касания заключатся в том, что направляющей линией служит касательная к ряду геометрических вспомогательных линий, являющихся траекториями движения точек режущего инструмента. Образующей линией служит режущее лезвие инструмента. Формообраз. движение – подача sпр.

Образование поверхностей по методу обкатки заключатся в том, что образующая линия является огибающей кривой ряда последовательных положений режущего лезвия инструмента в результате двух согласованных относительных движений заготовки и инструмента. Направляющая линия образуется поступательным движением инструмента.

44 Схема: Движущийся резец под действием силы Р вдавливается в металл, в металле возникают упругие деформации. При дальнейшем движении резца упругие деф-ции переходят в пластические. Пластические деформации приводят к сдвиговым. Сдвиговые деформации вызываю скольжение отдельных частей зерен по кристаллографическим плоскостям(плоскостям скольжения) в определенных направлениях. Когда пластические деформации достигают наибольшей величины, а напряжения превысят силы внутреннего сцепления зерен металла, скалывается элементарный объем металла.

Виды стружек: 1) Сливная стружка образуется при резании пластичных металлов и сплавов и представляет собой сплошную ленту с гладкой внутренней (прирезцовой) стороной. С внешней стороны слабо выраженные зазубрины.

2) Стружка скалывания образуется при резании средних по твердости материалов. Гладкая c внутренней стороны и с явно выраженным зазубринами с наружней.

3) Стружка надлома образуется при обработке хрупких металлов, состоит из отдельных элементов, не связанных между собой.

Для получения стружки надлома на режущем инструменте выполняют стружкозавивательные и стружколомательные устройства, применяют прерывистый процесс резания, изменяют геометрию режущего инструмента, режим резания, а при изготовлении деталей на автоматах используют специальные автоматные стали.

Основные принципы и технология пайки проводов

Как паять паяльником

Пайка — один из наиболее надёжных видов создания соединений деталей. Это обеспечивается введением в соединительную зону сплава в жидкой форме, чья температура плавления ниже, чем у материала, из которого выполнены соединяемые части. Узнать, как правильно пользоваться паяльником и какие работы им выполняются, можно изучив особенности процесса, подготовив необходимые инструменты и расходные материалы и пройдя практику. Полученные в процессе навыки можно использовать в ремонте электроники, ведь пайка проводов паяльником — единственный способ соединить их надёжно.

Читайте так же:
Бензопила легкая и мощная

Выбор инструмента

Что нужно для пайки паяльником? Инструменты бывают разные. Они отличаются по мощности, скорости нагрева, потребляемому напряжению. В зависимости от этих характеристик они используются для выполнения конкретных задач. Флюсы, обеспечивающие более равномерный разогрев спаиваемых деталей и лучшее прилипание к ним припоя, тоже отличаются в зависимости от задачи. Канифолью не запаять BGA-микросхему на плату. А ортофосфорная кислота — это немного перебор для того чтобы припаять или залудить два медных провода. Сам припой тоже бывает очень разным по составу, что обуславливает как температуру его плавления, так и области применения в приборах.

Бытовой паяльник

Обычный бытовой паяльник может применяться для работы с электронными схемами и элементами. В комплекте с ним идёт набор жал для нагревательного элемента. По мощности они распределяются примерно так:

    Маломощные. Для спайки проводов и лужения дорожек на платах — от 40 до 80 ватт;
  1. Средней мощности. Для выполнения работ с элементами толщиной до 1 миллиметра — от 80 до 100 ватт;
  2. Паяльники высокой мощности, применяемые в работах с деталями от 2 миллиметров, толщиной — от 100 ватт.

Для домашних потребностей хватит первых двух, они справятся с большинством повседневных задач. Если же требуется выполнение более специфических работ таких как пайка микросхем, мелких SMD-компонентов или сложных чипов, лучше приобрести паяльную станцию, в комплект которой входит как паяльник, так и фен. Станции такого типа обладают настраиваемой температурой нагрева. Если же требуется проводить очень специфические работы такие как замена микросхем и мостов материнских плат, лучше воспользоваться инфракрасной паяной станцией. Такие аппараты не имеют практических применений для повседневного использования и являются уделом узкого круга задач для профессиональных нужд.

Расходные материалы

Флюсы — это специальные вещества, противодействующие быстрому окислению подготовленных к пайке металлических частей деталей и проводов. Они обеспечивают сцепливание поверхности и припоя. В качестве флюсов могут использоваться различные вещества:

    Канифоль — входит в состав смол хвойных деревьев. Получают отделением летучих соединений из них;
  1. Тетраборат натрия;
  2. Ортофосфорная кислота — применяется в основном для лужения поверхностей плат, не рекомендуется для постоянного использования из-за агрессивности;
  3. Обычный аспирин (ацетилсалициловая кислота) — один из самых активных кислотных флюсов;
  4. Глицерин.

Правила пайки

Флюсы на основе канифоли, распространяющиеся как в виде кусков смолы, так и в форме пасты (в продаже называются ЛТИ), не растворяются водой. Их следует удалять с поверхностей деталей после пайки спиртом. В случае с электроникой делать это необязательно, так как канифоль — диэлектрик и не вызывает замыканий. А вот такие флюсы как, например, глицерин, обязательны к удалению, так как их высокая гигроскопичность может ускорить процесс окисления платы. Существуют также специальные пасты, где флюс смешивается с частицами припоя или, наоборот, припой в трубчатом виде (гарпиус), содержащий флюс внутри.

Припой — легкоплавкий сплав, чаще всего олова и свинца, который выступает проводником и соединительным веществом. Раньше даже провода паяли чистым оловом, но его дороговизна заставила искать пути к оптимизации расходов. В электронике припой бывает свинцовым и бессвинцовым. Последние могут содержать такие металлы как медь, цинк, серебро и индий. Об оловянно-свинцовом припое можно прочесть в этой статье.

Свинцовые различаются по температуре перехода в жидкое состояние и области применения. Так, содержащие около 50% висмута сплавы Розе и Вуда имеют температуру плавления до 100 градусов. Это позволяет их использовать в ремонте техники для смешивания с припоем на платах и более лёгкой и правильной замены компонентов.

Правила пайки

Инструменты для пайки

Провода, оборванные в результате неосторожности, микросхемы, почерневшие от перегрева, конденсаторы, вспухшие или пересохшие от длительной работы, — все они паяются одинаково. Перед началом пайки необходимо также залудить жало паяльника для обеспечения нормального расплавления припоя. Технология пайки подразумевает тщательную предварительную подготовку поверхности детали: обезжиривание и смачивание флюсом, достаточный разогрев припоя жалом и качественное его нанесение в нужное место.

Важно, чтобы после его растекания и остывания на поверхности не возникало микротрещин, так как они могут быть причиной различных неприятностей, и оборудование будет работать нестабильно. При пайке микросхем, обладающих большим количеством ножек, следует обращать внимание на то, не образовалось ли контакта между ними в результате недостаточного растекания флюса в месте монтажа.

Особенности процесса

Наиболее частые поломки оборудования связаны с потерей или недостаточной силой контакта между его компонентами. Провода, потерявшие свои свойства под действием температур или механических повреждений, являются виновниками таких проблем чаще всего. Они должны выдерживать значительные механические нагрузки, а потому спаять их не так просто.

Виды скручивания проводки

Прежде всего, следует правильно скрутить соединяемую проводку. Различают такие виды скручивания:

    Простое — используется для соединения одно- и многожильных проводов с недавно снятой изоляцией.
  1. Прямое британское (британка) — используется для проводов, которые не подвержены продолжительным механическим воздействиям большой силы.
  2. Желобковое скручивание — применяется при использовании проводов из легкоплавящейся изоляции.
  3. Бандажное — используется при соединении толстых электрических кабелей, имеющих одну жилу. Оно позволяет поддерживать достаточный контакт даже при значительном окислении верхнего слоя или непропае.

Для облегчения нанесения припоя концы проводов следует смочить достаточным количеством флюса. Чтобы спаять очень мелкие провода, можно использовать специальное приспособление. Оно позволяет зажать два конца в маленьких тисках и спокойно соединить их.

Оголённые участки спаянных проводов следует заизолировать. Можно использовать как простую изоленту, так и специальные термоусадочные трубки, которые уменьшаются в диаметре сечения под воздействием температуры (для этого пригодится даже обычная зажигалка) и плотно прилегают к поверхности кабеля.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector