Класифікація видів паяння за способом нагрівання

Печі мають бути встановлені під тягою.

При паянні в печах виробів з матеріалів з малою опірністю повзучості при вибраному термічному циклі паяння необхідна підтримуюча оснастка, виготовлена ​​з тепло-міцних при паянні матеріалів і з коефіцієнтом лінійного розширення і конструкцією, що не викликає появи напруги в з'єднаннях. Матеріал оснащення повинен мати температурний коефіцієнт лінійного розширення, менший, ніж у металу, що паяється. Для транспортування зібраного виробу в піч та з печі необхідні піддони. Вони повинні забезпечувати рівномірність нагріву деталей, що з'єднуються, і запобігати їх зсуву при завантаженні.

Вся оснастка для паяння в печі повинна бути виготовлена ​​з матеріалів, здатних багаторазово витримувати термічний цикл паяння і не вступати в контактно-реактивне плавлення з металом, що паяється, і не взаємодіяти з флюсами. Різьблення в притискних пристосуваннях повинно мати рухливу посадку для полегшення згвинчування гайок після паяння. Стрічкові та дротяні опори краще виготовляти з ніхрому (80 % Ni -20 %Сr) та корозійностійкої сталі типу 18-8, а при флюсовій пайці - з інконелю.

Складальні пристрої при пайці в печі повинні забезпечувати геометричні розміри виробу, бути виготовлені з матеріалу з високою теплопровідністю, витримувати багаторазові теплозміни. Як матеріал для пристроїв застосовують жаростійкі сплави і графіт. Коли контакт паяного матеріалу з графітом фізико-хімічно протипоказаний через ймовірність контактно-реактивного їх плавлення (наприклад, при паянні титану), використовують графіт, покритий нітридом бору (товщина покриття 0,5-2 мм).

При паянні в печах припій розміщують у виглядікілець із дротів чи стрічок поблизу зазору біля технологічних стінок. Слід враховувати, що при нагріванні довжина дроту або стрічки припою збільшується, що може призвести до їх жолоблення. Тому при зовнішньому розташуванні припою його необхідно розміщувати у вигляді окремих шматків завдовжки не більше 150 мм, покладених один на інший. Якщо припій укладають усередині зазору, він може мати будь-яку довжину і форму. Перед паянням у печі припій необхідно надійно закріпити, щоб він не зрушувався від поштовхів під час завантаження в піч. Дуже суттєво, щоб перепад температури в робочому просторі печі, який займає виріб, не виходив за межі температурного інтервалу паяння. Для цього зручне секційне нагрівання печі з добре відрегульованими градуйованими терморегулюючими пристроями.

Пневматичну подушку для притиску паяних деталей виготовляють з листової сталі (0,7-1 мм), краще корозійностійкої. Для цього два шматки листа однакової форми накладають один на інший і зварюють по краях роликовим зварюванням. При тиску газу, що подається через трубку, вварену в подушку, остання роздмухується і при упорі стінки контейнера притискає виріб.

При пневматичному притиску паяний виріб поміщають у тонкостінний контейнер, що по можливості облягає виріб. При відкачуванні повітря з контейнера, внаслідок різниці тисків повітря, всередині нього і зовні здійснюється притиск деталей, що паяються стінками контейнера.

Контейнер може не облягати виріб, що паяється; у цьому випадку між його стінками і виробом засипають термостійкий сипкий матеріал, наприклад термокорунд, через який і передається тиск від стінок контейнера на деталі, що паяються. Тиск на стінки контейнера може бути створений програмою зовнішнього тиску. Для цього контейнер з виробом поміщають в іншийтовстостінний контейнер (наприклад, трубчастої форми), який подають під тиском газ.

Процес флюсового пічного паяння починається із завантаження зібраного та встановленого на піддон виробу в піч, попередньо підігріту до температури паяння або дещо вище. Тривалість витримки в печі залежить від максимальної товщини стінки деталей виробу та його маси, розмірів та маси пристосування та часто визначається експериментально. Час витримки під час паяння відраховується з моменту нагрівання виробу до температури паяння.

При паянні в горизонтальних печах виробів, що мають форму тіл обертання великої довжини, для запобігання перетіканню припою в нижню частину зазорів та розвитку неприпустимої хімічної ерозії, а також для рівномірного нагрівання останні обертають навколо осі з необхідною швидкістю.

Від прямого нагріву печі виріб екранують стінками контейнера, кришками або листовим азбестом. Спосіб високопродуктивний для дрібних виробів.

Безфлюсова паяння можлива як у спеціальних печах, так і в герметичних сталевих контейнерах, що нагріваються у звичайних повітряних шахтних або камерних печах. У контейнері створюється необхідний вакуум або в нього подаються переважно активні проточні або інертні газові середовища. При подачі в контейнер інертного або активного газу найбільш швидке та повне видалення з нього повітря можливе лише при правильному розміщенні вхідної та вихідної трубок: газове середовище важче за повітря має вводитися знизу контейнера, а витікати зверху, а газове середовище легше за повітря (наприклад, аргон) повинно вводитися згори, а виводитися знизу контейнера. Відповідно розміщуються вхідна та вихідна трубки контейнера.

Недоліком нагрівання у вакуумі є конвективного теплообміну. При цьому промениста енергіяджерела теплоти виділяється тільки на зовнішній поверхні зібраного під паяння виробу, що нагрівається по товщині стінки тільки за рахунок теплопровідності матеріалу, що паяється. Це є причиною збільшення часу нагріву, його нерівномірності і жолоблення тонкостінного матеріалу: жолоблення тим більше, ніж нижче коефіцієнт теплопровідності матеріалу, що паяється.

При паянні в печах тонкостінних великогабаритних виробів з просторовим розташуванням великої кількості з'єднань основною проблемою є недогрівання або перегрівання зони паяння, що призводить до розвитку в паяних виробах дефектів і короблення тонкостінних елементів конструкції. Один із способів запобігання цьому - використання нагрівання зони паяння гарячим повітрям шляхом примусового підведення його через весь теплообмінник. Температуру теплообмінника необхідно вимірювати на вході та на виході; після досягнення рівності температур вважатимуться рівномірний прогрів виробу досягнутим. Процес охолодження виробу може бути проведений холодним повітрям аналогічно, що забезпечує рівномірність охолодження.

Для запобігання розвитку короблення тонкостінних виробів з великою щільністю з'єднань (наприклад, теплообмінників з корозійностійкої сталі) при прискореному режимі нагрівання, наприклад, у середині каналів можна укладати відбивні елементи з матеріалу з високою теплопровідністю та температурою плавлення 0,8-0,9/ „ (Де tп - температура паяння), який нагрівається променистою енергією, що потрапляє на нього, і, таким чином, вся енергія, відображена і поглинена відбивним елементом, виділяється в обсязі виробу. Наприкінці нагрівання відбивний елемент (наприклад, з міді при пайці корозійностійкої сталі) розплавляється.

У серійному та масовому виробництві високотемпературну пайку здійснюютьу прохідних конвеєрних печах безперервної дії із захисним (активним) газом, в індукційних установках, із застосуванням газополум'яних пристроїв, що забезпечують високу продуктивність та низьку собівартість виготовлення паяних виробів.

Паяння в контейнерах не потребує спеціальних печей із захисним газом і дозволяє використовувати звичайні печі.

15. ІНДУКЦІЙНА ПАЙКА

Індукційне нагрівання металів - один з високопродуктивних способів, що широко застосовується при пайці. При цьому нагрівання деталей, що паяються, відбувається в результаті виділення енергії високочастотного електромагнітного поля. Тому індукційне нагрівання масивних деталей з великою площею спаю має переваги перед електроконтактним способом нагріву, оскільки забезпечує більш рівномірне нагрівання зони з'єднання, його необхідну швидкість, повторюваність режиму паяння, дозволяє керувати нагріванням, автоматизувати процес паяння. В результаті швидкого нагріву поверхню паяється деталі окислюється менше, ніж при нагріванні в полум'ї пальників або електропечах зі звичайною атмосферою. Швидке нагрівання запобігає також інтенсивному росту зерна і рекристалізації паяного металу.

При індукційному нагріванні метал, що міститься в магнітне поле контуру, яким протікає змінний електричний струм, нагрівається індукованими вихровими струмами Фуко.

Щільність індукованого струму, як і будь-якого змінного струму, а отже, і нагрівання неоднорідні за перерізом провідника і визначаються електромагнітним та магнітним полями близько розташованих провідників. При цьому можуть мати місце три ефекти: поверхневий (рис. 45 а), ефект близькості (рис. 45 б) і кільцевий - котушковий (рис. 45 в).

Поверхневий ефект полягає в тому, що при проходженні змінного струму по провіднику щільністьструму має найбільшу величину з його поверхні і різко зменшується у бік його осі. Цей ефект тим сильніший, чим більша електрична провідність та магнітна проникність провідника, в якому індукується струм.

Автор:АдміністраціяЗагальна оцінка статті:Опубліковано:2012.02.06

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _