Оборудование для пайки металла

Пайка медных труб — оборудование и припои

Техника соединения медных труб очень легка и надежна. Наиболее распространенной и популярной техникой соединения труб — является пайка капиллярная. Основой этого способа является так называемый капиллярный эффект, его суть заключается в том, что при небольшом расстоянии между стенками двух смачиваемых поверхностей, жидкость за счет явления адгезии поднимется вверх по капилляру, преодолевая при этом силу тяжести. Этот эффект дает возможность припою равномерно распространяться по всей поверхности вне зависимости от положения трубы (можно, например, подавать припой снизу).

Температура необходимая для пайки меди должна превышать 425 градусов, но при этом быть ниже температуры при которой плавятся соединяемые металлы. Поверхностные силы адгезии, возникающие между расплавленным припоем и нагретыми поверхностями основных металлов — являются основной особенностью и основой технологии пайки. При этом припой распределяется в соединении под действием капиллярных сил.

Ни в коем случае нельзя путать пайку труб мягким припоем с пайкой припоем твердым, не смотря на то что операции очень близки и похожи. Нюанс соединения металлов при пайке с использованием мягкого припоя заключается в том, что пайка происходит при температуре ниже 425 °С.

Припои для пайки медных труб

Припои для фитингов

Качественные мягкие припои для соединения пайкой медных труб с медными, из красной бронзы и латунными фитингами в системах горячего и холодного водоснабжения в соответствии с DVGW, предписание GW 2, в соответствии с DIN EN 29453, в свой состав флюс не включают и применяются с соответствующей пастой РОСОЛ 3.

Стандартный припой

Применяется при проведении классических работ по пайке меди и латуни, белой жести, а также для лужения. Он не может быть применен для пайки электронных систем и питьевых водопроводов.

Твердые припои

Rothenberger ( Ротенбергер) РОЛОТ – это специальные твердые припои. Они особенно хорошо подходят для капиллярно-щелевой техники пайки, применяемой при монтаже медных труб в системах открытых и закрытых отопительных систем, в соответствии с DVGW, предписание GW 2, горячего и холодного водоснабжения, систем газоснабжения (жидкий, природный газ), а также для монтажа холодильных систем и систем кондиционирования и маслопроводов.

Припои Ротенбергер РОЛОТ специально разработаны для капиллярно-щелевой пайки медных трубопроводов, чей монтаж был осуществлен без использования фитингов. Серебросодержащие медно-фосфорные припои отличаются более высокими деформационными характеристиками и отлично подходят к использованию для пайки систем, подвергающихся высоким температурным и механическим нагрузкам.

Основные преимущества Ротенбергер РОЛОТ:
· Жаростойкие до 200° C.
· Не пенятся.
· При пайке соединений с латунью, меднооловянными сплавами, красной бронзой, медноцинковыми сплавами используется флюс LP 5.
· При пайке соединений меди с медью флюс не требуется.
· Экологически чисты, т.е. не наносят вреда окружающей среде, имеют улучшенную текучесть, не вызывают коррозию.

Качество и прочность пайки наиболее сильно зависит от операций пайки и физических параметров соединения, чем от припоя. Эти параметры являются определяющими при выборе наилучшего припоя для того или иного соединения.

Медно-фосфорные твердые припои были специально разработаны для пайки латуни, меди, бронзы и а так же их комбинаций.
Медно-фосфорные припои

При пайке бронзы или латуни применяют флюс для того, чтобы предотвратить образование окисного покрытия на основных металлах. При пайке медных соединений и меди, медно-фосфорные припои являются самофлюсующимися.

В связи с возникающей из-за фосфорной составляющей припоя хрупкостью соединения, применение медно-фосфорных припоев для пайки цветных металлов с содержанием никеля выше 10% становится невозможным. Так же не рекомендуется также использовать для пайки алюминиевой бронзы. Твердые серебряные припои не содержат фосфор, в отличие от медно-фосфорных сплавов .

Для паек с другими материалами применяют серебряные припои и флюсы.

Технология пайки медных труб

Для пайки одну трубку вставляют в другую так, чтобы она входила на длину не менее диаметра внутренней трубы. Между стенками внутренней и наружной труб должен быть зазор 0,025-0,125 мм.
Обе трубы нагревают пламенем горелки в месте соединения, равномерно распределяя теплоту. При этом сам припой нагревать не следует. Соединение не должно быть нагрето до температуры плавления металла, из которого изготовлены трубы. Применяют горелку соответствующего размера с несколько уменьшающимся пламенем. Перегрев соединения усиливает взаимодействие основного металла с припоем (то есть усиливает образование химических соединений). В итоге, такое взаимодействие отрицательно влияет на срок службы соединения .

Если вводить в зону пайки припой и пламя горелки одновременно, то соединение нагреется неудовлетворительно. Внутренняя труба достаточно не прогревается, а расплавленный припой не будет затекать в зазор между соединяемыми трубами
а если равномерно разогревать всю поверхность концов спаиваемых труб, то припой плавится под воздействием их теплоты и равномерно поступает в зазор соединения Трубы для пайки достаточно прогреты, если пруток твердого припоя плавится при контакте с ними. Для улучшения пайки, предварительно прогревают пруток припоя пламенем горелки .
Под воздействием капиллярных сил припой поступает в соединение. Этот процесс протекает хорошо, если поверхность металла чистая, выдержан оптимальный зазор между металлическими поверхностями, концы труб в зоне соединения достаточно нагреты (расплавленный припой течет по направлению к источнику теплоты) (рис. 5).

Соединение меди с латунью с помощью твердого медно-фосфорного припоя

Для соединения меди с латунью с помощью твердого медно-фосфорного припоя выполняют указанные выше операции такие же как и для соединения меди с медью.

Перед нагревом соединения наносят небольшое количество флюса, чтобы обеспечить смачивание припоя на поверхности латуни.
По завершении операции пайки тщательно удаляют остатки флюса горячей водой и щеткой. Большинство видов флюса вызывают коррозию и должны быть полностью удалены с поверхности соединения.

Соединение стали со сталью, медью, латунью или бронзой с помощью серебряного припоя

Для соединения стали со сталью, медью, латунью или бронзой с помощью серебряного припоя выполняют указанные выше операции для соединения меди с медью.

До нагрева, на соединение наносят флюс для последующего смачивания и перемещения расплавленного припоя в зазоры между соединяемыми деталями.
Нагревают пруток припоя и затем окунают его во флюс. Припой покрывается тонким слоем флюса, что предотвращает образование окисного покрытия на его поверхности (окиси цинка).
По завершении операции пайки тщательно удаляют остатки флюса тёплой водой.сварка медных труб

Паяльное оборудование и особенности его применения

В наш технологический, инновационный век паяльное оборудование применяется повсеместно. Практически в каждом доме найдётся обычный паяльник, а возможно и паяльная лампа. Область применения паяльного оборудования весьма широка, это как пайка всевозможных деталей при поверхностном монтаже в домашних условиях, так и применение в промышленности. На сегодня, видов паяльного оборудования существует предостаточно.

Паяльники

• Самыми известными заслуженно считаются электрические паяльники с нагревателем в виде спирали, изготовленным из нихромовой проволоки. Принцип действия такого инструмента весьма прост, сетевой переменный или постоянный ток низкого напряжения пропускается через спираль. Улучшенные модели подобных паяльников, оснащаются встроенной термопарой, которая способна контролировать температуру нагрева наконечника и отключать его по необходимости.

• Часто используются паяльники с керамическим нагревателем. Такой паяльник гораздо практичнее обычного, так как срок использования его больше, нагревается он гораздо быстрее, диапазон температур и мощности шире.

• Паяльник также может быть индукционным, то есть катушка индуктора обеспечивает нагрев наконечника, за счёт нанесенного на него, магнитного покрытия, создающего от катушки магнитного поля с токами, которые и разогревают сердечник. Достигнув значения точки Кюри, сердечник прекращает разогреваться, так как теряются ферромагнитные свойства покрытия. Далее, при остывании, магнитные свойства покрытия возобновляются и наконечник опять нагревается. Получается, что наконечник паяльника находится постоянно в заданном температурном режиме автоматически.

Достаточно нажать и удерживать в состоянии нажатия кнопку пуска для работы импульсного паяльника. Достаточно нескольких секунд, чтобы паяльник нагрелся до рабочей температуры. Отпустив кнопку, паяльник станет охлаждаться.

• Простой маленький газовый баллончик необходим для работы газового паяльника, использовать его можно автономно, где угодно. Сняв насадку, его можно использовать как горелку.

• Аккумуляторные паяльники используются для пайки электроники, также обладают полной автономностью работы.

В большинстве случаев продажа паяльного оборудования возможна оптом и в розницу физическим лицам, предприятиям и организациям. Специфика данных компаний поставщиков, как правило, отражена на соответствующих сайтах, которые могут отражать как деятельность какой либо конкретной компании, так и быть сводным каталогом нескольких оптовых поставщиков. Примером такого каталога может служить каталог http://optzilla.ru/payalnoe-oborudovanie где в широком ассортименте представленны оптовые поставщики паяльного оборудования.

Паяльные лампы

Для получения высоких температур используют паяльные лампы, работающие за счёт сгорания горючих веществ, к которым относят бензин, керосин, спирт, газ и прочие. Выделяемый продукт горения при работе прибора образует факел, с очень высокой температурой горения. Используются подобные лампы для разогрева припоя, также для сваривания металлических поверхностей, температура плавления которых ниже 1000 градусов. Также, можно использовать, чтобы расплавить метал, имеющий показатель температуры плавления не выше 900 градусов. Паяльной лампой снимают с поверхностей металлов лаковое покрытие. Часто возникает необходимость при проведении сантехнических работ разогреть воду в замороженных системах канализации и водоснабжения. При разборке, когда необходимо ослабить резьбовые соединения при ржавчине, также возможно применение паяльных ламп.

Паяльные станции

Говоря о современном паяльном оборудовании, часто подразумевают паяльную станцию. Такая станция может быть специального назначения, промышленного и прочего. Помимо основных элементов, в комплект поставки такой станции может входить фен для локального подогрева и вспомогательного по месту проведения пайки. При монтаже и демонтаже очень маленьких компонентов в комплектацию включается термический пинцет. При групповой пайке, для разогрева плат используется тепловой излучатель, также дополнительно включённый в комплектацию. Дополнительно в комплект поставки входит вспомогательная арматура и вакуумный пинцет.

Термовоздушная паяльная станция создана для пайки при помощи горячего воздуха поступающего из фена. Импульсную станцию применяют при монтаже схем, а по необходимости и последующих демонтажных работах. При ремонте электроники применяют инфракрасные паяльные станции. Когда миниатюрность станции имеет решающее значение, применяется индукционная паяльная станция.

Управление подобными станциями может быть как аналоговым, так и более современным, цифровым. Станции могут быть с несколькими подключёнными модулями, с помощью которых осуществима как бесконтактная, так и контактная пайка. Конечно же, подключение нескольких модулей подразумевает также и использование сразу нескольких наконечников и насадок.

Современные паяльные станции должны отвечать мировым стандартам. Важным моментом таких стандартов является пайка без использования свинца, предусматривающая использование оборудования с рабочей температурой в 250 градусов. И второй по важности момент, это применение корпуса BGA для помещения туда микросхем. Конечно, компоненты становятся более труднодоступными, но зато размер паяльной станции значительно уменьшается.

Не стоит забывать о применение дополнительного оборудования, такого как, термометры инфракрасные и прочего

В промышленности, исходя из типа производства, то есть мелко, средне или крупносерийного производства, а также в зависимости от количества материала которое будет необходимо, выпускаются печи оплавления паяльной пастой, а именно камерные и конвекционные.

В статье использованы материалы портала оптовых поставок оборудования http://optzilla.ru/

Автор: Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2016.05.25

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

Какое оборудование применяют для пайки

Одним из действенных и надежных способов соединения материалов считается пайка. Раньше ее применяли для металлов и их сплавов, но пайка также подходит для соединения кусков стекла, пластмассы, керамики.

Существует множество видов пайки, для каждого из них используется специальное паяльное оборудование, инструменты и приспособления.

Паяльник

К наиболее часто используемым инструментам при паяльных работах относится паяльник. Без него сложно представить оборудование рабочего места. Паяльники применяют любители и профессионалы. Все зависит от вида инструмента.

Молотковый

Для соединения больших, массивных деталей применяют молотковые паяльники, названные так из-за своей формы, похожей на молоток. Они разогреваются в печах или жаровнях и, обладая большой тепловой инерцией, долго остаются нагретыми.

Такое оборудование используют для пайки крупных деталей.

Электрический

Самый традиционный способ пайки – при помощи электрического паяльника. Устроен он очень просто – в металлическом корпусе заключен нагревательный элемент, который разогревает жало – медный стержень. От мощности нагревательного элемента зависит температура нагрева паяльника.

Содержание процесса паяльных работ заключается в том, чтобы разогреть контактным способом соединяемые детали и скрепить их специальным составом, называемым припоем. После остывания получается прочное соединение, способное проводить электричество, если соединяемые детали являются проводниками.

Профессиональный электропаяльник может быть с регулятором напряжения. В этом случае возможна регулировка температуры жала, что очень важно при сборке и монтаже электронных схем.

Особый интерес представляет индукционное оборудование. В индукционных паяльниках происходит саморегуляция нагрева, они экономно расходуют электричество.

Выпускают ультразвуковое паяльное оборудование. Ультразвуковой паяльник снабжен генератором, вырабатывающим сигнал высокой частоты.

Помимо паяльника, работающего от бытовой сети, в состав оборудования поста для пайки может входить паяльный инструмент, питающийся напряжением 12 или 24 вольта. Он подходит для отладки работы электронных схем и для монтажа деталей и компонентов, которые могут выйти из строя от перегрева.

Электрические паяльники могут быть и беспроводными, работающими от пальчиковых аккумуляторов.

Газовый

Очень удобны в работе газовые паяльники, разогрев которых происходит от сгорания газа. Газовое оборудование представлено огромным количеством моделей, отличающихся размерами, системой розжига, наличием регулятора температуры.

С помощью газового паяльного оборудования можно плавить твердые высокотемпературные припои. Выпускают посты для газовой пайки медных труб, в которые входят баллоны, редукторы, платформа и горелка.

Недостатками электрического или газового паяльников является невозможность одновременного прогрева большой площади при малой мощности. В этом случае используются другие виды оборудования.

Инфракрасные станции и фены

Модели термовоздушного паяльного оборудования (фены) используются в основном для демонтажа и объемного монтажа микросхем на платах электронных устройств. Очень часто фен входит в комплектацию паяльной станции, состоящей еще из электрического паяльника и блока управления.

Паяльная станция позволяет производить установку и контроль параметров инструментов, входящих в нее, обеспечивая высокое качество шва.

Нередко в состав оборудования для паяльной станции входит стол с возможностью прогрева деталей или монтажных плат снизу.

Эта установка использует инфракрасные источники тепла – лампы, нагревательные элементы. Некоторые конструкции столов для подогрева снабжены кронштейнами и штативами, что позволяет закреплять платы.

Схожим действием с паяльным феном обладает инфракрасное оборудование. С его помощью также можно обеспечить нагрев большой площади, не допуская контакта с элементами микросхем.

Инфракрасные паяльные станции позволяют контролировать паяние и обеспечивать плавное остывание металла. Это дорогостоящее оборудование, которое представляет собой целые вычислительные комплексы с наборами датчиков, процессорами и целым перечнем вспомогательных инструментов.

Инструменты и приспособления

При ручной пайке недостаточно наличия только паяльного оборудования. Не имея необходимых дополнительных приспособлений, невозможно бывает не то чтобы качественно, а вообще что-нибудь спаять. К таким приспособлениям относятся:

• паяльная лампа;
• пинцет;
• набор надфилей;
• кусачки;
• увеличительное стекло и штатив;
• струбцины;
• подставки.

Один из необходимых инструментов – это пинцет. Он служит для того, чтобы удерживать мелкие детали в положении, в котором их нужно припаять.

Кроме того, зачастую металлический пинцет, зажимая выводы, служит теплоотводом, когда происходит пайка полупроводников или иных требовательных к температуре предметов.

Еще одним инструментом, часто используемым при работе, является надфиль. Плоским надфилем можно очистить жало паяльника от нагара перед тем, как облудить его.

Круглым надфилем с острым концом можно аккуратно прочистить монтажные отверстия на плате. Иногда приходится зачищать выводы компонентов схем, перед тем как смонтировать их на место.

Для работы с проводами и кабелями понадобятся кусачки-бокорезы. С их помощью отрезают провода, зачищают изоляцию, иногда механически снимают лишний припой.

Для демонтажа электронных компонентов и плат из корпусов электроприборов могут понадобиться отвертки различных видов. А так как некоторые компоненты могут выйти из строя при воздействии даже слабого магнитного поля, понадобится устройство для размагничивания стальных инструментов.

Очень часто приходится паять крупные детали. Нагреть их паяльником, даже самым мощным, невозможно. В этом случае детали около места будущей пайки прогревают паяльной лампой, а после этого уже пропаивают паяльником. Паяльные лампы могут работать на бензине, керосине, газе. Некоторые модели работают на спирте.

Чтобы зафиксировать детали между собой и на столе, неплохо иметь под рукой набор металлических струбцин. При их использовании можно точно сориентировать детали одну относительно другой и сохранить это положение в течение всего времени пайки и остывания.

Полезное приспособление для пайки – поставка. На нее можно не опасаясь возгорания помещать горячий паяльник. Такое простейшее оборудование зачастую делают своими руками.

Для соединения мелких деталей, что очень часто происходит при ремонте ювелирных изделий, понадобится лупа со стеклом большого диаметра, установленная на штатив.

При постоянных частых паяльных работах неплохо установить в помещении оборудование для думоудаления.

Промышленная пайка

На предприятиях тяжелой промышленности используются совершенно иные виды паяльного оборудования. Соединение больших деталей и конструкций в промышленных условиях происходит в печах.

В этом случае достигается наиболее высокое качество, так как при использовании печного оборудования можно постоянно контролировать состояние металла, поддерживать необходимую температуру и давление. Защита металла от окисления производится путем введения в камеру печи флюсов.

Печи для пайки различаются по принципу нагрева. Они бывают индукционными, газовыми, электрическими. Подаются и извлекаются заготовки различными способами в зависимости от конструкции печного оборудования. Это может быть ручная подача, ленточный конвейер, шахтная и элеваторная подачи.

В печах с ручной подачей нагрев и остывание деталей, паяльной камеры происходит в пределах одного цикла пайки. После остывания загружаются новые детали. В этой печи легче всего контролировать течение процесса и его продолжительность.

В конвейерном паяльном оборудовании нагрев происходит постоянно, а остывают детали уже после извлечения из камеры. Такие печи используются для создания большого количества одинаковых, серийных изделий.

Шахтные и элеваторные печи используют для изготовления крупногабаритных объемных конструкций, которые собирают прямо в печи и затем производят процесс пайки при полностью контролируемых параметрах.

Вакуумное паяльное оборудование используют для соединения изделий из сильноокисляющихся материалов. Паяные швы, произведенные в таких печах, отличаются чистотой и однородностью, что обеспечивает их прочность.

По причине менее высокой температуры и совершенно иного, чем при сварочных работах, воздействия на металл, паяные соединения более стойки к коррозии и к механическим воздействиям.

Несмотря на давнее изобретение пайки и создание новых методов соединения металлов и сплавов, паяльные работы с использованием специального оборудования остаются востребованными и в настоящее время.

Сварка

Сварка — процесс в металлообработке скрепления между собой сварным швом двух металлических листов при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.

В нашем каталоге представлены станки для точечной, холодной и шовной сварки, а также мобильные аппараты и установки ведущих мировых производителей.

За консультацией по приобретению необходимого сварочного оборудования обращайтесь к нашим специалистам. От выбора подходящего аппарата сварки зависит, как быстро Вы сможете решить поставленные производственные задачи.

Диапазон сфер применения рассматриваемого оборудования включает в себя тяжелое машиностроение, судостроительную и автодорожную отрасли, станкостроение, строительство и прокладку коммуникаций — сварные технологии применяются повсеместно. Наряду с существующими методами, например, такими как автоматическая дуговая или контактная сварка постоянно развиваются новые виды для работы с передовыми материалами. Специалисты предметной области специализируются на проведении работ, и в создании технологий обычно участия не принимают. Несмотря на то, что по-прежнему шире распространена и более востребована горячая сварка (в отличии от лазерной или индуктивной), потребности передовых отраслей промышленности постоянно растут, и непрерывно ведется работа над созданием принципиально новых методов.

На рынке представлен широкий ассортимент устройств и инструментов для сварки различных металлов, при этом, достаточно сложно определиться с выбором. Существует оборудование компактное и габаритное, стационарное и мобильное, легкое и тяжелое, что заставляет отнестись к выбору ответственно и серьезно.

Для грамотного выбора сварочного оборудования следует ответить на следующие несколько вопросов. Для начала необходимо определиться с материалами, которые Вы собираетесь соединять сваркой, а также требуемый или желаемый тип сварного шва. Именно от этих характеристик и будет зависеть выбор способа сварки. После этого выбираем необходимое сварочное оборудование, исходя из требований к качеству шва. Кроме того, следует учесть, насколько интенсивно сварочное оборудование будет использоваться. Каждая представленная модель может обеспечивать различное время непрерывного процесса сварки (то есть, горения дуги при протекании тока). Желаемая или необходимая для различного рода работ продолжительность нагрузки может существенно отличаться. Выбирать сварочное оборудование следует только после того, как внимательно рассчитана будущая нагрузка. Далее уже не составит труда по существующим таблицам определиться с окончательным выбором.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПАЙКИ МЕТАЛЛОВ

Оборудование для пайки электросопротив­лением. Это группа оборудования наиболее разнообразна и доминирует в практическом использовании. Основной принцип, заложен­ный в оборудовании, состоит в том, что элек­трическая энергия превращается в тепловую за счет падения напряжения в основном на уча­стке цепи с высоким сопротивлением. Обору­дование для нагрева током широко применя­ется в серийном производстве, как правило, мелких изделий. Этот способ может быть осу­ществлен как при прохождении тока перпен­дикулярно паяемому зазору, так и параллельно ему (рис. 2.2). Нагрев паяемых деталей током, проходящим поперек зазора, .происходит, главным образом, вследствие возникновения переходного электросопротивления на границе паяемых деталей и припоя и может быть более неравномерным и труднорегулируемым. Для такого нагрева наиболее пригоден ток малого напряжения и большой силы, получаемый, на­пример, от сварочных трансформаторов элек — троконтактных машин.

Переходное электросопротивление при одинаковых силе тока и времени нагрева зави­сит от площади и плотности прилегания элек­троконтактов, а следовательно, от давления на детали. После расплавления припоя пере­ходное электросопротивление резко снижает­ся, и дальнейший нагрев происходит за счет электросопротивления материала деталей и жидкого припоя.

Если электрический ток течет параллель­но паяльному зазору и металл соединяемых деталей нагревается только теплотой от нагре­того электрода, то создаются наиболее ста­бильные условия для пайки. При этом давле­ние на паяемые детали не оказывает особого влияния на их нагрев. При такой разновидно­сти пайки электросопротивлением можно ис­пользовать переменный ток небольшого на-

а, б — ток проходит через место соединения деталей;
в — ток проходит через одну деталь; г — ток прохо-
дит через нагреватель

пряжения (2,4.. Л О В). Плотность тока при этом зависит от площади поперечного сече­ния нагреваемой детали: с увеличением пло­щади поперечного сечения плотность тока снижается.

Пайку на контактных сварочных маши­нах, когда вследствие высокой скорости нагре­ва припой, зажатый между паяемыми поверх­ностями, не успевает окислиться, можно про­водить без использования флюса. В массовом производстве паяных изделий машины для контактной точечной сварки комплектуются специальными электродами для пайки элек­тросопротивлением. В зависимости от свойств паяемых материалов и размеров соединяемых элементов подбирают соответствующие элек­троды. Наибольшее распространение получили угольные электроды марок ЭГ-2, ЭГ-8, а также электроды из вольфрама и жаростойких спла­вов.

Пайка электросопротивлением с помощью клещей применяется в монтажных условиях, а также при невозможности перемещения изде­лия к стационарному нагревательному обору­дованию и в случае необходимости соедине­ния элементов в труднодоступных местах. На­пример, клещи типа УП-8001-Т предназначе­ны для пайки высокотемпературными припоя­ми наконечников к стержням обмоток турбо­генераторов электроконтактным нагревом. Клещи имеют графитовые электроды разме­ром 52 х 40 х 15 мм, которые закреплены в медных электрододержателях, самоустанавли- вающихся по поверхности паяемых деталей. Перемещаются электроды пневмоприводом. Ниже приведены технические данные установ­

Пределы регулирования вторичного

Вылет электродов клещей, мм…………………….. 180

Максимальное расстояние между

Размер графитовых электродов, мм 52x40x15

Ход электродов, мм……………………………………. 15

Максимальное усилие сжатия, Н. . . . 3000

Габаритные размеры клещей,

Габаритные размеры установки,

Масса установки, кг………………………………… 1200

Для массового производства изделий ис­пользуют специальные установки для пайки электросопротивлением. Так, установка типа УП-501-Т предназначена для пайки высоко­температурными припоями коллекторных пе­тушков, а также медных полос сечением менее 100 мм2 внахлестку. Пайка осуществляется электроконтактным нагревом графитовыми электродами. Техническая характеристика ус­тановки УП-501-Т приведена ниже.

Первичное напряжение, В…………………………. 400

Номинальная сила вторичного тока, А 1600

Вторичное напряжение, В………………….. 4,2. .5,1

Усилие сжатия электродов, Н…………….. 100…400

Расход охлаждающей воды, м3/ч……………….. 0,15

Установки для нагрева в электролите. Пай­ка в электролитах основана на явлении нагре­ва катода, погруженного в электролит, при прохождении через него электрического тока. При этом происходит электролиз водного рас­твора с выделением водорода на катоде. При достижении оптимального напряжения и тем­пературы катода между ним и окружающим тонким слоем водорода и газов устанавливает­ся стационарный электрический режим. Слой газов начинает светиться. Ионы водорода бом­бардируют катод (паяемое изделие), их кине­тическая энергия вызывает сильный его на­грев. Режим нагрева в электролитах зависит от их состава и температуры, напряжения и плотности тока и времени нагрева.

В качестве электролитов используют вод­ные растворы солей, кислот и щелочей (Na2C03, Na2S04, NaOH, КОН, НС1 и др ). В качестве электролита используют, например,

10.. . 15%-ные водные растворы Na2C03 при температуре 50…70°С, обеспечивающие ста- бидцный процесс нагрева катода и не вызы­вающие коррозии нагреваемых стальных дета­лей.

Щя. нагрева детали (катода) в электролите плотность тока на ее поверхности должна быть больше, ‘чем на поверхности анода. Следова­тельно’, площадь поверхности нагреваемой де­тали должна быть несколько меньше площади поверхности анода. В электролитах могут на­греваться твердые проводники: сталь, чугун,
латунь, алюминий, графит и др. На условия нагрева металлов в электролитах влияет их те­плопроводность и не влияют магнитные и электрические свойства. Для нагрева стали, алюминия и латуни необходимо достаточно большое напряжение и плотность постоянно­го тока, т. е. большая мощность генераторов. Так, для нагрева до температуры 800°С стально­го цилиндра с площадью поверхности 100 см2 необходим генератор постоянного тока мощ­ностью 400 кВ-А при напряжении 380 В и массе 400 кг.

При нагреве в электролите плотность тока распределяется неравномерно, особенно при наличии в детали острых кромок и высту­пающих частей, которые перегреваются и даже оплавляются. Для устранения этого высту­пающие части детали экранируют. Экран изго­тавливают из огнестойкого и электроизоли­рующего материала, например, из огнеупорно­го кирпича. При этом экран может находить­ся на расстоянии 2…3 мм от поверхности изде­лия. Пайка в электролите имеет ряд преиму­ществ: позволяет соединять разнородные мате­риалы, осуществляется без флюса, легко меха­низируется, обеспечивает высокую производи­тельность процесса, хорошее качество изде­лий.

Оборудование с пропуском тока через из­делие очень эффективно, но его использова­ние ограничено изделиями простой формы ввиду необходимости равномерного распреде­ления температуры по изделию. Доминирует оборудование, основанное на использовании теплоты специального нагревателя, которая передается изделию излучением, конвекцией или теплопередачей в твердом теле.

Печи. Нагрев в печи имеет ряд преиму­ществ [5, 7, 8J: равномерность нагрева и воз­можность точного контроля и регулирования температуры; сравнительную легкость механи­зации и автоматизации процесса; высокую экономичность при условии непрерывной ра­боты. Экономические и технологические пре­имущества нагрева в печах особенно очевид­ны при массовой пайке мелких изделий (причем в ряде случаев пайка совмещена с термообработкой), при пайке изделий с боль­шим числом труднодоступных соединений, например, разного рода теплообменников и изделий сложной формы, требующих равно­мерного нагрева.

В настоящее время для пайки применяют электрические и газопламенные печи, причем явно доминируют электрические печи самых разнообразных конструкций и назначений: ка­мерные, шахтные, карусельные, с шагающим или выдвижным подом и т. д. По способу пре­образования электрической энергии в тепло­вую различают электрические печи сопротив­ления и индукционные [11]. В печах сопротив­ления, которые наиболее часто используются в промышленности, нагрев паяемого изделия осуществляется, главным образом, за счет ра­диационного нагрева.

Максимальная температура нагрева печи зависит в основном от типа используемых на­гревателей. Так, металлические нагреватель­ные элементы из жаропрочных и жаростойких сплавов позволяют поддерживать в печи тем­пературу ниже 1100°С, некоторые специальные сплавы обеспечивают нагрев до 1200°С. Суще­ственно повысить температуру нагрева при этом не удается даже при применении защит­ной атмосферы, так как температура плавле­ния этих сплавов недостаточно высока. При­менение силитовых и карборундовых нагрева­телей позволяет повысить температуру нагре­ва до 1300°С. Нагрев до 1600…2500°С можно осуществить, применяя нагреватели из туго­плавких металлов (молибдена и вольфрама) или графита. Однако использование этих ма­териалов возможно только в вакууме или инертной среде, так как при нагреве на возду­хе они быстро окисляются и разрушаются.

Высокотемпературные нагреватели из ди — силицида молибдена осуществляют нагрев на воздухе до температуры 1600°С. Нагреватель, представляющий собой молибденовый стер­жень, покрытый слоем дисилицида бора и жа­ростойкой эмали, выдерживает на воздухе тем­пературу 1900°С в течение 15 ч.

На практике применяют печи с восстано­вительной, нейтральной и разреженной атмо­сферой. При выборе восстановительной сре­ды необходимо иметь в виду следующее: ак­тивность среды, т. е. способность восстанавли­вать оксиды, определяется концентрацией га­за-восстановителя (главным образом водорода) и влаги; активность газовой среды должна быть тем больше, чем химически прочнее ок­сид, покрывающий основной металл и при­пой; взрывоопасность среды возрастает с уве­личением содержания в ней водорода. Наи­большей взрывоопасностью обладает чистый водород, значительно менее опасен диссоции­рованный аммиак и, наконец, практически безопасен продукт частичного сжигания дис­социированного аммиака; чистый водород, особенно очищенный и осушенный, имеет значительно большую стоимость, чем другие газовые среды; в случаях, когда применение газовой среды достаточно высокой активно­сти невозможно или нецелесообразно для дан­ного паяемого металла и припоя, можно соче­тать газовую среду с применением флюса.

Водородные печи (в частности, конвейер­ные) широко применяют в радиотехнической, электронной и электротехнической промыш­ленности. В других отраслях шире используют специальные печи для пайки в атмосфере дис­социированного аммиака, например, малоуг­леродистой стали медью. Такие печи часто снабжают конвейером для непрерывного или периодического перемещения паяемых дета­лей.

Создание разрежения и применение аргона при пайке позволяют снизить парциальное давление кислорода и других активных газов и практически полностью избежать окисле­ния основного металла и припоя, а в ряде

случаев вызвать разрушение имеющихся окси­дов. При пайке в вакууме высокотемператур­ными припоями этому способствует испарение многих оксидов и основного металла.

Вакуумные печи обеспечивают стабиль­ные условия для пайки различных материа­лов. Они имеют водоохлаждаемую герме­тичную камеру (с «холодными стенками»), вос­принимающую внешнее давление при созда­нии внутри печи разрежения и во многих случаях внутреннее избыточное давление при впуске в печь инертного газа. Вакуумная каме­ра может сочетаться с различными системами откачки воздуха, в которые могут входить диффузионные, адсорбционные или турбомо — лекулярные насосы (табл. 2.1). Промышлен­ные печи обычно имеют остаточное давление 1 • 1(Г2…1 • 1 ЭНЦИКЛОПЕДИЯ В СОРОКА ТОМАХ | admin | 22.04.2016

Возможности MIG-пайки

Аппарат для импульсно-дуговой сварки PU 300 K.

Аппарат для импульсно-дуговой сварки PU 400 DW.

Паяное соединение внахлест: вид шва с лицевой стороны.

Паяное соединение внахлест: вид шва с обратной стороны.

Известно, что значительная часть свариваемых конструкций и изделий требуют защиты от коррозии. Чаще всего их поверхности защищают нанесением цинксодержащих покрытий, поскольку цинк обладает высокой коррозионной стойкостью и является достаточно дешевым металлом. Однако при сварке возникает ряд проблем, которые приводят к ухудшению механических свойств и внешнего вида шва, а самое плохое — к разрушению антикоррозионного слоя. В большинстве случаев решением проблемы качества соединений будет применение вместо сварки MIG-пайки (MIG — metal inert gas). Данная технология уже нашла применение в таких областях, как: автомобилестроение и автосервис, монтаж систем вентиляции, кондиционирования и охлаждения, производство легких металлоконструкций, кровли и элементов фасадов, дымоходов, корпусов электрооборудования.

В процессе традиционной сварки происходит испарение и выгорание цинка, в силу разницы физических свойств основного металла и металла покрытия (температура плавления цинка 420° C, температура кипения цинка 907° C, а стали — соответственно 1450-1520° C и 2700° C). Образующиеся в сварочной ванне пары и оксиды цинка приводят к появлению пор, шлаковых включений, трещин и крайне нестабильному горению электрической дуги. Защитный слой гальванического покрытия в месте сварного соединения разрушается, поэтому в большинстве случаев после сварки необходимы дополнительные затраты на повторную антикоррозионную обработку участков поверхностей в зоне сварных швов.

Предлагаемый способ соединения MIG-пайкой технологически повторяет процесс полуавтоматической электродуговой сварки плавящимся электродом в среде инертного защитного газа, отличаясь от сварки лишь тем, что при его использовании основной металл не расплавляется. MIG-пайка может выполняться с помощью сварочных аппаратов для импульсно-дуговой сварки. Возможность программирования наложения электрических импульсов на основной сварочный импульс в этих аппаратах позволяет управлять процессом переноса электродного металла в ванну расплавленного припоя, а также осуществлять дозированное вложение тепла, позволяющее не перегревать металл, учитывая температуру кипения цинка и дополнительную термическую деформацию.

Образующееся паяное соединение обладает более высокой, по сравнению со сварной низкоуглеродистой сталью, механической прочностью, которая примерно равна прочности латуни. Нельзя не упомянуть и о степени термической деформации деталей в процессе пайки, которая значительно ниже, чем при сварке, и поэтому на готовом изделии менее заметно коробление.

И наконец, в отличие от традиционной сварки, MIG-пайка, в большинстве случаев, позволяет получить шов, не поддающийся коррозии. В качестве защитного газа для MIG-пайки чаще всего используется аргон, а в качестве припоя (присадочного материала) применяются проволоки, близкие по химическому составу сварочной проволоке для сварки меди и ее сплавов, с температурой плавления от 800 до 1000° C. При такой температуре в сварочной ванне основной металл — сталь — не расплавляется, а цинк покрытия, незначительно расплавляясь и подмешиваясь в ванну, после кристаллизации образует на поверхности соединение, близкое по химическому составу к латуни и, следовательно, обладающее свойством защищать сталь от коррозии. Таким образом, дополнительная антикоррозионная обработка мест соединения после MIG-пайки не требуется. Кроме оцинкованной листовой стали, технология MIG-пайки позволяет также соединять черную и нержавеющую листовую сталь, а также их комбинации.

MIG-пайку можно осуществить с помощью синергетических сварочных аппаратов компании Merkle для импульсно-дуговой сварки — PU 300 K и PU 400 K, в которых реализован программируемый процесс MIG-пайки. В 2002 г. немецкие специалисты снабдили такой функцией и синергетический полуавтомат М 211 К.