Подготовка деталей к пайке, лужение

Перед пайкой поверхности деталей очищают от пыли, жира, краски, ржавчины, окалины и окисной пленки. В процессе зачистки получают шероховатую поверхность с целью увеличения смачивания основного металла.

Зачистку производят напильником, наждачной шкуркой, металлическими щетками (крацевание) и др.

Обезжиривание деталей перед пайкой производят в бензине или четыреххлористом углероде или подвергают травлению с последующей промывкой в воде и просушиванием в сушильном шкафу во избежание коррозии. Очищенные детали следует хранить в условиях, исключающих попадание на них жира и грязи и возникновение коррозии.

В большинстве случаев детали перед пайкой лудят, что облегчает последующую пайку.

Схема процесса лужения показана на рис. 1. Место пайки покрывают флюсом, затем при помощи паяльника наносится расплавленный припой. Температура деталей в зоне пайки поддерживается паяльником и должна быть на 50-100° С выше температуры плавления припоя. Если одна из поверхностей будет нагрета выше температуры плавления припоя, а вторая ниже, происходит нарушение процесса пайки, нагретую поверхность припой смачивает, а на второй он застывает и не затекает в зазоры.

Рис. 1 Схема лужения паяльником 1 - паяльник, 2 - припой, 3 - газообразный флюс, 4 - растворенный окисел, 5 - поверхностный слой окисла, 6 - флюс, 7 - зона сплавления припоя с основным металлом, 8 - основной металл

Рис. 2 Схема лужения вибрационным паяльником

Лужение производят также в ванночке с расплавленным припоем, при этом детали сначала погружают в сосуд с флюсом, а затем в расплавленный припой.

При пайке алюминия с помощью ультразвука лужение поверхностей производится или паяльниками, вибрирующими с ультразвуковой частотой, или в специальных ультразвуковых ванночках с расплавленным припоем.

Схема процесса лужения вибрационным паяльником показана на рис. 2. Для возбуждения продольных колебаний рабочего стержня У паяльника применяют магнитострикционные вибраторы , представляющие собой магнитопровод 9 с обмоткой возбуждения 10, питаемой переменным током от лампового генератора 11 при частоте от 20 до 25 кгц и создающей переменное электромагнитное поле.

Магнитопровод 9, соединенный с рабочим стержнем ультразвукового паяльника У, создает интенсивные колебания, способные вызвать кавитацию (нарушение сплошности) расплавленного припоя в зоне пайки. Нагрев рабочего стержня 1 паяльника осуществляется нагревательной обмоткой 5, питаемой переменным током от понижающего трансформатора 12. Применяются ультразвуковые паяльники и без нагревательного элемента. В этом случае нагрев детали, подлежащей лужению, до 260-300˚ С осуществляется от постороннего источника тепла - газовой горелки или электроплитки.

Лужение основного металла при помощи ультразвукового паяльника происходит в непосредственной близости от колеблющегося конца рабочего стержня 1 паяльника, который излучает знакопеременные волновые давления, вызывающие растяжение и сжатие частиц жидкого припоя 2. В местах наибольшей интенсивности облучения растяжения влекут за собой кавитацию жидкого припоя и между его частицами появляются разрывы, которые мгновенно заполняются воздухом или газом, имеющимися в припое, образуя мельчайшие (размером в несколько микрометров) пузырьки 3. За растяжением наступает сжатие частиц расплавленного припоя, и пузырьки немедленно после образования сжимаются, а затем захлопываются. Сжатие пузырьков вызывает повышение в них давления до сотен атмосфер, а их захлопывание сопровождается весьма большими ударными импульсами на окружающий их жидкий припой, а также на поверхность алюминиевых деталей, вызывая разрушение окисной пленки 4. Раздробленные частицы окисной пленки, обладающие меньшим удельным весом, всплывают на поверхность припоя, который беспрепятственно облуживает очищенную поверхность основного металла.

Таким образом, под действием кавитации происходит эрозия (разрушение) окисной пленки 4 под слоем расплавленного припоя 2, сплавление припоя с обнаженным основным металлом 5 и образование слоя 6 сплава припоя с основным металлом (полуды). На поверхности затвердевшего слоя припоя остается слой 7 шлака, который представляет собой частицы диспергированной (тонко измельченной) окиси алюминия. Постепенно перемещая паяльник, покрывают припоем всю поверхность соединения.

Рабочий стержень 1 паяльника, подвергающийся во время пайки воздействию эрозии, изготовляется из серебряно-никелевого сплава, обладающего высокой кавитационной стойкостью.

Форму или размеры конца рабочего стержня паяльника для выполнения конкретной операции изменяют путем замены рабочей части стержня специальным приспособлением, которое должно иметь строго определенные размеры для соблюдения резонансных характеристик системы.

Ультразвуковой метод лужения обеспечивает высокую производительность, повышает механическую прочность и коррози-ционную стойкость соединений.

↑ наверх