Справочник по пайке

комплектуют электрооборудованием, обеспе­ чивающим плавное выведение на рабочий ре­ жим. Автоматическое регулирование темпера­ туры каждой зоны печи производится при по­ мощи термопар и системы терморегулирова­ ния. Имеющиеся в производстве печи требует­ ся реконструировать на основе применения современных систем контроля и программного регулирования.

Наряду с электропечами непрерывного действия для пайки изделий широко используют муфельные, камерные, колпаковые, элеваторные и в некоторых случаях шахтные печи [2].

Колпаковые печи выпускают с одним или двумя рабочими колпаками, состоящими из следующих основных узлов: рабочей каме­ ры, стола загрузки, механизма перемещения колпака и пульта управления.

Более высокой производительности процес­ сов пайки достигают при использовании двухколпаковой электропечи с поочередным энерго­ силовым обслуживанием рабочих камер и при подготовке камер установки к процессу пайки очередной садки, например печи СКБ-7001А с программным управлением (табл. 5).

Печь СКБ-7001А снабжена электромеха­ ническим приводом перемещения колпаков, системой автоматического регулирования ре­ жимами пайки по заданной программе и про­ граммным регулирующим устройством. Пита­ ние печи осуществляется через силовой пони­ жающий трансформатор ТСУ-50/0,5А, снабже­ ние контролируемой средой - автоматическое. Технические данные некоторых колпаковых и элеваторных электропечей для пайки приведе­ ны в табл. 6, 7.

5. Технические характеристики колпаковой электропечи СКБ-7001А

Для пайки изделий в водородной среде ВНИИЭТО разработал модификацию элева­ торной электропечи СКБ-7018М (рис. 5), более производительную по сравнению с электропе­ чью СКБ-7018; обе печи производительнее по сравнению с СКБ-7001 А.

Электропечь СКБ-7018М (рис. 5) состоит из нагревательной камеры 1 и механизма подъ­ ема днища 3. Камера представляет собой цилин­ дрический стальной водоохлаждаемый корпус, установленный на колоннах 2. Нагреватель трехфазный, из вольфрамовых прутков, равно­ мерно расположенных вокруг рабочего простран­ ства. Теплоизоляция осуществляется набором молибденовых экранов между корпусом и нагре­ вателем. Нагреватели питаются от сети 380 В через автотрансформатор РТТМ-250/05 и трансформаторы ТПТ-160/150ВК.

ВидА

Рис. 5. Электропечь сопротивления СКБ-7018М

Изделия устанавливают на подставку из вольфрамовых и молибденовых штабиков.

Днище камеры с подставкой перемещается вертикально электромеханическим приводом. В корпусе камеры имеется глазок для наблю­ дения и контроля за температурой оптическим пирометром. На колоннах электропечи распо­ ложены панели управления системами водоохлаждения и газоподвода. Датчиком регулиро­ вания температуры служат вольфраморениевые термопары [2].

Системы блокировок, сигнализация и пре­ дохранительное устройство обеспечивают без­ аварийную работу систем и механизмов элек­ тропечи в ручном и автоматическом режимах.

Для пайки крупногабаритных изделий в контролируемой среде применяют шахтные электропечи (табл. 8) со специальными контей­ нерами, в которые подается газовая среда (2].

Печи разработки «НПЦ ЭТО-ЭСКА- ТЕРМ». Обновленные электропечи шахтные СШЗ-10.20/10, СШЗ-25.20/7 и другие предна­ значены для пайки, отжига цветных металлов, закалки, нормализации углеродистых и низко­ легированных сталей (табл. 9, рис. 6).

Электропечи типа СНО (табл. 10) по тре­ бованию заказчика укомплектовываются загру­ зочными тележками, которые позволяют меха­ низировать загрузку и выгрузку контейнеров. Нагревательная камера представляет собой

9. Технические характеристики печи СШЗ-10.20/10

металлический корпус, зафутсрованный огне­ упорным и теплоизоляционным материалами. В электропечи исполнения М2 корпус выпол­ нен повышенной герметичности [2]. В качестве огнеупорного материала использованы полно­ весный корунд марки КО и высокоглиноземи­ стый легковесный шамот ВГЛ-1,3; теплоизоля­ ция выполнена из ультралегковесного шамота марки ШЛ-0,4. На боковых стенках футеровки имеются ниши, в которых устанавливают U-образные нагреватели. В рабочем простран­ стве размещены 20 нагревательных элементов из дисилицида молибдена ДМ-400/400. Сверху нагревательная камера закрыта или защитным кожухом (исполнение Ml) с жалюзи для луч­ шей циркуляции воздуха, или двумя водоохла­ ждаемыми крышками (исполнение М2). Для определения температуры по длине рабочего пространства в камере установлены три термо­ пары [2].

В шкафу с силовым электрооборудовани­ ем размещены печной трансформатор ТПО40/20/40ПК, автомат-пускатель, трансформатор тока, тиристорный регулятор напряжения РНТО-250-330, а также системы водо- и газоподвода. В шкафу управления установлены приборы термоконтроля и автоматики, систе­ мы блокировки и сигнализации.

Регулирование температуры производит­ ся автоматически двумя способами: с помощью программатора ПРУ, электронного потенцио­ метра КСП1 и регулятора РУ или с помощью только электронного потенциометра КСП1 и регулятора РУ Выбор режима регулирования определяется конкретной технологией. У су­ ществующих на производстве печей необходи­ ма реорганизация систем контроля и регулиро­ вания [1].

Изготовляют камерные электропечи уни­ фицированных серий СНО и СНЗ с металличе­ скими нагревательными элементами и номи­ нальной температурой до 1000 1200 °С для широкой номенклатуры изделий, паяемых в воздушной и контролируемой средах. Элек­ тропечи исполнения Ml укомплектованы по­ нижающими трансформаторами для питания нагревательных элементов. Их рекомендуют при режиме работы в три смены, так как нагре­ вательные элементы в них большого сечения, вследствие чего печи в эксплуатации более надежны.

Электропечи СНО и СНЗ исполнения И2 (в табл. 10 не представлены) лучше применять при одно- и двухсменной работе. Они занима­ ют меньшую площадь, так как питаются непо­ средственно от сети. Эти печи не могут рабо­ тать с применением контролируемых сред, срок службы их нагревателей меньше, чем в печах исполнения Ml. Конструкции двух более крупных типоразмеров электропечей исполне­ ний Ml и И2 с размерами пода 600 х 1200 мм и 800 х 1600 мм предусматривают механизацию загрузочно-разгрузочных операций [2].

Изготовители камерных электропечей - Бийский завод «Электропечь» и Чадырлунгский завод «ЭТО».

Некоторые технические данные по новым камерным печам разработки НПЦ «ЭТО-ЭСКА- ТЕРМ» (Москва, факс (095) 278-94-19) приве­ дены в табл. 11. Электропечи состоят из герме­ тично сваренного металлического кожуха, фу­ терованного огнеупорными и теплоизоляцион­ ными материалами; зигзагообразные нагрева­ тели получают питание от сети переменного тока через понижающие трансформаторы. За­ грузочный проем печи перекрывается футеро­ ванной дверцей, которая поднимается и опус­ кается с помощью электромеханического при­ вода (СНЗ/СНО-6.12.4/10; СНЗ/СНО-8.16.5/10), а также вручную (СНЗ/СНО-3.6.2/10 и СНЗ/СНО-4.8.2,5/10).

В электропечах типа СНЗ предусмотрена пламенная завеса, автоматически перекры­ вающая загрузочный проем во время открыва­ ния дверцы. Горючий газ должен подаваться в инжекционный смеситель от сети под давлени­ ем не ниже 4000 5000 Па.

После загрузки изделий дверца закрыва­ ется (пламенная завеса гаснет). По окончании нагрева дверца открывается (загорается пла­ менная завеса), изделия выгружаются и элек­ тропечь загружается новой садкой. Для безо­ пасности при загрузке и выгрузке предусмот­ рена блокировка, отключающая питание нагре­ вателей во время открывания дверцы.

При использовании в электропечи взры­ воопасной атмосферы предусмотрена блоки­ ровка, включающая звуковую сигнализацию при падении температуры ниже 750 °С. Регу­ лирование температуры в электропечи двухпо­ зиционное, автоматическими самопишущими потенциометрами.

Для периодической проверки рабочей температуры предусмотрено отверстие для термоэлектрического преобразователя. Это

ПЕЧИ

отверстие может быть использовано для отбора газа на анализ. Электропечи не требуют специ­ ального фундамента и могут быть установлены непосредственно на полу цеха.

Камерные электропечи сопротивления СНЗ-11.22.7/12-БЗ и СНЗ-11.22.7/12-Б4 (табл. 12) укомплектованы специальным загрузочным устройством. В приведенных в табл. 12 элек­ тропечах обеспечивается повышенная стой­ кость контейнеров благодаря наличию в рабо­ чем объеме защитной среды эндогаза. В кон­ тейнерах могут размещаться не только малога­ баритные изделия, но и изделия длиной до 1100 мм. Нагреватели, выполненные из сплава Х27Ю5Т-Н (ГОСТ 10994-74), установлены на боковых стенках, в поду, на своде, а также на торцовой стенке и дверце рабочей камеры.

Для создания защитной среды печи ком­ плектуют газоприготовительными установка­ ми. Загрузочный проем печи перекрывается пламенной завесой, предотвращающей попада­ ние в печь воздуха при загрузке и выгрузке контейнеров. Подъем дверцы камеры нагрева и передвижение механизма загрузки осуществ­ ляются электроприводом. Электропечь имеет автоматическое и ручное управление.

Современными разработками «ВНИИЭТО» являются электропечи сопротивления с волокнистыми футеровочными материалами.

Электропечи с волокнистыми футеровоч­ ными материалами - новый этап развития печестроения; предназначены для нагрева изде­ лий в окислительной и защитной атмосферах и могут применяться во всех отраслях народного хозяйства, где требуется нагрев изделий до температуры 1000 °С (спецпечи могут эксплуа­ тироваться до 1150 °С).

Электропечи должны сохранять свои па­ раметры в пределах установленных норм в

процессе и после воздействия следующих ме­ ханических факторов внешней среды по группе условий Ml (ГОСТ 17516-90): вибрационные нагрузки с частотой не более 15 Гц, макси­ мальное ускорение 0,5g.

Условия эксплуатации печей СНЗ и СНО: высота над уровнем моря не более 1000 м; атмо­ сферное давление от 6300 до 8000 Па, темпера­ тура окружающего воздуха +1 35 °С; относи­ тельная влажность воздуха до 80 %. Макси­ мальный тепловой поток, выделяемый в цехо­ вое пространство работающей в режиме номи­ нальной температуры электропечью при Тем­ пературе окружающей среды 20 °С, приведен в табл. 13. В период перегрузки, происходящей в течение 5 мин при температуре рабочего про­ странства 1000 °С, дополнительно выделяется тепло. Норма параметра приведена в табл. 14.

Окружающая среда - невзрывоопасная с допускаемым содержанием газов, паров и пыли

вконцентрациях, не превышающих указанных

вГОСТ 12.1.005-88. Степень защиты электро­

печей 1Р20 - по ГОСТ 14254-96.

Электропечи типа СНО/СНЗ (табл. 15) представляют собой нагревательную камеру, состоящую из следующих основных составных частей: кожуха, футеровки, нагревателей, ме­ ханизма открывания дверцы, монтажа электри­ ческого. В конструкции электропечей типа СНЗ предусмотрен газоподвод контролируе­ мой атмосферы для подачи контролируемой атмосферы в печное пространство и газопод­ вод пламенной завесы для создания пламенной завесы перед загрузочным проемом при подъ­ еме заслонки. Особенностью электропечей является выполнение огнеупорного и тепло­ изоляционного слоев футеровки из волокни­ стых огнеупорных материалов.

ПЕЧИ

Нагреватели электропечей, расположен­ ные на боковых стенках и в поду, выполнены зигзагообразными для электропечей типа СНЗ и в виде спирали для электропечей типа СНО. Питание нагревателей в электропечах типа СНЗ осуществляется через понижающий трансформатор. Конструкция механизма от­ крывания дверцы обеспечивает открытие за­ грузочного проема и надежный прижим за­ слонки к кожуху электропечи.

Принцип действия пеней СНЗ. При дос­ тижении в рабочем пространстве электропечи заданной температуры нагреватели отключа­ ются, открывается заслонка. В электропечах СНЗ при этом автоматически открывается электромагнитный вентиль на газоподводе пламенной завесы.

Загорается пламенная завеса для предот­ вращения потерь тепла и выхода газа за преде­ лы рабочего пространства. Изделия загружа­ ются в электропечь, после этого закрывается заслонка (в электропечах СНЗ автоматически также закрывается электромагнитный вентиль, прекращается горение пламенной завесы). Включаются нагреватели, и происходит пайка деталей садки по технологическому режиму. По окончании процесса нагреватели отключа­ ются, заслонка открывается, садка выгружается из электропечи, цикл повторяется.

Система управления электропечами осу­ ществляется с помощью шкафов управления, выполненных на новой элементной базе с ис­ пользованием интегральных микросхем, бес­ контактных логических элементов; кроме того,

предусмотрена возможность использования микропроцессорных устройств.

При организации производства малосе­ рийных мелких паяных изделий и опытных конструкций рекомендуется использование нескольких групп лабораторных муфельных, камерных и шахтных печей разработки и про­ изводства фирмы «ТЕХНОТЕРМ» при АОЗТ ИЭЦ ВНИИЭТО.

Электропечи фирмы «ТЕХНОТЕРМ» по потребительским качествам не уступают про­ дукции зарубежных фирм и сертифицированы Госстандартом.

Малогабаритные муфельные электропечи с полезным объемом от 3 до 10 л имеют рабо­ чую камеру, образованную керамическими муфелями с вмонтированными в них спираль­ ными проволочными нагревателями. Нагрев в печах на 3 и 6 л объема производится с трех сторон: боковые стенки и свод, а в электропе­ чах на 10 л - с четырех сторон: боковые стен­ ки, свод и под. Выпускаются две модификации: с нагревателями, полностью заделанными в керамику на температуру до 1050 °С, и с на­ гревателями, частично заделанными в керами­ ку на температуру до 1150 °С. Для программ­ ного регулирования температуры электропечей применен цифровой регулятор, позволяющий проводить режим пайки с высокой точностью. Для технологий флюсовой пайки конструкций, сопровождающихся выделением газов, выпус­ каются модификации печей с системой вытяж­ ки газов (напряжение 220 В) (табл. 16).

Плавильные электропечи для выплавки припоев из цветных металлов и пайки погруже­ нием в расплав флюса или припоя выпускаются в двух модификациях: для плавки алюминиевых припоев на температуру 1000 °С (тигель шамот­ но-графитовый ТГ-30 на 10 кг алюминия; не вынимается из печи, а раздача производится черпаком) и для плавки медных припоев на тем­ пературу 1200 °С (тигель шамотно-графитовый ТГ-50 на 50 кг сплава и вынимается из печи для его разливки) (табл. 20).

Камерные лабораторные высокотем­ пературные электропечи с полезным объе­ мом 12 л на рабочую температуру 1300 1600 °С обеспечивают возможность продолжи­ тельной работы при высоких температурах в воздушной среде. Печи этого типа позволяют

мин до номинальной температуры. Такие уни­ кальные качества достигнуты благодаря ис­ пользованию термостойких нагревателей ново­ го поколения из хромита лантана, а также вы­ сококачественной теплоизоляции из керамоволокнистого материала (табл. 21). Для удобства эксплуатации предусмотрена параллельно от­ водимая в сторону дверца и воздушное прину­ дительное охлаждение кожуха с двойной стен­ кой. Использование микропроцессорного регу­ лятора-программатора на 2, 8 или 20 участков, с тиристорным источником питания, позволяет

осуществлять технологические режимы пайки и термообработки с высокой точностью без присутствия оператора. Конструктивное ис­ полнение печей на температуры 1300, 1500 и 1600 °С однотипное; отличие заключается в использовании различной теплоизоляции.

Камерные электропечи с выдвижным подом и полезным объемом от 400 до 1000 л на рабочую температуру 1200 °С имеют ряд пре­ имуществ: 1) подина выкатывается из печи, и разгрузка-загрузка производится быстро; 2) полнее используется объем камеры; 3) мож­ но выкатывать подину при 500 °С (кратковре­ менно до 1000 °С), выполняя разгрузку и по­ грузку новой садки, что позволяет экономить время и электроэнергию. Производительность такой электропечи в 1,5-2,5 раза выше, а рас­ ход электроэнергии на 10 20 % меньше, чем у обыкновенной камерной электропечи равно­ го объема. Хорошая равномерность температу­ ры обеспечена по всему объему рабочей каме­ ры (табл. 22). Область применения электропе­ чей с выкатным подом достаточно широка, включая пайку в контейнерах с песочным за­ твором и т.п.

Нагреватели печей. Большое значение для безотказной работы электропечей имеет стойкость нагревательных элементов, особенно при высокотемпературной пайке, в специаль­ ных газофлюсовых средах. Прецизионные