Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Жгуты и коммутационная аппаратура. Учебное пособие
.pdf
хорошее смачивание основного металла;
определенные для данного припоя температура плавления и тем-
пературный интервал кристаллизации.
Припои, имеющие температуру плавления до 350 °С, называются
мягкими, а припои, имеющие температуру плавления свыше 350 °С, –
твердыми.
В качестве мягких припоев применяют различные сплавы на основе
свинца и олова, содержание которых определяет свойства припоев.
Некоторые мягкие припои содержат присадки сурьмы, серебра, висмута и кадмия, придающие им специальные свойства. Серебро и сурьма повышают
температуры плавления и затвердевания, а висмут и кадмий понижают их.
Серебро препятствует снижению прочности припоя, но делает его хрупким
и ухудшает растекание его на меди. При пайке цинка или цинковых спла
-
вов сурьма, входящая в состав припоя (до 2,5 %), способствует образованию хрупких сурьмяно-цинковых соединений, поэтому в таких случаях
содержание сурьмы в припое не должно превышать 0,25 %.
При сборке радиоаппаратуры применяют следующие мягкие припои:
а) оловянно-свинцовые, б) малооловянистые, в) безоловянистые, г) легкоплавкие, д) трубчатые.
Оловянно-свинцовые припои (ПОС) представляют собой
сплавы
олова и свинца с присадкой 0,15...2,5 % сурьмы. Механическая прочность
припоев повышается с увеличением содержания олова. Прочность паяного
соединения не всегда соответствует прочности применяемого припоя, так
как при малых зазорах шов заполняется не припоем, а сплавом припоя с
основным металлом, который, естественно, обладает иными механическими свойствами. При нормальной температуре механическая прочность
паяных соединений, выполненных встык, выше, чем паяных соединений, выполненных внахлест.
Механические свойства оловянно-свинцовых припоев с повышением
или понижением температуры ухудшаются. При низких температурах
(от -30 до -60 °С) наблюдается резкое уменьшение ударной вязкости этих
припоев, особенно при большом содержании олова. В указанном интервале температур в олове происходят различные
превращения, приводящие к
увеличению хрупкости. При повышении температуры до 100 °С уменьшение ударной вязкости происходит медленно, а после 100 °С – быстро.
Электропроводность оловянно-свинцовых припоев зависит от содержания олова и составляет 8...14 % от электропроводности чистой меди.
Электропроводность таких припоев обратно пропорциональна содержанию олова.
Коррозионная стойкость припоев в различных агрессивных средах
зависит от содержания олова. С увеличением его содержания коррозионная стойкость в кислотах повышается, а в щелочах – понижается.
11
Герметичность паяных соединений зависит от температурного интервала кристаллизации, который, в свою очередь, зависит от состава припоя. Припои с широким интервалом температуры кристаллизации способствуют получению пористых, негерметичных соединений, что связано с
медленным затвердеванием припоя. Применение припоя с небольшим температурным интервалом кристаллизации (например, 7 С у ПОС-61) приводит к уменьшени
торого точки плавления и затвердевания совпадают, затрудняет получение
гладких швов. В табл. 3.1 приводятся области применения оловянносвинцовых припоев.
Для пайки монтажных соединений в электро- и радиоприборах
наиболее широко применяются припои ПОС-30 и ПОС-40. Для пайки тонких монтажных и обмоточных проводов, деталей и узлов, не допускаю
нагрева свыше 200 °С, вакуумной пайки стеклянных и керамических проходных изоляторов, а также для ступенчатой пайки близко расположенных
деталей используется припой ПОС-61. Он обладает более низкой температурой плавления, небольшим температурным интервалом кристаллизации
и более высокой коррозионной стойкостью.
Малооловянистые и безоловянистые припои применяют с целью
уменьшения расхода олова. Малооловянистые припои, со
нец, олово и сурьму, лишь немногим уступают высокооловянистым припоям по прочности, но являются более хрупкими. Безоловянистые припои
очень вязкие, но имеют более высокую температуру плавления, что
усложняет процесс пайки.
Основным недостатком малооловянистых и безоловянистых припоев
является широкий температурный интервал кристаллизации, достигающий
иногда 100 °С и резко увели
ния соединения, в течение которого спаиваемые детали должны быть неподвижны.
Вместо припоев, содержащих 40...50 % олова и применяемых для
пайки монтажных соединений, рекомендуется использовать припой с присадкой серебра следующего состава, %:
ю продолжительности пайки, а применение припоя, у ко-
щих
держащие сви-
чивающий время, необходимое для охлажде-
Олово 19,5...20,5
Серебро 1,35...2,5
Сурьма 1,25...1,75
Висмут не более 0,75
Свинец остальное
Этот припой обладает большей прочностью при растяж
нению с припоями, содержащими 40...50 % олова, но имеет более высокую
(на 30...35 °С) температуру плавления, что требует увеличения мощности
паяльников почти вдвое. Он позволяет производить пайку нелуженой
12
ении по срав-
и луженой меди с использованием канифолевого флюса, а остальных деталей – кислотных флюсов. Такой припой может применяться для выполнения большинства монтажных соединений, однако он не пригоден для пайки кожухов конденсаторов, трансформаторов и других герметичных деталей, так как способствует образованию пористости шва.
Следует отметить, что уменьшение содержания олова
в припоях не
всегда экономически целесообразно, так как в ряде случаев это приводит к
усложнению пайки и повышению расхода припоев.
Таблица 3.1
Области применения оловянно-свинцовых припоев
Припой Температура, °С Область применения
плавле-
пайки
ния
ПОС-18 277 340 Для пайки стали, оцинкованного железа,
меди, латуни, свинца, а также для лужения
перед пайкой
ПОС-30 256 320 Для пайки стали, меди, латуни, белой жести,
медных проводов, деталей приборов и радиоаппаратуры, а также для предварительной пайки соединений перед повторной пайкой более
легкоплавким припоем
ПОС-40 235 290 Для пайки ответственных деталей из стали,
латуни, а также для пайки монтажных соеди-
нений проводов с лепестками
ПОС-50 218 250 То же
ПОС-61 190 240 Для пайки деталей из стали, меди, латуни,
бронзы, не допускающих высокого нагрева;
для пайки монтажных и обмоточных проводов
диаметром 0,05…0,08 мм, резисторов, конден-
саторов, монтажных проводов с хлорвинило-
вой изоляцией; для вторичных ступенчатых
паек, производимых рядом с пайками, выпол-
ненными тугоплавкими припоями; для пайки
герметичных швов (например, изоляторов),
а также для пайки специального назначения,
когда требуется обеспечение повышенных
электропроводности и механической прочно-
сти
ПОС-90 222 280 Для пайки деталей и узлов, подвергающихся
в дальнейшем гальваническому покрытию
(серебрению, золочению)
13
Легкоплавкие припои (сплавы олова, свинца, висмута и кадмия)
применяются в тех случаях, когда пайка выполняется при пониженной
температуре из-за опасности перегрева деталей, а также при ступенчатой
(вторичной) пайке. При затвердевании эти припои дают незначительную
усадку, а некоторые (например, сплав Вуда) даже несколько расширяются.
Механическая прочность легкоплавких припоев незначительна
(
например, висмутовые припои очень хрупкие). Предварительное лужение
оловянно-свинцовым или висмутовым легкоплавким припоем способствует некоторому повышению прочности соединения. Состав и температура
плавления легкоплавких припоев приведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2
Состав и температура плавления легкоплавких припоев
Припой Химический состав, %
Sn Pb Bi Cd
Температура
плавления, °С
ГЮСК-50 50 32 – 18 145
ПОСВ-33 33,4 33,3 33,3 – 130
ПОК-56 56 – – 44 184
Сплав Розе 25 25 50 – 94
Сплав Арсе 9,6 45,1 45,3 – 79
Сплав Липовица 13,33 26,67 50 10 70
Сплав Вуда 12,5 25 50 12,5 60,5
Трубчатые припои. Для пайки соединений при монтаже радиоаппаратуры широко применяется так называемый трубчатый припой, представляющий собой пустотелую трубку небольшого диаметра, изготовленную
из оловянно-свинцового сплава и заполненную канифолевым флюсом.
Основными преимуществами трубчатых припоев являются:
возможность наложения припоя и флюса на место пайки за один
прием;
улучшение качества
пайки;
резкое увеличение производительности труда на монтажных опе-
рациях, а также облегчение пайки в труднодоступных местах;
существенное уменьшение потерь припоя и флюса, которые при
работе кусковым или проволочным припоем и отдельно флюсом весьма
значительны (около 20 % припоя и 50 % флюса);
обеспечение подачи к месту пайки надлежащего количества
флюса, дозировка
которого определяется конструкцией и типом припоя;
возможность плавления припоя в момент, когда флюс уже подо-
грет и находится в более активном состоянии;
исключение возможности случайного загрязнения флюса.
14
На рис. 3.1, а изображена простейшая конструкция трубчатого припоя, представляющая собой трубку с круглой сердцевиной из флюса, расположенной в центре. Недостатками такой конструкции являются перерывы в подаче флюса при наличии пустот в припое, а также преждевременное вытекание и испарение флюса во время расплавления довольно толстых стенок
трубки, что приводит к уменьшению подачи флюса к месту
пайки и, следовательно, к понижению ее качества.
Вероятность перерывов в подаче флюса уменьшается при более
сложной форме сердцевины. На рис. 3.1, б показаны трубчатые припои с
фасонными сердцевинами, а на рис. 3.1, в – с пятью каналами, заполненными флюсом. Эти припои имеют более тонкие
стенки, в результате чего
обеспечивается быстрое плавление припоя и, следовательно, быстрое
освобождение флюса и подача его к месту пайки в наиболее активном состоянии.
а) б) в)
Рис. 3.1. Трубчатые припои
Большое значение имеет дозировка флюса (независимо от формы
сердцевины). При изготовлении трубчатого припоя соотношение количества флюса и припоя
тщательно контролируется. Для электромонтажных
паек применяют трубчатые припои, в которых сердцевина из флюса составляет 2...3 % от общей массы припоя. Правильно спроектированный
трубчатый припой и тщательная подготовка деталей к пайке являются
надежной гарантией высокого качества пайки монтажных соединений.
Диаметр трубчатого припоя определяется характером соединений.
Применение меньших диаметров во многих случаях способствует
экономии припоя. Размеры наружных диаметров трубчатых припоев составляют: 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5 мм, а внутренних – соответственно, вдвое меньше.
По наружному диаметру допускается отклонение ±3 %.
Для успешного осуществления пайки и получения качественного соединения применяются активные вещества – флюсы. По своему состоянию
они могут быть твердыми (канифоль чистая), мягкими (различные пасты
на основе канифоли) и жидкими
(составы кислот или спиртовые флюсы на
основе разведенной канифоли).
Флюсы должны обеспечивать своевременное и полное растворение
оксидов основного металла, равномерное покрытие поверхности металла
15
у места пайки и предохранение его от окисления в продолжение всего процесса пайки.
При электромонтажной пайке РЭА в основном применяют флюс
ФКСп (30...40%-й раствор канифоли в этиловом спирте).
3.2. Основные требования, предъявляемые к флюсам
Для успешного проведения процесса пайки и получения соединения
высокого качества флюсы должны удовлетворять следующим требованиям:
1)
Температура плавления флюса должна быть ниже температуры
плавления припоя.
2) Флюс должен быть жидким и достаточно подвижным при темпе-
ратуре пайки, легко и равномерно растекаться по основному металлу, хорошо проникать в зазоры; кроме того, он не должен быть слишком тягучим
и «уходить» от места пайки.
3) Флюс должен способствовать
своевременному и полному раство-
рению окислов основного металла к моменту вывода расплавленного припоя.
4) Флюс не должен образовывать соединений с основным металлом
и припоем, а также поглощаться ими, так как в противном случае понижаются прочность и коррозионная стойкость соединения, нарушается его
герметичность.
5) Флюс должен равномерным слоем покрывать поверхность ос
-
новного металла у места пайки, предохраняя его от окисления в процессе
пайки. Однако адгезия флюса с основным металлом должна быть слабее,
чем адгезия припоя.
6) Остаток флюса и продукты его разложения должны выступать на
поверхность припоя, как только последний схватится с основным металлом. Они должны также легко удаляться с
поверхности основного металла
и паяного соединения после выполнения пайки.
7) Флюс и продукты его разложения при выполнении пайки не
должны выделять удушливых, неприятных или вредных для здоровья
людей газов.
В связи с тем, что промывка монтажных соединений, обеспечивающая полное удаление остатков флюса, как правило, невозможна, к флюсам,
применяемым при пайке
монтажных соединений в ответственных электро-
приборах, предъявляются дополнительные требования:
1) Остаток флюса не должен вызывать коррозию спаиваемых дета-
лей.
2) Выделяемые при пайке дымы не должны наносить вред окружа-
ющим деталям в случае осаждения на их поверхность.
3) Остаток флюса должен иметь высокое сопротивление электриче-
скому току, то есть быть
хорошим изолятором.
16
4) Остаток флюса должен быть твердым во избежание образования
на поверхности соединения пыли и грязи, вызывающих утечку электрического тока.
5) Остаток флюса должен быть негигроскопичным, так как в противном случае в условиях повышенной влажности он будет адсорбировать
воду, вызывая скопление электролита на поверхности соединений, что может привести
к утечке тока и коррозии.
Кислоты, содержащиеся во флюсах или в их компонентах, разлагаются при нагревании, в результате чего происходят травление поверхности
основного металла и превращение его окислов в металлические соли. Некоторые вещества, входящие в состав флюсов, при нагревании переходят в
газообразное состояние и воздействуют на окисную пленку еще
до того,
как жидкий флюс достигнет окисла. Жидкая и газообразная части флюса в
процессе пайки образуют защитную преграду, исключающую доступ воздуха к поверхности основного металла, а следовательно, и ее окисление
при температуре пайки 250...350 °С. Поэтому необходимо следить, чтобы
не происходило потерь флюса в результате испарения, разложения или согревания
до или во время нанесения расплавленного припоя на поверх-
ность основного металла.
Таким образом, флюсы растворяют окисные пленки и уменьшают
поверхностное натяжение расплавленного припоя на поверхность основного металла.
Приведенным выше требованиям наиболее полно соответствует канифоль, что и объясняет ее широкое применение в качестве флюса при
пайке монтажных соединений в
радиоаппаратуре.
4. ПОДГОТОВКА ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ К МОНТАЖУ
После резки монтажных проводов и кабелей производится заделка
их концов, заключающаяся в снятии изоляции и лужении освободившейся
части провода. Монтажные провода следует зачищать специальным инструментом или на специальном оборудовании, исключающем надрез жил или отдельных проволочек. Провода с изоляцией, содержащей стекловолокно,
зачищают в два
этапа:
снимают электрообжигом внешнюю
полиэтиленовую или поливинилхлоридную
изоляцию;
расплетают, скручивают и откусывают внутреннюю изоляцию (стекловолокно) на расстоянии не больше 1 мм от торца
Рис. 4.1. Заделка провода
со стеклоизоляцией:
1, 2 – внешняя и внут-
ренняя изоляции;
3 – жила
внешней изоляции жилы (рис. 4.1).
17
Запрещается использовать для снятия изоляции монтажный нож,
скальпель, кусачки.
В зависимости от материала изоляции проводов различают несколько способов заделки их концов.
Марки проводов, а также материалы изоляции и защитной оболочки
приведены в табл. 4.1.
Провода с фторопластовой изоляцией следует обжигать только непосредственно под вытяжной вентиляцией.
Монтажные провода
Таблица 4.1
Марка
Материалы изоляции
и защитной оболочки
МГВ
МГВЭ
Полихлорвиниловый
пластикат
МГВЛ
МГВЛЭ
МГВСЛ
МГВСЛЭ
МШВ
МГШВ
Пленочный и волок-
нистый триацетатный
МГШВЭ
МГШВЭВ
МГШВЛ Волокнистый; поли-
хлорвиниловая обо-
лочка и защитная
оплетка
МОГ
МГТЛ
МГТФЛ
Шелковая лакоткань
Лавсан
Фторопластовый 1000 -60...+20
МГТФЛЭ
ЛПЛ-2
МОГ
МЦСЛ
Хлопчатобумажная
пряжа
Шелк, капрон
Стекловолокно, лак
Максимальное
напряжение, В
Температура
эксплуатации, °С
500 -40...+70
380 -50...+60
1000 -60...+60
1000 -60...+60
При удалении изоляции электрообжигом с жил проводов, имеющих
внешнюю хлопчатобумажную или шелковую оплетку (БПВЛ, МГШДО и
др.), ее концы покрывают клеем АК-20 или БФ-4.
При удалении изоляции с жил проводов марки БПВЛ, имеющих
внешнюю хлопчатобумажную оплетку, заделка проводов производится с
помощью трубки (рис. 4.2). Изоляционная трубка ставится на клей или
подбирается строго
по диаметру провода.
18
Рис. 4.2. Закрепление
изоляции с помощью трубки:
1, 2 – внешняя и внутренняя
изоляции; 3 – трубка; 4 – жила
При заделке концов многожильных кабелей необходимо сначала
снять изоляцию со всех проводов кабеля, а жилы, имеющие окисленную
поверхность, зачистить. Затем многопроволочные жилы скручивают таким
образом, чтобы отдельные проволочки, составляющие жилу, не отставали
друг от друга. После снятия оксидной пленки и скрутки проволочек жилу
облуживают горячим способом, для чего погружают ее
в электрованну с
расплавленным припоем. Для облегчения последующей пайки жилы после
облуживания покрывают консервирующим флюсом (ФКСп). Места разделки обвязывают изоляционной лентой (в два – три слоя), поверх которой
накладывают нитяной бандаж из суровой нити. После обвязки бандаж покрывают клеем БФ-4.
В случае присоединения монтажных проводов к плоским лепесткам
жилу провода
вставляют в отверстие лепестка, как это показано на
рис. 4.3, а, и обжимают вокруг его верхней части, после чего образованное
соединение пропаивают припоем ПОС-61. Затем на монтажное соединение
надевают изоляционную трубку, которую перед монтажом устанавливают
на провод.
а) б)
Рис. 4.3. Присоединение монтажных проводов
к плоским лепесткам (а) и к контактам соединителей (б):
1 – изоляционная трубка; 2 – припой;
3 – плоский лепесток; 4 – контакты соединителя
19
В случае присоединения монтажных проводов к контактам соединителей жилу провода вводят в контакт и пропаивают его монтажное отверстие, как это показано на рис. 4.3, б. Очень часто при электрическом монтаже панелей или печатных плат применяют штыревые контакты. Для
2
крепления проводов сечением 0,3 мм
их обертывают один – два раза во-
круг штыревого контакта не менее чем на 3/4 оборота, после чего производят пайку.
При соединении провода с лепестковым наконечником жилу провода
припаивают к плоской части наконечника, а верхнюю часть наконечника
обжимают вокруг провода. Излишек жилы провода откусывают кусачками, затем на монтажное соединение надевают
изоляционную трубку, кото-
рую перед монтажом устанавливают на провода.
Провода к монтажным лепесткам, штыревым контактам, пистонам и
контактам соединителей должны быть подведены без натяжения, с небольшим запасом по длине.
На рис. 4.4, а изображено присоединение монтажных проводов к колодкам зажимов под винт, осуществляемое кольцами, а на рис. 4.4, б − с
помощью кабельного наконечника. В первом случае из зачищенных и
облуженных жил проводов делают кольца, диаметры которых больше
диаметра винта. Во втором случае к жилам проводов пайкой, сваркой или
обжимкой присоединяют кабельные наконечники, имеющие отверстия под
винт.
а) б)
Рис. 4.4. Заделка монтажных проводов кольцами (а) и с помощью
кабельного наконечника (б): 1 – монтажный провод; 2 – нитяной бандаж;
3 – кольцо; 4 – кабельный наконечник; 5 – жила провода
Крепление жилы провода к кабельному наконечнику пайкой производится следующим образом. Жилу монтажного провода после разделки и
облуживания вставляют внутрь кабельного наконечника, слегка обжимают
его и пропаивают (рис. 4.5). Припой должен спаять токопроводящую жилу
провода с внутренней поверхностью наконечника.
После пайки на монтажное соединение надевают изоляционную
трубку, которая перед монтажом устанавливается на
провод. Для монтаж-
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]