7. Результаты исследований электрических и механических режимов пайки

Результаты исследований электрических параметров электроконтактной пайки представлены на рис. 4.8. Существенное значение имеет характер изменения сопротивления в зоне пайки и сила тока.

Как видно из номограммы, при величине давления, приближающейся к нулю, сопротивление в цепи пайки имеет максимальное значение. Теоретически, при давлении равном нулю сопротивление в цепи пайки должно быть равно бесконечности. При давлении в пределах 0–200 Н наблюдается значительное падение сопротивления. При давлении 200–500 Н сопротивление изменяется менее резко и при давлении более 600 Н наблюдается очень медленное падение сопротивления, асимптотически приближающееся к минимальному значению, которое должно быть равно сопротивлению участвующих в процессе проводников. Наблюдается переход от констрикционного сопротивления к сопротивлению полного контакта. Падение сопротивления в цепи пайки ведет к изменению напряжения в этой цепи. Естественно, что разность потенциалов на электродах в цепи пайки зависит от сопротивления. Падение сопротивления приводит к снижению доли напряжения на электродах по отношению к действующему на обмотках трансформатора. До давления равного 600 Н напряжение существенно снижается. На участке 600–3600 Н напряжение медленно приближается к минимуму.

Рис. 4.8. Номограммы зависимостей электрических параметров пайки

от усилия прижима

Характер изменения силы тока в цепи пайки подчиняется той же закономерности, но при увеличении давления до 300 Н ток быстро растет. От давления 600 Н имеет место медленное повышение величины тока до максимума. Необходимо отметить, что изменение электрических параметров в цепи пайки существенно зависит от характеристики трансформатора. В нашей установке применялся трансформатор с жесткой характеристикой, что обусловило вид кривых напряжений и силы тока. Очевидно, что работа с высоким повторно-кратковременным режимом на таких трансформаторах может привести к их перегреву и выходу из строя. Однако, во-первых, пайка ведется на режимах, далеких от режимов, соответствующих максимальному значению силы тока, а во-вторых, режим работы трансформатора отличается низким ПВ, составляющим не более 20–40%. Преимуществами трансформаторов с жесткой характеристикой являются их малые габариты и более простое устройство.

Номограммы построены для режимов, которые не вызывают значительного нагрева образцов, поскольку при нагреве последних изменяется электрическое сопротивление, а, соответственно, и все электрические параметры цепи пайки. Увеличения скорости нагрева до требуемых значений можно достичь повышением напряжения питания цепи пайки. Теоретически такое увеличение напряжения рассчитать трудно. Это объясняется сложными процессами теплопередачи в зоне пайки, характеристиками силового трансформатора, сопротивлением токоподводящих цепей.

Как видно из номограммы, максимальная мощность выделяется в зоне нагрева при давлении около 400 Н (напряжение в цепи составляет 0,65 В, сила тока равна 350 А). Выделяющейся при этом мощности, безусловно, недостаточно для получения необходимой скорости нагрева. Как показали пробные пайки, проведенные на опытном станке, напряжение, которое обеспечивает необходимую скорость нагрева, составляет около 3–3,5 В.