Способ нанесения припоя на поверхность деталей

Способ нанесения припоя на поверхность деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 В 23 К 1/00

ГОСУДАР СТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

tfPn;v 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ©,ф

СО

4 (21) 4779194/08 (22) 08,01,90 (46) 30,09.92. Бюл, ¹ 36 (71) Всесоюзн ый научно-исследовательский технологический институт (72) А.K,Êî÷åðãèí, В.Д.Земляник, А.С.Никитин, В,И,Сергеев и В.Д.Горобченко (56) Справочник по пайке, под ред, С,Н.Лоцманова. M. Машиностроение, 1975, с,235 — 236.

Авторское свидетельство СССР

¹ 518289, кл, В 23 К 1/00, 1974. (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПРИПОЯ НА ПОBEPXHOCTb ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к пайке и может быть использовано для нанесения припоя (П) на различные детали (Д) в машиностроении и приборостроении. Цель изобретения

Изобретение относится к пайке и может быть использовано для нанесения припоя на различные детали в машиностроении и приборостроении.

Известен способ нанесения припоя погружением деталей в ванну с расплавленным припоем.

Недостатками данного способа являются невозможность нанесения припоя толщиной менее 0,5 мм, а также необходимость постоянно защищать зеркало расплавленного припоя от окисления, Известен способ нанесения припоя в гальванических ван нах.

Недостатком данного способа является необходимость создания дорогих очистных сооружений, предохраняющих от попадания в атмосферу и канализацию продуктов реакции гальванических процессов, — повышение качества нанесения припоя путем точного дозирования его количества.

Способ включает помещение Д 1 в камеру 2 с порошкообразным П 3, получение псевдоожиженного слоя П 3 и осаждение его на Д

1. Д 1 закрепляют в зажимах 4, связанных с источником 5 питания. При подаче тока осуществляют нагрев Д 1, В нижней части камеры 2 расположены гибкая газопроницаемая диафрагма 6 и штуцер 7, через который подается инертный газ (азот, аргон), Псевдоожиженный слой создают на 1-2 с, пока осаждают П 3 на Д 1. Д 1 предварительно нагревают до температуры 0,5-0,7 температуры плавления П 3, Затем осуществляют нагрев Д 1 выше температуры плавления П 3. 2 ил„5 табл.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ в соответствии с которым в рабочую камеру помещают порошкообразный припой и подготовленные собранные под пайку детали.

Струей воздуха, подаваемой в камеру, создается псевдоожиженный слой припоя, обволакивающий всю поверхность паяемых деталей. Затем включается источник тепла, нагревающий детали до температуры плавления припоя. Оплавляющийся припой проникает в зазор собранных деталей и образуется паяное соединение.

Недостатками указанного способа являются: повышенный расход припоя, поскольку его нанесение осуществляется на все поверхности деталей, а не только в зоне, пайки; наличие натеков припоя на горизок1764877 тальных поверхностях деталей из-за неравномерного прилипания осаждаемого припоя; окисление порошкообразного припоя атмосферным воздухом.

Цель изобретения — повышение качества нанесения припоя путем точного дазирования его количества.

Поставленная цель достигается тем, что в способе нанесения припоя на поверхнбсть деталей, при котором деталь помещаloT в камеру с порошкообразным припоем, производят псевдоожижение порошка припоя и нагрев деталей до температуры выше температуры плавления припоя, псевдоожижение порошка осуществляют после достижения деталями температуры 0,5 — 0,7 температуры плавления припоя на 1 — 2 с.

Предварительный нагрев деталей до температуры 0,5 — 0,7 от температуры плавления припоя и последующее осаждекие порошкообразного припоя, приведенного в псевдоожиженное состояние только в момент предварительного нагрева деталей, позволяет осаждать слой порошкообразного припоя определенной наперед заданной толщины. Последующий разогрев нанесенного порошкообразного припоя выше температуры его плавления позволяет получать гладкий оплавленный слой припоя на подготовленных к пайке деталях.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что нагрев деталей, на которые наносится припой, осуществляют в две стадии, причем на первой стадии детали нагревают до температуры 0,5 — 0,7 температуры плавления припоя на 1 — 2 с и только в этот момент осуществляется контакт псевдосжиженного порошкообразного припоя с деталью, благодаря этому удается добиться ка деталях осаждение припоя заданной толщины. На второй стадии происходит оплавдение слоя порошкообразного припоя, что и обеспечивает плотность и прочность сцепления припоя с деталью, Совокупность известных и отличительных признаков технического решения при использовании дает положительный эффект, заключающийся в возможности нанесения слоев припоя заданной толщины (менее 0,5 мм) с достаточно качественной чистотой их поверхности.

На фиг.1 показано устройство, реализующее предлагаемый способ.

Способ осуществляется следующим образом.

Деталь 1 помещается в камеру 2, на дне которой расположен порошкообразный припой 3. Деталь 1 закрепляется в зажимах

4, связанных с источником 5 питания, В

- нижней части камеры 2 расположены гибкая газапраницаемая диафрагма 6 и штуцер

7, через который в камеру 2 подается инертный газ, После фиксации детали 1 в зажимах 4 включается так и осуществляется нагрев детали 1 да температуры, равной

0,5 — 0,7температуры плавления парашкоабразного припоя. После нагрева детали 1 через штуцер 7 в камеру 2 падается инерткый газ, который проникает через диафрагму 6 и вспенивает парошкаабразкый припой 3, перевадя его в псевдасжижекнае состояние, Припой 3 прилипает к нагретой детали 1, затем за счет повышения силы тока источника 5 увеличиьают температуру нагрева

15 детали 1 (вторичный нагрев), доводя ее температуру выше температуры плавления нанесенного слоя парашкаабразкага припоя

3. После оплавления припая 3 и перемещения детали I цикл повторяется, 20 На фиг,2 изображена последовательность операций нанесения припоя ка деталь; наклонная линия "нагрев 1" изображает нагрев детали да температуры

0,5 0,7 Тпл.припоя (540 550 С). Прадол25 жительнасть нагрева 2 с, Па окончании нагрева осуществляется псевдасжижекие порошка припоя (гаризокталькая ликия) в течение 1 — 2 с. За эта время происходит асаждекие парашка ка предварительно ка30 гретую деталь. Па окончании псевдасжижения порошка припоя ссуществляется повторный нагрев (наклонная линия "нагрев

II") да температуры выше Тпл.припая ка 100—

150 С для оплавления осажденного ка де35 таль порошка. При этом время нагрева 3 с.

На графике допущено упрощение: па графику "нагрев ll" осуществляется с температуры 0,7 Тпл.припоя. В действительности к моменту вторичного нагрева температура

40 детали за время псевдаажижения порошка снижается на 30 — 40"С, однако существенного влияния на качество нанесенного слоя эта ке оказывает.

Для определения оптимальных пара45 метров проведены следующие эксперименты, В качестве деталей, ка которые наносился припой 3, использовалась медная шина марки М1, размером 7,1х3,75 мм, В

50 качестве припая 3 использовался меднофосфористый порошок марки МФ-3 (3% фосфора), Температура плавления припоя

720 С. Защитная среда — азот. Источник нагрева — низковольтный трансформатор ат

55 точечной сварочной машины, Время предварителькаго нагрева ("нагрев 1") детали Д

1 — 2 с, Время вторичного нагрева ("нагрев

IГ) — 3 с, Толщина нанесенного слоя припоя измерялась пад микроскопам па макрашлифам, а качество оценивалось визуально, 1764877

Предлагаемый способ поясняется табл.1 — 5, Толщины нанесенного слоя превышают необходимые толщины, при этом толщина слоя неравномерная.

Кроме того, производились эксперименты для выяснения влияния температуры перегрева выше Т».11р« 11 при вторичном нагреве на качество нанесенного слоя. Эти эксперименты показали, что повышение тЕМПЕРатУРЫ Тля.11 рипоя, бОЛЕЕ ЧЕМ На

150 С нерационально, так как вызывает излишнюю деформацию детали и натеки припоя на ее поверхности.

Использование предлагаемого способа позволит создать установку, которая должТа бл и.ца 1

Толщина нане- Качественная оценка сенного слоя нанесенного слоя припоя, мм нагрев Т,р, от

Т ) О,. пи лрипо

1дОСжижЕния порошка припоя, с

0,45 TA„, ".- 320 о,5 Т111

360

0-0,05

3 0,5

0,55 Тли ъ 400

0,6 Т„, 430

0-0, 1

То же (703 площади) о,65 Тп 460

0,05-0,15

0,05-0,2

0,7 Тпл

500

0,1-0,3

0,75 T„„ ъ 540

0пыт Время псев-.Предварительный

l 1 на войти составной частью в автоматическую линию по изготовлению секций роторов стартеров большегрузных машин, Формула изобретения

5 Способ нанесения припоя на поверхность деталей, при котором детали помещают в камеру с порошкообразным припоем, производят псевдоожижение порошка припоя и нагрев деталей до температуры выше

10 температуры плавления припоя, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества нанесения припоя путем точного дозирования его количества, псевдоожижение порошка осуществляют после достиже15 ния деталями температуры 0,5-0,7 температуры плавления припоя на 1 — 2 с.

Нет осаждения порошка припоя на деталь

Частичное осаждение порошка припоя на деталь (253 площади)

Наличие неоплавившихся частиц припоя

Неравномерность слоя.

Наличие неоплавившихся частиц припоя

Неравномерность слоя.

Оплавление полное

1764877

Т а б л и ц а 2

Предварительный;Толщина нане- Качественная оценка

l нагрев Т„ц„от сенного слоя нанесенного слоя

1 пл, припоg

Опыт

0,45 T„„

" 320

0-0,15

0,05-0,15

i11,5 Тпп, 360

0,1-0,2

0 55 Tïë л„400

0,6 Тпл

,430

Качество удовлетворительное

0,2-0,25

ll 1

0,65 Т„„ 460

0,2-0,3

0,2-0,3

017 Тп, 500

0,75 Т„„ ъ 540

0,3-0,5

Та бли ца 3

Опыт !Время псев-; досжижения

I f порошка припоя, с

Качественная оценка нанесенного слоя

0,45 Т„„

320

0-0, 2

16

0,5 Т„„ 360

0,1-0,2

Качество удовлетворительное

055Т„

400

0,2-0,25

0,6 Тп„

430

18 1,5

0,2-0,3

065 Т„„ 460

0,2-0,3

0,7 Т„„

500

0,3-0,4

0,75 Тщ, 540

0,3-0,6

Время псевдосжижения порошка припоя, с

Предварительный;Толщина наненагрев Т„д, от сенного слоя

Т „ / С припоя, мм о

Качество неудовлетворительное. Неравномерность слоя.

Наличие участков без припоя (1- 103 площади детали) Качество неудовлетворительное. Наличие неоплавившихся частиц

Качество неудовлетворительное. Наличие участков без припоя. Неравномерность слоя

Качество неудовлетворительное. Неравномерность слоя. Стекание припоя с боковых стенок детали

1764877

Таблица 4

Толщина нанесенного слоя

Время псев- Предварительный

Опыт нагрев Т„п,р от

/OC пл, припоя

0„45 Тпп. 320

0,1-0,15

0,1-0,2

0,5 Т„„

" 360

0,2-0,3

0,55 Тпл . 400

0,3-0,4

0 6 Т„„, 430

25 2,0

0,65 Тпл 460

0,3-0,5

27

0,4-0,5

0,7 Trlh

500 С

0,4-0,7

0»5 Тпл, " 510

Табл и ца 5

Время псев- Предварительный досжижения нагрев Т„ „р от припоя, с

Толщина нанесенного слоя припоя, мм

Опыт

Качественная оценка нанесенного слоя

0,45 Т„„

320

0,1-0,3

Качество неудовлетворительное. Наличие неоплавившихся частиц припоя

30, 0,2-0,5

0 5 Тпл

360

Тпл

400

0,2-0,5

Качество неудовлетворительное. Неравномерность слоя.

Шероховатость поверхности

0,6 Т„„

"430

32 2,5

0,3-0,7

Качество неудовлетворитель- ное. Неравномерность слоя

0,65 T„„

-460

0,4-0,7

34

0,4-0,8

-" у 7 Тпл

500

Качество неудовлетворительное. Неравномерность слоя.

Стекание припоя

0,5-0,8

0,75 Тпл " 540 досжижения порошка припоя, с

Качественная оценка на несенного слоя

Качество неудовлетворительное. Наличие неоплавившихся частиц припоя

Качество удовлетворительное

Качество неудовлетворительное. Неравномерность слоя. Стекание припоя с боковых стенок детали

3 9 Я б 7tc

Фиг.2

Составитель А. Кочергин

Редактор Т. Горячев Техред М.Моргентал Корректор Т. Вашкович

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3338 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5