Способ электроконтактной пайкидеталей

Способ электроконтактной пайкидеталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик.Ф Ф

« ф ,/ =: г

««» (61) Дополиительиое к авт. свид-ву (22) Заявлено 04. 06. 79 (21) 2765801/25-27 (51) М. Кл. с присоединением заявки Йо

В 23 К 1/00 В 23 К 31/06

Государственный комитет

СССР но делам изобретений

N открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.0481.6юллетвиь Н9 14

Дата опубликования описания 17,04.81 (53) УДК 621 .3(088.8) (72) Авторы изобретения

1 у, (71) Заявитель

/.:

3

I (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ПАЙКИ ДЕТйНКН ":7" ;.-..„

2 нагрева спаиваемых поверхностей являются наплывы припоя с наружной или внутренней стороны шва, а также возникновение напряжений и деформа-. ций.

Известен также способ электроконтактной пайки, заключающийся в размещение припоя в зоне пайки и нагреве каждой из соединяемых деталей

1О от отдельного источника нагрева (2) .

Этот способ не дает необходимого .качества паяного соединения при пайке трубчатых телескопических соединений, широко применяемых в холодиль15 ном, газовом и топливном машиностроении из-за отсутствия надежного электрического контакта между паяемьми трубками, поскольку одна трубка вставляется в другую с зазором, а

29 припой свободно укладывается на торец одной из трубок, при. этом происходит экранирование одной трубки другой, что не позволяет непосредственно нагреть конец внутренней трубки, 25 расположенный внутри части другой трубки, и, как следствия этого, неравномерности и нестабильности нагрева соединяемых концов трубок ° Неодновременность нагрева концов тру30 бок приводит к необходимости увелиИзобретение относится к пайке, в частности к пайке трубчатых соединений с использованием для нагрева электрического тока и может быть использовано в холодильной, газовой, электронной (волноводы) промьхаленностях.

Известен способ электроконтактной пайки деталей, заключающийся в размещении припоя в зоне пайки и пропускании тока через паяемые детали для их нагрева под пайку. Ток пропускают через место соединения обоих деталей, через одну деталь или через специальный нагреватель, контактирующий с паяемыми деталями «11.

Получить доброкачественный шов в телескопическом трубчатом соединении, т.е. шов, в котором обе спаиваемые поверхности в момент их нагревания были бы полностью смочены припоем при использовании этого способа пайки очень трудно, поскольку электроконтактный нагрев этюд способом не обеспечивает прогрев внутренней трубки, и припой вытекает из зазора на наружную трубку, поскольку ее температура значительно выше; или вытекает из зазора внутрь трубки. Следствием неравномерноГо

В. И. Павлюков, A Н. Волчков, Ю. И. Лосев, В. В. Шикера, A. В. Седых, A. П. Световндов, В. М. Сальников, A. Г. Наумов и Ю. И. Калугин

821090 чивать время нагрева, которое вызывает окисление припоя и ухудшение паяного соединения. Особенно важно малое время нагрева. для нового разработанного припоя на кадмиевой основе (Sn-Cd), .который имеет значительно более высокий предел прочности, в 4-5 раз выше, чем припои

ПОС (Sn-РЬ), предел прочности которых составляет 2-3 кг/мм2. Однако этот припой окисляется в течение 10-15 секунд, поэтому время нагрева паяного (O соединения с использованием припоя на кадмиевой основе должно быть меньше этой величины. Время нагрева увеличивается еще больше при пайке трубчатого телескопического соединения из 15 разнородных трубок, например медьсталь, встречающегося в холодильном машиностроении, так как теплопроводности этих материалов также как и электропроводности разных порядков, Щ что в случае электроконтактной пайки вызывает неравномерность нагрева, нестабильность пайки и увеличивает время из-за требования мягких режимов нагрева. 25

Цель изобретения — повышение качества паяного соединения и предотвращения окисления припоя на кадмиевой основе при пайке телескопических соединений труб.

Поставленная цель достигается тем, что при пайке телескопических труб электроконтактным нагревом с использованием .отдельных источников нагрева от одного источника нагрева ток подают через наружную трубу, в которой расположена внутренняя труба, а от другого — через внутреннюю трубу на участке, расположенном над припоем, при этом за одинаковое время на внутреннюю трубу подают большую тепло-40 .вую мощность.

На фиг. 1 показана схема процесса пайки; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — то же, разрез трубок; на фиг. 4 — устройство для 45 осуществления предложенного способа; на фиг. 5 — разрез Б-Б на фиг. 4 на фиг. б — разрез В-В на фиг. 5.

Р

Трубчатое телескопическое соединение содержит внутреннюю трубку 1, ус- g0 тановленную внутри наружной трубки 2 на глубину о, с зазором между стенками трубки, равным 0,1-0,15 мм. Припой 3 в форме кольца располагают на торце наружной трубки, охватывая внутреннюю трубку 1. Электроды 4 прижаты и частично охватывают наружную поверхность трубки 2 с двух сторон, позво ляя пропустить ток от источника 5 тока, с которым они соединены в поперечном направлении через участок труб- 60 ки 2, в который установлена внутренняй трубка 1, тем самым нагревая ее за счет тепла, выделяющегося при прохождении тока через электроды и саму трубку. Электроды б прижаты и охватывают внутреннюю трубку 1 на участке, отстоящем от ее торца на длину части трубки 1, установленной внутри наружной трубки на глубину,и толщины кольца припоя, и соединены с источником 7 тока, ток которого проходя в поперечном направлении через ука-. занный участок трубки 1 и электроды, разогревают ее за счет выделения тепла. Источники 5 и 7 тока имеют общий переключатель 8, снабженный реле 9 времени и кнопКой 10 пуска, в их цепях также установлены регуляторы 11 и 12.

Для пайки телескопического соединения часть наружной трубки 2 обжимают электродами 4, подключенными через переключатель 8 к источнику. 5 тока, а трубку 1 электродами б,.подключен= ными через общий переключатель 8 к источнику 7, ключом 10 замыкают обмотку переключатель 8 и реле времени 9. Ток, проходя через электроды 4 и б и стенки трубок 1 и 2, разогревает их. Припой 3 расплавляется и заполняет зазор между трубками. Тепловые мощности на трубки подаются такие, чтобы обеспечить за одинаковое время нагрев части трубки 2 и конца (торца) установленной в нее трубки 1, до равной температуры. При пайке трубок из одинакового материала и с одинаковой толщиной стенок тепловая мощность, подаваемая на внутреннюю трубку .1, должна быть на 40% больше подаваемой на трубку 2. При других сочетаниях разность в тепловых мощностях может доходить до 140%. Тепловые мощности подводят одновременно при их следующем соотношении:

Q, 3 K„(Sb„5H<)Giga

" ЛБ, л Рй где Q и Q 2 — тепловые мощности, подаваемые соотвЕтственн0 на внутреннюю трубку 1 и наружную 2; толщина стенок трубок; 2

Sbl, SH4 и

5Ь2 SH2 соответственно внутренние (в) и наружные (Н) параметры трубок по поперечным сечениям трубок, например, SНg =

2 Pq + 2 92 (фиг. 2);

С и С вЂ” удельные теплоемкости материалов трубок; и — удельные веса материаО4 лов трубок;

К@ — коэффициент, учитывающий наложение теплового поля наружной трубки на тепловое поле внутренней трубки.

При этом величины токов, подаваемых на каждую трубку, определяют из соотношения: Л О1 — — Кр (2

821090 где

Для круглых трубок выражение

") имеет вид

БЬ 15Н д S

Sb,. Н, 2+ 82 где « и d — внутренние диаметры трубок; 10

Б„и 52 — их толщины соответственно;

m „и m — температурный коэффициент изменения сопротивления;

R и R2 — сопротивление трубок на участках нагрева.

Предложенный способ позволяет со.кратить время пайки до минимума (например, для трубок диаметром 5-10 мм и толщиной стенок 0,3-1 мм время 20 нагрева до температуры пайки составляет 2-6 с), что предотвращает окисление припоя, при этом обеспечиваются равномерность нагрева трубок до одинаковой температуры и качествен- 25 ная пайка.

Несложная регулировка нагрева путем изменения величин токов и тепловых мощностей, подаваемых на трубки, простое оборудование, высокая скорость пайки, возможность пайки на месте — все это снижает стоимость процесса. Качество паяного соединения обеспечивается за счет стабильного затекания припоя в зазоре, а также полной смачиваемости спаиваемых поверхностей, так как тепловые мощности на трубки подают такие, чтобы температура обеих трубок росла равномерно и в конце нагрева была бы равной. 40

Выравнивание температур в зоне пайки обеспечивается за счет подачи различных тепловых мощностей на каждую из трубок в течение одинакового времени, при этом время нагрева за- 45 дается минимальным, необходимым для нагрева наружной трубы до температуры пайки, что исключает окисление припоя и тем самым повышает качество паяного соединения. Благодаря исполь- $0 зованию соотношения тепловых мощностей и токов и простой регулировки процесса нагрева путем изменения величины тока процесс пайки поддается точной настройке и регулировке, что способствует. получению паяных соединений высокого качества.

Подбор режимов осуществляется тем что они задаются временем пайки, исходя из минимального времени нагрева наружной трубки 2 и стойкости к окис- dO лению припоя (для трубок ф 45-7 мм время составляет 3-5 с). Регулировкой подбирают такую величину тока, при которой за заданное время развальцованная часть трубки 2 нагревается 65 до температуры пайки, по формулам определяют тепловую мощность, подаваемую на трубку 2. Из соотношения мощностей, определяют тепловую мощность, которую необходимо подать на трубку 1, в зависимости от сочетания материала трубок и их геометрических параметров. Из соотношения для токов определяют величину тока, подаваемую. через трубку 1. Реле 9 автоматически отключает подачу тока на все электроды, после нагрева до температуры пайки и после непродолжительной выдержки для охлаждения и затвердевания припоя электроды снимаются. Весь процесс пайки, учитывая наложение и снятие электродов, подачу припоя, занимает 15-25 с.

Использование предлагаемого способа в промышленности, особенно в .холодильном машиностроении обеспечивает по сравнению с известными способами высокое качество паяных соединений и низкую стоимость процесса пайки; требует простых паяльных приспособлений и дешевого оборудования (трансформаторы тока и клещи с электродами); обеспечивает высокую ско- . рость, что важно в массовом производстве (на конвеерах); дает возможность производить пайку в монтаж; обеспечивает доступ в зону пайки в процессе нагрева и высокую производительность.

Предложенный способ может осуществляться клещами для электроконтактного нагрева.

Клещи содержат корпус 13, в котором закреплены один над другим два неподвижных электрода 14 и 15 и два подвижных электрода 16 и. 17, смонтированных на одних плечах коромысел 18, расположенных на общей оси 19 (электроды могут быть выполнены за одно целое с коромыслами). Коромысла (электроды) соединены с приводом в виде подпружиненного Г-образного рычага 20, установленного на оси 21, соединенного штифтом 22 с коромыслами. Каждая пара электродов 14-16 и 15-17 соединена соответственно проводами 23 и 24 с отдельным источником тока. Устройство снабжено рукояткой 25. Внутри корпуса устройства смонтирован микровыключатель 26 со штоком 27 и контрольная лампа 28 подачи тока.

Устройство работает следующим образом.

Каждая пара проводов 23 и 24 подсоединяется к различным.источникам тока. Паяльщик, держа в руке рукоятку 25 устройства, нажимает пальцем на Г-образный рычаг 20 и отводит подвижные электроды (коромысла) 16 и 17 от неподвижных электродов 14 и 15, затем обхватывает электродами трубки (фиг. 6) и отпускает рычаг 20. Под действи821090 ем пружины на штифте 19 коромысла 16 и 17 поджимают электроды к наружной и внутренней трубкам, а рычаг 20 освобождает шток 27 микровыключателя 26, который выдает сигнал на включение тока и запуск реле времени 9 (фиг. 1), которое через заданный промежуток времени выключает подачу тока. Ток от од horo источника, проходя по проводам 23 через электрод 16, наружную трубку {фиг. 6) и электрод 14, разогревает ее за счет переходного сопротивления между поверхностью трубки и электродами и за счет сопротивления самой трубки, также как и ток от другого источника разогревает внутреннюю трубку,. проходя через нее, электроды 15, 17 и провод 24.

Подача тока отключается автоматически реле 9 времени 9 (фиг. 1), что определяется по контрольной лампе 28, после чего через промежуток времени, необходимый для затвердевания припоя, устройство снимается нажатием на рычаг 20, который в свою оче-. редь нажимает на шток 27 микровыключателя, подготавливая цепи питания к повторному включению.

7 5 tf 12

Формула изобретения

Способ электроконтактной пайки деталей, заключающийся в размещении припоя в зоне пайки и нагреве каждой из соединяемых деталей от отдельного источника нагрева, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества паяного соединения и предотвращения окисления припоя на кадмиевой основе при пайке телескопических соединений труб, от одного источника нагрева ток подают через наружную трубу, в которой расположена внутренняя труба, а от другого через внутреннюю трубу на участке, расположенном над припоем, при этом за одинаковое время на внутреннюю трубу подают большую тепловую мощность.

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Виноградов В. С. Технология производства сварных и паяных конструкций. М., "Машиностроение", 1966, с. 100.

2. Лашко Н. Ф., Лашко-Авакян .С.В.

Пайка металлов. Машгиз, 1959, с.245.