Технология пайки изделий в машиностроении - Лашко С.В.
ISBN 5-217-01456-3
Скачать (прямая ссылка):
Для высокотемпературной пайки (ниже 1000 *С) тонкостенных изделий относительно простой формы используют специальные установки с набором кварцевых ламп, например типа УПТ. Нагрев паяемого изделия в тонкостенном стальном контейнере возможен одновременно с одной или нескольких сторон.
В файлах 14-34, 14-35 приведены характеристики установок с инфракрасным нагревом для пайки.
Лазерный нагрев. Световой поток оптического квантового генератора (ОКГ) — электромагнитное излучение высокой интенсивности. Для технических целей используют диапазон волн 0,4—10,5 мкм.
Нагрев лазером особенно эффективен при пайке материалов, обладающих высокой чувствительностью к перегреву. Важнейшие его преимущества — локальный концентрированный нагрев и точное дозирование тепловой энергии.
При лазерной пайке происходит локальный равномерный нагрев припоя без перегрева. Скорость нагрева паяемого материала достигает 1010 *С/с, скорость охлаждения после пайки — 10 "С/с при градиенте температуры 106 *С/см, что обеспечивает минимальное нарушение состояния основного материала рядом с паяным швом и высокую степень неравновесности структуры шва. В этих условиях в шве образуется частично или полностью аморфная структура твердых растворов. Все это способствует повышению механических свойств паяного соединения.
Файл 14-35. Установка УПТ для инфракрасного
нагрева при высокотемпературной пайке
неповоротных стыков стальных и титановых, трубопроводов
Максимальная температура, °С............................1250
Число нагревательных постов................................6
Установленная мощность, кВт ..............................25
Контролируемая среда ................................. Аргон
Расход м3/ч:
аргона..........................................0,12-0,3
охлаждающей воды при давлении 0,35 Па ...................1,0
Продолжительность пайки одного стыка, мин................. 3,0
Диаметр паяных труб (максимальный, наружный), мм ...........42
Габаритные размеры установки, мм................ 2900x600x1750
418
При пайке фокус светового потока располагают несколько выше места соединения. При этом формируется кольцевая зона с более высокой концентрацией энергии, что позволяет интенсивно нагревать паяемый учаток, сохраняя изделие достаточно холодным.
Преимущество лазерного излучения состоит в возможности легкой его фокусировки простыми оптическими схемами. Лазерное излучение протекает сквозь прозрачные вещества (стекло, кварц и др.) и может быть непосредственно направлено к месту пайки изделия, находящегося в изолированном, например стеклянном, контейнере, наполненном аргоном или вакуумированном до требуемой степени остаточного давления. Наиболее целесообразна пайка лазером разнотолщинных деталей при соотношении толщин 1:50 и более, особенно если массивная деталь изготовлена из более легкоплавкого металла.
Существенным недостатком этого способа является нестабильность выходных энергетических характеристик лазера, обусловленная пространственной и временной неоднородностью лазерного излучения.
Для лазерной пайки используют мягкий нагрев путем увеличения длительности излучения при постоянной энергии или изменения энергии в фокальном пятне. Удовлетворительные результаты получены при пайке импульсами с малой частотой повторений лазера в режиме ТЕМ-мод с расфокусированным лучом, наведенным на предварительно нанесенный припой.
Применение Nd-лазера более рационально, чем СО-лазера, из-за меньшей световой волны, что упрощает фокусирование светового луча. Лазерная техника в сочетании с микропроцессорами позволяет автоматизировать процесс пайки, улучшать качество соединения и снижать себестоимость продукции.
При низкотемпературной пайке лазером детали, подлежащие пайке, предварительно нагревают, например на плите. Температура нагрева детали близка к температуре плавления припоя. Лазерный луч фокусируется только в участках размещения припоя. При этом экономится энергия основного источника, так как она расходуется только на расплавление припоя, снижается мощность источника, предотвращается тепловое повреждение паяемого материала.
Преимущества пайки лазером проявляются при пайке малых деталей, когда необходим кратковременный нагрев, точное позиционирование, локальный подвод теплоты, или в случае труднодоступ-ности места пайки. Область применения — очень мелкие конденсаторы, элемент печатных плат, бумажные конденсаторы, токопроводя-щие пластины, токоприемники на цоколе лампы, соединения контактов интегральных схем и др.
419
Файл 14-36, Лазерные установки для пайки
Тип установи» Максимальная энергия в импульсе, Дж Длительность импульса, мс Максимальное пятно в фокусе, MM Потребляемая мощность, кВт Частота импульсов, Гц Габаритные размеры установки, мм Масса установки, t
"Свет-30* До 30 1; 3; 5; 7 0,05 5,0 Регулируемая 750x1000x1600 0,5
УЛ-2М ' 8,0 1; 3; 6; 8 - 2,5 - 850x1000x1200 -
СПС-10-1 8,0 2; 4 0,1-1.0 8,0 0,5 1005x826x1255 0,35
"Искра-8" До 8,0 1:3; 5; 7 0,05 3,0 Регулируемая 850x1000x1200 0,3
"Квант-9" 10,0 0,2-0,75 0,005-fl,4 2,0 1,0 1150x700x1200 0,2
