Технология индукционной пайки
Принцип индукционной пайки|Теория
Пайка и спаивание - это процессы соединения сходных или разнородных материалов с помощью совместимого присадочного материала. К металлам-наполнителям относятся свинец, олово, медь, серебро, никель и их сплавы. Только сплав плавится и затвердевает во время этих процессов, чтобы соединить материалы основы заготовки. Присадочный металл втягивается в соединение за счет капиллярного действия. Процессы пайки проводятся при температуре ниже 840°F (450°C), в то время как пайка осуществляется при температурах выше 840°F (450°C) до 2100°F (1150°C).
Успех этих процессов зависит от конструкции узла, зазора между соединяемыми поверхностями, чистоты, контроля процесса и правильного выбора оборудования, необходимого для выполнения повторяющегося процесса.
Чистота обычно достигается путем введения флюса, который покрывает и растворяет грязь или окислы, вытесняя их из паяного соединения.
Многие операции теперь проводятся в контролируемой атмосфере с использованием инертного газа или комбинации инертных/активных газов для экранирования операции и устранения необходимости во флюсе. Эти методы проверены на широком спектре материалов и конфигураций деталей, заменяя или дополняя технологию атмосферных печей процессом поточной обработки отдельных деталей.
Присадочные материалы для пайки
Присадочные металлы для пайки могут быть самых разных форм, размеров и сплавов в зависимости от их назначения. Лента, формованные кольца, паста, проволока и формованные шайбы - вот лишь некоторые из форм и сплавов, которые можно найти.
Решение об использовании того или иного сплава и/или формы в значительной степени зависит от исходных материалов, подлежащих соединению, их размещения в процессе обработки и условий эксплуатации, для которых предназначено конечное изделие.
Клиренс влияет на прочность
Зазор между соединяемыми поверхностями определяет количество паяльного сплава, капиллярное действие / проникновение сплава и, впоследствии, прочность готового соединения. Наилучшее состояние соединения при традиционной серебряной пайке - 0,002 дюйма (0,050 мм) - 0,005 дюйма (0,127 мм) общего зазора. Алюминий обычно имеет зазор от 0,004 дюйма (0,102 мм) до 0,006 дюйма (0,153 мм). Большие зазоры до 0,015 дюйма (0,380 мм) обычно не обеспечивают достаточного капиллярного действия для успешной пайки.
Пайка медью (выше 1650°F / 900°C) требует соблюдения абсолютного минимума допусков на соединение и, в некоторых случаях, прессовой посадки при температуре окружающей среды для обеспечения минимальных допусков на соединение при температуре пайки.
Теория индукционного нагрева
Индукционные системы обеспечивают удобный и точный способ быстрого и эффективного нагрева выбранного участка сборки. Необходимо уделить внимание выбору рабочей частоты источника питания, плотности мощности (киловатт на квадратный дюйм), времени нагрева и конструкции индукционной катушки, чтобы обеспечить требуемую глубину нагрева в конкретном паяном соединении.
Индукционный нагрев - это бесконтактный нагрев с помощью трансформаторной теории. Источник питания представляет собой источник переменного тока для индукционной катушки, которая становится первичной обмоткой трансформатора, а нагреваемая деталь - вторичной обмоткой трансформатора. Заготовка нагревается за счет присущего материалам основы электрического сопротивления индукционному току, протекающему в сборке.
При прохождении тока через электрический проводник (заготовку) происходит нагрев, так как ток встречает сопротивление своему течению. Эти потери малы при прохождении тока через алюминий, медь и их сплавы. Эти цветные материалы требуют больше энергии для нагрева, чем их аналоги из углеродистой стали.
Переменный ток имеет тенденцию протекать по поверхности. Зависимость между частотой переменного тока и глубиной его проникновения в деталь называется опорной глубиной нагрева. Диаметр детали, тип материала и толщина стенки могут влиять на эффективность нагрева в зависимости от опорной глубины.