Spájacie operácie sú celkom bežné nielen v profesionálnych oblastiach výroby a stavebníctva, ale aj v každodennom živote. Používajú sa na získanie medziatómových trvalých spojení medzi malými časťami a prvkami. Existujú rôzne typy spájkovania, ktoré sa líšia technologickými nuansami, použitým spotrebným materiálom, obrobkami atď.
Prehľad technológií
Toto je metóda spájania, ktorá využíva spojovaciu taveninu (spájku) s vhodnými vlastnosťami pre špecifické podmienky. Ako aktívny spájkovací prvok, tak aj obrobky sú vystavené predhrievaniu, vďaka čomu sa vytvorí štruktúra materiálov, ktorá je tvárna na spájanie. Teplotný režim musí prekročiť vrcholový bod ohrevu, obísť ho, ktorý kovové časti zmäknú a začnú prechádzať do kvapalného stavu. Dôležitou charakteristikou akéhokoľvek typu spájkovania je doba tepelnej expozície pod taveninou. Toto je interval od začiatku zahrievania po stuhnutie spájky pospojenia. Operácia trvá v priemere 5-7 minút, ale môžu sa vyskytnúť odchýlky od tohto rozsahu - závisí to od charakteristík obrobku a oblasti spracovávaného uzla.
Spájkovacie lampy
Najbežnejší nástroj na spájkovanie rôznych obrobkov, ktorý umožňuje získať vysokoteplotný ohrev spaľovaním alkoholu, petroleja a iných tekutých palív. V procese prevádzky z dýzy prístroja uniká zápalnica, ktorá je následne nasmerovaná do cieľovej oblasti taveniny. Takéto zariadenia je možné použiť nielen na spájanie častí, ale aj na vykurovanie konštrukcií a mechanizmov. Pred odstránením náteru sa používajú aj spájkovacie stroje. Priemerná teplota ohrevu lampovej spájkovačky je 1000 - 1100 °C, takže ju možno použiť aj pri zváraní. Medzi najproduktívnejšie modely patria benzínové lampy. Rýchlo dosiahnu optimálnu prevádzkovú teplotu a zvládnu väčšinu štandardných spájkovacích operácií. Konštrukcia zariadení poskytuje zásobník na palivo, ako aj regulátor plameňa, ktorý vám umožňuje meniť výkon tepelného vystavenia.
Pájkové horáky
Široký sortiment plynových spájkovačiek, ktoré možno pripojiť k palivovej nádrži alebo k centrálnemu zdroju paliva. Prvá možnosť dodávky má výhodu autonómie. Horák s rozprašovačom, podobne ako benzínová lampa, možno použiť bez ohľadu na externú komunikáciu. Pri výbere takéhoto zariadenia je potrebné vziať do úvahy výkon, prácuteplota, druh použitého plynu, doba pripravenosti na použitie atď. Napríklad bežný plynový spájkovací horák beží na propán-bután a dosahuje teplotu ohrevu až 1300 °C. Doba nepretržitej tepelnej expozície môže dosiahnuť 3 hodiny, ale táto doba bude závisieť aj od objemu pripojenej kazety. Horáky sa vyznačujú aj typom zapaľovacieho systému. Najjednoduchšie modely sa zapínajú mechanicky, v modernejších verziách sa používa piezoelektrické zapaľovanie.
Elektrické spájkovačky
V domácom prostredí tiež bežný typ spájkovacieho zariadenia, ktoré je bezpečné (v porovnaní s plynovými zariadeniami) a má kompaktné rozmery. Ale stojí za to zdôrazniť aj nedostatky. Po prvé, takéto zariadenia sú závislé od elektrickej siete, čo obmedzuje ich rozsah. Po druhé, elektrické spájkovacie zariadenie udržuje nízku teplotu ohrevu v rozsahu 400-450 °C. Je to spôsobené tým, že časť energie sa stráca v procese premeny elektriny na teplo.
Pri výbere zariadenia musíte brať do úvahy maximálne napätie. V dielňach a priemyselných odvetviach sa teda používajú štandardné modely 220 V. V domácich podmienkach sa často používajú zariadenia pracujúce z transformátorov 12 a 24 V. Úlohy, ktoré je možné vyriešiť pomocou elektrických spájkovačiek, sa obmedzujú hlavne na opravy malých zariadení, obnovenie kontaktov mikroobvodov., spojovacie plastové diely atď.
spájkovacie stanice
Pre dávkové alebo in-line spájkovaniepomocou multifunkčného zariadenia. Spájkovacia stanica sa vyznačuje širokou škálou možností nastavenia prevádzkových parametrov, ako aj vyšších teplôt ohrevu. Stačí povedať, že zariadenia tohto typu pracujú s výkonom 750 - 1000 W, pripojené k sieťam s napätím 220 V. Spravidla ide o profesionálne spájkovacie zariadenia, existujú však aj náprotivky pre domácnosť. Napríklad zariadenia na skupinové operácie doma môžu obsahovať niekoľko vymeniteľných hrotov rôznych veľkostí, stojany, odspájkovače, nožnice na drôty a ďalšie pomocné príslušenstvo. Teraz sa oplatí zoznámiť sa s rôznymi technologickými prístupmi k procesom spájkovania.
Hlavné typy spájkovania
Existujú techniky na vykonávanie operácií na kĺbe a medzere. Takže ak je medzera medzi pripojenými prvkami menšia ako 0,5 mm, potom bude spájkovanie s medzerou. Prekročenie tohto intervalu znamená, že spojenie sa uskutoční medzi koncovými bodmi. Okrem toho môžu mať spoje rôzne konfigurácie - napríklad v tvare X a V. Spájkovanie medzier sa vykonáva iba tekutou spájkou, ktorá sa počas prevádzky posiela do medzizóny. Štandardné typy spájkovania na tupo zahŕňajú vyplnenie voľného priestoru spájkou pod vplyvom gravitácie.
Klasifikácia spájkovania podľa teplotných podmienok
Dnes sa používa mäkké, tvrdé a vysokoteplotné spájkovanie, ktoré sa používa najmä vo výrobe a stavebníctve. Prvé dve techniky sú v mnohom podobné – napríklad v oboch prípadoch ide o prácuteplota je 450°C a nižšia. Pre porovnanie, vysokoteplotné pripojenia sa vykonávajú v režime najmenej 600 ° C a častejšie - nad 900 ° C.
Spracovanie pri nízkej teplote zároveň môže poskytnúť kvalitné spojenie. Najvýhodnejšie bude použitie tvrdej spájky, vďaka ktorej sa dosiahne vysoká pevnosť a žiaruvzdornosť dielov. Pridanie medi do medzery alebo spoja tiež zvýši ťažnosť obrobku. Ak je potrebné získať pružnú a elastickú štruktúru, použije sa mäkké spájkovanie.
Klasifikácia spájok
Podmienečne je možné rozdeliť moderné spájky do dvoch skupín:
- Topí sa pri nízkych teplotách.
- Topí sa pri vysokých teplotách.
Ako už bolo uvedené, spájkovanie pri nízkej teplote sa vykonáva pri teplote 450 °C a nižšej. Samotná spájka pre tento druh operácie by mala zmäknúť už pri 300°C. Medzi takéto materiály patrí široká skupina zliatin cínu s prídavkom zinku, olova a kadmia.
Vysokoteplotné tavné médiá sa používajú na spájkovanie pri teplotách okolo 500°C. Ide najmä o zlúčeniny medi, medzi ktoré patrí aj nikel, fosfor a zinok. Je dôležité poznamenať, že napríklad spájka cín-olovo-kadmium sa okrem nižšej teploty topenia bude líšiť od zliatin medi mechanickou pevnosťou. Pomer odolnosti k fyzickému tlaku môže byť vyjadrený nasledovne: 20 - 100 MPa oproti 100 - 500 MPa.
Typy tokov
Pri vystavení teplu na povrchu kovového obrobkuvzniká oxidový povlak, ktorý zabraňuje vytvoreniu kvalitného spojenia s spájkou. Na odstránenie takýchto prekážok sa používajú rôzne typy spájkovacích tavív, z ktorých niektoré odstraňujú aj stopy hrdze a vodného kameňa.
Tavivá možno klasifikovať len podľa kompatibility s spájkami (tvrdé a mäkké) alebo podľa teplotnej odolnosti. Napríklad na mäkké spájkovanie ťažkých kovov sa používajú produkty označené F-SW11 a F-SW32. Pre pevné spojenie ťažkých zliatin sa používajú spájkovacie tavivá typu F-SH1 a F-SH4. Ľahké kovy ako hliník sa odporúča vopred upraviť zlúčeninami skupín F-LH1 a F-LH2.
Metóda indukčného spájkovania
Táto technológia spájkovania má oproti klasickej metóde spájania za horúca niekoľko výhod. Medzi nimi je možné vyzdvihnúť minimálny stupeň oxidácie obrobku, čo v niektorých prípadoch eliminuje potrebu použitia tavív, ako aj nízky deformačný efekt. Čo sa týka cieľových materiálov, patria medzi ne mäkké a tvrdé zliatiny, ako aj keramika s plastmi. Napríklad optimálna spájka pre meď bude v tomto prípade označená L-SN (modifikácia SB5 alebo AG5). Ako zdroj tepelnej energie počas indukčnej expozície môžu pôsobiť ručné svietidlá a strojové jednotky s príslušným výkonom. Vo výrobe sa generátorové agregáty používajú aj vtedy, keď je potrebné získať dlhodobé spájkovanie veľkoplošných uzlov. Súčasťou práce je aj viacmiestna tlmivka, ktorá môžeprijímať obrobky jeden po druhom. Táto technológia sa používa najmä na výrobu ručných rezných nástrojov.
Ultrazvukové spájkovanie
Ďalšia moderná high-tech metóda spájkovania, ktorej vývoj bol spôsobený potrebou odstrániť množstvo charakteristických nedostatkov elektrochemických spôsobov spájania. Kľúčovým znakom tejto techniky je schopnosť nahradiť konvenčné tavidlo ako prostriedok na elimináciu oxidov. Funkciu odizolovania vykonáva energia ultrazvukových vĺn, ktorá spôsobuje proces kavitácie v tekutej spájke. Súčasne sú plne zachované úlohy tepelného viazania taveniny.
Technológia je tiež lepšia z hľadiska rýchlosti pripojenia. Ak porovnáme ultrazvukové žiarenie s účinkom, ktorý poskytuje spájka cínu a olova, potom intenzita kolapsu dutín spracovaného uzla bude niekoľkonásobne vyššia. Pozorovania ukazujú, že ultrazvukové vlny s frekvenciou 22,8 kHz poskytujú rýchlosť zatvárania spájky 0,2 m/s.
Táto metóda má aj ekonomické výhody. Súvisí s nimi aj zmena prístupov k používaniu tavív a spájok. Pri výrobe elektrických zariadení, pri montáži monolitických kondenzátorov, prúdových meničov a iných zariadení, sa široko používa metalizácia paládiovými, striebornými a platinovými pastami. Proces ultrazvukového spájkovania vám umožňuje nahradiť drahé kovy lacnejšími analógmi bez straty výkonu budúceho produktu.
Funkcie spájkovania a zvárania
Spájkovanie ako také má veľa podobností s tradičnými technológiami zvárania. Používa sa tiež ohrev obrobkov a materiálu tretích strán, ktorý ovplyvňuje tvorbu švu. V porovnaní so zváracími technikami však spájkovanie neposkytuje vnútornú taveninu štruktúry obrobku. Okraje častí spravidla zostávajú pevné, aj keď sú zahrievané. A napriek tomu úplné roztavenie obrobku poskytuje pevnejšie spojenie. Ďalšou vecou je, že na dosiahnutie takéhoto výsledku môže byť potrebné výkonnejšie vybavenie. Pri použití tekutej spájky na meď je celkom uskutočniteľné nekapilárne spájkovanie s hustým plnením švu. Tento spôsob spájania čiastočne súvisí so zváraním, pretože zvyšuje priľnavosť štruktúr dvoch alebo viacerých obrobkov. Nekapilárne spájkovanie sa odporúča s elektrickým oblúkom alebo kyslíkovo-acetylénovým horákom.
Záver
Získanie kvalitného spoja počas procesu spájkovania je ovplyvnené nielen správnym výberom technológie, spájkovaním s tavivom a zariadením. Často majú rozhodujúci význam drobné organizačné postupy spojené s prípravou materiálov a následným spracovaním. Najmä použitie tvrdej spájky vyžaduje viacstupňové čistenie cieľového povrchu pomocou abrazívneho brúsenia a chemického napadnutia tetrachlórmetánom. Hotová časť by mala byť čistá, hladká a čo najrovnejšia. Priamo počas spájkovania sa tiež odporúča venovať osobitnú pozornosť spôsobu upevnenia obrobkov. Žiaduceupevnite ich do upínacieho nástroja, ale tak, aby bol chránený pred chemickým a tepelným napadnutím.
Nezabúdajte na bezpečnosť. Aktívne spotrebné materiály - tavidlo a spájka - vyžadujú špeciálnu starostlivosť. Väčšinou ide o chemicky nebezpečné prvky, ktoré pri vystavení vysokej teplote môžu uvoľňovať toxické látky. Preto by mala byť pri práci minimálne chránená ochrana pokožky a dýchacích ciest.
