Пайка механических соединений

Конструкционная пайка выполняет­ся низко-, средне- и высокотемпера­турными припоями. Низко- и средне-температурная пайка применяется в производстве прецизионных паяных соединений, так как уменьшение на­грева существенно снижает деформа­цию деталей, а высокотемператур­ная – при изготовлении крупногаба­ритных конструкций, для которых требуется высокая механическая проч­ность и термостойкость.

Процесс конструкционной пайки аналогичен процессу выполнения мон­тажной, меняются только типы пая­ных соединений (рис. 8.9) и повыша­ются требования к жесткости фикса­ции деталей перед выполнением со­единения. Наибольшей механической прочностью обладают соединения вна­хлестку и встык с накладкой, а повышенной точностью – ступенчатое. Для крепления деталей применяют штифтовое соединение, прихватку свар­кой, развальцовку, отбортовку, точеч­ное обжатие, кернение, специальные конструктивные элементы (гнезда, уступы, буртики) и т. д.

Рис.4.9.Типы паяных соединений.

Поступающие на сборку детали должны удовлетво­рять требованиям технологичности и иметь в закрытых объемах отверстия диаметром 0,5–1,5 мм для выхода воздуха и газов в процессе пайки, тех­нологические припуски 1–2 мм на длину во фланцевых соединениях для улучшения условий формирования галтели, покрытия с хорошей паяемостью.

Выбор припоя и флюса определяет­ся требованиями, предъявляемыми к аппаратуре. Основные типы высоко­температурных припоев и флюсов, а также области их применения приве­дены в справочной литературе и от­раслевых стандартах.

Высокотемпературную пайку меха­нических соединений выполняют в поле токов высокой частоты, в печи или в ванне с расплавленной солью.

Индукционная пайка основана на ра­зогреве паяемых деталей под дейст­вием электромагнитного излучения. Вследствие поверхностного эффекта тепловая энергия локализуется в тон­ком слое, толщина которого опреде­ляется глубиной проникновения токов ВЧ. Учитывая габаритные размеры и материал соединяемых деталей, под­бирают частотный режим пайки. Для толстостенных изделий применяют низкочастотный нагрев в диапазоне 10–60 кГц, для тонкостенных– вы­сокочастотный в диапазоне 200–1000 МГц.

Технологической оснасткой для пайки токами ВЧ является индуктор, представляющий собой катушку, изго­товленную из высокопроводящего трубчатого материала, через которую интенсивно прокачивается охлаждаю­щая жидкость.

Индукционная пайка применяется для соединения СВЧ-элементов (волноводных звеньев, магнетронов, ламп бегущей и отраженной волн), герме­тизации микросборок в металлических корпусах. Она позволяет проводить процессы с высокой скоростью, одно временно паять несколько швов слож­ной пространственной конфигурации. Предварительный подогрев деталей обеспечивает повышение скорости процесса из-за быстрого выравнива­ния температуры по всему соедине­нию и улучшение его качества за счет устранения теплового удара. Качество соединений повышается при проведе­нии процесса в вакууме или среде очищенных газов (водород, азот либо их смесь). Процесс легко автоматизи­руется в конвейерных линиях сборки. Дозированное нанесение припоя на собранные в держателе или кассете детали осуществляется программируе­мым манипулятором. Его существен­ным недостатком является необходи­мость изготовления специальной ос­настки для каждой сборки.

Пайка в печи с контролируемой ат­мосферой обеспечивает равномер­ность нагрева, точность поддержания температуры и времени выдержки, стабильность качества, легко поддает­ся автоматизации, устраняет операции флюсования и последующей очистки. Нагрев паяемых деталей осуществля­ется в активной газовой среде, под­вергнутой специальной очистке и осу­шению (водород, диссоциированный аммиак, водяной газ), в инертной сре­де или вакууме. Правильный выбор режима пайки позволяет совместить ее с последующей термообработкой соединения.

Пайка в ваннах с расплавленной со­лью применяется для сборки крупно­габаритных изделий. Состав расплава подбирается таким образом, чтобы он обеспечивал требуемую температуру и оказывал флюсующее действие на со­единяемые поверхности. Это в основ­ном хлористые соединения калия, ли­тия, натрия, бария, кальция. Собран­ные под пайку узлы (зазор 0,05-0,1 мм) предварительно нагревают в печи до температуры, на 80-100°С ниже температуры плавления припоя. Такая подготовка снижает коробление деталей и не нарушает температурный режим ванны. После выдержки в рас­плаве в течение 0,5 -3 мин детали вместе с приспособлением извлекают из ванны и после охлаждения тща­тельно промывают для удаления ос­татков флюса.