Operacije spajkanja so precej pogoste ne le na strokovnih področjih v proizvodnji in gradbeništvu, ampak tudi v vsakdanjem življenju. Uporabljajo se za pridobivanje medatomskih trajnih povezav med majhnimi deli in elementi. Obstajajo različne vrste spajkanja, ki se razlikujejo po tehnoloških niansah, rabljenem potrošnem materialu, obdelovancih itd.
Pregled tehnologije
To je metoda spajanja, ki uporablja vezno talino (spajko) z ustreznimi lastnostmi za posebne pogoje. Tako aktivni spajkalni element kot obdelovanci so podvrženi predgrevanju, zaradi česar se oblikuje struktura materialov, ki je kovljiva za spajanje. Temperaturni režim mora preseči najvišjo točko ogrevanja, pri čemer se kovinski deli zmehčajo in začnejo prehajati v tekoče stanje. Pomembna značilnost katere koli vrste spajkanja je čas toplotne izpostavljenosti pod talino. To je interval od začetka segrevanja do strjevanja spajke po njempovezave. V povprečju operacija traja 5-7 minut, vendar lahko pride do odstopanj od tega obsega - odvisno je od značilnosti obdelovanca in površine obdelanega vozlišča.
Spajkalne žarnice
Najpogostejše orodje za spajkanje različnih obdelovancev, ki omogoča visokotemperaturno ogrevanje z zgorevanjem alkohola, kerozina in drugih tekočih goriv. Med delovanjem iz šobe aparata uide vžigalna varovalka, ki se nato usmeri v ciljno območje taline. Takšne naprave se lahko uporabljajo ne samo za spajanje delov, temveč tudi za ogrevanje konstrukcij in mehanizmov. Pred odstranjevanjem laka se uporabljajo tudi spajkalni stroji. Povprečna temperatura segrevanja sijalke je 1000 - 1100 ° C, zato se lahko uporablja tudi pri varjenju. Najbolj produktivni modeli vključujejo bencinske sijalke. Hitro dosežejo optimalno delovno temperaturo in obvladajo večino standardnih postopkov spajkanja. Zasnova naprav predvideva kartušo za gorivo, pa tudi regulator plamena, ki omogoča spreminjanje moči toplotne izpostavljenosti.
gorilniki za spajkanje
Širok izbor plinskih spajkalnikov, ki jih je mogoče priključiti na posodo za gorivo ali na centralni vir goriva. Prva možnost dobave ima prednost avtonomije. Gorilnik z razpršilno posodo, tako kot bencinska svetilka, se lahko uporablja ne glede na zunanje komunikacije. Pri izbiri takšne naprave je treba upoštevati moč, delovanjetemperatura, vrsta uporabljenega plina, čas pripravljenosti za uporabo itd. Na primer, standardni plinski spajkalnik deluje na propan-butanu in doseže temperaturo segrevanja do 1300°C. Obdobje neprekinjene toplotne izpostavljenosti lahko doseže 3 ure, vendar bo ta čas odvisen tudi od prostornine priključene kartuše. Gorilniki se razlikujejo tudi po vrsti vžigalnega sistema. Najpreprostejši modeli se vklopijo mehansko, v modernejših različicah pa se uporablja piezo vžig.
Električni spajkalniki
Tudi običajna vrsta spajkalne opreme v domačem okolju, ki je varna (v primerjavi s plinskimi napravami) in kompaktne velikosti. Vendar je vredno poudariti tudi pomanjkljivosti. Prvič, takšne naprave so odvisne od električnega omrežja, kar omejuje njihov obseg. Drugič, električna oprema za spajkanje vzdržuje nizko temperaturo ogrevanja v območju 400-450 ° C. To je posledica dejstva, da se del energije izgubi v procesu pretvorbe električne energije v toploto.
Pri izbiri naprave morate upoštevati največjo napetost. Tako se v delavnicah in industrijah uporabljajo standardni modeli 220 V. V domačih razmerah se pogosto uporabljajo naprave, ki delujejo iz transformatorjev 12 in 24 V. Naloge, ki jih je mogoče rešiti z električnimi spajkalniki, so v glavnem omejene na popravilo majhne opreme, obnovo stikov mikrovezja., povezovalni plastični deli itd.
Spajkalne postaje
Za serijske ali in-line operacije spajkanjaz uporabo večnamenske opreme. Za spajkalno postajo je značilna široka paleta možnosti prilagajanja delovnih parametrov, pa tudi višje temperature ogrevanja. Dovolj je reči, da naprave te vrste delujejo z močjo 750 - 1000 W, priključene na omrežja z napetostjo 220 V. Praviloma so to profesionalna oprema za spajkanje, vendar obstajajo tudi gospodinjski kolegi. Naprave za skupinske operacije doma lahko na primer vključujejo več zamenljivih konic različnih velikosti, stojala, odspajkalnike, rezalnike žice in druge pomožne dodatke. Zdaj se je vredno seznaniti z različnimi tehnološkimi pristopi k procesom spajkanja.
Glavne vrste spajkanja
Obstajajo tehnike za izvajanje operacij na sklepu in vrzeli. Torej, če je reža med povezanimi elementi manjša od 0,5 mm, bo spajkanje z režo. Prekoračitev tega intervala pomeni, da je povezava vzpostavljena od konca do konca. Poleg tega imajo lahko sklepi različne konfiguracije - na primer v obliki črke X in V. Spajkanje vrzeli se izvaja samo s tekočo spajko, ki se med delovanjem pošlje v vmesno cono. Standardne vrste suletnega spajkanja vključujejo zapolnitev prostega prostora s spajko pod vplivom gravitacije.
Razvrstitev spajkanja glede na temperaturne pogoje
Danes se uporablja mehko, trdo in visokotemperaturno spajkanje, ki se uporablja predvsem v proizvodnji in gradbeništvu. Prvi dve tehniki sta si v marsičem podobni – na primer v obeh primerih delovnatemperatura je 450°C in manj. Za primerjavo, visokotemperaturne povezave se izvajajo v načinu najmanj 600°C, pogosteje pa nad 900°C.
Hkrati lahko obdelava pri nizkih temperaturah zagotovi kakovostno povezavo. Najbolj ugodna bo uporaba trde spajke, zaradi katere se doseže visoka trdnost in ognjevzdržnost delov. Dodajanje bakra v režo ali spoj bo povečalo tudi duktilnost obdelovanca. Če je potrebno dobiti fleksibilno in elastično strukturo, se uporablja mehko spajkanje.
Razvrstitev spajk
Sodobne spajke je pogojno mogoče razdeliti v dve skupini:
- Taljenje pri nizkih temperaturah.
- Taljenje pri visokih temperaturah.
Kot že omenjeno, se nizkotemperaturno spajkanje izvaja pri 450°C in manj. Sama spajka za tovrstno delovanje bi se morala zmehčati že pri 300°C. Takšni materiali vključujejo široko skupino kositrovih zlitin z dodatkom cinka, svinca in kadmija.
Visokotemperaturni talilni mediji se uporabljajo za spajkanje pri temperaturah okoli 500°C. To so predvsem bakrove spojine, kamor sodijo tudi nikelj, fosfor in cink. Pomembno je omeniti, da se bo na primer kositer-svinčeno-kadmijeva spajka poleg nižjega tališča od bakrovih zlitin razlikovala po mehanski trdnosti. Razmerje med upornostjo in fizičnim pritiskom lahko predstavimo na naslednji način: 20 - 100 MPa proti 100 - 500 MPa.
Vrste tokov
Ko je izpostavljen vročini na površini kovinskega obdelovancanastane oksidna prevleka, ki preprečuje nastanek kvalitetne povezave s spajko. Za odpravo takšnih ovir se uporabljajo različne vrste tokov za spajkanje, od katerih nekatere odstranijo tudi sledi rje in vodnega kamna.
Flukse lahko razvrstimo samo po združljivosti s spajkami (trdi in mehki) ali po temperaturni odpornosti. Na primer, za mehko spajkanje težkih kovin se uporabljajo izdelki z oznako F-SW11 in F-SW32. Za trdno povezavo težkih zlitin se uporabljajo spajkalni tokovi tipov F-SH1 in F-SH4. Lahke kovine, kot je aluminij, je priporočljivo predhodno obdelati s spojinami skupin F-LH1 in F-LH2.
metoda indukcijskega spajkanja
Ta tehnologija spajkanja ima več prednosti pred klasično metodo vročega spajanja. Med njimi je mogoče izpostaviti minimalno stopnjo oksidacije obdelovanca, ki v nekaterih primerih odpravlja potrebo po uporabi fluksov, pa tudi nizek učinek upogibanja. Kar zadeva ciljne materiale, vključujejo tako mehke kot trde zlitine, kot tudi keramiko s plastiko. Na primer, optimalna spajka za baker bo v tem primeru označena z L-SN (modifikacije SB5 ali AG5). Kot vir toplotne energije pri indukcijski izpostavljenosti lahko delujejo tako ročne sijalke kot strojne enote ustrezne moči. V proizvodnji se generatorski agregati uporabljajo tudi, ko je treba pridobiti dolgotrajno spajkanje velikih vozlišč. V delo je vključen tudi večmestni induktor, ki lahkosprejemati obdelovance enega za drugim. Ta tehnologija se zlasti uporablja za izdelavo ročnih rezalnih orodij.
Ultrazvočno spajkanje
Še ena sodobna visokotehnološka metoda spajkanja, katere razvoj je povzročila potreba po odpravi številnih značilnih pomanjkljivosti metod elektrokemičnih povezav. Ključna značilnost te tehnike je zmožnost zamenjave običajnega fluksa kot sredstva za odstranjevanje oksidov. Funkcijo odstranjevanja izvaja energija ultrazvočnih valov, ki povzroči proces kavitacije v tekoči spajki. Hkrati so naloge toplotnega vezavnega delovanja iz taline v celoti ohranjene.
Tehnologija je vrhunska tudi glede hitrosti povezave. Če ultrazvočno sevanje primerjamo z učinkom, ki ga daje kositer-svinčena spajka, bo intenzivnost propada votlin obdelanega vozlišča večkrat višja. Opazovanja kažejo, da ultrazvočni valovi s frekvenco 22,8 kHz zagotavljajo hitrost zapiranja spajkanja 0,2 m/s.
Ta metoda ima tudi ekonomske prednosti. Povezani so tudi s spremembo pristopov k uporabi tokov in spajk. Pri proizvodnji električnih naprav se pri sestavljanju monolitnih kondenzatorjev, tokovnih pretvornikov in drugih naprav pogosto uporablja metalizacija s paladijevimi, srebrnimi in platinastimi pastami. Postopek ultrazvočnega spajkanja vam omogoča, da plemenite kovine zamenjate s cenejšimi analogi, ne da bi pri tem izgubili zmogljivost prihodnjega izdelka.
Značilnosti spajkanja-varjenja
Spajkanje kot tako ima veliko podobnosti s tradicionalnimi tehnologijami varjenja. Uporablja se tudi segrevanje obdelovancev in materiala tretjih oseb, ki vpliva na nastanek šiva. Toda v primerjavi z varilnimi tehnikami spajkanje ne zagotavlja notranjega taljenja strukture obdelovanca. Robovi delov praviloma ostanejo trdni, čeprav so segreti. In vendar, popolno taljenje obdelovanca daje močnejšo povezavo. Druga stvar je, da bo za dosego takšnega rezultata morda potrebna močnejša oprema. Pri uporabi tekoče spajke za baker je ne-kapilarno spajkanje z gostim polnjenjem šiva povsem izvedljivo. Ta način povezave je delno povezan z varjenjem, saj poveča oprijem struktur dveh ali več obdelovancev. Nekapilarno spajkanje je priporočljivo z električnimi obločnimi stroji ali kisikovo-acetilenskim gorilnikom.
Sklep
Na pridobitev kakovostnega spoja med postopkom spajkanja ne vpliva le prava izbira tehnologije, spajkanja s fluksom in opreme. Pogosto so odločilnega pomena majhni organizacijski postopki, povezani s pripravo materialov in naknadno obdelavo. Zlasti uporaba trde spajke zahteva večstopenjsko čiščenje ciljne površine z abrazivnim mletjem in kemičnim napadom z ogljikovim tetrakloridom. Končni del mora biti čist, gladek in čim bolj raven. Neposredno med spajkanjem je prav tako priporočljivo posvetiti posebno pozornost načinu pritrditve obdelovancev. Zaželenopritrdite jih v vpenjalno orodje, vendar tako, da je slednje zaščiteno pred kemičnimi in toplotnimi napadi.
Ne pozabite na varnost. Aktivni potrošni material - fluks in spajka - zahtevajo posebno nego. Večinoma so to kemično nevarni elementi, ki lahko ob izpostavljenosti visoki temperaturi sproščajo strupene snovi. Zato je treba med delom zaščititi vsaj kožo in dihala.
