Spajkanje kontaktov in žic

Spajkanje - postopek spajanja kovin v trdnem stanju s spajkami, ki, ko se stopijo, tečejo v režo, navlažijo površine, ki jih je treba spajkati, in ko se ohladijo, strdijo, tvorijo spajkan šiv.

Spajkanje se izvaja pri temperaturi pod temperaturo taljenja materialov delov, ki jih je treba spojiti. Hkrati mora biti temperatura spajke, ki se uporablja za spajkanje, nekoliko višja od tališča, temperatura delov, ki jih je treba spojiti, pa mora biti blizu tališča spajke. Skladnost s tem pogojem je potrebna za pridobitev takšne mobilnosti spajke, ki zagotavlja zapolnitev vrzeli v šivih med kontaktnimi elementi in pretok okoli njihovih površin.

Kakovostno spajkalno zvezo lahko dosežemo le, če spajka zmoči kontaktne površine elementov, ki jih spajamo, poleg tega pa ima visoke kapilarne lastnosti in zagotavlja zapolnjevanje rež med elementi, ki jih spajamo.

Metalurška metoda povezovanja delov z uporabo spajke s tališčem pod 450 ° C se imenuje mehko spajkanje. Oprijem spajke na kovino nastane zaradi oprijema spajke na kovino. Upoštevati je treba, da je tališče spajke za mehko spajkanje pri 450 ° C predpostavljeno pogojno.

Izdelava kontaktnih spojev z uporabo spajke s tališčem nad 450 ° C se imenuje spajkanje. Vezava spajke na kovino je v tem primeru posledica adhezije in difuzije spajke v kovino.

Pri spajkanju skoraj ne pride do taljenja spojenih elementov, zato je spajkane spoje lažje popraviti.

Trdo spajkanje omogoča povezavo med skoraj vsako isto kovino ali kombinacijo različnih kovin.

Baker je ena izmed kovin, ki jih je enostavno spajkati. Vendar dodajanje legirnih elementov bakru oteži postopek spajkanja, saj prisotnost nečistoč v bakru spremeni lastnosti oksidnih filmov, ki so ovira za nastanek zanesljive povezave. Poleg tega nečistoče v bakrovih zlitinah med spajkanjem reagirajo in tvorijo krhke spoje. V zvezi s tem je treba pri kontaktnih povezavah skrbno izbrati talila in spajke.

Trdo spajkanje aluminija predstavlja dva velika izziva. Prvič, na aluminiju je ognjevarna oksidna folija, drugič pa ima aluminij visoko toplotno prevodnost z relativno nizko toplotno kapaciteto in velikim koeficientom linearne ekspanzije. Zato je treba v procesu spajkanja aluminijastih kontaktnih elementov ogrevanje lokalizirati, izbiro fluksa je treba opraviti glede na legirne dodatke, vnesene v kovino.

Lastnosti različnih spojenih kovin ali njihovih kombinacij vnaprej določajo tako tehnološki postopek spajkanja kot spajke, talila in opremo, ki se uporablja pri spajkanju.

Varjena kontaktna struktura

Spajkanje ima veliko skupnega s talilnim varjenjem, vendar so med njima temeljne razlike. Če sta med varjenjem glavna in dodatna kovina v zvarnem bazenu v staljenem stanju, se glavna kovina med spajkanjem ne stopi.

Na splošno je spajkanje kompleks metalurških in fizikalno-kemijskih procesov, ki potekajo na meji med osnovno trdno kovino in tekočo kovino - spajko. Glede na fizikalno-kemijske lastnosti osnovnega materiala in spajke ter pogojev in način spajkanja ima spoj, ki nastane med njima, drugačno strukturo. Znano je, da je pogoj za spajanje osnovne kovine s spajko adhezija. Pri namočenju čiste kovinske površine s spajkanjem in njenem kasnejšem strjevanju pride do naslednjih procesov.

Če komponente, ki sestavljajo spajko, ne sodelujejo z osnovno kovino, preden se raztopijo v njej, se med spajko in to kovino pojavijo intergranularne vezi. Trdnost vezi utrjene spajke na osnovno kovino je blizu trdnosti same spajke. To je posledica dejstva, da spajka zapolni vse nepravilnosti in mikrokanale, ki tvorijo razvito adhezijsko površino, ki znatno presega vidno kontaktno površino.

V primeru, da je raztapljanje ene kovine v drugi možno pri temperaturi spajkanja ali pri nižjih temperaturah, pride poleg medkristalnih vezi do difuzije atomov spajke v spajkano kovino in obratno. Medsebojna difuzija spajke in spajkalne kovine je izjemno občutljiva na temperaturo. Zato je razvoj tega procesa odvisen od temperature spajkanja in trajanja segrevanja. Pri določenih temperaturah zvar in spajkalne komponente tvorijo intermetalne plasti na meji spoja.

Struktura kontaktnega spoja, izdelanega s spajkanjem, je območje, sestavljeno iz plasti ulite spajke, ki je enaka reži med elementi, ki jih je treba spojiti, in je na obeh straneh obdana s produkti interakcije spajke z navadnimi kovinami — intermetalni intermediat plasti različne sestave — in področja medsebojne porazdelitve.

Struktura spajkanega spoja: 1 — povezane žice; 2 — korozijska območja; 3 — intermetalne plasti; 4 - spajka; 5 - difuzijsko območje

Spajkanje aluminijastih žic

Povezava in razvejanje polnih žic s prečnim prerezom 2,5 - 10 mm2 s spajkanjem se izvede po tem, ko so konci jedra predhodno povezani z dvojnim zavojem, tako da se na mestu stika jeder oblikuje utor. Stičišče se segreje s plamenom propan-butan gorilnika ali bencinske svetilke na temperaturo začetka taljenja spajke. Nato z naporom podrgnite spojne površine s spajkalnikom, vstavljenim v plamen. Zaradi trenja se utor pri segrevanju spoja očisti nečistoč in pokositra. Na ta način je celotna povezava zatesnjena.

Spajkalna povezava in razvejanje polnih žic

Povezava, zaključek in razvejanje izoliranih aluminijastih žic s spajkanjem, ki se izvede po postopnem rezanju kontaktnih površin aluminijastih žic in njihovem predhodnem kositrenju. Konce žil vstavimo v posebne oblike, ki jih postavimo v sredino in sredino cevnega dela, tako da se dotikajo druga druge. Na žice so nameščeni zaščitni zasloni, ki ščitijo izolacijo priključenih žic pred delovanjem plamena. Za velike prereze žic se dodatno uporabljajo hladilniki. Notranje površine obrazcev so predhodno pobarvane s hladno barvo ali podrgnjene s kredo. Mesta, kjer žice vstopijo v matrico, so zatesnjena z azbestno pločevino ali vrvico, da se prepreči puščanje spajke.

Pred direktnim plamenskim spajkanjem se srednji del matrice segreje, nato se v plamen vnese spajka, ki s taljenjem napolni matrico do vrha izvrtine.

Na sliki je prikazan spoj, pripravljen za spajkanje. Razvita in uporabljena je bila metoda spajkanja. S to metodo se pripravljene žile položijo s posnetki pod kotom 55 °. oblike, pri čemer pustite razdaljo med njimi približno 2 mm, preostali postopki priprave žice za povezavo so podobni tistim, ki se izvajajo pri fuzijski povezavi.

V lončku se stopi 7-8 kg spajke in segreje na približno 600 ° C (da se prepreči hitro ohlajanje). Med lončkom in mestom vlivanja spajke je nameščena posoda za odtok spajke, ki je pritrjena na izpostavljene dele žic.Spajka se vlije v kalup skozi luknjo za smreko, dokler se robovi jeder ne stopijo in kalup napolni. Priporočljivo je, da spajko premešate in s strgalom postrgate oksidni film s koncev jeder. Čas spajkanja ne presega 1-1,5 minute.

Vpredene žice z nameščenimi oblikami, pripravljenimi za spajkanje: 1 - izolacija žice, 2 - zaščitni zaslon, 3 - oblika, 4 - položena žica, 5 - azbestno tesnilo.

Povezava aluminijastih kabelskih vodnikov s spajkanjem z vlivanjem staljene spajke: a - splošen pogled na postopek spajkanja, b - šablona za dekoriranje koncev žic; c — pripravljena povezava, 1 — spajka, 2 — spajkalna mesta

Spajkanje bakrenih žic

Tehnologija spajanja in zaključevanja bakrenih žic s spajkanjem je enaka. Spajkanje žic s prečnim prerezom 1,5-10 mm2 se izvaja s spajkalnikom, s prečnim prerezom 16-240 mm2 pa s propan-butanskim gorilnikom ali pihalnikom; postopek spajkanja je sestavljen iz namakanja v staljeno spajko ali polivanja staljene spajke na mesto spajkanja.

Povezovanje in razvejanje bakrenih žic do 10 mm2 s spajkanjem se izvede po pripravi njihovih kontaktov. Žile zvijemo, prekrijemo s kolofonijo, spajkalno mesto segrejemo s spajkalnikom s taljenjem spajke na mestu spajkanja ali s potopitvijo spoja v spajkalno kopel. Ko spoj navlažimo s spajkalom in z njim zapolnimo reže med spajkanimi konci, se segrevanje spoja ustavi.

Povezava in razvejanje bakrenih žic s prerezom 4 - 240 mm2 s spajkanjem z uporabo kontaktnih fitingov se izvaja z namakanjem.V ta namen spajko v grafitnih ali jeklenih lončkih segrejemo v električni ali plinski peči na temperaturo 550-600°C.

Žice, pripravljene za povezavo ali zaključek, so predhodno pokositrene in nato vstavljene v tulec ali objemko. Spoj prevodnika se nahaja na sredini tulca. Ko končate, jedro vstavite v nastavek tako, da je njegov konec poravnan s koncem cevnega dela konice. Da preprečimo puščanje spajke na jedro, je azbest navit med koncem tulca (konico) in robom izolacije. Spoj je vodoraven. Namakanje spajke se nadaljuje, dokler se prostornina med jedrom in konico ne napolni, vendar ne več kot 1,5 minute. Po koncu spajkanja takoj (dokler se spajka ne ohladi) obrišite tulec s krpo, navlaženo z mazilom za spajkanje, s čimer odstranite in zgladite madeže spajke.

Spajkanje različnih kovinskih žic poteka po isti tehnologiji kot povezovanje dveh aluminijastih žic. Pri pripravi koncev aluminijastih žic za spajkanje so njihovi konci poševni pod kotom 55O ali stopničasto odrezani, nato pa se konci pokositrajo. Spajkanje se izvaja z neposrednim taljenjem v kalupu ali z ulivanjem s predhodno staljeno spajko. Povezovanje in razvejanje aluminijastih vijačnih in polnih žic se lahko izvede tudi v pokositrenih bakrenih pušah.