ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Индукционная пайка из "Пайка, ее физико-химические особенности, технология и технологический процесс" Индукционный нагрев металлов — один из высокопроизводительных способов, широко применяемый при пайке. При этом нагрев паяем,ых деталей происходит в результате выделения энергии высокочастотного электромагнитного поля. Поэтому индукционный нагрев массивных деталей с большой площадью спая имеет преимущества перед электроконтактным способом нагрева, так как обеспечивает более равномерный нагрев зоны соединения, его требуемую скорость, повторяемость режима пайки, позволяет управлять нагревом, автоматизировать процесс пайки. В результате быстрого нагрева поверхность паяемой детали окисляется меньше, чем при нагреве в пламени горелок или электропечах с обычной атмосферой. Быстрый нагрев предотвращает также интенсивный рост зерна и рекристаллизацию паяемого металла. [c.232] При индукционном нагреве металл, помещаемый в магнитное поле контура, по которому протекает переменный электрический ток, нагревается индуцированными вихревыми токами Фуко. [c.232] Плотность индуцированного тока, как и всякого переменного тока, а следовательно, и нагрев неоднородны по сечению проводника и определяются электромагнитным и магнитным полями близко расположенных проводников. При этом могут иметь место три эффекта поверхностный (рис. 45, а), эффект близости (рис. 45, б) и кольцевой — катушечный (рис. 45, е). [c.232] Эффект близости выражается в том, что неравномерное распределение плотности тока по сечению близко расположенных проводников зависит от направленности в них тока при одинаковой направленности переменного тока наибольшая его плотность наблюдается на противоположных сторонах, а при разной — на обращенных друг к другу сторонах проводников. Эффект близости сильнее проявляется с уменьшением расстояния между проводниками. [c.233] Кольцевой эффект возникает в результате несимметричности электромагнитного поля проводника при свертывании его в кольцо линии поля сгущаются у внутренней поверхности кольца и разрежены у внешней. [c.233] Все три эффекта усиливаются с увеличением частот переменного тока. При совместном действии они могут усиливать или ослаблять друг друга. При уменьшении магнитной проницаемости нагреваемого металла (вблизи точки Кюри, для стали 770 °С) поверхностный эффект выражен менее резко. [c.233] При нагреве парамагнитных металлов (меди, алюминия, латуни, бронзы и др.) вследствие возрастания электросопротивления при нагреве и отсутствия магнитной проницаемости имеет место более равномерное распределение индуктированного тока и нагрева. [c.233] При пайке используют главным образом ток радиочастоты (50—10 Гц) от ламповых генераторов. При индукционном нагреве прежде всего нагревается внешняя поверхность детали, поверхность со стороны зазора нагревается только в результате теплопроводности паяемого металла и поэтому более медленно. [c.233] Глубина проникновения электрического тока определяется составом паяемого материала, температурой пайки и частотой тока. Наименьшая глубина проникновения электрического тока при частоте 2 кГц у стали (0,7 мм при 20 °С и 12,3 мм при 1000 °С) затем у меди (1,49 мм при 20 °С и 3,56 мм при 850 °С), алюминия (1,98 мм при 20 °С), у латуни (2,93 мм при 20 °С и 4,85 мм при 800 °С). По мере возрастания частоты тока глубина его проникновения резко снижается, и при 300 кГц ее значение на 1,5—2 порядка ниже, чем при частоте 2 кГц. [c.233] Для пайки плоских изделий предложен индукционный нагреватель, содержащий индуктирующий токопровод в виде плоской многовитковой спирали и металлического диска, установленного на поверхности токопровода. В металлическом диске выполнены радиальные щелевые прорези, равномерно расположенные по его окружности для обеспечения равномерного температурного поля. Такой индукционный нагреватель менее трудоемок в изготовлении, чем индуктор сложной формы. [c.233] Индукционная пайка с применением сплошных индукторов эффективна для деталей, входящих в индуктор с зазором 5—10 мм. Для сложных по форме деталей использование сплошных индукторов энергетически не выгодно из-за низкого КПД процесса. [c.233] В ЭТОМ случае необходимо использование разъемных индукторов. [c.234] Зазор между индуктором и деталью 2—20 мм. С увеличением зазора уменьшается скорость нагрева детали. Однако малые зазоры опасны из-за возможности замыкания витков индуктора деталью или жидким флюсом — проводников электрического тока. Для предотврашения замыкания при работе витки индуктора изолируют эмалью или асбестовым шнуром, пропитанным жидким стеклом. Для обеспечения равномерного нагрева места пайки необходимо нагревать детали с более толстыми стенками. Тонкостенная деталь должна нагреваться до требуемой температуры от более массивной и раньше, чем расплавится припой. Сложные узлы паяют в несколько приемов. [c.234] При работе с многовитковыми спиральными индукторами для устранения явления полосчатости их изготовляют с более плотным расположением витков из труб прямоугольного сечения. При невозможности ввода замкнутого индуктора используют частично разъемные индукторы. [c.234] Косвенный индукционный нагрев печи возможен благодаря теплопроводности, например, стального муфеля, нагреваемого ТВЧ. [c.234] Локальный нагрев при индукционной пайке массивных деталей по сравнительно большой площади спая возможен через флюс (рис. 46). При этом флюс нагревается от стенки съемного кожуха 2 из коррозионно-стойкой стали, нагреваемого съемным наружным индуктором 5. Этот способ позволяет использовать существенно меньший объем флюса, чем при пайке погружением уменьшить расход электроэнергии и улучшить защиту от испарений флюса. [c.234] Изделие сложной формы при нагреве вращают с частотой 20— 30 мин во избежание его перегрева. Тонкостенные детали нагревают непрерывно толстостенные — прерывисто для выравнивания температуры. [c.234] Прямой индукционный нагрев применяют в основном для пайки деталей с формой тел вращения (трубка с трубкой, трубка с фланцем, вал с втулкой). [c.234] С помощью индукционного нагрева возможна пайка в вакууме и в восстановительной или инертной газовой среде (в стеклянных, кварцевых ампулах или при косвенном нагреве — металлическом контейнере). [c.235] Индукционная пайка низкоуглеродистых сталей медным припоем при 1100—1180 °С в течение 3—15 мин в камере с углеводородным газом (0,5—30 % и Ng— остальное) обеспечивает цементацию и упрочнение закалкой от 800—850 °С в масле, нагретом до 60 °С. [c.235] Вернуться к основной статье