Конвекционная пайка в печи: какие нагреватели и технологии используются?

Про тепловое оборудование

Пайку можно осуществлять разными способами. Один из них – пайка оплавлением, когда процесс происходит за счет конвекции разогретого воздуха. Такую пайку можно проводить в конвекторных или камерных печах. В каждом случае процедура несколько отличается, а на температурный профиль влияет ряд факторов.

Различия агрегатов для проведения процедуры

Конвекционную пайку проводят в конвекторных или камерных печах. В первом случае паяльная паста движется внутри печи, проходя разные температурные зоны:

Конвекционная пайка в печи: какие нагреватели и технологии используются?

  • предварительный нагрев;
  • стабилизация;
  • оплавление;
  • охлаждение.

Для того, чтобы пайка произошла, в каждой зоне устанавливается определенная температура воздуха. При пайке в камерных печах материал находится в одном и том же месте, но в каждый промежуток времени температура изменяется.

Получить каталог кухонного оборудования

Справка. Камерные печи используются при мелкосерийном и штучном производстве, а конвекторные – для массового производства.

Планируете приобрести тепловое оборудование для ресторана?
Получите коммерческое предложение и индивидуальные условия, просто заполните форму!

Как осуществляется процесс: какие нагреватели используются?

Оба процесса состоят из одних и тех же этапов, для которых нужна такая температура.

  1. Предварительный нагрев. Для этого нужна температура в пределах 95-130 градусов. Нужно, чтобы нагрев был постепенным, иначе компоненты могут повредиться, а припой будет разбрызгиваться. В результате возникнут перемычки. Но если нагрев медленный, то это грозит тем, что частицы припоя и контактные поверхности будут окисляться.
  2. Стабилизация. Этот этап еще называют температурным выравниванием. В это время активизируется флюсующая составляющая, из паяльной пасты выходит жидкость. Важно медленно повышать температуру. Флюс быстрее активируется при 150 градусах. Этап занимает от 0,5 до 3 минут. Заканчивается данная стадия температурой 150-170 градусов.
  3. Оплавление. Здесь температура не должна превышать температуру плавления паяльной пасты на 40 градусов. Если нагрев будет недостаточный, то компоненты будут плохо смачиваться. Особенно это характерно для компонентов которые плохо поддаются пайке (например, титан, алюминий, нержавеющая сталь). Для массивных деталей время может быть больше – от 1,5 минут.

    При повышенной температуре (до 240 градусов или выше) интерметаллическое соединение возрастает, повышается хрупкость соединения паяного, а внешний вид детали ухудшается.

  4. Охлаждение. Чтобы прочность соединения после пайки была выше, охлаждение должно быть максимально быстрым. Если оно медленно, то интерметаллическое соединение интенсивно возрастает. Паяное соединение получается тверже, но оно более хрупкое. При превышении скорости происходит термоудар.

    Оптимальное охлаждение – около 3-4 градусов за 1 секунду. В результате температура должна опуститься ниже 130 градусов. После того, как этот порог пройден, скорость уже не имеет значения, поскольку она не влияет на электронные компоненты или качество паяных соединений.

Конвекционная пайка в печи: какие нагреватели и технологии используются?Выбор режимов должен проводиться в зависимости от материалы и конструкции, плотности и количества компонентов на детали, типа паяльной пасты.

Также нужно принимать во внимание, что реальная и заданная температуры в печи будут отличаться. А разница зависит от конструкции агрегата.

Получить каталог кухонного оборудования

В камерную печь загружается только одна партия. После ее загрузки оператор печи настраивает нужную температуру и спирали нагреваются. После того, как один этап процесса заканчивается, температура изменяется.

Важно. В конвекторных печах процесс происходит проще, чем в камерных. Данная печь позволяет решить много проблем. Она обеспечивает эффективные режимы.

Поступающий в камеру печи горячий воздух позволяет деталям равномерно нагреваться, что дает возможность составляющим не повреждаться. Также не нарушаются электронные компоненты.

Какие факторы влияют на формирование температурного профиля?

Основные факторы, которые влияют на температурный профиль, следующие:

  • технологическое оборудование;
  • паяльная паста;
  • компоненты;
  • зазор.

Конвекционная пайка в печи: какие нагреватели и технологии используются?Когда температура начинает превышать 90 градусов, смола (канифоль), которая входит в состав паяльной пасты, размягчается. Это приводит к тому, что вязкость пасты уменьшается. Если же испарятся растворитель, то вязкость увеличивается. Первый процесс возникает вследствие повышенной скорости увеличения температуры. В таком случае паста расползается, в результате возникают бусинки припоя на деталях.

Если нагрев слишком быстрый, то влага, которую поглощает подложечный материал, быстро испаряется. Поскольку пайка происходит быстро, то пары не успевают выйти из объема. Отсюда внутреннее давление, которое разрывает подложку. Поэтому детали перед пайкой нужно высушить и держать их в вакуумной упаковку или сухом боксе.

Зазоры имеют длину меньше миллиметра (от сотых до десятых долей). Они находятся в прямой зависимости от основного металла и припоя, а также от способа пайки.

Важно. В процессе пайки основной металл растворяется в жидком припое. В результате меняется его жидкотекучесть. Различие в зазорах оказывает влияние на паяные соединения. Это влияет на состав металла шва и структуру.

Если предварительный нагрев осуществляется с нарушением технологии, то могут возникать такие дефекты:

  • Расползается паста из-за уменьшения вязкости при росте температуры.
  • В результате расползания пасты образуются перемычки.
  • Из-за интенсивной дегазации флюса возникают бусинки припоя.
  • Если разбрызгивается припой, то возникают шарики припоя.
  • В результате чрезмерного окисления имеем плохое смачивание либо образование пустот. На стадии охлаждения могут возникать такие дефекты.
  • Если температура значительно выше точки плавления припоя, то возрастают интерметаллические соединения.
  • В результате низкой скорости охлаждения возникает эффект отжига, что приводит в крупнозернистой структуре шва.
  • Когда температура изменяется очень быстро, то возникает большое внутреннее напряжение, что приводит к растрескиванию компонента.

Конвекционная пайка в печи: какие нагреватели и технологии используются?Профиль пайки основан на анализе причин появления дефектов. Если температура возрастает медленно, то это может способствовать минимизации расползания пасты. Тогда не появляются перемычки, компоненты не сдвигаются, нет бусинок и шариков припоя. Если минимизировать стадию стабилизации, то это поможет избежать:

  • появления пустот;
  • появления шариков;
  • плохого смачивания.

Также снижается возможность отслоения припоя. Следовательно, оптимальный профиль должен предусматривать медленный рост температуры, затем постепенное наращивание ее, а далее – быстрое повышение и такое же охлаждение.

Пайка металлов в конвекторных и камерных печах осуществляется по одинаковой технологии. Отличается только процесс: в камерных печах температуры постепенно изменяется, а в конвекторных детали проходят через несколько температурных зон. Первый вариант применяется для мелкосерийного производства, а второй – для массового.

Планируете приобрести тепловое оборудование для ресторана?
Получите коммерческое предложение и индивидуальные условия, просто заполните форму!
Получить каталог кухонного оборудования
Оцените статью
Вулкан - разработка и производство оборудования для профессиональной кухни
Добавить комментарий