Спойка на контакти и проводници

Запояване — процесът на свързване на метали в твърдо състояние с припои, които, когато се стопят, се вливат в процепа, намокрят повърхностите, които ще бъдат запоени, и когато се охладят, втвърдявайки се, образуват запоен шев.

Запояването се извършва при температура под температурата на топене на материалите на съединяваните части. В същото време температурата на спойката, използвана за запояване, трябва да бъде малко по -висока от точката на топене, а температурата на съединяваните части трябва да бъде близка до температурата на топене на спойката. Спазването на това условие е необходимо, за да се получи такава подвижност на спойката, която осигурява запълването на празнините в шевовете между контактните елементи и потока около техните повърхности.

Качествена връзка за запояване може да бъде постигната само ако спойката намокри контактните повърхности на елементите, които ще бъдат свързани, а също така има високи капилярни свойства и гарантира запълване на празнините между елементите, които ще бъдат свързани.

Металургичният метод за свързване на части с помощта на спойка с точка на топене под 450 ° C се нарича меко запояване. Адхезията на спойката към метала възниква поради адхезията на спойката към метала. Трябва да се отбележи, че точката на топене на спойката за меко запояване при 450 ° C се приема условно.

Осъществяването на контактни фуги с помощта на спойка с точка на топене над 450 ° C се нарича спояване. Свързването на спойката с метала в този случай се дължи както на адхезията, така и на дифузията на спойката в метала.

При запояване почти няма топене на свързаните елементи, така че запоените връзки са по -лесни за ремонт.

Спояването прави връзки между практически всеки един и същ метал или комбинация от различни метали.

Медта е един от металите, които могат лесно да бъдат запоени. Въпреки това, добавянето на легиращи елементи към мед усложнява процеса на запояване, тъй като наличието на примеси в медта променя свойствата на оксидните филми, които са пречка за образуването на надеждна връзка. Наред с това, примесите в медни сплави реагират по време на спояване и образуват крехки фуги. В тази връзка, при осъществяване на контактни връзки, потоците и спойките трябва да бъдат внимателно подбрани.

Запояването на алуминий представлява две големи предизвикателства. Първо, има огнеупорен оксиден филм върху алуминий, и второ, алуминият има висока топлопроводимост със сравнително нисък топлинен капацитет и голям коефициент на линейно разширение. Следователно, в процеса на запояване на алуминиеви контактни елементи, нагряването трябва да бъде локализирано, изборът на поток трябва да се направи в зависимост от легиращите добавки, въведени в метала.

Характеристиките на различните метали, които трябва да бъдат съединени, или техните комбинации предопределят както технологичния процес на запояване, така и спойки, потоци и оборудване, използвано при запояване.

Споена контактна структура

Спояването има много общо със заваряването с термоядрен синтез, но има фундаментални разлики между двете. Ако по време на заваряването основните и допълнителните метали са в заваръчната вана в разтопено състояние, тогава основният метал не се топи по време на спояване.

В общия случай запояването е комплекс от металургични и физико -химични процеси, протичащи на границата между основния твърд метал и течния метал — спойка.В зависимост от физико -химичните свойства на основния материал и спойката, както и условията и начина на запояване, съединението, образувано между тях, има различна структура. Известно е, че условието за свързване на неблагородния метал с спойката е адхезия. При намокряне на чиста метална повърхност с спойка и последващото й втвърдяване възникват следните процеси.

Ако компонентите, съставляващи спойката, не взаимодействат с основния метал, преди да се разтворят в него, тогава между спойката и този метал се появяват междузърнести връзки. Якостта на сцепление на втвърдения спойка с неблагородния метал е близка до здравината на собствената спойка. Това се определя от факта, че спойката запълва всички неравности и микро-канали, които образуват развита адхезионна повърхност, значително надвишаваща видимата контактна повърхност.

В случай, че разтварянето на един метал в друг е възможно при температурата на запояване или при по -ниски температури, в допълнение към междукристалните връзки, възниква дифузия на атоми на спойка в споения метал и обратно. Взаимното разпръскване на спойката и споявания метал е изключително чувствително към температурата. Следователно развитието на този процес зависи от температурата на запояване и продължителността на нагряване. При определени температури, споеният метал и компонентите на спойката образуват интерметални слоеве на границата на фугата.

Структурата на контактното съединение, направено чрез запояване, е зона, състояща се от слой от леяно припой, равен на пролуката между елементите, които трябва да бъдат съединени и заобиколени от двете страни от продуктите на взаимодействие на спойката с неблагородните метали — интерметални междинни слоеве различни композиции — и области на взаимно разпространение.

Структурата на запоеното съединение: 1 — свързани проводници; 2 — зони на корозия; 3 — интерметални слоеве; 4 — спойка; 5 — зона на дифузия

Запояване на алуминиеви проводници

Свързване и разклоняване на твърди проводници със сечение 2,5 — 10 mm2 чрез запояване се извършват, след като краищата на жилата са предварително свързани с двойно усукване, така че да се образува жлеб в точката, където жилата се допират. Кръстовището се нагрява с пламък на пропан-бутанова горелка или бензинова лампа до температурата на началото на топенето на спойката. След това, с усилие, разтрийте съединителните повърхности с пръчка за запояване, въведена в пламъка. В резултат на триене жлебът се почиства от примеси и се калайдисва при затопляне на фугата. По този начин цялата връзка е запечатана.

Запояваща връзка и разклоняване на плътни проводници

Свързване, прекратяване и разклоняване на изолирани алуминиеви жици чрез запояване произведени след поетапно изрязване на контактните зони на алуминиеви проводници и тяхното предварително калайдисване. Краищата на вените се вмъкват в специални форми, като се поставят в средата и в центъра на тръбната част, така че да се допират един до друг. На проводниците се поставят защитни екрани за защита на изолацията на свързаните проводници от действието на пламъка. За големи напречни сечения на проводници допълнително се използват охладители. Вътрешните повърхности на формите са предварително боядисани с хладна боя или се натриват с тебешир. Местата, където проводниците влизат в матрицата, са запечатани с азбест от лист или шнур, за да се предотврати изтичането на спойката.

Преди запояване с насочен пламък, средната част на матрицата се нагрява, след това в пламъка се вкарва спойка, която чрез разтопяване запълва матрицата до върха на отвора.

Фигурата показва връзка, подготвена за запояване. Методът на запояване чрез леене на спойка е разработен и се използва. С този метод се полагат подготвени вени с фаски под ъгъл 55 °. формата, оставяйки разстояние между тях от около 2 мм, останалите операции по подготовка на жилата за свързване са подобни на тези, извършвани при свързване чрез сливане.

В тигела 7-8 кг спойка се разтопява и загрява до около 600 ° C (за да се избегне бързото охлаждане). Между тигела и мястото, където се излива спойката, се монтира тава за източване на спойката, която е прикрепена към оголените части на проводниците. Поялката се изсипва във формата през отвора за разпръскване, докато краищата на сърцевините се разтопят и матрицата се напълни. Препоръчително е да разбъркате спойката и да изстържете оксидния филм от краищата на сърцевините със стъргалка. Времето за запояване не надвишава 1 — 1,5 минути.

Многожилни проводници с монтирани върху тях форми, подготвени за запояване: 1 — изолация на проводника, 2 — защитен екран, 3 — форма, 4 — разположен проводник, 5 — азбестово уплътнение.

Свързване на алуминиеви кабелни проводници чрез запояване чрез изливане на разтопен спойка: а — общ изглед на процеса на запояване, б — шаблон за декориране на краищата на проводниците; c — готово свързване, 1 — спойка, 2 — точки за запояване

Запояване на медни проводници

Технологията за свързване и завършване на медни проводници чрез запояване е същата. Запояването на проводници с напречно сечение 1,5 — 10 mm2 се извършва с поялник, а с напречно сечение 16 — 240 mm2 — с пропан -бутанова горелка или паялна лампа; процесът на запояване се състои в потапяне в разтопен спойка или изливане на разтопена спойка върху мястото на запояване.

Свързване и разклоняване на медни проводници до 10 mm2 чрез запояване се извършва след подготвяне на контактите им. Вените са усукани, покрити с колофон, точката на запояване се нагрява с поялник с разтопяване на спойката в точката на запояване или чрез потапяне на връзката в баня за запояване. След като фугата се навлажни с спойка и празнините между запоените краища се запълнят с нея, загряването на фугата спира.

Свързване и разклоняване на медни проводници със сечение 4 — 240 mm2 чрез запояване с използването на контактни фитинги, то се извършва чрез напояване. За тази цел спойката в графитни или стоманени тигели се нагрява в електрическа или газова пещ до температура 550-600ОС.

Подготвените за свързване или прекъсване проводници са предварително калайдисани и след това поставени в втулка или накрайник. Кондукторното съединение се намира в средата на втулката. При завършване сърцевината се вкарва в накрайника, така че краят му да е изравнен с края на тръбната част на върха. За да се избегне изтичане на спойка върху сърцевината, азбестът се навива между края на ръкава (върха) и ръба на изолацията. Спойката е хоризонтална. Поливането на спойката продължава, докато обемът между сърцевината и върха се напълни, но не повече от 1,5 минути. В края на запояването, незабавно (докато спойката не се охлади) избършете втулката с кърпа, навлажнена с мехлем за запояване, изгонвайки и изглаждайки петна от спойка.

Запояване на различни метални проводници е направено по същата технология като свързването на два алуминиеви проводника. При подготовката на краищата на алуминиеви проводници за запояване, краищата им са скосени под ъгъл 55О или стъпаловидно изрязване, след което краищата се калайдисват. Запояването се извършва чрез директно сливане във формата или чрез отливане с предварително разтопен спойка. Свързването и разклоняването на алуминиеви многожилни и плътни проводници може да се извърши и в калайдисани медни втулки.