接点や電線のはんだ付け
はんだ付け - 固体状態の金属をはんだで接合するプロセス。はんだは溶けるとギャップに流れ込み、はんだ付けされる表面を濡らし、冷却すると固化してはんだ付けの継ぎ目を形成します。
はんだ付けは、接合する部品の材料の溶融温度よりも低い温度で実行されます。同時に、はんだ付けに使用するはんだの温度は融点よりわずかに高く、接合される部品の温度ははんだの融点に近い温度にする必要があります。この条件を遵守することは、はんだの可動性を確保するために必要であり、接触要素間の継ぎ目の隙間を確実に埋め、接触要素の表面周囲の流れを確実にします。
高品質のはんだ接続は、はんだが接続される要素の接触面を濡らし、また高い毛細管特性を有し、接続される要素間の隙間を確実に埋める場合にのみ達成できます。
融点が450℃未満のはんだを使用して部品を接続する冶金学的方法は、ソフトソルダリングと呼ばれます。金属へのはんだの付着は、はんだが金属に付着することによって発生します。条件付きではんだ付けのはんだの融点は450℃と仮定されていることに注意してください。
融点が450℃以上のはんだを使って接点を作ることをはんだ付けといいます。この場合の金属へのはんだの結合は、金属へのはんだの付着と拡散の両方によるものです。
はんだ付けの際、接続された要素の溶解がほとんどないため、はんだ付け接続の修理が容易になります。
ろう付けは、事実上あらゆる同じ金属間、または異なる金属の組み合わせ間を接続します。
銅ははんだ付けが容易な金属の一つです。しかし、銅に合金元素を添加すると、はんだ付けプロセスが複雑になります。これは、銅に不純物が存在すると酸化膜の特性が変化し、信頼性の高い接続の形成が妨げられるためです。さらに、銅合金中の不純物ははんだ付け中に反応し、脆い接合部を形成します。この点において、接点接続を行う際には、フラックスやはんだを慎重に選択する必要があります。
アルミニウムろう付けには 2 つの大きな課題があります。まず、アルミニウムには耐火性の酸化皮膜があり、次にアルミニウムは熱伝導率が高く、熱容量が比較的低く、線膨張係数が大きいという特徴があります。したがって、アルミニウム接点要素のはんだ付けプロセスでは、加熱を局所的に行う必要があり、金属に導入される合金添加剤に応じてフラックスを選択する必要があります。
接合されるさまざまな金属の特性またはその組み合わせによって、はんだ付けの技術プロセスと、はんだ付けに使用されるはんだ、フラックス、および装置の両方が事前に決定されます。
溶接接点構造
ろう付けは融着と多くの共通点がありますが、両者には根本的な違いがあります。溶接中に主金属と追加金属が溶融状態で溶接池内にある場合、主金属ははんだ付け中に溶けません。
一般に、はんだ付けは、母材の固体金属と液体金属であるはんだの境界で起こる冶金学的プロセスと物理化学的プロセスの複合体です。母材とはんだの物理化学的性質や条件によって異なります。はんだ付け方法やはんだ付け方法の違いにより、両者の間に形成される接合部の構造が異なります。母材と半田との接合条件は密着性であることが知られている。きれいな金属表面をはんだで濡らし、その後凝固させると、次のプロセスが発生します。
はんだを構成する成分が溶解する前に母材金属と相互作用しない場合、はんだとこの金属の間に粒子間結合が現れます。硬化したはんだの母材への接合強度は、はんだ自体の強度に近似します。これは、はんだがすべての凹凸とマイクロチャネルを満たし、目に見える接触面を大幅に超えて発達した接着面を形成するという事実によって決定されます。
はんだ付け温度またはそれより低い温度で、ある金属が別の金属に溶解する場合、結晶間結合に加えて、はんだ付けされた金属へのはんだ原子の拡散が起こり、またその逆も起こります。はんだとはんだ金属の相互拡散は温度に非常に敏感です。したがって、このプロセスの進行は、はんだ付け温度と加熱時間に依存します。特定の温度では、溶接金属とはんだ成分が接合境界に金属間層を形成します。
はんだ付けによって作成される接触接合部の構造は、接合される要素間のギャップに等しい鋳造はんだの層で構成され、両側がはんだとベース金属の相互作用の生成物である金属間中間体によって囲まれています。異なる組成の層、および相互分布領域。
はんだ付け接合の構造: 1 - 接続されたワイヤ。 2 - 腐食ゾーン。 3 - 金属間化合物層。 4 - はんだ付け; 5 — 拡散ゾーン
アルミ線のはんだ付け
断面積2.5～10mm2の単線のはんだ付けによる接続・分岐は、あらかじめ芯線の両端を2重撚りで接続し、芯線が接する部分に溝ができるようにした後、はんだ付けにより接続・分岐します。接合部は、プロパンブタンバーナーまたはガソリンランプの炎で、はんだが溶け始める温度まで加熱されます。次に、火の中に入れたはんだごてで接続面を苦労してこすります。摩擦の結果、溝から不純物が取り除かれ、接合部が加熱されると錫メッキが施されます。このようにして、接続全体が密閉されます。
単線のはんだ付け接続と分岐
アルミニウム線の接触領域を段階的に切断し、予備錫メッキを施した後、はんだ付けによる絶縁アルミニウム線の接続、終端、分岐を行います。静脈の端は特別な形状に挿入され、互いに接触するように管部分の中央と中央に配置されます。接続されたワイヤの絶縁体を炎の作用から保護するために、ワイヤ上に保護スクリーンが配置されます。さらに、断面が大きいワイヤにはクーラーが使用されます。型枠の内面はあらかじめ冷たい塗料で塗装されているか、チョークでこすられています。ワイヤーが金型に入る場所は、はんだ漏れを防ぐためにシートまたはコードアスベストでシールされています。
直火はんだ付けの前に、ダイの中央部分が加熱され、次にはんだが炎の中に導入され、溶融してダイを穴の上部まで満たします。
図は、はんだ付けのために準備された接続を示しています。はんだキャスト法を開発・採用。この方法では、準備された静脈は55°の角度で面取りされて配置されます。ワイヤ間の距離を約 2 mm にして、ワイヤの形状を整えます。ワイヤを接続するための残りの準備作業は、融着接続で実行される作業と同様です。
るつぼの中で、7～8kgのはんだを溶かし、約600℃まで加熱します（急冷を避けるため）。るつぼとはんだを流し込む場所の間にはんだドレンパンが設置されており、ワイヤの露出部分に取り付けられています。はんだは、コアの端が溶けて金型に充填されるまで、スプルー穴を通して金型に注入されます。はんだを撹拌し、スクレーパーなどでコア先端の酸化皮膜を削り取ることをお勧めします。はんだ付け時間は 1 ～ 1.5 分以内です。
はんだ付け用に準備された、フォームが取り付けられた撚り線: 1 - ワイヤー絶縁、2 - 保護スクリーン、3 - フォーム、4 - 敷設されたワイヤー、5 - アスベストシール。
溶融はんだを流し込むはんだ付けによるアルミニウムケーブル導体の接続: a - はんだ付けプロセスの全体図、b - ワイヤの端を装飾するためのテンプレート。 c — 接続準備完了、1 — はんだ、2 — はんだ付けポイント
銅線のはんだ付け
銅線をはんだ付けで接続・端末処理する技術も同様です。断面積が 1.5 ～ 10 mm2 のワイヤのはんだ付けははんだごてで行われ、断面積が 16 ～ 240 mm2 のワイヤのはんだ付けはプロパン - ブタン トーチまたはブロートーチで行われます。はんだ付けプロセスは、溶融したはんだに浸すか、溶融したはんだをはんだ付けポイントに流し込むことで構成されます。
10 mm2までの銅線の接続と分岐は、接点を準備した後、はんだ付けによって実行されます。静脈はねじれ、ロジンで覆われ、はんだ付け点のはんだを溶かすか、接続部をはんだ槽に浸すことにより、はんだごてではんだ付け点を加熱します。接合部がはんだで湿り、はんだ付けされた端部間の隙間がはんだで満たされると、接合部の加熱が停止します。
コンタクトフィッティングを使用したはんだ付けによる断面4〜240 mm2の銅線の接続と分岐は、灌注によって実行されます。この目的のために、黒鉛または鋼製るつぼに入れたはんだは、電気炉またはガス炉で 550 ～ 600°C の温度に加熱されます。
接続または終端用に準備されたワイヤは、あらかじめ錫メッキされ、スリーブまたはフェルールに配置されます。導体接続部はスリーブの中央にあります。完成したら、コアの端がチップのパイプ部分の端と面一になるようにビットにコアを挿入します。コアへのはんだの漏れを防ぐために、スリーブの端（チップ）と絶縁体の端の間にアスベストが巻かれています。ジョイントは水平です。はんだの注入は、コアとチップの間の容積が満たされるまで続きますが、1.5 分を超えないようにします。はんだ付け終了後、すぐに（はんだが冷めるまで）はんだ付け軟膏を含ませた布でスリーブを拭き、はんだの汚れを取り除き、滑らかにします。
異なる金属線のはんだ付けは、2 本のアルミニウム線を接続するのと同じ技術を使用して行われます。はんだ付け用にアルミニウム線の端を準備する場合、端は 55° の角度で面取りされるか、ステップ カットされ、その後、端は錫めっきされます。はんだ付けは、金型内で直接溶融するか、あらかじめ溶かしたはんだを流し込むことによって行われます。アルミニウムより線と単線の接続と分岐は、錫メッキ銅ブッシングでも行うことができます。