Устройство для пайки монтажных соединений Советский патент 1986 года по МПК B23K3/00 

1

Изобретение относится к пайке и может быть использовано при лужении концов проводов и вьшодов электрорадиоэлементов , а также пайке монтажных соединений типа провод - штьфь.

Известно устройство для дозированной подачи припоя,, содержащее резервуар с прицрем, соединенный с ка- пилярным каналом ;ля подачи. припоя в зону пайки. Резервуар снабжен нагревателем и соединен трубопроводом с вакуум-насосом. Защита зоны пайки осуществля ется подачей нагретого инертного газа. Дозированная подача припоя регулируется изменением разности давлений в резервуаре вакуум- насосом l .

Недостатком устройства является гго высокая сложность и низкая надежность, а также низкое качество паяного соединения в связи с возможностью вытекания припоя из канала на паяное соединение.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для пайки, содержащее координатный стол, размещенную над ним паяльную головку, связанную с механизмом ее вертикального перемещения и снабженную резервуаром для расплавленного припоя и наконечником со сквозным аксиальным отверстием для подачи припоя в зону пайки, и источник сжатого защитного газа, соединенный с резервуаром через элементы пневмоавтоматики 2.

Недостатком устройства является сложность его изготовления и низкое качество паяных соединений в связи с возможностью образования сосулек и перемычек припоя, на паяных соединениях, а также вытекания припоя в процессе пайки.

Цель изобретения - упрощение конструкции устройства пайки и повышение качества паяных соединений за счет автоматического дозирования припоя .

Поставленная цель достигается тем что устройство для пайки монтажных соединений, содержащее координатный стол, размещенную над ним паяльную головку, связанную с механизмом ее вертикального перемещения и снабженную резервуаром для расплавленного припоя и наконечником со сквозным аксиальным отверстием для подачи припоя в зону пайки, и источник сжатого

356781

защитного газа, соединенньй с резервуаром через элементы пневмоавтоматики, до полнительно снабжено установ- ленньм коаксиально на наконечнике с

5 зазором относительно его нижнего торца кожухом, соединенным через элементы пневмоавтоматики с источником сжатого защитного газа, в дне кожуха выполнено сквозное отверстие, соосное

to отверстию наконечника, при этом величина указанного зазора составляет 0,25-0,50 от диаметра отверстия кожуха, а механизм перемещения головки кинематически связан с системой пнев 5 моавтоматики.

На чертеже изображено устройство пайки монтажных соединений, общий вид . На координатном столе, представляющем собой однокоординатный манипу20 лятор 1 с приводом типа винт - гайка, закреплена контактная колодка 2 с монтажным соединением 3 типа провод - штырь. Над столом размещена головка 4 пайки, связанная при помощи кулач25 ка 5 с механизмом 6 вертикального перемещения, В состав головки 4 входят нагреватель 7, размещенный на резервуаре 8 для припоя, с которым соединен наконечник 9 с аксиальным от30 верстием 10 для подачи припоя в зону пайки, и закрытый кожух 11, закрепленный коаксиально на наконечнике с образованием зазора 12 между нижним торцом наконечника и дном кожуха. В

35 дне кожуха выполнено отверстие 13, соосное с отверстием fO наконечника 9. В боковой стенке резервуара 8 расположено отверстие 14 для подачи припоя и выхода защитного газа. Ре0 зервуар 8 связан с источником сжатого газа (не показан) трубопроводом 15. Кожух П соединен трубопроводом 16 с источником защитного газа. Имеется электропневмопреобразователь 17

5 для подачи избыточного давления. Обмотка электромагнита электропневмо- преобразователя 7 включена последовательно с контактом 18, кинематически связана кулачком 19 с механизмом

0 6 перемещения головки. Для подачи

нагретого газа в кожух 1 с целью по- вьпяения качества паяного соединения в цепи трубопровода 16 размещен нагреватель 20 защитного газа.

5 Устройство работает следующим образом.

Припой в резервуаре 8 нагревается

нагревателем 7 до требумой температуры. При этом для защиты припоя от окисления в резервуар 8 кожух 11 подается инертный газ под избыточным давлением Р, , причем в кожух поступает нагретый нагревателем 20 защитный газ. Соотношение величины зазора и отверстия кожуха обеспечивает в кожухе необходимое избыточное давление газа под нижним зеркалом припоя.

По команде оператора однокоорди- натньгй манипулятор 1 вьшодит колодку 2 в положение, при котором ось контактного штыря 3 совпадает с осью отверстия 13 кожуха 11. После этого включается механизм 6 вертикального перемещения головки А пайки, который посредством кулачка 5 опускает головку пайки на монтажное соединение.

В исходном состоянии избыточное давление газа Р| , необходимое для устойчивого удержания припоя в отверстии 10 наконечника 9, регулируется так, что при введении монтажного соединения 3 в отверстие 13 припой в отверстие 10 не поднимается.

После введения монтажного соединения с навитым проводом в отверстие 13 и далее в отверстие 10 припой смачивает поверхность монтажного соединения и стремится перетечь на него под влиянием гравитационных сил и 1сил адгезии со стороны соединения. Чтобы препятствовать этому перетеканию включается избыточное давление Р, подаваемое по трубопроводу 16. Величина его отрегулирована таким образом, что припой в отверстии 10 при отверстии 13, перекрытым монтажным соединением, поднимается, увлекая с собой за счет сил поверхностного натяжения и сил, возникающих за счет действия избыточного давления на поверхность припоя, избыток припоя с монтажного соединения. Благодаря этому формируется соединение, количество припоя на котором автоматически дозируется для однотипных соединений если при регулировке подобрана величина давления .

Дополнительно при перемещении припоя в канале происходит удаление продуктов разложения изоляции провода и фпюса. Большая часть из продуктов разложения благодаря перемещению припоя всплывает на поверхность расплава, а оставшаяся часть -сдувается к основанию штыря.

После вьгоедения монтажного соединения из отверстия кожуха на

2356784

конечника, отверстие, в кожухе открывается, давление в зазоре 12 падает, припой возвращается в исходное положение. Избыточное давление

5 Р- снимается электропневмопреобразо- вателем 17 через кулачок 19, при этом контакт 18 размыкается и под кожухом устанавливается избыточное давление Р( . После этого однокоординат10 ный манипулятор 1 перемещает колодку 2 на шаг, вьгоодя очередной штырь под паяльную головку, и цикл пайки повторяется. Добавление припоя в резервуар 8 осуществляется через отверс)5 тие 14.

Удержание припоя в отверстии 10 и его подъем при до зировании осуществляется созданием избыточного давле20 НИН в зоне торца наконечника 9 под мениском припоя.

Величина избыточного давления в этой зоне перед введением монтажного соединения в отверстие определяется

25 отношением площади сечения кольцевого зазора между кожухом и торцом цилиндра вокруг отверстия в кожухе к площади отверстия в кожухе.

0

Минимальная площадь сечения кольцевого зазора, примыкающего к отверстию 10 наконечника 9 и отверстию кожуха 13, равна TTDh, а сечение отверстия в кожухе , где D - диаметр . отверстия в кожухе; h - высота зазо5 ра, определяемая как h o(.D; составляет 0,25-0,5. При 0,25, площадь кольцевого зазора станет меньше площади открытого отверстия 13 и в этом случае для эффективной защиты нижнего зеркала припоя необходимо повысить давление газа. Это приводит к тому, что, при перекрытии отверстия 13 в кожухе 11 монтажным соединением 3, давление под мениском при поя резко возрастает и припой по отверстию 10 поднимается вверх. В результате соединение не смочено припоем. Если выбрать d 0,5, то зона монтажного соединения, в которой

0 происходит расплавление припоя, находится внутри зазора и часть монтажного соединения, находящаяся вне кожуха, не пропаяна, так как при практически применяемых временах пайки мон5 тажное соединение прогревается до температуры пайки на расстояние порядка половины сечения монтажного щтыря, а превьппение этого времени ведет к недопустимому растворению в припое материалов соединения.

Диаметр отверстия в кожухе выбирается таким, чтобы в отверстие проходило штыревое монтажное соединение с зазором, величина которого на 10- 15% прев.ышает погрешность совмещения оси отверстия с осью монтажного соединения.

Предлагаемой устройство по сравне- ник( с известным позволяет существенно упростить его конструкцию пайки при одновременном улучшении качества

дозирования припоя за счет исключения вакуум-насоса и средств контроля и регулирования разряжения, повысить качество паяного соединения путем исключения образования дефектов типа сосулька и вытекания припоя на паяное соединение в процессе пайки, а также управлением формирования ске- летности соединения, уменьшить расход припоя за счет точного дозирования припоя и защиты всей поверхности расплавленного припоя (в том числе и зоне пайки) от окисления.

Р

6

Составитель В.Белинкий Редактор Н.Рогулич Техред И.Попович Корректор М.Максимишинец

Заказ 3046/12 Тираж 1001Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г„ Ужгород, ул. Проектная, 4