Способ контроля процесса пайки или сварки плавлением Советский патент 1975 года по МПК B23K1/00 B23K9/00 

1 .

Изобретение относится к пайке или сварке плавлением.

Известен способ контроля процесса пайки или сварки плавлением, при котором к соединяемым поверхностям прикладывают давление параллельно плоскости контактирования.

Для повышения точности определения момента образования жидкой прослойки по всей площади контактирования к соединяемым поверхностям прикладывают давление, не превышающее силы трения между ними, и образование жидкой фазы фиксируют по относительному перемещению контактирующих поверхностей в результате перехода сухого трения в жидкостное.

Предложенный способ осуществляется следующим образом.

Элементы, подлежащие соединению, вводятся в соприкосновение и прижимаются пуансоном к основанию, после чего вместе с нормально приложенной силой давления пуансона вводится сила в плоскости, параллельной поверхности контактирования. Система находится Б равновесии, пока сдвигающая сила не превышает силы трения между элементами.

Затем включается нагрев; при достижении температуры размягчения и, вслед за тем, плавления припоя либо расплавления приконтактных областей сухое трение менаду контактируемыми поверхностями переходит к граничному или жидкостному. Вследствие этого сдвигающая сила вызывает смещение соединяемых элементов на фиксированную величину, которая регистрируется и, будучи преобразованной, отключает нагрев.

На фиг. 1 дан график разложения сил в системе пуансон -соединяемые элементы -опора при равновесии: а - регистрация перемещения, вызванного тангенциальной составляющей силы давления пуансона; б-регистрация перемещения, вызванного дополнительной измерительной силой, приложенной к подвижному основанию; па фиг. 2 - начальная и конечная стадии контролируемого процесса пайки; а - положение паяемых элементов до расплавления, б - то же, после затвердевания; на фиг. 3 - то же, для случая подвижного основания: а - положение свариваемых элементов до расплавления, б - то же, после затвердевания.

Давление пуансона Р раскладывается на Л - нормальную и Ftg - тангенциальную составляющие силы Р; F - силы трения, а - угол наклона оси пуансона, Р - сила, параллельная поверхности раздела контактируемых элементов, R - реакция опоры. В первом случае давление пуансона передается под некоторым углом.

Соотношение между приложенной нормальной /V и тангенциальной Ftg составляющими сил выбирают таким, чтобы сила трения F-ip, действующая в поверхности раздела, превыщала тангенциальную составляющую до момента контактного плавления и была бы меньше ее после образования жидкой фазы по всей поверхности раздела. Причем, такое соотношение возможно в том случае, когда вся поверхность раздела представляет собой жидкую прослойку. Это справедливо в силу того, что сила трения между двумя поверхностями 1 и 2, как известно, не зависит от площади контактирования. Следовательно, нагрев будет продолжаться до тех пор, пока не исчезнет островковая структура зоны контакта, т. е. пока не образуется высококачественный контакт между соединяемыми элементами.

Кроме того, однократное сдвигающее усилие в плоскости контактирования способствует равномерному распределению жидкой фазы 3 в зоне контакта, разрушению окисных пленок, а следовательно, повышению прочности сварного или паяного соединения.

Максимальная величина сдвига выбирается из конструктивных особенностей контактируемых элементов и может быть очень малой изза возможности точной регистрации такого сдвига, так как в направлении действия тангенциальной силы отсутствуют какие-либо перемещения, кроме регистрируемых.

Сила трения между нижним соединяемым элементом и основанием 4, а также между

пуансоном и верхним элементом в любом случае должна быть больше сдвигающего усилия.

Предлагаемый способ обеспечивает высокую точность определения момента расплавления и образования жидкой фазы по всей площади контактируемых поверхностей благодаря регистрации смещения элементов в направлении, в котором отсутствуют перемещения, кроме измеряемых; исключает зависимость процесса контроля от геометрических размеров контактируемых элементов и прослоек. Кроме того, однократное поперечное перемещение повыщает прочность сварного

или паяного соединения, а также качество производимого прибора. Этот способ можно применять для контроля как процессов пайки, так и сварки.

Предмет изобретения

Способ контроля процесса пайки или сварки плавлением, при котором к соединяемым поверхностям прикладывают давление параллельно плоскости контактирования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения момента образования жидкой прослойки по всей площади контактирования, к соединяемым поверхностям прикладывают давление, не превыщающее силы трения между ними, и образоваиие жидкой фазы фиксируют по относительному перемещению контактирующих поверхностей в результате перехода сухого трения в жидкостное.

/V

а

т,

3 - у///////;

-W

Фг/s.