Solderen van contacten en draden

Solderen - het proces van het verbinden van metalen in vaste toestand met soldeer, die, wanneer ze smelten, in de opening stromen, de te solderen oppervlakken nat maken en bij afkoeling stollen en een soldeernaad vormen.

Solderen wordt uitgevoerd bij een temperatuur onder de smelttemperatuur van de materialen van de te verbinden onderdelen. Tegelijkertijd moet de temperatuur van het soldeersel dat wordt gebruikt voor het solderen iets hoger zijn dan het smeltpunt en moet de temperatuur van de te verbinden onderdelen dicht bij de smelttemperatuur van het soldeer liggen. Naleving van deze voorwaarde is noodzakelijk om een ​​dergelijke beweeglijkheid van het soldeer te verkrijgen, wat zorgt voor het vullen van de openingen in de naden tussen de contactelementen en de stroming rond hun oppervlakken.

Een goede soldeerverbinding kan alleen worden bereikt als het soldeer de contactvlakken van de te verbinden elementen bevochtigt, bovendien hoge capillaire eigenschappen heeft en zorgt voor het opvullen van de spleten tussen de te verbinden elementen.

De metallurgische methode om onderdelen te verbinden met behulp van soldeer met een smeltpunt onder 450 ° C wordt zachtsolderen genoemd. Hechting van het soldeer aan het metaal vindt plaats door de hechting van het soldeer aan het metaal. Opgemerkt moet worden dat het smeltpunt van soldeer voor zachtsolderen bij 450 ° C voorwaardelijk wordt aangenomen.

Het maken van contactverbindingen met behulp van soldeer met een smeltpunt boven 450°C heet solderen. Hechting van het soldeer aan het metaal is in dit geval het gevolg van zowel adhesie als diffusie van het soldeer in het metaal.

Bij het solderen is er bijna geen sprake van smelten van de verbonden elementen, dus gesoldeerde verbindingen zijn gemakkelijker te repareren.

Solderen maakt verbindingen tussen vrijwel elk hetzelfde metaal of een combinatie van ongelijksoortige metalen.

Koper is een van de metalen die gemakkelijk kunnen worden gesoldeerd. De toevoeging van legeringselementen aan koper bemoeilijkt echter het soldeerproces, aangezien de aanwezigheid van onzuiverheden in koper de eigenschappen van oxidefilms verandert, wat een obstakel vormt voor de vorming van een betrouwbare verbinding. Bovendien reageren onzuiverheden in koperlegeringen tijdens het solderen en vormen ze broze verbindingen. In dit opzicht moeten vloeimiddelen en soldeer bij het maken van contactverbindingen zorgvuldig worden geselecteerd.

Aluminiumsolderen biedt twee grote uitdagingen. Ten eerste is er een vuurvaste oxidefilm op aluminium en ten tweede heeft aluminium een ​​hoge thermische geleidbaarheid met een relatief lage warmtecapaciteit en een grote lineaire uitzettingscoëfficiënt. Daarom moet tijdens het solderen van aluminium contactelementen de verwarming gelokaliseerd zijn, de keuze van de flux moet worden gemaakt afhankelijk van de legeringsadditieven die in het metaal worden geïntroduceerd.

De kenmerken van de verschillende metalen die moeten worden verbonden of hun combinaties bepalen vooraf zowel het technologische proces van solderen als soldeer, vloeimiddelen en apparatuur die bij het solderen worden gebruikt.

Gelaste contactstructuur

Solderen heeft veel gemeen met smeltlassen, maar er zijn fundamentele verschillen tussen beide. Als tijdens het lassen de hoofd- en aanvullende metalen in gesmolten toestand in het lasbad zijn, smelt het hoofdmetaal niet tijdens het solderen.

Over het algemeen is solderen een complex van metallurgische en fysisch-chemische processen die plaatsvinden op de grens tussen het vaste basismetaal en het vloeibare metaal - soldeer. Afhankelijk van de fysisch-chemische eigenschappen van het basismateriaal en het soldeer, evenals de omstandigheden en methode van solderen, de verbinding die daartussen is gevormd, heeft een andere structuur. Het is bekend dat de voorwaarde voor het verbinden van het basismetaal met het soldeer adhesie is. Bij het bevochtigen van een schoon metalen oppervlak met soldeer en het daaropvolgende stollen, vinden de volgende processen plaats.

Als de componenten waaruit het soldeer bestaat geen interactie hebben met het basismetaal voordat ze erin oplossen, verschijnen er interkristallijne bindingen tussen het soldeer en dit metaal. De hechtsterkte van het geharde soldeer aan het basismetaal ligt dicht bij de sterkte van het soldeer zelf. Dit wordt bepaald door het feit dat het soldeersel alle onregelmatigheden en microkanaaltjes opvult, die een ontwikkeld adhesieoppervlak vormen, dat het zichtbare contactoppervlak aanzienlijk overschrijdt.

In het geval dat het oplossen van het ene metaal in het andere mogelijk is bij de soldeertemperatuur of bij lagere temperaturen, is er naast interkristallijne bindingen een diffusie van soldeeratomen in het gesoldeerde metaal en vice versa. De onderlinge diffusie van het soldeer en het soldeermetaal is extreem temperatuurgevoelig. Daarom is de ontwikkeling van dit proces afhankelijk van de soldeertemperatuur en de duur van de verwarming. Bij bepaalde temperaturen vormen het lasmetaal en de soldeercomponenten intermetallische lagen aan de voeggrens.

De structuur van de contactverbinding gemaakt door solderen is een gebied dat bestaat uit een laag gegoten soldeer gelijk aan de opening tussen de te verbinden elementen en aan beide zijden omgeven door de producten van de interactie van het soldeer met de basismetalen - intermetallisch tussenproduct lagen verschillende samenstellingen - en gebieden van onderlinge verdeling.

De structuur van de soldeerverbinding: 1 — aangesloten draden; 2 — corrosiezones; 3 — intermetallische lagen; 4 — soldeer; 5 — diffusiezone

Solderen van aluminiumdraden

Verbinding en vertakking van massieve draden met een doorsnede van 2,5 - 10 mm2 door solderen worden uitgevoerd nadat de uiteinden van de kern eerder zijn verbonden met een dubbele draai zodat een groef wordt gevormd op het punt waar de kernen elkaar raken. De verbinding wordt verwarmd met de vlam van een propaan-butaanbrander of benzinelamp tot de temperatuur van het begin van het smelten van het soldeer. Wrijf vervolgens met moeite over de verbindingsvlakken met een soldeerbout die in de vlam is gebracht. Als gevolg van wrijving wordt de groef ontdaan van onzuiverheden en vertind wanneer de verbinding wordt verwarmd. Op deze manier wordt de gehele verbinding afgedicht.

Soldeerverbinding en aftakking van massieve draden

Verbinding, afsluiting en vertakking van geïsoleerde aluminiumdraden door solderen, geproduceerd na het stapsgewijs doorsnijden van de contactvlakken van aluminiumdraden en hun voorvertinning. De uiteinden van de aderen worden in speciale vormen gestoken, waardoor ze in het midden en in het midden van het buisgedeelte worden geplaatst zodat ze elkaar raken. Op de draden worden beschermende schermen geplaatst om de isolatie van de aangesloten draden te beschermen tegen de werking van de vlam. Koelers worden bovendien gebruikt voor grote dwarsdoorsneden van draden. De binnenoppervlakken van de vormen zijn vooraf geverfd met koele verf of ingewreven met krijt. De plaatsen waar de draden de matrijs binnenkomen, zijn afgedicht met plaat- of koordasbest om soldeerlekkage te voorkomen.

Voor direct vlamsolderen wordt het middelste deel van de matrijs verwarmd, vervolgens wordt soldeer in de vlam gebracht, die door smelten de matrijs vult tot aan de bovenkant van het gat.

De afbeelding toont een verbinding die is voorbereid om te solderen. De soldeergietmethode is ontwikkeld en gebruikt. Met deze methode worden voorbereide aders gelegd met afschuiningen in een hoek van 55 °. vorm, met een afstand tussen hen van ongeveer 2 mm, zijn de resterende bewerkingen van het voorbereiden van de draad voor verbinding vergelijkbaar met die uitgevoerd in fusieverbinding.

In de smeltkroes wordt 7-8 kg soldeer gesmolten en verwarmd tot ongeveer 600 ° C (om snelle afkoeling te voorkomen). Tussen de smeltkroes en de plaats waar het soldeer wordt gegoten, is een soldeeropvangbak geïnstalleerd, die is bevestigd aan de blootliggende delen van de draden.Soldeer wordt via het aanspuitgat in de vorm gegoten totdat de randen van de kernen zijn gesmolten en de vorm is gevuld. Het wordt aanbevolen om het soldeer te roeren en de oxidefilm met een schraper van de uiteinden van de kernen te schrapen. De soldeertijd is niet langer dan 1 - 1,5 minuut.

Gevlochten draden met daarop gemonteerde vormen, voorbereid voor solderen: 1 — draadisolatie, 2 — beschermend scherm, 3 — vorm, 4 — gelegde draad, 5 — asbestafdichting.

Verbinding van aluminium kabelgeleiders door solderen door gesmolten soldeer te gieten: a — algemeen beeld van het soldeerproces, b — sjabloon voor het versieren van de uiteinden van de draden; c — klaar verbinding, 1 — soldeer, 2 — soldeerpunten

Solderen van koperdraden

De technologie voor het verbinden en beëindigen van koperdraden door middel van solderen is dezelfde. Solderen van draden met een doorsnede van 1,5 - 10 mm2 wordt uitgevoerd met een soldeerbout en met een doorsnede van 16 - 240 mm2 - met een propaan-butaantoorts of steekvlam; het soldeerproces bestaat uit het onderdompelen in gesmolten soldeer of het gieten van gesmolten soldeer op het soldeerpunt.

Aansluiting en vertakking van koperdraden tot 10 mm2 door solderen wordt uitgevoerd na het voorbereiden van hun contacten. De aders zijn getwist, bedekt met colofonium, het soldeerpunt wordt verwarmd met een soldeerbout door het soldeer te smelten op het soldeerpunt of door de verbinding onder te dompelen in een soldeerbad. Nadat de verbinding is bevochtigd met soldeer en de openingen tussen de gesoldeerde uiteinden ermee zijn gevuld, stopt de verwarming van de verbinding.

Aansluiting en vertakking van koperdraden met een doorsnede van 4 - 240 mm2 door solderen met behulp van contactfittingen, dit wordt uitgevoerd door irrigatie.Hiertoe wordt soldeer in grafiet- of stalen smeltkroezen in een elektrische of gasoven verhit tot een temperatuur van 550-600°C.

Draden die zijn voorbereid voor aansluiting of afsluiting zijn vooraf vertind en vervolgens in een mof of ferrule geplaatst. De geleiderverbinding bevindt zich in het midden van de mof. Wanneer u klaar bent, wordt de kern in het bit gestoken zodat het uiteinde gelijk ligt met het uiteinde van het pijpgedeelte van de punt. Om lekkage van soldeer op de kern te voorkomen, wordt asbest gewikkeld tussen het uiteinde van de huls (tip) en de rand van de isolatie. Het gewricht is horizontaal. De irrigatie van het soldeer gaat door totdat het volume tussen de kern en de punt gevuld is, maar niet langer dan 1,5 minuut. Veeg aan het einde van het solderen onmiddellijk (totdat het soldeersel is afgekoeld) de huls schoon met een doek die is bevochtigd met soldeerzalf, waarbij soldeervlekken worden verwijderd en gladgestreken.

Het solderen van verschillende metaaldraden gebeurt met dezelfde technologie als het verbinden van twee aluminiumdraden. Bij het voorbereiden van de uiteinden van aluminiumdraden voor het solderen, worden hun uiteinden afgeschuind onder een hoek van 55O of ​​getrapt gesneden, waarna de uiteinden worden vertind. Solderen gebeurt door directe versmelting in de mal of door gieten met voorgesmolten soldeer. Het aansluiten en aftakken van aluminium soepele en massieve draden kan ook in vertinde koperen doorvoeren.