148. Оборудование для пайки погружением. Особенности индукционного нагрева и оборудование для индукционной пайки

Электронагревательные ванны. Для нагрева изделий под пай­ку путем теплопередачи от нагретых жидкостей — масла, расплав­ленных солей и щелочей применяют электронагревательные ванны. В паяльном производстве наибольшее распространение получили соляные ванны цилиндрической или прямоугольной формы с внешним или внутренним обогревом. Внутренний обогрев осуществляется электродными или трубчатыми электронагрева­телями (ТЭН). По рабочей температуре соляные ванны подраз­деляют на ванны с температурой до 650, 850, 1300 °С.

Электронагревательные ванны обладают следующими преиму­ществами перед печами сопротивления: I) высокой равномер­ностью нагрева изделий вследствие значительно большей теп­лопроводности жидкости по сравнению с теплопроводностью газов; 2) высокой скоростью нагрева изделия благодаря высо­ким значениям коэффициента теплоотдачи от жидкости к метал­лу; 3) большой производительностью; 4) защитой изделий от окисления; изделия в процессе нагрева и выдержки изолированы от воздушной среды и при извлечении из ванны покрыты тон­ким слоем соли или флюса.

К недостаткам нагрева в электронагревательных ваннах сле­дует отнести: 1) большой удельный расход электроэнергии из-за повышенных тепловых потерь зеркалом ванны; 2) необходимость непрерывной эксплуатации из-за сложности и длительности разо­грева до рабочего состояния; 3) тяжелые и вредные условия труда; 4) необходимость очистки изделий от соли или флюса; 5) большой расход соли или флюса и необходимость предвари­тельной сушки их перед загрузкой.

Ванны с внутренним обогревом по сравнению с ваннами с внеш­ним обогревом меньше по габаритам, имеют меньшие теплопотери и меньший удельный расход электроэнергии. Кроме того, для селитровых ванн внутренний обогрев более безопасен, так как при этом менее вероятен перегрев дна ванны из-за загрязнения ниж­них слоев селитры. Недостаток такого обогрева состоит в малом сроке службы нагревательных элементов, вследствие эрозии труб­чатого кожуха нагревателя при высоких температурах. Более экономичен электродный нагрев, так как при этом имеется воз­можность передвигать электроды по мере сгорания, что увеличи­вает срок их службы. Одновременно конструкция таких электро­дов обеспечивает электромагнитную циркуляцию соли в ванне. Соляные ванны питаются через понижающий трансформатор.

Индукционные нагревательные установки. Такие установки могут быть разделены на четыре группы.

1. По частоте питающего тока различают установки про­мышленной частоты, питающиеся от сети 50 Гц непосредственно или через специальные понижающие трансформаторы; установки повышенной частоты (500—10 000 Гц), питающиеся от электромашинных преобразователей частоты.

2. По принципу действия установки могут быть методиче­ские и садочные. В методических установках изделие нагревается по мере его продвижения через индуктор. Электрические парамет­ры этих установок в процессе работы не изменяются. В методи­ческих установках при неизменном темпе движения обеспечива­ется воспроизводимость режима пайки всех изделий, последова­тельно проходящих через индуктор. В садочных установках все участки изделия, помещенного в индуктор, нагреваются до за­данной температуры одновременно. Электрические параметры этих установок в процессе нагрева изделия могут меняться в зависи­мости от изменения физических характеристик изделия при повы­шении их температуры.

Для серийного и массового производства однотипных изделий, подвергаемых пайке, елесообразно применять печи методиче­ского действия, которые по сравнению с садочными имеют более высокую производительность, более полную загрузку источника питания во времени (высокий коэффициент использования мощ­ности) и большую стабильность режима.

Для мелкосерийного и опытного производства, где часто при­ходится перестраивать нагреватель на другое изделие, что занимает значительное время, применяют сравнительно простые са­дочные установки, обеспечивающие возможность регулирования режима пайки в широком диапазоне.

3. По характеру атмосферы в рабочем пространстве различа­ют установки с окислительной (воздушной) средой, активной га­зовой средой и вакуумные. Основным элементом индукционных нагревательных установок служит индуктор, представляющий собой катушку (соленоид), изготовленную из медной водоохлаждениой трубки.

4. По типу индуктора различают установки с цилиндрически­ми, прямоугольными и щелевыми индукторами.

Индукционные установки состоят из камеры нагрева с индук­тором, конденсаторной батареи, механизма загрузки изделия, шкафов коммутации и управления. В установках методического действия все операции по загрузке изделий, их перемещению че­рез индуктор и выгрузке полностью автоматизированы. Установки питаются от индивидуальных генераторов повышенной частоты или централизованной сети частотой 50, 1000, 2500 и 8000 Гц.

Для пайки малогабаритных изделий используют специальные автоматические или полуавтоматические установки, в которых паяемое изделие помещают под кварцевый колпак, внутри кото­рого создается необходимый вакуум или подается контролируе­мая атмосфера. Нагревательный индуктор располагают снаружи колпака.

Для пайки в вакууме широко применяют вакуумные индук­ционные установки (печи), обладающие рядом преимуществ по сравнению с электропечами, главное из которых обеспечение высоких температур без применения сложных и дорогих нагре­вательных элементов. Конструктивно индукционные печи подраз­деляются на шахтные и камерные и представляют собой герме­тичный сварной кожух, внутри которого находится индуктор. Не­достаток данных установок состоит в том, что наличие воздуха увеличивает электрические потери; токи в кожухе создают маг­нитный поток, ослабляющий поток индуктора.