Лабораторная работа № 2. Определение температурного интервала активности флюсов

 

2.1 Общие сведения

 

Нанесенный на соединяемые поверхности паяемых металлов флюс при нагревании плавится, растекается, смачивает их и, при некото­рой температуре, называемой минимальной температурой действия флюса, вступает в химическое взаимодействие. В результате взаимодействия удаляется окисная пленка.

Минимальной температурой действия флюса называется наименьшая температура, при которой флюс вступает в активное химическое взаимодействие с окисной пленкой или непо­средственно с металлом, обеспечивая смачивание паяемой поверхности припоем. С повышением температуры активность этого взаи­модействия увеличивается.

Верхним пределом температурного интер­вала действия флюса является температура, при которой существенно снижается его активность в результате испарения отдельных компонентов и начинается окисление основного металла и припоя под слоем флюса.

Интервал между минимальной и максимальной темпера­турами действия флюса называется температурным интервалом ак­тивности флюса.

При пайке температура начала действия флюса должна быть ниже температуры плавления припоя с тем, чтобы к моменту его расплавления процесс флюсования прошел достаточно полно. Если тем­пература плавления и температура активности действия флюса будут значительно ниже температуры плавления припоя, то процесс флюсо­вания пройдет преждевременно, а это может привести к окислению основного металла.

Если же температура припоя будет ниже темпе­ратурного интервала активности флюса, смачивание поверхности ос­новного металла припоем будет недостаточно.

Активность флюса яв­ляется функцией не только температуры, но и выдержки при пайке. Это необходимо учитывать при определении оптимальных режимов пайки. Высокое качество пайки достигается при температурах пайки вблизи верхней температурной границы активности, но не выше её.

Принимая за меру активности флюса площадь растекания дози­рованной навески припоя, можно построить зависимость активности флюса от температуры. С повышением температуры площадь растекания припоя вначале будет увеличиваться, а затем резко снижаться. Температура, соответствующая максимальному растеканию припоя, явля­ется верхней температурной границей активности флюса и обознача­ется Т_max (см. рис. 2.1). Температура, при которой начинается растекание припоя, является нижней температурной границей активности – Т_min. Интервал (Т_max - Т_min) и будет интервалом активности флюса.

 

 

Рис. 2.1. К определению температурного интервала

активности флюса

 

Состав установки для определения температурного интервала активности флюсов показан на рис. 2.2.

 

2.2 Цель работы

 

Определить температурный интервал активности флюсов при пайке оловянно-свинцовым припоем.

 

2.3 Оборудование и материалы

 

2.3.1 Муфельная печь ПМ-8.

2.3.2 Регуля­тор максимальной температуры нагрева с термоэлектрическим термометром.

2.3.3 Лабораторные аналитические весы с разновесами.

2.3.4 Заготовки образцов из меди размером 40´40 мм, толщиной 0,8¸1,0 мм (количество – по указанию преподавателя).

2.3.5 Ацетон технический.

 

Рис. 2.2. Схема установки для определения температурного интервала активности флюсов: 1 – муфельная печь ПМ-8; 2 – регуля­тор максимальной температуры нагрева; 3 – термоэлектрический термометр; 4 – технологическая пластина; 5 – образец с навеской припоя

 

2.3.6 Наждачная бумага, бязь хлопчатобумажная, фильтровальная бумага.

2.3.7 Припой ПОС 61 в виде прутка или ленты.

2.3.8 Флюсы: ФКСп, ЛТИ-120, Прима 2 или др. (см. табл. П4).

2.3.9 Инструменты (пинцет, плоскогубцы, ножницы по металлу, металлическая линейка, набор маркеров, молоток, тиски, пипетка).

2.3.10 Цифровой фотоаппарат.

2.3.11 ПЭВМ с необходимым программным обеспечением.

 

2.4 Методика выполнения работы

 

2.4.1 Включить муфельную печь ПМ-8, установив на регуляторе максимальную температуру нагрева 200 ^оС. Нагреть печь, снимая термоэлектрическим термометром температуру с медной технологической пластины, помещенной в рабочую камеру.

2.4.2 На каждом образце отогнуть один угол с катетами 10 мм и на отгибе маркерами нанести порядковый номер образца, соответствующий номеру проводимого опыта (см. табл. 2.1).

2.4.3 Обработать верхнюю поверхность каждого образца наждачной бумагой и ацетоном.

2.4.4 Подготовить компактные навески оловянно-свинцового припоя весом по 0,5 Г (по количеству обработанных медных пластин). Каждую навеску при­поя уложить в центре маркированной пластины.

2.4.5 Нанести на медную пластину с навеской припоя 4÷6 капель од­ного из исследуемых флюсов.

2.4.6 Поместить пластину с навеской припоя и флюсом в рабочую камеру муфельной печи (рис. 2.2), нагретую до заданной температуры испытания (табл. 2.1), контролируемую термоэлектрическим термометром.

2.4.7 Каждый образец в рабочей камере печи выдержатъ при требуемой температуре испытания одну минуту, после чего аккуратно, не подвергая его сотрясению, извлечь из печи.

2.4.8 Образцы, извлеченные и печи, охлаждаются в емкости с водой. Затем тщательно промываются в проточной воде и высушиваются ветошью.

2.4.9 На каждом образце сфотографировать верхнюю поверхность с припоем.

2.4.10 С помощью ПЭВМ по фотоснимкам образцов произвести замер площадей растекания припоя.

2.4.11 Полученные данные занести в таблицу (табл. 2.1).

 

Таблица 2.1

Результаты замеров

№ образца	Температура испытания, оС	Площадь растекания припоя, мм2
флюс №1	флюс №2	флюс №3
		+
		+
			+
4-6
7-9
10-12

2.4.12. По результатам эксперимента построить графики зависимости площади растекания припоя от температуры, определив температурный интервал активности исследуемых флюсов.

2.4.13. На основании анализа полученных зависимостей указать оптимальные температурные условия пайки меди оловянно-свинцовыми припоями при использовании исследуемых флюсов.

2.4.14 Сделать выводы по результатам проведенных экспериментов.

 

2.5 Содержание отчета

 

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

Ø цель работы;

Ø методику выполнения работы;

Ø таблицу результатов исследований;

Ø фотоснимки пластин с припоем после нагрева в печи;

Ø графики зависимости площади растекания припоя от температуры для использованных в работе флюсов итемпературные интервалы их активности;

Ø выводы по работе.

 

2.6 Контрольные вопросы

 

2.6.1 Что такое минимальная температура действия флюса?

2.6.2 Чем характеризуется верхний предел температурного интер­вала действия флюса?

2.6.3 Как называется интервал между минимальной и максимальной темпера­турами действия флюса?

2.6.4 Почему при пайке температура начала действия флюса должна быть обязательно ниже температуры плавления припоя?

2.6.5 Влияет ли время выдержки при пайке на активность флюса?

2.6.6 Что принимается за меру активности флюса?

2.6.7 Чем объясняется наличие максимума на кривой активности флюса?

 

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: