Способ контроля процесса пайки

 

А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU „„1245420

< 11 4 В 23 К 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54)(57) СПОСОБ KOHTPOJIH ПРОЦЕССА

ПАЙКИ, при котором регистрируют момент расплавления припоя при .нагреве деталей под пайку, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения контроля и автоматизации процесса пайки, в качестве параметра, регистрирующего момент расплавления припоя, берут сигналы акустической эмиссии, возникающие в паяемых деталях при смачивании их поверхности расплавом припоя, и по их изменению судят о начале и завер шенин процесса растекания припоя. (21) 3820873/25-27 (22) 31.10.84 (46) 23.07.86. Бюл. ¹ 27 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) М.А. Криштал, П.В. Лошкарев и А.А. Боргардт (53) 621.791,3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 199650, кл. B 23 К 1/00, 1965.

Авторское свидетельство СССР № 359579, кл. В 23 К 1/00, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 461811, кл. В 23 К 1/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 481377, кл. В 23 К 1/00, 1973 °

45420 2

3 12

Изобретеиие относится к области пайки, в частности к способам контроля процесса пайки, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, электротехники и электроники

Цель изобретения — упрощение контроля и автоматизации процесса пайки.

На фиг. 1 изображена блок-схема аппаратуры, необходимой для осуществления контроля процесса пайки; на фиг. 2 — типичная запись акустической эмиссии, возникающей в паяемых деталях при проведении нагрева под пайку.

Способ осуществляют следующим образом.

Паяемые детали 1 собирают, размещают рядом с паяемым зазором припой (не показан). В любом удобном месте к паяемым деталям прикрепляют пьезоэлектрический преобразователь 2. В случае высокотемпературных процессов пьезоэлектрический преобразователь можно крепить к выведенному Из зоны нагрева концу зву> ковода, например, стальной проволоки, соединенной с паяемыми деталями сваркой илн прижатой к нему с помощью струбцины. Затем начинают наг1 ревать детали И включают аппаратуру, регистрирующую сигналы акустической эмиссии (АЭ).

При смачивании поверхностей деталей расплавленным припоем в них возникают сигналы АЭ, которые воспринимаются пьезоэлектрическим преобразователем. Возникающие на гранях преобразователя электрические сигналы усиливаются предусилителем 3 и усилителем Й анализатора волн напряжений. Анализатор волн напряжений преобразует поступающие сигналы в параметры акустической эмиссии, которые записываеТ самописец 5. Одновременно можно наблюдать за изменением какоголибо параметра с помощью осциллографа 6.

Изменение параметров АЭ отражает этапы взаимодействия металл-расплав следующим образом: возникновение сигналов свидетельствует о смачивании металла расплавом, процесс растекания, т.е. смачивания расплавом новой поверхности металла, характеризуется высокиМи амплитудами всех параметров АЭ, о завершении растекания можно судить по значительному (не менее, чем на порядок величины) ослаблению сигналов. При кристаллизации расплава сигналы исчезают.

Поскольку информация о перечисленных этапах процесса пайки поступает в виде электрических сигналов, есть возможность с помощью несложной автоматики вмешаться в ход процесса на любом из перечисленных этапов.

Пример. Проводят пайку титановых деталей в вакуумной печи. Используют припой с температурой плавления 1023 К. К деталям с помощью струбцины крепят звуковод, выведенный через вакуумное уплотнение за пределы камеры. Подключают аппаратуру, регистрирующую акустические сигналы, согласно блок †схе (фиг ° 1).

К деталям приваривают термопару в непосредственной близости к месту пайки. Концы термопары подключают к координате Х самопишущего потенциометра ПДС-021. К координате Ц этого самописца подключают выход интенсиметра анализатора волн напряжений, записывают изменение интенсивности АЭ (число импульсов в единицу времени) в зависимости от изменения температуры. Откачав камеру до требуемого вакуума, включают нагрев и аппаратуру, регистрирующую сигналы АЭ. Сигналом для отключения нагревателей служит появление всплеска на кривой Б (Т) (фиг.2), свидетельствующего о растекании припоя.

На,представленной записи (фиг. 2) температура начала растекания (Т

М почти на. 100 К выше температуры плавления припоя. Это объясняется тем, что происходит интенсивный нагрев и более массивная область паяемого соединения прогрелась позже, .чем термопара. Контроль процесса пайки с помощью показаний термопары может быть не всегда объективным и требует медленного нагрева объекта при предплавильных для припоя температурах. Кроме того, необходимо точно выдерживать состав припоя, чтобы не менялась от случая к случаю температура его плавления.

Предлагаемый способ гарантиру-, ет высокую точность фиксирования момента растекания, позволяет интенси- фицировать и автоматизировать проь цесс пайки и, кроме того, не требует дополнительного внешнего физического воздействия на контролируемые детали.

1245420

Н,с

200

100

ZOO 6Оа 900 1200 1500 фиа 2

Составитель Ф. Конопелько

Техред В. Кадар Корректор В. Синицкая

Редактор А, Сабо

Тираж 1001

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3946/8

Подписное

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