Лемилице и лемилне станице

Лемљење је поступак спајања делова увођењем растаљеног материјала између њих - лемљења, чија је температура по правилу нижа од температуре топљења делова који се спајају. Сврха лемљења је да се добије механички прикључак или електрични контакт. У наставку ћемо углавном размотрити лемљење електронских компоненти.

Мало историје

Лемљење метала коришћено је у давним временима. Верује се да ова технолошка операција постоји најмање 5000 година. Чак и кад човечанство није познавало гвожђе и челик, бакар, злато и њихове легуре постали су раширени. Али чак и тада су мастер-цхасерс користили спајање делова производа помоћу лемљења.

Археолози су пронашли златне посуде, чије су ручке лемљене златом, као и легуре злата и сребра. Златни предмети са траговима лемљења пронађени су током ископавања гробница древне државе Бабилон. Научници датирају налазе 3200. године пре нове ере

Кухани накит пронађен је и у египатским пирамидама. Ова чињеница доказује да је вештина лемљења била позната у старом Египту у другом миленијуму пре нове ере. Најзанимљивија је ствар да Египћани нису лемљење чистог злата, већ су измислили начин да смање талиште златног лемљења.

У ову сврху златни прах је жарен у дрвеном угљу. Као резултат тога, површински слој злата је засићен угљеником (у технологији метала овај процес се назива цементација) и добијена је легура злата-угљеника. Тачка топљења ове легуре била је нешто нижа од оне из чистог злата. Такви се продавци називају чврстим.

Мекани лемци на бази кала и олова спомињу се у списима римског писца и научника Плинија - најстаријег, који је живео у 1. веку нове ере. Тако у есеју „Историја природе“ помиње употребу два калај-продавача - тетрарија (2/3 олова, 1/3 кала) и аргентарије (50% олова и 50% калаја). Најзанимљивије је да се такве легуре још увек користе. Први од њих се често назива терцијар, а други половина.

Током ископавања Помпеја, који је умро током ерупције вулкана Везув, археолози су открили цеви од оловне воде, чију су везу направили лемљење лемљених олова и олова. Исте цеви су пронађене код ископавања у Либији и Нубији.

Током ископавања насеља ИВ-В века нове ере на територији горње Волге откривени су предмети, нарочито ножеви мешани бакром. У Кијевској Русији мајстори су лемљењем брава, кључева, ножева бакром, што указује на високо техничко знање мајстора тих древних година.

Лемљење за лемљење руку

Стога се може сматрати да се лемљење гвожђа, бакра и његових легура, као и алуминијума, појавило тек након лемљења племенитих метала. Касније су се појавили алати за ручно лемљење. Таква пегла за лемљење названа је грејачима и греју се у рерни.

Касније су се у те сврхе почеле користити и бензинске бакље. До данас се користе топлотни главари за лемљење, а такво лемљење можете купити чак и у мрежним продавницама. Изглед топлотног лемљења приказан је на слици 1.

Слика 1. Железо за топлотно лемљење

Електрично лемљење

И тек 1921. године створено је електрично лемљење. Ернст Сацхс, накнадно оснивач ЕРСА, добио је патент за проналазак. Захваљујући инвентивном предузећу, електрично лемљење брзо је стекло симпатије широм света, што је био прототип за стварање различитих дизајна алата за лемљење. Испада да тренутно електрично лемљење има врло респектабилну старост од 93 године. Прво електрично лемљење је приказано на слици 2.

Слика 2. Прво електрично лемљење

Лем за лемљење је имао облик лемилице, био је сличан топловодном лемилу и био је намењен углавном за лимарске радове. Слицна глацала за лемљење постоје и данас. Снага лемљења за лемљење је у опсегу од 500 ... 800 вата. Користе се углавном за лемљење великих делова, као што су аутомобилски радијатори, баштенске канте за наводњавање, канте итд.

Како је електрично лемљење

Принцип рада електричног лемилице је прилично једноставан. Око штапа за лемљење, који се често назива убод, налази се спирала жице велике отпорности. Када пролази кроз струјну спиралу, он се загрева, а примљена топлота се даје лемилу. Наравно, спирала је изолирана од врха и од тела изолатором отпорним на топлоту. Као изолатор најчешће се користи сљубка. Ово је класична шема лемилице која је преживела до наших времена.

Лемљење пегла из совјетске ере

У совјетска времена, индустрија је произвела много различитих глачала за лемљење. У аматерској радио пракси најчешће се користе лемилице за лемљење серије ЕПС снаге 25 ... 100В и још увек се користе. У пасошу приложеном лемилицама за лемљење записано је: „Дизајн лемилице није одвојив.“ Истина, за заслуге произвођача мора се рећи да су ови лемилице за лемљење дуго служили. Изглед ових пегла за лемљење је приказан на слици 3.

Слика 3. Лемилице за лемљење ЕПСН серије

Али није све тако лоше и оштро. Код неких пера за лемљење спирала је смештена у керамичко језгро са жлебом, језгра се заузврат убацује у керамичку шољу. Штап за лемљење се убацује у средишњу рупу језгре - убод, а не сљуб. Склопљени грејач убачен је у металну футролу са дрвеном дршком. Предност овог дизајна је што је склопив, па је у комплету продавана резервна спирала.

Нешто касније појавили су се минијатурни лемилице за лемљење серије ЕРА, снаге 18 и 25 В, које су брзо стекле популарност међу радиоаматерима и телемастерима. Изглед лемилице је приказан на слици 4.

Слика 4. Лемљење жељеза серије ЕРА

Уз помоћ таквих глачара за лемљење, било је прилично угодно лемљење транзистора, као и микроконтроле у ​​случајевима као што су ДИП и слично с нагибом од 2,54 мм. Да бисте осигурали потребну температуру лемљења, препоручљиво је укључити ове пегле помоћу регулатора снаге тиристора. Са овим укључивањем, квалитет лемљених спојева углавном зависи од квалификација, а не чак и од уметности, инсталатора.

Чипови у ДИП пакетима су већ прошлост. Сада се готово сва електронска опрема производи помоћу СМД компоненти, чије су димензије врло мале. Стога је тешко осигурати висококвалитетно лемљење горе описаним лемилицама за лемљење. Савремени лемилице се по правилу користе као део лемилних станица.

Прочитајте више о станицама за лемљење овде:Како изабрати станицу за лемљење

Грејни елементи су од керамике и имају интегрисани термоелемент, што у комбинацији са дигиталним екраном омогућава одржавање одређене температуре у широком распону и то врло тачно. Неки пегле за лемљење имају термостате уграђене право у ручицу. Пример таквог лемилице је лемљење ЦТ-96 произведено од стране ЦТ-Тоолс. Изглед лемилице је приказан на слици 5.

Слика 5. Лемљење жељеза ЦТ-96

Сл. 6. Станица за лемљење

Температура лемљења првенствено зависи од талишта талишта. Током инсталације и поправке електронске опреме, по правилу се користе мекани прибор.

Врсте лајкова

Сви продавци се могу поделити у две врсте: тврди и меки. Легуре лемљења имају високу тачку топљења - преко 300 ° Ц и обезбеђују високу механичку чврстоћу везе. Најчешће се користе чврсте легуре бакра-цинка ПМЦ и легуре на бази ПСР сребра, које су легуре са различитим адитивима.

Тачка топљења лемљења разреда ПС-70 780 ° Ц, ПСр-10 830 ° Ц, ПМЦ-36 825 ° Ц, ПМЦ-51 870 ° Ц.Очигледно је да су такви продавци потпуно неприкладни за лемљење електронских плоча.

Због тога се мекани прибор користи за уградњу електронских кола, чија температура топљења не прелази 300 ° Ц. Углавном се користе продавци калоричног олова марке ПОС-61. ПОС-63, чија је тачка 190 ° Ц. Ови лемилице су еутектик, односно имају исте температуре топљења и кристализације.

Сам назив говори о хемијском саставу ових продавача: ПОС-61 садржи 61% кала, остатак је олово, ПОС-63, односно 63% кала, остатак је олово. Ови лемилице се користе само за ручно лемљење и пружају квалитетне спојеве доброг лемљења. На пасошима глацала је записано: „Лемљење треба да буде сјајно, контурно“.

ПОС-продавачи имају високу електричну проводљивост, високу флуидност у растопљеном стању и довољну механичку чврстоћу. Комбинација ових својстава омогућава висококвалитетно лемљење штампаних плоча, опружне суспензије мерних инструмената, вишеслојне танке високофреквентне жице типа Литзендрат, као и критичне делове од бакра, бронце, месинга, челика. Када користите флукс за лемљење алуминијума, алуминијумски делови се одлично лепе, на пример, намотаје трансформатора и пригушнице у кућанским апаратима.

У случајевима када је прегревање лемљених делова крајње непожељно, користе се прикупљачи на ниским температурама. Једна од њих је легура дрвета: калај - 12,5%, олово - 25%, бизмут - 50% и кадмијум - 12,5%. Тачка топљења овог лемљења је само 70 ° Ц. Ова температура се назива посебно ниском. Дрвена легура се такође користи као додатак за смањивање талишта мазива без олова приликом лемљења делова са штампаних плочица. Такав додатак омогућава лемљење елемената без оштећења плочице и самог дела.

Као што знате, олово се сматра отровним металом, његове паре су изузетно штетне за људски организам. Стога се у последње време све више не користе олово за лемљење електронске опреме, посебно оне у домаћинству. Продавци без олова су данак захтевима екологије и заштите на раду.

Бесплатне продавнице

Најприхватљивији за животну средину и најсигурнији лем треба сматрати чистом кашиком. То је кала која се у прехрамбеној индустрији користи за лименке - лименке. Али, нажалост, досадне мане су својствене таквом лемилу. Пре свега, то је "куга куга".

На температурама нижим од 13,2 ° Ц, специфична запремина чистог калаја се повећава за више од 25%, што доводи до стварања још једне фазе материје, такозваног сивог калаја. Штавише, што је нижа температура, интензивнији је процес претворбе. На температури од -33 ° Ц, калај се претвара у сиви прах, оброци се једноставно распадају. Јасно је да такав лемљење није добро.

Али не само се оброци распадају. Тако је 1912. године лимена куга узроковала смрт експедиције Роберта Фалцона Сцотта на Јужни пол. Експедиција је остала без горива које је цурило кроз лемљене шавове у резервоарима за гориво.

Због лимене куге умрле су многе културне вредности, нарочито збирке лимених војника. На пример, у складиштима музеја Александра Суворова у Санкт Петербургу неколико десетина конзервираних војника једноставно се срушило у прашину услед пробоја грејања. То се догодило и у другим музејима широм света.

Да бисте створили продавце без олова на бази калаја, у њега се додају различите компоненте: бакар, цинк, сребро, злато, индијум. Ови адитиви омогућавају вам да избегнете стварање сиве калаје, заштитите се од лимене куге.

За лемљење електронских компоненти најчешће се користе лемилице следећих композиција: калај - 52%, индијум - 48%; калај - 91%, цинк - 9%; калај - 97%, сребро - 2,3%, бакар - 0,7%. Не примећују се штетни метали. Тачка топљења ових лемилица је у подручју од 300 ° Ц, што је знатно више од оног код продавца калај-олова.Свако ко је икада поправљао модерну електронику то добро зна.

Цена безопасности је да сви продавци без олова имају мању течност у растопљеном стању и нижу могућност влажности лемљених површина. Посебни флукси који се користе за лемљење са магацинама без олова помажу у заштити од недостатака. Ипак, квалитет шава направљен од мазива без олова је лошији него код употребе ланаца олова и олова. Али наука не стоји мирно, стално се спроводе истраживања како би се побољшао квалитет продавача без олова, тако да је замена еквивалентна.

Много модерних микро кругова доступно је у БГА футролама (енглески Балл грид арраи - низ куглица). Уобичајени закључци - ноге ових чипова немају. Њихову улогу играју куглице лемљења смештене на контактним јастуцима у доњем делу тела. За лемљење таквих микроцегова појавиле су се нове врсте лемљења - пасте за лемљење које се наносе методом сита.

Пасте за лемљење се састоје од више компоненти: само лемљење у облику финог праха, чврсте честице флукса исте величине. Ове компоненте постају пасте због присуства везива, превасходно течних флукс компонената и испарљивих растварача.

Јасно је да се такви микро кругови не могу лемити обичним лемилицом. Ово захтева употребу посебних метода лемљења у којима се загревање врши врућим ваздухом или инфрацрвеним зрачењем. У ове сврхе користе се станице за врући ваздух или инфрацрвено лемљење.

Наставак чланка: Електрична пегла за лемљење. Врсте и дизајни