หัวแร้งบัดกรีและสถานีบัดกรี

การบัดกรีเป็นกระบวนการเชื่อมต่อชิ้นส่วนโดยการแนะนำวัสดุหลอมเหลวระหว่างพวกเขา - บัดกรีซึ่งอุณหภูมิซึ่งตามกฎแล้วจะต่ำกว่าอุณหภูมิหลอมละลายของชิ้นส่วนที่จะเข้าร่วม วัตถุประสงค์ของการบัดกรีคือเพื่อให้ได้การเชื่อมต่อทางกลหรือหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า ด้านล่างเราจะพิจารณาการบัดกรีชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เป็นหลัก

ประวัติเล็กน้อย

การบัดกรีโลหะถูกใช้ในสมัยโบราณ เป็นที่เชื่อกันว่าการดำเนินการทางเทคโนโลยีนี้มีอยู่อย่างน้อย 5,000 ปี แม้ว่ามนุษยชาติจะไม่รู้จักเหล็กและเหล็กกล้าทองแดงทองคำและโลหะผสมของพวกมันก็แพร่หลาย แต่ถึงอย่างนั้นมาสเตอร์เชสเซอร์ก็ใช้การเชื่อมต่อของชิ้นส่วนของผลิตภัณฑ์โดยใช้การบัดกรี

นักโบราณคดีได้พบภาชนะทองที่จับซึ่งถูกบัดกรีด้วยทองคำเช่นเดียวกับโลหะผสมทองคำและเงิน สิ่งของทองคำที่มีร่องรอยของการบัดกรีถูกพบในระหว่างการขุดหลุมฝังศพของรัฐบาบิโลนโบราณ นักวิทยาศาสตร์ลงวันที่พบ 3200 BC

พบเครื่องประดับที่ประสานอยู่ในปิรามิดของอียิปต์ ความจริงข้อนี้พิสูจน์ให้เห็นว่าศิลปะการบัดกรีเป็นที่รู้จักในอียิปต์โบราณมาแล้วในช่วงสหัสวรรษที่สอง สิ่งที่น่าสนใจที่สุดคือชาวอียิปต์ไม่ได้บัดกรีด้วยทองคำบริสุทธิ์ แต่คิดค้นวิธีการลดจุดหลอมเหลวของการบัดกรีทอง

เพื่อจุดประสงค์นี้ผงทองคำถูกหลอมในผงถ่าน เป็นผลให้ชั้นผิวของทองคำอิ่มตัวด้วยคาร์บอน (ในเทคโนโลยีของโลหะกระบวนการนี้เรียกว่าซีเมนต์) และได้รับโลหะผสมทองคำคาร์บอน จุดหลอมเหลวของโลหะผสมนี้ต่ำกว่าทองคำบริสุทธิ์เล็กน้อย ทหารเหล่านี้เรียกว่าของแข็ง

นักสู้อ่อนที่ทำจากดีบุกและตะกั่วถูกกล่าวถึงในงานเขียนของนักเขียนโรมันและนักวิทยาศาสตร์ Pliny ซึ่งเป็นผู้อาวุโสที่สุดที่อาศัยอยู่ในศตวรรษที่ 1 ดังนั้นในบทความ "History of Nature" กล่าวถึงการใช้สองตะกั่วบัดกรี - tetrarium (2/3 ตะกั่ว, 1/3 ดีบุก) และอาร์เจนตินา (ตะกั่ว 50% และ 50% ดีบุก) สิ่งที่น่าสนใจที่สุดคือโลหะผสมดังกล่าวยังคงใช้อยู่ คนแรกของพวกเขามักจะเรียกว่าตติยภูมิและครึ่งหลัง

ในระหว่างการขุดค้นเมืองปอมเปอีซึ่งเสียชีวิตในระหว่างการปะทุของภูเขาไฟวิสุเวียสนักโบราณคดีค้นพบท่อน้ำตะกั่วซึ่งเป็นจุดเชื่อมต่อที่เกิดขึ้นจากบัดกรีบัดกรีตะกั่วดีบุก ท่อเดียวกันถูกพบในการขุดในลิเบียและนูเบีย

ในระหว่างการขุดค้นการตั้งถิ่นฐานของศตวรรษที่ 4-5 ที่ตั้งอยู่บนดินแดนของภูมิภาคโวลก้าตอนบนนั้นมีการค้นพบสิ่งของต่างๆโดยเฉพาะมีดที่ถูกหุ้มด้วยทองแดง ใน Kievan Rus ปริญญาโทล็อคกุญแจมีดด้วยทองแดงโดยการประสานซึ่งบ่งบอกถึงความรู้ด้านเทคนิคขั้นสูงของผู้เชี่ยวชาญในสมัยโบราณเหล่านั้น

หัวแร้งบัดกรีด้วยมือ

ดังนั้นจึงถือได้ว่าการบัดกรีเหล็กทองแดงและโลหะผสมรวมทั้งอลูมิเนียมปรากฏขึ้นหลังจากการบัดกรีโลหะมีค่าเท่านั้น ต่อมาเครื่องมือสำหรับการบัดกรีด้วยตนเองปรากฏขึ้น เตารีดบัดกรีดังกล่าวถูกเรียกว่าเครื่องทำความร้อนและอุ่นในเตาอบ

ต่อมาเริ่มใช้คบเพลิงเบนซินเพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ เตารีดบัดกรีความร้อนถูกนำมาใช้จนถึงปัจจุบันและคุณสามารถซื้อเตารีดบัดกรีดังกล่าวได้แม้ในร้านค้าออนไลน์ ลักษณะที่ปรากฏของหัวแร้งความร้อนแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 หัวแร้งความร้อน

หัวแร้งไฟฟ้า

และในปี 1921 มีการสร้างหัวแร้งไฟฟ้าขึ้น Ernst Sachs ภายหลังผู้ก่อตั้ง ERSA ได้รับสิทธิบัตรสำหรับการประดิษฐ์ ต้องขอบคุณการประดิษฐ์ของนักประดิษฐ์ทำให้หัวแร้งไฟฟ้าได้รับความเห็นอกเห็นใจจากทั่วโลกอย่างรวดเร็วซึ่งเป็นต้นแบบสำหรับการสร้างเครื่องมือบัดกรีหลากหลายแบบ ปรากฎว่าในขณะนี้หัวแร้งไฟฟ้ามีอายุ 93 ปีที่น่านับถือมาก หัวแร้งไฟฟ้าแรกแสดงในรูปที่ 2

รูปที่ 2 หัวแร้งไฟฟ้าตัวแรก

หัวแร้งนั้นมีรูปร่างเหมือนขวานคล้ายกับหัวแร้งความร้อน มาจนถึงทุกวันนี้ พลังของเตารีดบัดกรีอยู่ในช่วง 500 ... 800 วัตต์ ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการบัดกรีชิ้นส่วนขนาดใหญ่เช่นหม้อน้ำรถยนต์กระป๋องรดน้ำสวนถัง ฯลฯ

หัวแร้งไฟฟ้าเป็นอย่างไร

หลักการทำงานของหัวแร้งไฟฟ้านั้นค่อนข้างง่าย รอบหัวแร้งซึ่งมักจะเรียกว่าเหล็กไนเป็นเกลียวลวดที่มีความต้านทานสูง เมื่อผ่านเกลียวปัจจุบันมันร้อนขึ้นและความร้อนที่ได้รับจะถูกส่งไปยังหัวแร้ง ตามธรรมชาติเกลียวถูกแยกออกจากปลายและออกจากร่างกายโดยฉนวนกันความร้อน ไมก้ามักถูกใช้เป็นฉนวน นี่คือรูปแบบคลาสสิกของหัวแร้งที่รอดพ้นจากยุคสมัยของเรา

เตารีดบัดกรียุคโซเวียต

ในยุคโซเวียตอุตสาหกรรมผลิตเตารีดบัดกรีหลายชนิด ในการฝึกวิทยุสมัครเล่นชุดหัวแร้งบัดกรีไฟฟ้า EPSN กำลัง 25 ... 100W มักถูกใช้งานอยู่และยังคงใช้งานอยู่ ในหนังสือเดินทางที่ติดอยู่กับหัวแร้งเขียนว่า:“ การออกแบบหัวแร้งไม่สามารถแยกออกได้” จริงกับเครดิตของผู้ผลิตจะต้องกล่าวว่าเตารีดบัดกรีเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเวลานาน ลักษณะที่ปรากฏของเตารีดบัดกรีเหล่านี้แสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3 เตารีดบัดกรีของชุด EPSN

แต่ไม่ใช่ทุกอย่างที่เลวร้ายและรุนแรง ในเตารีดบัดกรีบางส่วนเกลียวจะถูกวางไว้ในแกนเซรามิกที่มีร่องแกนในที่สุดก็ถูกแทรกเข้าไปในถ้วยเซรามิก หัวแร้งบัดกรีจะถูกเสียบเข้าไปในรูตรงกลางของแกน - เหล็กไนและไมกา เครื่องทำความร้อนแบบประกอบถูกแทรกเข้าไปในกล่องโลหะพร้อมที่จับไม้ ข้อดีของการออกแบบนี้คือพับได้ดังนั้นจึงมีเกลียวเกลียวสำรองขายอยู่ในชุด

หลังจากนั้นไม่นานเตารีดบัดกรีขนาดเล็กของซีรีย์ ERA ก็ปรากฏตัวด้วยกำลัง 18 และ 25 วัตต์ซึ่งได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วในหมู่นักวิทยุสมัครเล่นและนัก telemasters ลักษณะที่ปรากฏของหัวแร้งแสดงในรูปที่ 4

รูปที่ 4 หัวแร้งบัดกรี ERA Series

ด้วยความช่วยเหลือของเตารีดบัดกรีดังกล่าวจึงค่อนข้างสะดวกสบายในการบัดกรีทรานซิสเตอร์รวมทั้งไมโครเซอร์กิตในกรณีเช่นกรมทรัพย์สินทางปัญญาและสิ่งที่คล้ายกันที่มีระยะห่าง 2.54 มม. เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิการบัดกรีที่ต้องการจะแนะนำให้เปิดเตารีดบัดกรีเหล่านี้ผ่านตัวควบคุมกำลังไทริสเตอร์ ด้วยการรวมนี้คุณภาพของข้อต่อบัดกรีส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติไม่ใช่ศิลปะแม้แต่ตัวติดตั้ง

ชิปในแพ็คเกจ DIP เป็นเรื่องที่ผ่านมาแล้ว ขณะนี้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งหมดผลิตขึ้นโดยใช้ส่วนประกอบ SMD ซึ่งมีขนาดเล็กมาก ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะตรวจสอบให้แน่ใจว่าหัวแร้งบัดกรีคุณภาพสูงพร้อมหัวแร้งบัดกรีที่อธิบายไว้ข้างต้น เตารีดบัดกรีที่ทันสมัยถูกนำมาใช้เป็นกฎเป็นส่วนหนึ่งของสถานีบัดกรี

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับสถานีบัดกรีที่นี่:วิธีการเลือกสถานีบัดกรี

องค์ประกอบความร้อนที่ทำจากเซรามิกและมี เทอร์โมคัปเปิลในตัวซึ่งเมื่อใช้ร่วมกับจอแสดงผลดิจิตอลจะช่วยให้คุณรักษาอุณหภูมิที่กำหนดในช่วงกว้างได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นอย่างแม่นยำ เตารีดบัดกรีบางอันมีเทอร์โมสตัทติดตั้งในด้ามจับ ตัวอย่างของหัวแร้งดังกล่าวคือหัวแร้ง CT-96 ที่ผลิตโดย CT-Tools ลักษณะที่ปรากฏของหัวแร้งแสดงในรูปที่ 5

รูปที่ 5 หัวแร้ง CT-96

มะเดื่อ 6. สถานีบัดกรี

อุณหภูมิบัดกรีขึ้นอยู่กับจุดหลอมเหลวของทหารเป็นหลัก ในระหว่างการติดตั้งและซ่อมแซมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตามกฎแล้วจะมีการใช้เครื่องมือบัดกรีแบบอ่อน

ประเภทของทหาร

ทหารทุกคนสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: แข็งและอ่อน การเชื่อมโลหะผสมประสานมีจุดหลอมเหลวสูง - มากกว่า 300 ° C และให้ความแข็งแรงเชิงกลที่สูงของการเชื่อมต่อ ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือโลหะผสมทองแดงสังกะสีสังกะสี PMC และโลหะผสมเงิน PSR ซึ่งเป็นโลหะผสมที่มีสารเติมแต่งที่แตกต่างกัน

จุดหลอมเหลวของบัดกรีเกรดПСр-70 780 ° C, ПСр-10 830 ° C, ПМЦ-36 825 ° C, ПМЦ-51 870 ° Cเห็นได้ชัดว่าบัดกรีดังกล่าวไม่เหมาะสำหรับบัดกรีบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์อย่างสมบูรณ์

ดังนั้นจึงใช้ตัวบัดกรีแบบอ่อนสำหรับการติดตั้งวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่อุณหภูมิหลอมละลายไม่เกิน 300 ° C ส่วนใหญ่จะใช้เป็นตัวบัดกรีตะกั่วของยี่ห้อ POS-61 POS-63 จุดหลอมเหลวที่ 190 ° C ทหารเหล่านี้เป็นยูเทคทิคนั่นคือพวกเขามีอุณหภูมิหลอมละลายและตกผลึกเหมือนกัน

ชื่อตัวเองพูดเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของทหารเหล่านี้: POS-61 มีดีบุก 61% ส่วนที่เหลือเป็นตะกั่ว POS-63 ตามลำดับดีบุก 63% ส่วนที่เหลือเป็นตะกั่ว ทหารเหล่านี้ใช้สำหรับการบัดกรีด้วยตนเองเท่านั้นและให้ข้อต่อที่มีคุณภาพดี มันถูกเขียนในพาสปอร์ตของหัวแร้งบัดกรี:“ หัวแร้งควรจะยอดเยี่ยม, รูปร่าง”

ผู้ขาย POS มีการนำไฟฟ้าสูงความลื่นไหลสูงในสถานะหลอมเหลวและความแข็งแรงเชิงกลที่เพียงพอ การรวมกันของคุณสมบัติเหล่านี้ช่วยให้การบัดกรีที่มีคุณภาพสูงของแผงวงจรพิมพ์การแขวนลอยในฤดูใบไม้ผลิของเครื่องมือวัดสายไฟความถี่สูงแบบหลายแกนหลายชนิดของ Litzendrat เช่นเดียวกับชิ้นส่วนที่สำคัญที่ทำจากทองแดงทองแดงทองเหลืองทองเหลืองเหล็ก เมื่อใช้ฟลักซ์สำหรับการประสานอลูมิเนียมชิ้นส่วนอลูมิเนียมจะถูกบัดกรีอย่างดีเช่นขดลวดของหม้อแปลงและโช้คในเครื่องใช้ในครัวเรือน

ในกรณีที่ความร้อนสูงเกินไปของชิ้นส่วนบัดกรีเป็นที่ไม่พึงประสงค์อย่างยิ่งจะใช้ตัวบัดกรีอุณหภูมิต่ำ หนึ่งในนั้นคือโลหะผสมไม้: ดีบุก - 12.5%, ตะกั่ว - 25%, บิสมัท - 50% และแคดเมียม - 12.5% จุดหลอมเหลวของการบัดกรีนี้เพียง 70 ° C อุณหภูมินี้เรียกว่าต่ำเป็นพิเศษ โลหะผสมของไม้ยังใช้เป็นสารเติมแต่งเพื่อลดจุดหลอมเหลวของบัดกรีไร้สารตะกั่วเมื่อบัดกรีชิ้นส่วนจากแผงวงจรพิมพ์ สารเติมแต่งดังกล่าวช่วยให้คุณสามารถประสานองค์ประกอบโดยไม่ทำลายแผงวงจรและชิ้นส่วนเอง

ตะกั่วอย่างที่ทราบกันดีว่าเป็นโลหะที่เป็นพิษไอระเหยของมันเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อร่างกายมนุษย์ ดังนั้นเมื่อเร็ว ๆ นี้นักบัดกรีไร้สารตะกั่วจึงถูกนำมาใช้มากขึ้นในการบัดกรีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยเฉพาะในครัวเรือน ทหารปลอดสารพิษเป็นเครื่องบรรณาการถึงข้อกำหนดของระบบนิเวศและการคุ้มครองแรงงาน

ตะกั่วทหารฟรี

ควรพิจารณาการบัดกรีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและปลอดภัยที่สุด มันเป็นกระป๋องที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารเพื่อทำกระป๋อง - ดีบุก แต่น่าเสียดายที่ข้อบกพร่องที่น่ารำคาญมีอยู่ในตัวประสาน ประการแรกคือ "โรคระบาดพิวเตอร์"

ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 13.2 ° C ปริมาตรเฉพาะของดีบุกบริสุทธิ์จะเพิ่มขึ้นมากกว่า 25% ซึ่งจะนำไปสู่การก่อตัวของสารอีกเฟสหนึ่งซึ่งเรียกว่าดีบุกสีเทา ยิ่งเมื่ออุณหภูมิต่ำลงเท่าไหร่กระบวนการแปลงก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น ที่อุณหภูมิ -33 องศาเซลเซียสดีบุกจะกลายเป็นผงสีเทา เป็นที่ชัดเจนว่าการประสานดังกล่าวไม่ดี

แต่ไม่เพียง แต่ปันส่วนกระจุย ดังนั้นในปีพ. ศ. 2455 มันเป็นโรคระบาดที่ทำให้เกิดการตายของการเดินทางของโรเบิร์ตฟอลคอนสก็อตต์สู่ขั้วโลกใต้ การเดินทางถูกทิ้งไว้โดยไม่มีน้ำมันเชื้อเพลิงซึ่งรั่วผ่านตะเข็บบัดกรีในถังน้ำมันเชื้อเพลิง

เนื่องจากโรคระบาดของดีบุกมีคุณค่าทางวัฒนธรรมมากมายโดยเฉพาะอย่างยิ่งคอลเลกชันของทหารดีบุกจึงตาย ตัวอย่างเช่นในห้องเก็บของพิพิธภัณฑ์ Alexander Suvorov ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กทหารดีบุกหลายโหลก็พังเป็นฝุ่นเนื่องจากความก้าวหน้าในการทำความร้อน สิ่งนี้เกิดขึ้นในพิพิธภัณฑ์อื่น ๆ ทั่วโลก

ในการสร้างนักบัดกรีไร้สารตะกั่วที่มีส่วนประกอบของดีบุกก็คือทองแดง, สังกะสี, เงิน, ทอง, อินเดียม สารเติมแต่งเหล่านี้ช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงการก่อตัวของดีบุกสีเทาป้องกันตัวเองจากโรคระบาดดีบุก

ทหารขององค์ประกอบต่อไปนี้ส่วนใหญ่มักจะใช้สำหรับการบัดกรีชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์: ดีบุก - 52%, อินเดียม - 48%; ดีบุก - 91%, สังกะสี - 9%; ดีบุก - 97%, เงิน - 2.3%, ทองแดง - 0.7% ไม่พบโลหะที่เป็นอันตราย จุดหลอมเหลวของทหารเหล่านี้อยู่ในพื้นที่ 300 ° C ซึ่งสูงกว่าบัดกรีโลหะตะกั่วอย่างมีนัยสำคัญใครก็ตามที่เคยซ่อมแซมเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ทันสมัยรู้เรื่องนี้ดี

ราคาที่ไม่เป็นอันตรายคือทหารที่ปลอดสารตะกั่วทุกคนมีความลื่นไหลน้อยกว่าในสถานะหลอมเหลวและความสามารถในการเปียกน้ำที่ต่ำกว่าของพื้นผิวที่ถูกประสาน ฟลักซ์พิเศษที่ใช้ในการบัดกรีด้วยตะกั่วบัดกรีช่วยป้องกันข้อเสียนี้ อย่างไรก็ตามคุณภาพของรอยต่อที่ทำด้วยตะกั่วบัดกรีนั้นแย่กว่าเมื่อใช้ตัวบัดกรีตะกั่ว แต่วิทยาศาสตร์ยังไม่หยุดนิ่งมีการวิจัยอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับปรุงคุณภาพของนักบัดกรีที่ปราศจากสารตะกั่วเพื่อให้การทดแทนมีความเท่าเทียมกัน

Microcircuits ที่ทันสมัยจำนวนมากมีอยู่ในกรณี BGA (อาร์เรย์ภาษาอังกฤษของ Ball Ball - อาร์เรย์ของลูกบอล) ข้อสรุปตามปกติ - ขาของ microcircuits เหล่านี้ทำไม่ได้ บทบาทของพวกเขาเล่นโดยลูกบอลจากประสานที่วางอยู่บนแผ่นสัมผัสในส่วนล่างของร่างกาย สำหรับการบัดกรี microcircuits บัดกรีชนิดใหม่ปรากฏขึ้น - วางประสานที่ใช้โดยวิธีหน้าจอ

ขนมประสานประกอบด้วยองค์ประกอบหลายอย่าง: ประสานตัวเองในรูปแบบของผงละเอียดอนุภาคของแข็งของฟลักซ์ที่มีขนาดเดียวกัน ส่วนประกอบเหล่านี้กลายเป็นสารยึดติดเนื่องจากมีสารยึดเกาะเป็นหลักส่วนประกอบของฟลักซ์ของเหลวและตัวทำละลายระเหย

เห็นได้ชัดว่า Microcircuits ดังกล่าวไม่สามารถบัดกรีด้วยหัวแร้งธรรมดาได้ สิ่งนี้ต้องการการใช้วิธีการบัดกรีแบบพิเศษที่ให้ความร้อนด้วยอากาศร้อนหรือรังสีอินฟราเรด เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้จะใช้สถานีบัดกรีอากาศร้อนหรืออินฟราเรด

ความต่อเนื่องของบทความ: หัวแร้งไฟฟ้า ประเภทและการออกแบบ