Устройство для пайки изделий в вакууме

 

Класс 21h, 29„

СССР

Ко 64327

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрирозино s Бюро и. оореи1ений

В. П. Вологдин, В. Ф. Горюнов и Д. И. Руденко

Устройство для пайки изделий в вакууме

Заявлено 14 января 1941 года в Наркоиавиапром за М 8259 (313894) Опубликовано 28 февраля 1945 года

Пайка красной медью (или вообще твердым припоем) мелких предметов из черных и цветных металлов требует защиты от раскисления поверхностей, подлежащих пайке. Защита от раскисления может быть осуществлена, как известно, в числе других способов путем пайки в атмосфере водорода.

Однако применение водорода не всегда удобно, ввиду связанной с ним опасности.

Настоящее изобретение имеет целью осуществление пайки твердыми, припоями без применения плавней и водорода. Устранение окисления и восстановление окисленных поверхностей эдессе совершается путем ведения процесса пайки в достаточно высоком вакууме, порядка 10- мм Hg.

Помимо защиты от окисления, ведение процесса в вакууме в большой степени уменьшает охлаждение нагреваемых предметов во время нагрева.

Значительным затруднением при проведении процесса в вакууме является достижение достаточно быстрого нагрева и быстрого ох.лаждения запаиваемых предметов.

Первое затруднение устраняется применением нагрева током высокой частоты с помощью индуктора, располагаемого вокруг сосуда, в котором разогреваются спаиваемые предметы. Второе затруднение устраняется, согласно изобретению, путем охлаждения запаиваемых предметов передачей тепла медным частям, на которых эти предметы укрепляются. Части эти, в свою очередь, охлаждаются водой.

На чертеже фиг, 1 изображает в разрезе предлагаемое устройство, фиг. 2 в автоматический станок для массовой пайки изделий с использованием устройства по фиг. 1, фиг. 3 — частичный поперечный разрез станка по фиг. 2; фиг. 4 поясняет цикл работы станка.

В предлагаемом устройстве (фиг. 1) запаиваемое изделие 1 устанавливается на оправку 2 из красной меди, охлаждаемую водой непосредственно или путем теплопередачи охлаждаемому основанию

3 из красной меди или латуни, которое, в свою очередь, охлаждается водой, проходящей по каналам 4.

Для получения вакуума вокруг запаиваемого изделия оно накрывается колпаком 5 из стекла пирекс, или кварца, или вообще из другого стекла, достаточно стойкого для температурных изменений 64327

2—

Откачка осуществляется масляным насосом или, в случае надобности, насосом Лангмюра через каналы 6.

Нагревание запаиваемого изделия 1 и припоя 10 производится индуктором 8, выполненным в виде кольца (или спирали), по которому пропускается ток высокой частоты от лампового, искрового или машинного генератора.

После нагрева и расплавления припоя изделие 1 охлаждается путем теплопередачи тепла оправке

2 и основанию 3. Для ускорения охлаждения применяется экран 9 из красной меди.

Если число запаиваемых изделий велико, то устройства, показанные на фиг. 1, располагаются на вращающемся столе, в числе нескольких десятков, что позволяет производить операцию пайки непрерывно. Если нужно, то откачка и нагрев могут быть автоматизированы. При этом открытие и закрытие вакуумных кранов также связываются с поворотом стола.

Такой автоматический станок с вращающимся столом изображен на фиг. 2.

Основание 11 в верхней своей части заканчивается конусной втулкой 12 распределительного крана, на которую свободно насажен корпус крана (палец) 13. К корпусу крана крепится промежуточное кольцо — вращающийся стол 14, к которому равномерно по всей окружности прикреплены рабочие гнезда 15, изготовленные из хорошо отводящего тепло металла. Число рабочих гнезд выбирается в зависимости от требуемой производительности станка, а также от времени, потребного на остывание данного изделия после пайки. Верхняя поверхность гнезд хорошо притирается, а в центре имеется отверстие, в которое ввинчиваются оправки 16, снабженные сквозным отверстием 17.

Форма оправок зависит от конфигурации обрабатываемых изде.,чий; назначение оправок — укреплять изделие и отводить тепло от тс ". частей изделия, нагрева которых не требуется. Отверстия каждого гнезда с помощью трубок 18 соединяются с корпусом крана (фиг. 2 и 3). С нижней стороны к гнездам припаяна кольцевая камера

19, которая с помощью двух трубок 20 и 21 соединяется с корпусом крана. Через эту камеру пропускается вода для охлаждения гнезд и оправэк. К нижней части корпуса крана прикреплено зубчатое колесо 22, сцепленное с шестеренкой 23, сидящей на валу 24.

Последний приводится во вращение электродвигателем 25 через редуктор 26. Вращение станка может производиться также и другиии способами, например, электромагнитом с храповиком.

На том же валу24 укреплен распределитель 27, управляющий остановкой электродвигателя после поворота станка на нужный угол.

Качающийся индуктор 28, питаемый током высокой частоты от лампового или машинного генератора, укреплен на кронштейне, вделанном в стену.

Электрическая схема станка может быть осуществлена любым способом и должна производить следующие операции: а) при выключенном двигателе привести индуктор в горизонтальное положение, что осуществляется соленоидом 29; б) включить в индуктор ток от генератора высокой частоты на определенное число секунд через реле времени; в) выключить соленоид и индуктор, который после этого приподнимается пружиной 30; г) повернуть станок двигателем

25 через распределитель 27 на определенный угол, соответствующий подходу под индуктор следующего рабочего гнезда; после этого цикл операций должен повторяться.

Распределительный кран, служащий также осью вращения станка, состоит из двух частей — вакуумной и водяной, разделенной на втулке крана кольцевым пазом 41.

На уровне этого паза в корпусе крана высверлена несколько от№ 64327 верстий 42 для сообщения паза с атмосферой.

Вакуумная часть устроена следующим образом.

В корпусе крана равномерно по всей окружности высверлены отверстия 31 (фиг. 3), в которые впаяны трубки 18, идущие от рабочих гнезд. На уровне этих отверстий имеются пазы 32, 33, 34.

Паз 32 занимает по окружности два отверстия и сообщается с атмосферой отверстием 35. Паз 33 занимает также два отверстия и соединяется с воздушным форвакуумным насосом трубкой 36 через кран 37. Паз 34 занимает все остальные отверстия, кроме двух последних, и сообщается с насосом высокого вакуума трубкой 38 через кран 39.

Вследствие наличия этих пазов, каждое рабочее гнездо при вращении станка последовательно проходит через положения, показанные на фиг. 4. Оно два раза соединяется с атмосферой, два раза соединяется с форвакуумным насосом, во всех остальных положениях, кроме двух последних, соединяется с насосом высокого вакуума; два раза гнездо будет перекрыто.

Изделия, установленные в оправке, накрываются стеклянными колпачками 43 с притертым бортиком. Для получения лучшего уплотнения бортики колпачков и притертая поверхность гнезда смазывается вазелином. Пайка деталей производится в том месте, где они выходят под высокий вакуум.

Во всех остальных положениях, вплоть до выхода на воздух, изделия остывают под вакуумом, так как в противном случае они бы покрылись слоем окиси.

Смена готовых изделий на новые, подлежащие пайке, производится в том месте, где рабочие гнезда соединяются с атмосферой. Рабочие гнезда охлаждаются водой, поступающей через кран 40 в кольцевой паз 44, откуда при любом положении станка по трубке 21 вода попадает в кольцевую камеру

19, обойдя которую, по трубке 20 через кольцевой паз 45 по трубке

46 попадает в спивную воронку.

Предмет изобретения

1. Устройство для пайки изделий в вакууме с индукционным разогревом при помощи индуктора, располагаемого вокруг сосуда, в котором разогреваются спаиваемые предметы, отличающееся тем, что сосуд выполнен в виде колпака, изготовленного из кварца, пирекса или тому подобного температуростойкого материала и свободно устанавливаечого на металлическом основании, снабженном каналом для откачки воздуха.

2. В устройстве по п. 1 применение, с целью быстрого охлаждения запаиваемых изделий, оправки для установки последних, выполненной из цветного металла и охлаждаемой водой.

3. В устройстве по п. п. 1 и 2 применение для массовой пайки стола с несколькими рабочими местами, вращаемого вокруг конусного или цилиндрического пальца, служащего одновременно распределителем, поочередно сообщающим рабочие места с форвакуумом и атмосферой, а также подводящим и отводящим воду для охлаждения рабочих мест и оправок запаиваемых изделий, 4. Форма выполнения устройства по и. п. 1 — 3, отличающаяся тем, что, с целью автоматизации процесса непрерывной последовательной пайки нескольких изделий, стол приводится во вращение электродвигателем, на валу которого сидит распределитель, управляющий поворотом стола на определенный угол и включением соленоида, осуществляющего автоматическое надвигание и снятие с рабочего места высокочастотного индуктора.

М б4327

5 @

A есщера

Отв. редактор Д. А. Михайлов

Техн. редактор М. В. Смольяквва

Л123597 Подписано к печати 16/VII 1946 г. Тираж 500 экз. Цена 65 коп. Зак. 202

Типография Госпланиздата, им. Воровского, Калуга