Различных волновых диапазонов

Монтаж радиоустройств различных диапазонов имеет свои особенности.

Высокочастотные устройства. К устройствам высокочастотного диапазона (f = 50 к гц ÷ 50 МГц) относятся: резонансные усилители, автогенераторы, импульсные схемы, широкополосные усилители. В этом диапазоне частот существенное значение играют паразитные параметры и связи между деталями и цепями. На частотах более 10 МГц кроме паразитной емкости монтажа сказывается еще индуктивное сопротивление монтажных проводов. Поэтому при монтаже необходимо определить те монтажные провода и цепи высокой частоты, связь между которыми особенно недопустима.

К таким цепям относятся преимущественно сеточные и анодные цепи. Паразитные связи между этими цепями тем сильнее, чем выше рабочая частота и длиннее монтажные проводники, через которые осуществляется связь, и чем больше коэффициент усиления и количество каскадов устройства. Поэтому при монтаже эти цепи необходимо максимально разнести, а монтажные проводники их сделать короче и расположить на максимальных расстояниях от шасси, стенок и кожухов. Если эти требования невозможно выполнить, то монтажные проводники цепей высокой частоты, длина которых более 40—50 мм, заменяют отрезками коаксиальных кабелей.

Паразитные связи в высокочастотных устройствах можно устранить также с помощью экранирования деталей, вокруг которых создаются интенсивные электрические, магнитные или электромагнитные поля.

Монтажные провода, не находящиеся под напряжением высокой частоты, не следует делать очень короткими, так как при этом получается сжатый монтаж, который характеризуется большими паразитными связями. Монтажные провода цепей питания постоянным и переменным током

низкого напряжения, свитые попарно (цепи накала), а также экранированные провода низкой частоты следует объединять и укладывать в жгуты. Гасящие резисторы в цепях экранирующих сеток, резисторы цепей развязки следует монтировать на некотором расстоянии от ламповой панели. Шунтирующие конденсаторы экранирующих сеток, резисторы анодных нагрузок и сеточные резисторы необходимо крепить одним выводом непосредственно к соответствующим лепесткам ламповых панелей, конденсаторы цепей развязки — выводом к выводу резистора анодной нагрузки.

Детали цепей развязки между каскадами по цепям накала и переходных цепей необходимо крепить своими выводами к соответствующим контактным лепесткам ламповых панелей. При этом максимально короткими получаются монтажные провода указанных цепей, а их индуктивное сопротивление имеет минимальное значение.

Для уменьшения паразитных параметров не следует выбирать детали с большим запасом по мощности, напряжению и номинальному значению.

Широкополосные усилители высокой и промежуточной частоты (десятки мегагерц), вследствие возникновения поверхностных токов в шасси могут возбуждаться или может искажаться их частотная характеристика.

В усилителях, работающих на частотах, измеряемых килогерцами н единицами мегагерц, паразитными связями через шасси практически можно пренебречь.

Для монтажа высокочастотных схем чаще всего применяется беспланочный монтаж.

Низкочастотные устройства. В устройствах, работающих в диапазоне низких частот (f < 20 кгц), паразитные связи между деталями и цепями проявляются меньше.

При монтаже низкочастотных устройств больше внимания можно уделять удобству монтажа и размещению деталей. Но при монтаже многокаскадных усилителей низкой частоты с большим усилением необходимо обращать особое внимание на разнесение входных и выходных цепей.

В этом диапазоне частот шире применяют монтаж навесных деталей на расшивочных платах и вязку монтажных проводов в жгуты.

Устройства сверхвысоких частот. Монтаж радиоаппаратуры СВЧ (f = 3000—30000 МГц) существенно отли-

чается от монтажа радиоаппаратуры более низких частот. В радиоаппаратуре СВЧдетали и узлы представляют собой устройства с распределенными параметрами, вслед­ствие чего они конструктивно отличаются от соответству­ющих деталей и узлов: высоких частот, например, в ка­честве колебательных систем применяют не обычные коле­бательные контуры, а объемные резонаторы; генераторы представляют собой конструктивно совмещенную систему, состоящую из электронной лампы и колебательной системы (магнетрон, клистрон), а энергию СВЧ передают по коак­сиальным линиям и волноводам.

Так как основные детали и узлы на СВЧ представляют собой механические конструкции, обычные радиомонтаж­ные работы заменяются сборочными работами, монтаж­ные схемы — сборочными чертежами.

К монтажу радиоаппаратуры СВЧ предъявляются следующие требования:

1. Монтаж необходимо выполнять в строгом соответ­ствии с монтажными I схемами, сборочными чертежами и технологическими инструкциями.

2. Нельзя нарушать экранировку отдельных узлов и блоков.

3. Монтаж должен быть жестким и механически проч­ным. Особое внимание следует уделять механическому креплению монтажных проводов и припайке их к кон­тактным лепесткам.

4. Электрические разъемы и контакты высокочастот­ных кабелей, сочленения волноводов, заземления экра­нирующих оболочек должны быть надежными. Монтаж волноводной системы I необходимо выполнять так, чтобы исключить искривления и перекосы при сочленении от­дельных звеньев. Не должно быть зазоров между флан­цами, сами фланцы должны быть надежно скреплены.

5. В высоковольтных цепях, работающих при напря­жениях нескольких десятков киловольт, должна быть обеспечена высокая электрическая прочность изоляции. Провода необходимо укладывать так, чтобы не было пробоя как между отдельными проводами, так и между проводами и другими элементами устройства.

В большинстве случаев устройства СВЧ конструк­тивно выполняют в виде отдельных блоков, в которых любой элемент представляет законченную конструкцию и может быть быстро заменен новым. Это очень важно,

так как отдельные узлы и детали устройства СВЧ трудно поддаются ремонту и регулировке в условиях эксплуата­ции. Монтаж СВЧ аппаратуры требует от монтажника специфических навыков.

24. Основы технологии электрического монтажа радиоаппаратуры

Технологический процесс электрического монтажа можно разделить на два этапа: 1) подготовительные ра­боты, состоящие из проверки радиодеталей, подготовки их выводов, подбора и обработки монтажных проводов; 2) выполнение электрического монтажа (собственно элек­трический монтаж).

Отобранные и проверенные детали и монтажные про­вода обрабатывают для подготовки их к пайке. Эта обра­ботка заключается в за­чистке, лужении и за­делке концов монтаж­ных проводов, выпрям­лении и облуживании выводов деталей.

При выполнении электрического монта­жа в серийном и массо­вом производстве требу­ется обеспечение стро­гой идентичности его во всех образцах, соответ­ствие техническим усло­виям и соблюдение при­нятой технологии.

Рис.78. Щипцы для удаления изоляции с концов монтажных проводов: 1-угольник; 2, 3- ножи; 4-ручка; 5-прижим.

Зачистка и заделка концов монтажных проводов. Мон­тажный провод до нарезки на необходимые для соединения отрезки и зачистки изоляции их концов выпрямляют. Одно­жильные провода вытягивают, а многожильные протя­гивают через зажатую в руку ветошь.

С концов заготовленного для монтажа провода необ­ходимо снять изоляцию на участке длиной 7—10 мм. Изоляцию с проводов типа МГВ (с полихлорвиниловой изоляцией) снимают специальными щипцами или реза­ками (рис. 78, 79). Углубления на ножах щипцов (резаков)рассчитаны на различные сечения провода. На щипцах имеется регулировка длины участка снимаемой изоляции.

Концы монтажных проводов с шелковой или хлопча­тобумажной изоляцией зачищают с помощью электрообжигалки (рис. 80): по раскаленной высокоомной прово­локе обжигалки вращают конец провода до отгорания изоляции.

Рис.79. Резак для удаления изоляции с концов проводов:

1 — нижний нож; 2 — шарнир; 3 — упор; 4 — верхний нож; 5 — провод; 6 — ручка; 7 — выемки с острозаточенными кра­ями; 8 — основание.

При отсутствии щипцов и электрообжигалки допуска­ется в единичном производстве концы монтажных проводов зачищать монтажным ножом или самодельной обжигалкой, представляющей собой тонкий пластинчатый нож с треугольным углублением, насаженный на стержень паяльника.

При зачистке изоляции обычным монтажным ножом необходимо соблюдать аккуратность. Монтажный нож следует располагать не перпендикулярно проводу, а под острым углом. В заводских условиях для зачистки изоля­ции проводов применять монтажный нож нельзя.

Перед лужением конец токонесущей жилы монтажного провода тщательно очищают от эмалевой изоляции и

окисной планки. С одножильных проводов эмалевую изоляцию снимают мелким наждачным полотном или муравьиной кислотой с последующей протиркой мягкой ветошью. Эмалевую изоляцию с многожильного провода удаляют нагреванием распущенного конца его до светло-соломенного цвета в пламени спиртовки с немедленным погружением в спирт. При этом эмаль растрескивается и легко снимается мягкой ветошью. Концы жил монтажных проводов от окисной пленки зачищают мелким наждачным полотном. Луженые или посеребренные концы жил мон­тажных проводов не зачищаются от окисной пленки перед пайкой.

Рис.80. Электрообжигалка:

1-нихромовая проволка; 2-кнопка включения; 3- деревянная ручка.

Концы монтажных проводов с волокнистой изоляцией (хлоп­чатобумажной, шелко­вой и т. п.) после зачистки заделывают одним из следующих способов. Изоляцию за­крепляют нитроклеем АК-20 или клеем БФ-4. Иногда для закрепления изоляции на конец провода надевают линоксиновую или полихлорвиниловую трубку длиной 8—10 мм, а также на конец провода, промазанного клеем БФ-4, надевают изоляционный чулок или наконечник из пластмассы. Часто изоляцию закрепляют шелковыми или простыми нитками (выполняют оклетневку) на участ­ке длиною от 5 до 7 мм. Применяя цветные нитки, одно­временно с заделкой концов маркируют монтажные про­вода. Процесс оклетневки показан на рис. 81. После оклетневки нитки покрывают бакелитовым лаком или нитроклеем АК-20. У проводов с виниловым покрытием изоляцию не закрепляют после зачистки.

После зачистки от изоляции и заделки конца монтаж­ного провода, если токонесущая жила нелуженная, конец ее очищают от окисной пленки и лудят.

В массовом производстве концы жил монтажных про­водов для лужения погружают в электрованну с расплав­ленным припоем марки ПОС-40 на 1—2 сек. В тех случаях, когда концы монтажных проводов не паяют к контактным лепесткам, а зажимают под контактные гайки или винты, к ним припаивают контактные наконечники или заделы­вают их в кольцо.

Контактные наконечники припаивают следующим об­разом. Конец жилы монтажного провода, зачищенный и облуженный, накладывают на контактный лепесток, также предварительно Облуженный, так, чтобы конец жилы оказался вблизи контактного кольца, а изоляция провода около специальных усиков на наконечнике

(рис. 82). При таком расположении конца провода и кон­тактного наконечника жилу провода обжимают усиками лепестка с помощью специальных плоскогубцев. Излишек жилы, выступающий из обжатых усиков, откусывают, после чего паяют контактное соединение.

Заделка концов экранированных проводов и высокочас­тотных кабелей. Концы экранированных проводов заде­лываются двумя способами: с использованием свободного конца металлической оплетки (рис. 83) и посредством наложения бандажа (рис. 84).

Первым способом концы экранированных проводов заделывают следующим образом (рис. 83). Металлическую оплетку от конца экранированного провода сдвигают на расстояние 25—28 мм. В оплетке в нужном месте металли­ческим острием делают отверстие диаметром 3—4 мм. Сделав изгиб провода через образованное отверстие в оплетке, вытягивают конец жилы в изоляции. После этого металлическую оплетку натягивают и плотно прижи­мают к изоляции провода. Свобод­ный конец металлической оплетки используют в дальнейшем в каче­стве заземляющего вывода (уса).

Другой способ заделки конца экранированного провода состоит в следующем (рис. 84, а). Конец экранирующей оплетки обрезают на расстоянии 25— 28 мм от конца провода, затем участок ее длиной 3—4 мм отгибают назад. Под оплет­ку подкладывают 2—3 слоя лако-

ткани или одевают линоксиновую трубку. На конец оплет­ки плотно наматывают виток к витку гибкий луженый про­вод заземления сечением 0, 35—0, 5 мм². В месте наложе­ния бандажа экранирующую оплетку лудят. Намотку

(бандаж) с обоих торцов и по всей поверхности опа­ивают. Чтобы не обжечь изоляцию, лудить и паять необходимо минимально короткое время (3—5 сек).

Закрепление концов монтажных проводов и выводов навесных радиодеталей на контактных лепестках перед пайкой. Для обеспечения механической прочности паяных соединений перед пайкой концы жил монтажных проводов и выводы навесных радиодеталей, предварительно облуженные, закрепляют на контактных лепестках. Для этого конец жилы монтажного провода (вывод детали) проделывают в отверстие контактного лепестка и огибают около него.При отсутствии специального отверстия в контактном лепестке конец жилы загибают вокруг него пинцетом или монтажными плоскогубцами.

Излишек жилы провода или вывода детали откусывают кусачками.примеры образования монтажных соединений приведены на рис.91-93.

При использовании проводов сечением более 0, 35 мм² образуется монтажное соединение припродлевании конца жилы монтажного провода в отверстие контактного лепестка с последующим обжатием пинцетом или плоскогубцами (рис. 94).

На изолирующих бесконтактных платах, используемых в радиоаппаратуре, из жил проводов и выводов радиодеталей делают монтажное соединение путем образования скрутки, как показано на рис. 95.

При необходимости присоединения в одной точке к заземляющей шине нескольких концов монтажных проводов (выводов деталей) применяется монтажное соединение, образованное с помощью спирали (рис. 92, д). Расстояние от монтажного соединения до изоляции монтажного провода должно быть 0, 5-2 мм.

Укладка монтажных проводов и жгутов. Монтажные провода укладываются в строгом соответствии с монтажной схемой и образцом. Длинные монтажные провода закрепляют специальными скобами.

При образовании монтажных соединений монтажные провода не должны быь натянутыми, а должны иметь запас по длине 20-25 мм, необходимый для 1-2 повторных закреплений концов в случае обрыва. При наличии запаса длины монтажных проводов облегчается замена радиодеталей, вышедших из строя, а также предохраняется монтаж от обрывов при вибрациях.

Монтажные провода, проложенные в одном направлении и не создающие паразитных связей между цепями, увязывают в жгут. Обычно увязывают в жгуты провода цепей постоянного тока, свитые провода цепей питания переменного тока и экранированные провода. Провода в жгуье необходимо укладывать без перекрещиваний.

В серийном производстве радиоаппаратуры жгуты изготовляют до монтажа на специальных шаблонах (рис.96). Чтобы жгут не рассыпался, его увязывают крепкой ниткой (хлопчатобумажной № 00 или №0, льняной №9, 5/5), как показано на рис.97. Петли вяжут с натяжением и укладкой их через интервалы 15-40 мм (в зависимости от диаметра жгута) и в местах ответвления проводов.

При повышенных требованиях к жгутам в отношении механической прочности и влагостойкости их обматывают киперной лентой, обвязывают нитками и в некоторых случаях пропитывают лаком №1154.

Чтобы при монтаже не было ошибок, жгут изготовляют из цветных проводов или каждый провод маркируют своим номером или цветом ниток заделки концов. В жгуте для замены оборвавшегося провода должны находиться запасные провода, длина которых должна быть наибольшей из всех проводов*.

Если в жгуте применяют экранированные провода с наружной металлической оплеткой, то их размещают внутри жгута, чтобы оплетка не касалась тонконесущих поверхностей.внутри жгута укладывают также провода малых сечений.

Длинные жгуты крепят к шасси скобами, под которые подкладывают прокладки из электрокартона, а жгут в месте крепления обматывают несколькими слоями лакоткани. Лакоткань в этом случае должна быт шире скобы на 3-5 мм с каждой стороны (рис.98).расстояние между скобами устанавливают в зависимости от диаметра жгута от 200 до 300мм.

Пайка монтажных соединений. Пайка применяется для соединения монтажных проводов и выводов радиодеталей с контактными лепестками.Пайкой называется соединения твердых металлических поверхностей при помощи промежуточного металла или сплава в расплавленном состоянии с последующей его кристаллизацией.

Монтажное соединение с нанесенным на его поверхность флюсом нагревают до температуры начала плавления припоя, одновременно с этим на монтажное соединение наносят припой. Расплавленный жидкий припой, растекаясь по поверхности соединения, заполняет все его щели. При этом основной металл соединения растворяется в жидком припое и происходит взаимная диффузия металлов. При последующем охлаждении припой кристаллизуется, образуя промежуточный слой на границе с твердым металлом, чем и обеспечивается механическая прочность и электропроводность паяного соединения.

Если каким-либо способом расплавленный припой был бы нанесен на поверхность холодного соединения, то он быстро закристаллизовался бы без образования прочной связи с основным металлом. Прогрев паяемого соединения до температуры плавления припоя является первым обязательным условием образования прочного паяного соединения.

Вторым условием обеспечения механической прочности паяного соединения является хорошее смачивание и растекание жидкого припоя по поверхности твердого металла. Существенное влияние на растекаемость жидкого припоя оказывает его состав и температура, а также состояние металлических поверхностей соединения. Перед пайкой поверхности необходимо тщательно зачистить от пленки окислов, жиров и грязи. Чтобы паяемые металлические поверхности и жидкий припой не окислялись во время паяния, применяют флюсы.

При пайке на границе между припоем и твердым металлом образуется промежуточный слой химических соединений, имеющих повышенную хрупкость. В силу этого при большой толщине промежуточного слоя прочность спая значительно понижается. Толщина слоя промежуточных соединений зависит главным образом от температуры пайки и времени соприкосновения паяемого металла с расплавленным припоем.

Следовательно, третьим условием, обеспечивающим высокую механическую прочность паяного соединения, является быстрота пайки при минимальной температуре.

Припои. Припоем называется сплав, выполняющий роль связки в паяемом соединении. При монтаже радиоаппаратуры применяют мягкие легкоплавкие припои. К ним относятся сплавы на оловяно-свинцовой основе. Химический состав припоев, их свойства, а так же рекомендации по применению, приведены в приложении 11. Число, стоящее после сокращенного наименования припоя (ПОС), указывает процент содержания олова, например, ПОС-40 означает, что припой оловяно-свинцовый с 40% содержанием олова. Легкоплавкие припои имеют изкую температуру плавления, то дает возможность применить простой источник тепла-паяльник. Высокая пластичность и отсутствие хрупкости у данных припоев обеспечивает им высокую сопротивляемость усталостным разрушением, что позволяет применять их для пайки соединений, испытывающих небольшие ударные и вибрационные нагрузки. При добавлении сурьмы к оловяно-свинцовым припоям снижается температура плавления сплава и повышается механическая прочность пайки.

Иногда для пайки применяют паяльную пасту тиноль, состоящую из смеси порошка оловяно-свинцового припоя с флюсом. Применяют также трубчатый припой, представляющий собой оловяно-свинцовую трубку диаметром 2-3 мм, заполненную флюсом. Выбор припоя зависит от типа соединяемых металлов и сплавов, размера соединения, требуемой механической прочности и коррозийной устойчивости, например, для пайки проводов большего диаметра берут припой с более высокой температурой плавления, чем при пайке тонких проводов. В некоторых случаях учитывают также и электропроводность припоя.

При монтаже радиоаппаратуры применяют в основном припои ПОС-61, ПОС-50, ПОС-40, ПОСВ-33.

Припои, содержащие в своем составе висмут и кадмий, являются наиболее легкоплавкими. Прменяют их там, где требуется пониженная температура пайки (менее 250º С). Механическая прочность этих припоев незначительная, а висмутовые припои, кроме того, очень хрупкие. Область применения их ограничена. Наиболее распространенные кадмиевые и висмутовые припои приведены в приложении 11. В приложении приведены также данные легких припоев, предназначенных для пайки деталей с серебрянным покрытием на керамической основе, а также для пайки аллюминия и его сплавов.

Флюсы. Хорошее смачивание поверхности паяемого металла припоем возможно только в том случае, если эта поверхность свободна от жира, грязи и окисной пленки.

Очищенная поверхность большинства металлов на воздухе быстро окисляется и покрывается очень тонкой окисной пленкой. Особенно быстро эта пленка появляется при паянии, когда повышается температура. Расплавленный припой так же частично окисляется, в результате чего на поверхности припоя образуется пленка окислов, толщина и плотность которых зависят от состава припоя. Появление окисной пленки резко увеличивает поверхностное натяжение припоя и ухудшает процесс растекания и смачивания им твердого металла. Для улучшения растекания припоя необходимо удалить образовавшуюся на нем окисную пленку. Чтобы предотвратить окисление, применяют флюсы. Кроме того, флюсы растворяют окислы, образовавшиеся на поверхности металлических поверхностей до пайки.

Флюс во время пайки должен находиться в жидком состоянии и равномерно растекаться по поверхности металла. Это требование будет удовлетворяться, если температура плавления флюса ниже температуры плавления припоя. При выполнении радиомонтажных работ широко применяют антикоррозийные безкислотные флюсы: канифоль, а также флюсы, приготовляемые на основе канифоли с добавлением неактивных веществ (спирта, скипидара, глицерина). Канифоль, попадая в паяемое соединение, не вызывает коррозии металла, не поглощает влаги и является хорошим диэлектриком. Так как канифоль — слабоактивный флюс, то при использовании ее паяемые металлические поверхности необходимо тщательно зачищать. Следует избегать перегрева места пайки, так как при этом канифоль легко обугливается и теряет свои флюсующие свойства. Поэтому канифоль необходимо наносить не на паяльник, а непосредственно на место пайки, что удобно при использовании спиртового или скипидарного раствора канифоли.

Активированные флюсы применяют, когда металлы и сплавы плохо поддаются пайке, а также чтобы ускорить и облегчить пайку хорошо спаиваемых металлов. Активированные флюсы приготовляют на основе канифоли с добавкой активизаторов — соляно – или фосфорного анилина, салициловой кислоты или солянокислого диэтиламина.

Так как активированные флюсы имеют высокую активность, то соединение можно паять без предварительного удаления окислов только с предварительным обезжириванием. Это обстоятельство значительно ускоряет и облегчает процесс пайки.

При пайке соединений механического характера (не радиомонтажа) из различных металлов оловяно-свинцовым припоями применяют химически активные флюсы: хлористый цинк и флюсы типа ЛТИ.

При выполнении радиомонтажных работ нельзя применять хлористый цинк и другие химически активные флюсы, содержащие кислоты и соли, так как пары хлористого цинка окисляют металлические поверхности, в результате чего в течение непродолжительного времена разрушаются полностью электрические контакты и тонкие провода. Кроме того, пары хлористого цинка при проникновении в изоляционные материалы понижают их изоляционные свойства, приводят к электрическим пробоям и снижают надежность радиоаппаратуры. Хлористый цинк и другие флюсы, содержащие кислоты и их соли, можно применять только при пайке стальных или медных соединений крупных деталей (экранов, корпусов, шасси). После пайки эти детали обрабатывают. Сначала детали кипятят в 10%-ном водном растворе щелочи (едкого калия или натрия), затем промывают в холодной воде, в горячей воде при температуре 90° С и, наконец, сушат в специальном сушильном шкафу.

Пайка химически активными флюсами недопустима в радиомонтажных цехах.

Флюс выбирают в зависимости от паяемых металлов или сплавов, применяемого припоя, а также от вида паяемых соединений. Состав и область применения флюсов приведены в приложении 12.

Подготовка спаиваемых поверхностей. Прочную пайку можно получить, если металлические поверхности паяемого соединения предварительно очистить от грязи, жиров, продуктов коррозии и окисной пленки. Поверхности нелуженых жил монтажных проводов и концы проводов и выводов деталей с эмалевой изоляцией перед паянием зачищают до металлического блеска мелким наждачным полотном или шлифной микронной бумагой. Для этого кусочек бумаги размерами 8× 20мм V-образно сгибают и конец жилы провода, который необходимо зачистить, протягивают между поверхностями бумаги мягко сжимаемыми пальцами.

В многожильном нелуженом проводе зачищают каждую проволочку в отдельности, после чего их скручивают вместе. Чтобы удалить эмалевую изоляцию с конца жилы провода типа литцендрат после освобождения от шелковой изоляции, его проволочки раскручивают на пол-оборота (при длине зачищенного конца 20—25 мм), нагревают до светло-красного цвета на пламени спиртовки и быстро погружают в 96%-ный спирт. Эмаль при этом растрескивается и осыпается, а остатки ее снимают мягкой ветошью. В проводе типа литцендрат, состоящего из большого количества проволочек, жилу разделяют на отдельные скрутки, которые обрабатывают таким способом каждую в отдельности. Луженые скрутки свивают в жилу.

Никелированные детали в месте пайки очищают от покрытия личным напильником или наждачной бумагой, так как никель паяется плохо. Перед пайкой соединений из металлов, трудно поддающихся лужению (никель и др.) их предварительно покрывают медью гальваническим способом. Посеребренные и луженые ранее поверхности дополнительно не обрабатываются перед пайкой.

Лужение спаиваемых поверхностей. Чтобы обеспечить хорошую механическую прочность и электропроводимость паяного соединения, необходимо спаиваемые поверхности предварительно полудить.

Лужением называется процесс нанесения на поверхность металла тонкого слоя припоя. Выполняя предварительное лужение спаиваемых поверхностей, можно паять быстро, без перегрева соединения. Предварительное лужение является одной из условий получения высокой механической прочности и хорошей электропроводимости паяного соединения. Спаиваемые поверхности лудят паяльником или окунанием в ванну с расплавленным припоем. Мелкие детали и концы жил монтажных проводов лудят окунанием. Этот метод обеспечивает лучшее качество лужения и менее трудоемок, чем лужение паяльником.

При лужении паяльником подготовленную металлическую поверхность (провод) покрывают флюсом (канифолью), после чего разогревают паяльником с одновременным нанесением припоя до расплавления и растекания его тонким слоем по всей поверхности. При лужении большой поверхности (длинного провода) для получения ровного слоя припоя без наплывов и шероховатостей ее после разогрева до растекания припоя необходимо протереть мягкой ветошью.

При лужении окунанием детали или концы жил монтажных проводов погружают сначала во флюс, а затем в тигель с расплавленным припоем. По истечении времени, необходимого для повышения температуры обслуживаемой поверхности до температуры плавления припоя, деталь или провод вынимают из ванны с припоем. Избыток припоя удаляют резким встряхиванием детали или провода над ванной.

Рис.99. Паяльники электрические.

а-торцовый (50вт)

б-боковой (100 вт)

Образование монтажного соединения. После лужения концы жил монтажных проводов и выводы деталей механически скрепляют с контактным лепестком, образуя монтажное соединение. При механическом скреплении повышается прочность паяного соединения, что необходимо в радиоаппаратуре, подвергающейся тряске и вибрациям.

Паяние монтажных соединений. Процесс пайки заключается в том, что монтажное соединение с нанесенным на его поверхность флюсом прогревается паяльником с расплавлением припоем на его рабочих плоскостях до растекания припоя тонким слоем по всей поверхности соединения.

При радиомонтаже для пайки используют паяльники с электрическим обогревом торцового, Г-образного или молоткового типа (рис. 99). Чаще всего применяют торцовые паяльники, обеспечивающие удобный подход к труднодоступным местам монтируемого устройства.

Выбор формы паяльника, определяется характером паяемого монтажного соединения. Паяльник представляет собой заточенный с одного конца стержень из меди, укреплённый на ручке и подогреваемый электрической спиралью. Медь в паяльниках применяют потому, что этот, металл имеет высокую теплопроводность и теплоемкость, а также легко лудится припоем. Конструкция электрического паяльника приведена на рис. 100. Наиболее распространены паяльники мощностью 50 вт. Паяльники мощностью 75 и 120 вт применяют для пайки проводов большого сечения, кабельных наконечников и т. д.

Рис.100. Конструкция электрического паяльника:

1-двухжильный шнур; 2-бусы; 3-деревянная ручка; 4-стальная трубка-держатель; 5-асбест; 6-стальной защитный кожух; 7-слюдяные изолирующие прокладки; 8-нихромовая проволока; 9-медный стержень; 10-виды сменных стержней.

Паяльники питаются от сети переменного тока напряжением не более 36 в через автотрансформатор с плавной регулировкой.

В приложении 13 приведены данные проволоки подогревателя при различных напряжениях питания паяльников. В последнее время для пайки монтажных соединений применяются импульсные паяльники, расходующие электроэнергию только в момент пайки. Перед употреблением рабочий конец паяльника затачивают под углом 30—40^₀ . Эту форму рабочему концу паяльника лучше придавать не опиловкой драчевым напильником, а путем ковки. Наклепанная рабочая поверхность паяльника меньше поражается раковинами вследствие уменьшения растворимости меди в припое. Затем рабочую поверхность паяльника тщательно лудят. Для этого рабочий конец разогретого паяльника последовательно погружают в канифоль и припой. Нельзя перегревать паяльник перед погружением в канифоль. Погружать паяльник в канифоль необходимо сразу же после того, как он достигнет температуры плавления ее. Если это не выполнено рабочие поверхности покрылись темно-синим слоем окислов меди, то паяльник следует остудить и вновь зачистить наждачным полотном.

Температурный режим паяльника перед пайкой считается нормальным, если припой быстро плавится, но не стекает с его рабочей поверхности, а канифоль остается на ней в виде кипящих капелек. Температура нагрева паяльника регулируется автотрансформатором. Температурный режим паяльника можно поддерживать нормальным также с помощью специального радиатора, представляющего собой ребристый металлический цилиндр с осевым отверстием, диаметр которого больше диаметра стержня паяльника. В перерывах между пользованиями стержень паяльника вставляется в радиатор.

Пайка выполняется следующим образом. Соединение, подготовленное к пайке, разогревается и одновременно на его поверхность наносится флюс и припой паяльником. После того, как припой с паяльника растечется по месту пайки ровным слоем, паяльник отнимают. Флюс и припой не должны растекаться за пределы места пайки и попадать на контактные поверхности переключателей, ламповых панелей, реле и т. п. Капли припоя, попавшие в монтаж, необходимо сразу же удалять. Количество флюса и припоя, необходимое для пайки, должно быть минимальным. При пайке удобно пользоваться припоем в виде тянутой проволоки или трубчатым припоем. Прочность пайки обеспечивается хорошим прогревом паяемого соединения (но без перегрева) в течение минимального времени, необходимого только для растекания жидкого припоя по поверхности места пайки.

Паяльник необходимо прижимать к паяемому соединению всей рабочей поверхностью, как это показано на рис. 101, а. Если паяльник, а следовательно, и паяемое соединение недостаточно нагреты, то припой вследствие плохой текучести не будет растекаться равномерным слоем по поверхности и не даст прочной связи с поверхностями соединения (пайка будет не прочной). При перегреве паяль­ника канифоль, сгорая с выделением дыма, теряет свои флюсующие свойства, а стержень паяльника быстро окис­ляется с образованием раковин на рабочей поверхности. Пайка монтажного соединения должна быть контурной (скелетной), т. е. контуры ее должны соответствовать в несколько увеличенных размерах контуру соединения до паяния.

Рис.101 Положение паяльника при пайке

а- правильное, б - неправильное

Припой должен заполнять щели соединения со всех сторон. Поверхность пайки должна быть глянцевой, металлического блеска, без пористости, загрязнений, наплывов припоя и острых выступов.

После пайки монтажного соеди­нения его следует очистить от остат­ков канифоли и осадков ее паров путем промывания спиртом или ски­пидаром с помощью тампончика или кисточки. Чтобы не повредить лако­красочные покрытия и маркировоч­ные надписи на деталях, не следует применять другие растворители.

В процессе пайки необходимо из­бегать касания нагретой частью па­яльника окружающих деталей и изоляции монтажных проводов. При очень компактном монтаже необходимо применять теплозащитные экраны. Полу­проводниковые приборы, голые провода или выводы ра­диодеталей, на которые надеты полихлорвиниловые трубки, а также контактные лепестки, расположенные на стеклян­ных изоляторах, следует паять с помощью пинцета с медными теплоотводными насадками (рис. 102).

Рассмотрим пайку монтажных соединений на платах печатных схем. Возможны два способа пайки выводов радиодеталей или монтажных проводов с проводниками печатных схем: обычная пайка с помощью паяльника и механизированная пайка (путем погружения соединений в расплавленный припой и пайка волной припоя). При механизированной пайке все детали предварительно уста­навливают на плату вручную или с помощью машин авто­матической линии. При двустороннем расположении мон­тажа и деталей механизированная пайка возможна только на одной стороне платы. На другой стороне платы детали припаивают паяльником.

Технологический процесс паяния паяльником на пла­тах печатных схем в принципе ничем не отличается от общепринятого. Однако имеются некоторые особенности. Рис.102 Пайка с теплоотводом.

Если детали устанавливают без подгибки выводов, то их припаивают со стороны расположения деталей, при уста­новке деталей с подгибкой выводов — с противоположной стороны. Загнутые концы выводов радиодеталей должны быть спаяны с печатными проводниками по всей длине.

Пайки выводов радио­деталей в этих двух случаях приведены на рис. 103.

Рис.103 Пайка выводов деталей на платах печатных схем:

1-выводы деталей; 2-припой; 3-печатный проводник; 4-плата; 5-трубчатый пистон.

Для получения ка­чественных паяных со­единений при печатном монтаже необходимо соблюдать следующие требования:

1. Проводники, пла­ты и выводы деталей следует тщательно очищать от загрязнений и окислов.

2. Спаиваемые поверхности в зоне пайки следует про­гревать до температуры, которая не ниже температуры плавления припоя.

3. Флюс, применяемый при пайке, должен быть бес­кислотным, обладать максимальной активностью, обеспе­чивающей полную смачиваемость соединяемых поверх­ностей припоем. Наиболее пригоден стеарино-парафиновый флюс, состоящий из 30% стеарина, 68% парафина и 2% триэтаноламина (С2Н₆0)_а.

4. Флюс необходимо просушивать, чтобы при пайке не образовывались вздутости припоя и раковины.

5. Припой, применяемый для пайки, должен иметь тем­пературу плавления не выше 200° С, хорошо смачивать спаиваемые поверхности, иметь малый интервал кристал­лизации и обеспечивать механически прочные, корро­зийно стойкие и высокоэлектропроводные соединения. Температуру плавления припоя выбирают в зависимости от термостойкости плат. Наиболее подходящим является припой ПОС-61.

6. Время паяния не должно превышать 3 сек, чтобы не было вздутия, отслаивания и обрыва печатных провод­ников.

7. Припой должен полностью заполнять свободные промежутки между выводами деталей и стенками метал­лизированных отверстий (металлических пистонов) и кольцеобразными концами печатных проводников.

Остатки флюса удалять промыванием паек томпоном, смоченным в спирте.

Технологический процесс пайки печатных плат погру­жением заключается в следующем. Плату с установлен­ными деталями, закрепленную в специальном приспособ­лении, устанавливают на головку вибрационного устрой­ства и погружают в ванну с расплавленным припоем. Глубина погружения платы определяется толщиной изо­лирующего материала. Вибрации, вызываемые вибрато­ром, создают условия для проникновения припоя в отвер­стия, обеспечивая сквозные пайки, и способствуют пра­вильному формированию пайки в виде капли.

Проводники, которые не нужно паять, покрывают грунтом 138 А с помощью пульверизатора. При этом при­меняют специальный трафарет, который накладывается на плату.

Процесс пайки печатных схем погружением имеет следующие недостатки. Паять можно только при строгом температурном режиме ванны. Платы при пайке вспучи­ваются или пузырятся, происходит местное отслаивание проводников. Отдельные соединения получаются недоста­точно пропаяные, образуются «сосульки» припоя.

Этих недостатков! не имеет способ пайки волной при­поя. При этом способе печатную плату продвигают с опре­деленной скоростью по гребню устойчивой волны припоя, подаваемого через щелевидное сопло. Вследствие того,

что припой все время находится в движении, он содержит большие запасы тепла и не имеет на своей поверхности окисной пленки. Кроме того перемещающейся платой нарушается поверхностное натяжение волны, вследствие чего облегчается смачивание паяемых соединений. Все это способствует увеличению скорости и повышению качества пайки печатных схем.

Пайка соединений из алюминия и его сплавов. Алюми­ний на воздухе очень интенсивно, почти мгновенно окис­ляется с образованием на поверхности его окисла (А1₂0₃). Этот окисел покрывает поверхность алюминия тонким, но плотным и прочным сплошным слоем_, который почти полностью изолирует алюминий от дальнейшего окисле­ния. При пайке эту пленку необходимо предварительно удалить. Однако, в отличие от окислов других металлов окисная пленка алюминия имеет высокую химическую стойкость и не разрушается под действием обычных флю­сов, а при удалении ее с поверхности механическим спо­собом немедленно возникает новая.

Соединения из алюминия и его сплавов паяют обыч­ными легкоплавкими припоями на основе олова. Основная задача при пайке алюминия заключается в первоначаль­ном покрытии поверхности соединения припоем. Даль­нейшая пайка соединения с лужеными поверхностями ничем не отличается от пайки других металлов. Луженые детали из алюминия могут быть спаяны не только друг с другом, но и с деталями из других металлов и сплавов. При пайке соединений из алюминия легкоплавкими при­поями окисная пленка удаляется механическим способом вручную или с помощью ультразвука. Активные (кислот­ные) флюсы применять нельзя, так как остатки флюса вызывают коррозию металла.

Чтобы получить качественную пайку алюминиевого соединения, необходимо его поверхности предварительно обработать. Обработка заключается в обезжиривании и снятии окисной пленки. Поверхности обезжиривают в бензине, спирте или горячем растворе каустической соды. Окисная пленка устраняется механической зачист­кой поверхности соединения напильником, шабером, стальной щеткой или наждачным полотном. Лужение алюминия с механическим удалением окисной пленки вручную заключается в следующем. Место, которое необ­ходимо лудить, нагревают до температуры плавления припоя, под которым шабером или паяльником удаляют поверхностную пленку. Иногда окисную пленку удаляют непосредственно палочкой припоя, в которую введен абразив. По мере удаления окисной пленки припой сма­чивает алюминий и после охлаждения дает прочную связь.

Для лужения алюминиевых проводов иногда приме­няют крупнозернистое наждачное полотно. В этом случае конец провода ложат на полотно и нагревают паяльником с одновременным нанесением на него канифоли и припоя. Провод прижимают паяльником к полотну, передвиже­нием по нем очищают провод от окисной пленки и облуживают припоем. После лужения и образования монтаж­ного соединения паяют обычным способом.

Рассмотрим пайку соединений из алюминия с примене­нием ультразвуковых колебаний. Если в расплавленном припое возбудить колебания ультразвуковой частоты, то непрерывность слоя припоя нарушается вследствие обра­зования большого количества мелких (в несколько ми­крон) пузырьков. В момент исчезновения пузырька, воз­никшего на поверхности алюминия, расплавленный при­пой, ударяясь об эту поверхность, разрушает окисную пленку.

Освобожденная от окислов поверхность алюминия смачивается расплавленным припоем, вследствие чего получается качественная пайка. При этом способе пайки предварительная подготовка соединения заключается только в обезжиривании, предварительная зачистка и лу­жение поверхностей не обязательны. Ультразвуковой па­яльник представляет собой конструкционное совмещение магиитострикционного вибратора и электрического паяль­ника. Конструкция ультразвукового паяльника приведена на рис. 104.

Чтобы рабочий стержень ультразвукового паяльника не разрушался, его изготовляют из стойкого серебряно-никелевого сплава. Рабочие стержни можно заменять, они бывают различной формы.

При пайке конец рабочего стержня необходимо дер­жать как можно ближе к поверхности алюминия, но по возможности не касаться ее. В процессе паяния на поверх­ности припоя скапливаются мелкораздробленные частицы разрушенной окисной пленки. Для получения качествен­ного паяного соединения желательно загрязненный слой припоя удалить с поверхности чистой тканью, а затем луженое соединение паять свежим припоем.

Контроль качества паяных соединений. Причиной дефектов в пайках является недостаточно тщательная под­готовка паяемых поверхностей, плохая очистка их от окислов и жиров. В этом случае припой плохо затекает в зазоры и не образует прочного соединения вследствие

Рис. 104. Конструкция ультразвукового паяльника:

а — схема; б — конструкция; в — общий вид; 1 — наконечник; 2 — нагревательный элемент; з — диафрагма; 4 — катушка индуктивности; б — магнитострикционный пакет; 6 — конден­сатор; 7 — электростатический экран; 8 — коаксиальный

кабель; 0 — выключатель.

недостаточной площади контакта между спаиваемыми по­верхностями. Поэтому на очистку спаиваемых поверхно­стей следует обращать особое внимание. Непрочная пайка получается также при недостаточном разогреве или пере­греве паяемого соединения.

Контроль качества пайки обычно заключается во внеш­нем осмотре и проверке ее механической прочности. При внешнем осмотре обнаруживают отсутствие видимых непропаянных мест, щелей, трещин, вздутий, пузырей, ' наплывов припоя и черноты.

Механическая прочность паяного монтажного соеди­нения проверяется путем подергивания пинцетом проводов (выводов деталей) вдоль продольной оси. При этом на губки пинцета необходимо надеть полихлорвиниловые трубки. Запрещается перегибать провода возле пайки. Механическую прочность пайки проводов до 0, 14 мм² и меньше рекомендуется проверять приложением с по­мощью специального приспособления усилия 0, 2 кг вдоль оси провода и усилия 0, 5 кг для проводов сечением 0, 2 мм² и выше. Механическая прочность проверяется не более одного раза в процессе приемки монтажа.

Сварка монтажных соединений. Пайка оловянно-свинцовыми припоями является основным способом образо­вания соединений при выполнении электрического мон­тажа. Однако этот способ образования монтажных соеди­нений имеет свои существенные недостатки. Паяные соединения применимы! в узком интервале температур (от—60 до +130° G), низкой механической прочности, их нельзя получить из некоторых тугоплавких металлов и сплавов, не поддающихся облуживанию (константан, нихром, фехраль и др.).: Процесс пайки трудно механизи­ровать и автоматизировать.

От этих недостатков свободна сварка монтажных сое­динений.

К недостаткам сварных соединений относится невоз­можность разъема их без разрушения выводов элементов, а следовательно, и неудобство замены неисправных де­талей.

Для сварки монтажных соединений чаще применяют дуговой и контактный способы. При сварке удобно при­менять контактные лепестки в виде полутрубочки с отвер­стием сбоку.

Контроль качества сварных монтажных соединений аналогичный контролю паяных монтажных соединений. Особенно тщательно следуетпроверять сварку нескольких проводников и выводов из различных материалов.

Проверенные сварные соединения закрашивают цвет­ным лаком в знак того; что проверка соединений произве­дена и для защиты их от коррозии.

Монтаж навесных деталей. К навесным относятся мел­кие детали (преимущественно постоянные резисторы и кон­денсаторы), закрепляемые при монтаже собствеными вы­водами на контактных лепестках расшивочных плат, лам­повых панелей и узлов, а также на платах печатных схем.

Монтаж навесных деталей на расшивочных платах обычно начинают с первыхконтактных лепестков порядковой нумерации. Одновременно с монтажом навесных деталей монтируют соединительные перемычки между отдельными контактными лепестками.

Резисторы и конденсаторы, устанавливаемые на расшивочной плате, необходимо располагать посредине между двумя точками крепления так, чтобы маркировочные надписи были хорошо видны и читались в одном направ­лении (слева направо). Детали на расшивочных платах следует удалять одну от другой на расстояние не менее 2 мм.