kategorier: Praktisk elektronik, Hvordan fungerer det
Antal visninger: 21071
Kommentarer til artiklen: 1
Loddejern og loddestationer
Lodning er processen med at sammenføje dele ved at indføre smeltet materiale mellem dem - lodde, hvis temperatur som regel er lavere end smeltetemperaturen for de dele, der skal sammenføjes. Formålet med lodning er at opnå en mekanisk forbindelse eller elektrisk kontakt. Nedenfor overvejer vi hovedsageligt lodning af elektroniske komponenter.
Lidt historie
Lodning af metaller blev brugt i gamle tider. Det antages, at denne teknologiske operation har eksisteret i mindst 5000 år. Selv når menneskeheden ikke kendte jern og stål, blev kobber, guld og deres legeringer udbredt. Men selv da brugte masterchasere forbindelsen til dele af produkter ved hjælp af lodning.
Arkæologer har fundet guldkar, hvis håndtag blev loddet med guld samt legeringer af guld og sølv. Guldgenstande med spor af lodning blev fundet under udgravninger af gravene i den gamle stat Babylon. Forskere dateret fund 3200 f.Kr.
Loddet smykke blev også fundet i de egyptiske pyramider. Denne kendsgerning beviser, at kunsten at lodde blev kendt i det gamle Egypten i det andet årtusinde f. Kr. Det mest interessante er, at egypterne ikke lodde med rent guld, men opfandt en måde at sænke smeltepunktet for guldlodde.
Til dette formål blev guldpulveret annealet i kulpulver. Som et resultat blev overfladelaget af guld mættet med kulstof (inden for metallteknologi kaldes denne proces cementering), og en guld-carbonlegering blev opnået. Smeltepunktet for denne legering var lidt lavere end rent guld. Sådanne sælgere kaldes solide.
Bløde sælgere baseret på tin og bly er nævnt i skrifterne fra den romerske forfatter og videnskabsmand Plinius - den ældste, der levede i det 1. århundrede e.Kr. Så i essayet "Historie om natur" nævner brugen af to tin-bly-sælgere - tetrarium (2/3 bly, 1/3 tin) og argentaria (50% bly og 50% tin). Den mest interessante ting er, at sådanne legeringer stadig bruges. Den første af dem kaldes ofte en tertiær, og den anden halvdel.
Under udgravningerne af Pompeji, der døde under udbruddet af vulkanen Vesuv, opdagede arkæologer blyvandsledninger, hvis forbindelse blev lavet af lodning af tin-bly-sælgere. De samme rør blev fundet ved udgravninger i Libyen og Nubia.
Under udgravninger af bosættelser i det 4.-5. århundrede e.Kr. blev der fundet genstande på territoriet i området Øvre Volga, især knive loddet med kobber. I Kievan Rus mesterede loddede låse, nøgler, knive med kobber ved lodning, hvilket indikerer den høje tekniske viden hos mestrene i de gamle år.
Håndlodning Loddejern
Det kan således overvejes, at lodning af jern, kobber og dets legeringer samt aluminium kun optrådte efter lodning af ædelmetaller. Senere dukkede værktøjer til manuel lodning op. Sådanne loddejern blev kaldt varmeovne og opvarmet i en ovn.
Senere begyndte benzinblæsebrændere at blive brugt til disse formål. Varme-loddejern bruges til dato, og du kan købe et sådant loddejern selv i onlinebutikker. Udseendet af det varme loddejern er vist i figur 1.
Figur 1. Varmesloddejern
Elektrisk loddejern
Og først i 1921 blev der oprettet et elektrisk loddejern. Ernst Sachs, senere grundlæggeren af ERSA, modtog et patent på opfindelsen. Takket være opfindernes opfindsomhed, fik et elektrisk loddejern hurtigt verdensomspændende sympati, idet det var en prototype til at skabe forskellige design af loddeedskaber. Det viser sig, at det elektriske loddejern i øjeblikket har en meget respektabel alder på 93 år. Det første elektriske loddejern er vist i figur 2.
Figur 2. Det første elektriske loddejern
Loddejernet havde formen af en luge, svarede til et varmesoldejern og var hovedsageligt beregnet til tinningarbejde. Lignende loddejern findes i dag. Kraften ved sådanne loddejern ligger i området 500 ... 800 watt. De bruges hovedsageligt til lodning af store dele, såsom bilradiatorer, havevandskander, spande osv.
Hvordan går det med et elektrisk loddejern
Princippet om drift af et elektrisk loddejern er ganske enkelt. Rundt loddestangen, der ofte kaldes en brod, er en spiral af tråd med høj modstand. Når den passerer gennem en strømspiral, bliver den varm, og den modtagne varme gives til loddestangen. Naturligvis er spiralen isoleret fra spidsen og fra kroppen af en varmebestandig isolator. Som isolator bruges ofte glimmer. Dette er det klassiske skema med et loddejern, der har overlevet til vores tider.
Sovjet æra loddejern
I sovjettiden producerede industrien mange forskellige loddejern. I amatørradio praksis blev EPSN-serien loddejern med en effekt på 25 ... 100W oftest brugt og bruges stadig. I passet, der var knyttet til loddejernene, blev det skrevet: "Udformningen af loddejernet kan ikke skilles fra hinanden." Sandt nok, til producentens anerkendelse må det siges, at disse loddejern tjente i lang tid. Udseendet af disse loddejern er vist i figur 3.
Figur 3. Loddejern i EPSN-serien
Men ikke alt er så dårligt og hårdt. I nogle loddejern anbringes spiralen i en keramisk kerne med en rille, kernen sættes igen til en keramisk kop. En loddestang indsættes i det centrale hul i kernen - en brod og ingen glimmer. Den samlede varmeelement indsættes i et metalhus med et træhåndtag. Fordelen ved dette design er, at det er sammenfoldeligt, så der blev solgt en ekstra spiral i sættet.
Lidt senere dukkede miniature-loddejern fra ERA-serien op med en effekt på 18 og 25 W, som hurtigt fik popularitet blandt radioamatører og telemasters. Udseendet af loddejernet er vist i figur 4.
Figur 4. Loddejern i ERA-serien
Ved hjælp af sådanne loddejern var det ganske behageligt at lodde transistorer, såvel som mikrokredsløb i tilfælde som DIP og lignende med en tonehøjde på 2,54 mm. For at sikre den krævede lodningstemperatur anbefales det at tænde disse loddejern gennem en tyristor-strømregulator. Med denne inkludering afhænger kvaliteten af loddede samlinger hovedsageligt af kvalifikationer, ikke engang kunst, installatøren.
Chips i DIP-pakker er allerede fortiden. Nu er næsten alt elektronisk udstyr fremstillet ved hjælp af SMD-komponenter, hvis dimensioner er meget små. Derfor er det vanskeligt at sikre lodning af høj kvalitet med lodningstrykjernene beskrevet ovenfor. Moderne loddejern bruges som regel som en del af lodningsstationer.
Læs mere om loddestationer her:Sådan vælges en lodningsstation
Varmeelementerne er lavet af keramik og har integreret termoelement, som i kombination med et digitalt display giver dig mulighed for at opretholde en given temperatur over et bredt område, derudover meget præcist. Nogle loddejern har termostater indbygget lige i håndtaget. Et eksempel på et sådant loddejern er CT-96 loddejern fremstillet af CT-Tools. Udseendet af loddejernet er vist i figur 5.
Figur 5. Loddejern CT-96
Fig. 6. Lodningstation
Lodningstemperaturen afhænger primært af sælgerens smeltepunkt. Under installation og reparation af elektronisk udstyr bruges som regel bløde sælgere.
Typer af soldater
Alle sælgere kan opdeles i to typer: hård og blød. Lodninglegeringer har et højt smeltepunkt - over 300 ° C og giver høj mekanisk styrke på forbindelsen. De mest anvendte er faste PMC kobber-zinklegeringer og PSR sølvbaserede legeringer, som er legeringer med forskellige tilsætningsstoffer.
Smeltetemperaturen for loddekvaliteten ПСр-70 780 ° C, ПСр-10 830 ° C, ПМЦ-36 825 ° C, ПМЦ-51 870 ° CDet er åbenlyst, at sådanne sælgere er helt uegnede til lodning af elektroniske plader.
Derfor anvendes bløde sælgere til installation af elektroniske kredsløb, hvis smeltetemperatur ikke overstiger 300 ° C. Brugte hovedsageligt tin-bly-sælgere af POS-61-mærket. POS-63, hvis smeltepunkt er 190 ° C. Disse sælgere er eutektiske, dvs. de har de samme smelte- og krystallisationstemperaturer.
Selve navnet taler om den kemiske sammensætning af disse sælgere: POS-61 indeholder 61% tin, resten er bly, henholdsvis POS-63, 63% tin, resten er bly. Disse sælgere bruges kun til manuel lodning og giver loddefuger af god kvalitet. Det blev skrevet i pas med loddejern: ”Lodningen skal være strålende, kontur”.
POS-sælgere har høj elektrisk ledningsevne, høj fluiditet i smeltet tilstand og tilstrækkelig mekanisk styrke. Kombinationen af disse egenskaber muliggør lodning af trykte kredsløb i høj kvalitet, fjederophæng af måleinstrumenter, multistreng tynde højfrekvente ledninger af typen Litzendrat samt kritiske dele fremstillet af kobber, bronze, messing, stål. Når man bruger fluxer til hårdlodning af aluminium, er aluminiumsdele også meget godt loddet, f.eks. Viklinger af transformere og choker i husholdningsapparater.
I tilfælde, hvor overophedning af de lodede dele er ekstremt uønsket, anvendes lavtemperatursoldere. En af dem er Woods legering: tin - 12,5%, bly - 25%, vismut - 50% og cadmium - 12,5%. Smeltepunktet for dette lodde er kun 70 ° C. Denne temperatur kaldes særlig lav. Woods legering bruges også som et additiv til at reducere smeltepunktet for blyfrie sælgere ved lodning af dele fra printkort. Et sådant additiv giver dig mulighed for at lodde elementer uden at beskadige kredsløbskortet og selve delen.
Bly betragtes som bekendt som et giftigt metal, dets dampe er ekstremt skadelige for den menneskelige krop. Derfor bliver blyfrie sælgere for nylig i stigende grad brugt til lodning af elektronisk udstyr, især husholdningsapparater. Blyfrie sælgere er en hyldest til kravene til økologi og arbejdsbeskyttelse.
Blyfrie soldater
Den mest miljøvenlige og sikre lodning skal tilsyneladende betragtes som ren tin. Det er tin, der bruges i fødevareindustrien til dåse dåser - tin. Men desværre er irriterende fejl iboende i en sådan lodning. Først og fremmest er det "tindepest."
Ved temperaturer under 13,2 ° C stiger det specifikke volumen af ren tin med mere end 25%, hvilket fører til dannelsen af en anden fase af stoffet, den såkaldte grå tin. Desuden, jo lavere temperatur, desto mere intens er konverteringsprocessen. Ved en temperatur på -33 ° C forvandles tin til et gråt pulver, rationer smuldrer simpelthen sammen. Det er klart, at en sådan lodning ikke er god.
Men ikke kun rationer falder fra hinanden. Så i 1912 var det tinpesten, der forårsagede døden for ekspeditionen af Robert Falcon Scott til Sydpolen. Ekspeditionen blev efterladt uden brændstof, som lækkede gennem lodde sømme i brændstoftanke.
På grund af tinpesten døde mange kulturelle værdier, især samlingerne af tinsoldater. For eksempel i opbevaringsrummet til Alexander Suvorov-museet i Skt. Petersborg smuldrede adskillige dusin tinsoldater simpelthen i støv på grund af et gennembrud i opvarmningen. Dette skete på andre museer i hele verden.
For at skabe blyfri sælgere baseret på tin tilføjes forskellige komponenter til det: kobber, zink, sølv, guld, indium. Disse tilsætningsstoffer giver dig mulighed for at undgå dannelse af gråt tin, beskytte dig mod tinpest.
Soldater af følgende sammensætninger bruges ofte til lodning af elektroniske komponenter: tin - 52%, indium - 48%; tin - 91%, zink - 9%; tin - 97%, sølv - 2,3%, kobber - 0,7%. Der observeres ingen skadelige metaller. Smeltepunktet for disse sælgere ligger i området 300 ° C, hvilket er væsentligt højere end tin-bly-sælgere.Enhver, der nogensinde har repareret moderne elektronik, ved det meget godt.
Prisen for ufarlighed er, at alle blyfrie sælgere har mindre flydighed i smeltet tilstand og lavere befugtbarhed af de loddede overflader. Specielle fluxer, der bruges til lodning med blyfrie sælgere, hjælper med at beskytte mod denne ulempe. Ikke desto mindre er kvaliteten af sømmen, der er lavet med blyfri sælgere, værre end ved brug af tin-bly-sælgere. Men videnskaben står ikke stille, der forskes konstant for at forbedre kvaliteten hos blyfrie sælgere, så udskiftningen er ækvivalent.
Mange moderne mikrokredsløb er tilgængelige i BGA-tilfælde (engelsk kuglegitter-array - en række bolde). De sædvanlige konklusioner - benene på disse mikrokredsløb gør det ikke. Deres rolle spilles af kugler fra lodde, der er anbragt på kontaktpuderne i den nedre del af kroppen. Til lodning af sådanne mikrokredsløb dukkede nye typer lodning op - loddemaster anvendt ved skærmmetoden.
Loddemiddel består af flere komponenter: selve loddet i form af et fint pulver, faste partikler med en flux af samme størrelse. Disse komponenter bliver pasta på grund af tilstedeværelsen af bindemidler, især flydende fluxkomponenter og flygtige opløsningsmidler.
Det er tydeligt, at sådanne mikrokredsløb ikke kan loddes med et almindeligt loddejern. Dette kræver anvendelse af specielle loddemetoder, hvor opvarmning udføres med varm luft eller infrarød stråling. Til disse formål bruges varmluft- eller infrarødlodningsstationer.
Fortsættelse af artiklen: Elektriske loddejern. Typer og design
Se også på elektrohomepro.com
: