מגהזי הלחמה ותחנות הלחמה

הלחמה היא תהליך החיבור בין חלקים על ידי החדרת חומר מותך ביניהם - הלחמה שהטמפרטורה בהם, ככלל, נמוכה מטמפרטורת ההתכה של החלקים שאליהם יש לחבר. מטרת ההלחמה היא להשיג חיבור מכני או מגע חשמלי. להלן נשקול בעיקר את הלחמת הרכיבים האלקטרוניים.

קצת היסטוריה

הלחמת המתכות שימשה בימי קדם. ההערכה היא כי פעולה טכנולוגית זו קיימת לפחות 5000 שנה. גם כאשר האנושות לא ידעה ברזל ופלדה, נחושת, זהב וסגסוגותיהם הפכו לנפוצות. אבל גם אז, רודפי מאסטר השתמשו בחיבור חלקי מוצרים באמצעות הלחמה.

ארכיאולוגים מצאו כלי זהב שהידיות שלהם מולחמו בזהב וכן סגסוגות זהב וכסף. פריטי זהב עם עקבות הלחמה נמצאו במהלך חפירות בקברים של מדינת בבל העתיקה. מדענים מתארכים ממצאים 3200 לפני הספירה

תכשיטים מוקפצים נמצאו גם בפירמידות המצריות. עובדה זו מוכיחה כי אומנות ההלחמה הייתה ידועה במצרים העתיקה באלף השני לפני הספירה. הדבר המעניין ביותר הוא שהמצרים לא הלחמו בזהב טהור, אלא המציאו דרך להוריד את נקודת ההתכה של הלחמת הזהב.

למטרה זו, אבקת הזהב הייתה מחוסלת באבקת פחם. כתוצאה מכך שכבת פני השטח של הזהב הייתה רוויה בפחמן (בטכנולוגיה של מתכות, תהליך זה נקרא צמנטציה) והתקבלה סגסוגת זהב-פחמן. נקודת ההיתוך של סגסוגת זו הייתה מעט נמוכה מזו של זהב טהור. מוכרים כאלה נקראים סולידיים.

מוכרים רכים המבוססים על פח ועופרת מוזכרים בכתביו של הסופר והמדען הרומי פליני - הבכור, שחי במאה הראשונה לספירה. אז במאמר "היסטוריה של הטבע" מוזכר השימוש בשני מוכרי עופרת פח - טטרריום (2/3 עופרת, 1/3 פח) וארגנטריה (50% עופרת ו -50% פח). הדבר המעניין ביותר הוא שעדיין משתמשים בסגסוגות כאלה. הראשון שבהם נקרא לרוב שלישוני, והמחצית השנייה.

במהלך חפירות פומפיי, שנפטרה במהלך התפרצות הר הגעש וסוביוס, גילו ארכיאולוגים צינורות מים עופרת שהקשר שלהם נוצר על ידי מוכרי עופרת פח. אותם צינורות נמצאו בחפירות בלוב ובנוביה.

במהלך חפירות ביישובים במאות ה -4 עד החמישים לספירה, נמצאו פריטים בשטח אזור וולגה עילית, בפרט סכינים מולחמים בנחושת. בקיוואן רוס, מאסטרים מולחמו מנעולים, מפתחות, סכינים עם נחושת באמצעות הלחמה, מה שמלמד על הידע הטכני הגבוה של אדוני אותם שנים קדומות.

מגהצים הלחמה ביד

כך ניתן לשקול כי הלחמת ברזל, נחושת וסגסוגותיו, כמו גם אלומיניום, הופיעה רק לאחר הלחמת מתכות יקרות. מאוחר יותר הופיעו כלים להלחמה ידנית. מגהצי הלחמה כאלה נקראו מחממים ומחוממים בתנור.

מאוחר יותר החלו להשתמש במשואות לפוצץ בנזין למטרות אלה. מגהצים על הלחמת חום משמשים עד היום, וניתן לקנות מגהץ כזה גם בחנויות מקוונות. המראה של ברזל הלחמת החום מוצג באיור 1.

איור 1. ברזל הלחמה חום

ברזל הלחמה חשמלי

ורק בשנת 1921 נוצר מלחם חשמלי. ארנסט סאקס, לאחר מכן מייסד ERSA, קיבל פטנט על ההמצאה. בזכות ההמצאה של הממציא, הברזל החשמלי זכה במהירות לאהדה עולמית, היותו אב הטיפוס ליצירת עיצובים שונים של כלי הלחמה. מסתבר שכרגע הברזל ההלחמה החשמלי הוא בעל גיל מכובד ביותר של 93 שנים. הברזל החשמלי הראשון מוצג באיור 2.

איור 2. ברזל הלחמה חשמלי ראשון

המגהץ היה בצורת מגדל, היה דומה למגהץ חום והיה מיועד בעיקר לעבודות שימור. מגהצי הלחמה דומים קיימים עד היום. כוחם של מגהלי הלחמה כזה הוא בטווח של 500 ... 800 וואט. הם משמשים בעיקר להלחמת חלקים גדולים, כמו רדיאטורים לרכב, פחי השקיה בגינה, דליים וכו '.

איך מברזל חשמלי

עקרון הפעולה של מלחם חשמלי הוא די פשוט. סביב מוט ההלחמה, המכונה לעיתים קרובות עוקץ, נמצאת ספירלת חוט עם התנגדות גבוהה. כאשר עוברים דרך ספירלה זרם זה מתחמם והחום שמתקבל ניתן למוט ההלחמה. באופן טבעי, הספירלה מבודדת מהקצה ומהגוף על ידי מבודד עמיד בחום. כמבודד, נפוצה משמשת לרוב. זו התוכנית הקלאסית של ברזל הלחמה ששרד לתקופתנו.

מגהצי הלחמה מהתקופה הסובייטית

בתקופה הסובייטית ייצרה התעשייה מגהלי הלחמה רבים ושונים. בתרגול הרדיו החובבני נעשה שימוש לרוב במגהצות הלחמה בסדרת EPSN בעוצמה של 25 ... 100W, ועדיין משתמשים בהן. בדרכון המצורף למגהצי ההלחמה נכתב: "עיצוב הברזל אינו ניתן להפרדה." נכון, לזכותם של היצרנים יש לומר כי מגהצי הלחמה אלה שימשו זמן רב. המראה של מגהלי הלחמה אלה מוצג באיור 3.

איור 3. מגהצי הלחמה מסדרת EPSN

אבל לא הכל כל כך גרוע וקשה. בכמה מגהצי הלחמה, הספירלה ממוקמת בגרעין קרמי עם חריץ, הגרעין, בתורו, מוחדר לספל קרמיקה. מוט הלחמה מוחדר לחור המרכזי של הליבה - עוקץ, ללא נציץ. התנור המורכב מוכנס לתיק מתכת עם ידית עץ. היתרון בעיצוב זה הוא שהוא מתקפל, ולכן ספירלה רזרבית נמכרה בערכה.

מעט אחר כך הופיעו מגהצי הלחמה זעירים של סדרת ה- ERA, עם עוצמה של 18 ו -25 וואט, שזכו לפופולריות רבה בקרב חובבני הרדיו והטלמסטר. מראה הברזל מוצג באיור 4.

איור 4. איור 4. הלחמה מסדרת ERA

בעזרת מגהזי הלחמה כאלה היה די נוח להלחמת טרנזיסטורים, כמו גם מיקרו מעגלים במקרים כמו DIP וכדומה בגובה של 2.54 מ"מ. כדי להבטיח את טמפרטורת ההלחמה הנדרשת, רצוי להפעיל את מגהזי הלחמה אלה דרך ווסת כוח טיריסטור. עם הכללה זו, איכות המפרקים המולחמים תלויה בעיקר בכישורים, אפילו לא באמנות, במתקין.

שבבים בחבילות DIP הם כבר נחלת העבר. כעת כמעט כל הציוד האלקטרוני מיוצר באמצעות רכיבי SMD, שממדיהם קטנים מאוד. לכן קשה להבטיח הלחמה באיכות גבוהה בעזרת מגהצי ההלחמה שתוארו לעיל. מגהצי הלחמה מודרניים משמשים, ככלל, כחלק מתחנות הלחמה.

קרא עוד על תחנות הלחמה כאן:כיצד לבחור תחנת הלחמה

גופי החימום עשויים קרמיקה ויש להם צמד תרמי משולבאשר בשילוב עם תצוגה דיגיטלית מאפשרת לשמור על טמפרטורה נתונה על טווח רחב, יתר על כן, במדויק מאוד. בחלק מהמגהצים יש תרמוסטטים המובנים היישר לתוך הידית. דוגמה לברזל כזה הוא הברזל CT-96 המיוצר על ידי CT-Tools. מראה הברזל מוצג באיור 5.

איור 5. הלחמה CT-96

איור. 6. תחנת הלחמה

טמפרטורת ההלחמה תלויה בעיקר בנקודת ההיתוך של המוכרים. במהלך התקנה ותיקון של ציוד אלקטרוני, ככלל, משתמשים במוכרים רכים.

סוגי חיילים

ניתן לחלק את כל המוכרים לשני סוגים: קשה ורך. לסגסוגות ההלחמה יש נקודת התכה גבוהה - מעל 300 מעלות צלזיוס, ומספקות חוזק מכני גבוה של החיבור. השימוש הנפוץ ביותר הוא סגסוגות אבץ נחושת PMC וסגסוגות כסף מבוססות PSR, שהן סגסוגות עם תוספות שונות.

טמפרטורת ההיתוך של דרגת הלחמה ПСр-70 780 ° C, ПСр-10 830 ° C, ПМЦ-36 825 ° C, ПМЦ-51 870 ° C.ברור כי מוכרים כאלה אינם מתאימים לחלוטין להלחמת לוחות אלקטרוניים.

לכן משמשים מוכרים רכים להתקנת מעגלים אלקטרוניים, שטמפרטורת ההתכה שלהם אינה עולה על 300 מעלות צלזיוס. משמשים בעיקר מוכרי עופרת מפח של המותג POS-61. POS-63, שנקודת ההיתוך שלו היא 190 מעלות צלזיוס. מוכרים אלה הם eutectic, כלומר יש להם את אותן טמפרטורות התכה והתגבשות.

השם עצמו מדבר על ההרכב הכימי של מוכרים אלה: POS-61 מכיל 61% פח, השאר עופרת, POS-63 בהתאמה, 63% פח, והשאר עופרת. מוכרים אלה משמשים רק להלחמה ידנית ומספקים מפרקי הלחמה באיכות טובה. זה נכתב בדרכוני מגהצי הלחמה: "ההלחמה צריכה להיות מבריקה, קווי מתאר".

למוכרי קופה יש מוליכות חשמלית גבוהה, נזילות גבוהה במצב מותך וחוזק מכני מספיק. השילוב של מאפיינים אלה מאפשר הלחמה באיכות גבוהה של מעגלים מודפסים, מתלי קפיצים של מכשירי מדידה, חוטים דקים בעלי תדר גבוה מרובי ליבות מסוג Litzendrat, כמו גם חלקים קריטיים העשויים נחושת, ברונזה, פליז, פלדה. כשמשתמשים בשטפים לצורך הלחמת אלומיניום, חלקי האלומיניום מולחמים היטב, למשל, פיתולי שנאים וחנקים במכשירים ביתיים.

במקרים בהם התחממות יתר של החלקים המולחמים אינה רצויה ביותר, משתמשים במוצרי טמפרטורה נמוכה. אחד מהם הוא סגסוגת העץ: פח - 12.5%, עופרת - 25%, ביסמוט - 50% וקדמיום - 12.5%. נקודת ההיתוך של הלחמה זו היא 70 מעלות צלזיוס בלבד. טמפרטורה זו נקראת נמוכה במיוחד. הסגסוגת של ווד משמשת גם כתוסף להפחתת נקודת ההתכה של מוכרים נטולי עופרת בעת הלחמת חלקים מלוחות מודפסים. תוסף כזה מאפשר לך להרכיב אלמנטים בלי לפגוע בלוח המעגל ובחלק עצמו.

עופרת, כידוע, נחשבת רעילה ממתכת, אדיה מזיקים ביותר לגוף האדם. לכן, לאחרונה משתמשים יותר ויותר במוכרים נטולי עופרת להלחמה של ציוד אלקטרוני, בעיקר ציוד ביתי. מוכרים נטולי עופרת הם מחווה לדרישות האקולוגיה וההגנה על העבודה.

חיילים ללא עופרת

יש לשקול את הלחמה הידידותית והסביבה ביותר, ככל הנראה, בדיל טהור. זהו פח שמשמש בתעשיית המזון לפחיות שימורים - פח. אבל, למרבה הצער, ליקויים מעצבנים טמונים בהלחמה כזו. ראשית כל, מדובר ב"מכת הבדיל ".

בטמפרטורות הנמוכות מ 13.2 מעלות צלזיוס, נפחו הספציפי של פח טהור עולה ביותר מ- 25%, מה שמוביל להיווצרות שלב נוסף של החומר, מה שנקרא פח אפור. יתר על כן, ככל שהטמפרטורה נמוכה יותר, כך תהליך ההמרה אינטנסיבי יותר. בטמפרטורה של -33 מעלות צלזיוס, פח הופך לאבקה אפורה, המנות פשוט מתפוררות. ברור כי הלחמה כזו אינה מועילה.

אך לא רק המנות מתפרקות. אז בשנת 1912, מכת הפח הייתה זו שגרמה למות המשלחת של רוברט פלקון סקוט לקוטב הדרומי. המשלחת נותרה ללא דלק, שדלף דרך תפרים מולחמים במכלי הדלק.

בגלל מכת הפח מתו ערכים תרבותיים רבים, בפרט אוספי חיילי הפח. לדוגמה, במחסנים במוזיאון אלכסנדר סובורוב בסנט פטרסבורג, כמה עשרות חיילים מפח פשוט התפוררו לאבק בגלל פריצת דרך בחימום. זה קרה במוזיאונים אחרים ברחבי העולם.

ליצירת מוכרים נטולי עופרת על בסיס פח, מתווספים אליו רכיבים שונים: נחושת, אבץ, כסף, זהב, אינדיום. תוספים אלה מאפשרים לך להימנע מהיווצרות פח אפור, להגן על עצמך מפני מכת פח.

חיילים מהקומפוזיציות הבאות משמשים לרוב להלחמת רכיבים אלקטרוניים: פח - 52%, אינדיום - 48%; פח - 91%, אבץ - 9%; פח - 97%, כסף - 2.3%, נחושת - 0.7%. לא נצפות מתכות מזיקות. נקודת ההתכה של מוכרים אלה היא באזור 300 מעלות צלזיוס, שהוא גבוה משמעותית מזה של מוכרי עופרת פח.כל מי שתיקן אי פעם אלקטרוניקה מודרנית יודע זאת היטב.

המחיר לפגיעה הוא שלכל המוכרים נטולי עופרת יש פחות נזילות במצב המותך, ורטיבות נמוכה יותר של המשטחים הקשים. שטפים מיוחדים המשמשים להלחמה עם מוכרים נטולי עופרת מסייעים בהגנה מפני החיסרון הזה. עם זאת, איכות התפר המיוצר אצל מוכרים נטולי עופרת גרועה יותר מאשר בשימוש במוכרי עופרת פח. אבל המדע לא עומד בשקט, כל הזמן נערכים מחקרים לשיפור איכותם של מוכרים נטולי עופרת כך שהתחליף שווה ערך.

הרבה מעגלי מיקרו מודרניים זמינים במקרי BGA (מערך רשת כדור אנגלית - מערך של כדורים). המסקנות הרגילות - רגליהם של מעגלי המיקרו לא. את תפקידם ממלאים כדורים מהלחמה שהונחו על רפידות המגע בחלק התחתון של הגוף. להלחמת מעגלי מיקרו כאלה הופיעו סוגים חדשים של הלחמה - משחות הלחמה המיושמות בשיטת המסך.

משחות הלחמה מורכבות ממספר רכיבים: ההלחמה עצמה בצורה של אבקה דקה, חלקיקים מוצקים שטף בגודל זהה. רכיבים אלה הופכים להדבקה בגלל נוכחותם של קלסרים, בעיקר רכיבי שטף נוזלי וממסים נדיפים.

ברור שלא ניתן להלחם מעגלי מיקרו כאלה עם ברזל רגיל. זה דורש שימוש בשיטות הלחמה מיוחדות בהן החימום מתבצע על ידי אוויר חם או קרינה אינפרא אדום. למטרות אלה משתמשים בתחנות הלחמה של אוויר חם או אינפרא אדום.

המשך המאמר: מגהצים חשמליים. סוגים ועיצובים

Comments

[#1 ניקולאי]

לאחרונה רכש הברזל מיניאטורי עם 3 סוללות AA, 8 וואט. מערך סוללות אחד יכול לעבוד כשעה. מתחמם תוך 15 שניות. אני חושב רכישה מוצלחת, לעבודה "בתחום" וגם ברכב. המחיר הוא 265 רובל בלבד.