PL164679B1 - Soldering tag and method of making same - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania koncówki lutowniczej (30) Pierwszenstwo: PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania końcówki lutowniczej.

W procesie lutowania ręcznego ciepło jest przekazywane od końcówki lutowniczej do złącza lutowanego. To ciepło uaktywnia topnik, topi stop lutowniczy tak, że może on zwilżyć metal bazy i zapewnia rozprowadzenie stopu lutowniczego po powierzchni przedmiotu lutowanego. Procedura lutowania jest dobierana tak, aby złącze lutowane miało odpowiednią temperaturę lutowania i aby zapewnione było odpowiednie rozprowadzenie ciepła, oraz tak, aby relacja między nagrzewaniem i chłodzeniem była współmierna do własności metalu bazowego i wymagań, jakimi powinien odpowiadać produkt końcowy. Dlatego jest oczywiste, że stabilna temperatura lutowania ma związek z niezawodnością wykonanego połączenia lutowanego, gdyż zapewnia możliwość wytwarzania właściwie zlutowanych zespołów. Jednakże w końcówce lutowniczej powstają straty ciepła wskutek jego pochłaniania przez lutowane złącze. Mówiąc dokładniej, temperatura końcówki lutowniczej obniża się w czasie operacji lutowania w zależności od masy i charakterystyk cieplnych końcówki i złącz.a oraz wydajności cieplnej i mocy lutownicy.

Próby regulacji doprowadzenia ciepła do końcówki lutowniczej w zależności od obciążenia końcówki polegały dotychczas na zastosowaniu elektronicznie sterowanych narzędzi do lutowania, zaopatrzonych w czujniki temperatury, usytuowane w miejscach, oddalonych od powierzchni roboczej końcówki lutowniczej. Wadą tych rozwiązań jest, między innymi, ich mała szybkość reagowania na aktualne obciążenie termiczne końcówki lutowniczej z powodu oddalenia miejsca usytuowania czujnika. Mała szybkość reagowania czujnika na zmiany temperatury w miejscu lutowania uniemożliwia natychmiastowe włączenie przez urządzenie sterujące grzejnika przy dużym obciążeniu końcówki lutowniczej, przejawiającym się w nadmiernym spadku temperatury

164 679 końcówki. Ponadto, mała szybkość reagowania czujnika uniemożliwia natychmiastowe wyłączenie przez urządzenie sterujące grzejnika w warunkach, gdy końcówka nie jest obciążona, co powoduje nadmierne podwyższenie temperatury końcówki lutowniczej. Inną wadą tych rozwiązań jest to, że czujnik nie jest zdolny do pomiaru aktualnej temperatury końcówki lutowniczej, to znaczy temperatury roboczej powierzchni końcówki lutowniczej, co przejawia się w niedokładnym określaniu danych temperaturowo-czasowych. Ponadto, te problemy są uwydatnione w warunkach, gdy końcówka lutownicza pracuje przy względnie małym obciążeniu.

Jak z tego wynika, powstaje potrzeba opracowania układu grzejnego, który czybko reagowałby na te straty ciepła i podtrzymywał na prawie stałym poziomie temperaturę lutowania.

Niniejszy wynalazek jest zatem ukierunkowany na opracowanie sposobu wytwarzania końcówki lutowniczej, która rozwiązałaby problem i wyeliminowała wady właściwe znanym rozwiązaniom.

Istota sposobu wytwarzania końcówki lutowniczej według wynalazku polega na tym, że w przewodzącym ciepło grocie wywierca się kanał przechodzący przez cały grot, następnie wprowadza się do kanału z jego jednego końca kołek, zamyka się drugi koniec kanału od strony powierzchni roboczej grotu i usuwa się kołek z kanału, po czym umieszcza się czujnik temperatury w kanale w pobliżu jego zamkniętego końca oraz zamocowuje się czujnik temperatury w tym położeniu w kanale grotu. Korzystne jest, jeżeli zgodnie z wynalazkiem zamyka się kanał na długości do 2,5 mm od strony powierzchni roboczej grotu oraz zgniata się ścianki kanału, w trakcie operacji jego zamykania, przy czym w trakcie tej operacji zgniatania grot sprasowuje się.

Korzystnym rozwiązaniem jest, gdy zatyka się koniec kanału wstawką i lutuje się wstawkę z grotem przy pomocy lutowia srebrnego w trakcie operacji zamykania kanału. W innym wykonaniu spaja się czujnik temperatury z grotem przy pomocy szkliwa lub przy pomocy materiału ceramicznego albo też lutuje się czujnik temperatury do grotu przy pomocy lutowia srebrnego. Korzystne jest, gdy zgodnie z wynalazkiem jako czujnik temperatury stosuje się termoparę z płaszczem ze stali nierdzewnej, którą umieszcza się w kanale w pobliżu jego zamkniętego końca w trakcie operacji mocowania czujnika temperatury.

Zaletą sposobu wytwarzania końcówki lutowniczej według wynalazku jest jego prostota i pewność, że czujnik temperatury zostanie osadzony w pobliżu powierzchni roboczej grotu.

Przedmiot wynalazku zostanie dokładniej objaśniony na podstawie poniższego przykładu sposobu wytwarzania końcówki lutowniczej i przykładowej, końcówki lutowniczej wykonanej tym sposobem oraz o załączony rysunek, na którym fig. 1 przedstawia końcówkę lutowniczą i jej oprawkę a fig. 2 przedstawia grot końcówki lutowniczej w przekroju wzdłużnym.

Na figurze 1 przedstawiona jest końcówka lutownicza, która składa się z grotu 10 i z czujnika 11 temperatury umieszczonego bezpośrednio w pobliżu powierzchni roboczej 12 grotu 10, to znaczy powierzchni, która ma kontakt ze złączem lutowanym. Czujnik 11 jest umieszczony w odległości do około 2,5 mm od powierzchni roboczej 12 grotu 10 tak, że mierzone temperatury odpowiadają temperaturom rzeczywistym na powierzchni roboczej 12 grotu 10. Jednakże, aby umieścić czujnik 11 w odległości do 2,5 mm od powierzchni roboczej 12 maksymalna średnica czujnika 11 nie powinna być większa od 0,5 mm. Z powodu tych wymagań wymiarowych jako czujnik 11 wykorzystywana jest termopara. Warstwa między czujnikiem 11 a grotem 10 powinna zapewnić optymalne charakterystyki przenoszenia ciepła, aby umożliwić czujnikowi 11 dokładny pomiar temperatury powierzchni roboczej 12. Z tego powodu materiał stosowany do łączenia czujnika 11 z grotem 10 powinien odznaczać się odpowiednią przewodnością cieplną. Czujnik 11 powinien być umieszczony w grocie 10 tak, aby nic było warstwy powietrza między czujnikiem 11 a grotem 10. W związku z tym wymaganiem czujnik 11 łączy się z grotem 10 przy zastosowaniu szkła lub ceramiki lub przylutowuje się do niego lutem srebrnym. Grot 10 powinien być tak uformowany, aby można było przymocować czujnik 11 do grotu 10. Czujnik 11 również może mieć obudowę ze stali nierdzewnej, aby polepszyć przewodność cieplną i zapewnić struktury termopary.

Czujnik 11 wprowadza się do końcówki lutowniczej w sposób następujący. Grot 10, który jest wykonany z materiału o dobrej przewodności cieplnej, na przykład takiego jak miedź, ma kanał 14 wzdłuż osi podłużnej. Kanał 14 jest wywiercony w czasie obróbki mechanicznej grotu 10. Grot 10 może być również wykonany, na przykład z kawałka rurki miedzianej o średnicy zewnętrznej

164 679

6,35 mm i o grubości ścianek 2,77 mm. Do kanału 14 grotu 10 lub rurki wprowadza się kołek. Następnie przeciąga się go przez ten kanał 14 na odległość około 2,0 do 2,5 mm od drugiego końca kanału 14. Gdy grot 10 lub rurka jest zgniatana w celu zatkania tego 2,0-2,5 milimetrowego odcinka kanału 14, kołek zabezpiecza pozostałą część kanału 14 przed zgnieceniem. Następnie kołek jest wyjmowany. Jako rozwiązanie alternatywne, można ten 2,0-2,5 mm odcinek kanału 14 wypełnić kołkiem miedzianym, który jest przylutowany do grotu 10 twardym lutem srebrnym. Termoparę, która ma obudowę ze stali nierdzewnej o średnicy zewnętrznej 0,58 mm, wyprowadza się do kanału 14 i przymocowuje się w dolnej części tego zatkanego otworu grotu 10 za pomocą szkła lub ceramiki lub też twardego lutu srebrnego w celu zapewnienia właściwego połączenia termicznego między termoparą a grotem 10. Zamiast zastosowania takiej technologii łączenia, grot 10 może być poddany zgniataniu, aby zapewnić niezawodne połączenie termopary z grotem 10.

Na figurze 1 grot 10 jest przedstawiony z sekcją 13 mającą kształt stożka. Taki kształt grota 10 zapewnia optymalne przenoszenie ciepła z grota 10 ku lutowanemu złączu. Jest oczywiste, że mogą być zastosowane inne kształty grotów 10. Grot 10 może mieć także występ pierścieniowy 16 do mocowania nie pokazanego na rysunku grzejnika grotu 10. W związku z tym korzystne jest, jeżeli występ pierścieniowy 16 jest gwintowany. Grot 10 ma wybranie 17, które jest przedstawione na figurze 2, przeznaczone do łączenia grotu 10 z częścią 20. Część 20 łączy grot 10 z oprawką 30.

FIG. 1

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania końcówki lutowniczej, znamienny tym, że w przewodzącym ciepło grocie (10) wywierca się kanał (14) przechodzący przez cały grot (10), następnie wprowadza się do kanału (14) z jego jednego końca kołek, zamyka się drugi koniec kanału (14) od strony powierzchni roboczej (12) grotu (10) i usuwa się kołek z kanału (14), po czym umieszcza się czujnik temperatury (11) w kanale (14) w pobliżu jego zamkniętego końca oraz zamocowuje się czujnik (11) temperatury w tym położeniu w kanale (14) grotu (10).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zamyka się kanał (14) na długości do 2,5 mm od strony powierzchni roboczej (12) grotu (10).
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zgniata się ścianki kanału (14) w trakcie operacji jego zamykania.
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że sprasowuje się grot (10) w trakcie operacji zgniatania ścianek kanału (14).
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zatyka się koniec kanału (14) wstawką i lutuje się wstawkę z grotem (10) przy pomocy lutowia srebrnego w trakcie operacji zamykania kanału (14).
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że spaja się czujnik (11) temperatury z grotem (10) przy pomocy szkliwa.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że spaja się czujnik (11) temperatury z grotem (10) przy pomocy materiału ceramicznego.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że lutuje się czujnik (11) temperatury do grotu (10) przy pomocy lutowia srebrnego.
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako czujnik temperatury (11) stosuje się termoparę z płaszczem ze stali nierdzewnej, którą umieszcza się w kanale (14) w pobliżu jego zamkniętego końca w trakcie operacji mocowania czujnika temperatury (11).