تحقیق کاروفناوری آشنایی با لحیم کاری و ابزار و وسایل آن

مطالب آموزشی پودمان های کار با ف و الکترونیک کاروفناوری هشتم

آشنایی با لحیم کاری

اطلاعات مقدماتی لحیم کاری

منظور از لحیم کاری اتصال دو یا چند قطعه ی ف به یکدیگر است. این عمل به وسیله ی آلیاژی از قلع و سرب گاهی همراه با سایر فات که آن ها را لحیم می نامند انجام می شود. برای انجام لحیم کاری، ابتدا محل اتصال دو ف را با وسیله ای در حدی گرم می کنیم که دمای آن محل به نقطه ی ذوب لحیم برسد و لحیم در محل اتصال ذوب شود. در نتیجه، پس از سرد شدن محل اتصال دو قطعه به هم متصل می شوند.

انواع لحیم کاری

برای ایجاد یک اتصال معمولا از دو نوع لحیم کاری سخت و لحیم کاری نرم استفاده می شود. در لحیم کاری سخت و خشن درجه حرارت کار بالا است و در لحیم کاری نرم و سست درجه حرارت کار نسبتا پایین است.

روغن لحیم

یکی از مهم ترین موادی که در عملیات لحیم کاری از آن استفاده می شود روغن لحیم است. تمام فاتی که می خواهند به یکدیگر متصل شوند ممکن است در اثر عوامل جوی اکسید شوند و یا سطوح خارجی آن ها کثیف و آلوده باشد. برای از بین بردن این عوامل از مواد پا ک کننده مثل روغن لحیم استفاده می شود. این مواد علاوه بر آن که آلودگی سطوح قطعات را پاک می کنند مانع از اکسیده شدن محل اتصال در خلال عمل لحیم کاری نیز می شوند، لذا تمام مواد پاک کننده ای را که می توانند ترکیباتی نظیر اکسیدها را در خود حل کنند، در ردیف روغن های لحیم به شمار می آورند. به این روغن ها، روغن های کروسیو corrosive یا ساینده می گویند.

از روغن های کروسیو عموماً برای لحیم کاری خشن و قطعات بزرگ و حجیم استفاده می شود. معمولا در لحیم کاری عناصر الکترونیکی این نوع روغن ها را به کار نمی برند، ضمن این که با استفاده از این نوع روغن لحیم عمل لحیم کاری راحت تر انجام می شود. دلیل استفاده نکردن از این روغن ها در لحیم کاری الکترونیک، درجه حرارت پایین لحیم کاری در صنایع الکترونیک است. در این درجه حرارت روغن لحیم تجزیه و تبخیر نمی شودو در محل اتصال باقی می ماند و در نهایت سبب خورده شدن محل اتصال می شود. در کارهای الکترونیکی و لحیم کاری نرم از روغن های نان کروسیو یا غیرساینده استفاده می کنند که از نوع مواد آلی و کربنی هستند.این مواد در خلال عمل لحیم کاری تجزیه و تبخیر می شوند و در نتیجه مواد زاید و اکسیدها را در محل اتصال از بین می برند.

خواص روغن لحیم

روغن لحیم باید دارای خصوصیاتی به شرح زیر باشد:

1- نقطه ی ذوب روغن لحیم باید کم تر و پایین تر از نقطه ی ذوب لحیم باشد تا زودتر ذوب شود و سطح ف را پاک کند.

2- روغن لحیم ذوب شده باید قدرت نفوذ و گسترش در سطح ف را داشته باشد ولی نباید روی سطح ف پخش شود.

3- روغن لحیم نباید با فات به صورت ترکیب درآید.

4- روغن لحیم باید اکسیدها را به آسانی درخود حل کند.

5- اثر روغن لحیم باید تا پایان عمل لحیم کاری باقی بماند و درضمن عمل لحیم کاری از اکسید شدن سطح اتصال جلوگیری کند.

لحیم

لحیم آلیاژی است از سرب و قلع که نقطه ی ذوب آن پایین است. آلیاژ لحیم را به صورت سیم های مفتولی با قطرهای محدود نیم تا چهار میلی متر می سازند. در داخل اغلب این سیم ها معمولا سوراخی سرتاسری وجود دارد که روغن لحیم در داخل آن قرار می گیرد.(سیم لحیم با مغزی روغن). نسبت قلع و سرب در آلیاژ لحیم بین 40 تا 60 درصد تغییر می کند.

در عمل، سیم های لحیم را معمولا با آلیاژهای 40/ 60 ، 50/50 و 60/ 40 می سازند. لحیم 60/40 آلیاژی است که  در آن به نسبت 60 درصد قلع و 40 درصد سرب وجود دارد. هرچه درصد قلع بیش تر باشد لحیم در درجه حرارت کم تری ذوب می شود. مثلا لحیم60/40 در دمای 190 ذوب می شود. در صورتی که لحیم 40/60 برای ذوب شدن به حداقل حدود 235  حرارت نیاز دارد. چون  حرارت زیاد سبب معیوب شدن وسایل نیمه هادی نظیر دیود، ترانزیستور و آی سی و خرابی مدارهای چاپی می شود لذا برای انجام لحیم کاری قطعات الکترونیکی لحیم با درصد قلع بیش ترحداکثر 60 درصد مناسب تر است که البته گران تر است. بهترین لحیم برای عمل لحیم کاری در الکترونیک آلیاژ 63/37 ( 63 درصد قلع و 37 درصد سرب است.

وسایل لحیم کاری

برای لحیم کاری دو یا چند قطعه ی فی به یکدیگر باید ابتدا نقاط مورد نظر آن ها را گرم کنید و سپس عمل لحیم کاری را انجام دهید. وسیله ای که حرارت مورد نیاز را برای لحیم کاری تامین می کند هویه نام دارد. هویه بر دو نوع است. هویه ی ساده و هوی هی برقی.

هویه ی ساده:

هویه ی ساده از سه قسمت تشکیل شده است.

الف- سر هویه، که شبیه چکش و از جنس مس است.

ب- دسته ی هویه که مفتولی از آهن است.

ج- دسته ی چوبی هویه که در انتهای دسته ی فی قرار دارد.

توجه : برای تمیز کردن نوک هویه، از دستورالعمل داده شده توسط کارخانه ی سازنده استفاده کنید و هرگز با سمباده اقدام به تمیز کردن نوک هویه نکنید.

هویه ی برقی

هویه ی برقی بر دو نوع است، هویه ی قلمی(مقاومتی) و هویه ی هفت تیری.

هویه ی قلمی: در ساختمان این نوع هویه ها معمولاً ازسیم های حرارتی مانند کرم نیکل یا کرم آلومینیوم استفاده می شود. در این نوع هویه سیم گرم کننده را روی عایقی از آجرنسوز که وسط آن خالی است می پیچند. یک میله ی مسی که همان نوک هویه است در داخل محفظه ی خالی قرار می گیرد. در اثر عبور جریان از سیم گرم کننده حرارت ایجاد می شود. حرارت به میله ی مسی انتقال می یابد.

در تصویر زیر قسمت های مختلف یک هویه ی قلمی نشان داده شده است

هویه های قلمی در اندازه های کوچک با توان 10 وات تا اندازه های بزرگ با توان 500 وات جهت لحیم کاری های مختلف ساخته می شوند.برای لحیم کاری بسیار ظریف و دقیق در مدارهای الکترونیکی بسیار کوچک، مثلاً در تولید و تعمیر ساعت الکترونیکی یا مهندسی پزشکی و دندانپزشکی، از هویه ی قلمی کوچک استفاده می کنند. این هویه ها در توان 5W ساخته می شوند و با ولتاژ کم مانند باتری 6 ولتی یا ترانسفورماتور 6 ولتی کار می کنند.

هویه ی گازی

برای انجام عمل لحیم کاری در مواردی که برق وجود ندارد می توان از هویه ی گازی استفاده کرد. جرقه زن های پیزوالکتریک، گاز را مشتعل کرده و حرارت آن نوک هویه را گرم می کند. این هویه ها دارای توان 25 تا 150 وات است و مخزن گاز آن با گاز بوتان پر می شود. یک مخزن گاز می تواند تا 0 دقیقه کار کند.

پایه ی نگه دارنده ی هویه

چون حرارت هویه ممکن است ناخواسته به محیط کار آسیب برساند، هنگام کار با هویه گرمی که از آن استفاده نمی کنیم باید آن را روی پایه ی نگه دارنده ی مناسب قرار دهیم. برخی از پایه های نگه دارنده دارای اسفنج نرم نسوز نیز می باشند که می توان با نم دار کردن اسفنج، نوک هویه را تمیز کرد.

نکات مهم در تعمیر و نگه داری هویه های قلمی

اگر یک هویه ی قلمی به طریق صحیح و فنی نگه داری شود می تواند سال های متوالی کار کند. برای این منظور باید نکات زیر را رعایت کنید.

- همیشه نوک هویه را قلع اندود کنید. اگر نوک هویه خیلی کثیف است ابتدا به وسیله ی یک سوهان یا سمباده ی نرم آن را تمیز کنید، سپس آن را به گونه ای قلع اندود کنید که نوک هویه کاملا براق و درخشان شود. پس از اتمام کار کمی قلع روی نوک هویه قرار دهید و پس از ذوب شدن، آن را به وسیله ی اسفنج نرم یا پارچه ی نم دار تمیز کنید. بعضی از نوک ها دارای پوشش فی ضد اکسید هستند. برای تمیز کردن این قبیل نوک ها نباید سطح نوک را سوهان زد.

- هنگامی که از هویه استفاده نمی کنید دو شاخه ی آن را از برق بکشید زیرا اتصال مداوم هویه به برق سبب ایجاد حرارت بیش از اندازه در نوک آن می شود و آن را اکسید می کند. اکسید شدن نوک هویه سبب از بین رفتن آن می شود. بعضی از هویه های قلمی دارای ترموستات هستند. ترموستات حرارت نوک هویه را به طور خودکار تنظیم می کند.

- اگر دیدید هویه داغ نمی شود، ابتدا پریز را با استفاده از لامپ یا به وسیله ی ولت متر  آزمایش کنید. پس از اطمینان از وجود برق در پریز، سیم رابط و اتصال آن را به دو شاخه، کنترل کنید. اگر سیم های رابط سالم بود به وسیله ی اهم متری مقاومت سیم حرارتی را اندازه بگیرید. در صورت قطع بودن رشته ی حرارتی، اهم متر مقاومت بی نهایت را نشان می دهد. یک هویه ی سالم دارای مقاومت کمی در حدود چند کیلو اهم است. اگر سیم حرارتی المنت هویه سوخته باشد می توانید با تعویض آن با یک قطعه گرم کننده ی سالم، هویه را تعمیر کنید.

هویه هفت تیری (ترانسفورماتوری)

هویه ی هفت تیری بر اساس اصول کار ترانسفورماتور کار می کند. ترانسفورماتور یا ترانس دارای دو سیم پیچ به نام اولیه و ثانویه است. سیم پیچ های اولیه و ثانویه بر روی هسته ی آهنی به شکل U یا E پیچیده شده اند.هویه ی هفت تیری بر اساس ترانسفورماتوری که سیم پیچ ثانویه ی آن اتصال کوتاه شده است کار می کند. سیم پیچ اولیه ی ترانسفورماتور از چندین حلقه ی سیم نازک تشکیل شده است. و سیم پیچ ثانویه ی ترانسفورماتور از یک میله ی فی ساخته شده که دو انتهای آن به وسیله ی یک سیم مفتولی (نوک هویه) به هم مربوط می شوند.

با فشار دادن شستی ماشه ای، جریان برقی که در سیم پیچ اولیه جاری می شود، در سیم پیچ ثانویه جریان زیادی را برقرار می کند. این جریان باعث گرم شدن نوک هویه می شود. شکل زیر ساختمان داخلی یک هویه ی هفت تیری را نشان می دهد. فرق هویه ی هفت تیری با هویه قلمی در این است که هویه ی هفت تیری در مدت زمان کوتاه تری گرم می شود. این هویه ها برای تولید توان های بالا ساخته می شوند.