способ пайки углеродной технической ткани с токоподводящим проводом

Формула изобретения

Способ пайки углеродной технической ткани с токоподводящим проводом, включающий предварительную пропитку паяемого участка ткани металлом с последующей пайкой, отличающийся тем, что пропитку осуществляют легкоплавким припоем, не смачивающим ткань, ткань располагают на упругой горизонтальной поверхности, расплавленный припой наносят на ткань и воздействуют на него ударной нагрузкой, направленной перпендикулярно ткани, величиной 0,8 2,0 МПа, при этом линейные размеры ударной поверхности превышают размеры припоя более чем в 2 раза.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к методам пайки, а именно к способу получения паяного соединения токоподводящих проводов с углеродной технической тканью.

Известен способ [1] пайки графитовых изделий, при котором между паяемыми поверхностями помещают прослойку металла или карбида металла и нагревают на 20-50^оС выше температуры образования эвтектики Ме С-С. В качестве материала прослойки используется: молибден (температура плавления эвтектики 2450^оС); иттрий (2400^оС), церий (2150^оС) карбид бора (2150^оС), никель (1320^оС).

Получению требуемого технического результата препятствует необходимость использования дорогостоящих редких материалов, а также нагрев до высоких температур.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ [2] получения паяных соединений медных проводов с графитизированной тканью, в котором пайка осуществляется припоем, состоящим из 70% меди и 30% титана в вакууме 666,5 10^-4 Па при 1000^оС в течение 10 мин.

Получению требуемого технического результата препятствует следующее.

Указанные параметры режима пайки возможны лишь на специальном оборудовании, что ограничивает применение этого способа.

Для достижения технического результата предлагается способ пайки, при котором соединение токоподводящего провода с углеродной тканью осуществляется легкоплавким припоем при нормальной температуре с использованием ударной нагрузки.

Технический результат достигается тем, что способ пайки углеродной технической ткани с токоподводящим проводом включает предварительную пропитку паяемого участка ткани металлом с последующей пайкой. При этом пропитку осуществляют легкоплавким припоем, не смачивающим ткань. Ткань располагают на упругой горизонтальной поверхности, расплавленный припой наносят на ткань и воздействуют на него ударной нагрузкой, направленной перпендикулярно к ткани, величиной 0,8-2,0 МПа, при этом линейные размеры ударной поверхности превышают размеры припоя более чем в 2 раза.

В предлагаемом способе вначале пропитывают участок углеродной ткани легкоплавким несмачивающим припоем.

Ткань раскладывают на горизонтальной поверхности. На пропитываемый участок наносят припой, который приобретает сферическую форму (краевой угол смачивания достигает 140-160^оС). К припою прикладывают ударную нагрузку, направленную перпендикулярно к поверхности ткани, в результате чего расплавленный припой проникает в зазоры между нитями ткани, частично выходя на противоположную поверхность и охватывая нити. Величина развиваемого в месте удара давления составляет 0,8-2,0 МПа. Линейные размеры ударной поверхности должны превышать соответствующие размеры припоя более чем в 2 раза. Ударная нагрузка зависит также от размера зазора между нитями ткани. Чем зазор меньше, тем больше должно быть развиваемое в месте удара давление.

После охлаждения припоя образуется металлический каркас из материала припоя, пронизанный нитями углеродной ткани, прочно удерживающийся на участке ткани. Именно к этому плоскому каркасу из легкоплавкого припоя припаивается одноименным припоем токоподводящий провод. Получаемое при этом паяное соединение обладает прочностью на отрыв и переходным электрическим сопротивлением как у паяных соединений, полученных известными способами при значительном снижении себестоимости процесса.

При недостижении нижним пределом указанного давления не происходит проникновения припоя в зазоры между нитями углеродной ткани.

При превышении верхнего предела давления применение предлагаемого способа становится неэффективным, так как большая часть припоя разбрызгивается.

Если линейные размеры ударной поверхности не превышают соответствующие размеры припоя в 2 раза, то припой разбрызгивается.

Превышение верхнего предела линейных размеров практически не оказывает влияния на результаты пропитки, но не является целесообразным, так как влечет за собой утяжеление ударного инструмента и, как следствие, возрастание развиваемого в месте удара давления больше 2,0 МПа.

Отличием предлагаемого изобретения от прототипа является пропитывание участка углеродной ткани (подлежащего пайке) легкоплавким припоем, несмачивающим ткань. Для этого ткань раскладывают на горизонтальной упругой поверхности, наносят на ткань припой и прикладывают к нему ударную нагрузку, направленную перпендикулярно к ткани с величиной развиваемого в месте удара давления 0,8-2,0 МПа. При этом линейные размеры ударной поверхности превышают соответствующие размеры припоя более чем в 2 раза.

Под действием прикладываемой к припою ударной нагрузки, направленной перпендикулярно к ткани, припой претерпевает два изменения: стремится растечься по поверхности ткани и одновременно проникает в зазоры между нитями. Предлагаемые параметры пайки подобраны таким образом, что при этом не происходит полного растекания, так как часть припоя проникает в зазоры между нитями ткани и после остывания образуется металлический каркас из материала припоя, пронизанный нитями ткани. К этому каркасу легкоплавким же припоем припаивают токоподводящий провод.

Возможность осуществления изобретения подтверждается следующими сведениями.

Графитовую ткань раскладывают одним слоем на горизонтальную упругую поверхность. На пропитываемый участок наносят небольшое количество легкоплавкого припоя, например оловянно-свинцового. К припою прикладывают ударную нагрузку, направленную перпендикулярно к поверхности ткани, в результате чего расплавленный припой проникает в зазоры между нитями ткани, частично выходя на противоположную поверхность ткани и обхватывая нити. Величина развиваемого в месте удара давления составляет 2,0 МПа. Линейные размеры ударной поверхности превышают соответствующие размеры припоя в 3 раза.

После охлаждения припоя образуется каркас из материала припоя, пронизанный нитями графитовой ткани и прочно удерживающийся на участке ткани. К полученному плоскому каркасу оловянно-свинцовым же припоем припаивают токоподводящий провод. Полученное паяное соединение обладает прочностью на отрыв и переходным электрическим сопротивлением как у паяных соединений, полученных известными способами. При этом значительно снижается себестоимость процесса, так как не используются высокие температуры, давления и дорогостоящие припои.

Рассматриваемый способ пайки предназначен для использования легкоплавкого припоя в процессах пайки углеродной технической ткани, не смачиваемой указанным припоем с токоподводящим проводом.

Заявляемый способ при его осуществлении способен обеспечить достижение технического результата, заключающегося в соединении токоподводящего провода с несмачиваемой легкоплавким припоем углеродной технической тканью посредством этого припоя, которым предварительно пропитывают ткань, используя ударную нагрузку.