超音频烙铁

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大多数焊铝方法的缺点,除了非常吃力以外,而且焊接不够坚固,因为焊接时在铝的表面上形成的一层氧化铝薄膜,使焊剂不能直接沾到铝面上的缘故。

近来用超音频烙铁来焊接铝的方法,已得到广泛的应用。这种烙铁可以使焊料把铝和别种金属元件焊接起来。

英国MullARD公司出品的一种超音频烙铁的结构如图1。

图1
图1 🔍原图 (905×825)

超音频烙铁的磁致伸缩器★是由专门的超音频电子管振荡器馈电到它的线圈4来激励的。振子把频率约20000周左右、振幅为0.025公厘机械振动传递到烙铁的末端。如果烙铁的末端附有已熔化的焊料,那么烙铁末端就使焊料各质点也发生振动;因而引起了所谓“穴蚀”现象。

所谓穴蚀就是超音频频率在液体里对溶解在其中的气泡产生周期性的“压缩”和“放松”的现象。当焊料里的气泡在放松时容积很快地扩大,压缩时气泡容积又很快地缩小,因此就强烈地破坏了附着在铝表面上的氧化层薄膜,使焊料沾到洁净的铝表面上,用一般焊铜的方法就可以焊接了。当应用超音频烙铁时,被焊接或镀锡的元件必须很好的加热。铝表面的氧化层可以用烙铁头沿着它的表面慢慢地移动使它破坏,但不必压得太紧。

焊铝时,焊料的成份以锡90%和锌10%时,效果最好。在焊接AЙ8和AЙ9铝合金时,用成份为镉60%和锌40%的剂料较好。一般带有焊剂的焊料不能应用。

烙铁的磁致伸缩振子8是用П型的铁钴合金片构成的,它是一个半波的机械振动系统。

在磁致伸缩振子的一边套有线圈4,当超音频电流通过时,就引起磁致伸缩振子的振动。 另一半波机械振子(它是烙铁的末端)是和主铁心联死的。这半波振子用一金属片3和烙铁外壳结牢,金属片3的位置大约在半波振子的中心。

烙铁末端装有一个功率大100瓦的加热器2。在离磁致伸缩振子8的另一端不远的地方(约0.5—1公厘)放置着带有橡胶衬垫11、12的夹具13,它是用来固定黄铜板制成的振动电容器的定片,振动电容器的动片是由振动叠片来充当。为了防止定片受热变形;在它上面盖有一层石棉一类的绝热材料15。

振动电容器电容量的变动频率是和振子振动的自然谐振频率(超音频)同步的。这个电容器的空气隙是可变的。产生超音频振荡所必要的回授,就通过这个电容器来实现。

烙铁和超音频振荡器用两根电缆联结,振动电容器用同轴电缆14接振荡器做输入;另一根从烙铁头上的加热器(电炉丝)接电源变压器的专门线圈,并且把振子线圈和振荡器输出相联。

烙铁和超音频振荡器的原理图如图2所示。

图2
图2 🔍原图 (1840×868)

超音频振荡器共有4级。第1级(主振级)是通过振动电容器C\(_{1}\)(它是接在电子管Л1的栅路中的)的深度回授来激励的。改变C\(_{1}\)的电容量引起Л控制栅极上电压的变化,因此,屏流随着磁致伸缩振子的自然频率而变化,也就是说在无负荷时频率约等于20000周。

超音频振荡器的第2级是阻容耦合放大级。第1和第2级合用一个电子管ECC-81。

第3级也是阻容耦合放大级,电子管用EC-33。在这一级的栅极回路里接有一对T型滤波器。这种滤波器的一节是由电阻R\(_{l3}\)、R14和电容器C\(_{8}\)组成,另一节是用电容器C7、C\(_{9}\)和电阻R15组成。

末级电子管Л\(_{3}\)、Л4是两个EL-38,也是采用阻容放大线路。超音频电流通过电容器C\(_{16}\)加到磁致伸缩振子的激励线圈4上。固定极化的磁化电流(用来改善振子的工作情况)也同样通过这个线圈。这个电流由全波硒整流器BC1通过C\(_{19}\)、C20和Лp\(_{2}\)组成的滤波器供给。

振荡器各电子管的屏压都由整流管FW-4500供给,丝压和加热器电源都由Tp\(_{1}\)各相应的线圈供给。

无线电爱好者缺乏上面所提到的某些材料和电子管,故要完全仿制很是困难。但是在苏联国产的电子管中,只要稍加改变馈电的方法,就可以利用来做成输出功率约50瓦的超音频振荡器。ECC-81可用两个6Π6C代替,EL-33可以用6Π3C代替,EL-38也可用加高屏压的方法,用6Π3C代替。FW-4500可用5Π3C代替。

对于磁致伸缩振子的材料可以用镍、殷钢(镍钢合金)、坡莫合金和其它具有强磁致伸缩效应的磁性金属的合金以及压电振子等来代替。

超音频振荡器的频率,能够用石英使它稳定,放大级可采用可调谐的栅极回路。当振荡频率不超过25000周,输出功率为40—50瓦时,焊铝的效果最好。((苏联)B.吉奥罗吉耶夫 叶宗林 译自苏联“无线电导志”1956年第7期)

★当铁磁物体磁化时,有改变它自己几何尺寸的能力,这种能力就叫做磁致伸缩。利用这种能力可以获得超音频机械振动。

译注——6Π3C、6Π6C和5Ц3C等的特性各与6L6、6V6和5U4G等相同。