(145.52 кб)

ВИАМ/1982-198526
Пайка электрокоммуникаций самолетов
Б.С. Лисицкий
А.Н. Волчков
В.М. Сальников
В.П. Жиликов
Январь 1982
Всероссийский институт авиационных материалов (ФГУП
«ВИАМ» ГНЦ РФ) – крупнейшее российское государственное
материаловедческое предприятие, на протяжении 80 лет
разрабатывающее и производящее материалы, определяющие
облик современной авиационно-космической техники. 1700
сотрудников ВИАМ трудятся в более чем 30 научноисследовательских лабораториях, отделах, производственных
цехах и испытательном центре, а также в 4 филиалах
института. ВИАМ выполняет заказы на разработку и поставку
металлических и неметаллических материалов, покрытий,
технологических процессов и оборудования, методов защиты
от коррозии, а также средств контроля исходных продуктов,
полуфабрикатов и изделий на их основе. Работы ведутся как по
государственным программам РФ, так и по заказам ведущих
предприятий авиационно-космического комплекса России и
мира.
В 1994 г. ВИАМ присвоен статус Государственного
научного центра РФ, многократно затем им подтвержденный.
За разработку и создание материалов для авиационнокосмической и других видов специальной техники 233
сотрудникам ВИАМ присуждены звания лауреатов различных
государственных премий. Изобретения ВИАМ отмечены
наградами на выставках и международных салонах в Женеве и
Брюсселе. ВИАМ награжден 4 золотыми, 9 серебряными и 3
бронзовыми медалями, получено 15 дипломов.
Возглавляет институт лауреат государственных премий
СССР и РФ, академик РАН, профессор Е.Н. Каблов.
Статья
подготовлена
для
опубликования
журнале «Авиационная промышленность», № 8, 1982 г.
Электронная версия доступна по адресу: www.viam.ru/public
в
Пайка электрокоммуникаций самолетов
Б.С. Лисицкий, А.Н. Волчков, В.М. Сальников,
В.П. Жиликов
В результате суммарного воздействия токовых нагрузок и окружающей
среды уровень температур в «горячих» частях электромонтажа ЛА достигает
250–270°С. Существующие многожильные провода ПТЛ, БИН, имеющие в
качестве токопровода медную серебряную проволоку, непригодны из-за
спекания жил при длительной эксплуатации в указанном интервале
температур, потери пластичности провода и последующего его разрушения.
Поэтому было предложено гальваническое никелирование. Созданы два типа
облегченных негорючих провода БИФН и БФС с температурой эксплуатации
200–250°C (270°С). За рубежом для заделки таких типов проводов в
контактные
разъемов–ШР
элементы
бортовых
электросетей
электросоединителей,
кабельные
(клеммы
штепсельных
наконечники
и
т.п.)
используют метод механического обжатия; пайка применяется ограниченно в
местах, не подвергаемых воздействию высоких температур.
В настоящее время в промышленности для низкотемпературной
монтажной пайки проводов используют флюс ФКСп (30% канифоли,
остальное – этиловый спирт), остатки которого не оказывают заметного
влияния на служебные характеристики соединений (даже при самой
тщательной промывке нельзя удалить флюс, затекший между жил провода
под изоляцию). Однако он не позволяет сформировать паяные соединения по
никелированным поверхностям, поэтому потребовался более активный
флюс, обеспечивающий пайку проводов БИФН и БФС.
Были опробованы* активные флюсы ЛТИ-120, ФКТС, ВТС, ФГСп и др.
(РТМ
1.2.003–78)
при
пайке
различными
припоями
соединений
никелированный провод–клемма ШР. Коррозионные испытания показали,
*
В работах принимали участие А.И. Губин, А.В. Седых, Ю.И. Лосев, Б.В. Шишкин, А.Ж. Якушина,
В.И. Курганова, А.В. Кретова.
что в различных средах их остатки в значительной степени снижают
прочностные характеристики соединений, поэтому потребовалось создать
качественно новый флюс с кислотностью pH 7–10. Был разработан флюс
ВФ-13 (ТР 1.2.004–77) следующего состава (в масс. %): 10±1 диэтиламина
гидрохлорида, 10±1 хлористого диэтиламмония, 10±1 ингибитора КИ-1,
9±1 триэтаноламина, остальное – этиловый спирт.
ВФ-13 представляет собой прозрачную жидкость светло-соломенного
цвета, однородную по составу, с резким характерным запахом. При
изготовлении допускается выпадение осадка, который при пайке не
используется. Флюс имеет щелочную реакцию pH 8–9,5, хорошо смачивает
соединяемые поверхности в холодном состоянии, обеспечивает качественное
формирование паяных швов в процессе пайки и легко удаляется спиртом,
известными растворителями и водой даже после полного остывания
соединения. Остатки его не оказывают заметного влияния на прочность
соединений при эксплуатации их в различных климатических условиях.
Однако ВФ-13, как и все активизированные флюсы, обладает повышенной
электропроводностью по сравнению с ФКСп. Поэтому для исключения его
попадания
на
использовать
изоляционные
дозаторы
типа
части
электросоединителей
стандартных
масленок,
необходимо
заправщиков
рейсфедеров или применять флюс только при лужении проводов, а
последующую пайку проводить с флюсом ФКСп. Резкий запах флюса ВФ-13
при отсутствии надежной вентиляции при монтаже можно заметно
уменьшить, снижая концентрацию трех основных компонентов до 6–7% и
вводя
ароматические
присадки-отдушки
(0,05–0,1%), применяемые
в
парфюмерном, мыловаренном и других производствах.
С целью уменьшения растекания при нанесении и пайке в условиях
монтажа был создан флюс ВФ-14 (TP 1.2.156–79), представляющий собой
пастообразное однородное вещество темно-коричневого цвета – экстракт
флюса ВФ-13 (без спирта) с добавками смеси алифатических углеводородов.
Его можно вносить в зону пайки шприцеванием. Смешивание порошков
припоя с этим флюсом позволяет создавать паяльные пасты со стабильными
физическими, химическими и технологическими характеристиками.
Флюс ФКСп из-за низкой активности плохо формирует соединения с
использованием различных припоев по окисленным гальванопокрытиям
(лужению, серебрению, золочению) проводов и контактных деталей
(пистонов, кабельных наконечников, клемм ШР, электросоединителей и т.п.)
в результате длительного хранения, а иногда сразу после нанесения
покрытий. В связи с этим на предприятиях применяли такие сложные
процессы, как оплавление покрытий в глицерине, горячее лужение в
расплавах припоев, внедряли новые покрытия (олово–висмут, олово–
кадмий). При перепайке бортовых проводов, особенно в процессе доработки
и ремонта после выработки ресурса, резко возрастала трудоемкость пайки
(приходилось зачищать жилы провода, а иногда полностью заменять жгут).
Были проведены испытания флюса ВФ-13 при пайке многожильных
проводов БПВЛ, БПДО и МГШВ, имеющих в качестве токоведущей жилы
медную луженую проволоку, с клеммами ШР. Провода и детали исследовали
в состоянии поставки и после эксплуатации в течение 10000 ч. Установлено,
что ВФ-13 обеспечивает формирование качественных паяных швов, а его
остатки не влияют на служебные характеристики соединений при испытании
в заданных режимах эксплуатации.
Для провода БИФН с рабочей температурой 200°C (длительно) был
создан припой ПСрОСу8 (ВПр6). Для провода БФС припоя, способного
обеспечивать
250–270°C
работоспособность
в
лакокрасочными
различных
покрытиями,
электромонтажных
климатических
в
соединений
условиях
отечественной
без
при
защиты
промышленности
не
существовало.
В результате поисковых разработок был создан припой ПСрИн1,5
(ВПр18). Электромонтажные соединения, выполненные этим припоем,
отличаются
высокой антикоррозионной надежностью и не требуют
какой-либо дополнительной защиты. Однако из-за высокой температуры
пайки (390–400°С) нужны более мощные паяльники и строгий контроль
условий процесса.
Существующий
припой
ПСр2,5
обладает
несколько
лучшими
технологическими свойствами, но требует защиты лаком УР-321 с
применением температурной сушки, что в ряде случаев (например, при
изготовлении жгутов) неосуществимо. Было принято решение исследовать
возможность
использования
припоя
ПСр2,5
для
пайки
жгутов,
располагаемых на двигателях самолета. При этом лакокрасочное покрытие
исключалось, а паяные соединения (клемма ШР–провод) защищали
конструктивными элементами, заложенными в электрический разъем. Пайка
выполнялась с флюсом ВФ-13. Коррозионные испытания жгутов в течение
полугода показали, что припой ПСр2,5 обеспечивает работоспособность
паяного узла без дополнительной защиты лаком в различных климатических
режимах.
Следовательно,
для
моторных
ШР
наряду
с
ПСрИн1,5
рекомендуется применять припой ПСр2,5.
Помимо теплостойких облегченных медных проводов были разработаны
теплостойкие многожильные алюминиевые провода ПТЛА, эксплуатируемые
в различных климатических условиях при температурах до 250°С. В связи с
этим потребовался припой, обеспечивающий работоспособность соединений
(провод–медный кабельный наконечник), т.к. существующий припой П250А
не отвечает требованиям тепло- и коррозионностойкости. Был разработан и
внедрен в силовых электросетях самолета припой ВПр23 ТР6-1201 системы
цинк–алюминий–магний–кадмий–кобальт, используемый для бесфлюсовой
ультразвуковой пайки (лужения) многожильных проводов с рабочей
температурой
от
-70
до
+250°С.
Испытания
паяных
соединений,
выполненных с применением этого припоя, дали положительные результаты.
Благодаря замене в различных типах самолетов медных проводов
алюминиевыми экономия в массе на каждом изделии составила 5–40 кг.
Остро
стоит
также
вопрос
повышения
производительности
электромонтажной пайки. В настоящее время эмаль с проводов удаляется
механической зачисткой, что может привести к изменению диаметра
провода, а иногда и к обрыву (особенно для малых сечений).
На предприятии разработан флюс ВФ-16 (ТР 1.2.214–81) следующего
состава (в масс. %): основа – триэтаноламин (ТУ 6-02-916–74), 5 –
бетанафтола (ГОСТ 5835–81), 1,5 – солянокислого гидразина, 7 – канифоли,
10 – этилового спирта, 6,5 – дистиллированной воды. Этот флюс имеет
щелочную реакцию pH 8–8,5 и может быть использован в широком
диапазоне температур пайки в зависимости от температуры плавления
припоев
(180–390°С),
обеспечивает
качественное
лужение
и
пайку
одиночных и скрученных вдвое, вчетверо и т.д. эмалированных проводов без
предварительной зачистки. Коррозионная стойкость полученных соединений
– удовлетворительная. Исследовали также несколько типов проводов (ПЭЛ,
ПЭВ, ПЭТВ, ПЭЛШО) различных сечений и опробовали распайку ЭРЭ на
платах (непосредственно опробовали на изделиях). Установлено, что по
сравнению с механической зачисткой применение флюса ВФ-16 позволяет
быстрее удалять эмаль, одновременно облудив провода. Качество лужения и
последующей пайки отвечает техническим требованиям. Остатки флюса не
вызывают коррозию.