5. fejezet – megoldások és megoldókulcs

Gyakorlati feladatok — részletes megoldások

5.1 gyakorlat — Négyféle kötés egy próbalemezen

Mit gyakorol: a jó és a hibás forrasztott kötés szemrevételezéses megkülönböztetését a hatpontos ellenőrzőlista alapján.

Megoldás

A négy kötés elkészítése

1. JO KOTES        a heggyel egyszerre melegited a labat es a padot,
                   a forraszt a KOTESRE tolod (nem a hegyre), kb. 2 s,
                   eloszor a forraszhuzalt veszed el, utana a pakat,
                   majd mozdulatlan hules
2. HIDEG KOTES     a pakat azonnal elveszed, ahogy a forrasz megolvad
3. TUL SOK FORRASZ jocskan tobbet adagolsz a kelletenel
4. MEGRAZOTT       hules kozben csipesszel megmozgatod az alkatreszt

Az értékelés a hatpontos ellenőrzőlista szerint

Az 5. pont (nincs-e óntüske, forraszgolyó a szomszédon) különösen a 3. kötésnél érdekes: a felesleges forrasz átfolyhat a szomszédos forrasztási felületre, és forraszhidat, azaz rövidzárat képezhet.

A 2. és a 4. kötés javítása

Friss fluxot viszel a kötésre, majd a pákaheggyel egyszerre melegíted a lábat és a padot, amíg a forrasz átolvad és szétterül. A javítás után a felület sima, a fillet homorú lesz, és az alkatrész csipesszel már nem mozdul. Ez a látványos különbség a gyakorlat lényege: a hideg kötés nem attól lesz jó, hogy „még egyszer hozzáérsz", hanem attól, hogy elég hőt és friss fluxot viszel be.

Értékelés

Akkor jó a megoldás, ha mind a négy kötéshez tartozik dokumentáció (fotó vagy rajz), és ha a táblázat három oszlopa ki van töltve. Kötött elem: a hideg és a megrázott kötésnél a 6. pont (mozdítható alkatrész) bukik meg, a túl sok forrasznál az 1. pont (nem látszik a lábkontúr). Az is a helyes megoldás része, hogy az ólommentes forrasz matt megjelenése nem hiba. Rossz a megoldás, ha a matt felületet automatikusan hidegkötésnek minősíti, vagy ha a javításnál elhagyja a friss fluxot.

Gyakori hiba

• A matt felületet hibának veszi. Hiba, mert ólommentes forrasznál a matt megjelenés normális; a hideg kötést az érdes, szemcsés felület és a mozdítható alkatrész árulja el.
• A forraszt a pákahegyre olvasztja. Hiba, mert a flux a hegyen ég el, és a kötésre már fluxmentes, oxidált forrasz kerül.
• Előbb a pákát veszi el, utána a huzalt. Hiba, mert a huzal beleragad a dermedő forraszba, és amikor kirántod, tönkreteszed a kötést.
• Javításnál csak újramelegít, flux nélkül. Hiba, mert a hideg kötés oka jellemzően az oxidos felület és a hiányzó folyasztószer — enélkül ugyanaz a hiba jön létre újra.

5.2 gyakorlat — Kábelvég toldása és a „hol NEM forrasztunk" döntés

Mit gyakorol: a forrasztott toldás helyes sorrendjét, és annak eldöntését, hol tilos forrasztani.

Megoldás

A rész — toldás

1. Csupaszitas: csak a szigetelest vagd at, egyetlen szal se szakadjon el
2. MECHANIKAI TARTAS: a szalak osszesodrasa vagy atfuzese - MEG A
   FORRASZTAS ELOTT (a forrasztas csak a villamos kapcsolatot adja)
3. A zsugorcsoveket huzd fel ELORE a kabelre (utolag mar nem megy fel)
4. Onozas: mindket ervegre vekony forraszreteg, friss fluxszal
5. Forrasztas: a heggyel a kotest melegited, a forraszt a kotesre tolod
6. Mozdulatlan hules
7. Erenkent egy-egy zsugorcso holegfuvoval, majd a teljes toldasra
   egy nagyobb zsugorcso

Ellenőrzés: húzópróba (a toldás nem szakadhat el, az erek nem húzhatók ki), folytonosságmérés (mindkét ér vezet, és a két ér között nincs rövidzár), végül szemrevételezés, hogy a szigetelés nem olvadt-e meg. A zsugorításnál a hőlégfúvó az egyetlen helyes szerszám: nyílt lánggal nem zsugorítunk, mert kormoz, kilyukasztja a csövet és tűzveszélyes; a pákát sem használjuk erre.

B rész — döntés a sorkapocsnál

1. Nem forrasztod elő az ér végét. A szabály kőbe vésett: sodrott eret előforrasztva csavaros sorkapocsba tenni tilos.
2. A szakszerű megoldás az érvéghüvely, felhelyezve racsnis krimpelőfogóval. A hüvely a finomsodrott szálakat rendezett, kontrollált véggé fogja össze, amelyet könnyebb bevezetni és biztonságosabban megszorítani.
3. Fél év múlva az történne, hogy a kötés meglazul: a forrasz lágy anyag, amely a kapocs szorítóereje alatt kúszik, az előfeszítés elvész, az átmeneti ellenállás megnő, a kötés melegszik, és a rendszer visszatérő, „megmagyarázhatatlan" hibajelzéseket ad. Ez a fajta hiba ráadásul változó: hőmérséklettel és rezgéssel jön-megy, tehát a legnehezebben megtalálható.

C rész — jegyzőkönyv három mondatban

„Forrasztunk akkor, ha elektronikai alkatrészt kell nyomtatott áramkörre kötni, vagy ha vezetéket kell toldani ott, ahol a kötés utána mechanikailag is rögzítve és zsugorcsővel védve lesz. Nem forrasztunk erősáramú kötést, nagy mechanikai igénybevételnek kitett kötést, és soha nem forrasztjuk elő a sodrott eret csavaros sorkapocs alá — oda érvéghüvely kell. A forrasztott kötés villamos kapcsolatot ad, nem mechanikai tartást: a vezetéket mindig külön kell tehermentesíteni."

Értékelés

Akkor jó a megoldás, ha a toldásnál a mechanikai tartás megelőzi a forrasztást, és ha a zsugorcsövek előre fel vannak húzva. A B részben kötött válasz: nem forrasztunk, a megoldás az érvéghüvely + racsnis krimpelőfogó, az indok pedig a forrasz kúszása és az abból következő meglazulás. A C rész akkor jó, ha egy kezdő is megérti, és ha benne van, hogy a forrasztás nem mechanikai kötés. Rossz a megoldás, ha az előforrasztást „megengedhetőnek, ha óvatosan csinálod" minősíti.

Gyakori hiba

• Először forraszt, utána gondol a mechanikai tartásra. Hiba, mert a forrasztott kötés nem mechanikai kötőelem: a sodrás vagy átfűzés a forrasztás előtt kell.
• Elfelejti előre felhúzni a zsugorcsövet. Hiba, mert a kész kötésen már nem megy fel, és mindent elölről kell kezdeni.
• Előforrasztja az eret a sorkapocshoz. Hiba, mert a lágy forrasz a szorítás alatt kúszik, a kötés meglazul, és időszakos hibát okoz.
• Öngyújtóval zsugorít. Hiba, mert a nyílt láng kormoz, kilyukasztja a csövet, és tűzveszélyes — hőlégfúvó kell.

Tudáspróba — megoldókulcs

1. feladat — feleletválasztós Megoldás: a) Indoklás: A lágy- és a keményforrasztás határa a forrasz 450 °C-os likvidusz hőmérséklete (lásd 5.1). A b) azért hamis, mert forrasztáskor az alapanyag nem olvad meg; a 183 °C nem határérték, hanem az ón-ólom eutektikus pont (5.3).

2. feladat — felelet-kiegészítős Megoldás: Sn63Pb37, olvadáspontja 183 °C. A legelterjedtebb ólommentes forrasz a SAC305, összetétele Sn 96,5 % – Ag 3,0 % – Cu 0,5 %, olvadási tartománya (szolidusz–likvidusz) 217–220 °C. Az ólommentes forraszok olvadáspontja kb. 30–45 °C-kal magasabb az ólmosnál (a SAC305-nél konkrétan +34 °C). Indoklás: Lásd 5.3 két táblázatát és a „Mennyivel melegebb az ólommentes?" definíciódobozt. Az ólommentes forrasz nem egyetlen ponton, hanem tartományban olvad — ezért kérdez a feladat sávot.

3. feladat — párosítási

Indoklás: A hibatáblázat a 5.7-ben; a flux három feladata (oxideltávolítás, nedvesítés, levegőtől való elzárás) az 5.4-ben magyarázza meg a B) sort.

4. feladat — igaz-hamis Megoldás: - a) Hamis. A jó ólommentes kötés felülete matt, kissé szemcsés — ez nem hiba (lásd 5.3 és 5.7). Helyesen: a jó kötést nem szabad feleslegesen újramelegíteni. - b) Hamis. A forraszt a kötésre kell tolni, nem a pákahegyre: a hegyen a flux elég, és fluxmentes, oxidált forrasz kerül a kötésre (lásd 5.7). - c) Hamis — ez csapdakérdés. A RoHS 0,1 %-os ólomhatára minden egyes homogén anyagra külön vonatkozik, nem a késztermék átlagára (lásd 5.5). Helyesen: nem lehet „elhígítani" egy ólmos forrasztást azzal, hogy a készülék többi része nehéz. - d) Igaz. A forrasz lágy és kúszik, a rideg intermetallikus réteg pedig rezgésre és hőciklusra repedhet — a vezetéket a forrasztás előtt mechanikailag is rögzíteni kell (lásd 5.7). - e) Hamis. A kötést mozdulatlanul kell hűlni hagyni; az elfújás a fröccsenő olvadt fém miatt is veszélyes (lásd 5.7 lépéssora és 5.9). Helyesen: se ne fújd el, se ne rázd le a pákáról a forraszt.

5. feladat — csoportosítási

Indoklás: A „hol NEM forrasztunk" három kőbe vésett szabálya az 5.7 végén: mechanikai teherre nem bízunk forrasztott kötést, erősáramú kötést nem forrasztunk, és sodrott eret előforrasztva sorkapocsba tenni tilos.

6. feladat — sorba rendezési Megoldás: 1. a felület tisztítása, a hegy ónozása 2. a láb és a pad együttes melegítése 3. a forrasz adagolása a kötésre 4. a forraszhuzal elvétele 5. a páka elvétele 6. mozdulatlan hűlés

Indoklás: Az 5.3. ábra lépéssora és az utána következő két kiemelt szabály (lásd 5.7): előbb a huzalt vedd el, utána a pákát — fordítva a huzal beleragad a dermedő forraszba.

7. feladat — feleletválasztós Megoldás: c) 330 °C Indoklás: A SAC305-höz több forrásból igazolt ajánlott hegyhőmérséklet 330–360 °C, és a 330 °C jó, biztonságos alapbeállítás (lásd 5.6). A 180 °C a SAC305 olvadáspontja (217 °C) alatt van, a 430 °C pedig a lemezt és az alkatrészt égeti.

8. feladat — felelet-kiegészítős Megoldás: az első két karakter az alapanyagot, a harmadik az aktivitási szintet, a negyedik a halogenidtartalmat jelöli. Az OR jelölésű flux vízben oldódik, ezért forrasztás után le kell mosni (nem no-clean). Indoklás: Az IPC J-STD-004 kódtáblázat az 5.4-ben; az OR = szerves (organic), vízben oldódó alapanyag, a maradéka korrodálhat, ezért tisztítást igényel (lásd 5.4, illetve az 5.7 ellenőrzési lépéssorának 4. pontja).

9. feladat — hibakeresés (mintaválasz) Megoldás (mintaválasz):

Hiányzik továbbá a védőszemüveg, amely a fröccsenő forrasz és a lecsípett lábvégek miatt kötelező. Indoklás: Mind a négy pont az 5.9-ben szerepel: a fluxfüst kockázata és a védelmi sorrend, az ólom higiéniai kezelése, az égési sérülés megelőzése, valamint a villamos biztonság.

10. feladat — rövid kifejtés (mintaválasz) Megoldás (mintaválasz): „A tünet — alkalmankénti, kiszámíthatatlan hibajelzés egy zónán — klasszikusan hideg vagy »száraz« kötésre utal: a kötés a javításkor még működik, aztán a hőtágulás és a rezgés megrepeszti a hiányos intermetallikus réteget, és a kapcsolat időnként megszakad. A második hiba súlyosabb: a sodrott eret előforrasztva kötötték a sorkapocsba — a forrasz lágy, kúszik a kapocs alatt, ezért a szorítás idővel enged, és változó átmeneti ellenállás keletkezik. Helyesen az alaplapi kötést friss fluxszal, elegendő ideig melegítve, mozdulatlan hűléssel kellett volna elkészíteni, és utána nagyítóval, mechanikai és villamos próbával ellenőrizni. A sorkapocsba pedig érvéghüvelyt kell krimpelni, nem forrasztani." Indoklás: A hidegkötés és a száraz kötés viselkedése az 5.7-ben, a „sodrott eret előforrasztva sorkapocsba tenni tilos" szabály ugyanott; a krimpelés előnyeit a 6.6 tárgyalja.