ウェーブハンダ付けまたはスズメッキ装置のためのガス供給デバイス

专利摘要:
本発明はウェーブロウ付けまたはスズメッキ装置にガスを供給するための供給デバイス(20)に関し、前記装置は、少なくとも1つのハンダ波を作ることができるものであり、ガス流入チャネル(22)と、前記ハンダ付けまたはスズメッキ装置のハンダ浴(9)中に浸漬されたN個の二次チャネル(24)の組と、前記ガスを前記少なくとも1つの波(8A,8B)の近くに注入する少なくとも1つのインジェクション手段(14,19)に供給するためのインジェクションチャネル(26)とを含み、各二次チャネル(24)は前記インジェクションチャネル(26)に接続された流入端を有し、前記二次チャネル(24)の数Nは1以上であり、前記二次チャネル(24)の内径dおよび前記流入チャネル(22)中のガス流量Q0は、前記二次チャネル(24)中のガス流が乱流モードとなるように選択されることを特徴とする。
公开号:JP2011510816A
申请号:JP2010541827
申请日:2009-01-08
公开日:2011-04-07
发明作者:ポワリエ、アルバン；ルトゥルム、マルク
申请人:レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード；
IPC主号:B23K3-06

专利说明:

[0033] 図１は、従来のウェーブハンダ付け装置構造の模式図である。
図２は、2つの波すなわち乱流波と層流波とを有する構造の部分断面図であって、多くの考えられる選択肢のうちのガスインジェクション手段の一定の位置を示す。
図３は、部品を待っている状況(ハンダは上流端に向けて流れる)における、層流波の模式図である。
図４は、ハンダ付けの状況における、層流波の模式図である(ハンダ流が部分的に逆流して、すなわちハンダのいくらかが溢れることによって下流端に向けて流れてシュート10に至る)。
図５は、本発明による装置の部分的な模式図である。
図６は、本発明によるガス供給デバイスの模式図である。] 図１ 図２ 図３ 図４ 図５ 図６
[0034] 明確性のために、図中に示される種々の要素は、必ずしも寸法通りに示されていない。]
[0035] 本発明の文脈において、「ガス」という用語は、製造方法および純度に拘らず、窒素のような不活性ガスであるか、または、例えば不活性ガス/還元性ガス混合物のような活性ガスのいずれかである任意のタイプのガスを意味すると理解される。]
[0036] 図1に模式的に描かれたウェーブハンダ付け装置は3つの領域を含む。すなわち、部品1が例えばスプレータイプのフラックス塗布システム3によってフラックス塗布されるフラックス塗布領域Iと、フラックス塗布された部品を例えば赤外ランプで構成される手段4によって予熱する予熱領域IIと、ハンダ浴9をハンダノズル6を通して送出7することによって得られた単一のハンダ波に部品1が接触する事実上のハンダ付け領域IIIとである。]
[0037] カード1は、例えば「フィンガー」チェーンコンベアで構成されるコンベアシステム2によって、装置の種々の領域に運ばれる。]
[0038] 図２は、ハンダ浴9が2波構造、すなわちノズル6Aの構造によって得られる比較的切り立った構造の第1の乱流波8A、およびノズル6Bの構造によって得られる比較的大きく広がる平らな上面をもたらす第2の層流波8Bを形成する場合の、部分的な模式断面図を与える。この図は、前記波8A、8Bのうちのどちらかの近くにあるガスインジェクション手段19のいくつかの例を示す。] 図２
[0039] 図３および４は、それぞれ例えば溢流板またはシュートを供えた装置の例の場合において、部品を待っている状況、およびカード1をハンダ付けする状況での層流ハンダ波(8B)の流れを示す。] 図３
[0040] 図３は部品を待っている状況を示し、ここでハンダは、装置の上流端に向けて流れる。ここで示される装置は、ガイドシュートの形態をとり、波のちょうど下流に位置し、かつ、その高さを調節することによって、下流へのハンダの溢流の速度を制御することを可能にする堰システム10の使用を含み、この場合、下流への流れが全く無いか、または実質的に無い。] 図３
[0041] 図４は、下流への部分的な溢流効果を示す。部品1が層流波に到達すると、液体ハンダ流の部分的な逆流を生じさせ、それを装置の下流端に向けて、すなわち前方に向けて流し、前方への溢流の速度は、シュートシステム10の高さを調節することによって制御される。ノズル6Bに取付けられた単純なプレートの代わりにこのようなシュートを使用することは、ハンダの溢流の、浴9へのより良好なガイドおよび戻りを可能にする。] 図４
[0042] 図５は、部分的かつ模式的な、本発明によるハンダ付けまたはスズメッキの1つの態様を示すが、その表現は、層流波/インジェクタ/シュート/スカートを中心とする部分的なものである。] 図５
[0043] この図に示される波は部品を待っている状態にあり、ここで波は上流端に向けて流れる。]
[0044] 図５は、それ故に、シュートシステム10に固定されている浸漬されたスカート11、および、前記スカートおよび前記シュートシステムに対向して配置され、オリフィス15および16からなる2つの群を含む面または壁17を有するガスインジェクタ19の存在を示す。] 図５
[0045] 理解されるであろうが、図をより容易に理解させるために2つの別個の線によって前記シュートおよび前記スカートを表すことが図５中で選択されており、前記スカートは前記シュートに取付けられている。装置に依存して、前記スカートおよび前記シュートは、互いに接続された2つの別個の部品である必要はない。初めから、浸漬されたシュートを使うことも可能である。] 図５
[0046] オリフィス15および16からなる群は、それぞれ、第1のガスジェットを前記層流波8Bの平らな表面上に導き、第2のガスジェットを前記浸漬されたスカート11中に導くことができるように配置される。前記浸漬されたスカートおよび前記スカートの内側の第2のガスジェットの存在は、前記層流波の平らな表面上への、あらゆる空気の取り込み現象を防止するために、最も顕著に有効である。]
[0047] 前記インジェクタ19の内側には、本発明によるガス供給デバイスのインジェクションダクトから供給を受ける多孔質チューブ14が存在し、前記チューブは、前記インジェクタ19のボディが構成する膨張チャンバーの内側にこのガスを分配する。]
[0048] 図６は、本発明によるガス供給デバイスの模式図である。] 図６
[0049] 図６に示されたガス供給デバイス20は、ガス流入ダクト22と、前記ハンダ付けまたはスズメッキ装置のハンダ浴9中に(当該装置の構造、およびそれ故に、その中で利用可能な空間を考慮して選択された、装置中での適切な位置で)浸漬された2つの二次ダクト24の組と、図５に示されたガスインジェクタ14または図２に示された1つ以上のインジェクタ19/14のような少なくとも1つのガスインジェクタに供給するインジェクションダクト26とを含む。] 図２ 図５ 図６
[0050] 前記2つの二次ダクト24は、前記流入ダクト22に接続されたそれらの流入端と、前記インジェクションダクト26に接続されたそれらの流出端とを有する。]
[0051] 前記二次ダクトの内径dおよび前記流入ダクトの流量Q0は、前記二次ダクトの内側のガス流が乱流状態になるように(かつ、先述のレイノルズ関係式を満足するように)選択される。]
[0052] 発明者は、本発明によるガス供給デバイスの最初のガス温度が、ダクト中のガス流の状態、流入ダクト中のガス流量Q0、前記二次ダクトの径または前記二次ダクトの浸漬長のようなパラメータに依存することを観察している。]
[0053] 実際、前記流入ダクト22中のガス流量Q0は、有利には1 Nm3.h-1以上、好ましくは5 Nm3.h-1以上、および/または15 Nm3.h-1以下、好ましくは10 Nm3.h-1以下である。]
[0054] 驚くべきことに、発明者は、二次ダクト中のガス流が乱流状態にある場合に、熱交換が最適化されることを観察している(他方では、それどころか、熱交換を拡大するために、ダクト中で極めて遅い速度を採用することが好ましいことが予期されている)。]
[0055] 過剰なノイズおよび過剰な圧力降下を避けるために、好ましくは、先述した速度関係式が尊重される。]
[0056] 実際、前記ガス流入ダクト中のガス流量および前記ウェーブハンダ付け装置の形状を考慮すると、前記二次ダクトの内径は、好ましくは10 mm以下である。]
[0057] 前記ハンダ浴中に浸漬された二次ダクトは、好ましくは、例えばチタンまたはステンレス鋼製のような不活性な材料から作られる。]
[0058] 有利には、材料の選択を通じて、一方でより良い熱交換を得て、他方で、特に腐食性の無鉛合金の場合に、より長寿命の二次ダクトを得ることが可能である。]
[0059] 発明者は、前記2つの二次ダクトのおよそ4 mmの内径d、前記流入ダクト中のおよそ5 m3/hの流量Q0、および前記二次ダクトのおよそ1.1 mの長さを有する、図６に示されたデバイス中に酸素を注入することによって、前記インジェクションダクト中の窒素の温度が前記ハンダ浴の温度のおよそ99 %となることを観察している。] 図６
[0060] 有利なことには、前記流入ダクト中で取り得るガス流量Q0についての値の範囲がより広くなるほど、前記ウェーブハンダ付け装置の性能は、前記流入ダクト中のガス流の安定性から独立する(換言すれば、与えられた流量Q0について、いくつかの組(N,d)が可能である。それ故に、レイノルズ関係式および速度関係式を満足する最も広い流量の範囲を有する組を選択することが有利である)。]
[0061] 本発明は、本発明による供給デバイスを設計する方法にも関し、以下の一連の、
-ガスを流入ダクト22に供給するために必要な流量Q0 (Nm3.s-1)を見積もる工程と、
-二次ダクト24中での乱流を可能にし、かつ、前記「速度限界」の関係式を満足させる１つまたは複数の組(N,d)を決定する工程と、
-ガス供給デバイスの装備が意図されたウェーブハンダ付けまたはスズメッキ装置の形状の関数として、三つ組み(N,d,L)を選択する工程と
を含む。]
[0062] 各組(N,d)について、二次ダクトの長さLがL/d≧100、および好ましくはL/d≦275となるように決定される。]

权利要求:

請求項1
ウェーブハンダ付けまたはスズメッキ装置のためのガス供給デバイス(20)であって、前記装置は少なくとも1つのハンダ波を発生させることができ、-ガス流入ダクト(22)と、-前記ハンダ付けまたはスズメッキ装置のハンダ浴(9)中に浸漬されたN個の二次ダクト(24)の組と、-少なくとも1つの注入手段(14,19)にガスを供給する、前記少なくとも1つの波(8A,8B)の近くにあるインジェクションダクト(26)とを含み、各二次ダクト(24)は、前記流入ダクト(22)に接続された流入端と、前記インジェクションダクト(26)に接続された流出端とを有し、前記二次ダクト(24)の数Nが1以上であり、前記二次ダクト(24)の内径dおよび前記流入ダクト(22)中のガス流量Q0が、前記二次ダクト(24)の内側のガス流が乱流状態にあるように選択されることを特徴とするデバイス。
請求項2
前記二次ダクト(24)の数N、前記流入ダクト(22)中のガス流量Q0 (Nm3.s-1)および前記二次ダクトの内径d (メートル)が以下の関係式(前記二次ダクトの流出口での「レイノルズ」関係式と呼ばれる):(4ρ0Q0)/(μsπNd)≧2500を、好ましくは(4ρ0Q0)/(μsπNd)≧4000を満足することを特徴とする請求項１に記載のデバイス(ここで、ρ0は前記ガスの密度(kg.m-3) (0℃かつ1013 mbarの条件下で「標準」)であり、μsは各二次ダクトの流出口での前記ガスの動粘性係数(Pa.s)である)。
請求項3
以下の関係式(「速度限界」関係式と呼ばれる):Q0≦(ρsπd2N 170)/(4ρ0)を、好ましくはQ0≦(ρsπd2N 200)/(4ρ0)を満足することを特徴とする先行する請求項のうちのいずれかに記載のデバイス(ここで、ρsは前記浸漬されたダクトの流出口での、前記ガスの密度(kg.m-3)である)。
請求項4
L/d≧100であることを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか1項に記載のデバイス(ここでLはN個の前記二次ダクト(24)の長さ(メートル)であり、dはそれらの内径(メートル)である)。
請求項5
L/d≦275であることを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか1項に記載のデバイス(ここでLはN個の前記二次ダクト(24)の長さ(メートル)であり、dはそれらの内径(メートル)である)。
請求項6
前記二次ダクト(24)が10 mm以下の内径dを有することを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか1項に記載のデバイス。
請求項7
前記流入ダクト(22)中のガス流量Q0が、15 Nm3.h-1以下、および/または1 Nm3.h-1以上であることを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか１項に記載のデバイス。
請求項8
先行する請求項のうちのいずれか１項に記載のデバイスを含むウェーブハンダ付けまたはスズメッキ装置。
請求項9
以下の一連の、-前記流入ダクト(22)にガスを供給するために必要なガス流量Q0 (Nm3.s-1)を見積もる工程と、-前記二次ダクト(24)中での乱流を可能にし、かつ前記「速度限界」関係式を満足させる１つまたは複数の組(N,d)を決定する工程と、-各組(N,d)について、前記長さの関係式(100≦L/d≦275)を満足させるN個の二次ダクト(24)の長さLを決定する工程と、-前記ガスデバイスの装備が意図されたウェーブハンダ付けまたはスズメッキ装置の形状の関数としての三つ組み(N,d,L)を選択する工程とを含む請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載のデバイスを設計する方法。
請求項10
ウェーブハンダ付けまたはスズメッキプロセスであって、その間にハンダ付けまたはスズメッキされる部品(1)を少なくとも1つの液状ハンダ波(8A,8B)と接触させ、ここでガスがガスインジェクション手段(19,14)により前記波の少なくとも一部の上に導かれ、前記ガスインジェクション手段が、請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載の供給デバイス(20)によってガスを供給されることを特徴とするプロセス。