Урок производственного обучения "пайка"

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАНДАЛАКШСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ КОЛЕДЖ» ОТКРЫТОЕ ЗАНЯТИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБУЧЕНИЯ в группе № 165 по профессии  «Слесарь-электрик по ремонту электрооборудования подвижного состава (электровозов, электропоездов)» код 23.01.11 Тема: «Пайка электрмонтажных соединений»  Разработала  Поташова Е.А.  Мастер производственного обучения                                                                                                           г. Кандалакша                                                                                                         Апрель 2015 года    Тема: Пайка электромонтажных соединений Тема урока: « Пайка электромонтажных соединений». Цель урока: научиться производить подготовку электрических изделий к пайке и выполнять непосредственную пайку электрических соединений. Образовательные: - обобщить, систематизировать и закрепить  знания, умения, и навыки обучающихся по данной теме; - учить обучающихся применять полученные ранее знания; - вырабатывать умения и навыки для пайки электрических соединений; - находить выход при решении производственных ситуаций; - приобщать обучающихся к самостоятельной практической деятельности; - формировать познавательный интерес у обучающихся к работе с электрооборудованием. Воспитательные: - воспитание сознательной дисциплины и норм поведения, самостоятельности и ответственности за выполненную работу; - воспитание трудолюбия, доброжелательности, умения оптимально использовать отведенное для работы время ; - воспитание познавательного интереса к своей работе; - формирование интереса выполнять свою работу, добиваясь её высокого качества; - воспитание интереса к своей будущей профессии; - формировать умение работать в коллективе; - воспитать бережное отношение к сырью, инвентарю, оборудованию; - воспитать уважение к профессии, аккуратность при работе, наблюдательность и  трудолюбие; Развивающие:   - развивать память, логическое мышление, ответственность за выполненную работу; - развивать способность применять усвоенные теоретические знания в практической работе; - развивать и усовершенствовать практические умения и навыки  работы с электрооборудованием; -способствовать развитию усидчивости, воли, трудолюбия, убеждений; -формировать умение и привычки самообразования, самосовершенствования и самостоятельности. Тип урока. Урок выполнения простых комплексных работ. Методы  обучения: Словесно – наглядный.                                     Наглядно - демонстрационный.                                     Самостоятельная работа обучающихся. Межпредметные связи:                                     1.Основы электротехники и материаловедения.                                     Тема: «Проводниковые материалы».                                     2.Слесарное, слесарно-сборочное и электромонтажное дело.                                     Тема: «Пайка»                            Учебно-производственные работы:                                     1. Пайка электромонтажных соединений.                                         2. Сборка клеммной коробки. 1. Инструктивно-технологическая карта: «Пайка электромонтажных соединений».    2. Технологические карточки: «Сборка клеммной коробки»                                                       3. Оборудование, приспособления, материалы: паяльник, подставка для паяльника, флюс, припой, медные провода, клеммы, стриппер, доска для пайки, бокорезы. 4.  Литература: 1. Технология электромонтажных работ: Учеб.  пособие для нач. проф. образования/ В.М. Нестеренко, А.М. Мысьянов. 2-е                                 изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 592 с.                              2. Общий курс слесарного дела: Учеб. для ПТУ/ Н.И. Макиенко. 3-е изд., испр.- М.: Высш. шк., 1989. – 335 с.: ил.                              3. Обучение в электромонтажных мастерских: Учеб. пособие для техникумов/ А.Г. Бурда. – М.: Радио и связь, 1988. – 232 с.:                               ил. ХОД УРОКА 1. Организационный момент урока. (5 мин) 1.1. Приветствие; 1.2. Проверка готовности к занятию; 1.3. Проверка внешнего вида, рабочей документации, соответствие безопасным условиям  работы и санитарии. 2. Вводный инструктаж.(40 мин) 2.1.Сообщение темы и цели урока;   2.2.Повторение  и обобщение знаний, умений и способов действий по теме: «Пайка электрических соединений». 2.3.Актуализация  знаний обучающихся  для выполнения учебно-производственных работ урока.   2.4. Объяснение технологии проведения пайки электрических соединений. 3. Текущий инструктаж (4ч 40мин) 3.1 Обучающиеся получают задания для практических самостоятельных работ. 3.2.Мастер производственного обучения осуществляет текущий инструктаж. Целевые обходы: - проверить организацию рабочих мест; - проверить правильность выполнения трудовых приемов; - индивидуальное инструктирование отстающим обучающимся; - проверить соблюдение правил техники безопасности и норм, санитарных правил; - проверить аккуратность и правильность ведения самоконтроля; - оценивание обучающихся на разных этапах вводного инструктажа. 3.3. Контроль  за соблюдением технологического процесса, выполнением учебно-производственных работ:         1. Пайка электромонтажных соединений.         2. Сборка клеммной коробки. 3.4. Проверка правильности выполнения обучающимися  операций по изготовлению электрического оборудования. - подготовка материалов к пайке; - непосредственная пайка; - сборка электрооборудования; - уборка рабочих мест. 4.      Заключительный инструктаж (35мин) 4.1.Сообщение о достижении целей урока; 4.2. Анализ умения выполнять производственные работы самостоятельно с использованием технологической карты; 4.3. Разбор типичных ошибок при приготовлении теста и изделий; 4.4. Демонстрация лучших работ; 4.5. Оценка работы обучающихся, комментарии; 4.6. Сообщение темы следующего урока; 4.7. Выдача домашнего задания.                               Конспект урока: Пайка электрических соединений.       Пайка - это процесс получения неразъемного соединения материалов с нагревом ниже температуры их автономного расплавления путем смачивания, растекания и заполнения зазора между ними расплавленным припоем и сцепления их при кристаллизации шва. Пайку широко применяют в разных отраслях промышленности. В машиностроении ее используют при изготовлении лопаток и дисков турбин, трубопроводов, радиаторов, ребер двигателей воздушного охлаждения, рам велосипедов, сосудов промышленного назначения, газовой аппаратуры и т. д. В электропромышленности и приборостро­ении пайка является в ряде случаев единственно возможным методом соединения деталей. Ее применяют при изготовлении электро- и радио­аппаратуры телевизоров, деталей электромашин, плавких предохрани­телей и т. д. К преимуществам пайки относятся: незначительный нагрев соеди­няемых частей, что сохраняет структуру и механические свойства металла; чистота соединения, не требующая в большинстве случаев после­дующей обработки; сохранение размеров и форм детали; прочность соединения. Современные способы позволяют паять углеродистые, легированные и нержавеющие стали, цветные металлы и их сплавы.             Припои. Качество, прочность и эксплуатационная надежность паяно­го соединения в первую очередь зависят от правильного выбора припоя. Не все металлы и сплавы могут выполнять роль припоев.  Припои долж­ны обладать следующими свойствами: ü  иметь температуру плавления ниже температуры плавления спаива­емых материалов; ü  в расплавленном состоянии (в присутствии защитной среды, флюса или в вакууме) хорошо смачивать паяемый материал и легко растекаться по его поверхности; ü  обеспечивать достаточно высокие сцепляемость, прочность, пластич­ность и герметичность паяного соединения; ü  иметь коэффициент термического расширения, близкий к соответ­ствующему коэффициенту паяемого материала. В зависимости от температуры плавления припои классифицируют следующим образом: твердые (тугоплавкие) — высокопроч­ные, имеющие температуру плавления выше 500 °С; мягкие (легко­плавкие) — меньшей прочности, имеющие температуру плавления ниже 500 °С. Легкоплавкие припои широко применяют в различных отраслях промышленности и быту; они представляют собой сплав олова со свинцом. Разные количественные соотношения олова и свинца опреде­ляют свойства припоев. Оловянно-свинцовые припои по сравнению с другими обладают высокой смачивающей способностью, хорошим сопротивлением корро­зии. При пайке этими припоями свойства соединяемых металлов прак­тически не изменяются. Тугоплавкие припои представляют собой тугоплавкие металлы и сплавы. Из них широко применяют медно-цинковые и серебряные. Для получения определенных свойств и температуры плавления в эти сплавы добавляют олово, марганец, алюминий, железо и другие металлы. Добавка в небольших количествах бора повышает твердость и проч­ность припоя, но повышает хрупкость паяных швов.               Флюсы. С повышением температуры скорость окисления поверхно­сти спаиваемых деталей значительно возрастает, в результате чего припой не пристает к детали. Для удаления оксида применяют химические веще­ства, называемые флюсами. Флюсы улучшают условия смачивания поверхности паяемого металла расплавленным припоем, предохраняя поверхность паяного металла и расплавленного припоя от окисления при нагреве и в процессе пайки, растворяют имеющиеся на поверхности паяемого металла и припоя оксидные пленки. Различают флюсы для мягких и твердых припоев, а также для пайки алюминиевых сплавов, нержавеющих сталей и чугуна.             Устройство электропаяльника. По способу нагрева паяльники делятся на электрические, жаровые, бензиновые и газовые. Для монтажа аппаратуры наибольшее распространение получили электрические паяльники. Основная часть паяльника (рис. 1) — нагревательный элемент (обмотки) 4 представляет собой провод из сплава нихрома, намотанный виток к витку на стальную труб­ку и изолированный от нее слюдой. Обмотки могут быть двух­слойными или выполняться в виде съемного элемента. В стальную трубку с одной стороны вставляется медный паяльный стержень 1, наружный конец - рабочая часть паяльника называется жалом или носиком. На другой конец стальной трубки надевается ручка 6 из дерева или изоляционного материала, через которую про­пускают шнур с вилкой. Концы шнура обматываются асбестовы­ми нитями 5, пропускаются через отверстия в стальной трубке и соединяются с концами обмоток. Нагревательный элемент свер­ху покрыт слоем слюды и асбеста 3 для электро- и теплоизоля­ции. Поверх асбеста укреплен стальной кожух 2, состоящий из двух половинок, скрепляемых при помощи колечек. По форме па­яльного стержня паяльники делятся на торцевые и курковые (Г- образные). Паяльники на напряжение 8, 12, 24, 36, 42 В безо­пасны, удобны и долговечны, так как провод обмоток имеет боль­шую толщину. Рисунок 1.                Подготовка паяльника к работе. Новый паяльник сначала «обж­игают», чтобы в нем выгорели нитки, различные включения в бесте, масляное покрытие и т. п. Для этого паяльник включают на 1—2 ч в сеть с напряжением, указанным на паяльнике. Жало пяльника должно иметь форму клина с углом 55... 60°, которую лучше получить ковкой для создания наклепа. Налет замедляет растворение меди в канифоли и препятствует появлению раковин на жале. После этого жало запиливают напильником так, чтобы грани были гладкими и на жале образовался задний угол 10... 15°. Такая форма жала способствует стеканию припоя в паяльный шов. Запиленный или загрязнившийся паяльник необходимо залудить, т. е. покрыть тонким слоем припоя. Для этого после достаточного прогрева жало паяльника надо погрузить в канифоль и довести гранью по куску припоя. Если паяльник нормально прогрет, но не залудился, следует все операции повторить.                Технология  пайки. Процесс пайки сводится к следующему. Предварительно зачищенные выводы деталей, провода т. п. покрывают тонким слоем припоя (лудят). Затем спаивают детали плотно прикладывают друг к другу. На паяльник берется необходимое количество припоя и канифоли. Паяльник прикладывается к детали с большей массой таким образом, чтобы обеспечить наилучшую теплопередачу. После растекания расплавленного припоя его распределяют плавным движением паяльника. Рекомендуется иметь два ку­пи канифоли: первый — для очистки паяльника, второй — для пайки. Для обеспечения надежного контактного соединения при пайке необходимо выполнение следующих требований: 1. Жало паяльника должно быть без раковин и хорошо облужено. 2. Паяльник должен быть хорошо прогрет. Признак достаточного прогрева — вскипание канифоли (но не сгорание) и обильное выделение дыма. 3. Количество флюса, вносимого в место пайки, должно быть минимальным. Флюс не должен растекаться за пределы места пайки. 4. Количество припоя, вносимого в место пайки, определяется опытным путем таким образом, чтобы обеспечивалось заполнение отверстий и просматривались контуры деталей. 5. Место пайки должно быть достаточно прогрето паяльников до полного растекания припоя. 6. Соединяемые детали должны быть неподвижными до полного затвердевания припоя. 7. Время пайки одного контактного соединения - не более 5 секунд.                   Для повышения механической прочности облуженный проводник закрепляют у контакта механически, а пайка обеспечивает электропроводность между спаиваемыми деталями. Пайка «внакладку» или «встык» допускается только в лабораторных макетах. При перегреве пайка получается темной и шероховатой, а при недогреве непрочной, и на ее выполнение тратится много времени.                   Контроль качества паяемых соединений. Качество пайки проверяется внешним осмотром в необходимых случаях с применением лупы. Хорошо выполненной пайкой следует считать такую, на которой ясно видны контуры соединенных деталей (витки, колечки, изгибы), но все щели заполнены припоем. Пайка имеет глянцевитую поверхность, без трещин, наплывов, острых выпуклостей.                  Механическую прочность пайки проверяют пинцетом с надетыми на его концы трубками из поливинилхлорида. Усилие тяжения вдоль оси провода должно быть не более 10 Н. Запрещается пе­регибать провод около места пайки. Проверке подлежат все при­паянные жилы проводов и выводы электрорадиодеталей. Посла контроля пайки и приемки места спая окрашивают прозрачным цветным лаком, наносимым на место спая в виде небольшого мазка мягкой кисточкой.                   Дефекты. Наиболее распространенные при пайке дефекты, причины их возникновения и способы устранения приведены в табл. 1. Таблица 1. Виды дефектов при пайке вид дефекта причина возникновения способ устранения Припой не смачива­ет поверхность паяемого металла Недостаточная актив­ность флюса Наличие на поверхности оксидной пленки, жировых и других загрязнений Увеличить ко­личество флюса или добавить в не­го фтористые соли Улучшить об­работку поверхно­стей Наплывы (натеки) припоя Недостаточный прогрев деталей (припой не распла­вился) Повысить тем­ператур у пайки Припой при хоро­шей смачиваемости не затекает в зазор Мал зазор Подобрать оп­тимальный размер зазора Поверхность паяно­го шва имеет большую шероховатость Превышена температура или время пайки Уменьшить температуру или время пайки Трещины в шве Значительная разница в коэффициентах теплового расширения припоя и металла Подобрать со­ответствующий при­пой Смещение и переко­сы в паяных соединени­ях Некачественное скрепле­ние деталей перед пайкой Исключить смещение соединя­емых деталей при затвердевании при­поя                    Безопасность труда. При паяльных работах и лужении следует вы­полнять определенные требования безопасности. Ø  Рабочие места, предназ­наченные для выполнения работ по пайке мелких деталей, должны обо­рудоваться местными вытяжными устройствами, обеспечивающими непосредственно на месте пайки скорость движения воздуха не менее 0,6 м/с. Ø  В помещениях, где выполнялись паяльные работы, должно производиться мытье полов (сухая уборка пола не разрешается). Ø   Хранение одежды в помещениях, где производится пайка, запрещается. Ø  В непосредственной близости от рабочих мест, предназначенных для выполнения работ по пайке мелких деталей мягкими припоями, должны устанавливаться: умывальник; бачок с 1 %-ным раствором уксусной кислоты для предварительного обмывания рук; легкообмываемые переносные емкости для сбора бумажных или хлопчатобумажных салфе­ток и ветоши. Около умывальника постоянно должны быть мыло, щет­ки и салфетки для вытирания рук (применение полотенец общего поль­зования не разрешается). Подготовка металлов и процесс пайки связаны с выделением пыли, а также вредных паров цветных металлов и солей, которые вызывают раздражение слизистой оболочки глаз, поражение кожи и отравление. Поэтому при пайке и лужении необходимо соблюдать следующие прави­ла безопасности: Ø  рабочее место паяльщика должно быть оборудовано местной венти­ляцией; Ø  не допускается работа в загазованных помещениях; Ø  по окончании работы и перед принятием пищи следует тщательно мыть руки с мылом; Ø  химикаты нужно засыпать осторожно, малыми порциями, не допус­кая возникновения брызг (попадание кислоты в глаза может вызвать слепоту ; испарения кислот также очень вредны); Ø  не допускаются ручные операции (промывка, протирка изделий, розлив и др.), при которых возможно непосредственное соприкосно­вение кожи работающего с дихлорэтаном (огнеопасная ядовитая жид­кость) или содержащими его смесями; Ø  при нагреве паяльника следует соблюдать обшие правила безопасно­го обращения с источником нагрева; Ø  необходимо провести визуальный осмотр инструментов и оборудования, убедиться в его исправности; Ø  у электрического паяльника рукоятка должна быть сухой и не проводящей тока; Ø  посадка учащегося должна быть прямой, локти должны касаться плоскости стола, расстояние от места пайки до глаз должно быть 350... 400 мм, паяльник обходимо держать как карандаш. Упражнения: организация рабочего места, зачистка проводов, подготовка проводов и клемм для выполнения работ, лужение, пайка, сборка клеммной коробки, уборка рабо­чего места. ИНСТРУКЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  КАРТА.  ПАЙКА ЭЛЕКТРОМОНТАЖНЫХ СОЕДИНЕНИИ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОПАЯЛЬНИКА. СБОРКА КЛЕММЕННОЙ КОРОБКИ Учебная цель: обучение учащихся приемам лужения, многопроволочных медных проводов. Материально-техническое оснащение. Инструмент и приспособления: стриппер, электропаяльник, монтерский нож, подставка к паяльнику, клеммы. Материалы: припой, канифоль, флюс, набор  многопроволочных монтажных проводов. Порядок выполнения Инструкционные указания Изображение Упражнения Упражнение 1 Организация рабочего места 1.Подготовить необходимые инструменты, приспособления. 2.Проверить оборудование. Упражнение 2 Зачистка проводов 1. Снять стриппером с 3 многопроволочных медных проводов изоляцию на расстоянии 8... 10 мм. Стриппер необходимо держать режущими частями таким образом, чтобы зазор между его режущими частями был больше диаметра жилы, но меньше диаметра изоляции. 2. Зачистить жилу монтерским ножом или наждачной бумагой Упражнение 3 Подготовка проводов. 1.Многопроволочную жилу свернуть плоскогубцами без насечек. 2. Одну сторону 3-х многожильных проводов соединить вместе, скрутив в одну жилу. Упражнение 4 Подготовка к пайке и лужению 1.      Подготовить рабочее место и паяльник к пайке. 2.      Запиленный или загрязнившийся паяльник необходимо залудить, т. е. покрыть тонким слоем припоя. Для этого после достаточного прогрева жало паяльника надо погрузить в канифоль и довести гранью по куску припоя. Если паяльник нормально прогрет, но не залудился, следует все операции повторить. Упражнение 5 Подготовка к пайке 1.      Пролудить жилы по всей длине. Для этого нанести на провод и клемму флюс, взять на пяльник капельку припоя и прогреть жилу.  Операцию выполнить таким образом, чтоб не загрязнилась и не оплавилась изоляция проводов. Упражнение 6 Пайка электрических соединений 1.      Подготовить клемму к пайке. Для этого приложить жало паяльника к клемме, прогреть плавно провести паяльником от начала к концу лепестка.. Подвести жало паяльника снизу под лепесток, прогреть и убрать паяльник так, чтобы освободилось отверстие в лепестке клеммы. 2.      Пинцетом вставить жилу по центру отверстия и плотно прижать к ле­пестку клеммы. Выполнить пайку так, чтобы отверстие лепестка было заполнено припоем и просматривались контуры жилы.   Упражнение 7 Сборка клеммной коробки 1.     Поместить получившееся изделие в клеммную коробку и закрепить гайками. Упражнение 8 Уборка рабо­чего места 1.     Выполнить нейтрализацию свинца на инструменте и рабочем месте. 2.      Привести в порядок рабочее место. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ 1.      В чем особенность подготовки паяльника к работе? 2.      Какие припои вы знаете? В чем их отличие? 3.      Как производится пайка? 4.      Техника безопасности при лужении и пайке?