Машиностроение. Энциклопедия Оборудование для сварки

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Машиностроение. Энциклопедия Оборудование для сварки

Для создания сварочного давления в уста-новке ВЧД6-4/27 используется гидропривод.Установка позволяет проводить как плоскост-ную, так и объемную сварку изделий. Подго-товка изделий для сварки выполняется вне еезоны на двух загрузочных столах в виде под-вижных плит, расположенных на одной высо-те. Установки ВЧД 10-4/27 и ВЧД6-10/27имеют сварочные прессы портального типа сгидроприводом, а также два загрузочных сто-ла, установленных для экономии площадиодин над другим и поочередно подаваемых взону сварки под пресс. На установках серииВЧД все операции сварочного цикла выпол-няются автоматически.
...
Кроме стационарных установок серии ВЧДприменяют также малогабаритную ручную ус-тановку ЛС2-0,3. Потребляемая мощностьэтой установки 0,8 кВт (колебательная мощ-ность 0,25 кВт), максимальная площадь сварки4 см2, максимальная сила клещей 0,2 кН, га-баритные размеры 0,35 х
...
Сварка инфракрасным излучением осуществ-ляется с применением устройства "Пилад-220"или установок МСП-5М и СПК-М. Устройст-во "Пилад-220" предназначено для непрерыв-ной стыковой сварки линолеума из пластифи-цированного поливинилхлорида. В качествеинфракрасных излучателей используются двестержневые кварцевые лампы КИ-220-1000,каждая мощностью 1000 Вт. Для охлаждениярефлектора и корпуса устройство "Пилад"имеет воздушные радиаторы. В зависимости отвзаимного расположения кварцевых ламп исвариваемого изделия изменяется характер те-плового поля в зоне сварки как поперек, таки вдоль нагреваемого стыка.
...
Установки МСП-5М и СПК-М предна-значены для непрерывной сварки нахле-сточных соединений полимерных пленок тол-щиной 25...500 мкм. Они имеют сменные сва-рочные головки, что позволяет также произво-дить сварку нагретым инструментом и нагре-тым газом [21, 22].
...
Оборудование для нанесения покрытий имодификации поверхности, в том числе мето-дом ионной имплантации, служит для форми-рования на поверхности изделий, конструкцийи конструкционных материалов слоев с особы-ми свойствами, отличающимися от основногоматериала и обеспечивающими защиту от раз-рушающего воздействия (физического, хи-мического и механического) внешних сред инагрузок, а также для восстановления геомет-рических размеров изношенных деталей.
...
Технологический цикл получения покры-тий включает два основных этапа: подготовкуповерхности изделий или конструкций переднанесением покрытий и операцию нанесенияпокрытий. В соответствии с этим имеются двегруппы технологического оборудования. Уста-новки для подготовки поверхности служат дляобезжиривания поверхностей деталей, очист-ки их от оксидных пленок и загрязнений, при-дания необходимой шероховатости, активиро-вания поверхностного слоя материала.
...
В ряде случаев, главным образом при ваку-умных методах нанесения покрытий, опера-ция подготовки полностью или частично осу-ществляется в основной технологической уста-новке в качестве одной из рабочих операций.Оборудование для нанесения покрытий и мо-дифицирования поверхности обеспечиваетформирование защитных слоев заданной тол-щины на определенных участках или всей по-верхности изделия.
...
мосфера). Разнообразие сред относится к газо-термическому напылению. Состав оборудова-ния значительно отличается в зависимости отусловий его реализации — на воздухе, под во-дой, в вакуумируемой камере или в камере сконтролируемой инертной средой.
...
— По степени комплектности и уровнюмеханизации (ручной инструмент, станочныйинструмент, механизированный комплекс, ро-ботизированный комплекс). Использованиеручного инструмента характерно для газоплаз-менного напыления, электродуговой металли-зации и электроискрового легирования и, вменьшей степени, для плазменного напыле-ния. Он применяется для нанесения покры-тий на небольшие поверхности при отсутствиисерийного производства, а также при работах вполевых условиях, например, при нанесенииантикоррозионных покрытий на металлокон-струкции мостов и других сооружений. Ста-ночный инструмент для реализации этих мето-дов применяют при проведении более высоко-производительного технологического процес-са. Он обладает большей массой, чем ручной,и крепится на станках или специальных мани-пуляторах, обеспечивающих его механизиро-ванное перемещение.
...
Механизированные и автоматизированныекомплексы могут быть использованы прак-тически во всех рассматриваемых технологияхнанесения покрытий и модифицирования по-верхности. Они обеспечивают подачу обраба-тываемого изделия в рабочую зону, заданноеотносительное перемещение рабочего инстру-мента (горелки, плазмотрона, лазерного лучаи др.) и обрабатываемой детали и выдачу гото-вого изделия. Контроль рабочих параметровосуществляется или вручную (при механизи-рованном комплексе), или автоматически споддержамием заданного уровня. Примеромавтоматизированного комплекса может слу-жить комплекс плазменного напыления ните-водящих деталей текстильных машин.
...
также в проведении процесса нанесения по-крытий в замкнутом пространстве, например,в вакуумируемой камере при плазменном на-пылении в динамическом вакууме. Роботизи-рованные комплексы находят широкое приме-нение при газотермическом напылении ком-понентов газотурбинных двигателей (лопаток,камер сгорания и др.).
...
Разнообразие типов оборудования для на-несения покрытий обеспечивает широкий диа-пазон его практического применения, напри-мер: ручные электродуговые пистолеты и газо-пламенные горелки для нанесения антикорро-зионных и износостойких покрытий на экран-ные трубы бойлеров; газотермические установ-ки для восстановления коленчатых валов;электронно-лучевые установки для нанесенияпокрытий на лопатки газотурбинных двигате-лей; поточные линии для газотермическогонанесения антикоррозионных покрытий налист, трубы, сортовой прокат; лазерные ком-плексы для упрочнения гильз двигателей внут-реннего сгорания.
...
Вакуумные методы нанесения покрытий имодифицирования поверхности (электронно-лучевой и ионно-плазменный методы, термо-ионное и катодное распыление, ионная им-плантация и др.), а также электроискровое ле-гирование и лазерная обработка основаны наиспользовании электрической энергии. Ис-точники питания, как правило, являются спе-циализированными и во многих случаях вхо-дят в состав установки для нанесения покры-тий или обработки поверхности.
...
Оборудование для газотермического нане-сения покрытий (электродутовой металлиза-ции, газопламенного, плазменного и детона-ционного напыления) по виду используемойэнергии делится на две группы — газопламен-ное и газоэлектрическое. В первом случае (га-зопламенное и детонационное напыление) ис-
...
Установки подразделяются на два типа —для напыления легкоплавких материалов (стемпературой плавления не выше 800 °С) —цинка, пластмассы и др. и тугоплавких (с тем-пературой плавления ниже 2000 °С). В первомслучае используется газовоздушное пламя, вовтором — газокислородное. Техническая ха-рактеристика установок газопламенного напы-ления представлена в табл. 1.3 [1, 7, 15, 28].Установки УГПЛ-П, УГПТ-П, УПТР-86 при-меняются для ручного газопламенного напы-ления, УГПУ — как для ручного, так и для ме-ханизированного, УГМ-1 — для механизиро-ванного.
...
Из установок газопламенного напылениязарубежных фирм следует выделить оборудова-ние, выпускаемое фирмами Кастолин и Эутек-тик (Швейцария), Метко (США), СНМИ(Франция). Установка "Сибер-Джет" фирмыСНМИ снабжена системой автоматическогопуска и выключения установки, программи-руемого установления режима напыления в за-висимости от материала проволоки (или гиб-кого шнура) и ее диаметра.
...
К новому поколению оборудования для га-зопламенного напыления относятся установ-ки сверхзвукового напыления процессом"Джет Коут". Скорость истечения струи дости-гает 1500...2000 м/с. Схемы газопламенных го-релок со сверхзвуковым истечением струипредставлены на рис. 1.2. Существует две ос-новных разновидности таких горелок — с каме-рой предварительного сжигания (рис. 1.2, а)
...
Оборудование для плазменного напыленияпокрытий. Плазменным напылением наносятизносостойкие, жаростойкие, коррозионно-стойкие и другие типы покрытий. Оборудова-ние для плазменного напыления подразде-ляют следующим образом:
...
проволоки методом плазменно-дугового напы-ления и могут использоваться как в составеполуавтоматов, так в составе имеющихсясредств механизации, обеспечивающих надеж-ную защиту обслуживающего персонала и ок-ружающей среды от шума, аэрозолей и др. Этиустановки служат для повышения износостой-кости поверхностей изготовляемых деталей ивосстановления изношенных поверхностей де-талей в условиях мелкосерийного производст-ва и ремонтного производства.
...
Полуавтоматы камерного типа состоят из ка-меры напыления, плазменной установки в сборе,аспирационного устройства. В камере напылениярасположены плазмотрон, передняя и задняябабки для крепления детали, на которую нано-сится покрытие. Механизмы перемещения плаз-мотрона и вращения детали вынесены за преде-лы камеры, что обеспечивает удобство обслужи-вания и эксплуатации оборудования.
...
Роботы при плазменном нанесении по-крытий применяются в основном при нанесе-нии покрытий на детали сложной формыили при работе в изолированном объеме (на-пример, камеры сгорания газотурбинных дви-гателей, их лопатки). Используют как спе-циализированные роботы (АР-1, АР-2 фир-мы Метко), так и промышленные с необходи-мыми характеристиками по нагрузке и скоро-стям перемещения. Примером полуавтоматадля плазменного напыления может служитьустановка 15-ВБ, которая комплектуетсяплазменной установкой "Киев-7". Техноло-гические возможности полуавтомата опреде-ляются по параметрам комплектующей плаз-менной установки, приведенным ниже.Скорость перемещения плазмотрона, м/с:
...
Оборудование для детонационного напыле-
ния покрытий.
...
зов и флегматизирующего газа в ствол, порош-ковый дозатор; воспламенитель горючей смесигазов; систему локализации сгорания горючейсмеси газов в стволе; систему охлажденияствола и других нагреваемых узлов установки;системы контроля процесса напыления икачества напыляемого покрытия.
...
Стволы детонационных установок раз-личаются формой и размерами камеры сгора-ния, местом ввода горючей смеси и порошка,способом и местом инициирования горениягорючей смеси, конструктивными особенно-стями системы охлаждения. Обычно приме-няют стволы с цилиндрической камерой сго-рания диаметром 20...30 мм, длиной 1...2 м.Более перспективны конструкции стволов спеременным по длине сечением камеры сгора-ния.
...
Порошковые дозаторы установок для дето-национного напыления делятся на две группы:с пневматическим и механическим дозирова-нием. Известны конструкции, в которых дляприготовления дозы порошка и даже впрыски-вания его в ствол используют импульсы давле-ния, возникающие при сгорании горючей сме-си в стволе.
...
Газораспределительные механизмы обычнопостроены по системе электромагнитных илимеханических клапанов, обеспечивающих цик-лическую подачу газов через смесители вствол. Используется также непрерывная бес-клапанная подача газов. С целью обеспечениястабильной надежной работы детонационныхустановок и безопасности условий труда необ-ходимо локализовать горение в камере сгора-ния и стволе при выполнении каждого рабоче-го цикла напыления. Для этого служат герме-
...
тичные механические клапаны с подачейфлегматизирующего газа (азота) в смеситель-ную камеру, огнепреградители (буферные ем-кости между смесителем газов и стволом, за-полняемые перед поджигом горючей смесифлегматизирующим газом).
...
Пульт управления позволяет осуществлятьдистанционное управление исполнительнымимеханизмами детонационной установки, авто-матический режим которой может быть обес-печен следующими техническими средствами:механическим или электромеханическим при-водом; релейно-контактными устройствами,электронными приборами.
...
Газораспределительный пульт служит дляподачи и контроля расхода компонентов дето-национной газовой смеси. Независимо от кон-струкции пульт включает контрольно-измери-тельные приборы (ротаметры, манометры) ирегулирующие устройства (редукторы, венти-ли, регуляторы перепада давления). Техниче-ская характеристика газораспределительногопульта АДК "Прометей" приведена ниже.
...
Детонационный комплекс "Азов", специа-лизированный для упрочнения и восстановле-ния коренных и шатунных шеек коленчатыхвалов, использует в качестве рабочих газовпропан-бутан, кислород, сжатый воздух. Тех-ническая характеристика комплекса "Азов"
...
звукоизолирующая камера, устройство для пе-ремещения обрабатываемых изделий, газогене-ратор (электролизер), блок управления и кон-троля. Потребляемая мощность 1 кВт.
...
Оборудование для электронно-лучевого на-несения покрытий. Основными его элемента-ми являются тигель с испаряемым материа-лом и генератор электронного луча — элек-тронно-лучевая пушка (рис. 1.6) [13, 17].
...
В настоящее время получили распростра-нение два типа электронно-лучевых пушек дляиспарения материалов: аксиальные, форми-рующие осесимметричный пучок электронов;плосколучевые, преобразующие первоначаль-ный плоский пучок электронов в цилиндриче-ский. Аксиальные пушки обычно имеют двенезависимые электромагнитные линзы дляфокусировки луча и управления им. Катод ваксиальных пушках выполнен в виде массив-ной шайбы из вольфрама или тантала и имееткосвенный нагрев. В плосколучевых пушкахпрямолинейный катод из вольфрамовой про-волоки нагревают прямым пропусканием то-ка. Электромагнитная система преобразова-ния плоского луча в цилиндрический и управ-ления лучом выполнена в виде одного блока[16, 28]. Мощность пушек, применяемых дляосаждения жаростойких покрытий, изменяетсяв достаточно широких пределах в зависимо-сти от типа покрытий и размеров изделий(25... 150 кВт), ускоряющее напряжение 20 кВ.
...
Типичные аксиальные пушки разработаныинститутом М. фон Арденне и фирмой Лей-больд-Гереус (Германия). Плосколучевые пушкииспользуются в установках для испарения мате-риалов, созданных фирмой Аирко Темескал(США) и ИЭС им. Е. О. Патона (рис. 1. 7) [15].
...
Оборудование для электронно-лучевого на-
несения покрытий.
...
один или несколько испарителей. Разработанряд промышленных установок для нанесениязащитных покрытий на партии турбинных ло-паток. Основными требованиями, предъявляе-мыми к таким установкам, являются: получе-ние равномерно осажденного по перу лопатокзащитного слоя, воспроизводимость химиче-ского состава и толщины покрытия, возмож-ность непрерывного ведения процесса испаре-ния в течение длительного времени, обеспече-ние высокой производительности.
...
На рис. 1.8 приведена схема специализиро-ванной электронно-лучевой установки перио-дического действия для нанесения защитныхпокрытий испарением в вакууме из одного ис-точника [26]. Рабочая камера установки разде-лена на камеру 1 испарения и полость элек-тронно-лучевой пушки 9. Пушка является со-ставной частью испарителя 11, который уста-новлен в нижней части рабочей камеры. Спе-циальными полюсными наконечниками элек-тронный луч изгибается на 270° и фокусирует-ся на торце слитка 10. Расплавленный металлразогревается до температуры, при которойскорость осаждения парового потока на под-ложке достигает 15 мкм/мин. Процесс испаре-ния ведется при разрежении не ниже 10~3 Па.В установке предусмотрено раздельное вакуу-мирование камеры испарения и полости элек-тронно-лучевой пушки механическими и диф-фузионными насосами.
...
Рабочая камера объединена с двумя вспо-могательными камерами 6, в которых осущест-вляется предварительный подогрев деталей,собранных в приспособлении. В установке
...
применен предварительный нагрев элемента-ми сопротивления и непосредственный подог-рев изделий в процессе осаждения паровогопотока 16. Загрузка изделий производится че-рез специальные шлюзовые камеры. Детали,собранные в приспособлении, подающимиштоками 5 вводятся во вспомогательную каме-ру, где они прогреваются перед осаждениемпокрытия. Одновременно защитный слой на-носится на детали, подаваемые в паровой по-ток из другой вспомогательной камеры.
...
Рабочая камера оснащена устройством 3для дозированного впуска инертного газа (ар-гона). При введении газа в небольшом количе-стве происходит рассеяние парового потока, врезультате чего толщина осажденного слоя по-лучается примерно равной как на открытых,так и на затененных участках лопаток. Одно-временно осуществляется частичная иониза-ция инертного газа и парового потока испа-ряемого металла путем подачи на покрывае-мые детали источником 15 отрицательного по-тенциала (1...2 кВ) по отношению к испарите-лю. Ионизация способствует получению по-крытий с благоприятной дисперсной структу-рой, лишенной кристаллографических дефек-тов, которые возникают в конденсированномслое при подаче газа. Мощность электронно-лучевого испарителя с плосколучевой пушкойв данной установке доставляет 200 кВт.
...
В установке ESC-30/300SC лопатки распо-лагают в шахматном порядке точно над испа-рителем и закрепляют посредством держателейв шпиндельных головках, установленных в па-раллельных консолях манипулятора. Движениена лопатки передается от привода, располо-женного вне вакуумных камер. Боковые кон-соли манипулятора имеют возможность кача-ния. При трехсменной работе установка вы-пускает 800 — 1500 лопаток с покрытиями всутки в зависимости от их типоразмеров.
...
нанесения покрытия и важнейшие техноло-гические параметры процесса — давление ос-таточных газов в камере, расход испаряемыхматериалов, температура нагрева, показаниядатчика контроля массы — фиксируются ипечатаются в специальном паспорте.
...
В линиях для одно- и двухстороннего на-несения покрытий на движущуюся стальнуюполосу шириной 600 мм со скоростью переме-щения до 5 м/с толщина покрытия регулиру-ется в пределах 0,05...5 мкм изменением ско-рости перемотки ленты [29].
...
Для нанесения на сварочные материалы(проволоку, ленту) специальных легирующих,модифицирующих, инокулирующих или акти-вирующих покрытий применяется электрон-но-лучевая установка УЭ-202, разработаннаяв ИЭС им. Е. О. Патона (рис. 1.11).
...
В установке применены стандартные плос-колучевые электронные пушки с поперечнымотклонением луча и прямоканальным катодом.Нагрев проволоки или ленты перед нанесени-ем покрытия осуществляется электроннойпушкой через вольфрамовый термоблок. Сис-тема отклонения электронных лучей — элек-тромагнитная. Ниже приведена техническаяхарактеристика установки УЭ-202.
...
система охлаждения 4 газоразрядного уст-ройства и термостатирования рабочей каме-ры, предназначенная для охлаждения мишении анода в распылительном устройстве, дета-лей испарительного устройства при термиче-ском испарении;
...
устройство 7 подпитки тигля, служащеедля пополнения тигля материала и обеспечи-вающее требуемую технологическим процес-сом температуру и уровень расплавленного ме-талла в тигле;
...
устройство 8 перемещения и ориентациипокрываемых деталей, предназначенное дляповышения равномерности распределенияконденсата на детали;
...
откачной пост 9, предназначенный длясоздания вакуума в рабочей камере и поддер-жания определенного давления в процессе на-несения покрытия;
...
Оборудование для катодного распыленияпредставлено типичной установкой УВН-75П-1(рис. 1.14, а), которая предназначена для на-несения покрытий на гибридные интеграль-ные схемы. Техническая характеристика уста-новки приведена ниже.
...
распыления дугой с холодным катодом; г —термического испарения сжатой дугой низкого давления и ионного распыления в плазме дуги с термокатодом;д — термоионного; / — рабочая камера; 2 — откачной пост (высоковакуумный и форвакуумный насосы); 3 —распылительное (испарительное) устройство; 4 — источник питания распылительного (испарительного) уст-ройства;
...
— устройство нагрева деталей; 8 — система охлаждения; 9 — система управления техноло-гическим процессом; 10 — система ионной очистки деталей; 11 — источник питания вспомогательного разря-да; 12 — пирометр для измерения температуры нагрева покрываемых деталей; 13 — система защиты микродуг;14 — газоразрядное устройство с накаленным катодом; 15 — система управления натеканием плазмообра-зующего газа;
...
Оборудование для термического испарениясжатой дугой низкого давления представленоустановкой У-304, предназначенной для ме-таллизации элементов керамических конденса-торов (рис. 1.14, г).
...
изделий. Техническая характеристика механи-зированных и автоматизированных установокэлектроискрового легирования из электродовприведена в табл. 1.14.
...
Для электроискрового легирования из по-рошков используют установки "Разряд" и "Раз-ряд-М". Потребляемая мощность составляетне более 6 кВ • А, производительность
...
1.14. Техническая характеристика установок для механизированного и автоматизированногоэлектроискрового легирования марки "Элитрон"
...
Рис. 1.15. Обобщенная структурная схема установки для электроискрового
легирования
...
Оборудование для лазерного легирования имодифицирования поверхностей. Для этих це-лей могут использоваться твердотельные лазе-ры импульсного действия (обработка малога-баритных прецизионных деталей, напримердеталей приборов) с энергией в импульсе из-лучения 3 Дж и выше ("Квант-9", "Квант-10","Квант-12", "Квант-16", "Квант-41", "Квант-50"), а также С02-лазеры непрерывного и им-пульсно-периодического действия (обработкасредних и крупных по величине деталей, при-меняемых в машиностроении, транспорте идр.) мощностью 100 Вт и более ("Катунь","Кардамон", "Латус-31", "Комета", ЛТ-1 и др.)[12].
...
При лазерном легировании в состав техно-логической оснастки помимо механизмов пе-ремещения детали или луча, сканаторсв лучавходит дозатор порошка или механизм подачипроволоки (в случае легирования металличе-скими присадками), либо система подачи ле-гирующего газа (в случае легирования газами,например, азотом, кислородом и др.). В случаелегирования смесями газов необходим смеси-тель с контрольной аппаратурой. Дозаторы по-рошка и механизмы подачи проволоки анало-гичны применяемым для лазерной наплавки,но должны обеспечивать на порядок меньшийрасход порошка или проволоки.
...
Оборудование для электронно-лучевого мо-дифицирования поверхностей. Для реализациитехнологических процессов электронно-луче-вого модифицирования поверхностей металловиспользуют как специализированное оборудо-вание [26], так и установки для электронно-лучевой сварки. Наибольшее распространениедля целей модифицирования получили сва-рочные установки, которые обычно модерни-
...
зируют для расширения технологических воз-можностей при модифицировании поверхно-стей. При этом обеспечивается возможностьсоздания и управления тепловложением наплощади, превышающей площадь поперечногосечения электронного пучка. Модернизациясварочных установок заключается в сле-дующем: в электронной пушке либо на ее тор-це устанавливается малоиндуктивная откло-няющая система; система управления отклоне-нием электронного пучка заменяется на спе-циализированную (быстродействующую, спрограммным управлением); манипулятор из-делия или электронной пушки, а также егосистема управления иногда дорабатываетсяили заменяется для обеспечения высоких ско-ростей перемещения (до 40 мм/с).
...
Техническая характеристика систем управ-ления установок для электронно-лучевого мо-дифицирования поверхности приведена втабл. 1.15.
...
Многофункциональная система управле-ния "Промин-1" состоит из микропроцессор-ного блока, двухканального усилителя сигна-лов развертки электронного пучка и блокауправления приводом. Она обеспечивает в ре-жиме диалога:
...
программное управление током электрон-ного пучка и фокусирующей линзы электрон-ной пушки, отклонением электронного пучкапо двум координатам для одной или двух от-клоняющих систем, приводом (шаговым,асинхронным или постоянного тока);
...
Оборудование для лазерного легирования и
модифицирования поверхностей.
...
В режиме модифицирования поверхностисистема формирует высокочастотную растро-вую развертку электронного пучка. В режимегравировки программно задается текст надпи-си, которая будет нанесена электроннымпучком на поверхности изделия. При этомвоспроизводятся цифры, буквы русского и ла-тинского алфавита.
...
Специализированные пирометрическиесистемы позволяют осуществлять контроль па-раметров температурного поля при электрон-но-лучевом модифицировании поверхностейбесконтактно, через иллюминатор вакуумнойкамеры. Так, с помощью пирометрическихсканирующих систем СКАПИР-01 и СКА-ПИ
...
Оборудование для ионной имплантации.Принцип работы любой установки для ионнойимплантации состоит в ионизации в ионномисточнике газообразных, жидких или твердыхвеществ и ускорении ионов в электростатиче-ском поле. После разделения ионного пучкапо массе сепарированный пучок ионов на-правляется на мишень-образец, находящийсяв вакуумной камере. Для обеспечения одно-родности распределения заряда на поверхно-сти проводят сканирование. Дозу импланта-ции определяют интегратором тока. Установкидля ионной имплантации различаются спосо-бами ускорения, напряжением, способами фо-кусировки, источниками питания.
...
Установка для ионной имплантациивключает: ионный источник У; системы уско-рения и фокусировки ионов, разделения пучкаионов по массе, сканирования пучка 6; прием-ную камеру 2 и вакуумную систему (рис. 1.16).Имеется несколько типов ионных источни-ков, основанных на различных принципах ио-низации: электронным ударом, фотоиониза-ция, химическая ионизация.
...
Источники с ионизацией атомов на разо-гретой поверхности твердых тел находят при-менение в исследовательских установках. Основ-ное преимущество источников этого типа — ма-лый разброс ионов по энергиям, основной не-достаток — сравнительно малые токи. Такиеисточники используются при контролируемомнанесении пленок щелочных и щелочно-зе-мельных металлов, для получения пучков ма-лого диаметра, в установках для получения уз-ловых закономерностей при взаимодействииионов с твердым телом, при анализе материа-лов.
...
Источник ионизации электронным ударомтипа Нира применяется в масс-спектромет-рических устройствах. Сила выходного токане превышает нескольких микроампер вслед-ствие низкой ионизации (10~5). Разброс по
...
ми высокочастотных разрядных источниковявляются необходимость тщательного экрани-рования с целью исключения влияния высо-кочастотных наводок на измерительную аппа-ратуру, трудность получения ионов металлов,неспособность работать при повышенных тем-пературах, необходимость контроля парамет-ров и управления ими, недостаточно длитель-ный цикл непрерывной работы (50... 100 ч).Однако высокочастотные источники характе-ризуются простотой конструкции и надежно-стью работы, на изготовление не требуетсябольших затрат, удобны в эксплуатации, от-личаются экономичностью.
...
Для получения тяжелых ионов можно ис-пользовать источники с дуговым разрядом впарах материалов электродов. В установках стакими источниками используются ионныепучки и ускоренная плазма. Плазменные уско-рители применяют, например, для высокоско-ростного нанесения пленок, откачки газов.Они экономичны, высокопроизводительны,универсальны. В некоторых случаях находятприменение лазерные ионные источники, вкоторых разброс ионов по энергиям составля-ет 0,2...0,5 эВ, искровые ионные источники,позволяющие «получать многозарядные ионы,но отличающиеся невысокой стабильностьюионного тока; источники с тлеющим разря-дом, в которых обеспечивается высокая плот-ность тока, но затруднено измерение энергииионов и невелика глубина их проникновения.
...
Высокие энергии сообщаются ионам с по-мощью систем ускорения двух типов: в оди-ночном зазоре между двумя электродами и вмногозазорных ускорительных секциях. Оди-ночные зазоры надежно работают при уско-ряющих напряжениях 40 кВ, но при напряже-нии свыше 100 кВ в подобной системе ускоре-ния появляются пробои. Более надежны мно-гозазорные ускорительные секции, обеспечи-вающие постепенный рост энергии ионов вкаждом зазоре на 15...20 кэВ. Для фокусиров-ки ионов применяют электростатические лин-зы (одиночные, иммерсионные, диафрагмы сотверстием).
...
Для получения ионных пучков, содержа-щих определенный элемент, выполняют сепа-рацию общего потока, осуществляя взаимо-действие движущихся ионов с магнитным иэлектрическим полями, с одновременным воз-действием постоянного и переменного элек-трических полей. По скоростям поток фильт-руют с помощью электростатических анализа-торов. Разделение пучка осуществляют с помо-щью секторных магнитных систем, откло-няющих пучок на 60 или 90°. Разделительнаяспособность секторных магнитов не уступаетразделительной способности 180°-ных магни-тов. Чтобы разделить ионы по массе, исполь-зуют фильтр Винна — устройство со скрещен-ными ортогонально магнитным и электриче-ским полями. В некоторых масс-спектромет-рах и сепараторах применяют квадрупольные
...
фильтры масс. Преимуществами квадруполь-ного фильтра масс являются слабая зависи-мость разрешающей способности от энерге-тического разброса ионов, возможность анали-за при повышенном давлении остаточного га-за, крутые фронты пиков. Основной недоста-ток такого фильтра заключается в наличиивозможности прохождения нерезонансных ио-нов. В некоторых установках применяют мо-нопольные фильтры масс, к недостаткам кото-рых относятся чувствительность к давлениюостаточных газов и нестабильность работы.
...
Однородность имплантации обеспечиваетсистема сканирования. В зависимости от не-обходимости отклонения пучка в одном илидвух направлениях используют либо две парал-лельные пластины, либо последовательно походу движения пучка две пары взаимно пер-пендикулярных пластин. Имплантация ионовв мишень осуществляется в вакуумной каме-ре. Точное измерение силы тока пучка прово-дится с помощью калориметра, цилиндра Фа-радея и кулонометра.
...
Вакуумная система обеспечивает непре-рывное поступление газа или паров их ионно-го источника в приемную камеру с высокимвакуумом (Ю-5 Па), который способствуетлучшей фокусировке пучка, уменьшению до-зы нейтральных атомов и загрязнения поверх-ности образцов. Откачку производят диффузи-онными насосами, турбомолекулярными насо-сами с соответствующими форвакуумными на-сосами, геттерным насосом, создающим фор-вакуум для сорбционных насосов. Тип насосавыбирают с учетом состава и количества газа,а также необходимости получения безмасляно-го вакуума.
...
Тенденции развития оборудования для на-несения покрытий связаны с расширениемсфер и масштабов их практического примене-ния. В связи с этим как в области газотер-мических, так и вакуумных методов нанесе-ния покрытий наблюдается стремление к соз-данию высокоавтоматизированных и роботи-зированных комплексов, обеспечивающих, содной стороны, высокую производительностьустановок, а с другой, — высокое качество на-носимых покрытий за счет строгого контроляпараметров режима напыления. При этом ис-пользуется блочно-модульный принцип созда-ния таких комплексов, который позволяетоперативно создавать их многообразные моди-фикации. Другая тенденция, в частности газо-термического нанесения покрытий, состоит вразработке мобильных установок и сборно-разборных комплексов с целью проведения ра-бот по напылению покрытий по месту без де-монтажа конструкций и оборудования и созда-ния стационарных участков и цехов.
...
быть общим или локальным, поверхностнымили объемным. Все это обусловливает на-личие широкой гаммы методов нагрева паяе-мого изделия, а следовательно, огромное раз-нообразие устройств, позволяющих реализо-вать эти способы на практике.
...
Наиболее широкое распространение в про-мышленности нашло универсальное оборудо-вание. Прежде всего, это различные паяльни-ки, устройства для газопламенной и индукци-онной пайки, печи, обеспечивающие протека-ние процесса пайки на воздухе и в защитныхсредах, соляные ванны и др. Промышленноеприменение находит и более специализиро-ванное оборудование, позволяющее вести на-грев соединяемых деталей электронным илисветовым лучом, лазером, дуговым разрядоми др. Следует отметить, что и универсаль-ность, и специализация оборудования варьи-руются в широких пределах. Выбор конкрет-ного типа оборудования, степени его универ-сальности или специализации зависит от при-меняемых технологических процессов, припо-ев и программы выпуска изделий.
...
Оборудование для пайки можно классифи-цировать по разным критериям, основным изкоторых является способ получения тепловойэнергии (рис. 2.1).
...
Электротермическое оборудование (ЭТО),применяемое для пайки, преобразует элек-трическую энергию в тепловую, а физико-хи-мическое (ФХО) — в тепловую другие видыэнергии [11].
...
В ЭТО сопротивления тепловая энергия вы-деляется при прохождении электрического то-ка через твердые или жидкие тела. При пря-мом нагреве паяемого изделия теплота выде-ляется в паяемых деталях, непосредственновключенных в электрическую цепь. При кос-венном нагреве теплота выделяется в специ-альных нагревателях, включенных в элек-трическую цепь, и передается от них паяемомуизделию по законам теплопередачи. Послед-няя может осуществляться за счет радиацион-ного нагрева, конвекции газа (воздуха, защит-ного газа и др.), жидкости (расплавленногометалла, флюса, соли и др.), теплопроводно-сти в твердом теле и др.
...
В дуговом ЭТО тепловая энергия выделяет-ся электрической дугой. При прямом нагреведуга горит между электродом и паяемым изде-лием, теплота в основном выделяется в дуге;при косвенном дуга горит между электрода-ми, а теплота к изделию передается излучени-ем; при смешанном дуга горит между электро-дом и паяемым изделием, но значительнаячасть тепловой энергии выделяется в нагревае-мом теле (расплав, шихта); при плазменномнагрев осуществляется в факеле плазмы, обра-зованной при прохождении газа через дуговойразряд; при оптическом дуговом световаяэнергия дуги, горящей между электродами, пе-
...
В индукционных ЭТО нагрев паяемого изде-лия происходит в результате выделения энер-гии высокочастотного электромагнитного то-ка. Индукционные ЭТО могут быть с магнито-проводом и без него. В первом случае нагре-ваемое тело охватывает замкнутую магнитнуюсистему, образуя вторичный виток трансфор-матора, первичная обмотка которого включе-на в электрическую цепь. В индукционныхЭТО без магнитопровода паяемое изделие по-мещено непосредственно в электромагнитноеполе катушки (индуктора), включенной вэлектрическую цепь, а нагрев происходит засчет индицирования вихревых токов.
...
В электронно-лучевых ЭТО тепловая энер-гия выделяется при бомбардировке в вакуумепаяемого изделия потоком электронов, эмити-руемых катодом.
...
Физико-химическое оборудование позво-ляет производить нагрев паяемого изделия засчет теплоты, выделяемой при протекании хи-мических (горение) и экзотермических реак-ций, за счет энергии, освобождаемой при кон-денсации жидкости и др. Оборудование, при-меняемое для пайки, можно классифициро-вать по следующим признакам: по способу за-щиты поверхности соединяемых деталей откислорода воздуха — в вакууме, защитных га-зах, под флюсом, в жидких теплоносителях идр.; по виду нагрева — поверхностный илиобъемный, локальный или общий.
...
Рис. 2.1. Классификация оборудования для пайки металлов
...
рывы в питании печей ведут к несоблюдениютермического режима пайки. Кроме того, воз-можны серьезные повреждения агрегата. Во-прос о возможности отключения электро-печей сопротивления в часы пик и при ава-рийных режимах решается с учетом техноло-гического процесса и типа электропечи.
...
Индукционные печи и устройства на час-тоту 50 Гц подключают к сетям с напряжением220, 380 и 500 В непосредственно или черезспециальные трансформаторы, а к сетям на-пряжением 6600 и 10000 В — только черезтрансформаторы.
...
Большинство электропечей и устройств од-нофазные, крупные агрегаты состоят из не-скольких однофазных. При включении в сетьтрех (шести) индукторов создается трехфазнаянагрузка. Агрегаты с двумя индукторами мож-но включать по схеме Скотта. Для включениямощных однофазных индукторов применяютсимметрирующие устройства, состоящие иземкости и индуктивности и обеспечивающиеравномерное распределение нагрузки по фа-зам. Симметрирующие устройства увеличи-вают капитальные затраты и расход элек-троэнергии и целесообразны в тех случаях, ко-гда несимметрия токов выходит за пределы до-пустимой. Естественный коэффициент мощ-ности обычно 0,7 и ниже, поэтому его повы-шают до 0,9 с помощью конденсаторов.
...
Потребление электроэнергии нагреватель-ными электропечами непрерывного действиявесьма равномерно. Нагревательные электро-печи периодического действия работают цик-лично. Характер циклов зависит от техноло-гического процесса и нагреваемого металла.Толчки тока выше номинального отсутствуют.Канальные электропечи работают обычнокруглосуточно, и перебои при этом нежела-тельны. Режим тигельных нагревательныхэлектропечей зависит от работы оборудованияцеха, перерывы допустимы. Электропечи иустройства с питанием от электромашинныхпреобразователей повышенной частоты и отэлектромашинных источников питания посто-янного тока представляют для сетей трехфаз-ную нагрузку. График потребления энергииразличен, так как зависит от технологическо-го процесса и числа установок, подключен-ных к одному генератору. Для нагревательныхи закалочных индукционных установок графикпотребления мало отличается от среднего гра-фика машиностроительных заводов; они мало-инерционны и могут отключаться так же, какустановки на 50 Гц. Широко используютсявентильные преобразователи повышенной ивысокой частоты, постоянного тока, понижен-ной частоты, вентильные преобразователи —регуляторы переменного тока. Регуляторы вы-полняются трехфазными и однофазными,причем в последнем случае их иногда приме-няют вместе с симметрирующими устройства-ми. Наиболее распространены и перспективнытиристорные преобразователи. В качестве ис-точников питания высокочастотных устано-вок широко применяют ламповые генераторы.
...
Режим работы установок плазменного,электронно-лучевого, электрошлакового идиэлектрического нагрева — спокойный, безперегрузок. График потребления электроэнер-гии зависит от технологического процесса.
...
Использование вентильных преобразовате-лей любого типа связано с появлением в сетивысших гармонических составляющих, из ко-торых наиболее существенны 5, 7, 11 и 13-ягармоники. В результате в электрических ап-паратах и линиях передач возрастают потери,сокращается срок службы изоляции, повыша-ется аварийность кабельных сетей, ухудшаетсяработа системы автоматизации, телемеханикии связи, снижается надежность работы кон-денсаторов (из-за резонансных явлений навысших гармониках). Если несинусоидаль-ность, обусловленная высшими гармониками,превышает 5 % и возможны резонансные яв-ления на гармониках, необходимо уровеньгармоник снижать, используя рациональныесхемы электроснабжения и фильтра.
...
Оборудование для пайки электросопротив-лением. Это группа оборудования наиболееразнообразна и доминирует в практическомиспользовании. Основной принцип, заложен-ный в оборудовании, состоит в том, что элек-трическая энергия превращается в тепловую засчет падения напряжения в основном на уча-стке цепи с высоким сопротивлением. Обору-дование для нагрева током широко применя-ется в серийном производстве, как правило,мелких изделий. Этот способ может быть осу-ществлен как при прохождении тока перпен-дикулярно паяемому зазору, так и параллельноему (рис. 2.2). Нагрев паяемых деталей током,проходящим поперек зазора, .происходит,главным образом, вследствие возникновенияпереходного электросопротивления на границепаяемых деталей и припоя и может быть болеенеравномерным и труднорегулируемым. Длятакого нагрева наиболее пригоден ток малогонапряжения и большой силы, получаемый, на-пример, от сварочных трансформаторов элек-троконтактных машин.
...
Переходное электросопротивление приодинаковых силе тока и времени нагрева зави-сит от площади и плотности прилегания элек-троконтактов, а следовательно, от давленияна детали. После расплавления припоя пере-ходное электросопротивление резко снижает-ся, и дальнейший нагрев происходит за счетэлектросопротивления материала деталей ижидкого припоя.
...
Если электрический ток течет параллель-но паяльному зазору и металл соединяемыхдеталей нагревается только теплотой от нагре-того электрода, то создаются наиболее ста-бильные условия для пайки. При этом давле-ние на паяемые детали не оказывает особоговлияния на их нагрев. При такой разновидно-сти пайки электросопротивлением можно ис-пользовать переменный ток небольшого на-
...
Рис. 2.2. Схемы нагрева при пайке электросопротив-
лением:
...

Материаловедение
Російсько-український словник зварювальної термінології. Українсько-російський словник зварювальної термінології.
Металловедение для сварщиков (сварка сталей)
Машиностроение. Энциклопедия Оборудование для сварки
Иллюстрации к началам курса «Основы материаловедения»
Необычные свойства обычных металлов
Физические методы исследования металлов и сплавов

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Машиностроение. Энциклопедия Оборудование для сварки