Машиностроение. Энциклопедия Оборудование для сварки

Листать книгу

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

скачать книгу Машиностроение. Энциклопедия Оборудование для сварки

латунь, алюминий, графит и др. На условиянагрева металлов в электролитах влияет их те-плопроводность и не влияют магнитные иэлектрические свойства. Для нагрева стали,алюминия и латуни необходимо достаточнобольшое напряжение и плотность постоянно-го тока, т. е. большая мощность генераторов.Так, для нагрева до температуры 800°С стально-го цилиндра с площадью поверхности 100 см2необходим генератор постоянного тока мощ-ностью 400 кВ-А
...
При нагреве в электролите плотность токараспределяется неравномерно, особенно приналичии в детали острых кромок и высту-пающих частей, которые перегреваются и дажеоплавляются. Для устранения этого высту-пающие части детали экранируют. Экран изго-тавливают из огнестойкого и электроизоли-рующего материала, например, из огнеупорно-го кирпича. При этом экран может находить-ся на расстоянии 2...3 мм от поверхности изде-лия. Пайка в электролите имеет ряд преиму-ществ: позволяет соединять разнородные мате-риалы, осуществляется без флюса, легко меха-низируется, обеспечивает высокую производи-тельность процесса, хорошее качество изде-лий.
...
Оборудование с пропуском тока через из-делие очень эффективно, но его использова-ние ограничено изделиями простой формыввиду необходимости равномерного распреде-ления температуры по изделию. Доминируетоборудование, основанное на использованиитеплоты специального нагревателя, котораяпередается изделию излучением, конвекциейили теплопередачей в твердом теле.
...
Печи. Нагрев в печи имеет ряд преиму-ществ [5, 7, 8]: равномерность нагрева и воз-можность точного контроля и регулированиятемпературы; сравнительную легкость механи-зации и автоматизации процесса; высокуюэкономичность при условии непрерывной ра-боты. Экономические и технологические пре-имущества нагрева в печах особенно очевид-ны при массовой пайке мелких изделий(причем в ряде случаев пайка совмещена стермообработкой), при пайке изделий с боль-шим числом труднодоступных соединений,например, разного рода теплообменников иизделий сложной формы, требующих равно-мерного нагрева.
...
В настоящее время для пайки применяютэлектрические и газопламенные печи, причемявно доминируют электрические печи самыхразнообразных конструкций и назначений: ка-мерные, шахтные, карусельные, с шагающимили выдвижным подом и т. д. По способу пре-образования электрической энергии в тепло-вую различают электрические печи сопротив-ления и индукционные [11]. В печах сопротив-ления, которые наиболее часто используются впромышленности, нагрев паяемого изделияосуществляется, главным образом, за счет ра-диационного нагрева.
...
Максимальная температура нагрева печизависит в основном от типа используемых на-гревателей. Так, металлические нагреватель-ные элементы из жаропрочных и жаростойкихсплавов позволяют поддерживать в печи тем-пературу ниже 1100°С, некоторые специальныесплавы обеспечивают нагрев до 1200°С. Суще-ственно повысить температуру нагрева приэтом не удается даже при применении защит-ной атмосферы, так как температура плавле-ния этих сплавов недостаточно высока. При-менение силитовых и карборундовых нагрева-телей позволяет повысить температуру нагре-ва до 1300°С. Нагрев до 1600...2500°С можноосуществить, применяя нагреватели из туго-плавких металлов (молибдена и вольфрама)или графита. Однако использование этих ма-териалов возможно только в вакууме илиинертной среде, так как при нагреве на возду-хе они быстро окисляются и разрушаются.
...
Высокотемпературные нагреватели из ди-силицида молибдена осуществляют нагрев навоздухе до температуры 1600°С. Нагреватель,представляющий собой молибденовый стер-жень, покрытый слоем дисилицида бора и жа-ростойкой эмали, выдерживает на воздухе тем-пературу 1900°С в течение 15 ч.
...
На практике применяют печи с восстано-вительной, нейтральной и разреженной атмо-сферой. При выборе восстановительной сре-ды необходимо иметь в виду следующее: ак-тивность среды, т. е. способность восстанавли-вать оксиды, определяется концентрацией га-за-восстановителя (главным образом водорода)и влаги; активность газовой среды должнабыть тем больше, чем химически прочнее ок-сид, покрывающий основной металл и при-пой; взрывоопасность среды возрастает с уве-личением содержания в ней водорода. Наи-большей взрывоопасностью обладает чистыйводород, значительно менее опасен диссоции-рованный аммиак и, наконец, практическибезопасен продукт частичного сжигания дис-социированного аммиака; чистый водород,особенно очищенный и осушенный, имеетзначительно большую стоимость, чем другиегазовые среды; в случаях, когда применениегазовой среды достаточно высокой активно-сти невозможно или нецелесообразно для дан-ного паяемого металла и припоя, можно соче-тать газовую среду с применением флюса.
...
Водородные печи (в частности, конвейер-ные) широко применяют в радиотехнической,электронной и электротехнической промыш-ленности. В других отраслях шире используютспециальные печи для пайки в атмосфере дис-социированного аммиака, например, малоуг-леродистой стали медью. Такие печи частоснабжают конвейером для непрерывного илипериодического перемещения паяемых дета-лей.
...
Создание разрежения и применение аргонапри пайке позволяют снизить парциальноедавление кислорода и других активных газови практически полностью избежать окисле-ния основного металла и припоя, а в ряде
...
случаев вызвать разрушение имеющихся окси-дов. При пайке в вакууме высокотемператур-ными припоями этому способствует испарениемногих оксидов и основного металла.
...
Вакуумные печи обеспечивают стабиль-ные условия для пайки различных материа-лов. Они имеют водоохлаждаемую герме-тичную камеру (с "холодными стенками"), вос-принимающую внешнее давление при созда-нии внутри печи разрежения и во многихслучаях внутреннее избыточное давление привпуске в печь инертного газа. Вакуумная каме-ра может сочетаться с различными системамиоткачки воздуха, в которые могут входитьдиффузионные, адсорбционные или турбомо-лекулярные насосы (табл. 2.1). Промышлен-ные печи обычно имеют остаточное давление1 • 10"2...1 • 1(Г3 Па.
...
Нагреватели в вакуумных печах с радиаци-онным нагревом изготавливаются из нихрома,графита, ниобия, молибдена, тантала, вольф-рама. При использовании двух последних изназванных металлов температура печи можетдостигать 2500 °С. Следует отметить, что весь-ма перспективно использование для этих це-лей некоторых новых графитизированных ма-териалов (графитовая ткань и др.).
...
по способу нагрева (радиационной, высо-кочастотной, проходящим током, кварцевымилампами, в тлеющем разряде и др.), по макси-мальной температуре нагрева, наличии систе-мы приложения усилия сжатия к паяемым из-делиям и др. Техническая характеристикапечей приведена в табл. 2.2. Следует отме-тить, что большинство печей имеет радиаци-онный нагрев и максимальную рабочую тем-пературу в пределах 1100...1150°С. Последнеесерьезно ограничивает их возможности попайке жаропрочных материалов на различнойоснове. Основной недостаток однокамерныхвакуумных печей — низкая производитель-ность, обусловленная небольшой скоростьюохлаждения в нижнем (менее 600°С) интервалетемператур. Иногда этот недостаток устраняет-ся за счет продувки через камеру инертногогаза. Однако большой расход последнего и не-обходимость его очистки делает в большинствеслучаев эту операцию нерентабельной.
...
Существенное увеличение производитель-ности может быть достигнуто за счет исполь-зования двухколпаковых печей, имеющих со-вмещенную вакуумную систему. Однако наи-более радикальное решение — разделение зоннагрева и охлаждения. Обычно идут по путисоздания многокамерных печей, которые мо-гут быть проходными и карусельными.
...
Важной характеристикой паяльника явля-ется масса его наконечника, увеличение кото-рой при прочих равных условиях обеспечива-ет повышенную стабильность температуры на-конечника, что приводит к более интенсивно-му нагреву при пайке и, в итоге, к повышениюпроизводительности процесса. Наконечникипаяльников чаще всего изготовляют из крас-ной меди, имеющей высокую теплопровод-ность, которая должна содержать минималь-ное количество примесей (особенно водорода),поскольку они являются причиной повышен-ного изнашивания наконечников. Недостатокмедных наконечников — склонность к окисле-нию при нагреве. Медь полностью или час-тично (например, железный стержень с мед-ной сердцевиной) заменяют другими металла-ми (бронзой, никелем, нейзильбером), на ееповерхность наносят защитные слои стойких кокислению металлов (никель, нихром, сереб-ро). Замену меди на никель и нейзильбер про-изводят при пайке припоями, содержащимицинк.
...
Химическая эрозия "жала" может бытьуменьшена при изготовлении наконечника изматериалов, образующих на поверхности ин-терметаллиды (например, из хромовой бронзы,содержащей 0,1...5% 8п и 2,5...5% N1). Широ-кое применение имеют наконечники остроко-нечной формы и выполненные в виде молот-ка. Остроконечные паяльники удобнее припайке труднодоступных мест. Стержни кругло-го сечения обеспечивают минимальные тепло-вые потери и, соответственно, более полнуюпередачу теплоты от нагревателя к паяемымдеталям.
...
Стремление усовершенствовать процесспайки паяльником, сделать его более произво-дительным, расширить область его примене-ния привело к созданию паяльников специ-альных конструкций: с терморегуляторами, до-зировщиками припоя, "мгновенного нагрева"и др. Среди них особое место занимают паяль-ники, предназначенные для бесфлюсовой пай-ки алюминиевых сплавов. В наконечник тако-го паяльника встроен небольшой стальнойскребок или стальная проволочная щетка, ко-торая, совершая колебательные движения,под слоем припоя соскабливает оксиднуюпленку с поверхности металла. Кавитацион-ное разрушение оксидной пленки осуществля-ется с помощью ультразвуковых паяльников снемедленным обслуживанием очищенной отоксидов поверхности.
...
В настоящее время разработаны паяльникидля высокотемпературной пайки, обеспечи-вающие температуру нагрева до 900°С, ис-точником теплоты в которых служит сжатаяплазма. Характеристика ряда моделей паяль-ников приведена в табл. 2. 3.
...
Совершенствование процессов пайки па-яльником привело к созданию постов, содер-жащих, кроме паяльника, подставки пружин-ного типа, механизм подачи припоя, вентиля-
...
3 — камера пайки; 4, 5, 6 — камеры охлаждения; 7 —автономная вакуумная система; 8 — поворотныйстол; 9 — водоохлаждаемый фланцевый прижим;
...
имеющий заточку ("жало"), обеспечивающуюудобство нанесения припоя и хороший тепло-вой контакт с нагреваемой поверхностью, итеплоизолирующая ручка. На ручке могутмонтироваться: устройства для нагрева нако-нечника, регуляторы нагрева, устройства по-дачи и дозирования припоя, устройства отбораприпоя с места пайки, устройства, обеспечи-вающие проведение специфических манипуля-ций при пайке и др. [8,
...
Нагрев паяльников возможен как за счетгорения углеродо-водородного топлива, водо-рода, так и за счет превращения электриче-ской энергии в тепловую (ЭТО доминирует всовременной промышленности). Нагрев па-яльника осуществляется неконтролируемо(большинство бытовых электропаяльников)или с регулировкой температуры наконечни-ка. Температуру нагрева наконечника поддер-живают в заданном диапазоне путем перио-дического включения и отключения нагрева-тельного устройства или постоянным измене-нием параметров источника нагрева, произво-димым автоматически по результатам измере-ний температуры наконечника. Скорость пе-редачи количества теплоты паяльника на при-пой и паяемую деталь зависит от теплопровод-ностей материала наконечника, припоя ипаяемых деталей, от температуры, от площадиповерхности контакта нагреваемой детали и"жала" наконечника. Припой, переходя в жид-
...
При достаточно большом соотношениимасс жидкой ванны и паяемого изделия этотспособ позволяет поддерживать температурурасплава с точностью до ±5
...
сто соединения до температуры расплавленияприпоя. Например, если проволока припоярасполагается снаружи у зазора и при полномпогружении изделия в ванну припой можетрасплавиться раньше, чем место спая нагреет-ся до температуры пайки, что приведет к сте-канию его с детали. Предварительный подог-рев места соединения в этом случае достигает-ся частичным погружением собранной деталина 1...2
...
Паять нужно при полном погружении, таккак нагрев изделия идет более равномерно, ине происходит окисления части детали, не по-груженной в ванну. При опускании в ваннуплоских изделий в горизонтальном положе-нии под ними могут образовываться воздуш-ные мешки, что приводит к появлению не-смоченных мест в соединении; поэтому их по-гружают под некоторым углом к зеркалуванны.
...
Пайка погружением в соляных (флюсо-вых) ваннах имеет следующие недостатки: по-вышенный расход электроэнергии, связанныйс потерей теплоты через зеркало жидкой ван-ны в результате излучения и конвекционногообмена; необходимость устранения наплывовприпоя с изделия после пайки; необходи-
...
мость удаления воздушных мешков в изделии,особенно при горизонтальном расположениизазоров; существенные остаточные деформа-ции при пайке трубчатых телескопических уз-лов, например труб велорам; трудность отмыв-ки солей и особенно флюсов после пайки;обеспечивает низкую коррозионную стой-кость декоративных защитных покрытий наизделиях, паяных погружением в расплаве со-лей; значительный расход солей (флюсов) иприпоя; необходимость рафинирования рас-плавов жидких ванн от примесей; экологиче-скую вредность процесса.
...
Особой экологической вредностью от-личаются соляные ванны, теплоноситель в ко-торых представляет собой расплав хлористых ифтористых солей щелочных и щелочно-зе-мельных металлов. При их использовании не-обходимо обеспечить не только безопасные ус-ловия для персонала, но и обезвредить стокипосле отмывки деталей. Флюсовые ванны, те-плоноситель в которых представляет собойрасплав оксидов, менее вредны, но техноло-гические возможности их ограничены в основ-ном деталями простой формы. Сейчас на-блюдается устойчивая тенденция к замене это-го оборудования на менее экологически вред-ное.
...
Некоторое распространение в промышлен-ности получил способ пайки в нагретом масле.Силиконовое масло может быть нагрето беззащиты до 250°С. В такой ванне осуществляет-ся пайка припоями с температурой плавленияоколо 200°С. При пайке погружением в нагре-тый глицерин необходимо учитывать, что онимеет температуру вспышки 177°С. Поэтомупри более высокой температуре необходимозащищать глицериновую ванну, например уг-лекислым газом, и иметь встроенную противо-пожарную систему.
...
При пайке печатных плат применяется раз-новидность пайки погружением в припой —пайка волной припоя. Сущность этого способазаключается в том, что пайка происходит присоприкосновении места будущего спая с при-поем, фонтанирующим над поверхностьюжидкой ванны. Волна жидкого припоя, попа-дая к месту будущего спая, смывает флюс.При этом улучшаются условия нагрева местаспайки, поверхность припоя становится чис-той от оксидов и загрязнений. Для предотвра-щения образования натеков припоя в видемостиков и сосулек изделию при пайке сооб-щают некоторую вибрацию. Расход припоя вванне восполняется путем постепенного по-гружения питающего слитка в ванну с помо-щью поплавкового регулятора. Последнее по-коление оборудования для пайки волной при-поя отличается простотой в эксплуатации,экономичностью и высокой производительно-стью. Так, комплекс с шириной волны250...350 мм оснащен новой модульной линиейдля пайки, устройством для промывки, транс-портной системой, устройством для обезжири-вания и бесконтактной кодировочной систе-
...
Оборудование для пайки горячим газом. На-грев горячим газом нашел применение принизкотемпературной пайке печатных плат, ос-товов автотракторных радиаторов, для вырав-нивания вмятин кузовов автомашин. В качест-ве газа при этом способе используют воздух,аргон, сухой водяной пар и др. При пайкепечатных плат газ от магистрали повышенно-го давления через нагревательное устройствои сопло рабочих головок попадает к местампайки на плате, где предварительно распола-гают припой и флюс. Термический цикл пай-ки регулируется по температуре газа и скоро-сти перемещения платы и рабочей головки.
...
Для пайки медно-латунных автотрактор-ных радиаторов припоя ПОССУ 30-2 в атмо-сфере сухого водяного пара и продуктов разло-жения хлористого аммония В. П. Акимовымразработана установка, состоящая из корпусашахтного типа с расположенным в нем верти-кально замкнутым конвейером с кассетами,на которых размещены паяемые остовы радиа-торов. Рециркуляция теплоносителя осуществ-ляется с помощью вентилятора. Между газоге-нератором и вентилятором расположен узелввода активных добавок.
...
При низкотемпературной пайке или луже-нии дефектных мест кузовов автомобилей наних после очистки наносят пасту, размягчае-мую в потоке горячего воздуха в течение15...20 с, растирая ее деревянным шпателем ипридавая слою пасты требуемую форму. Приэтом предотвращается термическая деформа-ция пластмассовых и резиновых деталей,смонтированных на кузове.
...
Оборудование для дуговой пайки. Нагревтеплотой электрической дуги нашел примене-ние при пайке проводов, узлов приборов идвигателей. Дуга может возбуждаться: междуфольгой припоя, заложенной в зазор междусоединяемыми деталями и угольным или гра-фитовым электродом; между паяемым издели-ем и электродом из припоя; между двумяугольными электродами, закрепленными вприспособлении [5]. Источниками питаниядуги служат сварочные машины, понижающиетрансформаторы или блоки аккумуляторныхбатарей. Угольные (диаметром 10... 12 мм) илиграфитовые (диаметром 6...8
...
При пайке дугой косвенного действияодин из полюсов источника постоянного токаподключают к подставке, соприкасаемой спаяемым изделием, а другой полюс — к элек-троду. После возбуждения дуги между уголь-ным электродом и фольгой припоя, последнийплавится и заполняет зазор. При дуговой пай-ке цветных металлов используют отрыв ка-пель расплавленного припоя с помощью им-пульсов высокочастотного электромагнитногополя. Этот метод обеспечивает высокую ста-
...
бильность массы капель припоя. В качествеплавящегося электрода применяют медь, се-ребро, бронзу. Применение дуговой бес-флюсовой пайки алюминия и его сплавов сизменением полярности электрического тока иподачей в зону пайки инертного газа позволя-ет осуществить преимущественно стыковое со-единение.
...
Оборудование для плазменно-дуговой пай-ки. Этот метод пока не получил распростране-ния. Перспективно его применение для микро-плазменной пайки, которая использует стан-дартное оборудование, например МПУ-4Ж.С использованием микроплазменного нагревауспешно паяются тонкостенные конструкции(в основном тела вращения) из углеродистой икоррозионно-стойкой стали, титана и др. Пай-ка осуществляется плазменной дугой обрат-ной полярности при напряжении 15... 17 В исиле тока 10... 12 А.
...
Большие возможности у микроплазменно-го нагрева при ремонтной пайке. Этот процессможет осуществляться с присадкой припояили без него, если припой имеется вокруг де-фектного места. Так, при пайке пластинчато-ребристых теплообменников часто появляют-ся дефекты в местах соединения угловых эле-ментов с матрицей, а также разделительныхпластин с проставками. Обычно эти дефектыустраняются газопламенной пайкой с исполь-зованием припоя ПСр-72. При этом изделиечасто бракуется. Применение этого метода по-зволяет устранить многие наружные дефектытеплообменника без распайки соседних мести без изменения внешнего вида изделия. Про-цесс чаще всего проводится без дополнитель-ной присадки припоя.
...
Оборудование для пайки световым лучом.Нагрев концентрированным световым лучомв настоящее время широко используется длянизко- и высокотемпературной пайки благода-ря бесконтактному подводу теплоты, возмож-ности проводить процесс пайки в требуемойатмосфере независимо от электрических имагнитных свойств материалов, легкостиуправления теплопоступлением и контролем,возможности механизации и автоматизации.
...
Установка для пайки световым лучом со-стоит из модуля лучистого нагрева, источникапитания, координатного стола, систем управ-ления и контроля, системы охлаждения [6]..
...
Модуль лучистого нагрева представляет со-бой эллипсоидный отражатель 2, в одном фо-кусе которого располагается источник излуче-ния 1 (рис. 2.4). В качестве источника излуче-ния используют дуговые ксеноновые лампы своздушным охлаждением типа ДКСШ мощно-стью 0Д...1 кВт и комбинированным (воздуш-ным и водяным) охлаждением типа ДКСРмощностью до 10 кВт.
...
Дуговая ксеноновая лампа выполнена ввиде шарового баллона из кварца, в которомрасположены два вольфрамовых электрода.-Лампа заполнена ксеноном под давлением0,4... 1 МПа. При работе лампы давление вней возрастает до 1...3 МПа, что приводит к
...
сжатию дуги и формированию высококонцен-трированного источника излучения. Спектризлучения лежит в интервале длин волн0,2...2,4 мкм. Большая часть энергии(50...60%), подведенной к лампе, преобразует-ся разрядом в излучение, спектр которого со-стоит из 10% излучения ультрафиолетовой об-ласти, 35% — видимой области и 55% — ин-фракрасной. Такой спектр более эффективендля нагрева металла, чем излучение ламп на-каливания, так как коротковолновая частьспектра лучше поглощается.
...
Отражатели выполняются из алюминие-вых сплавов, как правило, с водяным охлажде-нием и позволяют получать удельный тепло-вой поток менее 6 кВт/см2 и площадь пятнанагрева в фокусе 5... 10 мм2. Электропитаниексеноновых ламп осуществляется от источни-ков питания постоянного тока с напряжениемхолостого хода не ниже 70 В и падающейвнешней вольт-амперной характеристикой.Разряд в лампе возбуждается с помощью высо-ковольтного высокочастотного блока поджига.
...
Ряд установок оснащен: механизмами дляавтоматической подачи припоя; шторками, пе-рекрывающими световой поток на изделие ипереключающими лампу на работу в дежурномрежиме; системами, обеспечивающими нагревв требуемой атмосфере.
...
ток высокого напряжения, который подаетсяна анод 4 генераторной лампы, дающий токвысокой частоты. Однако этот ток имеет высо-кое напряжение и не пригоден для питанияиндуктора. Поэтому он подвергается преобра-зованию в высокочастотном трансформаторе5, после этого поступает в индуктор <5, в кото-ром производится нагрев деталей.
...
Машинный генератор вырабатывает токчастотой 2... 15 кГц и состоит из электродвига-теля / трехфазного тока и соединенного сним генератора 2 (рис. 2.6). Параллельно сэлектродвигателем / включен электродвига-тель 10 возбудителя 9, регулируемого реоста-том 8. Колебательный контур подключен к ге-нератору 2 и представляет собой конденсатор-ную батарею 3, соединенную параллельно спервичной обмоткой 7 трансформатора токовповышенной частоты. Вторичная обмотка 6этого трансформатора, понижающего напря-жение, соединена с индуктором 4, в которыйпомещается изделие 5.
...
Тиристорные преобразователи обладают ря-дом преимуществ перед электромашинными:лучшими возможностями для регулирования,малой инерционностью; более высоким КПД;более широким диапазоном оптимальных на-грузок без дополнительных согласующих уст-ройств; малыми (на уровне номинальных) пус-ковыми токами; бесшумностью работы и др.
...
да питания входят устройства коммутации,электромагнитной и тепловой защиты со сто-роны питающей сети, измерительные транс-форматоры, приборы, измеряющие входныепараметры. Через него подается питание навыпрямитель. В выпрямителе происходит пре-образование переменного напряжения, часто-той 50 Гц в постоянное. Блок фильтра разде-ляет цепи средней частоты и постоянного то-ка; отдельные элементы фильтра служат эле-ментами инвертора. Функцией инвертора яв-ляется преобразование постоянного напряже-ния в напряжение средней частоты. Блокуправления, регулирования и защиты обес-печивает управление тиристорами выпрямите-ля и инвертора, пуск преобразователя, регули-рование режима (стабилизацию одного из па-раметров), а также все виды защиты. Иногдав комплект входит согласующее устройство(трансформатор, автотрансформатор).
...
Передача энергии от генератора в нагре-ваемое изделие производится посредствомспециального устройства — индуктора. Конст-рукция и размеры индукторов зависят от раз-меров и конфигурации нагреваемого узла, чис-ла узлов, подвергающихся одновременнойпайке, способа их загрузки и выгрузки, элек-трофизических свойств паяемых изделий,мощности и частоты генератора. Индуктор со-стоит из провода, иногда снабженного магни-топроводом, токопроводящих шин и контакт-ных колодок для подключения к понижающе-
...
Рис. 2.6. Схема высокочастотного машинного преобразователя
...
му трансформатору. Для того чтобы индукторне расплавился (сила тока в нем достигает 2кА и более), его изготовляют из медной труб-ки, по которой циркулирует вода [7].
...
Большое влияние на интенсивность нагре-ва оказывают зазоры между индуктором и де-талью. Уменьшение зазора увеличивает удель-ную мощность, подводимую к детали, и сужаетзону нагрева, однако отклонение положениядетали в индукторе при малых зазорах приво-дит к большой неравномерности нагрева.Поэтому применять зазоры менее 2 мм не ре-комендуется.
...
Условия нагрева при индукционной пайкев значительной мере определяются частотойтока. Глубина проникновения тока (мкм) оп-ределяется по формуле:
...
Равномерность нагрева увеличиваетсявследствие уменьшения частоты тока. Однаковозникающие при индукционном нагреве си-лы взаимодействия электромагнитного пол.чиндуктора и поля нагреваемого изделия на-правлены на отталкивание детали от индукти-рующего провода. Эти силы зависят от часто-ты и мощности, подводимой к деталям для ихнагрева. Поэтому, выбирая низкие частоты ирежимы для получения равномерного нагрева,надо учитывать, что нижний предел частоты имощность нагрева могут быть ограничены нетолько фактором снижения КПД, но и необ-ходимостью удерживать собранные под пайкудетали от смещения во время нагрева. Наибо-лее часто пайку проводят при высоких часто-тах (1 кГц ... 1,75 мГц). Индукционная пайка сиспользованием токов частотой 50 Гц приме-няется только для крупногабаритных изделийи встречается крайне редко.
...
Для обеспечивания более равномерногонагрева между индуктором и паяемой детальюиногда помещают металлический экран, при-ближенно повторяющий контур детали. В этомслучае вихревыми токами нагревается экран,который затем отдает теплоту паяемой детали.Роль экрана может выполнять и герметичныйконтейнер.
...
С помощью индукционного нагрева воз-можна пайка на воздухе, в вакууме, в восста-новительной или инертной среде (в печах,стеклянных, кварцевых ампулах или при кос-венном нагреве в металлическом контейнере)
...
В ИЭС им. Е. О. Патона разработаны уста-новки высокочастотного нагрева П141А иП156 для пайки изделий из алюминия с кор-розионно-стойкой сталью на воздухе. Установ-ка П141А поворотного типа предназначена дляпайки слоя из алюминия технической чисто-
...
ты (АДО, АД0О, АД1М) к корпусу кастрюли изкоррозионно-стойких сталей (12Х18Н9,10Х14АГ15, 08Х22Н6Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т,17Х18Н9, 08X13, 15Х25Т, 12X17). В состав ус-тановки входят: поворотный стол, обеспечи-вающий сборку, возвратно-поступательное пе-ремещение (поворот на 180°) одновременнодвух изделий в горизонтальной плоскости поциклу; механизмы перемещения собранныхдеталей в зону нагрева, пайки, охлаждения;два блока ВЧ — нагрева собранных изделий;пульт и блок управления работой установки.Установка обеспечивает одновременную пай-ку двух изделий, обслуживается одним опера-тором.
...
Универсальная установка П156 ВЧ-нагре-ва карусельного типа предназначена для сбор-ки и пайки алюминиевых деталей к корпусуфритюрницы из алюминия марки АД0О, атакже сборки и пайки корзинки (сетки к об-ручу) изготовленных из коррозионно-стойкихсталей (12Х18Н9, 08Х22Н6Т, Х18Н10Т) для за-грузки пищевых продуктов. В состав установ-ки входят: многопозиционный стол, обеспечи-вающий сборку, фиксацию и перемещение де-талей изделий по циклу; пульт и блок управле-ния. В установке реализован цикл изготовле-ния однотипных (алюминиевых или сталь-ных) паяных изделий. Переход от одного типаизделий к другому осуществляется несложнойпереналадкой установки. При этом для каждо-го типа изделий предусмотрены соответст-вующие нагревательные блоки ВЧ-нагрева имеханизмы перемещения деталей в техноло-гическом цикле его изготовления. Установкуобслуживает один оператор.
...
В качестве источника для нагрева и пайкиизделий в установках П141А и П156 использо-ван высокочастотный ламповый генератор ти-па ВЧП-60/0,066 УА (ТУ16-525.839.73). Воз-можно использование ламповых ВЧ-генерато-ров другого типа с потребляемой мощностьюболее 60 кВт.
...
таллов с местным нагревом (с фокусирован-ным электронным лучом) производят с приме-нением электронно-лучевых установок с пуш-кой типа У50А. Для пайки узлов медицинскогоинструмента с нагревом сканирующим пото-ком электронов применяют установку ЭЛУ-4 спушкой ЭЦ-60/10. Для исключения перегреваи оплавления кромок изделия, а также равно-мерного прогрева зоны соединения, электрон-ный пучок колеблется в результате подачи им-пульсов синусоидальной или пилообразнойформы от генератора НГПК-ЗМ на откло-няющую систему пушки [8].
...
Сканирующим электронным лучом паяюттакже трубки теплообменников с трубной дос-кой из коррозионно-стойкой стали никелевы-ми припоями или припоем ВПр2 на установ-ке ЭЛН-11. Так можно нагревать лишь по-верхность трубной доски и концы трубок, чтопредотвращает стекание припоя в межтруб-ную полость.
...
Установка "Луч-3" предназначена для пай-ки трубчатых конструкций из высокоактив-ных металлов и сплавов с нагревом кольцевымэлектронным пучком, получаемым в высоко-вольтном тлеющем разряде при температурениже 2000 °С. На кольцевой алюминиевый ка-тод нагревателя, размещенный изолированномежду двумя дисковыми анодами, подаетсявысокое напряжение отрицательной полярно-сти относительно земли. В концах анода, об-разующих щель для прохождения пучка, рас-положены электромагнитные катушки, обес-печивающие отклонение пучка при настройкена место соединения. Разогрев в зоне пайкипроисходит локально. Мощность нагрева регу-лируется подачей плазмообразующего газа (ар-гона, гелия) в область горения тлеющего раз-ряда, время регулирования не превышает 0,5 с.
...
Существенными недостатками способа на-грева электронным лучом являются слож-ность установок из-за наличия вакуума иуправляющих устройств высокой точности иих высокая стоимость.
...
Оборудование для пайки в тлеющем разря-де. Нагрев паяемых изделий в поле тлеющегоразряда обусловлен превращением кинетиче-ской энергии положительных ионов в тепло-вую при бомбардировке катода. Нормальныйтлеющий разряд осуществляется в вакуумныхкамерах в нейтральной или восстановитель-ной атмосфере при давлении газа в камере2,66...26,6 кПа и силе тока разряда 3...20 А.Как правило, камеру сначала откачивают додавления 13,3 Па, затем заполняют аргоном додавления примерно 133 Па и снова откачи-вают. Благодаря такой последовательностиопераций достигаются низкие парциальныедавления составляющих воздух газов.
...
Устойчивый к коротким замыканиям ис-точник питания тлеющего разряда с крутопа-дающей вольт-амперной характеристикой дол-жен иметь: устройство блокирования случай-но возникающих сварочных дуг; возможностьрегулирования напряжения на межэлектрод-ном промежутке — 100... 1000 В; осуществлять
...
Нагрев в тлеющем разряде эффективенпри сравнительно простой форме изделий.При наличии острых углов, выступающих час-тей трудно добиться равномерного нагрева.Для этого применяются специальные меры,например, изменение формы анода. Основ-ной проблемой при пайке в тлеющем разрядеявляется опасность перехода тлеющего разрядав дуговой, особенно при появлении паровприпоя.
...
Важнейшими преимуществами тлеющегоразряда являются: эффективность не только встадии нагрева изделия, но и в стадии очисткиповерхности изделия и припоя, что позволяетактивировать поверхности соединяемых мате-риалов; снижение расхода энергетических иматериальных ресурсов; уменьшение габарит-ных размеров, сложности и стоимости обору-дования; повышение его надежности, универ-сальности, производительности и эконо-мичности; возможность соединения широкогокласса материалов и различных их сочетаний.
...
Оборудование для пайки лазером. Лазерныйнагрев обеспечивает высокую концентрациюэнергии на очень малой поверхности изделияи высокие скорости нагрева (при плотности105 Вт/см2 скорость нагрева 104...105 °С/с; приимпульсном режиме на границе круга 250 мкмградиент температуры 103...105 °С/см). Наибо-лее целесообразна пайка лазером разнотолщин-ных деталей при соотношении толщин 1 : 50 иболее, особенно, если массивная деталь изго-товлена из более легкоплавкого материала.
...
Лазерное излучение подвергается фокуси-ровке простыми оптическими средствами,оно проникает сквозь прозрачные вещества(стекло, кварц и др.) и может быть непосред-ственно направлено к месту пайки изделия,находящегося в изолированном, например,стеклянном контейнере, наполненном арго-ном, или вакуумированном до требуемой сте-пени остаточного давления. Для управленияинтенсивностью лазерного излучения изме-няют длительность воздействия, площадь пят-на нагрева (фокального пятна), выходнуюэнергию.
...
Лазерная установка (рис. 2.8) представляетсобой комплекс оптико-механических и элек-трических приборов, основным звеном кото-рого является оптический квантовый генера-тор [3]. Оптические системы в лазерных уста-новках для обработки материалов выполняютразнообразные функции: передачу лазерногоизлучения в зону пайки и формирование све-тового пучка необходимых плотности, мощно-сти и конфигурации; наводку излучения в за-данный участок, контроль за ходом процесса,оценку результатов.
...
Оптическая система может содержать све-товолоконную оптику и голограммы, которыесодержат информацию о числе элементарныхлучей разложения пучка и о точках их фокуси-ровки. Координатные устройства должны
...
/ — система охлаждения; 2 — излучатель; 3 — источник питания; 4 — устрой-ство регулирования и модуляции излучения; 5
...
Лазерной пайкой получают мелкие кон-денсаторы, элементы печатных плат, бумаж-ные конденсаторы, токопроводящие пласти-ны, токоприемники на цоколе лампы, соеди-нения контактов интегральных схем и др.
...
Оборудование для пайки инфракрасным из-лучением. Радиационные нагревательные уста-новки обычно представляют собой объединен-ные в единую конструкцию рефлекторы и из-лучатели. В качестве источника излучения ши-роко используются галогенные лампы (вольф-рамовая спираль, размещенная в кварцевойтрубчатой колбе). Электропитание ламп осу-ществляется переменным током промышлен-ной частоты. Например, кварцевая трубчатаялампа накаливания НИК-220-1000 Тр запол-няется аргоном под давлением 60 Па и йодомв количестве 1...2 мг. Наличие паров йодаобеспечивает стабильность энергетического исветового потоков. Наряду с аргоноиоднымилампами применяют лампы с ксеноно-иоднымнаполнением типа КИМ и КГТ.
...
Для наиболее полного использованиямощности ламп используют водоохлаждаемыерефлекторы из коррозионно-стойкой стали,рабочая поверхность которых покрыта сереб-ром или чистым алюминием, а также туго-плавкими и благородными металлами,включая золото.
...
имеет следующие преимущества: не требуетсясоприкосновения с соединяемыми деталями;возможна точная дозировка подводимой теп-лоты; допускается использование любой атмо-сферы, в том числе инертных газов или вакуу-ма; излучение может проходить через тонкийслой стекла или кварца без значительных по-терь теплоты.
...
Интерес представляют установки для пай-ки сотовых панелей, в которых используютсякварцевые лампы инфракрасного излучения.Известен метод пайки "нортобрейз", основан-ный на комбинации радиационного нагревакварцевыми лампами и электронного управле-ния процессом. Цикл пайки программируетсяи контролируется с помощью термопар. Этотметод широко применяется для пайки сото-вых панелей из коррозионно-стойких сталей,титана, ниобия, молибдена. Цикл нагрева со-ставляет 2...5 мин вместо 3...15 ч при традици-онном печном нагреве. Высокой эффективно-стью отличается применение нагрева инфра-красным излучением в электронике.
...
Для локального нагрева используют мало-габаритные лампы типа КГМ и КИМ. На базекварцевой галогенной лампы КГМ-220-1000разработан малогабаритный паяльник. Фоку-сировка излучения осуществляется с помо-щью отражателя, имеющего медную зеркаль-ную поверхность с защитной кремнийорга-нической пленкой. Корпус паяльника охлаж-дается водой. При мощности лампы 1 кВт от-ражатель позволяет получать плотность энер-гии 120 Вт/см2 и максимальную температуру в
...
зоне пайки 1280 "С. С помощью этого паяль-ника можно осуществлять ручную высокотем-пературную пайку в вакууме или в защитныхгазах через прозрачное окно контейнера илипечи [1].
...
При пайке с нагревом инфракрасным из-лучением необходимо учитывать неблагопри-ятные воздействия паров легко испаряющихсякомпонентов припоев и флюсов (помутнениезеркала рефлектора и кварцевых колб ламп),вследствие чего ресурс ламп может сокращать-ся. По этой же причине недопустимо стека-ние излишков флюса на поверхность рефлек-тора. В этих случаях необходимо строго дози-ровать количество флюса или использоватьсменные кварцевые пластины-экраны.
...
Физико-химическое оборудование. В этомслучае тепловая энергия получается за счет ре-акции горения (углеводородного, водородногоили иного вида топлива), экзотермических иликонденсационных реакций. Такая пайка име-ет ограниченную область применения.
...
При газопламенной пайке изделие нагрева-ется при непосредственном контакте с раска-ленными газами пламени. В зависимости оттребуемой температуры и интенсивности на-грева применяют различные горючие газы всмеси с кислородом или воздухом (ацетилен,метан, пропан, бутан, водород, природный газ,пары бензина и др.). Очень широко использу-ется ацетилено-кислородное пламя. Его по-лучают с помощью обычных сварочных илиспециальных горелок, обеспечивающих болееравномерный нагрев. В последнее время всебольше применяют городской газ или пропан.В ряде случаев целесообразно использовать га-зовоздушную смесь, приготовленную центра-лизованно, что позволяет упростить оборудо-вание поста пайки и облегчить регулировкупламени.
...
Пламя до некоторой степени защищает на-греваемый металл от окисления, однако пол-ностью предотвратить его не может. Поэтомупри газовой пайке часто применяют флюсы ввиде порошка или пасты. Газообразныефлюсы подают непосредственно в пламя. Га-зовое пламя, обеспечивая достаточно высокиескорости нагрева, менее чувствительны к фор-ме, различию материалов и толщин нагревае-
...
Нагрев газовым пламенем применяют припайке как легкоплавкими, так и высокотемпе-ратурными припоями. Несмотря на ряд недос-татков, нагрев газовым пламенем остается не-заменимым методом не только при ручнойпайке в единичном производстве и при ремон-те, но и в массовом механизированном произ-водстве. В этом случае для газопламенного на-грева используют специализированные уста-новки, например, карусельные и конвейерные.Карусельные установки для газопламеннойпайки предлагают в широком ассортиментефирмы различных стран, в основном японскиеи японо-американские. Наиболее типичныдвенадцатипорционные установки, хотя числопорций может варьироваться широко. Так, ус-тановка для пайки алюминия на воздухевключает порции нанесения флюса и припоя,нагрева изделия под пайку и окисления. Дви-жение карусели непрерывно.
...
Существуют полностью автоматизирован-ные и даже роботизированные установки спрограммируемыми циклом передвижения го-
...
При экзотермической пайке нагрев, а ино-гда и образование припоя, осуществляется врезультате экзотермической реакции или агре-гатного превращения специальных твердых,жидких или газообразных веществ. Экзотер-мическая смесь может быть внесена при сбор-ке в виде таблеток, пластинок или нанесена напаяемую поверхность как краска. Смесь, про-дукты реакции которой образуют припой, за-текающий в зазоры, обычно состоит из по-рошков металлов, оксидов и галогенидов ще-лочных металлов и др. Недостаток этого спо-соба — сильное коробление паяемого металлапри малой его толщине после нагрева тепло-той экзотермической реакции.
...
12Х18Н10Т диаметром 6... 12 мм с толщинойстенки 1 мм. Для концентрации теплоты впроцессе горения термитной шашки и защи-ты обслуживающего персонала от воздействиялучистой энергии применяют специальное те-плозащитное устройство, состоящее из разъ-емного тонкостенного кожуха, футерованногоизнутри теплозащитным материалом, обла-дающим повышенной теплостойкостью ипрочностью при многократном нагреве, а так-же образующим активную среду для пайки.Теплозащитное устройство имеет ввод, черезкоторый вставлен воспламенитель термитнойсмеси (нихромовая спираль, либо электриче-ский запальник). Термитная смесь поджигает-ся дистанционно током низкого напряжения(12...36 В), подаваемым на спираль или вос-пламенитель.
...
В устройстве предусмотрен также ввод дляподачи аргона, защищающего наружные по-верхности трубопровода и припоя в процессенагрева от окисления. С целью устранения не-посредственного воздействия продуктов сгора-ния шашки на соединяемые поверхности тру-бопроводов установлен металлический экранв виде толстостенной муфты (рис. 2.9).
...
При конденсационной пайке нагрев деталейпроисходит в результате выделения скрытойтеплоты испарения. На рис. 2.10 приведенаодна из схем установки, в которой происхо-дит конденсационная пайка.
...
На дно установки заливают специальнуюжидкость с низкой температурой испарения.Жидкость химически инертна по отношению кматериалам, контактирующим с ней, и хи-мически стабильна (не разлагается) при пай-ке. Количество теплоты, выделяемой при кон-денсации паров жидкости на поверхности де-талей, достаточно для расплавления припоя,но недостаточно для ухудшения свойств паяе-мого материала. Жидкость не имеет запаха, нетоксична и не воспламеняется при пайке,плотнее воздуха и не вытекает из камеры пай-ки, имеет ту же температуру, что и кипящаяжидкость. Такими свойствами обладает пер-фтортриамиламин (флюоринерт ГС-70) с тем-пературой кипения и конденсации 215 °С.
...
Нагрев паяемых деталей происходит быст-ро, без изменения их размеров и формы. Про-стые мелкие детали нагреваются за 10... 15 с, амассивные (до 10 кг) за 30...90 с. Размер зоныс рабочим паром по высоте фиксируется рас-положением охлаждающего змеевика, конден-сирующего пар на заданном уровне.
...
Для снижения потерь рабочего пара ГС-70в результате диффузии или конвенции над зо-ной пайки располагают пар другого инертноговещества — трихлоротрифлуоретана (Р113) стемпературой плавления 88 °С и более низкойплотностью, чем рабочий пар. В зоне пайкисодержание воздуха настолько мало, что окис-ление паяемого материала не происходит. Од-нако при необходимости возможна пайка сдостаточно легкоплавким флюсом.
...
Для получения неразъемного соединениякерамических материалов применяют раз-личные технологические процессы пайки, изкоторых наибольшее распространение получи-ли: пайка расплавленного (размягченного)стекла с твердым металлом; высокотемпера-турными припоями с предварительной метал-лизацией керамики (многоступенчатый спо-соб); адгезионно-активными припоями. Пай-ку неметаллических материалов осуществляютна том же оборудовании, что и пайку метал-лов, в частности, в печах сопротивления и ин-дукционных печах с контролируемой атмосфе-рой — нейтральной, восстановительной и в ва-кууме. В установках с индукционным нагре-вом, который не позволяет проводить прямойнагрев диэлектрических керамических мате-риалов, все варианты оснастки содержат тон-костенный цилиндрический экран из молиб-дена, графита или другого тугоплавкого мате-риала. Экран служит для нагрева излучением
...
расположенных внутри него керамических де-талей. Для каждого конкретного узла необхо-димо подбирать индуктор и оснастку с экрана-ми, настраивать генератор, что не всегда обес-печивает равномерный нагрев изделия. Длякерамических материалов наиболее перспек-тивны установки с радиационным нагревом,как обеспечивающие более равномерный на-грев одновременно большого числа деталей ирегулирование температуры и имеющие ис-точник питания низкой стоимости.
...
В производстве электровакуумных прибо-ров применяют конвейерные вакуумно-водо-родные электропечи с шлюзованием паяемыхизделий. Например, печь типа ИО.59.012 обес-печивает производительность 20 изделий/ч.Другие вакуумно-водородные электропечипредназначены для проведения совмещенныхпроцессов спекания керамических материалови их пайки с металлической арматурой. Дляпайки высокоточных и сложных по конструк-ции изделий применяют специальную оснаст-ку. В результате создаются условия для сохра-нения геометрических размеров паяемых изде-лий.
...
Несмотря на всевозможные технологиче-ские и конструктивные преимущества, пайкане всегда обеспечивает требуемые свойства со-единений неметаллических материалов. Не-равномерный по толщине и составу слой при-поя может вносить дополнительные внутрен-ние напряжения, что существенно снижаеттермостойкость соединения. Напыление ком-понентов припоя на диэлектрические материа-лы вызывает снижение электрической прочно-сти и связанные с этим утечки или пробоипаяных узлов из порошкового материала.
...
Значительную часть изделий, содержащихэлементы из неметаллических материалов, вы-полняют с помощью диффузионной сварки[4, 10]: полупроводников, стекла, керамики сметаллами и сплавами. Они отличаются боль-шей надежностью и качественностью соедине-
...
ний, высокими эксплуатационными характе-ристиками. Диффузионную сварку керамикис металлом применяют в основном для торцо-вых соединений. Параметрами, определяющи-ми процесс сварки, являются температура на-грева изделий, давление, время сварки и среда,в которой производят сварку (вакуум, водород,формиргаз). В технологическом цикле сваркипоследовательно выполняют следующие опе-рации: получение в камере заданного вакуума(газовой среды) и контроль за его состоянием;нагрев свариваемых деталей с заданной скоро-стью и выход на заданную температуру сваркипри заданном предварительном сжатии свари-ваемых деталей; создание заданного сварочно-го давления и поддержание его в процессеизотермической выдержки и охлаждения; про-ведение изотермического нагрева и поддержа-ние его на заданном уровне; охлаждение сва-риваемых деталей с заданной скоростью.
...
Для диффузионной сварки керамическихматериалов используют универсальные и спе-циализированные сварочные установки, а так-же различное оборудование для горячего иизостатического прессования. УстановкаСДВУ-50/006 предназначена для диффузион-ной сварки изделий любой формы размером200 х
...
Установка для сварки изделий из порош-ковых материалов (рис. 2.11) модернизированаи изготовлена на основе установки СДВУ-17,работает в комплекте с высокочастотным гене-ратором мощностью 60 кВт. Стойки 3 имеютсвободное перемещение по направляющим /рамы 2, что позволяет с помощью обычныхболтовых соединений осуществлять жесткоекрепление кварцевой трубы любой длины на
...
направляющей 1. Втулки, подготовленные ксварке, собирают последовательно (по длине)друг за другом на стержень 70, стягивают гай-ками-упорами 8 и 12 (для облегчения центри-рования).
...
Собранные элементы помещают внутрькварцевой трубы 11 и упорами прижимают ктолкателю 7. Один из концов собранной трубыудерживается сферической частью упора 12 вкрышке 14. Крышка уплотняется резиновымкольцом 13 и прижимается эксцентриком 15.На другом конце кварцевой трубы смонтировансильфонный вентиль 6 для поджатия сваривае-мых деталей. После загрузки в пневматическуюкамеру 5 через регулятор давления, обеспечи-вающий регулировку давления (до 60 МПа),подводится сжатый воздух, который с помо-щью толкателя 7 передает давление на свари-ваемую трубку из порошкового материала.Ус*илие сжатия поддерживается в процессесварки постоянным. Нагрев зоны шва осуще-ствляется токами высокой частоты через одно-витковый индуктор 9, расположенный навнешней стороне кварцевой трубы. Послеокончания сварки одного шва стойки 3 пере-двигаются с помощью маховика механизма по-дачи 4 относительно индуктора 9 на сле-дующий шов.
...
Установки П133 и П114 предназначеныдля диффузионной сварки в вакууме секцио-нированных трубок из порошкового материа-ла электронных ускорителей диаметром200...350 мм. Эти установки содержат печи со-противления с экранной теплоизоляцией, без-масляные средства откачки, системы сжатия сэлектромеханическим (П133) и гидравличе-ским (П114) приводами, системы управленияработой установок в ручном и полуавтома-тическом режимах. Конструктивная особен-ность установок состоит в том, что элементыпечи сопротивления (нагреватели, экраны итокоподводы) смонтированы на двух откры-вающихся боковых дверях вакуумной камеры.Благодаря этому обеспечивается свободныйдоступ ко всем внутренним элементам вакуум-ной камеры, упрощается процесс сборки ипроверка качества сборки свариваемых дета-лей и оснастки, их фиксация между опорнымиэлементами системы сжатия.
...
Для диффузионной сварки силовых полу-проводниковых приборов создан конвейер-ный комплекс УДС-5. Основными элементамикомплекса являются рабочая и две шлюзовыевакуумные камеры, проходная электропечь,гидравлический пресс, холодильник, механиз-мы перемещения свариваемых деталей, систе-мы откачки воздуха, водяного охлаждения иизмерение основных параметров сварки. Сва-рочный цикл комплекса автоматизирован пол-ностью.
...
способами сварки: дуговой и электронно-луче-вой сваркой (с подогревом керамического илиузла из порошкового материала до температу-ры, при которой материал становится электро-проводным и нечувствительным к термоуда-ру), сваркой трением (преимущественно черезпластичную алюминиевую прослойку). В этихслучаях используют соответствующее сва-рочное оборудование, оснащенное специаль-ными устройствами, источниками нагрева, ос-насткой и др. Для сварки керамических мате-риалов перспективно применение также энер-гии излучения СВЧ, лазера, электрическоговзрыва проводника, взрывного компактирова-ния, самораспространяющегося высокотемпе-ратурного синтеза и пр.
...
гическими процессами, например, с ионнойочисткой изделий перед пайкой, нанесениемпосле этого покрытий и др. оборудования дляпайки как на воздухе, так и в вакууме. В част-ности, большие перспективы имеют карусель-ные вакуумные установки (типа У-925, П-126).
...
— Большие возможности имеются в раз-работке вспомогательного оборудования: длянанесения припоев, очистки поверхности из-делий перед пайкой и после нее для получе-ния порошков припоев, аморфных лент, па-яльных паст и др. Унификация узлов и агрега-тов позволит компоновать новые установкииз имеющихся компонентов. Одной из неот-ложных задач являются стандартизация и соз-дание банка данных по оборудованию на со-временном уровне, когда эти данные можноанализировать с помощью компьютера.
...
3.2. Техническая характеристика импульсных и специализированных рентгеновских аппаратов
...
3.4. Основные технические характеристики источников рентгеновского излучения иа основе бетатронов
...
обеспечивает цветовую кодировку в двух ре-жимах: "кодировка изображения" и "кодиров-ка уровней". В первом режиме цвет изображе-ний соответствует номеру временного интер-вала на звуковом луче, в котором находятсяданные эхо-сигналы. Такие интервалы могутсоответствовать, например, зонам контроляпрямым и однократно • отраженным лучами.Этих зон может быть максимум четыре дляданного контролируемого объема и для их ко-дировки используется четыре цвета. В режиме"кодировка уровней" восемь градаций цвета со-ответствуют амплитуде эхо-сигнала независимоот того, в каком временном интервале он нахо-дится, и используются для оценки величиныдефекта. Результаты обследования представ-ляются в виде цветных распечаток, анало-гичных изображениям на дисплее компьютера.
...
В зависимости от назначения, обусловлен-ного методикой контроля, различают прямые,наклонные (призматические) и раздельно-со-вмещенные ультразвуковые преобразователи.Прямые преобразователи типа П111 в основ-ном используют для выявления несплошно-стей в материалах и сварных швах со снятымваликом усиления теневым или эхо-импульс-ным методом. Наклонные преобразователи ти-па П121 и П122 служат для контроля сварныхсоединений как теневым, так и эхо-импульс-ным методами с вводом ультразвуковых волн взону сварного шва через стенку изделия под уг-лом к поверхности. Раздельно-совмещенныепреобразователи типа П112 эффективны длявыявления расслоений в материале сварных со-единений, пор и шлаковых включений в швах,а также несплавлений в слоистых материалах,получаемых сваркой трением и взрывом.
...
ванну и ввод ультразвуковых волн осуществля-ется через толстый слой жидкости, приме-няют иммерсионные преобразователи типаП211, П311 и П312.
...
При механизированном и автоматизиро-ванном контроле сварных соединений и на-плавки, чаще всего используют щелевой (полу-иммерсионный) ввод УЗ-колебаний и приемотраженных сигналов через локальную жидко-стную ванну. Для создания такой ванны в за-зоре (щели) между преобразователем и поверх-ностью изделия применяют уплотняющие уст-ройства всевозможных конструкций. Преобра-зователи, снабженные устройствами для созда-ния щелевого зазора и локализации контакт-ной жидкости, получили название ультразву-ковых искательных головок. Такая искатель-ная головка обеспечивает возможность кон-троля сварных соединений с прямолинейной,вогнутой, выпуклой или переменного профиляповерхностью без подгонки и притирки уплот-няющего элемента по изделию.
...
По уровню механизации оборудованиеможно подразделить на средства малой меха-низации и автоматизированные системы. Ксредствам малой механизации относится те-лежка-дефектоскоп НК-120 для УЗК сварныхшвов полотнищ из листовой стали (например,заготовок рулонированных резервуаров). Те-лежка представляет собой платформу с распо-ложенными по продольной оси катками, про-филь которых зеркально повторяет профиль ва-лика усиления сварных швов сваренного полот-нища. Перемещаясь по сварному шву, дефекто-скоп контролирует его с помощью двух или че-тырех преобразователей, расположенных пообе стороны от валика усиления.
...
обеспечивает цветовую кодировку в двух ре-жимах: "кодировка изображения" и "кодиров-ка уровней". В первом режиме цвет изображе-ний соответствует номеру временного интер-вала на звуковом луче, в котором находятсяданные эхо-сигналы. Такие интервалы могутсоответствовать, например, зонам контроляпрямым и однократно • отраженным лучами.Этих зон может быть максимум четыре дляданного контролируемого объема и для их ко-дировки используется четыре цвета. В режиме"кодировка уровней" восемь градаций цвета со-ответствуют амплитуде эхо-сигнала независимоот того, в каком временном интервале он нахо-дится, и используются для оценки величиныдефекта. Результаты обследования представ-ляются в виде цветных распечаток, анало-гичных изображениям на дисплее компьютера.
...
значенная для ультразвукового контроля свар-ных швов газонефтепроводных труб большогодиаметра в потоке сварочных станов. Отличи-тельными особенностями установки НК-106являются: система отслеживания поверхностигрубы; механоакустический блок, обеспечи-вающий возможность осуществлять контрольпо прямой, К-образной и Ж-образной схе-мам. Контроль проводится при расположениисварных швов в горизонтальной плоскости заодин проход.
...
Для контроля качества сварки взрывом би-металлических труб и три металлических ко-лец созданы автоматизированные установкиНК-147, НК-148 с раздельно-совмешеннымипреобразователями. Контроль осуществляетсяпри вращении изделий и прямолинейном дви-жении искательной головки, т. е. при относи-тельном перемещении головки по спиральнойтраектории с шагом 8 мм. Компьютер, соглас-но заданной программе, управляет работойприводов, обрабатывает и выдает на экранедисплея информацию о качестве акустическо-го контакта, наличии дефектов и их координа-тах, осуществляет распечатку информации вцифровом виде и управляет работой отметчикадефектов.
...
Ультразвуковой контроль наплавки чащевсего применяется в энергетическом машино-строении и для контроля элементов буровойтехники. При контроле наплавки контролиру-ется зона сплавления основного и наплавлен-ного металла и непосредственно наплавлен-ный слой изделия. При ультразвуковом кон-
...
Контроль проводится как со стороны ос-новного металла, так и со стороны наплавлен-ного слоя. Например, в Институте электро-сварки им. Е. О. Патона разработаны установ-ка (НК-103) и технология автоматизированно-го ультразвукового контроля цапф лап буро-вых долот.
...
Для контроля кольцевых швов сваренныхгазо- и нефтепроводов диаметром 720... 1420 мм вполевых условиях предназначено полуавтома-тическое устройство НК-143 "Спутник" (рис.3.4), транспортная часть которого разработанана базе устройства для газовой резки труб "Ор-бита-2". Устройство устанавливается на трубуи крепится с помощью разъемных поясов, яв-ляющихся направляющими для самоходногомеханоакустического блока. Два многоэле-ментных преобразователя подвешены шарнир-но в вилках амортизаторов и располагаются пообе стороны сварного стыка.
...
Одним из видов неразрушающего контроляявляется сопоставление скоростей звука с це-лью определения напряженного состояния ма-териала. Так, прибор НЗМ001 предназначендля ручного контроля эхо-импульсным мето-дом механических напряжений или механиче-ских усилий. Этим прибором проверяются де-тали с диаметром не менее 8 мм и длиной20...4500 мм. Отношение длины к диаметрудолжно быть не более 7. Контроль напряже-ний осуществляется от 7 МПа до предела те-кучести материалов со скоростями распростра-нения продольных ультразвуковых колебаний
...
Рис. 3.4. Полуавтоматическое устройство НК-143 "Спутник" для ультразвукового контро-ля кольцевых неповоротных сварных швов трубопроводов:
...
Определение механических напряженийпроводится путем измерения приращения илиотносительного изменения времени распро-странения УЗК, вызванного изменением при-кладываемых механических усилий. Блок синдикацией аналогового сигнала и цифровойинформации позволяет обеспечивать боль-шую точность и воспроизводимость результа-тов измерений. Микропроцессорный блокобеспечивает обработку измерений и их запо-минание. В памяти могут храниться параметрыупругих характеристик материалов, тариро-вочные данные и другие характеристики, не-обходимые для обработки результатов аку-стических измерений. Объем памяти позволяетзапоминать данные не менее, чем для 128 ма-териалов.
...
Наличие встроенного аналого-цифровогопреобразователя позволяет автоматически учи-тывать в процессе контроля влияние раз-личных внешних воздействий, например: гео-метрических размеров, температуры. Имеетсявозможность подключения к прибору внешнихрегистрирующих, запоминающих устройств иЭВМ.
...
Магнитный и вихретоковый контроль. Обо-рудование для магнитного и вихретоковогоконтроля характеризуется наличием полеза-дающих устройств и средств обнаружения маг-нитного поля рассеяния дефекта. При этом ис-пользуется широкий спектр частот, начиная отпостоянного магнитного поля до переменныхполей с частотами десятков мегагерц [4, 7].
...
Магнитные дефектоскопы предназначеныдля контроля качества сварных соединенийизделий из ферромагнитных материалов. Поспособу регистрации дефектов их можно раз-делить на магнитопорошковые, магнитогра-фические, фсррозондовые, индукционныеи др. Намагничивание изделий при контролепроизводится в результате приложения внеш-него магнитного поля или пропускания черездеталь электрического тока. К основным узламдефектоскопов для магнитопорошкового кон-троля относятся: источники тока; устройстваподвода тока, полюсного намагничивания (со-леноиды, электромагниты); средства нанесе-ния на контролируемую деталь суспензии; ос-ветительные устройства; измерители тока.
...
Набор средств, имеющихся в стационар-ных универсальных установках, позволяетпроизводить циркулярное, полюсное и комби-нированное намагничивание, что обеспечиваетнадежный магнитопорошковый контроль какв приложенном поле (для деталей из магнито-мягких материалов), так и способом оста-точной намагниченности (для изделий из маг-нитотвердых материалов).
...
Для магнитопорошкового контроля изде-лий из ферромагнитных материалов широкоераспространение получили переносные и пере-движные дефектоскопы, например, ПМД-70,МД50 и др. В качестве индикаторных средствиспользуются как магнитные, так и магнито-
...
люминесцентные порошки, пасты и суспензии.Эффективно применение для экспресс-контро-ля магнитопорошковых дефектоскопов типа"МАГЭКС", в комплект которых входят малога-баритные намагничивающие устройства, ис-точником магнитной энергии в которых слу-жат высокоэффективные постоянные магниты.Масса таких устройств 1...2 кг, они позволяютнамагничивать изделия по участкам (МЭ-1),непрерывно протяженные участки (МЭ-2), на-пример, протяженные стыковые сварные соеди-нения, а также изделия сложной геометриче-ской формы с возможностью независимой регу-лировки межполюсного расстояния и напря-женности магнитного поля (МЭ-3). Общий видустройств приведен на рис. 3.5. Техническая ха-рактеристика некоторых магнитопорошковыхдефектоскопов приведена в табл. 3.8.
...
При магнитографическом контроле полярассеяния дефектов фиксируются на магнит-ную ленту, накладываемую на поверхностьсварного шва. Намагниченность ленты опреде-ляется приложенным магнитным полем и по-лями рассеяния дефектов. Информация о де-фекте считывается с помощью магнитогра-фического дефектоскопа, имеющего лентопро-тяжное устройство, индукционную головку и
...
3.8. Техническая характеристика некоторых магнитопорошковых дефектоскопов
...
ностью дефектоскопа является использованиебесконтактной поперечной системы намаг-ничивания. Прибор обнаруживает поверхност-ные дефекты глубиной более 0,22 мм, а такжеподповерхностные дефекты труб.
...
Для контроля качества холоднокатанных ихолоднотянутых труб диаметром 20... 102 ммпредназначен индукционный дефектоскопДК-1М, а для контроля холоднокатанных по-лос — дефектоскоп МД-90И. На основе фер-розондовых преобразователей созданы уста-новки УФКТ-1М и МД-10Ф для контролякачества ферромагнитных изделий. С их помо-щью выявляются трещины, волосовины, рако-вины в стенках труб. Феррозондовый дефекто-скоп типа МД-10Ф предназначен для контро-ля качества бесшовных труб диаметром20... 146 мм с толщиной стенки менее 12 мм. Вдефектоскопе имеются восемь вращающихсявокруг трубы феррозондовых преобразовате-лей, сигналы которых, пропорциональные из-менению магнитного поля дефектов, обраба-тываются и регистрируются восьмиканальнойаппаратурой с осциллографическим индикато-ром и блоком автоматики. Дефектоскоп управ-ляет работой устройства сортировки труб.
...
Для полуавтоматического контроля качест-ва поверхности и сварных соединений толсто-стенных ферромагнитных изделий разработа-ны феррозондовые установки "Радиан-1М" и"Магнетон-2М". Ряд феррозондовых магнит-ных дефектоскопов предназначен для контро-ля качества рельс, уложенных в пути. Работадефектоскопов типа МРД-52, МРД-66, МРД-72 основана на намагничивании в продоль-ном направлении постоянным магнитом кон-тролируемого участка рельса и считыванииферрозондом поля дефекта. Магнитный кон-троль применяется для обнаружения поверх-ностных дефектов наплавленного слоя.
...
Вихретоковые дефектоскопы используютдля контроля поверхности электропроводя-щих материалов путем возбуждения в них вих-ревых токов и регистрации изменения их по-лей дефектами. Так выявляют поверхностныеи подповерхностные дефекты в сварных со-единениях, измеряют геометрические размеры,определяют электрические и магнитные харак-теристики материалов. В дефектоскопах, какправило, реализованы амплитудно-фазовый иамплитудно-частотный способы контроля.Преобразователи дефектоскопов выполняют-ся проходными или накладными, в зависимо-сти от формы изделия контроля (листы, прут-ки, трубы, проволока и др.). Известны вихре-токовые дефектоскопы ВД-40Н, ВД-43Н,ЭДМ-65, ВД-30НД, ДНМ, ППД-1М, ВД-20НСТ, ВД-87НД, ВИЭТ-ПД, ВД-87НСТи др. Чувствительность ферромагнитных мате-риалов этих приборов позволяет выявлять де-фекты с глубиной 0,1 мм и протяженностью0,5 мм.
...
Контроль герметичности. Контроль герме-тичности сварных соединений осуществляетсяс помощью течеискателей и различного родавакуумного и пневматического оборудования:вакуумных насосов, компрессоров, газовыхбаллонов, редукторов, баков, вакуумных ка-мер, манометров, вакуумметров и т. д. [12].Большое распространение получили газоана-литические течеискатели, избирательно реги-стрирующие утечки или натекания того илииного пробного газа (гелия, фреона, метана,водорода, закиси азота и т. д.) [10].
...
Масс-спектрометрические гелиевые течеи-скатели ПТИ-10, СТИ-11, ТИ1-14, ТИ1-15 об-ладают наибольшей чувствительностью и при-меняются в электронной технике, авиации икосмонавтике, атомной и тепловой энергети-ке и пр. Галогенные, электронно-захватные,плазменные течеискатели ГТИ-6, БГТИ-7,13ТЭ-9-001, ПТ-2 позволяют обнаружитьутечки электроотрицательных газов (хладо-нов, эль-газов и др.).
...
Наиболее простым и объективным мето-дом контроля герметичности является пузырь-ковый. При этом в изделии создается избы-точное давление газа, изделие погружается вжидкостную ванну или на контролируемыеучастки наносится пленка пенообразующегораствора. Появление пузырьков свидетельству-ет о наличии утечек. Сварные швы листовыхнезамкнутых конструкций проверяются нагерметичность с помощью накладных вакуум-ных камер и вакуумных насосов.
...
3.10. Техническая характеристика ультразвуковых толщиномеров
...
ЗЛІ. Техническая характеристика радиоволновых, магнитных, вихретоковых толщиномеров
...
Одним из основных технических требова-ний к универсальной многоканальной систе-ме является требование применимости соста-ва оборудования. Это означает, что форматысообщений, аппаратура сопряжения устройстви логика управления ими, а также конструк-тивные характеристики системы должны бытьтакими, чтобы присоединение нового устрой-ства к данной системе не вызывало никакихизменений кроме изменений в программномобеспечении. Таким образом, можно расши-рять и модернизировать систему по мере вы-явления новых требований или разработки но-вых более совершенных устройств, тем самымпредотвращая ее нормальное старение.
...
Одним из примеров подобного решенияявляется многоканальная система АФ-33, по-строенная по модульному принципу. Модульсостоит из восьми групп (по четыре каналакаждая). При необходимости контроля круп-ных объектов к одной ЭВМ подключается тре-буемое число модулей, ограничение связанотолько с емкостью оперативной памяти ЭВМ.В зависимости от размеров контролируемогоизделия система АФ-33 может содержать 4 —384 каналов.
...
В ИЭС им. Е. О. Патона разработанаАЭ-система ИИСТД-1 для измерения и оцен-ки параметров акустической эмиссии, возни-кающей при деформировании материала ипредшествующей их разрушению. Системаобеспечивает: вычисление местоположенияисточников АЭ; определение диагностиче-ских, энергетических и статистических харак-теристик процессов АЭ из разных источни-ков; оперативное отображение и документиро-вание информации. Информация поступает по48 каналам. При нагружении испытываемойконструкции возникающие в зоне контролявспышки АЭ преобразуются в электрическиесигналы, усиливаются, селектируются и посту-пают в устройства измерения относительныхзадержек прихода волны. Одновременно изме-ряется амплитуда и энергия приходящего сиг-нала. Полученная информация формируется всообщение, передаваемое в ЦВМ через уст-ройство связи системы. Рассчитывается местовспышки АЭ, уточняется влияние амплитудыи энергии вспышки, локализуется зона эмис-сии. В каждой из локализованных зон эмис-сии фиксируются интенсивность последней иколичество вспышек АЭ.
...
В процессе испытаний информация о со-стоянии объекта может индицироваться на ви-деоконтрольном устройстве и распечатывать-ся в виде таблиц и графиков. Математическоеобеспечение системы включает программы:диспетчера, рабочие и ввода информации. Всистеме предусмотрен аппаратурный и про-
...

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