|
| |
|
Слаботочка Книги 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 [30] 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 сравнительно быстро выходить из строя под действием стекающего паяльного флюса. В таких случаях для защиты ламп используЕот сменные кварцевые пластины-экраны. В качестве источников инфракрасного излучения применяют металлические радиационные нагреватели из нихрома в виде прутков, полос, сварных peuieTOK, а также из тугоплавких металлов, например, в многопозиционной установке типа УПТ для пайки тонкостенных трубопроводов. Нагреватель в этой установке изготовлен из ниобия, выполнен разъемным и охватывает непосредственно место соединения [18]. Техническая характеристика установки для зонального безокислительного нагрева неповоротных стыков стальных и титановых трубопроводов под высокотемпературную пайку приведена ниже. Технические данные установки типа УПТ Установленная мощность, кВ-А.......... 25 Максимальная температура, С............ 1250 Число пагревательны.ч постов 6 Контролируемая сред. . . Аргон Расход, м/ч: аргона ......... 0,12-0,30 охлаждающей воды при давлении 0,35 Па . . . 1,0 Продолжительность пайки одного стыка, мин...... 3,0 Максимальный наружный диаметр паяемых труб, мм . . . 42 Габаритные размеры, мм , . . 2900X ХбООх X 1750 Масса, т .......... 5,5 Установка состоит из пульта управления, нагревательных постов со сменными нагревательными устройствами, которые соединены с поста.ми гибкими водоохлаждаемыми кабелями. Разъемные нагреватели позволяют паять соединения трубопроводов в любом пространственном положении. Стабильность режимов процесса и надежность работы установки обеспечены применением системы непрерывного регулирования температуры на бесконтактных элементах. Электронно-лучевые установки. При электронно-лучевом нагреве поток электронов, сформированный в э.тек-тронной пушке и направленный на паяемые поверхности, имеет мощность. равную произведению тока на напряжение, ускоряющее электроны. Достигая поверхности материалов, мощность частично переходит в теплоту, так как вторичные и отраженные электроны в нагреве не участвуют. Для практических тепловых расчетов используют выражение, связывающее теплофизические параметры металлов с параметрами режимов пайки: рде X - теплопроводность паяемого материала; Т л - температура плавления припоя; ц - электронный КПД процесса; 6 -- безразмерная температура, предложенная Н. Н. Рыка-линым для тепловых расчетов; а - паяльный зазор; s - толщина соединяемых элементов. Процесс пайки на электронно-лучевых установках характеризуется высоким кпд процесса. Концентрация энергии в луче позволяет предельно сократить продолжительность взаимо.тействия расплавленного припоя с паяемыми материалами и тем самым сохранить их свойства. Для изготовления высокоточных изделий, собранных из тонкостенных и разнотолщинных элементов, используют установки с местным нагревом (сфокусированный электронный луч) и общим нагревом (сканирующий поток электронов). Пайку узлов из керамики и тугоплавких металлов с местным нагревом в по Свет.тана производят с применением электронно-лучевых установок с пушкой типа У50А. Для пайки узлов медицинского инструмента с нагревом сканирующим потоком электронов применяют уст; -новку ЭЛУ-4 с пушкой ЭЦ-60/К С целью исключения перегрева и оплавления кромок изделия, а также равномерного прогрева зоны соединения, электронный пучок колеблется в результате подачи импульсов синусоидальной или пилообразной формы с генератора НГПК-З.М на отклоняю шую систему пушки. Отсутствие тепловой инерционности при панке изделий на электроиги- лучевых установках позволяет с большой точностью автоматически управлять процессом нагрева. Например, для изготовления стальных теплообменников трубчатого типа применяют установку ЭЛН-П, где нагрев всех соединений на трубной доске производится сканирующим лучо.м. Такой метод позволяет нагревать лишь поверхность трубной доски и концы трубок, что предотвращает стекание припоя в межтрубную полость. Технические данные установки ЭЛН-П Мощность, кВт ..... Максимальный ток луча, м.А Температура пайки. °С Вакуу.м в рабочей камере. Па Время откачки, мин Рабочее ускоряющее напряжение, кВ......... Размеры рабочего пространства, мм...... . . Габаритные размеры, мм . . Масса, т ......... 50) До 2200 6.7- Ю 13-! ОХ X1200X Х900 6000 X X 1700Х X 2850 12.0 Установка Луч-3 предназначена для naiiKH трубчатых конструкций из высокоактинкых металлов и сплавов с нагревом кольцевым электронным пучком, получаемым в высоковольтном тлеющем разряде при температурах до 2000 °С. На кольцевой катод нагревателя, размещенный изолированно между двумя дисковыми ано-I дами, подается высокое напряжение отрицательной полярности относительно земли. В кольцах анода расположены электромагнитные катушки, обеспечивающие отклонение пучка при настройке на место соединения. Рабочая ка.мера установки выполнена в виде двух цилиндров, расположенных по оси проходного отверстия нагрева-ктадя. В нижнем цилиндре диаметром 5 мм имеется механизм вертикаль-го перемещения изделий; верхняя мера диаметром 160 мм служит liHCMHHKOM. Механизм перемещения изделий снабжен устройством останова в зоне ►пайки на герконовых датчиках, на--страиваемых по линейке с наружной 1С-тороны камеры. Перемещение изде-И*1Й в рабочей камере- примерно на ине 900 мм С возможностью останова через каждые 5 мм с точностью 0,2 мм. Электронный нагреватель и рабочая камера раз-мещены на одно.м каркасе с откачнон системой, состоящей из форвакуумного агрегата .А.ВМ 50-1, высоковакуумного паромасляного насоса Н-2Т, трубопроводов и кранов, приводимых в действие с автоно.много пульта управления. Технические данные установки Луч-3 Потребляемая мощность, кВт 15 Ускоряющее н пряжение, кВ 20 Ток пучка, м.А ....... ЗОО Темпер;.тур1 в зоне пайки, °С До 2000 Предельный вакуум в paijo- чей камере. Па..... 0,13 Время откачки, мин..... 5 Давление инертного газа. Па ISIS- 10* Расход охлаждающей воды при давлении 0,15 Па, мч ... 0.5 Максимальные размеры паяемых узлов, мм ..... 60x950 Ла.зерные установки. Излучение оптического квантового генератора (лазера) характеризуется большой интенсивностью потока электромагнитной энергии, высокой монохроматичностью, значительной степенью временной и пространственной когерентности. Вследствие этого лазерное излучение отличается от других источников электромагнитной энергии очень узкой направленностью. Диапазон длин волн, генерируемых различными типами лазеров и при.мёняемых для технологических целей, колеблется в интервале 0,4-10,6 мкм. Воз.можность концентрирования энергии на малой площади за сравнительно короткое время позволяет использовать лазер для соединения тончайших изделий или их сочетания с массивными элементами конструкций, а также изделий, материалы которых чувствительны к тепловому воздействию. Процессы нагрева при пайке лазе-ро.м характеризуются воздействием высококонцентрированным и малоинерционным источником теплоты при передаче энергии излучения на изделие. Однако падающий на поверхность изделия световой поток частично отражается, и только часть его проходит в глубь тела. Плотность поглощенной дозы излучения для большинства практических случаев изменяется внутри объема твердого тела по закону Бугера: где qy (2), qY(f - соответственно объемные плотности дозы излучения на расстоянии 2 от поверхности и непосредственно на поверхности тела, Втсм; (1 - R) - коэффициент, характеризующий поглощательную способность; а - коэффициент поглощения света, см~. Для теплового расчета лазерной лайки можно рассмотреть случай контактирования соединяемых материалов по границе раздела, в частности материала с припоем-покрытием. Для этого рассматривается задача о нагреве двухслойных материалов при условии их идеального контакта, описываемая системой дифференциальных уравнений, учитывающих температуру нагрева в зависимости от длительности импульса, фокусного расстояния, состояния поверхности нагреваемого тела и других параметров 114]. Лазерная установка представляет собой комплекс оптико-механических и электрических приборов, основным звеном которого является оптический квантовый генератор на рубиновом или другом кристалле. Действие квантового генератора основано на явлении индуцированного испускания световой энергии возбужденными ато.ма.ми из кристалла под действием облучения импульсной лампой. Для создания необходимой плотности энергии индуцированного излучения световой луч фокусируется через систему линз в узкий пучок, который и создает необходимую температуру в зоне пайки. В зависимости от конструктивных особенностей и массы паяемых изделий, а также свойств соединяемых материалов используют лазерные установки различной мощности. Основные технические данные лазерных установок, применяемых в различных отраслях техники, приведены в табл. 44. В настоящее время созданы установки, снабженные устройствами для грлш-повой пайки лучом лазера. Так, например, на выставке в Ганновере фирма Simens А. G. демонстрировала о X - о сс -о. ir. сг- - ,л см 01 п X - V - = Х Х-хо
i ci ?х -i - 2 ь - к о с; г - о - =2 = - -= Ci п s t S: г. = 2 5 Е о = - - установку для многопозиционной пайки изделий лазеро.м но заданной програ.мме, на которой расфокусированный луч направляется как параллельный пучок на галограмму, содержащую инфор.мацию, на какое число элементарных лучей должен быть разложен пучок и Б каких точках они должны быть сфокусированы. По такой программе одним импульсом лазера одновре.менно выполняют соединения во многих точках. Установки для пайки световым лу-чо.м. Концентрированный нагрев сфокусированной лучистой энергией имеет ряд преи.муществ, основны.ми из которых являются бесконтактный подвод энергии к изделия.м за счет удаления источника от объекта нагрева, возможность передачи энергии через оптически прозрачные оболочки как в контролируемой среде, так и в ва-куу.ме, и, что особенно важно для процессов пайки, нагрев различных материалов происходит независи.мо от их электрических, магнитных и других свойств с широкими пределами регулирования и управления параметрами процесса. Оптический источник теплоты, представляющий собой эллипсоидный отражатель в сочетании с дуговой ксено-новой лампой, наиболее перспективен для панки изделий с регулированием энергетических параметров за счет изменения формы и размеров пятна нагрева. Такой процесс характеризуется локальностью нагрева зоны соединения до температуры, noiBo-ляющей применять любые современные припои. Для пайки узлов электровакуумных приборов используют установки с оптической головкой, выполненной на базе ксеноновой газоразрядной ла.мпы высокого давления ДKcP-5000.Vl мощностью 5 кВт. Максимальная температура, получаемая в фокусе оптической системы установки, составляет 1400-1700 С, диаметр фокальной области 6-15 мм, производительность процесса пайки 3-5 мин. В установке .могут быгь использованы также лампы ДКсР-3000.\\ и ДКсШ-1000, которые имеют меньшую мощность. Оборудование д.ля газопламенной пайки Процессы газопламен1Юй пайки обладают большой технологической гибкостью, а их тепловые режим-ы обеспечиваются применением различных составов газовых смесей (табл. 45). Тепловые процессы газопламенной пайки. При газопламенной пайке на- -15. Свойства горючих газов и паров
Примечание. Способы хранения и транспортирования: ацетилен - в стальных баллонах в растворенном состоянии под давдеьнем 1.7-2.1 МПа; метан - в стальных баллонах под давлением 1о. 1 МПа; природный газ - по трубопроводу или в стальных баллонах; нефтяной газ - в баллонах под давлением 15,1 МП;;. грев обусловлен вынужденным конвективным и лучистым теплообмс-нами между потоком горючей смеси пламени и соприкасающимся с ним участком поверхности изделия. Значение лучистого теплообмена невелико и составляет 5-10 % общего теплообмена. Таким образом, пламя горелкн местного поБсрхпосткого источника теплоты можно рассматривать как конвективный теплообменныГ! источник. Интенсивьость вынужденного конвективного тсилообмсиа в оснси5-ном зависит от разности температур пламени и нагреваемой пов-срхносп;. а также от скорости ее перемещения относительно потока пламени. В общем Бнле удельное количество теплоты q пламени можно выразить правилом Ньютона qa (Т -Т), где а/ - козффнпнеит теплоотдачи между пламенем и н:;гревасмым материалом, раБ11ЫЙ сумме коэффициентов вынужденного конвективного и лучистого теплообменос (ккал/(см--с- С]-Ти и Т - температуры соответственно потока газов пламени и поверхности материала, на которую направлен поток пламени, Х. Коэффициент а в процессе повышч-кия температуры материала уменьшается, поэтому выбирать его значе- ния следует из сопоставления экспериментальных данных и результатов теоретических расчетов. Характер распределения теплового потока пламени но пягиу нагрева зависит от угла наклона пламени, расстояния от сопла до нагреваемой поверхности и средней скорости истечения горючей смеси из сопла горелкн. Эффективная тепловая мощность пламени q зависит в основном от расхода горючего газа (рпс. 21). Эффективность нагрева (КПД) оценивается отношением эффективной мощности пламени к полной тепловой мощности f/ , подсчитываемой по низшей тепловод-ной способности горючего 1] = 3.51/ г.де - расход ацетилена, л ч. На рис. 21, б видно, что с увеличением расхода горючего вследствие и.менення условнн теплообмена пламени с поверхностью материала эффективность нагрева снижается. Следовательно производительность процесса газопла.менного нагрева определяет расход горючего газа \5]. Ацетиленовые генераторы подраздел я .ют: по предельному давлению - на генераторы низкого давления (до } 2 3*557 N-на1оиечиика hO 250 Ш1 615 :0Ю 17002630 Расход CzH /ч OSu \31 т Zp 2.¥j 2М 3,5 а сопла, мм  20G0 16С0 120D г ib!3 /3,5/ Стг--ти- ~-I-/-i--i--i---  О Ш 800 1200 WOO2000 Усн,л1ч 400 800 1Z00 WOO 2000 \нг,Ф б) Рис, 21. Эффективная мощность пламени (а) и эффективный КПД пламени {б) при нагреве низкоуглеродистых сталей в зависимости от расхода ацетилена (ось ординат 7-20. Дж/с) 0,01 МПа), среднего (до 0,07 МПа) и высокого (0,07-0,15 МПа); по применению - на передвижные и стационарные; по способу взаимодействия карбида кальция с водой - на системы: КВ - карбид в воду, ВК - вода на карбид (с вариантами мокрого и сухого процессов), ВВ - вытеснением воды. Передвижные ацетиленовые генераторы предназначены для работы при температурах окружающего воздуха от -28 до 40 °С, стационарные - от 5 до 35 °С. Технические данные ацетиленовых генераторов приведены Б табл. 46. Баллоны. Баллоны предназначены для хранения и транспортирования газов в сжатом, сжиженном или растворенном состоянии. Наиболее распространены баллоны BsiecTHMocTuio 40 л, массой 0,06 т, рассчитанные на избыточные давления до 20 МПа. В них хранят и транспортируют газообразный кислород под давлением 15 МПа, а также ацетилен в растворенном состоянии. Кроме цельногянутых баллонов из бесшовных труб применяют стальные баллоны типа БАС-1 -58. Внутри ацетиленового баллона находится пористая масса с ацетоном, которая представляет собой зернистый ак- тивироБан1Пз!й древесный уголь с раз-меро.м зерен 1,0-3,5 .м.м. На один литр в.местимости баллона вводят 290-320 г активированного угля и 250-300 г ацетона, который пропитывает пористую массу и при наполнении баллона ацсгилечом хорошо его растворяет. Баллоны для сжимаемых горючих газов-за.мснителей ацетилена изготовляют малой вместимости Сдо 12 л) н средней (20-55 л) с предельным давлением до 20 МПа, а для сжиженных газов - вместимостью до 80 л. Баллоны рассчитан.ы на давление до 1,6 .МПа и могут применяться при температурах -40 -50 С. При наполнении водородом баллоны окрашивают в темно-зеленый цвет и делают надпись красного цвета Водород , при наполнении нефтяным газом - в серый цвет с надписью красного цвета Нефтегаз , а при нанолненнн другими горючими газа.ми - в красный цвет с надписью белого цвета наименования газа. Предохранительные затворы npei-назначены для защиты ацетиленовых генераторов и трубопроводов от проникновения в них взрывной волны при обратном ударе, а также от попадания кислорода или воздуха. 4 >. Ацетиленовые генераторы и станции Технические данные Передвижные Стационарные Станции Производительность, ыч Система взаимодействия карбида кальция с водой Рабочее давление ацетилена. ЛлПа Максимальное .;авленне ацетилена, МПа Грануляция карбида кальция, мм Рдиновременная загрузкн карбида кальция, кг к Габаритные размеры, мм: i диаметр длина В ширина Я высота
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 [30] 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||