книги / Технология производства сварных конструкций. Ч. 2
.pdf
Для выполнения внешних швов с помощью горелки 4 (рис. 27, б) сваренные предварительно попарно мембраны и арматура 3 собираются на оправке 5 и гайкой 1 сжимаются кольца прямоугольного
икруглого сечения 2 (последние выполняют несколько функций – прижим свариваемых кромок, теплоотвод от свариваемых кромок
ипринудительное формирование шва).
Выполнение указанных функций особенно важно при сварке разнотолщинных элементов. На рис. 28 показаны приспособления для сварки сильфонов 1 с фланцами 5 для случаев сборки свариваемых кромок с отбортовкой (рис. 28, а) и внахлестку (рис. 28, б).
Некоторые изделия требуют интенсивного теплоотвода от места сварки во избежание перегрева термочувствительных элементов.
а |
б |
Рис. 28. Приспособление для сварки сильфонов с арматурой:
а– по отбортовке; б – внахлестку; 1 – сильфон; 2 – медные бандажи; 3 – стяжные кольца; 4 – горелка; 5 – фланцы
На рис. 29 показана схема герметизации корпуса полупроводникового прибора 2. Свариваемые кромки зажимаются между верхним 1 и нижним 4 теплоотводами, что позволяет надежно защитить прибор от перегрева при воздействии теплоты от горелки 3. Иногда теплоотводы 1 и 4 делаются водоохлаждаемыми.
61
Рис. 29. Схемасваркикорпусов микросхемвтеплоотводящих оправках
Рассмотренная оснастка обеспечивает надежный теплоотвод при условии, что в месте ее контакта со свариваемыми кромками приложено сжимающее усилие. Однако не все свариваемые конструкции можно нагружать дополнительными усилиями. В таких случаях для охлаждения используется жидкость.
На рис. 30 показан вариант местного охлаждения жидкостью при сварке вблизи металлостеклянного спая. Свариваемый узел 2 помещается в приспособление 3 с контролируемым уровнем охлаждающей жидкости. Сварка производится с использованием горелки 1.
Как правило, сварка плавлением изделий электронной техники производится в вакууме или в контролируемой газовой атмосфере. Иногда сварку производят с использованием струйной защиты. В этом случае качественная защита достигается за счет использования соответствующей технологической оснастки.
На рис. 31 показано приспо-
собление, |
обеспечивающее |
|
надежную |
защиту |
лицевой |
и корневой |
сторон |
сварного |
соединения.
Для повышения эффективности газовой защиты лицевой стороны при сварке горелкой 1 со стороны корпуса 3 установлен экран 2. Для
62
Рис. 31. Приспособлениедлязащитылицевойикорневой стороншваотвоздействияокружающейсреды
защиты корневой стороны шва использовано отверстие в конструкции корпуса, через которое производится продувка защитным газом. Защитный газ подается через шпиндель 7, оправку 6 и трубку 5 в полость корпуса. Стравливание защитного газа осуществляется через трубку 4, вставленную в заглушку отверстия.
Приведенные примеры показывают, насколько существенное значение для качественной сварки узлов приборов имеет правильно сконструированная технологическая оснастка.
В единичном и мелкосерийном производстве стремятся использовать типовое, стандартное или выпускаемое серийно вспомогательное оборудование и универсальные сборочные приспособления. К ним можно отнести упоры и опоры (рис. 32), зажимные элементы и устройства (рис. 33), переносные сборочные приспособления (рис. 34), универсальные сборочные приспособления (рис. 35).
Рациональным является использование типового основного и вспомогательного оборудования совместно со специализированным.
63
Рис. 32. Установочные элементы сборочных приспособлений: а – упор неподвижный; б, в, г – упор откидной; д – фиксатор неподвижный; е – фиксатор откидной
Рис. 33. Зажимные элементы и устройства: а – клиновой;
б– винтовой; в – эксцентриковый; г – рычажный; д – рычажный
ссиловым цилиндром; е, ж – вакуумные
64
Рис. 34. Переносные ручные сборочные приспособления:
а– винтовая струбцина; б – винтовая струбцина с переставным упором; в – стяжка для сборки продольного стыка обечаек;
г– распорка
Рис. 35. Универсальный стенд для сборки узлов в мелкосерийном и единичном производстве
На этапе разработки технологической схемы решаются вопросы выбора основного сварочного оборудования, а также оборудования для его перемещения и перемещения деталей и сборочных единиц, их позиционирования относительно сварочного оборудования. В зависимости от габаритов и формы свариваемых изделий, а также конфигурации сварных швов выбираются оптимальные сочетания механического оборудования для установки и перемещения сварочных агрегатов и свариваемых изделий. Номенклатура и размерный ряд такого оборудования, выпускаемого отечественными
65
и зарубежными производителями, достаточно широки. Для установки и перемещения сварочных агрегатов могут служить сварочные колонны (рис. 36) и тележки (рис. 37). Для установки и перемещения в процессе сварки свариваемых изделий используются сварочные манипуляторы, кантователи и др. (рис. 38, 39).
а |
б |
Рис. 36. Компоновкасварочныхколонн: а– колоннасвыдвижной консольюиманипулятор; б– колоннасневыдвижнойконсолью
иповоротныйстол; 1 – электродвигатель; 2 – редуктор; 3 – консоль; 4 – каретка; 5 – стойка; 6 – основание; 7 – фиксатор; 8 – балкон
а |
б |
в |
г |
Рис. 37. Схемы тележек для сварочных аппаратов: а, б – велосипедные; в – глагольные; г – портальные
66
а |
б |
в |
г |
Рис. 38. Схемы устройств для позиционирования свариваемых изделий: а– сварочныйманипулятор; б– вращатель(поворотныйстол); в – кантователь; г – роликовый вращатель
На рис. 40 представлена установка, включающая велосипедную тележку и рычажный кантователь.
На рис. 41. показано сочетание глагольной тележки и роликового стенда.
Рис. 39. Внешний вид |
Рис. 40. Схемаустановкидлясварки |
|
сварочного манипулятора |
продольныхшвовдвутавровыхбалок: |
|
ВСУ-2 |
1 – рычажный кантователь; |
|
2 – балка; 3 – сварочнаяголовка; |
||
|
||
|
4 – сварочнаятележка |
|
|
67 |
Рис. 41. Установка для сварки продольных и кольцевых швов обечаек
На этапе разработки технологической схемы выбираются методы контроля качества сварных соединений и оборудование, необходимое для их реализации.
4.7. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Обеспечение ТКИ сварных конструкций во многом определяется методикой и средствами контроля качества. Качество сварных конструкций – это не только соответствие сварных соединений требуемым служебным характеристикам. Перечень показателей качества сварных конструкций определяется назначением и условиями эксплуатации изделия. Качество сварных соединений определяется как совокупность ряда свойств, таких как надежность, степень работоспособности, прочность, структура металла шва и околошовной зоны, коррозионная стойкость, отсутствие дефектов, число и характер исправлений и др.
68
Для обеспечения качества готовой продукции необходимо использовать все этапы контроля качества.
1.Контроль документации на стадии проекта: выбор конструкции соединений и технологии сборки-сварки; выбор основного металла, обоснование норм допустимых дефектов и плана контроля; выбор методов контроля и обеспечение дефектоскопичности конструкции и др.
2.Контроль конструктивно-технологических факторов: проверка подготовки производства, условий и качества заготовительного и сборочного производства, подготовки и хранения исходных основных и сварочных материалов, правильности выбора и состояния основного сварочного и вспомогательного механического оборудования, режимов сварки и аппаратуры для их контроля, дисциплины и аттестации сварщиков, объема и методов отделочных операций после сварки и др.
3.Контроль продукции: выбор рационального сочетания неразрушающих и разрушающих методов контроля. Наряду с контролем сварных соединений готового изделия часто требуется пооперационный контроль отдельных швов – полуфабрикатов.
На всех стадиях технологии контроля необходима проверка качества самих контрольных операций: метрологическая проверка приборов, контроль соблюдения режимов, чувствительности и достоверности дефектоскопии, дефектоскопических материалов, квалификации и состояния операторов и др.
Высокое качество готовой продукции зависит в первую очередь от уровня и состояния технологического процесса производства. Обнаружение дефектов служит сигналом не только к отбраковке продукции, но и к оперативной корректировке технологии изготовления, а если необходимо, то и к конструктивной переработке. Основное воздействие контроль должен оказывать именно на технологию производства, обеспечивая за счет оперативной обратной связи предупреждение дефектов и брака продукции
При разработке технологической схемы необходимо обеспечить оптимальные условия выполнения каждой отдельной операции
69
и всего процесса изготовления изделия в целом. Для этого необходимо стремиться к созданию поточного производства с максимальным использованием средств и организационных методов механизации и автоматизации производства.
4.8. ОРГАНИЗАЦИОННЫЕМЕРОПРИЯТИЯПООБЕСПЕЧЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ
В области сварочного производства трудовые затраты на собственно сварочные работы обычно не превышают 30 %. Большой объем занимают заготовительные, сборочные и вспомогательные (особенно транспортные) операции. Следовательно, повышение производительности только сварочных операций не может дать существенного эффекта по снижению трудоемкости производства сварных конструкций. Поэтому возникает необходимость рациональной организации и комплексной механизации
иавтоматизации, охватывающих не только основные (заготовительные, сборочные, сварочные, отделочные), но и вспомогательные (транспортные, контрольные) операции.
Совершенствование производства сварных конструкций требует не только наличия механизмов, способных осуществлять все необходимые операции технологического процесса, но и рациональной их компоновки и системы управления. При этом требования как к механизмам, так и их компоновке и системе управления определяются характером производства.
Для серийного и мелкосерийного производства требуются универсальные устройства, пригодные для работы в широком диапазоне типоразмеров заготовок и изделий. Для крупносерийного
имассового производства используется более производительное специализированное оборудование в составе поточных, автоматических и роторных линий конкретного целевого назначения.
Создание линий со специализированным оборудованием требует больших затрат на проектирование, изготовление и мон-
70