МИКРО ПЛАЗМЕННАЯ СВАРКА

ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОПЛАЗМЕННОЙ СВАРКИ

Микроплазменная сварка в непрерывном и импульсном режи­мах горения дуги нашла широкое применение во многих отрас­лях промышленности для изготовления различных изделий из черных и цветных металлов и сплавов малых толщин. Накоп­лен опыт использования данного способа при исправлении мик­родефектов в окончательно обработанных деталях из углеро­дистых и легированных сталей, а также из литейных алюми­ниевых сплавов. Ниже приведены характерные примеры при­менения микроплазменной сварки в приборостроительной, ма­шиностроительной и электротехнической промышленности, в электронной и медицинской технике, химическом машинострое­нии и радиотехнике.

1. СВАРКА КОРПУСОВ ПРИБОРОВ

Наиболее распространена микроплазменная сварка при изго­товлении тонкостенных корпусов приборов различного назна­чения. Это полупроводниковые элементы, конденсаторы, инте­гральные схемы, теплообменники, вакуумные датчики, реле, сопротивления, узлы электронных ламп, сильфонные узлы и фильтры. С помощью микроплазменной сварки изготовляют дроссели люминесцентных ламп, бытовые приборы, корпуса электрокофеварок и другие предметы народного потребления. Размеры изделий, свариваемых микроплазменным способом, находятся в пределах от 5—10 мм (рис. 121) до нескольких десятков метров при толщине металла 0,05—2,0 мм.

Па рис. 122 приведен малогабаритный корпус теплообмен­ника, состоящий из двух трубных досок размером ІХ50Х Х50 мм (сталь Х18Н10Т) и 36 капилляров диаметром 3 мм,

длиной 65 мм и толщиной стенки 0,13 мм. Приварку капилля­ров к трубной доске выполняют от источника А-1255 горелкой ОБ-1115 на следующем режиме: /Св=4,3 А; /д. д= 1,2 А; расход защитного газа (Аг Ь 3% Н2) 3 л/мин; плазмообраз>ющего (Аг) - 0 ,25 л/мин. Как показал опыт, микроплазменная сварка в данном случае обеспечивает сохранение точных геометриче­ских размеров корпусов теплообменников, высокую плотность сварных соединений и качественное формирование швов.

Освоена автоматическая микроплазменная сварка малога­баритных баллонов из тонколистовой стали (S=0,6 мм) с про­дольными и кольцевыми швами. Применительно к изготовле­нию такого рода баллонов ручная газовая сварка вследствие низкой производительности, значительных деформаций и обра­зования дефектов не удовлетворяла требованиям серийного производства. С целью использования микроплазменной сварки для данных изделий произведены конструктивные изменения в сопряжениях свариваемых элементов. В заготовке цилиндра баллона с двух сторон предусмотрены технологические при­пуски в виде усиков, что гарантирует необходимую точность стыковки деталей за счет увеличения времени на начало про­цесса сварки. Заварку кратера в конце шва также выполняют на технологическом усике. Сварку осуществляют специализи­рованным автоматом на медной формирующей оправке с ис - пользова-нием пневмоклавишного прижима. Цилиндр фиксиру­ют в таком положении, при котором его образующая совпадает с электродом сварочной горелки, установленной на подвижной каретке и перемещающейся по направляющей между двумя конечными выключателями.

Приварку крышки к цилиндру кольцевым швом производят на другой установке. Она состоит из двух основных узлов — вращающейся пневмоцанги и поворотной колонны с корректи­рующим устройством и горелкой. Конструктивно узел цанги решен так, что при зажатии медные вкладыши устанавливают­ся в одной плоскости со свариваемыми кромками деталей. Благодаря равномерному отбору тепла в процессе сварки уда­ется избежать прожогов и других дефектов в швах.

Рис. 121.

Корпуса полупроводниковых микроприборов.

В качестве источника питаниям данном случае применяют установки МПУ-М, работающие как в импульсном, так и в непрерывном режиме юрения дуги. Оптимальные режимы механизированной микроплазменьой сварки стали 08кп тол­щиной 0,5 мм приведены в табл. 29, При замене газовой свар­ки микроплазменной увеличилась производительность труда, улучшились его санитарно-гигиенические условия и повысилось качество сварных соединений.

Разработаны и внедрены в производство сварные трубчатые корпуса фильтров, служащих для получения чистого водорода методом диффузии водородсодержащего газа через ячейки с палладиевыми мембранами (рис. 123). В данном изделии мембраны, изготовленные из фольги толщиной 0,1 мм (80% Pd, 15% Ag, 5% Pt), сваривают в самостоятельные ячейки, а затем несколько ячеек собирают в отдельный корпус. Микроплазмен­ную сварку ячеек и корпусов выполняют в импульсном режиме горения дуги. Защитным газом служит ар гон о-во дородная смесь с 3% водорода. Сварные узлы водородных фильтров до­пускают надежную работу аппаратов при температурах до 650° С. Для сравнения отметим, что аналогичные паяные узлы при температурах свыше 500° С оказываются неработоспособ­ными. Переход от пайки к микроплазменной сварке фильтров позволил увеличить производительность промышленных диффу­зионных установок и повысить их эксплуатационную надеж­ность. Одновременно достигнута также значительная экономия благородных металлов.

Сварку узлов большинства электровакуумных приборов необходимо производить при пониженном давлении окружаю­щей атмосферы, поскольку данные узлы после сварки подвер­гаются вакуумированию. Качество приборов такого типа в зна­чительной мере зависит от постоянства давления среды внутри гфибора в течение продолжительного промежутка времени. Если сварные швы насыщены газами или окислены, то в про-

цессе эксплуатации давление внутри прибора увеличивается, что отрицательно сказывается на работоспособности изделия. Например, в вакуумных конденсаторах это приводит к сни­жению электрической прочности сварных соединений вплоть до выхода его из строя. Микроплазменная сварка при давле­ниях среды 10~2—10“3 мм рт. ст. обеспечивает высокое качества соединений. Чистота атмосферы, окружающей сварочную ван­ну, в этом случае определяется в основном чистотой плазмо - образующего газа.

Характерным примером применения микроплазменной свар­ки в вакууме является использование ее при изготовлении вакуумных конденсаторов [77]. Схема соединения (рис. 124), предусматривающая сочетание наружных телнологических колец с выступом и проточкой на массивном основании и втул­ке, обеспечила оптимальные условия нагрева соединений дета­лей, обладающих резко отличающимися теплофизическими свойствами. При этом технологическое кольцо служит одновре­менно и присадочным материалом, способствующим получению вакуумноплогных соединений. Сварку указанного корпуса про-

Рис. 122.

Корпус теплообменника.

изводят специализированным источником питания ЮХ-306 с плазмотроном А-1092К при преимущественном расплавлении технологического кольца из меди или бронзы.

Другим примером изделий, требующих вакуумирования в процессе сварки, являются стальные корпуса датчиков (рис. 125). Давление внутри корпуса должно составлять десятые доли миллиметра ртутного столба, что и предопределяет ис­пользование для герметизации узлов импульсной дуги низкого давления. Особенностью техники сварки такого рода изделий является применение дуги большой длины для обеспечения необходимого давления внуїри корпуса. Последующие испы­тания сварных узлов и опыт их эксплуатации свидетельствуют о высоком качестве герметизации, удовлетворяющей техниче­ским требованиям. Аналогичные результаты получены также при микроплазменной сварке в вакууме термостатов датчиков, корпусов электроннолучевых приборов и других изделий.