СПЕЦИАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ И РЕЗКИ

Вакуумная гигиена диффузионно-вакуумной сварки

Несовершенства различных обмазок и флюсов не позволяют обеспечить надежную защиту металлов от окисления во время свар­ки. Это происходит, во-первых, вследствие недостатков защит­ных свойств обмазок и флюсов; во-вторых, вследствие сложности состава обмазок и флюсов, качество которых определяют природ­ные материалы, имеющие значительные колебания химического состава; в-третьих, вследствие сложности технологии изготовле­ния обмазок и флюсов и изменения их свойств при хранении; в-четвертых, вследствие затруднения контроля качества готовых покрытий и флюсов.

Совершенствование защитных средств идет в направлении их состава. Многокомпонентные обмазки и флюсы заменяют газовы­ми средами или инертными газами (аргоном, гелием). Использо­вание вакуума дает ряд технических и экономических преимуществ. Это объясняется тем, что вакуумная защита состоит из компо­нента «нулевого» порядка. Вакуумное оборудование позволяет со­здавать защиту непосредственно на рабочем месте, при этом от­падает потребность в баллонах и транспортных расходах. Вакуум­ная защита в 2 — 3 раза дешевле по сравнению с защитой в среде аргона.

Свойства вакуума, как очищающей и защитной среды, опре­деляются микроскопическим остаточным содержанием кислоро­да и азота в вакуумной камере, которое даже при рЖТ = 10~2 Па на порядок ниже, чем в особо чистом аргоне марки А, содержащем 0,005 % 02 и 0,01 % N2. Это позволяет не только защитить нагре­тый металл в вакууме от окисления или нитрирования, но и ос­вободиться от поверхностных загрязнений, адсорбированных га­зов и жировых пленок. Обычно после нагрева в вакууме поверх­ность металла становится блестящей.

Однако вследствие чрезвычайно низкого парциального давле­ния кислорода удалить оксидные пленки с поверхности большин­ства металлов, кроме Си, Ni, Со, путем их диссоциации не уда­ется.

Нитриды А1, Nb, Cr, Mg, Mo, Si имеют относительно высо­кую упругость диссоциации, поэтому удалить азот из металлов путем диссоциации его нитридов практически возможно.

Для диффузионной сварки используют динамические системы вакуумирования, при которых в вакуумной камере создают опре­делённое постоянное разрежение в процессе всей сварки (нагрева и сжатия деталей). Тем самым выделяющиеся в процессе сварки газы и пары постоянно удаляют из камеры.

Качество сварного соединения зависит от микроскопических посторонних веществ, расположенных на подготовленных для свар­ки поверхностях.

Вакуумная гигиена при ДСВ подразумевает защиту поверхно­стей свариваемых материалов и элементов конструкций от всевоз­можных загрязнений в ходе производственного цикла. Для этого необходимо обеспечение чистоты рабочих помещений; создание микроклимата и комплекса мероприятий, предельно снижающих вероятность загрязнений; использование спецодежды, а также инструмента и оборудования, применяемого в процессе произ­водства только для работы на данной установке.

Классификация помещений по степени требований к чистоте поверхности деталей и узлов производства по вакуумной гигиене включает в себя I, II и III категории.

К I категории относят герметичные помещения, изолирован­ные от внешней среды шлюзованием и окруженные санитарной средой. В них создают и автоматически поддерживают микрокли­мат. В этих помещениях выполняют наиболее ответственные тех­нологические операции, не допускающие попадания на поверх­ность деталей механической пыли, органических продуктов ок­сидных аэрозолей и других веществ, снижающих качество сварки. В помещениях I категории производят окончательную очистку и отжиг деталей, металлизацию керамических деталей, диффузи­онную сварку, сборочные операции.

Ко II категории относят помещения, в которых выполняют наиболее ответственные технологические операции по диффузи­онной сварке, завершающие подготовку деталей и узлов к окон­чательной сборке, — заварку, вакуумирование, предварительную очистку и сборку деталей, диффузионную сварку материалов и изделий широкого применения, ремонтно-восстановительные работы, термические операции, многократное повторение заме­ров и контроль параметров приборов.

К III категории относят помещения, в которых выполняют основные операции механического изготовления деталей и от­делки приборов: механическую обработку деталей из металла и других материалов, подготовку керамических масс, нанесение покрытий.

К каждой категории помещений предъявляют определенные требования, устанавливающие чистоту и параметры микроклима­та: число пылинок в 1 дм3 воздуха, число пылинок, оседающих на 1 см2 контрольной поверхности за 1 ч, температура воздуха, от­носительная влажность, количество вредных примесей. Категории технологических операций и требования к производственным по­мещениям определяют главный инженер и главный технолог пред­приятия. Важную роль в производстве вакуумных приборов имеет соблюдение установленных параметров микроклимата. Темпера­тура помещения влияет на качество технологических операций, так как детали приборов имеют весьма малые допуски и их пара­метры могут изменяться в зависимости от колебаний температу­ры. Температура производственных помещений, как правило, под­держивается на уровне (22 ± 2) °С. Влажность воздуха оказывает влияние на различные параметры материалов деталей узлов и из­делий, например на изоляционные и диэлектрические параметры. Влажность воздуха должна находиться на уровне 50...65 %.

Для обеспечения требуемого микроклимата производственные помещения I и II категорий изолируют друг от друга. Подсос воз­духа из помещений низшей категории в высшую не допускается. С этой целью в помещениях высшей категории создается повы­шенное давление воздуха (24,5...49 Па).

Система очистки и кондиционирования должна подавать воз­дух с содержанием загрязнений ниже установленных норм, а крат­ность обмена воздуха должна быть достаточной для поддержания заданной температуры и удаления избытка теплоты, выделяющейся внутри помещения. Поступающий в помещения очищенный воз­дух должен обеспечивать равномерность температуры по высоте помещения, исключающую конвекцию воздуха; отсутствие зон с повышенной температурой и перепадом температур более 5 °С; отсутствие сквозняков и направленных потоков воздуха, которые могут привести к усиленному перемещению частиц механической пыли и аэрозолей.

Изложенные требования к производственным помещениям могут быть обеспечены только при условии знания и соблюдения правил, предъявляемых к работающим в этих помещениях. Правила должны неукоснительно соблюдаться всеми работающими, так как нарушение их на любой операции приводит к браку, что об­наруживают обычно только в готовом приборе при его испыта­нии или эксплуатации.

Работающие в помещениях I и II категорий обязаны следить за чистотой одежды, обуви, рук (ногти должны быть без лака); ос­тавлять в общем гардеробе верхнюю одежду, обувь, книги и лич­ные вещи; надевать соответствующую технологическому режиму одежду; соблюдать личную гигиену, содержать в чистоте рабочее место,- инструмент и приборы; перед уходом из рабочих и быто­вых помещений и по возвращении переодеваться в отведенном для этого месте; по окончании работы привести в порядок рабо­чее место, очистить и уложить на специально отведенные места приспособления, аппаратуру и инструмент.

Чтобы показать, насколько высоки требования к личной гиги­ене, приведем обязательную схему для мытья рук людей, работа­ющих в помещениях I категории: руки моют водой, имеющей тем­пературу 45 °С, детским мылом; ополаскивают водой при темпе­ратуре 16...20°С; ополаскивают дистиллированной водой; выти­рают насухо чистым полотенцем из неворсистой ткани.

При монтаже аппаратуры необходимо использовать напальч­ники и перчатки, которые очищают кипячением в содовом ра­створе с последующей промывкой в деионизованной (специаль­но очищенной) воде. Чистые напальчники и перчатки хранят в специальных пакетах.

Все обязанности по медицинскому обслуживанию и контролю гигиенических условий работы возлагают на врача-профпатолога.

Технические требования к оборудованию, рабочим местам и инст­рументам состоят в следующем. В помещениях I и II категорий допускается устанавливать такое оборудование, которое удовлет­воряет требованиям вакуумной гигиены.

Рабочие столы и стулья изготовляют из неворсистого материа­ла, исключающего электризацию поверхности. Оборудование не должно иметь углублений и щелей в местах соединения отдельных частей, так как они способствуют накоплению пыли. Вакуумное оборудование, когда оно находится в одном помещении со сбо­рочными участками, должно иметь централизованную форваку­умную систему откачки в целях предотвращения загрязнения ат­мосферы помещения парами масла от форвакуумных насосов и снижения уровня шума в помещении. В тех случаях когда центра­лизованная форвакуумная система отсутствует, необходима сис­тема отвода отработавших газов из рабочего помещения. Рабочие столы и аппаратура должны содержаться в чистоте. Иметь посто­ронние предметы и инструменты, личные вещи, продукты пита­ния в выдвижных ящиках и на столах не разрешается. Все инстру­менты и приспособления подлежат тщательной очистке от за­грязнений путем обезжиривания, промывки, протирки спиртом в сроки, предусмотренные документацией на технологические про­цессы.

Технологическая одежда служит для предохранения рабочего места и деталей приборов от попадания пыли, ворса и других загрязнений. Комплектность и форма одежды определяются кате­горией производственного процесса и производственного поме­щения. Например, для работающих в помещениях II категории предусматривают следующие комплекты технологической одеж­ды: халаты белые или цветные светлых тонов из капронового мо­новолокна, хлопчатобумажной ткани, лавсана, штапеля с анти­статическим покрытием; тапочки хромовые на кожаной подошве; шапочка или косынка хлопчатобумажная; напальчники (при не­обходимости). Для переодевания работающих в помещениях I и II категорий предусмотрены женские и мужские гигиенические помещения. Технологическую одежду при выходе из производ­ственного помещения следует снимать. На одного работающего выделяется одновременно два-три комплекта технологической одежды.