§ 3. Сварна деталей приборов

При изготовлении приборов приходится сваривать самые разнообразные материалы и их сочетания при толщине элемен­тов от нескольких десятков ангстрем до нескольких миллимет­ров. Специфику требований к сварным соединениям и своеобра­зие технологических приемов сварки и применяемого оборудо­вания проследим на некоторых характерных примерах.

Упругие чувствительные элементы давления (мембраны, сильфоны) изготавливают обычно из бронзы (бериллиевой или фосфористой) или из нержавеющей стали толщиной 0,3—0,05 мм, подвергнутой нагартовке для создания определенных упругих характеристик. К сварным соединениям этих элементов предъ­являют требования прочности и плотности. Сваривают эти эле­менты аргонодуговой или контактной сваркой, принимая меры по ограничению сварочного разогрева. Аргонодуговая сварка обеспечивает получение более плотных швов и требует менее сложной технологической оснастки; интенсивность разогрева всего изделия при этом оказывается несколько выше, чем при контактной сварке.

71@

Для плотного прижатия свариваемых кромок, уменьшения общего нагрева изделия и предотвращения прожогов использу­ют сварочные приспособления «холодильники» в виде медных дисков {рис. 22-28). Сварку обычно производят токами в не­сколько ампер с сопловой защитой зоны шва или с применением стеклянных накладных микрокамер для уменьшения сдуваиии

Рис. 22-28. Схема арго-по-дуговой сварки мем­браны:

1 — элементы мембраны; 2 —

■нежимы — холодильники

(медь); 3 — сдааро'киач дута;

•/ — шоп

Рис. 22-29. Сварка сильфона с фланцем:

снльфон; 2— фланец; 3 — оправка — холодильн^ь 4—разжимающий конус; 5 — дуга

аргона. В случае приварки сильфона к фланцу для прижатия тонкостенной детали и теплоотвода от места сварки используют массивную разжимную оп­равку, а для уравнивания тол­щин соединяемых элементов создают канавки (рис. 22-29).

При роликовой конденса­торной сварке (рис. 22-30) на­грев значительно меньше, по­этому «холодильники» могут не применяться, но требуется специальное приспособление для закрепления и синхронно­го вращения детали и ролика-электрода, предназначенное для определенного типоразме­ра изделия.

При изготовлении полупроводниковых приборов приварка герметизирующих корпусов является одной из заключитель­ных операций. Так как собранный и проверенный прибор

Рне. 22-30. Контактная сварка

мембранного чувствительного

элемента:

1

мембрана; 2 — ролкк-электрод; 3-ошора-злектрод

711

{например,транзистор) имеет весьма чувствительный к нагреву кристалле (рис, 22-31) с выводами, припаянными легкоплавким припоем с температурой плавления около 150° С, то воздействие процесса сварки должно быть минимальным. Первоначально для этой цели использовали конденсаторную контактную свар­ку по схеме, показанной на рис. 22-32. Однако при таком спосо­бе герметизации процент брака из-за выплесков внутрь корпуса и возникновения перегрева оказывается весьма большим. При­менение холодной сварки позволяет исключить нагрев, но воз-

Рис. 22-31. Схема конструк­ции транзистора:

J — основание корпуса; 3 — вы­воды; 3 — изолятор; 4 —крис­талл; 5 — кристаллодержзтель', 6 — герметизирующий корпус; 7 — место сварки

Рис. 22-32. Схема кон­тактной сварки корпуса транзистора с основани­ем:

! _ верхний электрод; 2 --нижний электрод; Я — ос­нование корпуса; 4 — гер­метизирующий корпус

пикающие при этом значительные пластические деформации могут вызвать разрушение изоляторов и кристаллодержателей. Ограничения деформации центральной части корпуса прибора достигаются созданием выточек, уменьшением жесткости флан­цевой части корпуса или образованием гофр (рис. 22-33, а, б, в).

При изготовлении электронных приборов (радиоламп, тира­тронов, кинескопов и т. п.), для соединения тонких проволочек, лент, фольги применяют главным образом конденсаторную сварку. Для точной фиксации элементов при их сварке исполь­зуют специальные приспособления или предусматривают нали­чие фиксирующих выступов и впадин на соединяемых деталях.

Массовый характер производства деталей радиопромышлен­ности требует осуществления механизации и автоматизации процесса изготовления. Примером детали, выпускаемой десят­ками миллионов штук в год, является резистор МЛТ (рис. 22-34), имеющий два одинаковых сварных соединения

712

колпачок-вывод. Схема специального автомата для приварки выводов показана на рис. 22-35. Корпус с надетыми колпачка­ми 2 попадает из бункера в конденсаторную сварочную уста­новку / и зажимается фигурными электродами 3. Проволока для образования выводов одновременно подается к обоим кол-

8)

з=г

dh

ц

и

23С=

Риг, 22-33. Способы уменьшения деформации центральной части корпуса транзистора при холодной сварке:

а) разгрузочная канавка; б) точеный фланец с топким буртом; в) тарелочный фланец

пачкам из бухт 4, производится сварка, отрезка и выдача гото­вого резистора. Производительность таких автоматов составля­ет 6000 деталей в час.

_._!

Рис. 22-34. Схема конструкции рези­стора МЛТ;

/-- керамическая трубка _• нагш:п-гшь;м резчстивным слоем; 2 — контактный колпа­чок; 3 — место сиаркн; 4 —■ вывод

с, с_г

Рис. 22-35. Схема приварки выводов к сопротивлениям МЛТ

Для монтажа электрических соединений в приборостроении помимо пайки начинают все шире использовать сварку. При соединении элементов толщиной 0,3—1,0 мм обычно применяют предварительное скручиванне выводов и оплавление их дугой при касании угольным карандашом (рис. 22-36). Сварное соеди­нение при этом имеет вид шарика диаметром 1,5—2 мм.

При монтаже пленочных микросхем проволочные провод­ники диаметром 0,07—0,02 мм присоединяют к напыленным ме­таллическим пленкам, используя для этого контактную сварку

713

с односторонним подводом тока (рис. 22-37). Весьма существен­ным в этом случае является возможность визуального контроля качества сварки по характеру расплавления проводника в зоне

Рис. 22-36, Схема радиомонтажной Рис. 22-37. Схема микросварки сварки угольным караЕщашом: при изготовлений пленочных

Г — угольный карандаш (электрод); 2 — «ща- Микросхем.

рнк»; 3 - радиоэлемент; 4 - скрученные вы- /-проводник; 2, 3 - электроды; 4-

воды; 5-монтажная плата слой напыленного металла; 5 - Ди-

электрическая подложка

сварки. К недостаткам сварных электромонтажных соединений следует отнести их ограниченную реыонтоспособность.

ГЛАВА ХХШ

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ И РЕЛЬСОВ

% 1. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ АРМАТУРЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

В настоящее время в строительстве применяют преимущест­венно сборные железобетонные конструкции, изготавливаемые индустриальными методами на заводах. Монолитные железобе­тонные сооружения строятся значительно реже. Все сварные соединения блоков сборных железобетонных изделий, взаимные соединения их {закладные части), а также соединения армату­ры монолитного железобетона выполняют электрической сваркой.

В качестве арматуры наиболее часто применяют стержни круглого или периодического профиля (винтообразного очерта­ния). Такой профиль арматуры улучшает сцепление стали с бетоном и позволяет увеличивать несущую способность стержней. Для арматуры применяют: холоднотянутую проволо­ку диаметром 3 н 10 мм из углеродистой стали; горячекатаную сталь периодического профиля марки Ст. 5 диаметром 10-5- 80 мм; низколегированную горячекатаную сталь периоди­ческого профиля марок 25Г2С, 35ГС, 18Г2 и др.; а также проч­ные стали марок 80С, 20ХГСТ, 20ХГФЦ; круглый прокат из ста­ли марок Ст. 3 и Ст. 0.

В практике строительства особенно широко распространена арматура периодического профиля из стали марки Ст. 5, а так­же из низколегированных сталей. Термообрабоганные стали в арматуре железобетона применяют редко. Сталь высокой прочности широко используют в предварительно напряженной арматуре, но она, как правило, сварке не подвергается. Ниже приведены способы соединения арматуры.

Контактной стыковой сваркой соединяют стержни встык при одинаковых и разных диаметрах. Сварные соединения при этом получаются равнопрочными основному металлу при сварке

715

стержней из всех указанных выше материалов, но при условии сохранения отношений диаметров стержней б пределах не выше 1,25-f-1,50.

Контактной точечной сваркой соединяют различные элемен­ты арматуры, например, узлы каркаса и сеток. Типы соединений стержней арматуры круглого и периодического профилей приве­дены на рис. 23-1, а. Этой сваркой успешно сваривают между

Л^А А

Рис. 23-1. Примеры сварных соединений арматуры железобетона {в скобках указаны размеры арматуры периодического профиля)

собой стержни диаметром 5-5-50 ал. Нередко круглые стержни, соединяются с плоскими элементами. На рис. 23-1,6 приведен пример соединения стержней периодического профиля с полосо­вой сталью; на рис, 23-1, в приведен пример соединения с угол­ком, направленным к стержню под углом « — 90°, а на рис. 23-1, г — под острым углом. Экспериментально установле­но, что соединения стержней периодического и круглого профи­лей с плоскими элементами рациональны при постановке двух

7IR

кШ

Тр

или трех сварных точек; увеличение количества сварных точек не вызывается необходимостью.

При сварке арматуры из стали марки Ст. 5 с повышенным содержанием углерода, а также бессемеровской и низколегиро­ванной, точечные соединения иногда обладают повышенной хрупкостью. Хрупкость соединения особенно возрастает с уве­личением числа стержней, пересекающихся в одном узле. Для уменьшения хрупкости сварных точечных соединений применя­ют рациональные технологические процессы, в частности термическую обработку, нагревая соединение на точечной машине при замыкании элек­тродов. Испытания прочности точеч­ных соединений арматуры производят на специальных образцах в разрывных машинах.

Электродуговой точечной сваркой соединяют стержни круглого и пе­риодического профиля диаметром -s-20 мм из стали разных марок. Для сварки применяют электроды с каче­ственными покрытиями или пистолеты-. полуавтоматы, выполняющие точки под слоем флюса. При этом наложе­ние точки производят в нижнем поло­жении (рис. 23-1, <?, e),

Сварку продольными швами произ­водят, как указано на рис. 2д>Л,ж, з, Иногда длинные швы накладывают лишь с одной стороны, но это менее рационально. В случае применения малоуглеродистых сталей - (Ст. 3 и Ст. 5) диаметр стержней может доходить до 80 мм; при низколегиро­ванных сталях его величина уменьша­ется. Сварочные работы производят в нижнем и вертикальном положе­ниях. Площадь сечения накла­док F== 1,3-s-1,5 от площади сечения основных стержней нз стали марки Ст. 3 и 1,5-*-2,0 из сталей марок Ст. 5 и низколегированных; ширина шва Д=0,5£>, где D — диаметр стержня; глубина б = 0,2ЬО (рис.'23-1,ж).

Сварка ванным способом применяется для соединений ар­матурных стержней круглого и периодического профилен встык. Схема сварки при стальных подкладках приведена на рис. 23-1, и.

Рис. 23-2. Виды сварных соединений ар м атуры при разных технологиче­ских процессах сварки;

к — колтактная; Тр — Tjierm ем; п — плавленная

717

На рис. 23-2 приведены некоторые рекомендуемые виды ■соединений арматуры в зависимости от технологического про­цесса сварки. При дуговой сварке плавлением рекомендуются соединения встык и тавровые. В этих соединениях достигается хорошее проплавление встык, Ряд примеров приведен по свар­ке соединения втавр. На рис. 23-2 приведены также сварные •соединения арматуры, сваренные контактным способом и тре­нием.