17 Технология объемной герметизации. Вакуумно–плотная герметизация изделий пайкой и сваркой. Контроль герметичности.

Наиболее эффективным способом защиты ЭА от климатических воздействий и повышения ее надежности является герметизация, которая заключается в размещении изделий внутри вакуумно-плотных корпусов и оболочек из металла, стекла и керамики.

Достоинства — обеспечение надежной защиты изделий от внешних воздействий за счет высокой герметичности (6—7)10^–9 м³Па/с, устойчивость к ударным воздействиям и вибрациям.

Недостатки — высокая стоимость герметичных корпусов , трудоемкость процесса.

Типы гермовыводов в корпусах

ИЗОЛЯТОРЫ ДЛЯ ПАЙКИ ИЗОЛЯТОРЫ ДЛЯ СВАРКИ

1 – фланец, 2 – трубка (сплав 29Н18К) , 3 – стекло ( ТКЛР 5,5 х10-6)

Типы вакуумно-плотных корпусов

• Согласно ОСТ 11.0304-86 к конструкции корпусов предъявляются следующие специальные требования:

• 1) обеспечивать герметизацию методом шовно-роликовой сварки, при этом показатель герметичности корпусов по скорости утечки гелия должен быть не более 510^-4л^.мкм.рт.ст/с;

• 2) выводы корпуса должны выдерживать воздействие растягивающей силы, направленной вдоль оси вывода, установленной по ГОСТ В 20.39. 412 для вывода диаметром 1,0 мм усилием 20 Н, а для вывода диаметром 1,5 мм усилием 40 Н;

• 3) устойчивость к воздействию технологических факторов Т=450 ⁰С в течении 2 мин.

Технологический процесс герметизации

Герметизация корпусов холодной сваркой

1 – крышка, 2- корпус, 3 – пуансоны ,

F - усилие

Характеристика:

1. Высокая прочность и герметичность

2. Диапазон температур – 80 + 180 С

3. Высокая производительность

4. Удельное давление 1,0 – 2,5 109 Па

5. Величина относительной деформации 75 – 85 %

Структура металлостеклянного спая

• 1 – стекло, 2 – оксидные соединения, 3 – никелевое покрытие, 4 – сплав 29Н18К

Герметизация корпусов роликовой сваркой

1 – крышка, 2 – корпус, 3 – роликовый электрод, 4- сварной шов

Характеристика:

Полуавтомат ПГРС – скорость сварки 2,5 – 3,5 мм/с,

Длительность сварочного импульса 20 – 89 мс

Ток сварки до 110 А

Мощность установки 600 Вт,

Температура внутри корпуса - до 110 С

Герметизация корпусов пайкой

• При повышенных требованиях к герметичности применяют вакуумно-плотную герметизацию с укладкой в зазоре между крышкой 4 и корпусом 1 по всему периметру уплотнительного шнура 5 из нагревостойкой резины. На прокладку по всему периметру накладывают стальную облуженную проволоку 3 диаметром 0,8 мм, образуя зазоры 0,1—0,2 мм для заполнения припоем 2. Пайку проводят припоем ПОИН-50 с использованием спиртоканифольного флюса ФКСп. Один из концов проволоки выводят из зазора через паз в крышке, что позволяет вскрывать крышку. После ремонта допускается повторная герметизация пайкой.

• Применяемые способы пайки при герметизации микроблоков вручную паяльником с нагревом на плитке не обеспечивают требуемой производительности и высокого качества паяных соединений. При этом трудно достигнуть однородности и равномерности паяного шва, что отрицательно сказывается на качестве герметизации микроблока.

• 

1 – корпус, 2- крышка, 3- стальная проволока,

4 – вакуумная резина, 5 – припой ПОИ 50

Режимы: температура пайки 130 С, время 2- 3 мин

Методы контроля герметичности корпусов

• Для контроля герметичности корпусов применяют следующие методы: вакуумный, вакуумно-жидкостный, масс-спектрометрический, люминесцентный, радиоактивный. Выбор метода контроля герметичности определяется уровнем требований к степени герметичности испытуемых объектов, направлением и величиной газовой нагрузки на оболочку и др.

• Вакуумно-жидкостный метод состоит в том, что в объеме испытуемого изделия создается давление газа, затем изделие погружается в жидкость. Образование пузырьков свидетельствует об истечении газа. По скорости образования и размерам пузырьков можно судить не только о местонахождении течи, но и о ее величине.

• Испытуемые изделия выдерживают в течение 1- 5 мин при давлении 10- 15 Па, затем помещают в стеклянный сосуд с керосином или уайт-спиритом, который до погружения изделий вакуумируют. Если корпус контролируемого изделия негерметичен, то из-за разности давлений внутри изделия и вне его находящийся в нем воздух начнет выходить в керосин или уайт-спирит в виде непрерывной струйки пузырьков. Чувствительность этого метода контроля примерно 5·10^–3.

ВАКУУМНЫЙ МЕТОД

• Вакууммирование исследуемого объёма откачными средствами самого течеискателя (или комбинированными средствами) и последующий обдув гелием предполагаемого места течи. Достоинства: высокая чувствительность, возможность глобального (метод гелиевого чехла) и локального (обдув) контроля герметичности, относительно невысокая стоимость. Недостатки: большое время реагирования (сильно зависит от величины объёма изделия и средств откачки); при использовании дополнительных средств откачки возможно снижение пороговой чувствительности.

ГЛУБОКОВАКУУМНЫЙ МЕТОД

• Используется для глобального контроля герметичности. Исследуемый объект помещается в вакууммируемую камеру и наддувается гелием. Достоинства: самая высокая чувствительность, проверка всего объёкта, небольшое время отклика. Недостатки: высокая стоимость, ограничения по механической прочности контролируемого изделия и по его габаритам.

МЕТОД ЩУПА

• Исследуемый объект наддувается гелием и далее обследуется при помощи щупа течеискателя. Чувствительность: до 10^-7 атм. см²/сек. (или до концентрации гелия 0,1 ррм). Достоинства: метод недорог, потребная вакуумная мощность течеискателя не зависит от исследуемого объёма, возможно исследование объектов, которые нельзя вакууммировать. Недостатки: ограниченная чувствительность, эффективность зависит от оператора, время отклика зависит от длины щупа (для щупа длиной 5 метров время отклика составляет 1 секунду).