Сварка в машиностроении.Том 1 (1041435), страница 95
Текст из файла (страница 95)
В полуавтомате для повышения стабильности прочностных показателей используется сопутствующий подогрев. Полуавтомат состоит из следующих узлов: сварочной головки, кассеты с проволокой, ультразвукового генератора, блока регулировки температуры подог ева, манипулятора и микроскопа МВС-2.
Электрическая схема управления ма- Р 31 "и мати еская схем л - шиной выполнена на транзисторных автомата логических элементах с бесконтактной коммутацией цепей. Ультразвуковой генератор на транзисторах имеет автоматическую подстройку частоты, в результате чего достигается стабильность амплитуды колебания сварочного инструмента. Корпус сварочной головки 1 автомата (рнс. 31) может перемещаться вертикально в направляющих.
Ее подьем и опускание производится кулачком 2. В установленном положении сварочная головка фиксируется стопором. Меха- Установки типа УЗС и УЗС-2 предназначены для присоединения круглых (диаметром 0,03 — 0,1 мм) и плоских (толщнной до 0,1 мм) проводников нз пластинчатых материалов (золото, алюминий) к тонким золотым, алюминиевым и медным пленкам, напыленным на диэлектрические подложки. Установки комплектуются ламповым ультразвуковым генераХ тором.
Полуавтомат МС-41П2-1 (рис. 31) предназначен для монтажа микросхем в круглом и плоском корпусах ультра- 0 звуковой сваркой с золотыми и алюминиевыми проводниками диаметром ническая колебательная система б укреплена в корпусе на оси б, Поворот системы осуществляется при помощи кронштейна 8 от кулачка 11.
Кулачок поворачивается от перемещения тяги 18 при нажатии на педаль 14. Обратный ход кулачка происходит под действием пружины 12. Начальное положение сварочного наконечника 7 относительно свариваемой детали регулируется перемещением ползуна 9 с роликом 10 в пазу кронштейна 8. Усилие сжатия регулируется ручкой 8 механизма давления 4. Установка для ультразвуковой сварки с импульсным косвенным нагревом УЗКО-1 предназначена для использования при производстве полупроводниковых приборов, тонкопленочных и полупроводниковых интегральных схем. В установке использован комбинированный метод — ультразвуковая сварка с импульсным косвенным нагревом микроэлементов.
Установка предусматривает возможность сварки как комбинированным циклом с любой последовательностью импульсов и с разной длительностью смещения моментов их включения, так и раздельным ультразвуковым или косвенным нагревом. Нагрев свариваемых элементов осуществляется за счет теплопередачи от сварочного инструмента (пуансона), нагреваемого импульсом проходящего через него тока промыш- 4а бй'"Га ленной частоты (50 Гц).
Для осуществления токоподвода к сварочному инструменту применена конструкция.«расщепленного» преобразователя ультразвуковых колебаний, где волновод разрезан на две равные части, между которыми расположен тонкий слой изоляции (рис. 32). Сварочный инструмент в виде Ч-образной иглы встав- ф ляется в отверстие на рабочем конце <расщепленного» волновода между его обеими частЯми и стЯгиваетсЯ винтом Рис.
32 Пре б азова ль ультразвук- длЯ обеспечениЯ хороших акустических вых колебаний к уста овке уЗСКН-1 и электрического контактов. На установке можно приваривать круглые (диаметром до 0,03 — 0,1 мм) и плоские (толщиной до 0,05 мм) проводники из алюминия, золота, меди к контактным площадкам из золота, алюминия, меди, тантала, никеля, напыленные на диэлектрические полупроводниковые подложки. Опыт эксплуатации сварочных ультразвуковых установок показал, что этот метод является наиболее перспективным в микроэлектронике, так как обеспечивается получение высоконадежных соединений, исключается общий разогрев изделия, появляется возможность соединять трудносвариваемые обычными методами сочетания материалов и т. п.
Акустический узел (рис. 33) серии машин (табл. 9) состоит из резонирующего стержня со сварочным наконечником и концентратора с магнитострикционным преобр;зователем с обмоткой. Диаметр контактной площади наконечника определяется технологическими требованиями к сварной точке, Сварочный наконечник изготовлен из высоколегированной стали, применение которой исключает налипание свариваемых материалов (медь, алюминий) на наконечник и не требует зачистки даже после сварки 5 — 20 тыс. точек. Усилие сжатия свариваемых деталей осуществляется приводом давления. Перемещение акустического узла в горизонтальном направлении осуществляется приводом перемещения. На рис. 34 представлена сварочная головка ультразвуковых сварочных клещей. Принцип построения механической колебательной системы аналогичен системе, принятой в сварочной машине типа МТУ-0,4-3: приварка медных проводников (без предварительной зачистки изоляции) диаметром 0,3 мм, покрытых термостойкнм лаком, к клеммной колодке; 386 387 Специальные виды сварки Сварка трением Рис 35 Алюминиевый электролитический конденсатор с токоотводом, приваренным УЗС Рнс.
34. Сварочная головка клещей КТУ-1,5 СВАРКА ТРЕНИЕМ приварка контактов размеров 1,5 Х 1,5 Х 0,4мм из платино-иридиевого сплава марки ПИ-10 к контактным пружинам из нейзильбера толщиной 0,12 мм и бериллиевой бронзы Б-2 толщиной 0,15 мм; прессовая сварка по всему контуру медного корпуса прибора типа П6 с медной крышкой толщиной 0,3 мм; диаметр свариваемого шва = 10 мм, усилие сжатия 240 кгс, время сварки 10 с; испытания сваренных корпусов в вакууме и па термоудар показали герметичность соединений; Рис. ЗЗ, Акустический узел машины МТУ-0,4 присоединение токоотводов при изготовлении электролитических конденсаторов (рис.
35). Преимущества сварки ультразвуком: сварка осуществляется в твердом состоянии металла без существенного нагрева места сварки, что дает возможность соединять химически активные металлы или пары металлов, склонные образовывать хрупкие интерметаллические соединения в зоне сварки; возможность соединения тонких и ультратонких деталей, возможность приварки тонких листов и фольги к деталям неограниченной толщины, сварка пакетов из фольги; снижение требований к чистоте свариваемых поверхностей дает возможность проводить сварку плакированных и оксидированных поверхностей и вообще сварку металлических изделий, поверхности которых покрыты различными изоляционными пленками; применение небольших сдавливающих усилий (10 — 250 кгс), вследствие чего деформация поверхности деталей в месте их соединения незначительна (вмятина, как правило, не превышает 5 — 10',ь); малая мощность оборудования и несложность его конструкции (если, например, для контактной точечной сварки алюминия толщиной 1 мм необходима машина мощностью 100 — 150 кВ ° А, то при сварке ультразвуком аналогичного соединения потребляется всего 5 — 2,5 кВ А).
Область применения. Ультразвуковая сварка нашла достаточно широкое применение для соединения тонких деталей из однородных и разнородных материалов в приборостроении и радиоэлектронной промышленности. В дальнейшем можно ожидать, что этот метод будет использован при сварке металлов, образующих хрупкие интерметаллические соединения, для приварки тонких обшивок к несущей конструкции (в авиационной промышленности, автомобилестроении и ряде других отраслей промышленности). По мере совершенствования технологического процесса и оборудования область применения ультразвуковой сварки будет непрерывно расширяться. Основная схема сварки.
Сварка трением является одной из разновидностей сварки давлением. Сварное соединение образуется в твердой фазе, без расплавления металла свариваемых деталей; при сближении поверхностей подлежащих сварке Специальные виды сварки Сварка трением 389 деталей до очень малых расстояний (соизмеримых с междуатомными) между ними образуются металлические связи, по своей природе и по величине аналогичные силам взаимодействия между атомами в сплошном куске металла. Получение при этом прочного сварного соединения возможно при условии энергичного пластического деформнрования тех объемов металла соединяемых деталей, которые расположены вблизи взаимодействующих поверхностей. Однако пластичность подавляющего большинства металлов и сплавов при комнатных температурах этому условию не отвечает.
Для их сварки в твердой фазе требуется искусственное увеличение пластичности материала, например, с помощью нагрева соединяемых деталей до достаточно высоких температур (лежащих, однако, ниже температур плавления). От других видов' сварки давлением сварка трением отличается способом нагрева деталей или, точнее говоря, — способом введения тепла в свариваемые детали.
В этом процессе необходимый для сварки нагрев деталей осуществляется путем непосредственного преобразования механической энергии в теплоту благодаря работе сил трения. Рис. 36. Принципиальная схема процесса сварки трением Простейшая и наиболее распространенная схема такого процесса показана на рис. 36. Две детали, подлежащие сварке, устанавливают соосно в зажимах машины; одна из них — неподвижна, а другая приводится во вращение вокруг их общей осн.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
