От чего зависит качество монтажа?

Департамент внутренней и кадровой политики Белгородской области

областное государственное автономное

профессиональное образовательное учреждение

«Белгородский политехнический колледж»

Реферат

МДК 01.02Технология монтажа и наладки электронного оборудования электронной части станков с ЧПУ

Тема: «Технология пайки. Применяемые материалы, оборудование и технологическая оснастка. Особенности пайки твёрдыми и мягкими припоями, пайка алюминиевых сплавов и других металлов. Соединение заклёпками.»

Выполнил:

Студент группы №24АСУ

Чеботарёв Александр

Проверила:

Ротару Т.А.

Белгород, 2018г.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ.. 3

Технологическая оснастка. 5

Пайка металлов. 10

Заклёпочные соединения. 15

Контрольные вопросы: 16

Список используемых интернет-источников: 18

ВВЕДЕНИЕ

Пайка является одним из важных технологических процессов в практике выполнения электромонтажных и радиомонтажных работ, при ремонте электрооборудования и эксплуатации электроустановок для соединения между собой деталей из однородных и разнородных металлов.

Качество монтажа во многом определяется правильным выбором необходимых припоев и флюсов, применяемых при пайке проводов, радиодеталей и т. д.

Припой - это сплав металлов, предназначенный для соединения деталей и узлов методом пайки. Припой должен обладать хорошей текучестью в расплавленном состоянии, хорошо смачивать поверхности соединяемых материалов и иметь требуемые характеристики в твердом состоянии (механическая прочность, стойкость к воздействию внешней среды, усадочные напряжения, коэффициент теплового расширения и т.п.).

Выбор припоя зависит от соединяемых металлов или сплавов, от способа пайки, температурных ограничений, размеров деталей, требуемой механической прочности, коррозионной стойкости и др.

Наиболее широко применяются легкоплавкие припои. К этой категории относятся припои с температурой плавления до 400° С, имеющие сравнительно невысокую механическую прочность (сопротивление разрыву до 7 кг/мм2).

В состав их входят олово и свинец в различных пропорциях.

Твердые припои создают высокую прочность шва. В электро- и радиомонтажных работах они используются значительно реже, чем мягкие припои. В таблице приведены составы некоторых медно-цинковых припоев.

Флюсы — вещества (чаще смесь) органического и неорганического происхождения, предназначенные для удаления окислов с поверхности под пайку, снижения поверхностного натяжения, улучшения растекания жидкого припоя и/или защиты от действия окружающей среды. В зависимости от технологии флюс может использоваться в виде жидкости, пасты или порошка. Существуют также паяльные пасты, содержащие частицы припоя вместе с флюсом, иногда трубка из припоя содержит внутри флюс-заполнитель.

Существуют флюсы, которые представляют собой, как правило, многокомпонентные системы, выполняющие сразу несколько функций. Это очистка поверхности, удаление окисла, улучшение растекания припоя и, как следствие, увеличение прочности и плотности соединения.

Технологическая оснастка - средства технологического оснащения, дополняющие технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса.

В категорию технологической оснастки входит как самостоятельное оборудование, так и встраиваемые компоненты, функция которых отражается на качествах производственного процесса. Что касается отдельных агрегатов, то они тоже могут вносить свой вклад в характеристики работы линии косвенным образом, не связываясь напрямую с ее мощностями. Теперь стоит рассмотреть, какие функции выполняет технологическое оборудование и оснастка в составе производственного комплекса. Главные ее задачи заключаются в поддержании нормативного качества выпускаемых изделий, увеличении объемов производства, минимизации и облегчении труда обслуживающего персонала и т. д. Достигаются эти цели с помощью более эффективного выполнения подготовительных операций при помощи элементов оснастки, расширения технологических возможностей станков, сокращения времени на обработку заготовок и за счет других улучшений производственного процесса.

Виды оснастки.

Базовое разделение технологической оснастки производится по признаку назначения. В частности, существуют контрольные, сборочные, станочные, крепежные и перемещающие элементы оснащения оборудования. Контрольная оснастка служит как вспомогательный компонент на этапе проведения ревизии изготовленного продукта на предмет соответствия стандартам. Сборочные приспособления повышают эффективность компоновки готовых элементов в единую конструкцию, прибор или комплекс. Наиболее же распространена станочная технологическая оснастка, наличие которой сказывается на повышении определенных характеристик выпускаемого изделия – например, прочности, износостойкости или долговечности подшипника. Дополнительные крепежные приспособления, в свою очередь, улучшают технику фиксации тех же заготовок в процессе обработки или перемещения в пределах производственной площадки. Соответственно, перемещающая оснастка является элементом логистической инфраструктуры и отвечает за стабильность и четкость движения продукции по той же конвейерной линии.

Автоматизация оснастки.

Прежде функции оснастки возлагались главным образом на технические средства, предназначенные для ручного обращения. Затем появились более эффективные и производительные механизированные аналоги. На современном этапе развития технологических процессов оснастка все чаще наделяется функциями автоматизации. Важно отметить, что приводным источником автоматизации является основное оборудование, по этому же принципу управляющее и главными своими узлами. При этом технологическая оснастка может работать и по комбинированной модели, и в полуавтоматическом режиме. В таких случаях предусматривается и частично реализуемый принцип механизированного управления. Для этого используются гидравлические или пневматические приводы. Так или иначе, но практически все современные предприятия активно переходят или уже перешли на применение концепции автоматизированного управления.

Проектирование технологической оснастки.

Процесс разработки технического проектного решения для изготовления того или иного вида оснастки включает несколько этапов. На первой стадии определяется назначение и спектр функций элемента, после чего рассчитываются его характеристики, с точки зрения интеграции в определенный производственный процесс. Здесь надо отметить, что существуют и стандарты, по которым выпускается тот или иной компонент, но разнообразие выпускающего оборудования нередко обуславливает необходимость разработки уникальных по своим качествам приспособлений. На основном этапе проектирование технологической оснастки подразумевает создание схемы изготовления и сборки элемента в соответствии с характером целевой операции обработки. Вместе с этим специалисты формируют набор требований к материалам, которые могут использоваться в изготовлении приспособления. В данном случае проектировщик должен ориентироваться на условия эксплуатации оснастки и на специфику ее непосредственных задач.

Производство технологической оснастки.

Обычно технологический процесс изготовления элементов оснастки строится на применении специальных штаммов и литформ, которые позволяют серийно выпускать продукцию. Опять же, для работы с нестандартными приспособлениями может отдельно разрабатываться и сама форма с конкретными параметрами, определенными в проекте. Конечно, формообразованием производство технологического оборудования не заканчивается. Далее могут следовать этапы фрезеровочной, токарной и термической обработки, позволяющие довести заготовку до необходимого эксплуатационного состояния. В России изготовлением такого рода оснастки занимаются многие предприятия. Например, завод технологической оснастки в Ярославле (ЯЗТО) занимается выпуском комбинированных, формообразующих и разделительных штампов, на которых изготавливает в том числе и крупногабаритную продукцию. Также в этом направлении работает московская компания «Эльтон», белгородское предприятие «Ритм» и многие другие заводы, так или иначе связанные с металлообработкой.

Пайка металлов.

Пайкой называется процесс соединения металлов посредством введенного между ними расплавленного связующего материала - припоя. Последний заполняет зазор между соединяемыми деталями и, застывая, прочно соединяется с ними, образуя неразъемное соединение.

При пайке припой нагревают до температуры, превышающей температуру его плавления, но не достигающей точки плавления металла соединяемых деталей. Становясь жидким, припой смачивает поверхности и заполняет все зазоры за счет действия капиллярных сил. Происходит растворение основного материала в припое и их взаимная диффузия. Застывая, припой прочно сцепляется с паяемыми деталями.

При пайке должно выполняться следующее температурное условие: Т1<Т2<Т3<Т4, где:

-Т1 - температура, при которой паяное соединение работает;

-Т2 - температура плавления припоя;

-Т3 - температура нагрева при пайке;

-Т4 - температура плавления соединимых деталей.

Паяное соединение по своему виду напоминает сварное, однако по своей сути пайка металлов радикально отличается от сварки. Основное отличие состоит в том, что основной металл не расплавляется, как при сварке, а лишь нагревается до определенной температуры, значение которой никогда не достигает температуры его плавления. Из этого основного различия вытекают все остальные.

Отсутствие расплавления основного металла делает возможным соединение пайкой деталей самых маленьких размеров, а также многократное разъединение и соединение спаянных деталей без нарушения их целостности.

Из-за того, что основной металл не расплавляется, его структура и механические свойства остаются неизменными, отсутствует деформация паяемых деталей, выдерживаются формы и размеры получаемого изделия.

Пайка позволяет соединять металлы (и даже неметаллы) в любом сочетании друг с другом.

При всех своих достоинствах пайка все же уступает сварке по прочности и надежности соединения. Из-за низкой механической прочности мягкого припоя, низкотемпературная пайка встык является непрочной, поэтому для достижения необходимой прочности детали необходимо соединять с перекрытием.

Применение пайки.

В наше время среди различных способов создания неразъемных деталей, пайка занимает второе место после сварки, а в некоторых областях ее позиции являются главенствующими. Трудно себе представить современную IT-промышленность без этого компактного, чистого и прочного способа соединения элементов электронных схем.

Применение пайки широко и многообразно. Ею соединяют медные трубы в теплообменниках, холодильных установках и всевозможных системах, транспортирующих жидкие и газообразные среды. Пайка является основным способом крепления твердосплавных пластин к металлорежущему инструменту. При кузовных работах с ее помощью крепят тонкостенные детали к тонкому листу. В виде лужения используют для защиты некоторых конструкций от коррозии.

Широко используется пайка и в домашних условиях. Ею можно соединять между собой детали из различных металлов, уплотнять резьбовые соединения, устранять пористость поверхностей, обеспечивать плотную посадку втулки разболтавшегося подшипника. Везде, где использование сварки, болтов, заклепок или обычного клея по каким-либо причинам невозможно, затруднительно или нецелесообразно, пайка, сделанная даже своими руками, оказывается спасительным выходом из ситуации.

Виды пайки.

Низкотемпературная пайка более экономична и проста в исполнении, чем высокотемпературная. Ее преимуществом является возможность применения на миниатюрных деталях и тонких пленках. Хорошая тепло- и электропроводность припоев, простота выполнения процесса пайки, возможность соединения разнородных материалов обеспечивают низкотемпературной пайке ведущую роль при создании изделий в электронике и микроэлектронике.

К преимуществам высокотемпературной пайки относится возможность изготовления соединений, выдерживающих большую нагрузку, в том числе и ударную, а также получение вакуумно-плотных и герметичных соединений, работающих в условиях высоких давлений. Основными способами нагрева при высокотемпературной пайке, в единичном и мелкосерийном производстве, является нагрев газовыми горелками, индукционными токами средней и высокой частоты.

Композиционная пайка применяется при пайке изделий, имеющих некапиллярные или неравномерные зазоры. Она осуществляется с использованием композиционных припоев, состоящих из наполнителя и легкоплавкой составляющей. Наполнитель имеет температуру плавления выше температуры пайки, поэтому он не расплавляется, а лишь заполняет собой зазоры между паяемыми изделиями, служа средой распространения легкоплавкой составляющей.

По характеру получения припоя различают следующие виды пайки.

Пайка готовым припоем - самый распространенный вид пайки. Готовый припой расплавляется нагревом, заполняет зазор между соединяемыми деталями и удерживается в нем благодаря капиллярным силам. Последние играют очень важную роль в технологии пайки. Они заставляют расплавленный припой проникать в самые узкие щели соединения, обеспечивая его прочность.

Реакционно-флюсовая пайка, характеризующаяся протеканием реакции вытеснения между основным металлом и флюсом, в результате которой образуется припой. Наиболее известная реакция при реакционно-флюсовой пайке: 3ZnCl2 (флюс) + 2Al (соединяемый металл) = 2AlCl3 + Zn (припой).

Заклёпочные соединения.

Заклепочные соединения изготовляются из специальных деталей. Такое неподвижное скрепление тяжело разъединить. Сами заклепки изготавливаются из пластичного материала.

Заклепочные соединения состоят из трех элементов:

-две части соединяемых деталей;

-заклепка.

Заклепка удерживает в необходимом положении детали.

Для скрепления больших деталей используется огромное количество заклепок. В таком случае готовое соединение будет называться заклепочным швом.

До появления высококачественной сварки заклепочное соединение деталей было широко распространено. В настоящее время оно используется в некоторых областях техники. Заклепочные соединения деталей применяют при строительстве самолетов, кораблей, подводных лодок, а также для различных высокоточных приборов. Кроме того, заклепками пользуются при соединении строительных элементов, таких так двутавр, швеллер, уголок.

Они помогают выдерживать переменные вибрационные нагрузки. Заклепочные соединения применяют для объединения различных видов материала. Например, для скрепления изделий из чугунного сплава с алюминиевым листом.