Научная статья на тему 'ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ГЕРМЕТИЧНЫХ КОРПУСОВ ПРИБОРОВ С РАДИУСНЫМИ УГЛАМИ ИЗ СЛОИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ'

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ГЕРМЕТИЧНЫХ КОРПУСОВ ПРИБОРОВ С РАДИУСНЫМИ УГЛАМИ ИЗ СЛОИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
97
21
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГЕРМЕТИЗАЦИЯ КОРПУСОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ / ЛАЗЕРНАЯ СВАРКА / СЛОИСТЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ / СИСТЕМА ОРБИТАЛЬНОГО ВРАЩЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО ЛУЧА

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Махин Игорь Дмитриевич, Носачев Сергей Николаевич, Усов Павел Андреевич

Для новых изделий ракетно-космической техники в последнее время необходимо изготовление герметичных электронных приборов значительных габаритов и нестандартной геометрической формы (с углами радиусной формы). Технология герметизации таких корпусов посредством импульсной лазерной сварки имеет ряд сложностей и особенностей. В данной статье рассмотрены требования, предъявляемые к приборам в ракетно-космической технике, проблемы, возникающие в ходе решения технологических задач герметизации корпусов электронных приборов, варианты решения данной технологической задачи. Рассмотрены варианты возможного использования конструкционных материалов для корпусов электронных приборов в космической промышленности, в том числе слоистых композиционных материалов. Рассмотрены особенности существующей и предлагаемой технологии герметизации приборов, приведены преимущества и недостатки возможных вариантов реализации технологий лазерной герметизации. Обоснован выбор наиболее технологичного способа герметизации приборов нестандартной геометрии - при помощи реализации механизма орбитального вращения лазерного луча.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Махин Игорь Дмитриевич, Носачев Сергей Николаевич, Усов Павел Андреевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PECULIARITIES OF USING AUTOMATIC PULSED LASER WELDING TECHNOLOGY IN THE MANUFACTURING OF SEALED DEVICE ENCLOSURES WITH RADIUS CORNERS MADE OF LAMINATED COMPOSITE MATERIALS

For some time now the new rocket and space hardware products require building sealed enclosures for electronic devices that have significant dimensions and unconventional geometric shape (with radius corners). The process of sealing such enclosures by pulsed laser welding is characterized by a number of difficulties and peculiarities. This paper discusses requirements set for the devices used in rocket and space hardware, issues that occur in the course of solving the manufacturing problems of sealing the enclosures of electronic devices, options for solving this manufacturing problem. The paper discusses the options of possible use of structural materials for the enclosures of electronic devices in space industry, including sandwich-type composite materials. It discusses some peculiar features of the existing and proposed processes for sealing the devices, and lists the advantages and disadvantages of various implementation options for the laser sealing process. It provides the rational for selecting the most streamlined method for sealing devices with unconventional geometry, which implements the mechanism of orbital rotation of the laser beam.

Текст научной работы на тему «ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ГЕРМЕТИЧНЫХ КОРПУСОВ ПРИБОРОВ С РАДИУСНЫМИ УГЛАМИ ИЗ СЛОИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»

УДК 621.791.725:629.7.02.054:669.018.9

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

ИМПУЛЬСНОЙ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ГЕРМЕТИЧНЫХ КОРПУСОВ ПРИБОРОВ С РАДИУСНЫМИ УГЛАМИ ИЗ СЛОИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

© 2014 г. Махин И.Д., Носачев С.Н., Усов П.А.

Завод экспериментального машиностроения РКК «Энергия» им. С. П. Королёва (ЗЭМ) Ул. Ленина, 4А, г. Королёв, Московская область, Российская Федерация, 141070, e-mail: post@rsce.ru

Для новых изделий ракетно-космической техники в последнее время необходимо изготовление герметичных электронных приборов значительных габаритов и нестандартной геометрической формы (с углами радиусной формы). Технология герметизации таких корпусов посредством импульсной лазерной сварки имеет ряд сложностей и особенностей. В данной статье рассмотрены требования, предъявляемые к приборам в ракетно-космической технике, проблемы, возникающие в ходе решения технологических задач герметизации корпусов электронных приборов, варианты решения данной технологической задачи. Рассмотрены варианты возможного использования конструкционных материалов для корпусов электронных приборов в космической промышленности, в том числе слоистых композиционных материалов. Рассмотрены особенности существующей и предлагаемой технологии герметизации приборов, приведены преимущества и недостатки возможных вариантов реализации технологий лазерной герметизации. Обоснован выбор наиболее технологичного способа герметизации приборов нестандартной геометрии — при помощи реализации механизма орбитального вращения лазерного луча.

Ключевые слова: герметизация корпусов электронных приборов, лазерная сварка, слоистые композиционные материалы, система орбитального вращения лазерного луча.

PECULIARITIES OF USING AUTOMATIC PULSED LASER WELDING TECHNOLOGY IN THE MANUFACTURING OF SEALED DEVICE ENCLOSURES WITH RADIUS CORNERS MADE OF LAMINATED COMPOSITE MATERIALS Makhin I.D., Nosachyov S.N., Usov P.A.

Experimental Machinebuilding Plant of S.P. Korolev RSC Energia (EMP) 4A Lenin Street, Korolev, Moscow region, 141070, Russian Federation, e-mail: post@rsce.ru

For some time now the new rocket and space hardware products require building sealed enclosures for electronic devices that have significant dimensions and unconventional geometric shape (with radius corners). The process of sealing such enclosures by pulsed laser welding is characterized by a number of difficulties and peculiarities. This paper discusses requirements set for the devices used in rocket and space hardware, issues that occur in the course of solving the manufacturing problems of sealing the enclosures of electronic devices, options for solving this manufacturing problem. The paper discusses the options of possible use of structural materials for the enclosures of electronic devices in space industry, including sandwich-type composite materials. It discusses some peculiar features of the existing and proposed processes for sealing the devices, and lists the advantages and disadvantages of various implementation options for the laser sealing process. It provides the rational for selecting the most streamlined method for sealing devices with unconventional geometry, which implements the mechanism of orbital rotation of the laser beam.

Key words: sealing enclosures of electronic devices, laser welding, sandwich-type composite materials, laser beam orbital rotation system.

МАХИН И.Д.

НОСАЧЕВ С.Н.

УСОВ П.А.

МАХИН Игорь Дмитриевич — главный сварщик ЗЭМ РКК «Энергия», e-mail: igor.mahin@rsce.ru MAKHIN Igor Dmitrievich — Chief Welder of EMP RSC Energia, e-mail: igor.mahin@rsce.ru

НОСАЧЕВ Сергей Николаевич — начальник технологического бюро ЗЭМ РКК «Энергия», e-mail: post@rsce.ru

NOSACHYOV Sergey Nikolaevich — Head of bureau at EMP RSC Energia, e-mail: post@rsce.ru

УСОВ Павел Андреевич — инженер-технолог I категории ЗЭМ РКК «Энергия», e-mail: post@rsce.ru

USOV Pavel Andreevich — Process Engineer I category at RSC Energia, e-mail: post@rsce.ru

Введение

Современные электронные приборы, применяемые в ракетно-космической отрасли, являются сложной и дорогостоящей аппаратурой, работающей в широком диапазоне температур -50...+50 °С в условиях космического вакуума и жесткого космического излучения при сроке службы от нескольких часов до нескольких лет.

Корпус прибора должен отвечать ряду требований, главными из которых являются:

• высокая герметичность, соизмеримая с уровнем герметичности вакуумных электронных приборов;

• высокая теплопроводность материала корпуса для обеспечения эффективного тепло-отвода из внутренней полости прибора;

• соответствие принятым в ракетно-космической отрасли требованиям (габаритно-массовые характеристики, технологичность, стойкость в условиях космического полета);

• ремонтопригодность, т. е. возможность вскрытия полости прибора для повторной настройки с возможностью его последующей повторной герметизации, что связано с высокой стоимостью приборов данного класса.

Специфика технологии герметизации корпусов электронных приборов

Исходя из требований ракетно-космической отрасли, масса любой конструкции, выводимой на орбиту, должна быть минимальной, поэтому

в качестве материала корпусов обычно используются алюминиевые сплавы типа АМг, а герметизация осуществляется путем сварки плавлением. Но специфика изделия накладывает значительные ограничения на выбор способа сварки плавлением. Традиционная дуговая сварка неприменима в данном случае из-за того, что она дает слишком большое тепловложение, что может привести к перегреву герметизируемого корпуса и, как следствие, к повреждению электронных компонентов, находящихся внутри. Также при традиционной дуговой сварке в свариваемом изделии циркулируют значительные токи, наводящие электромагнитные поля, которые также могут являться причиной выхода из строя электронных компонентов прибора. Для уменьшения тепловложения имеет смысл рассмотреть высококонцентрированные источники энергии для сварки плавлением, такие как плазменная, электронно-лучевая, светолучевая и лазерная сварки. Плазменная и электронно-лучевая сварки также имеют ряд недостатков применительно к случаю герметизации корпусов электронных приборов. В обоих случаях это электромагнитные поля и рентгеновское излучение, которые способны вызвать повреждение электронных компонентов приборов. Светолучевая сварка или пайка не обладают соответствующей мощностью, чтобы соединять существенные по массе конструкции [1]. Соответственно, наиболее подходящей в данном случае является лазерная сварка.

Особенности лазерной технологии

Когда речь заходит о лазерных технологиях, в подавляющем большинстве случаев в первую очередь вспоминают о применении высокомощных лазеров в машиностроении, автомобилестроении для раскроя металлов, сварки и т. п. Для таких целей используются мощные СО2-лазеры непрерывного режима. В последние годы с ними успешно конкурируют волоконные лазеры. Однако возможности лазерных технологий этим не ограничены, существует и другое важное направление — системы с импульсными лазерами.

Системы с импульсными лазерами активно применяются в электронном машиностроении, автомобилестроении, атомной, космической, авиационной и судостроительной промышленности, медицине и практически во всех направлениях оборонного производства. В этих системах используются как энергетические возможности, так и другие свойства лазерного излучения и обрабатываемого материала — спектральная селективность, возможность распределять энергию во времени и т. д. Средняя мощность лазеров в лазерных технологических комплексах (ЛТК) этого типа, как правило, не превышает 500 Вт, в то время как пиковая мощность может составлять от нескольких киловатт до десятков и более мегаватт.

При этом лазерное излучение может генерироваться в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазоне спектра (0,2...1,5 мкм) [2, 3, 4].

Область применения комплексов с импульсными лазерами наиболее разнообразна: это маркировка и гравировка, сварка и наплавка, резка, прецизионная обработка особотвердых и труднообрабатываемых материалов, выполнение специализированных операций — подгонка резисторов, прошивка отверстий, скрайбирова-ние и т. д. Столь широкая область применения ЛТК с импульсными лазерами объясняется тем, что при импульсном режиме воздействия тепло концентрируется в зоне обработки. Вся энергия идет на взаимодействие с материалом, а не на нагрев объекта. Варьируя длительность воздействия, энергию импульса и спектральный состав лазерного излучения, можно добиться расплава материала, изменения его структуры, испарения, разрыва межмолекулярных связей и т. д. [5].

Область варьирования параметров лазеров очень широкая. Кроме того, для различных технологических задач необходимо использовать различные кинематические системы для позиционирования лазерного пятна на поверхности (или в объеме) обрабатываемой детали. Так, например, для сварки обычно достаточно

точности позиционирования координатного стола 50.100 мкм, а для микрообработки и выполнения отдельных специализированных задач точность позиционирования координатной системы должна составлять 1.3 мкм. Таким образом, для каждой решаемой технологической задачи необходимо использовать лазер, кинематическую систему (координатные столы, сканеры), оптические и другие основные модули, обладающие вполне определенными параметрами, различными для требуемых задач [6].

Для сварки и резки практически у всех предлагаемых на российском рынке моделей используются Nd:YAG лазеры с ламповой накачкой. Варианты исполнения — от малогабаритной ручной установки для сварки ювелирных изделий до компьютеризированной лазерной машины с четырехкоординатным столом, лазером с широкими энергетическими возможностями, телевизионной системой наблюдения, опциями, позволяющими перенастраивать комплекс как на сварку, так и на резку металлов, керамики и т. д.

На ЗЭМ в настоящее время лазер используют для выполнения герметизации (сварки) корпусов электронных приборов, изготовления датчиковой аппаратуры, сварки узлов пневмогидроавтоматики, при контровке деталей между собой.

Использование лазера для герметизации корпусов электронных приборов обусловлено следующими факторами:

• малое тепловложение (позволяет избежать перегрева электронной составляющей прибора и выхода его из строя);

• высокая точность (позволяет выполнять прецизионную обработку);

• отсутствие электромагнитных полей (в отличие от дугового и электронно-лучевого способов не влияет на электронную составляющую прибора);

• малая глубина проплавления (позволяет легко вскрыть прибор и провести его перенастройку, т. е. достаточная ремонтопригодность).

Проблемы, возникающие при лазерной герметизации корпусов электронных приборов

Несмотря на все достоинства, лазерная сварка не применима для герметизации алюминиевых корпусов по следующим причинам:

1. При лазерной сварке не реализуется механизм катодного распыления окисной пленки (как это происходит при дуговой сварке на обратной полярности), поэтому фрагменты разрушенной при плавлении металла шва тугоплавкой окисной пленки замешиваются в металл шва, снижая его прочность и герметичность [7].

2. Для алюминиевых сплавов характерно образование горячих трещин при лазерной сварке, что также приводит к уменьшению герметичности сварных швов.

3. Большая степень отражения лазерного излучения от поверхности алюминиевых сплавов приводит к необходимости нанесения на поверхность специального поглощающего покрытия или введения в зазор специальной про-ставки из металла, имеющего малый коэффициент отражения лазерного излучения и вместе с тем обладающего хорошей металлургической совместимостью с алюминиевым сплавом [8].

4. Высокая теплопроводность алюминиевых сплавов приводит к тому, что за счет интенсивного теплоотвода из зоны стыка сварочная ванна растет в направлении, перпендикулярном направлению движения луча, что затрудняет получение стабильного проплав-ления малой величины, необходимого для процесса оптимальной герметизации металлических корпусов при помощи сварки [9].

Все вышеизложенное позволяет сформулировать требования к материалу и процессу герметизации на основе образования сварного шва при помощи сварки плавлением: расплавляемый материал должен обладать минимальной теплопроводностью, а сам процесс должен вестись в импульсном режиме с обязательной кристаллизацией каждой сварочной ванны, образующейся в результате отдельного импульса лазерного излучения.

Применение слоистых композиционных материалов для изготовления корпусов электронных приборов как путь решения проблемы, связанной с лазерной сваркой алюминиевых сплавов

Основное противоречие между материалом корпуса из алюминиевого сплава и необходимостью иметь в зоне герметизации другой материал (например, титановый сплав) в данном случае может быть преодолено путем использования слоистых композиционных материалов (СКМ) и сплавов, полученных способами сварки давлением, например, при помощи сварки взрывом [10].

Комплекс работ, выполненных инженерами Волгоградского политехнического института по получению соединения АМг6+Т с применением сварки взрывом, показал, что непосредственное соединение этого сочетания материалов в твердой фазе затруднено, и для получения качественного шва необходимо использовать промежуточную прослойку из более пластичного технического алюминия марки АД1, первоначальная толщина которого для получения композиции типа АМг6+АД1+ВТ1

должна быть не менее 1,5 мм. Использование технического алюминия марки АД1 в качестве прослойки в СКМ между АМг6 и ВТ1 в герметичных конструкциях разработки РКК «Энергия» показывает, что в ряде случаев в процессе их эксплуатации проявляется характерный недостаток этого материала — наличие в нем микроскопических пор, проникающих иногда на всю глубину слоя и способных при раскрытии привести к разгерметизации изделия, что при использовании этого материала в составе СКМ требует дополнительных мер по устранению этого вредного явления. Эта проблема решается более тщательным отбором заготовки из АД1 или же использованием алюминия более высокой чистоты с меньшим количеством внутренних дефектов. Дополнительно для предупреждения течей используется способ деформации прослойки из АД1 путем обкатки ее роликом или пластическим деформированием осевым усилием на прессе [11, 12].

Изготовление герметичных корпусов электронных приборов до внедрения новой технологии лазерной сварки

Традиционно в изделиях ЗЭМ применялись герметичные корпуса электронных приборов прямоугольной формы с острыми углами. Новые изделия требуют изготовления герметичных корпусов приборов значительно больших габаритов с радиусными углами. В качестве примера на рис. 1 показан макет корпуса электронного прибора значительных габаритов, имеющий сложную форму. Герметизация подобных корпусов при помощи лазерной сварки имеет свои особенности, обусловленные сложностью траектории движения луча.

Рис. 1. Макет корпуса электронного прибора перспективных изделий ракетно-космической техники

Ранее сварка подобных корпусов требовала значительной квалификации оператора лазерной установки и выполнялась за несколько приемов. Сначала в ручном режиме производилась прихватка и последующая заварка радиусных частей крышки (рис. 2, поз. 1), а затем на приспособлении, обеспечивающем перемещение вдоль оси Х, показанной на рис. 2, производилась сварка прямых участков с поочередной перестановкой и наладкой на каждую сторону (всего четыре стороны) конструкции.

Рис. 2. Схема обработки корпусов электронных приборов сложной формы, применявшаяся ранее

Недостатки вышеописанного способа лазерной сварки корпусов электронных приборов:

• незначительные габаритные размеры;

• простые формы;

• использование ручной прихватки и заварки углов;

• низкая производительность процесса;

• требуется оператор высокой квалификации;

• значительное количество подварок сварных швов.

Варианты решения технологической задачи автоматизации процесса герметизации корпусов электронных приборов сложной формы

Для решения задачи по герметизации крупногабаритных корпусов электронных приборов со сложной траекторией замыкающего сварного шва были рассмотрены три варианта решения данной технологической задачи.

Вариант № 1 подразумевает использование робота и системы доставки лазерного излучения при помощи оптического волокна. Но в условиях мелкосерийного производства применение роботов является экономически нецелесообразным.

Для реализации варианта № 2 необходимо применение программно-управляемого автоматизированного вращательного привода, программно-управляемой оси Z сварочной установки для вертикального перемещения сварочной лазерной головки и программно-управляемой оси Х для горизонтального перемещения.

Автоматическое устройство вращения включает в себя поворотный механизм с трех-кулачковым патроном, шаговый двигатель, систему управления с интерфейсом пользователя, разъем питания и синхронизации (рис. 3). Конструкцией устройства предусмотрена возможность изменения угла наклона оси вращения от 0 до 90°.

Рис. 3. Внешний вид автоматизированного программно-управляемого вращательного привода: 1 — трехкулачковый патрон; 2 — корпус шагового электродвигателя; 3 — система управления интерфейсом пользователя

Интерфейс управления устройством вращения состоит из устройства отображения информации (знакосинтезирующий двухстрочный дисплей) и устройства ввода информации (поворотный энкодер с функцией кнопки). Интерфейс позволяет оператору задать необходимые для выполнения работы параметры:

• диаметр детали;

• выбор начальной точки шва;

• параметры точек прихвата и режимов выполнения операции прихвата;

• расстояние между импульсами лазера (перекрытие);

• частоту повторения импульсов лазера;

• угол поворота в режиме выполнения сварки;

• задание времени включения подачи вспомогательного газа,

и после этого выполнить в соответствии с заданными параметрами технологическую операцию в режиме сварки. После выполнения сварочного шва на заданный угол система вернет патрон в исходное положение и перейдет в ожидание команды повтора.

Автоматизированная Z-координата предназначена для перемещения фокальной плоскости объектива и изменения диаметра пятна при выполнении технологических операций сварки, а также поддержания зазора между соплом и обрабатываемой поверхностью при выполнении различных технологических операций (рис. 4).

Рис. 4. Внешний вид автоматизированной Z-координаты:

1 — стопорная гайка; 2 — электрический привод; 3 — объектив F = 100 мм; 4 — емкостной датчик; 5 — сопло; 6 — лист металла; 7 — узел юстировки; 8 — система управления

Автоматизированная Z-координата включает в себя емкостной датчик, электрический привод Z-оси (электрический привод телескопа), объектив, сопло, систему управления с интерфейсом пользователя, разъем питания и синхронизации.

Емкостной датчик измеряет емкость между соплом лазерной головки и обрабатываемой поверхностью детали. Для правильной работы датчика обрабатываемая деталь должна быть соединена с корпусом установки (например, через поддон для резки). После включения системы происходит поиск концевых датчиков, и система переходит в режим по умолчанию.

Интерфейс управления устройством слежения состоит из устройства отображения информации (знакосинтезирующий двустрочный дисплей) и устройства ввода информации (поворотный энкодер с функцией кнопки).

Микропроцессорная система управления позволяет создавать, хранить и редактировать сложные траектории, включающие прямые участки, дуги, окружности и элементы сопряжения. Программное обеспечение имеет возможность конвертировать чертежи AutoCAD в исполняемую программу координатного стола, что позволяет управлять столом с компьютера.

На рис. 5 показана схема перемещения изделия при заварке крышки вторым способом.

—А

z

г л

о

V_

х

~=э-

Рис. 5. Схема перемещения изделия при заварке крышки (вариант № 2)

Обработка радиусных углов производится во время поворота привода, при этом вертикальная ось Z компенсирует изменение расстояния между сварочной головкой и изделием, затем происходит линейное перемещение изделия и вращателя вдоль оси Х, и таким образом сваривается прямой участок.

Вариант № 3 решения данной технологической задачи предусматривает применение программно-управляемой системы орбитального вращения луча и программно-управляемого двухкоординатного стола. Система орбитального вращения луча представляет собой систему трех зеркал для отклонения луча, установленных на кронштейне с вращательным приводом, который, в свою очередь, крепится на сварочной лазерной головке. Зеркала отклоняют луч в горизонтальную плоскость, и за счет изменения углов наклона зеркал и кронштейна можно регулировать расстояние А от среза сопла до плоскости прохождения луча и радиус. Схема третьего варианта представлена на рис. 6.

При этом сварка прямых участков проводится при движениях программно-управляемого стола по горизонтальным осям, а «обкатка» радиусных углов проводится при помощи вращения системы зеркал.

Преимущества всех трех предлагаемых выше вариантов реализации технологии лазерной герметизации корпусов электронных приборов:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• возможность сваривать корпуса электронных приборов сложной формы;

• отсутствие ручной прихватки и заварки углов;

• высокая производительность и повторяемость процесса;

• не требуется высокая квалификация оператора;

• минимизируется количество дефектов, вызванных человеческим фактором.

Сварочная головка

Рис. 6. Схема перемещения изделия при заварке крышки (вариант № 3)

Недостатки предлагаемых вариантов реализации технологии лазерной герметизации корпусов электронных приборов:

• вариант № 1 экономически нецелесообразен;

• вариант № 2 не позволяет сваривать корпуса, имеющие значительные габаритные размеры, по причине необходимости сложной и крупногабаритной оснастки для обеспечения перемещения прибора;

• вариант № 3 требует специальной оснастки — системы орбитального вращения лазерного луча.

Реализация предложенного решения на производстве ЗЭМ

Инженерами ЗЭМ РКК «Энергия» разработано техническое задание на создание комплекта оборудования с использованием системы орбитального вращения луча. Совместно с Опытным-конструкторским бюро «Булат» было изготовлено оборудование, которое удовлетворяет требованиям технологии лазерной герметизации корпусов электронных приборов на ЗЭМ. В настоящий момент оборудование внедрено в производство и успешно выполняет задачи по герметизации корпусов электронных приборов значительных габаритов и сложной формы.

Заключение

Разработанная и внедренная в производство технология герметизации корпусов электронных приборов сложной формы позволяет получить высокое качество при выполнении сварочных работ и создает технологическую базу для создания перспективных изделий РКК «Энергия».

Список литературы

1. Бажанов А.В., Фролов В.А., Федоров С.А. Локальная вакуумная герметизация корпусов приборов методом пайки световым лучом // Сварочное производство. 2013. № 5. С. 27-30.

2. Голубев В.С, Лебедев Ф.В. Физические основы технологических лазеров. М.: Высшая школа, 1987. 191 с.

3. Lopota V.A., Bashenko V.V., Gorny S.G. Physical and technological mechanism of laser welding // Proc. LAMP (Osaka). 1987. V. 802. P. 175-179.

4. Sokolovski W., Herziger G., Beyer E. Spectroscopic study of laser-induced plasma in the welding process of steel and aluminium // SPIE. 1989. V. 1132. P. 289-295

5. Рыкалин Н.Н., Углов А.А., Кокора А.Н. Лазерная обработка материалов. М.: Машиностроение, 1975. 296 с.

6. Гладков Э.А., Бродягин В.Н., Шиганов И.Н. Автоматизация процессов лазерной сварки // Сварочное производство. 1985. № 8. С. 4-5.

7. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н. Лазерная сварка металлов. М.: Высшая школа, 1988. 207 с.

8. Махин И.Д., Ямпольский В.М. Герметизация корпусов электронных приборов ответственного назначения // Новые технологии и информатика. М.: МГАПИ, 2004. С. 94-96.

9. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. М.: Машиностроение, 1989. 304 с.

10. Кудинов В.М., Коротеев В.С. Сварка взрывом в металлургии. М.: Металлургия, 1979. 168 с.

11. Лысак В.И., Корнеев В.Н. Влияние энергетических условий сварки взрывом на структуру и свойства слоистых композиционных материалов // Сварка взрывом и свойства сварных соединений. Волгоград: Волгоградский политехнический институт, 1985. С. 40-55.

12. Седых В.С. Особенности микронеоднородности сваренных взрывом соединений // Сварка взрывом и свойства сварных соединений. Волгоград: Волгоградский политехнический институт, 1975. С. 3-39.

Статья поступила в редакцию 18.07.2014 г.

References

1. Bazhanov A.V., Frolov V.A., Fedorov SA. Lokal'naya vakuumnaya germetizatsiya korpusov priborov metodom paiki svetovym luchom [Localized vacuum potting of device packages using light rays soldering method]. Svarochnoeproizvodstvo, 2013, no. 5, pp. 27-30.

2. Golubev V.S., Lebedev F.V. Fizicheskie osnovy tekhnologicheskikh lazerov [Basic physics of industrial lasers]. Moscow, Vysshaya shkolapubl., 1987. 191 p.

3. Lopota V.A., Bashenko V.V., Gorny S.G. Physical and technological mechanism of laser welding. Proc. LAMP (Osaka), 1987, vol. 802, pp. 175-179.

4. Sokolovski W., Herziger G., Beyer E. Spectroscopic study of laser-induced plasma in the welding process of steel and aluminium. SPIE, 1989, vol. 1132, pp. 289-295.

5. Rykalin N.N., Uglov A.A., Kokora A.N. Lazernaya obrabotka materialov [Laser processing of materials]. Moscow, Mashinostroeniepubl., 1975.296p.

6. Gladkov E.A., Brodyagin V.N., Shiganov I. N. Avtomatizatsiyaprotsessov lazernoi svarki [Automation of laser welding processes]. Svarochnoe proizvodstvo, 1985, no. 8, pp. 4-5.

7. Grigor'yants A.G., Shiganov I.N. Lazernaya svarka metallov [Laser welding of metals]. Moscow, Vysshaya shkola publ., 1988.207p.

8. Makhin I.D., Yampol'skii V.M. Germetizatsiya korpusov elektronnykh priborov otvetstvennogo naznacheniya [High-duty electronic element package closure]. Novye tekhnologii i informatika. Moscow, MGAPIpubl, 2004, pp. 94-96.

9. Grigor'yants A.G. Osnovy lazernoi obrabotki materialov [Fundamentals of laser processing of materials]. Moscow, Mashinostroenie publ., 1989.304 p.

10. Kudinov V.M., Koroteev V.S. Svarka vzryvom v metallurgii [Impact bonding in metallurgy]. Moscow, Metallurgiya publ., 1979. 168 p.

11. Lysak V.I., Korneev V.N. Vliyanie energeticheskikh uslovii svarki vzryvom na strukturu i svoistva sloistykh kompozitsionnykh materialov [The effect of energy conditions of impact bonding on the structure and properties of laminar composites]. Svarka vzryvom isvoistva svarnykh soedinenii. Volgograd: Volgogradskii politekhnicheskii institutpubl., 1985, pp. 40-55.

12. Sedykh V.S. Osobennosti mikroneodnorodnosti svarennykh vzryvom soedinenii [Properties of microinhomogeneities of impact-bonded seals]. Svarka vzryvom i svoistva svarnykh soedinenii. Volgograd: Volgogradskii politekhnicheskii institut publ., 1975, pp. 3-39.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.