Столик служит для установки на нем зажимных устройств для крепления детали, к которой должна быть приварена проволока. Подъем столика осуществляется педалью сварочной установки К. В верхнем положении он удерживается защелкой, открываемой вручную. Столик опускается до упора в грибок , вертикальное положение которого регулируется по шкале. Тем самым определяется длина привариваемой проволоки. Электромагнит служит для автоматического сброса штока с выдержкой времени после подачи напряжения конденсаторов на соединяемые детали. Сброс штока можно осуществить и вручную, оттянув рычаг .
Установка первоначального зазора между свариваемыми деталями производится подъемом ползуна с закрепленным на нем ударным механизмом. В заданном положении ползун фиксируется рукояткой . Ориентация места приварки на плоскости детали по отношению к оси проволоки производится перемещением столика .
Головка для УКС проволок встык представляет собой ударный механизм, аналогичный ударному механизму, описанному выше, который расположен в горизонтальной плоскости по одной оси с подобным же штоком с зажимом проволоки, неподвижным во время сварки. Неподвижный зажим имеет только перемещения, предназначенные для выемки сваренной детали и подачи заготовки в зону сварки.
На рис. представлена электрическая схема полуавтомата для приварки стале-медного вывода к танталовому выводу конденсатора.
Напряжение на схему подается после включения выключателя. При этом загорается сигнальная лампа ЕЗ “сеть” на пульте управления, напряжение подается на стабилизатор У, автотрансформатор Т и трансформатор, питающий цепи управления. При включении тумблера 82 зажигаются лампы освещения Е1 и Е2. При замкнутых крышках станины полуавтомата и кожуха на механизме подачи вывода и наличии проволоки в механизме подачи (іУ6) включается реле К4, которое подготавливает к включению цепи заряда конденсаторов, о чем сигнализирует отключение лампы Е4.
При нажатии кнопки 813 “Высокое напряжение, пуск” включается реле К2, первичная обмотка зарядного трансформатора, лампа Е5 (высокое напряжение) и отключается цепь разряда конденсаторов С1—СЗ на резистор R5. При замкнутом контакте .570, связанном с кулачковым валом полуавтомата, напряжение выпрямителя V12—V15 подается на управляющий электрод тиристора VIO, который открывается. Начинается заряд конденсаторов С1—СЗ, емкость которых устанавливается переключателем 816. Напряжение заряда регулируется автотрансформатором Т2 и контролируется вольтметром PU при включенном тумблере. Токоограничивающим элементом в цепи зарядки служит резистор R4.
Кнопкой S14 (автоматический пуск) включается реле КЗ, которое включает двигатель и подготавливает к включению реле Кб, управляющее работой кулачкового вала полуавтомата. После нажима кнопки 815 (пуск) срабатывает реле Кб, включает электромагнитную муфту УС, и кулачковый вал совершает один оборот. При этом контактор S10 переключается, разрывая цепь управления тиристором VIO (прекращается заряд конденсаторов С1—СЗ) и замыкая цепь разряда этих конденсаторов. Подается напряжение на маятниковый механизм соударений. После возбуждения дуги между стыкуемыми поверхностями в цепи разряда конденсаторов появляется сварочный ток, значение которого устанавливается резистором. При размыкании микропереключателя кулачковый вал после одного оборота останавливается.
Для работы полуавтомата в циклическом режиме достаточно замкнуть тумблер. В этом случае кулачковый вал можно остановить, только выключив двигатель нажатием кнопки (стоп) в цепи питания реле.
Кроме уже указанных блокировок, в полуавтомате предусмотрена остановка двигателя при изгибе проволоки в канале ее подачи в зажимные губки. Для этой цели служит контактный хомутик ., включающий реле . Последнее своим контактом размыкает цепь питания реле К4, что приводит к обесточиванию реле и включению лампы Е4 (авария). Реле КЗ снимает напряжение с обмотки двигателя, а реле К2 выключает цепь зарядки конденсаторов и подключает конденсаторы С1—СЗ к резистору Я5. Для повторного включения необходимо нажать кнопку 813 (пуск), которая прерывает цепь питания К5 и восстанавливает рабочее состояние схемы. Для аварийного выключения схемы служит кнопка 812. Остальные блокировки действуют непосредственно на реле К4.
Оборудование для конденсаторной приварки шпилек, несмотря на принципиальное подобие установкам для ударной конденсаторной приварки тонкой проволоки имеет ряд существенных отличий, главные из которых: электромагнитный привод взведения и пружинный привод осадки; большая емкость (до 0,1 Ф) и низкое напряжение зарядки конденсаторов (менее 300 В); малая длина свободного хода подвижного зажима со шпилькой. Это связано как с необходимостью увеличения КПД при разряде конденсаторов, так и с условиями возбуждения дуги и образования сварного соединения при сварке шпилек.
Установки для конденсаторной приварки шпилек выпускаются с диаметром привариваемых шпилек менее 8 мм (длина сварочного кабеля от источника питания до пистолета не превышает 3 м).
Механизмы подачи присадочных материалов. Обычно ЭЛС ведется без подачи присадочных материалов в сварочную ванну. В необходимых случаях используются механизмы для подачи проволоки и сыпучих материалов. Механизмы подачи присадочных материалов можно разделить на две группы: 1) стационарные; 2) перемещаемые в вакууме. Механизмы первой группы используются в установках со стационарно закрепленной пушкой. Если пушка в процессе сварки перемещается внутри вакуумной камеры, то используются механизмы второй группы. Механизмы подачи проволок отличаются от аналогичных механизмов дуговых сварочных установок большей точностью подачи проволоки под пучок и повышенной стабильностью ее скорости. При диаметре пучка менее 1 мм и наиболее распространенном при ЭЛС диаметре проволоки 1…2 мм отклонение оси проволоки от оси пучка и стыка более 0,5 мм приводит к существенному изменению условий плавления проволоки. В связи с этим направляющий мундштук располагается как можно ближе к сварочной ванне, а вылет проволоки обычно не превышает 3…5 мм. Механизмы подачи сыпучих материалов — обычно бункеры с дозирующими устройствами.
Системы наблюдения. К системам наблюдения за процессом ЭЛС относятся смотровые окна, оптические и телевизионные системы, которые используются как раздельно, так и в различных комбинациях. Смотровые окна кроме прочного иллюминаторного стекла содержат рентгеновское стекло, необходимое для защиты обслуживающего персонала от рентгеновского излучения из сварочной ванны. Форма, размеры, конструкция, а также расположение смотровых окон на сварочной камере в каждом конкретном случае зависят от условий удобного наблюдения. При ЭЛС крупногабаритных изделий, когда место сварки удалено от оператора на значительное расстояние, а также при микросварке, визуальное наблюдение через смотровые окна уже недостаточно, поэтому используются оптические устройства, увеличивающие объект наблюдения в 5…50 раз. Указанные устройства могут быть независимыми и встроенными в конструкцию смотрового окна или сварочной пушки. Используются как окулярные оптические устройства, так и системы вывода изображения на экран.
Независимые оптические устройства устанавливают вне камеры у смотровых окон, при необходимости их можно перемещать от одного окна к другому. Телевизионные системы позволяют передавать изображение на большое расстояние и устанавливать видикон в сварочном блоке в непосредственной близости от сварочной пушки.
Особенностью систем наблюдения при ЭЛС является необходимость защиты их от за-пыления парами свариваемых материалов и от теплового воздействия сварочной ванны. В качестве защитных устройств применяются поворотные прозрачные экраны и прозрачные перемещаемые защитные пленки. В случаях особо интенсивных паровых потоков применяют стробоскопические устройства.
Вспомогательные устройства и механизмы. К вспомогательным относятся устройства и механизмы типа подвижных платформ для выкатывания сварочных манипуляторов из камеры, устройств для предварительного нагрева свариваемых изделий, их сборки в сварочной камере и др. Механизмы типа подвижных платформ представляют собой промежуточные конструкции, на которых монтируются свариваемые изделия и перемещаются в пределах сварочного участка. С них или на них изделие поступает в сварочную камеру. Устройства для предварительного нагрева свариваемых изделий устанавливаются только при технологической необходимости для сварки некоторых материалов. Конструктивно нагреватели разрабатываются с учетом размеров и конфигурации свариваемых изделий.
Электропривод. По функциональному назначению электроприводы исполнительных органов установок для ЭЛС можно разделить на электроприводы механизмов: откачных систем (насосы, натекатели, запорная арматура); вспомогательных устройств (механизмы загрузки и выгрузки, закрытия дверей и т. п.); перемещения и вращения свариваемого изделия и пушки (манипуляторы изделия и пушки); электромеханических систем слежения за стыком (корректирующие механизмы); подачи присадочной проволоки, коррекции мундштука и перемещений телевизионных устройств.
Управление электроприводом любого функционального назначения осуществляется как в ручном дистанционном режиме для простых систем, так и в автоматическом режиме для более сложных систем. Управляющие функции могут выполняться с помощью ЭВМ или средствами локальной автоматики. Наибольшее распространение в управлении электроприводами получили средства локальной автоматики, при этом локальная автоматика может быть выполнена как на релейно-кон-такторной элементной базе, так и на базе интегральных микросхем или программируемых логических контроллеров.
Установки для микросварки и размерной обработки. Установки этой группы предназначены для сварки и размерной обработки малогабаритных деталей радиоэлектроники, приборостроения, точной механики, для которых характерны сложность геометрических форм, различные сочетания материалов и их толщин, большое количество операций, необходимых для получения готового изделия. К микросварке в настоящее время принято относить соединения изделий с толщиной стенки менее 1 мм, а также выводов толщиной 0,05…0,3 мм с контактными площадками печатных плат и микросхем. Размерная обработка охватывает ряд технологических приемов по резке, испарению, зонной и вакуумной очистке, фрезерованию и сверлению.
Установки для микросварки и размерной обработки, как правило, универсальны. Требования к точности выполняемых операций на деталях малых размеров обусловили следующие особенности установок этой группы: наличие высоковольтных энергоблоков, формирующих пучок с минимальным диаметром 10… 100 мкм при высокой стабильности параметров; сканирование пучка по изделию на небольшой площади с высокой степенью точности; работу электронной пушки как в непрерывном режиме, так и в импульсном; высокую точность перемещения изделия; использование для наблюдения за процессом оптических систем с увеличением в 50… 100 раз; создание в высоком вакууме при объеме сварочной камеры (даже при групповой загрузке деталей) не более 0,5 м3; применение автоматизированных систем управления, работающих в комплекте с программирующими устройствами или вычислительными машинами.
К числу установок для микросварки относятся разработанные в ИЭС им. Е. О. Патона установки У. Установка имеет ускоряющее напряжение, силу тока пучка , длительность одиночного сварочного импульса до 50 мс, минимальный диаметр электронного пучка на изделии 25 мкм. Установка в комплекте с вычислительной машиной “Электра-13″ предназначена для приварки контактов интегральных схем (100 контактов в 1 мин) и сварки контактов микроразъемов.
Установка предназначена для сварки различных материалов, в том числе и тугоплавких толщиной 0,05… 1 мм непрерывным и импульсным электронным пучком. Ускоряющее напряжение установки регулируется дискретно: 30, 40, 50, 60, 70 кВ. Нестабильность ускоряющего напряжения в диапазоне 30…70 кВ за 15 мин непрерывной работы не ниже 0,05%. Сила тока электронного пучка в постоянном режиме регулируется в пределах 0…5 мА, а в импульсном достигает 10 мА. Нестабильность тока пучка в диапазоне 0…5 мА составляет 0,3%. Длительность сварочного импульса регулируется в пределах 1…50 мс.
К рассматриваемой группе относятся также следующие установки. Установка, предназначенная для микросварки и размерной обработки тонких пленок и засветки фоторезиста, работает при ускоряющем напряжении до 180 кВ. Сила тока пучка до 2 мА, диаметр пучка менее 0,015 мм. Специализированная установка УЛ предназначена для герметизации корпусов приборов, автоматизированная установка УЛ191 — для микросварки корпусов приборов, а установка У — для сварки полупроводниковых гибридных микросхем и др. На базе установки УЛ разработана установка, предназначенная для микро-сварки тонкостенных металлических корпусов приборов. Установки серийно изготовляются в двух модификациях: УЛС-3 с безмасляным вакуумом и с применением традиционных пароструйных вакуумных агрегатов.
Установка CW предназначена для микросварки и размерной обработки малогабаритных деталей в условиях серийного и массового производства. Установка используется для сварки микромодулей, представляющих собой пакет плат прямоугольной формы. Всего в каждом пакете выполняется 396 сварных точек за одну откачку камеры, причем время сварки каждой сварной точки не превышает 10 мс.
Институтом Манфреда фон Арденне (Германия) для микросварки и размерной обработки создана установка ESB и мощностью электронного пучка меньше 200 Вт С помощью этой системы можно производить резку феррито-вых сердечников диаметром 2 и 3 мм, сверление отверстий диаметром 30 мкм, точечную сварку и выравнивание (фрезерование) пленочных резисторов. Установка снабжена системой программного управления и псевдонепрерывной шлюзовой системой подачи изделий.
Установки для сварки малогабаритных изделий. В установках этой группы для сварки в высоком вакууме применяются малогабаритные сварочные пушки мощностью меньше 3 кВт, а в особых условиях — меньше 6 кВт с ускоряющим напряжением Uy - 30…60 кВ. Объем сварочных камер (как правило, сменных) не превышает 0,2 м . Сменные манипуляторы позволяют работать с одиночной и групповой загрузкой изделий и сваривать кольцевые и прямолинейные швы в различных пространственных положениях. Откачные системы автоматизированы, позволяют откачать
камеру до давления 10-2 Па не более, чем за 20…60 с. Используются моно- и бинокулярные оптические системы наблюдения с увеличением 1:10.
Установка У616 укомплектована сварочной пушкой, работающей при ускоряющем напряжении менее 30 кВ и мощности пучка до 2 кВт. Размеры сварочной камеры 200 х 200 х 200 мм. Сварка выполняется в высоком вакууме. В числе установок, разработанных для сварки малогабаритных изделий, известны также установки У и др.
