Стволы детонационных установок различаются формой и размерами камеры сгорания, местом ввода горючей смеси и порошка, способом и местом инициирования горения горючей смеси, конструктивными особенностями системы охлаждения. Обычно применяют стволы с цилиндрической камерой сгорания диаметром 20…30 мм, длиной 1…2 м. Более перспективны конструкции стволов с переменным по длине сечением камеры сгорания.
Порошковые дозаторы установок для детонационного напыления делятся на две группы: с пневматическим и механическим дозированием. Известны конструкции, в которых для приготовления дозы порошка и даже впрыскивания его в ствол используют импульсы давления, возникающие при сгорании горючей смеси в стволе.
Газораспределительные механизмы обычно построены по системе электромагнитных или механических клапанов, обеспечивающих циклическую подачу газов через смесители в ствол. Используется также непрерывная бесклапанная подача газов. С целью обеспечения стабильной надежной работы детонационных установок и безопасности условий труда необходимо локализовать горение в камере сгорания и стволе при выполнении каждого рабочего цикла напыления. Для этого служат герме- тичные механические клапаны с подачей флегматизирующего газа (азота) в смесительную камеру, огнепреградители (буферные емкости между смесителем газов и стволом, заполняемые перед поджигом горючей смеси флегматизирующим газом).
Пульт управления позволяет осуществлять дистанционное управление исполнительными механизмами детонационной установки, автоматический режим которой может быть обеспечен следующими техническими средствами: механическим или электромеханическим приводом; релейно-контактными устройствами, электронными приборами.
Газораспределительный пульт служит для подачи и контроля расхода компонентов детонационной газовой смеси. Независимо от конструкции пульт включает контрольно-измерительные приборы (ротаметры, манометры) и регулирующие устройства (редукторы, вентили, регуляторы перепада давления). Техническая характеристика газораспределительного пульта АДК “Прометей” приведена ниже. Кроме рассмотренных находит применение следующее оборудование детонационных покрытий.
Детонационный комплекс “Азов”, специализированный для упрочнения и восстановления коренных и шатунных шеек коленчатых валов, использует в качестве рабочих газов пропан-бутан, кислород, сжатый воздух. Техническая характеристика комплекса “Азов”Автоматическая детонационная установка “Обь” обеспечивает высокую степень повторяемости всего процесса благодаря системе стабилизации давления и температуры рабочих газов. Управление циклограммой процесса напыления осуществляется микроЭВМ.
Детонационная установка “Перун-С” — высокопроизводительная стационарная установка, промышленное использование которой особенно эффективно при массовом или крупносерийном производстве изделий с покрытиями. Техническая характеристика установки “Перун-С” приведена ниже. Для размещения установки необходимо наличие звукоизолированного помещения
(бокса) с принудительной вентиляцией площадью 15 м2.
Установка “Перун-Р” — модифицированная установка, промышленная эксплуатация которой не требует специализированного помещения. Наличие звукоизолированных камер позволяет включать ее в любую технологическую линию в условиях цеха машиностроительного производства.
Малогабаритная детонационная установка “Перун-М” имеет повышенную автономность. В ее корпусе вобраны воедино устройство для абразивной оОработки и нанесения покрытий,
Оборудование для пайки погружением. Основным элементом такого оборудования является специальная ванна, в которой размещается жидкий теплоноситель (соль, флюс, припои, масло и др.). Футеровка ванны должна обеспечивать возможность длительной работы в контакте с жидким теплоносителем. Разогрев теплоносителя в ванне производится с помощью размещенных в ней электродов или элементов футеровки, используемых в качестве нагревателей. Заданная температура в ванне, как правило, поддерживается автоматически.
Нагрев паяемой детали происходит в результате передачи теплоты от жидкой среды, нагретой до температуры пайки. Скорость нагрева деталей при таком способе в 3…6 раз больше, чем в воздушных печах. Слой соли или припоя защищает паяемое изделие от окисления как в процессе нагрева в ванне, так и при охлаждении на воздухе после того, как оно вынуто из ванны.Наиболее распространен способ пайки в жидких расплавленных солях, флюсах или припоях. Такой способ высокопроизводителен, так как допускает одновременную быструю пайку большого количества деталей и легко может быть механизирован. Число деталей, погружаемых одновременно в ванну, ограничено объемом ванны и снижением жидкой среды вследствие нагрева погружаемых деталей. Значительное преимущество пайки в соляных и флюсовых ваннах — возможность совмещения этого процесса с нагревом под закалку. Длительность процесса редко превышает 2 мин и обычно контролируется реле времени. Большая равномерность и скорость нагрева значительно снижает рост зерен и степень обезуглероживания. Характеристика соляных ванн приведена в табл.
При достаточно большом соотношении масс жидкой ванны и паяемого изделия этот способ позволяет поддерживать температуру расплава с точностью до ±5°С, обеспечивая минимальные тепловые деформации паяемых деталей, а следовательно, высокую точность паяемого соединения.
Иногда перед полным погружением паяемого изделия в ванну необходимо нагреть место соединения до температуры расплавления припоя. Например, если проволока припоя располагается снаружи у зазора и при полном погружении изделия в ванну припой может расплавиться раньше, чем место спая нагреется до температуры пайки, что приведет к сте-канию его с детали. Предварительный подогрев места соединения в этом случае достигается частичным погружением собранной детали на 1…2 мин в соляную ванну таким образом, чтобы припой оставался выше уровня ванны. Когда температура соединения достигает температуры пайки, деталь полностью погружается в ванну. Если припой в виде фольги располагается в зазоре между соединениями деталей, то
Паять нужно при полном погружении, так как нагрев изделия идет более равномерно, и не происходит окисления части детали, не погруженной в ванну. При опускании в ванну плоских изделий в горизонтальном положении под ними могут образовываться воздушные мешки, что приводит к появлению не-смоченных мест в соединении; поэтому их погружают под некоторым углом к зеркалу ванны.
Пайка погружением в соляных (флюсовых) ваннах имеет следующие недостатки: повышенный расход электроэнергии, связанный с потерей теплоты через зеркало жидкой ванны в результате излучения и конвекционного обмена; необходимость устранения наплывов припоя с изделия после пайки; необходи- мость удаления воздушных мешков в изделии, особенно при горизонтальном расположении зазоров; существенные остаточные деформации при пайке трубчатых телескопических узлов, например труб велорам; трудность отмывки солей и особенно флюсов после пайки; обеспечивает низкую коррозионную стойкость декоративных защитных покрытий на изделиях, паяных погружением в расплаве солей; значительный расход солей (флюсов) и припоя; необходимость рафинирования расплавов жидких ванн от примесей; экологическую вредность процесса.
Особой экологической вредностью отличаются соляные ванны, теплоноситель в которых представляет собой расплав хлористых и фтористых солей щелочных и щелочно-зе-мельных металлов. При их использовании необходимо обеспечить не только безопасные условия для персонала, но и обезвредить стоки после отмывки деталей. Флюсовые ванны, теплоноситель в которых представляет собой расплав оксидов, менее вредны, но технологические возможности их ограничены в основном деталями простой формы. Сейчас наблюдается устойчивая тенденция к замене этого оборудования на менее экологически вредное.
Некоторое распространение в промышленности получил способ пайки в нагретом масле. Силиконовое масло может быть нагрето без защиты до 250°С. В такой ванне осуществляется пайка припоями с температурой плавления около 200°С. При пайке погружением в нагретый глицерин необходимо учитывать, что он имеет температуру вспышки 177°С. Поэтому при более высокой температуре необходимо защищать глицериновую ванну, например углекислым газом, и иметь встроенную противопожарную систему.
При пайке печатных плат применяется разновидность пайки погружением в припой — пайка волной припоя. Сущность этого способа заключается в том, что пайка происходит при соприкосновении места будущего спая с припоем, фонтанирующим над поверхностью жидкой ванны. Волна жидкого припоя, попадая к месту будущего спая, смывает флюс. При этом улучшаются условия нагрева места спайки, поверхность припоя становится чистой от оксидов и загрязнений. Для предотвращения образования натеков припоя в виде мостиков и сосулек изделию при пайке сообщают некоторую вибрацию. Расход припоя в ванне восполняется путем постепенного погружения питающего слитка в ванну с помощью поплавкового регулятора. Последнее поколение оборудования для пайки волной припоя отличается простотой в эксплуатации, экономичностью и высокой производительностью. Так, комплекс с шириной волны 250…350 мм оснащен новой модульной линией для пайки, устройством для промывки, транспортной системой, устройством для обезжиривания и бесконтактной кодировочной систе- мой, обеспечивает автоматическое управление параметрами пайки.
Компьютеризированная система П-скан (Дания) состоит из трех основных частей: набора специальных сканирующих устройств, позволяющих фиксировать местоположение и траекторию сканирования преобразователя; переносного программируемого процессора PSP-3 для сбора первичной информации о состоянии контролируемого объекта; персонального компьютера и программного обеспечения для последующего анализа полученных данных и документирования.
В ходе сканирования данные о местоположении преобразователя поступают с датчиков в память процессора. В каждой точке, соответствующей заданному шагу сканирования, в память процессора заносятся максимальные значения огибающей эхо-сигналов вдоль луча. Эта информация представляется на дисплее процессора в виде трехмерного изображения, контролируемого объема в проекциях сверху {ТОР), сбоку {SIDE) и с торца {END). Для отсечки сигналов малой амплитуды, связанных с отражениями от структуры металла, на дисплее в виде черных точек отображаются только те эхо-сигналы, которые превышают заранее установленный уровень отображения.
Таким образом, в ходе сканирования при правильно выбранном уровне отображения оператор может видеть области контролируемого участка, которые были прозвучены, и области, в которые акустические волны по каким-то причинам не попали. Такая форма регистрации данных позволяет оператору проводить контроль и в необходимых случаях принимать дополнительные меры по более тщательному сканированию, а также улучшению акустического контакта. По окончании сканирования все данные переносятся из памяти прибора на гибкий магнитный диск. При этом одновременно производится автоматический перенос данных в долговременную память всех режимов настройки.
В необходимых случаях с помощью встроенного в процессор Р8Р-3 печатающего устройства можно выполнить распечатку с результатами контроля. Для полного анализа данных и подготовки заключительной формы отчета о проведенном обследовании применяется персональный компьютер. В этом случае в качестве исходной информации используются данные, записанные при контроле на гибкий магнитный носитель. Форма изображений результатов аналогична форме изображений на дисплее процессора, однако информативность графических изображений значительно увеличена.
Делается цветовая кодировка сигналов, статистическая обработка данных. Компьютер обеспечивает цветовую кодировку в двух режимах: “кодировка изображения” и “кодировка уровней”. В первом режиме цвет изображений соответствует номеру временного интервала на звуковом луче, в котором находятся данные эхо-сигналы. Такие интервалы могут соответствовать, например, зонам контроля прямым и однократно • отраженным лучами. Этих зон может быть максимум четыре для данного контролируемого объема и для их кодировки используется четыре цвета. В режиме “кодировка уровней” восемь градаций цвета соответствуют амплитуде эхо-сигнала независимо от того, в каком временном интервале он находится, и используются для оценки величины дефекта. Результаты обследования представляются в виде цветных распечаток, аналогичных изображениям на дисплее компьютера.
В зависимости от назначения, обусловленного методикой контроля, различают прямые, наклонные (призматические) и раздельно-совмещенные ультразвуковые преобразователи. Прямые преобразователи типа П111 в основном используют для выявления несплошно-стей в материалах и сварных швах со снятым валиком усиления теневым или эхо-импульсным методом. Наклонные преобразователи типа П служат для контроля сварных соединений как теневым, так и эхо-импульсным методами с вводом ультразвуковых волн в зону сварного шва через стенку изделия под углом к поверхности. Раздельно-совмещенные преобразователи типа П112 эффективны для выявления расслоений в материале сварных соединений, пор и шлаковых включений в швах, а также несплавлений в слоистых материалах, получаемых сваркой трением и взрывом.
Для ультразвукового контроля в иммерсионном варианте, когда изделие погружается в ванну и ввод ультразвуковых волн осуществляется через толстый слой жидкости, применяют иммерсионные преобразователи типа П.
Сварка контактным плавлением благодаря ряду технологических особенностей может быть эффективно использована при изготовлении многих деталей, узлов и конструкций, особенно тонкостенных.
Сварка контактным плавлением может быть ручной или механизированной. Установка для ручной сварки состоит из электродо-держателя и источника питания. При сварке в среде защитного газа в состав установки входит комплект газовой аппаратуры.
Ручной держатель, предназначенный для сварки в атмосфере защитного газа, выполняет следующие функции: подвод сварочного тока к неплавящемуся электроду посредством скользящего контакта; подачу защитного газа в зону сварки и равномерное его распределение в струе кольцевого сечения, направленной вдоль электрода.
Электрододержатель состоит из сварочной головки и изолирующей рукоятки, через внутреннее отверстие которой подведен шланг для подачи газа . Внутри шланга проложен также гибкий медный провод III и трубки водяного охлаждения. Неплавящийся электрод закрепляется внутри сварочной головки с помощью цангового зажима. При сварке используются электроды диаметром 3…10 мм. Водяное охлаждение необходимо при непрерывной работе и большой силе тока сварки. Сварка плавящимся электродом производится с помощью малогабаритного ручного полуавтомата пистолетного типа. Полуавтомат состоит из механизма подачи электродной проволоки, узла токопровода и системы газовой защиты. В состав подающего механизма входят: электродвигатель с редуктором (расположены в ручке полуавтомата), тянущий и прижимной ролики, направляющие втулки, система прижима с регулировочным устройством, смонтированные в верхней части основания корпуса; в нижней части находится ручка полуавтомата. На корпусе закреплен держатель токоподводя-щего мундштука, который подключается гибким кабелем к источнику питания. Защитный газ через сопло, зафиксированное на держателе мундштука, подается в зону сварки. На ручке полуавтомата закреплен микропереключатель, который служит для включения двигателя подачи.
Для сварки коррозионно-стойкой стали применяют сварочную проволоку главным образом диаметром 1,2 мм из стали 12Х18Н10Т, в качестве защитного газа — аргон; расход газа составляет 2…3 л/мин. Сварка малоуглеродистых сталей производится сварочной проволокой диаметром 1,2 мм марки Св. Для сварки контактным плавлением разработан ряд специализированных установок, на которых процесс сварки выполняется по автоматическому циклу: для сварки сильфонов, кольцевых стыков труб и трубопроводов” (в том числе в монтажных условиях); для сварки полупроводниковых приборов, тонкостенных сосудов, различного типа заглушек, продольных швов тонкостенных труб большого диаметра; для сварки термосов (комплекс).
