ВВЕДЕНИЕ 12
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 14
1.1 Необходимость герметизации электронной аппаратуры 14
1.1.1 Защита электронной аппаратуры от воздействия влажности 16
1.1.2 Защита от воздействия пыли 18
1.1.3 Конструкционные материалы корпусов электронной аппаратуры 20
1.2. Алюминий и его свойства 21
1.3 Основные способы сварки плавлением алюминиевых сплавов 23
1.3.1 Газовая сварка 24
1.3.2 Сварка угольным (графитовым) электродом 25
1.3.3 Сварка металлическим покрытым электродом 26
1.3.4 Сварка плавящимся электродом в инертных газах 27
1.3.5 Сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в инертных газах 31
1.3.6 Плазменная сварка сжатой дугой постоянным током обратной
полярности 33
1.3.7 Микроплазменная сварка 34
1.3.8 Электроннолучевая сварка 36
1.3.9 Лазерная сварка 36
1.4 Герметизация импульсной лазерной сваркой корпусов приборов
из алюминиевых сплавов 37
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 39
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 43
3.1 Исследование сварных соединений 43
4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ
И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 50
4.1 SWOT-анализ 50
4.2 Оценка готовности проекта к коммерциализации 51
4.3 Ограничения проекта 53
4.4 План проекта 54
4.5 Бюджет научно-исследовательского проекта 55
4.6 Дополнительная заработная плата научно-производственного персонала 58
4.7 Отчисления на социальные нужды 59
4.8 Накладные расходы 59
4.9 Оценка сравнительной эффективности исследования 60
5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 62
5.1 Анализ вредных факторов производственной среды 62
5.1.1 Повышенный уровень шума 62
5.1.2 Недостаточная освещенность рабочей зоны 63
5.1.3 Расчет искусственного освещения 64
5.1.4 Неблагоприятные условия микроклимата 66
5.2 Электробезопасность 68
5.3 Пожарная и взрывная безопасность 69
5.4 Пожарная безопасность 72
5.5 Работа в чрезвычайных ситуациях 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 75
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ 77
Приложение А 80
CD - RW в конверте на обороте 91
Объектом исследования являлись образцы сварных соединений, с
различной толщиной покрытия никеля, выполненные импульсной лазерной
сваркой.
Цель работы – получение герметичного вторичного источника питания
из алюминиево-магниевого сплава АМг6 способом импульсной лазерной
сварки.
В процессе исследования производили импульсную лазерную сварку
пластин из алюминиевого сплава АМг6 без покрытия, а также пластин с
покрытием никеля различной толщины.
Сварка образцов осуществлялась на установке импульсной лазерной
сварки ALFA-200Auto.
Пространственное расположение дефектов в сварном шве определялось
с помощью компьютерной томографии.
Для оценки влияния режима сварки на глубину проплавления и
характер формирования сварного шва в работе проводили макро- и
микроисследования. Металлографические исследования выполняли на
поперечных микрошлифах, вырезанных из зоны установившегося режима.
Изучение макро- и микроструктуры производили с помощью
оптической и электронной металлографии.
После проведения исследований были выданы рекомендации по сварке,
в результате чего был изготовлен макет корпуса вторичного источника
питания из сплава АМг6 и произведена его герметизация.
ВВЕДЕНИЕ
Алюминиевые сплавы отличаются уникальным сочетанием
технологических и эксплуатационных свойств: во-первых, малые значения
удельного веса этих материалов в сочетании с высокими механическими
свойствами делают их весьма привлекательными в качестве конструкций
авиакосмической техники, во-вторых, высокие значения тепло- и
электропроводности определяют их применение в электроэлектронике, в
третьих, хорошая технологическая обрабатываемость (литейные свойства и
способность легко пластически деформироваться) позволяют получать
конструкции практически любой формы [21]. Кроме этих свойств
алюминиевые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью, что
позволяет их использовать в различных агрессивных средах.
Технология сварки алюминия и его сплавов имеет ряд особенностей по
сравнению со сваркой сталей из-за существенных отличий свойств этих
материалов. Алюминий и его сплавы имеет теплопроводность примерно в 5
раз выше, чем у сталей, поэтому тепло от места сварки интенсивно отводится
в свариваемые детали, что требует повышенного тепловложения по сравнению
со сваркой сталей [21,22]. Это крайне нежелательно, поскольку, алюминий
характеризуется низкой температурой плавления, причем прочность его при
нагреве резко снижается. Таким образом, вероятность «прожога» или
расплавления детали при сварке алюминия значительно выше, чем при сварке
стали.
В настоящее время из всех известных способов для сварки алюминия
перспективным является использование лазерной сварки, характеризующейся
рядом преимуществ: это прежде всего, высокой плотностью мощности
излучения, которая обеспечивает локальность проплавления и формирование
узкого шва достаточно большой глубины с коэффициентом формы более 2.5:
сверхвысокие скорости нагрева и охлаждения после лазерного воздействия
сокращают ширину зон термического влияния, а также снижают степень13
газонасыщения сплавов, особенно при выполнении защиты зон сварочной
ванны и термического влияния инертными газами [22]. Однако даже при
лазерной сварке существуют определенные проблемы получения прочных
соединений алюминиевых сплавов. Это. прежде всего, быстрое образование
оксидов на поверхности. поглощение газов из окружающей среды, высокая
отражающая способностью алюминиевых сплавов.
Целью данной работы является получение герметичного вторичного
источника питания из алюминиево–магниевого сплава АМг6 способом
импульсной лазерной сварки
В ходе выполнения теоретической части магистерской диссертации
был проведен литературный обзор, в котором были рассмотрены
необходимость герметизации электронной аппаратуры и основные способы
сварки алюминиевых сплавов.
В ходе литературного обзора было показано, что для герметизации
электронной аппаратуры наиболее подходящим является способ импульсной
лазерной сварки.
В результате экспериментального исследования было установлено:
1) Высота сварного шва при импульсной лазерной сварке меняется в
зависимости от толщины покрытия никеля на свариваемых образцах и
уменьшается с его увеличением.
2) Наиболее высокий сварной шов достигается на алюминиевом сплаве
без покрытия никеля со степенью расфокусировки H0,8.
3) Для образцов с покрытием никеля характерна пористость сварных
швов.
4) На границе сплавления всех образцов наблюдается зарождение
трещин. При этом в сварных соединения образцов, имеющих никелевое
покрытие, интенсивного развития трещин не происходит вследствие
оплавления слоя никеля и заполнения им пространства на границе раздела
двух пластин.
5) Анализ распределения микротвердости по толщине сварного шва
свидетельствует об увеличении твердости при наличии никелевого покрытия
на свариваемых образцах. Алюминий с никелем образуют группы
интерметаллидов: NiAl, Ni2Al3, Ni5Al3. Данные фазы обладают повышенной
хрупкостью.
6) В корне шва на образцах без покрытия никеля имеется наличие
окисной пленки, которая распространяется в направлении к поверхности шва,76
что может служить причиной не герметичности при сварке сплавов малых
толщин, а так же причиной зарождения трещин при эксплуатации.
В результате проделанной работы были выданы рекомендации по
сварке, в результате чего был изготовлен макет корпуса вторичного источника
питания из сплава АМг6 и произведена его герметизация. Проверка
герметичности готового изделия, выполненного по наилучшему режиму
сварки с учетом рекомендаций по подготовки деталей перед сваркой и типа
соединения с точки зрения формирования сварного шва, осуществлялась с
помощью гелиевого течеискателя Inficon UL1000.
Результаты данного исследования рекомендованы для герметизации
вторичных источников питания с корпусами из алюминиевого сплава АМг6 на
предприятие АО "НПЦ "Полюс".
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
