О‘zbekistоn respublikаsi аxbоrоt texnоlоgiyаlаri vа kоmmunikаtsiyаlаrini rivоjlаntirish vаzirligi

3.3 Korpuslarni elektron-nurli va mikroplazmali payvandlash bilan germetiklashtirish

Elektron-nurli payvandlash boshqa payvandlash usullaridan issiqlik uzatish mexanizmi bilan farq qiladi.Oddiy payvandlashlarda ulanadigan detallarning qizdirilishi ularning yuzasi orqali issiqlik uzatish bilan sodir bo‘ladi,elektron-nurlida esa issiqlik energiyasi materialning yuza qatlamida elektronning tormozlanishida ajralib chiqadi.Ulanadigan materiallarning erishi elektronlarning kristal atomlar va elektronlar bilan ko‘p sonli to‘qnashish hosil qilganda ularning energiyasi to‘liq yo‘qotilishi sodir bo‘ladigan qatlamning chuqurligiga bog‘liq bo‘ladi.Ushbu erish chuqurligi ulanadigan materialning zichligi va elektronlarga ta’sir qiluvchi tezlatuvchi kuchlanish bilan aniqlanadi.

Payvandlash ma’lum bir sharoitlarda elektronlarning metal ichiga kirishib ketishi bir necha o‘nlab mikrometrni tashkil qiladi.

Payvandlash paytida elektronlar dastasini elektr va magnit maydonlari yordamida bajariladi.Zaruriyat tug‘ilganida elektronlarning kinetik energiyasini oshirib, ularni tezlashtiruvchi elektron-nurning yo‘nalishini o‘zgartirishi yoki ularni faqat tekislikdagi kerakli o‘lchamdagi dog‘ga fokuslash mumkin.

Elektron nurlarni 0.005-0.1 o‘lchamgacha fokuslash ishlov berilayotgan yuzada juda kam katta quvvatni (13·10⁹ t/sm² va undan ham ko‘p) konsentratsiyasini to‘plashlarni va ularni lokal qizdirishni ta’minlaydi.

Havoda yoki inert gazlar atmosferasida ham elektr-nurli payvandlash ishlarini bajarish mumkin, ammo bunda qurilma konstruksiyasi (ayniqsa elektron nurlarini vakuumdagi kamera va atmosferaga chiqish qurilmasi) juda ham murakkablashadi.Shuning uchun uning qo‘llanilishi maqsadga muvofiq emas.

Elektron nurli payvandlash oddiy kavsharlashdan farqlanadiki, ya’ni elektron nur oniy vaqtda ta’sir qiladi, shuning uchun butun mikrosxema qizib ketmaydi. Payvandlash paytida elektronlar nurlari germetiklashayotgan korpusga nisbatan siljishi,yoki aksincha korpus nurlarga nisbatan ma’lum tezlik bilan traektoriya bo‘yicha harakatlanishi zarur bo‘ladi.

Elektron-nurlari qo‘zg‘almas bo‘lgan,balki buyum qo‘yilgan stol ko‘chadigan elektron-nurli qurilma 3.2-rasmda ko‘rsatilgan va vakuumli tizimdan,ikkita vakuumli kameradan,elektron nurlarini boshqarish tizimidan va ishchi stolini ko‘chirish uskunasidan tashkil topgan.

3.2-rasm.Qo‘zg‘olmaydigan elektron nurli payvandlashning elektron-nurli qurilmasi:1-elektronli to‘p,2-katod,3-anod,4-elektromagnitli fokuslovchi linza,5-og‘diruvchi tizim,6-korpus,7-yurituvchi vint,8,9-forvakuumli va diffuzion nasoslar,10-stolik uzatgichi elektrodvigateli,11,12-ishchi stolik va kameralar,13-elektron nurlari,14-yuqori kuchlanishli transformator,15-to‘g‘rilagich.

Tarkibiga forvakuumli 8 va diffuzion nasoslar,hamda hamda truba o‘tkazgichlari kiradigan vakuum tizimi yordamida vakuum kamerasida 1.3·10^-2 Pa bosimni hosil qiladi va tutib turiladi. Birinchi kamerada elektron tupi 1, elektromagnitli fokuslovchi linza 4 va elektrostatik (og‘diruvchi) tizim 5 joylashtirilgan.

Qurilma ishlayotgan paytda elektron to‘pining volfram simidan tayyorlangan 2 katodini 2400⁰-2500⁰S gacha qizdiriladi, anod 3 ga esa yuqori kuchlanishli transformatordan 14 to‘g‘irlagich 15 orqali kuchlanish olib kelinadi (turli tizimlar 4m 20-30 dan 100-150 kVgacha)

Katoddan chiqarilayotgan elektronlar magnit maydonni ta’siri ostida katta tezlik oladi va fokuslovchi elektrostatik va elektromagnit linzalar bilan diametri bir necha o‘nlab mikrometr bilan nurlar ko‘rinishida ishlov beriladigan 6 korpusga yo‘naltiriladi.

Elektronli bombardirovkasi natijasida payvandlanadigan yuzaning lokal uchastkasi zaruriy temperaturagacha qizdiriladi.Bunda quvvat zichligi 10^-4-10⁶ Vt/sm² gacha etadi.Ikkinchi ishchi kameradagi 12 joylashtirilgan korpusni gorizontal tarzda ikkita o‘zaro perependikulyar yo‘nalishlarda ko‘chirish mumkin.Ushbu kamerada optik oyna va qaytgan elektromagnitlarning mavjud bo‘lib, bular payvandlash sifatini nazorat qiladi.

Ishchi stol 11,qadamli dvigateli10, ikkita uzatgich mexanizmi bilan ko‘chiriladi.Ko‘chish tezligini 5.12 dan 1.25·10^-4 mm/s gacha o‘zgartirish mumkin, bunda boshqaruvchi har bir impuls (qadam) stol-ning 10mkm ko‘chishiga mos keladi.

Elektron nurlar bilan boshqarish tizimi uning zaruriy og‘ishini,ishlab berish davomiyligini,tokni regilirovka qilishni hamda pulsatsiyalanish xarakterining o‘zgarishini ta’minlab beradi.

Bundan tashqari yana elektron nurlarining buyumga nisbatan berilgan dastur bo‘yicha ko‘chadigan qurilmalar ham ishlab chiqarishda.Niqob-shablondan foydalanilgan elektron nurlarining ko‘chishini ta’minlaydigan dastur tizimi ancha keng qo‘llanilmoqda (3.3-rasm)






3.3-rasm.Elektron nurli dasturli ko‘chadigan payvandlashning elektron-nurli qurilmasi:1-elektron nurli trubka,2-og‘diruvchi tizimlarning ta’minot manbai,3-elektron to‘pi,4-elektronlar nuri,5-korpus,6-manba va kuchaytirgich,7-fotoelement,8-linza,9-niqob,10-yorug‘lik nuri.

Qurilmaning ishlashi paytida niqobli 9 orqali o‘tuvchi yoritgich nuri 10 bilan elektron nurli trubkaning 1 fotoelement 7 yoritilgan momentida projektor-emission tizim ochiladi, bu tizim elektron to‘pining 3 elektron nurlarini 4 tezlashtiruvchi va shakllantiruvchi hisoblanadi va shundan keyin payvandlash amalga oshadi.Elektron to‘pining elektron nurlari 4 va elektron-nuri trubkaning yoritgich nurlari 10 og‘diruvchi tizimlarining 2 tok manbai tomonidan sinxron tarzda boshqariladi,bu ikkala nurlarning sinxron tarzda yoyilishini, kuchaytirish blogini va to‘pning elektron nurlarini yonish manbalarini 6 bir vaqtda ishlashini ta’minlaydi.

Elektron – nurli payvandlashning yutuqli tomoni quyidagilardir: qalinligi bir necha mikrometr bo‘lgan juda ham yupqa materiallarni birlashtirish imkoniyati; jarayonning yuqori chastotali,chunki u vakuumda bajariladi;elektron dasta aniq fokuslash va energiyasini dozalash,bu katta quvvatning ajralib chiqishini ta’minlab beradi, natijada qiyin eruvchi,yuqori mustahkamlikka ega va kimyoviy faol metallar va qotishmasi etarlicha katta tezlikda (10-100m/soat) ulashga imkon beradi.

Yarim o‘tkazgichli asboblar va IMSning korpuslarini mikroplazmasi payvandlashda ionlashtirilgan oqimni orasiga inert gaz bosimi berilgan (odatda argon) ikkita elektrodlar o‘rtasida o‘yg‘otilgan yoyli razryad yordamida hosil qilinadi.Elektrodlar o‘rtasidan o‘tayotgan gaz ionlashadi va korpus detallarni qizdirish va payvandlash uchun foydalanilgan issiqlik energiyasining katta miqdoridagi zahirasini hosil qiladi.

3.4-rasm.

Mikroplazmali payvandlashning sanoat qurilmasi tashqi ko‘rinishi gazli payvandlash yoki kesishga mo‘ljallangan gorelkasiga o‘xshash maxsus gorelkaga ega bo‘ladi.Plazma yordamida nafaqat metallardan, balki nometallarni payvandlash mumkin.

Plazma gorelkada argonning ionlanishi (argonli plazmaning hosil qilinishi) ma’lum ketma-ketlikda sodir bo‘ladi (3.4-rasm). Boshlanishida IPdan berilgan quvvat berilganda qo‘zg‘aladigan 1 va qo‘zg‘almaydigan 3 elektrodlar o‘rtasida yoyli razryad o‘yg‘onadi.Keyin kanal va bosim ostida argon beriladi va bu yoy ustuni orqali o‘tishda ionlashadi va plazmavakuumli ko‘rinishda 5dan 6 ga beriladi.Ionlashgan argon oqimini konsentratsiyalash uchun qo‘zg‘olmas elektrod 3 va yoy ustuni suv bilan sovutiladi. Temperaturaning keskin oshishi natijasida (10000⁰-15000⁰ K gacha) 5 dan chiquvchi plazma oqimi 6 (ionlashgan argon) issiqlik energiyasining katta zahirasiga ega bo‘ladi va bu energiyadan dastalarni qizdirish va payvandlashda foydalanish mumkin bo‘ladi.

Yoy kuchlanish va plazmali oqimi quvvatini 2 kameradagi 1 elektrodni siljitib regilirovka qilish mumkin.Bundan tashqari plazmasi oqimning samarali issiqlik quvvatini yoyning toki va kuchlanishini gazning sarfi va tarkibini,kanal diametrini,hamda payvandlanadigan detallar orasidan masofani o‘zgartirish bilan regilirovka qilish mumkin.Plazmali oqimning temperaturasi yoy ustunidagi energiya zichligiga bog‘liq va unga plazma gorelkasining ingichka gaz oqimining qisilish darajasi sezilarli darajada ta’sir qiladi.

Mikroplazmali germetiklash payvandlanadigan bo‘lakdan issiqlikni intensiv tarzda haydash talab qiladi.