Технология пайки изделий в машиностроении - Лашко С.В.
ISBN 5-217-01456-3
Скачать (прямая ссылка):
Критерий Ka должен быть дополнен требованием применимости способа пайки СП2 одновременно для обоих соединяемых материалов, а критерий K1 — условием, чтобы температура пайки находилась в температурно-временном интервале активности Мвсп для
16
обоих материалов и ¦ Критерии для остальных этапов проектирования дополняются аналогично с учетом свойств обоих
паяемых материалов Mj и Мк" .
Для обеспечения эффективности производства паяных изделий при выборе припоев и вспомогательных материалов необходимо учитывать их стоимость, дефицитность и токсичность. Это особенно важно в условиях массового и крупносерийного производства. В этом случае следует использовать заменители дорогостоящих и токсичных припоев и вспомогательных материалов, шире применять пайку в вакууме.
По мере развития теории, технологии и техники пайки и накопления опыта эксплуатации паяных изделий фактическое обеспечение для проектирования технологии пайки изделий должно пополняться.
4. Выбор метода математического планирования для оптимизации факторов пайки
Для экономии материала и времени при экспериментальном определении оптимальных значений параметров технологии пайки используют методы математического планирования экспериментов. Применение таких методов уменьшает погрешность определения значений параметров по сравнению с традиционными методами исследования, при которых все факторы, кроме одного, полагают постоянными. В многофакторных задачах можно варьировать все параметры сразу, при этом учитывают и взаимное их влияние. Для возможности сопоставления результатов эксперимента используют стандартные методы испытаний.
При математическом планировании эксперимента для определения оптимальных параметров прежде всего задаются критерием оптимизации, в качестве которого могут быть выбраны механические и другие эксплуатационные свойства паяных соединений и показатели паяемости основного материала. После этого выбирают влияющие на критерий оптимизации управляемые факторы. Такие факторы могут быть как количественные, так и качественные.
Изменяются качественные факторы обычно дискретно, а количественные в определенных интервалах. Поэтому на следующем этапе выбирают основные уровни и интервалы варьирования количественных факторов, в которых будет проведена оптимизация режимов процесса пайки.
На любой объект исследования теоретически влияет неограниченное число факторов, однако степень влияния их неодинакова. Число факторов, существенно влияющих на процесс, зависит от требований к объекту исследования и условий проведения эксперимента.
17
Если фактор влияет на процесс существенно, то его заданное изменение вызывает значимое изменение критерия оптимизации при стабилизации значений других факторов. При выборе фактора исследования одновременно решается вопрос об области его определения, т.е. совокупности всех значений, которые может принимать данный фактор.
Область определения температурного интервала пайки и продолжительности выдержки могут быть выбраны в соответствии с рекомендациями табл. 2.
Интервал варьирования факторов не может быть меньше погрешности эксперимента и должен обеспечить попадание верхнего и нижнего уровня в область определения. При затруднении выбора интервала варьирования принимают, что он составляет 10-50 % области определения фактора.
Таблица 2. Границы температурно-еременных (t, т) областей пайки в зависимости от свойств Мк, Mn и процессов взаимодействия Мк—Mn и Mx-Mn-M110n при пайке
мк Мк-Мп M11-Mn-M80n
Верхняя граница
Выше которой ухудшаются свойства Мк Выше которой ухудшаются свойства Mn Выше которой проявляются дефекты в паяных соединениях вследствие физико-химического взаимодействия МкиМп Выше которой ухудшается активность Мвсп
Нижняя граница
Ниже которой ухудшаются свойства Мк Ниже Mn Ниже которой паяное соединение плохо формируется и в нем возникают дефекты Ниже которой Мвсп перестает быть активным
Интервал варьирования по каждому фактору выбирают таким, чтобы приращение значения критерия оптимизации было заметным при изменении фактора от нижнего к верхнему уровню при небольшом числе параллельных опытов.
Если необходимо изучить модель процесса, определить значимость факторов и их взаимодействий, то можно использовать методы полного и дробного факторного эксперимента (ПФЭ и ДФЭ) [3,5].
Метод ПФЭ целесообразно использовать, если число исследуемых факторов не больше трех-четырех. Оптимизацию в этом случае
18
осуществляют по методам Гаусса—Зайделя, методу градиента или крутого восхождения.
В случае исследования влияния режимов пайки и давления наряду с конструкционными факторами модель процесса усложняется, число взаимодействий увеличивается и использовать ДФЭ затруднительно, а ПФЭ — нецелесообразно из-за слишком большого числа опытов. В этом случае можно использовать метод симплексной оптимизации, позволяющий найти оптимальный режим пайки при очень большом числе факторов и минимальном числе опытов.
При исследовании качественных факторов вместе с количественными можно применять сложные совмещенные планы. Эксперимент, обработку его результатов, оптимизацию осуществляют по типовым схемам.
