Кафедра метрологии

 

 

 

                                                 

Курсовая работа

 

По курсу «Статистические методы управления качеством»

 

Тема «Статистический контроль качества технологического процесса пайки»

 

 

                                                  

Введение

 

Статистические методы играют важную роль в объективной оценке количественных и качественных характеристик процесса и являются одним из важнейших элементов системы обеспечения качества продукции и всего процесса управления качеством. Неслучайно основоположник современной теории менеджмента качества Э. Деминг много лет работал в бюро по переписи населения и занимался именно вопросами статистической обработки данных. Он придавал огромное значение статистическим методам.

Для получения качественной продукции необходимо знать реальную точность имеющегося оборудования, определять соответствие точности выбранного технологического процесса заданной точности изделия, оценивать стабильность технологического процесса. Решение задач указанного типа производится в основном путем математической обработки эмпирических данных, полученных многократными измерениями либо действительных размеров изделий, либо погрешностей обработки или погрешностей измерения.

Существуют две категории погрешностей: систематические и cлучайные. В результате непосредственных наблюдений, измерений или регистрации фактов получается множество данных, которые образуют статистическую совокупность и нуждаются в обработке, включающей систематизацию и классификацию, расчет параметров, характеризующих эту совокупность, составление таблиц, графиков, иллюстрирующих процесс.

В данной курсовой работе описывается технологический процесс пайки, и на его основе построены причинно – следственная диаграмма, контрольные листы, гистограмма результатов наблюдений, диаграмма Парето, диаграмма рассеивания, стратификация данных, контрольная карта Шухарта. Сделан анализ и выводы.

 

 

1 Описание технологического процесса

 

1.1 Пайка и ее физико-химические особенности, технология и технологический процесс

 

Пайкой называется образование соединения с межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их плавления, смачивания их припоем, затекания припоя в зазор и последующей его кристаллизации.

При пайке автономного плавления паяемого материала не происходит, так как процесс осуществляется при нагреве до температуры ниже температуры его солидуса. Однако паяемый металл контактирует с припоем в ином агрегатном (жидком) состоянии. При этом паяемый металл и припой, имеющие химическое сродство, представляют неравновесную систему, так как на их границе существует градиент концентраций и энергии. Поэтому процессы взаимодействия материалов при пайке связаны с обменом веществом и передачей энергии, происходящими специфическим образом. Такое взаимодействие базируется на взаимодополняющих феноменологических (макроскопических) и микроскопических методах анализа. Важнейшим феноменологическим методом анализа при этом является термодинамика.

Переход термодинамической системы паяемый материал — припой из весьма неустойчивого лабильного в более стабильное или метастабильное состояние происходит необратимо и состоит из двух стадий: активируемой и самопроизвольной неактивируемой. Энергетическим стимулом первой активируемой стадии перехода системы в более стабильное состояние при постоянном давлении р0 и температуре То служит непрерывное увеличение потенциальной энергии активации на границе двух фаз за счет кинетической энергии, а второй неактивируемой стадии — непрерывное уменьшение термодинамического изобарного потенциала системы (диффузионная стадия).

Переход из одного равновесного состояния в другое с преодолением энергии активации Q происходит через особые неравновесные состояния — активируемые состояния атомов. По гипотезе Аррениуса в 1889 г. для газов, распространенной для твердых и жидких тел В. А. Левичем, в единице объема активируются не все N атомов, а лишь те No, которые при температуре Т0 обладают избыточной энергией Q:

 

n0 = Ne-QRT ,                                                          (1)

 

где R — газовая постоянная.

Энергия активации Q — это потенциальная энергия, которая увеличивается за счет кинетической энергии системы, особенно при эндотермических процессах (например, плавлении). При передаче кинетической энергии в термически активируемом процессе порциями потенциальная энергия также увеличивается в виде флуктуаций. Таким образом, активируемое состояние является переходным (промежуточным состоянием) с повышенной потенциальной энергией. Оно возможно не только при поглощении теплоты (эндотермических реакциях), но и при деформации. Активируемые состояния возникают при фазовых переходах первого рода.

К фазовым переходам первого рода относятся фазовые превращения однокомпонентных систем, объем которых при температуре То и давление ро изменяется скачком и одновременно происходит выделение или поглощение теплоты. К ним относятся равновесные переходы из одного агрегатного состояния в другое, полиморфные превращения, связанные с изменением температуры и давления в процессах диффузии, образования зародышей новых фаз при кристаллизации и распаде твердых растворов и др. Самопроизвольные фазовые переходы первого рода и их изменения по второму закону термодинамики стимулируются условиями dS> 0 и dz<0 при постоянных давлении р и температуре Т, где s — энтропия; z — термодинамический (изобарный) потенциал.

К фазовым переходам второго рода относятся равновесные превращения однофазовой системы, при которых температура То и давление р0 и первые частные производные z равны нулю, но вторые частные производные изменяются скачком (например, температурный коэффициент объемного расширения и сжимаемость).

Фазовый переход первого рода происходит самопроизвольно в результате конечных флуктуаций местной и общей энергии (энергии активации) на границе контактирующих материалов. При этом степень активации атомов поверхностного слоя жидкой фазы более высокая, чем степень активации атомов контактирующей с ним твердой фазы, вследствие большой подвижности атомов в жидком состоянии.

Наиболее известны две формы движения (процессов) и фазовых переходов (превращений): диффузионное и бездиффузионное. При диффузионных формах движения и фазовых переходов спонтанное перемещение атомов и вакансий происходит статистически, с обменом местами. Такие переходы характерны для контакта веществ в одинаковом агрегатном состоянии. При бездиффузионном движении или переходе перемещение атомов происходит кооперативно (коллективно) за один акт или последовательно за несколько актов, без обмена атомов и вакансий на расстояния, не превышающие межатомные. Следовательно, при контакте паяемого материала с припоем, находящихся в различном агрегатном состоянии, процессы их взаимодействия должны развиваться в две стадии: сначала должна наступить кинетическая (бездиффузионная) активируемая стадия, а потом диффузионная стадия.

При этом более равновесное состояние такой системы при смачивании основного материала жидким припоем, вероятнее всего, может быть достигнуто при преодолении относительно высокой энергии активации ВС системы (рис. 1) в результате расплавления твердого металла по кинетическому режиму, т. е. практически по бездиффузионному механизму. Поэтому продуктом первой активирующей стадии должна быть жидкая фаза. Только после этого может наступить диффузионная стадия растворения, т. е. переход атомов паяемого металла из прилежащего к нему расплавленного на первой стадии слоя в остальной объем жидкой фазы (припоя). По расчетам А. А. Шебзухова, бездиффузионный этап пайки готовым припоем имеет длительность ~0,01 с. Такой вариант контактного плавления твердых кристаллических веществ в контакте с жидким веществом с тем же типом связи (например, металлом), в отличие от контактно-реактивного плавления двух твердых веществ, был назван контактным твердожидким плавлением, в контакте с паром — твердогазовым плавлением.

Вследствие контактного плавления металлических деталей при пайке могут изменяться их форма, размеры и состояние материала. В связи с этим чисто физический разъем паяемого соединения, аналогичный, например, развинчиванию, разъему механических соединений с прокладками, невозможен. Возможны лишь распайка, разъединение по шву в результате плавления при нагреве выше его температуры солидуса, после чего нельзя получить детали в состоянии, аналогичном исходному, так как изменено состояние паяемого металла в местах, смоченных припоем и подвергнутых нагреву при пайке, а также изменены форма и размеры детали. Поэтому паяные соединения деталей не являются разъемными, т. е. такими, форма, размеры, состояние и шероховатость материала которых после разъема не изменяются.

Как известно, под технологией понимают совокупность способов и приемов получения и обработки материалов, заготовки, сборочной единицы или изделия. Последовательность осуществления операций и переходов называется технологическим процессом. Технологический процесс пайки состоит из операций подготовки поверхности паяемого материала и припоя, сборки, собственно пайки, обработки паяного изделия после пайки и контроля качества. В технологическом процессе операции до и после пайки определяются выбранной ее технологией и зависят от конструкции и назначения паяемого изделия, состава и свойств паяемого, технологического и вспомогательного материалов.

Способы пайки объединяют в группы по классификационным признакам: формированию паяного шва (СП1), удалению оксидной пленки (СП2), по источнику нагрева (СПЗ), осуществлению давления на детали (СП4) и по одновременности выполнения паяемых соединений изделия  с соответствующим оснащением, состоящим из нагревательного оборудования и инструмента, оснастки, средств механизации, автоматизации и роботизации. К приемам операции пайки относятся: температурный режим пайки (ТРИ), термический цикл пайки (ТЦП), способ введения припоя и контактных прослоек, флюсовых и газовых средств, приложения давления и др.

 

1.2 Технологическая классификация способов пайки

 

Для осуществления пайки прежде всего необходимы припой, его физический контакт с паяемым металлом в жидком состоянии и физико-химическое взаимодействие между ними при заполнении зазора в процессе нагрева по термическому циклу с последующей кристаллизацией паяного шва. В соответствии с этим классификационными признаками первой группы способов пайки (СП1) являются метод получения и полнота расплавления припоя, способ заполнения паяльного зазора припоем и условия кристаллизации паяного шва.

Припой может быть изготовлен заранее (готовый припой), а может образоваться в процессе пайки в результате контактно-реактивного плавления (контактно-реактивный припой), контактного твердогазового плавления (контактный твердогазовый припой), в результате высаживания жидкого металла из компонентов флюса (реактивно-флюсовый припой). В соответствии с этим различают контактно-реактивную пайку, контактную твердогазовую пайку и реактивно-флюсовую пайку.

Появление в технике крупногабаритных тонкостенных узлов с большой площадью пайки все более затрудняло возможность сборки деталей с равномерными капиллярными зазорами между криволинейными поверхностями, что приводило к развитию непропаев, снижению высоты поднятия припоя в зазорах (вертикальных и наклонных) и др. В связи с этим получила развитие композиционная пайка — пайка с композиционным припоем, состоящим из наполнителя и легкоплавкой составляющей, в частности, металлокерамическим припоем.

По характеру затекания припоя в зазор различают капиллярную (ширина зазора <0,5 мм) и некапиллярную (ширина зазора >0,5 мм) пайку. При капиллярной пайке припой заполняет зазор самопроизвольно под действием капиллярных сил.

При некапиллярной пайке использована возможность поднятия жидкого припоя в зазорах под действием гравитации, отрицательного давления в некапиллярном зазоре (при откачке воздуха из зазора), магнитных и электромагнитных и других внешне приложенных сил.

После заполнения зазора припоем паяный шов затвердевает в процессе охлаждения изделия (кристаллизация при охлаждении). При температуре выше температуры солидуса припоя процесс кристаллизации шва может происходить и в результате отвода депрессата или легкоплавкой составляющей припоя из шва (диффузионная пайка).

Жидкий припой смачивает только чистую поверхность паяемого металла. В связи с этим при формировании паяного соединения необходимы условия, обеспечивающие физический контакт паяемого материала и жидкого припоя при температуре пайки. Осуществление такого контакта возможно в местах удаления с поверхности металла оксидных пленок. Удалить оксидные пленки при пайке и осуществить физический контакт конструкционного материала (Мк) с припоем (Мп) можно с применением паяльных флюсов или без них. В последние годы высокие требования по коррозионной стойкости паяных соединений и стремление к сокращению времени технологических операций привели к расширению применения способов бесфлюсовой пайки. Флюсовая пайка наряду с этим остается во многих случаях также широко применяемым процессом. По физическим, химическим и электрохимическим признакам, определяющим процесс удаления оксидов с поверхности основного металла и припоя при пайке, способы пайки объединены в группу СП2.

Способы пайки по источнику нагрева объединены в группу СПЗ. К способам пайки этой группы, применяемым ранее (паяльником, горелкой, электросопротивлением, в печи, погружением в расплавы флюса или припоя, индукционному, электролитному), добавились новые с использованием источников нагрева в виде света, лазера, теплоты химических реакций, потока ионов в тлеющем разряде, инфракрасного излучения, волны припоя, электронного луча, теплоты конденсирования паров и др.

Различают низко- и высокотемпературную пайку. За граничную температуру этих способов принята температура 450 °С. Целесообразность такого деления обусловлена тем, что технологические, вспомогательные материалы и оснащение для низкотемпературной и высокотемпературной пайки обычно существенно отличаются. Классификационным признаком четвертой группы способов пайки СП4 является отсутствие при фиксированном зазоре или наличие давления на паяемые детали с целью обеспечения заданной величины паяльного зазора (прессовая пайка).

Классификационным признаком пятой группы способов СП5 служит одновременность или неодновременность выполнения паяных соединений изделия.

Технологическая классификация способов пайки базируется в основном на альтернативности их признаков. На (рис. 2) дана технологическая классификация способов пайки.

 

В наименование способа пайки конкретного изделия должны войти по одному или несколько наименований способов из каждой группы и в том же порядке, в каком они перечислены на рис. 2. Например, «контактно-реактивная капиллярная диффузионная печная пайка в вакууме под давлением».

 

 

 

1.3 Технологические и вспомогательные материалы при пайке

 

К технологическим материалам при пайке относятся такие, компоненты которых входят в состав образующегося паяного соединения,— припои и контактные или барьерные покрытия.

По ГОСТ 17325—79 припоем называют материал для пайки и лужения с температурой плавления ниже температуры плавления паяемых материалов.

К вспомогательным материалам относятся такие, компоненты которых непосредственно не входят в составобразующегося паяного соединения, но участвуют в его образовании. К ним относятся паяльные флюсы, активные и инертные газовые среды, вещества, ограничивающие растекание припоя (стоп-материалы), и др.

Припои подразделяют на две группы — готовые и образующиеся при работе.

Готовые припои. Наиболее широкое применение при пайке нашли готовые припои. Готовые припои классифицируют по следующим признакам (ГОСТ 19250—73):

- по величине их температурного интервала плавления; степени расплавления при пайке;

- основному или наиболее дефицитному компоненту, способности к самофлюсованию;

- способу изготовления и виду полуфабрикатов (рис. 3).

Температурный интервал плавления припоя — важнейший классификационный признак. Такой интервал ограничен температурой начала (солидус) и конца (ликвидус) плавления припоя. По температуре конца расплавления припои разделяют на пять классов: особолегкоплавкие (tПЛ<145°С); легкоплавкие (145 °Спл<450 °С); среднеплавкие (450 °Cпл< 1100 °С); высокоплавкие (1100пл<1850 °С); тугоплавкие (tпл > 1850 °С).

Число различных припоев, разработанных к настоящему времени, весьма велико и продолжает непрерывно увеличиваться, что обусловлено повышением требований, предъявляемых к механическим и служебным свойствам паяных соединений, и необходимостью улучшения паяемости существующих и новых материалов.

Классификация готовых припоев по степени их автономного расплавления. По степени автономного расплавления при пайке припои подразделяют на полностью и частично расплавляемые. Ранее применяли главным образом припои полностью расплавляемые при пайке. Исключение составляли припои, применяемые в стоматологической технике, и частично расплавляемые припои с широким интервалом затвердения, которые использовали главным образом при абразивной пайке.

 

 

Рис. 3 - Способ изготовления и вид полуфабрикатов.

 

 

 

1.4 Температурные и временные характеристики технологии пайки изделия

 

По определению пайки, ее температура t„ должна быть ниже температуры солидуса паяемого металла но выше температуры солидуса или ликвидуса, припоя.

Температурный режим пайки определяется характеристическими температурами: минимальной температурой, максимальной температурой, рабочей температурой, при которой происходит изотермическая выдержка при пайке, а также температурным интервалом, в котором обеспечивается получение качественного паяного соединения. Рабочая температура пайки обычно находится внутри температурного интервала, ограниченного температурами.

К числу важных характеристических температур паяного соединения относится температура его распайки. Во всех случаях температура эксплуатации паяного изделия tэ должна быть ниже температуры распайки соединения, а последняя ниже температуры солидуса паяемого металла.

Равенство tрcn = tсM может быть достигнуто, как правило, только после диффузионной пайки. Если паяемый металл паять припоем, слабо с ним взаимодействующим, то tрсп >tcn. Если компоненты паяемого металла и припоя образуют диаграммы состояния с непрерывным рядом твердых растворов с повышающейся температурой солидуса, то tрсп> tc.n. При ограниченных твердых растворах или образовании непрерывного ряда твердых растворов с минимумом tрсп cn.

С учетом приведенных соотношений и ввиду того, что tcnc.M для случая, когда припой при пайке образует с паяемым металлом сплавы с температурой солидуса ниже температуры солидуса припоя, справедливо неравенство

tэрсп cnc.M

Качество паяного изделия существенно зависит не только от свойств паяных соединений, но и от того, как изменяются свойства паяемого (основного) материала под действием нагрева при пайке и материала деталей собранного изделия, не подвергаемых непосредственно пайке, но нагреваемых в процессе ее выполнения. Ухудшение свойств конструкционного материала, прежде всего механических и коррозионных, под действием нагрева в процессе пайки связано с его структурными изменениями, происходящими при этом: снятием эффектов наклепа или нагартовки и термической обработки, ростом зерна и изменения состояния сплава по границам зерен, старением или отпуском, пережогом.

 

 

1.5 Операции технологического процесса пайки

 

Технологический процесс пайки изделия состоит из ряда операций и переходов, посредством которых в определенном порядке он может быть осуществлен. Определяющей при этом является операция пайки; подготовительные операции процесса обеспечивают проведение этой операции; финишные операции процесса обеспечивают требуемые геометрические, механические и коррозионные характеристики паяных соединений и изделий.

Для обеспечения физического контакта паяемого материала с жидким припоем необходима прежде всего операция подготовки их поверхностных слоев перед пайкой: предварительное удаление жиров, масел, грязи, окалины и толстых неметаллических, в том числе оксидных пленок, образовавшихся в процессе химико-термической обработки, которые не могут быть удалены при пайке с помощью флюсов или активных газовых сред.

Неметаллические пленки можно удалять механически и химически путем травления деталей перед пайкой в специальных растворах. Для химического удаления неметаллических пленок могут быть использованы травление, нейтрализация остатков травителя, сушка.

Составы травильных растворов и режим травления зависят от состава паяемого металла и припоя.

Последовательность технологических операций при подготовке паяемых поверхностей для различных материалов приведена в (табл. 1).

 

 

Таб. 1 - Последовательность технологических операций при подготовке паяемых поверхностей для различных материалов

 

Механическая зачистка паяемой поверхности перед травлением производится лишь при необходимости снятия химически трудно-удаляемых оксидных пленок. Такая зачистка обеспечивает требуемую шероховатость поверхности, что улучшает растекание и затекание расплавленного припоя в зазор. Однако при этом трудно дозировать слой удаляемого паяемого материала. Ручная очистка напильниками, шаберами, абразивными инструментами — малопроизводительный процесс и поэтому применяется в основном в единичном производстве. После ручной механической очистки обработанные поверхности обычно обезжиривают путем протирки бязевыми салфетками, смоченными в бензине, ацетоне или спирте.

Более производительна механическая очистка металлическими щетками, которую рекомендуется применять для подготовки поверхностей паяемых деталей из алюминия, магния и сплавов на их основе; жидкостно-абразивная обработка, при которой оксидные пленки и заусенцы удаляются в результате трения поверхностей обрабатываемых деталей с кусками абразива при их перемешивании в специальном барабане. Эти способы широко применяют для очистки мелких деталей со свободным доступом к паяемым поверхностям.

Наиболее эффективен и экономичен метод гидропескоструйной очистки поверхностей, применяемый для удаления окалины, оксидов, других загрязнений после термообработки, ковки, штамповки, а также в случаях, когда нельзя применять травление или когда возникают трудности в удалении травильного шлама.

Металлопескоструйную и дробеструйную обработку осуществляют металлическим порошком из стали или чугуна, а также литой и колотой чугунной и стальной дробью или стальной дробью, рубленной из проволоки. Лучшая очистка достигается металлическим песком, изготовленным из того же материала, что и обрабатываемая деталь.

Очистке металлическим песком и дробью подвергают детали с параметром шероховатости поверхности Rz>1,25 мкм. Этот способ непригоден для гофрированных и тонкостенных (толщина до 0,8 мм) деталей.

Обработанные детали обдувают сжатым воздухом для удаления остатков металлического песка. Метод непригоден для поверхности деталей из алюминия, магния и их сплавов.

Обезжиривание относят к химическим методам очистки и применяют для удаления остатков различных смазок и других жировых загрязнений.

Химическому обезжириванию подвергают детали сложной конфигурации, с точными размерами, внутренними полостями и глубокими отверстиями.

Для ускорения процесса обработки в щелочных растворах применяют электрохимическое обезжиривание. Процесс ведут при постоянном токе и различают по способу электродного подключения обрабатываемого изделия — анодное и катодное обезжиривание.

Для исключения наводороживания материала процесс ведут при переменной полярности — вначале в режиме катодной, затем анодной обработки.

Очистка поверхностей мелких деталей сложной формы с ограниченным доступом к местам скопления загрязнений (узкие щели, выточки, замкнутые каналы, глубокие отверстия, изгибы и др.) возможна лишь ультразвуковым методом.

Очистку паяемых поверхностей от эмульсий, минеральных масел и консервационных смазочных материалов осуществляют органическими растворителями — трифтортрихлорэтаном, дихлорэтаном, трихлорэтаном, трихлорэтиленом,— хорошо растворяющими жировые загрязнения, легко поддающимися регенерации. Эти растворители не воспламеняются на воздухе, поэтому обезжиривание можно вести при повышенных температурах, что ускоряет и улучшает очистку поверхности; для трифтортрихлорэтана очистка возможна в парообразной фазе. Поскольку указанные растворители ядовиты, обработку ведут на специальном оборудовании.

Обезжиривание возможно также этиловым спиртом, ацетоном, бензином, уайт-спиритом и смесью уайт-спирита и смывки СД (СП) в соотношении 1:1.

В зависимости от конфигурации и габаритов обрабатываемого изделия обезжиривание осуществляют одним из следующих способов: струйным, ультразвуковым, дождеванием, заливкой, прокачкой, окунанием, протиркой, в парах растворителя.

Окунание удобно для мелких деталей. Детали, закрепленные, в специальных приспособлениях или помещенные в сетчатый контейнер, обезжиривают прополаскиванием в ваннах с моющим средством. При этом должно быть не менее двух ванн: одна — для предварительного обезжиривания, другая — для окончательного. Детали сложной конфигурации лучше обезжиривать струйным методом в закрытых установках, исключающих выход паров в помещение. Моющее средство подают под давлением через сопловое устройство.

Дождевание — разновидность струйного метода с малым напором моющего средства — применяют для обработки наружных поверхностей деталей. Внутренние полости деталей целесообразно обезжиривать путем заливки. Обезжиривание осуществляют либо путем заливки всего объема внутренней полости моющим средством с последующей выдержкой, либо путем частичного заполнения внутренней полости с последующим вращением, барботажем, кантованием или прополаскиванием.

Методом прокачки моющего средства рекомендуется обезжиривать детали большого объема и с отверстиями. Моющее средство подают под давлением.

Обезжиривание в парах растворителя проводят в специальной камере путем подачи горячего моющего раствора с некоторым количеством пара или путем заполнения камеры насыщенным паром.

При комбинированном методе обезжиривания детали очищают окунанием, а затем помещают в камеру с парообразным растворителем. Данным методом обрабатывают детали, к качеству поверхностей которых предъявляют высокие требования.

Протирку применяют при локальном обезжиривании. Локальное обезжиривание производят бязевыми или фторлоновыми салфетками, смоченными в растворителе и отжатыми от его избытка, а также щетками или кистями.

Метод химического травления высокопроизводителен и эффективен в условиях массового и крупносерийного производства. Метод непригоден для деталей сложной конфигурации, имеющих острые кромки, щелевые зазоры и замкнутые полости, из которых трудно удалить остатки травильных растворов, а также деталей, имеющих отдельные участки поверхности из неметаллических материалов или с защитными покрытиями. Поверхность детали перед травлением следует очистить от смазочных материалов и жировых загрязнений.

Для замедления растворения металла в кислотах и предотвращения вредного действия выделяющегося водорода в составы травителей вводят различные присадки типа 4М, КС, ЭКП или ингибиторы И-1-А, И-1-6, ПБ-5, уникол, катапин, уротропин.

Ультразвуковое травление особенно эффективно для очистки поверхностей мелких и тонкостенных деталей, а также деталей сложной конфигурации с ограниченным доступом к паяемой поверхности.

Коррозионную стойкость травленых поверхностей деталей обеспечивают пассивированием. Поверхность коррозионно-стойких сталей, прошедших травление в растворах, содержащих азотную и фтористоводородную кислоты, не пассивируют.

Промывка — промежуточная операция технологического процесса подготовки паяемых поверхностей, проводимая после обезжиривания, травления, снятия травильного шлака, нейтрализации. Сушка — заключительная операция данного процесса. Для промывки применяют воду без специальной бактериологической очистки (техническая вода), а также прозрачную воду без посторонних примесей (артезианская и речная). Вода, предварительно использованная для других целей, для промывки непригодна.

Для промывки особо ответственных деталей применяют обессоленную воду с жесткостью не более 1,8 моль/л.

После завершения всех операций технологического процесса подготовки поверхности перед пайкой детали сушат в сушильных шкафах или чистым сжатым воздухом, нагретым до 50—60 °С. Чистоту сжатого воздуха проверяют не реже одного раза в смену обдувом в течение 20—30 с листа белой фильтровальной бумаги, расположенного на расстоянии 10 мл от выхода струи воздуха. На бумаге после обдува не должны появляться влажные или масляные пятна и грязь.

На растекание и затекание припоя в зазор может существенно влиять шероховатость паяемой поверхности основного материала. Поэтому при подготовке перед операцией пайки необходимо обеспечить требуемую степень шероховатости участков паяемого металла и оптимальное направление рисок, образующихся при этом. При укладке припоя в зазор шероховатость паяемой поверхности влияет значительно меньше.

Для улучшения растекания припоя, взаимодействия паяемого металла и припоя, повышения механических свойств, коррозионной стойкости паяного соединения, а в некоторых случаях для ограничения растекания припоя по паяемой поверхности и предотвращения нежелательного взаимодействия его с паяемым металлом на последний предварительно наносят технологические или барьерные (защитные) покрытия. Операция нанесения покрытий также входит в подготовку поверхности паяемого металла перед пайкой и может быть выполнена разными способами: термовакуумным, гальваническим, ионным, плакированием и др.

Существенное значение имеет правильное закрепление припоя и соединяемых деталей, внесение флюса, ограничение слишком интенсивного растекания припоя с помощью специальных стоп-материалов. Поэтому в число операций подготовки к пайке может входить и термообработка паяемого металла или изделия с целью уменьшения или устранения растягивающих напряжений неравновесной структуры.

После пайки важнейшими технологическими операциями являются удаление остатков флюсов, зачистка соединения от наплывов припоя, обработка резанием изделия и его термообработка.

 

 

 

2 Построение причинно-следственной диаграммы

Персонал

Материалы

 

 

			опыт работы
							температура

 

 

 

                                                                                                      

							прочность, геометричность
	квалификация

 

 
  

3 Составление и заполнение контрольных листков

 

• Контрольный лист для регистрации распределения измеряемого параметра.

Наименование изделия: пайка. Участок № 13. Оператор Нысвятыпасхо. Оборудование: горелка газовая . Границы допуска: (+, - ) 0,9. Наименование измеряемого параметра – С˚. Документ основания: ГОСТ 17325—79.

 

Измеряемое значение	Отклонение	1	2	3	4	5	6	mi	Pi
50,00	-4,5							3	0,1
50,90	-3,6							1	0,03
51,80	-2,7							2	0,07
52,70	-1,8							5	0,21
53,60	-0,9							2	0,07
54,50	0							3	0,1
55,40	+0,9							3	0,1
56,30	+1,8							2	0,07
57,20	+2,7							1	0,03
58,10	+3,6							2	0,07
59,00	+4,5							4	0,15
Итого								∑=28	∑=1

 

Проводил измерения: Нысвятыпасхо

           Проводил расчеты: Федяева

 

 

 

• Контрольный лист для регистрации видов дефектов.

Наименование изделия: пайка. Участок № 13. Оператор  Оборудование: горелка газовая. Границы допуска: (+, - ) 0,9. Наименование измеряемого параметра –С˚. Документ основания: ГОСТ 17325—79.

 

Наименование дефекта	Результат контроля	Число дефектов (mi)	Доля дефекта
Непропай		6	0,4
Трещины		3	0,2
Поры и раковины		4	0,27
Шлаковые и                         флюсовые включения		2	0,13
Итого		∑=15	∑=1

 

 

Проводил измерения: Нысвятыпасхо

           Проводил расчеты: Федяева 

 

• Контрольный лист локализации дефектов.

Наименование изделия: пайка. Участок № 13 . Оператор Нысвятыпасхо. Оборудование: горелка газовая. Границы допуска: (+, - ) 0,9. Наименование измеряемого параметра – С˚. Документ основания: ГОСТ 17325—79.

 

 

 

 

Зона контроля	1	2	3	4	5	6	∑ по окружности
а							7
б							5
в							4
г							7
∑ по оси	4	5	5	3	3	2

 

Проводил измерения:

           Проводил расчеты:

 

• Контрольный лист причин дефектов.

Наименование изделия: пайка. Участок № 13. Оператор Нысвятыпасхо. Оборудование: горелка газовая. Границы допуска: (+, - ) 0,9. Наименование измеряемого параметра – С˚. Документ основания: ГОСТ 17325—79.

 

Дефекты:

- трещины (+);

- непропай (-);

- поры и раковины (*);

- шлаковые и флюсовые включения (!).

 

Условие возникновения дефекта (день недели)	Смена 1	Смена 2	Смена 3	Всего
ПН	+-	--	*!	6
ВТ	!	-	!!!	5
СР			!!*	3
ЧТ		!-	*	3
ПТ		- + +		3
СБ		*	!	2
Всего	4	9	10

 

Проводил измерения: Нысвятыпасхо

           Проводил расчеты: Федяева 

 

 

 

 

 

 

4 Построение гистограммы результатов наблюдений

 

№	Xi	mi	Pi
1	50,00	3	0,1
2	50,90	1	0,03
3	51,80	2	0,07
4	52,70	5	0,21
5	53,60	2	0,07
6	54,50	3	0,1
7	55,40	3	0,1
8	56,30	2	0,07
9	57,20	1	0,03
10	58,10	2	0,07
11	59,00	4	0,15
Итого		∑=28	∑=1

 

Количество интервалов: k = =28^1/2 =5

Шаг: h=  = 59,00-50,00/5 = 1,8

Xср = 25,40

Интервалы:

• 50,00-51,80;
• 51,80-53,60;
• 53,60-55,40;
• 55,40-57,20;
• 57,20-59,00;

 

Число значений, попавших в интервал:

• 6;
• 7;
• 6;
• 3;

 

 

 

          Гистограмма многомодальная, имеет два пика , центр гистограммы совпадает со средним значением, границы поля допуска совпадают с границами интервалов.

         

 

 

5 Построение диаграммы Парето

 

Виды дефектов	Количество несоответствий	∑ количества несоответствий	% соотношения несоответствий по видам	∑%
Непропай	6	6	33	33
Трещины	3	9	17	50
Поры и раковины	4	13	22	72
Шлаковые и                         флюсовые включения	2	15	11	83
Прочие	3	18	17	100
Итого	∑=18	-	100	-

 

 

 

 

          Вывод: группа А – наиболее важные и часто встречаемые дефекты, в данном случае – это непропай,трещены,поры и раковины; группа В – дефекты, которые в сумме составляют не более 20 % - это шлаковые и флюсовые включения; группа С – наименее значимые дефекты – это прочие дефекты.

 

 

 

 

6 Построение диаграммы рассеивания

 

X	Y	X	Y
25,15	15,10	25,60	15,60
25,45	15,30	25,05	15,30
25,55	15,60	25,70	15,90
25,10	15,30	25,20	15,70
25,70	15,90	25,25	15,20
25,35	15,60	25,65	15,70
25,60	15,50	25,70	15,20
25,65	15,10	25,30	15,70
25,40	15,60	25,45	15,40
25,30	15,40	25,65	15,80
25,10	15,10	25,15	15,90
25,05	15,30	25,10	15,30
25,55	15,90	25,05	15,10

 

 

 

n (+) = 14

n ( - ) = 10

k = n (+) + n ( - ) = 19+7=24

а = 0,01

n1 = 5

Так как n ( - ) = 10 > n1 = 5, следовательно данные пары чисел имеют сильную корреляцию.

            Расчитаем коэффициент корреляции:

          r =  ;

          Хср = 25,4; Уср = 15,5; Sxx = 15,551 ; Syy = 10,650 ; Sxy = 10,650 ; r = 0,927

 

Вывод: проанализировав диаграмму рассеивания и рассчитав коэффициент корреляции, можно сделать вывод о том, что заданные пары чисел имеют сильную прямую положительную корреляцию.

 

 

 

            7 Стратификация данных

 

            В Японии говорят: «Без расслоения нет прогресса контроля качества».

Стратификация (расслоение) - один из наиболее простых статистических методов. В соответствии с этим методом производят расслоение данных, то есть группируют данные в зависимости от условий их получения и производят обработку каждой группы данных в отдельности. Стратификацию данных можно рассмотреть на примере дефектов молока.

             Стратификация массива статистических данных. Массив данных получен в результате измерений при процессе пайки. Факторами стратификации выбраны две рабочие смены – дневная смена и вечерняя смена. Параметр измерялся для каждой пайки, сделанной в течение суток во время этих смен. Графическим инструментом анализа выбрана гистограмма.

           

 

            Гистограмма многомодальная, центр гистограммы совпадает со средним значением, гистограмма не выходит за поля допусков. Ширина гистограммы равна ширине поля допуска.

             Вывод: пайка проводилась в разных условиях.

             Рекомендации: провести стратификацию и дальнейшую корректировку появления дефектов.

 

 

            Вывод: Расслоение данных позволяет получить представление о скрытых причинах дефектов или выявить неочевидные пути улучшения качества продукции. При расслоении данных следует стремиться к тому, чтобы различие внутри каждой группы (страты, слоя) было как можно меньше, а различие между группами — как можно больше.

 

 

 

 

8 Построение контрольной карты Шухарта

 

№	Х	UCL=	Ucl=	LCL=	Lcl=	Хср.=
1	25,15	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
2	25,45	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
3	25,55	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
4	25,10	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
5	25,70	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
6	25,35	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
7	25,60	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
8	25,65	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
9	25,40	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
10	25,30	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
11	25,10	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
12	25,05	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
13	25,55	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
14	25,60	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
15	25,05	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
16	25,70	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
17	25,20	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
18	25,25	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
19	25,65	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
20	25,70	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
21	25,30	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
22	25,45	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
23	25,65	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
24	25,15	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
25	25,10	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4
26	25,05	26,02	25,85	24,7	24,9	25,4

 

СКО=2,22

UCL =Xср +3*СКО = 26,02

Ucl = Xср +2*СКО = 25,85

LCL = Xср - 3*СКО = 24,7

Lcl = Xср - 2*СКО = 24,9

 

 

Вывод: исходя из зрительного анализа контрольной карты, можно сказать, что: ниодна из точек не выходят за контрольные пределы; процесс в состоянии статической управляемости: точки случайно разбросаны вокруг центральной лнии; точки в контрольных границах; никаких серий, трендов, структур; процесс стабилен и предсказуем.

 

Скачать: luk.rar