Patent HU-176520-B (HU)
Inventor: ECSEDI AKOS
IPC: G05B11/06
Filed: 1979-03-01
Abstract: A találmány eljárás és berendezés galvánfürdőkben, elsősorban automatikus galvanizáló berendezések használatánál a katódáramsűrűség szabályozására. Sok esetben, különösképpen nyomtatott áramköri lemezeknél a galvanizálásra alkalmazott elektrolitok csak a műszaki 5 paraméterek szigorú betartása mellett biztosítják a kívánt eredményt. A paraméterek között a legfontosabb a galvanizálási áramsűrűség, azaz a galvanizáló felület egységére jutó áramerősség. A galvánfürdŐre előírt áramsűrűség betartása az egész galvanizálást folyamat alatt nemcsak a felvitt réteg jó minőségét, hanem annak vastagságát is biztosítja. Elvileg az áramsűrűség ismeretében a galvanizáló áramerősség könnyen meghatározható, ha a galvanizálandó felület ismert. Ez azonban a legtöbb esetben nincs így. Különösképpen a sok darabból álló tárgyaknál, és elsősorban a nyomtatott áramköri kártyáknál. Az áramot felvevő felület megbecsülése nem vezet célra, mert annak eredményét a tartószerkezetek, és a csatlakozó vezetékek felülete is befolyásolja. Ezért a felület nagyságának megbecsülése helyett fejlettebb eljárásokat dolgoztak ki. Az ismert megoldások között a világszínvonalat az NSZK-beli 2 605 669 lajstromszámú szabadalom képviseli. Ennek lényege: eljárás galvánfürdőkben a katód áramsűrűség szabályozására, különösképpen legalább egy vezérelhető tápegységgel rendelkező automatikusan vezérelhető galvanizáló berendezéseknél. Az eljárás során a galvánárammal, illetve a galvánfeszültséggel — figyelembe véve a mindenkori 30
galvánfürdŐre jellemző áramsűrűséget — a konkrét esetben előírt áram, illetve feszültség értékeket beszabályozzuk. Az eljárásra jellemző, hogy számítással és/vagy méréstechnikailag először egy segédfüggvényt állítunk fel az áramsűrűség paramétereként a galvánfeszültség és a galvánáram összefüggésében. Majd kiindulva egy szabadon választott galvánfeszültség (Uj) és galvánáram (Ij) értékből a függvény segítségével lépésről- lépésre U2... Un, illetve I2... In értékeket állítunk be. 10 Figyelembe véve a közbenső értékeket beszabályozzuk a kívánt megközelítéssel a galvánáramot vagy a galván- feszültséget. A felhívott ismert eljárás foganatosítására szolgáló berendezés tartalmaz vezérelhető tápegységet, számító- 15 gépet (processzort), a függvény értékeivel betáplált tárolót és a galvánárammal átfolyt ellenállást. A számológép figyeli a mindenkori feszültség- és áramértékeket, azokat összehasonlítja a tárolóban levő értékekkel, majd szabályozza a tápegységet mindaddig, amíg a 20 függvény szerinti feszültség vagy áramértékeket el nem érte. A processzor alkalmas az elektrolit jellemzőinek figyelésére vagy egyéb mérési és szabályozási feladatok elvégzésére. A felhívott ismert eljárás és berendezés hátrányai a 25 következők: — az eljárás kapcsán a függvény felállítása komplikált és hosszadalmas, — az eljárás a galvanizálandó felület ismeretében alkalmazható, — a berendezés rendkívül költséges.
176520
3
Í76520
4
A találmány szerinti megoldás célul tűzte ki a felhívott ismert eljárás és berendezés hátrányainak megszüntetését, továbbá olyan eljárás és berendezés kidolgozását, amely lehetővé teszi ismeretlen felületű tárgyaknál a galvánfürdőre előírt áramsűrűség automatikus 5 biztosítását a teljes galvanizálási folyamat alatt. A találmány szerinti megoldás azon a felismerésen alapszik, hogy ha a galvánfürdőbe egy — ismert felületű — a katóddal azonos anyagú — a katóddal azonos síkba eső segédkatódot helyezünk és a galvánfürdőre előírt áramsűrűséget beszabályozzuk, akkor megegyező katód- feszültség mellett az ismeretlen felületű, egy vagy több darabból álló katód átlagos áramsűrűsége is az előírt technológiai értékű lesz. Továbbá, ha biztosítjuk, hogy a galvanizálás folyamata alatt a katódokon levő leválasztó feszültség azonos legyen a segédkatód anódhoz mért feszültségével, akkor a galvanizálási művelet előkészítő munkája csupán abból áll, hogy a segédkatód áramát beszabályozzuk. Az ismert és állandó felületű segédkatód áramkörében levő mérőműszer már áramsűrűségben kalibrálható. A segédkatód áramának áramgenerátoros biztosítása mellett a beállítási művelet is megtakarítható. A galvanizáló feszültségeket közvetlenül a segédkatódon és az egyik munkadarabon kell mérni. A találmány szerinti eljárás galvánfürdőkben a katód áramsűrűség szabályozására szolgál, ahol a k katód rendszerint több darabból áll és felülete ismeretlen. A megoldásra jellemző, hogy egy ismert felületű, a k katódéval azonos anyagú SK segédkatód köré, azzal egy síkban, az SK segédkatód felülettől elektromosan elszigetelve helyezzük el a k katód darabjait, majd az SK segédkatód áramsűrűségét a galvánfürdő előírt technológiai értékére állítjuk, úgy, hogy a két katódnak az SK segédkatódnak és a k katódnak az anódhoz mért potenciálját azonos potenciálra hozzuk. A találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló berendezést az 1. ábra alapján ismertetjük. A berendezés tartalmaz egy kézzel állítható USK, és egy vezérelhető UK tápegységet, egy D differenciálerősítőt és egy M árammérőműszert. Az egységek kapcsolatára jellemző, hogy a kézzel állítható USK tápegység az SK segédkatódra az M árammérőműszeren keresztül, a vezérelhető UK tápegység a k katódra közvetlenül csatlakozik. Továbbá a D differenciálerősítő (+) nem invertáló bemenőpontja az SK segédkatódra, az (—) invertáló bemenőpontja a k katódra, kimenőpontja pedig a vezérelhető UK tápegység vezérlő bemenő pontjára csatlakozik. A találmány szerinti berendezés működése a következő : A kézzel állítható USK tápegység feszültségét addig növeljük, amíg az SK segédkatód áramsűrűsége a galvánfürdő előírt technológiai értéket eléri. Ez az érték pl. rézfürdőben 1—3 A/dm2.
Az előírt áramsűrűséget az M árammérőműszeren leolvasható áramérték és az SK segédkatód felületének hányadosa adja meg. A D differenciálerősítő érzékeli az SK segédkatód és a k katód anódhoz mért potenciáljának eltérését és a vezérelhető UK tápegység kimenő feszültségét olyan irányban változtatja meg, hogy a potenciálkülönbség megszűnjön. Ez az egyensúlyi állapot fennmarad a galvanizálási folyamat végéig, s így biztosítva Van a k kátédon az SK segédkatódéval megegyező áramsűrűség. A találmány szerinti eljárás és berendezés kitűzött céljait megvalósította: — lehetővé tette ismeretlen felületű tárgyaknál a galvánfürdőre előírt áramsűrűség beállítását, —■ lehetővé tette ismeretlen felületű tárgyaknál a galvánfürdőre előírt áramsűrűség automatikus biztosítását a teljes galvanizálási folyamat alatt, — lehetővé tette az előírt átlagos rétegvastagság betartását, ugyanis az átlagos rétegvastagság az állandó áramsűrűség mellett csak a galvanizálási idő függvénye, — megtakarította a katódtárgyaknál a felület becslését, kísérleti megállapítását és ezen eljárások során jelentkező pontatlanságok teljes kiküszöbölését, — valamennyi felsorolt feladatot redukálta egyetlen műveletre, a segédkatód áramsűrűségének beállítására. A berendezés lényegesen egyszerűbb és olcsóbb, mint az ismert megoldásoké.