尹東東 李杰
山西中電科技特種裝備有限公司 山西太原 030032
隨著電子技術(shù)飛速的發(fā)展,越來(lái)越多的電子設(shè)備被廣泛地應(yīng)用在我軍裝備的各個(gè)領(lǐng)域,并在維護(hù)國(guó)家安全中起著越來(lái)越重要的作用,電磁干擾與反電磁干擾也成了現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中極其重要的對(duì)抗形式。電磁屏蔽方艙是一種用來(lái)有效屏蔽電磁干擾和電磁脈沖的方艙,確保艙內(nèi)作戰(zhàn)功能設(shè)備不被電磁干擾和破壞,使其發(fā)揮正常的作戰(zhàn)功能,因此,對(duì)電磁屏蔽方艙的研究就成了一個(gè)重要的專題,而研究的關(guān)鍵步驟就是掌握屏蔽方艙的電磁屏蔽機(jī)理,合理的進(jìn)行電磁屏蔽性能設(shè)計(jì)[1]。
電磁屏蔽方艙艙體和一般方艙艙體一樣,主要由前板、后板、左板、右板、頂板和底板等組成,這些大板由角件、角柱、端梁和側(cè)梁等聯(lián)接成一個(gè)整體,再加上門、窗、孔口和其他附件就構(gòu)成了一個(gè)方艙艙體。電磁屏蔽方艙的屏蔽性能能否得到保證主要取決于對(duì)方艙的電磁泄漏部位能否采取有效的措施進(jìn)行控制。給屏蔽方艙造成電磁泄漏的結(jié)構(gòu)部位主要包括大板、鉚接縫、方艙門、采光窗、通風(fēng)口、空調(diào)口和轉(zhuǎn)接板等。方艙配套的門、采光窗、空調(diào)口、電源濾波器和信號(hào)濾波器等部、組件的屏蔽性能指標(biāo)必須滿足方艙總體電磁屏蔽性能指標(biāo)要求,其中包括頻率范圍和屏蔽效能兩個(gè)方面。為了確保方艙系統(tǒng)的屏蔽性能,在確定部、組件屏蔽指標(biāo)時(shí),一般要比系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)高出10-20dB。
在整個(gè)電磁屏蔽方艙生產(chǎn)過(guò)程中,任何結(jié)構(gòu)件的加工質(zhì)量、艙體組裝和設(shè)備安裝工藝中的疏忽都有可能為電磁泄漏留下隱患,進(jìn)而影響方艙的整體電磁屏蔽效能。因此,一定要結(jié)合方艙形成的整個(gè)生產(chǎn)流程,重點(diǎn)抓好影響到方艙電氣連續(xù)性的加工制造工藝落實(shí)和檢查,堅(jiān)持源頭控制和過(guò)程保障相結(jié)合的全過(guò)程質(zhì)量管理[2]。
方艙的主要結(jié)構(gòu)件包括艙板、角件、艙門、孔口壁盒(通風(fēng)孔口、電源或信號(hào)壁盒)及框架等。這些結(jié)構(gòu)件是方艙水滲漏和電磁波泄漏的主要部位,其加工制造質(zhì)量、表面的導(dǎo)電狀態(tài)尤其是連接面的平面度、垂直度,決定了艙體的電氣連續(xù)性,對(duì)方艙屏蔽效能起到關(guān)鍵或重要作用,要從源頭上保證方艙的屏蔽性能,須抓住重點(diǎn)工序進(jìn)行嚴(yán)格控制。(1)結(jié)構(gòu)件的尺寸誤差應(yīng)精確,必須嚴(yán)格控制各零部件尺寸在公差范圍內(nèi),并符合設(shè)計(jì)文件要求,必要時(shí)可以制作合適的生產(chǎn)檢驗(yàn)工裝;(2)艙板、門孔口框架焊接過(guò)程應(yīng)用滿焊、連續(xù)均勻確保良好的電連接狀態(tài);(3)結(jié)構(gòu)件平面度應(yīng)控制在0.5mm以內(nèi),良好的平面度可以提高鉚接后的電氣連續(xù)性了;(4)表面進(jìn)行導(dǎo)電氧化的結(jié)構(gòu)件,確保導(dǎo)電膜層的厚度在工藝文件誤差之內(nèi),必要時(shí)測(cè)量膜層接觸電阻,確保導(dǎo)電膜層的導(dǎo)電性能。
方艙組艙過(guò)程,是按照工藝文件將六個(gè)艙壁、角柱及角件拼接成一個(gè)箱體,決定著方艙的可靠性能,更決定著方艙的屏蔽效能,由于組件體積龐大、工序復(fù)雜,參與人員眾多,帶來(lái)了一定困難,其核心是做好艙板連接過(guò)程的質(zhì)量控制。
(1)首先要保持接觸面的清潔度,特別是做好艙板壁角及連接處的防護(hù)工作,確保不能有油污、漆膜和氧化膜污染基面,且包邊搭接面必須清理干凈,不導(dǎo)電的防護(hù)層要去掉,最好按要求進(jìn)行鋁及鋁合金導(dǎo)電保護(hù)液處理。
(2)其次要保證屏蔽方艙角形件(角件、角柱)電氣連接性能。因此,要充分考慮角形件的寬度及角形件上鉚釘之間的距離,要根據(jù)屏蔽理論中縫隙與屏蔽效能的關(guān)系,以減少電磁泄露:縫隙越長(zhǎng),越寬,屏蔽效能越低,縫隙越深,效能越高。具體來(lái)說(shuō)目前六壁板的連接主要是靠?jī)?nèi)外包邊加鉚釘拼接而成的,因此要選擇合適的鉚釘距離,II級(jí)方艙外包邊拉鉚釘雙排交錯(cuò),要求單排釘距90mm,內(nèi)包邊釘距40mm,I級(jí)方艙外包邊雙排交錯(cuò)單排釘距40mm內(nèi)包邊釘距20mm,總的來(lái)說(shuō)鉚釘間距一般控制在12mm-50mm,間距應(yīng)該均勻,鉚釘排列整齊,直線度應(yīng)控制在2mm以內(nèi),鉚接過(guò)程中所有構(gòu)件不應(yīng)出現(xiàn)翹曲等變形情況。同時(shí),通過(guò)大量的實(shí)踐證明,鉚釘必須與鉚釘孔之間是良好的導(dǎo)電狀態(tài),除了釘孔周圍要干凈,更要涂導(dǎo)電密封膠進(jìn)行拉鉚,不允許出現(xiàn)松動(dòng),裂紋虛鉚等情況,確保良好的電接觸。
艙體組艙完成后,下一步就是涉及艙門、壁盒、采光窗等孔口結(jié)構(gòu)件的安裝,而這些部位是最容易形成電磁泄露的部位,應(yīng)重點(diǎn)控制安裝接觸面的電氣連續(xù)性。以方艙艙門安裝為例,門框與艙板間一般采用在門框內(nèi)沿四周加裝彈性導(dǎo)電襯墊(如定向金屬絲),以及外沿四周涂聚氨酯密封膠后,將其與艙體采用鉚接的形式連接,從艙內(nèi)向外用防波套填充門框四周與艙體門孔間的縫隙后,粘結(jié)屏蔽膠帶并用壓條固定壓緊。艙門屏蔽效能之所以難以控制,主要在于其頻繁的開關(guān),對(duì)于襯墊的耐壓縮疲勞性能,門框?qū)щ娞幚?、?dǎo)電層耐磨性能等都對(duì)艙門的屏蔽效能產(chǎn)生很大的影響[3]。
方艙的電磁屏蔽性能設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的工程技術(shù),無(wú)論在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或是工藝加工過(guò)程中,任何一個(gè)環(huán)節(jié)稍有疏忽都將會(huì)影響系統(tǒng)的整體電磁屏蔽效能,因此對(duì)方艙的電磁屏蔽性能設(shè)計(jì)還需進(jìn)一步的深入研究和完善。