Термическая обработка отливок

Термическую обработку применяют для снятия внутренних напряжений в отливках, выравнивания, измельчения и изменения их структуры в целях повышения прочности, пластичности, твердости, их эксплуатационной надежности. Термическая обработка основана на превращениях, происходящих в сплавах в твердом состоянии при изменении температуры.

Любая термическая обработка состоит из трех основных операций, следующих друг за другом: нагрева до определенной температуры, выдержки при заданной температуре и охлаждения с различной скоростью до комнатной температуры.

Виды термической обработки отливок: отжиг, нормализацию, закалку, отпуск.

Отжиг применяют для снятия внутренних литейных напряжений, повышения пластичности, уменьшения твердости, изменения структуры.

Нормализация отличается от отжига более высокой температурой нагрева и большей скоростью охлаждения. Этот вид термической обработки широко используют для измельчения структуры и повышения прочности и твердости.

Закалка характеризуется нагревом сплавов выше температуры фазовых превращений и быстрым охлаждением в воде, масле или в других жидкостях. При этом в сплавах фиксируются неравновесные структуры, повышающие механические свойства сплавов. После закалки для снятия внутренних напряжений выполняют рекристаллизационный отжиг.

Отпуск — это процесс длительной выдержки отливок при комнатной (естественное старение) или повышенной (искусственное старение) температуре с целью приближения их к равновесному состоянию. Отпуск применяют, как правило, после закалки или нормализации. При этом повышаются пластические свойства отливок. Как самостоятельный процесс его используют для снятия внутренних термических напряжений.

Химико-термическая обработка характеризуется тем, что сплавы обрабатывают в средах, которые взаимодействуют с ними и насыщают их на определенную глубину, изменяя структуру, состав и свойства поверхностного слоя.

 

Вопрос 9

Всего 3 вида оборудование для литейного производства: формовочное, стержневое и вспомогательное. К формовочному относится различное оборудование для изготовления отливочных форм и формовочных смесей - машины для изготовления форм, смесители и автоматизированные линии для приготовления формовочных смесей. Для изготовления отливочных форм приготавливают несколько видов смесей: песчано-глинистую песчано-смоляную. Песчано-глинистая смесь используется для изготовления песчаных отливочных форм для литейных цехов. Песчано-смоляная смесь используется для изготовления песчаных стержней. Для изготовления литейных стержней используются машины, изготавливающие стержни в холодных и горячих ящиках, смесители и автоматизированные линии для приготовления смеси, уплотнительные вибростолы. К вспомогательному литейному оборудованию относится оборудование для розлива металла, восстановления смесей, сушки и транспортировки материалов. Материалы и оснастка для: 1. Литье в песчаные формы (1)Песчаная форма(ПФ) – разовая литейная форма, изготовленная из уплотненной формовочной смеси.2)Типовые составы формовочных и стержневых смесей. 3)Модельный комплект: модель детали, модели элементов литниковой системы, модельные плиты, стержневые ящики. 4)Опоки.) 2. По выплавляемым моделям (1)Модельная форма состоит из модельного состава(парафин, стеарин, церезин, канифоль и т.д.). 2)Формовочная смесь.3)Пресс-форма для изготовления моделей.4)Литейная форма.5)Вибрационная установка.) 3. В кокиль (1)форма отливки – кокиль2)расплавленный металл3)теплоизоляционное покрытие) 4. Под давлением (1)пресс-форма 2)смазка (машинное масло) 3)прессующая машина)

Вопрос 10

Пластическая деформация - сложный физико-химический процесс, в результате которого наряду с изменением формы и строения исходного металла изменяются его механические и физико-химические свойства. Рассмотрела физическую сущность процесса пластической деформации. Как известно, металлы и сплавы имеют кристаллическое строение, характеризующееся тем, что атомы в кристаллах располагаются в местах устойчивого равновесия в строго определенном для каждого металла порядке. С ростом степени холодной пластической деформации усиливаются прочностные свойства металла (увеличиваются пределы прочности и текучести, твердость), а пластические свойства ослабевают (уменьшаются относительное удлинение и сужение, ударная вязкость. Холодная пластическая деформация сопровождается искажением кристаллической решетки металла — образованием новых дислокаций, дроблением зерен, их сплющиванием и удлинением в направлении наибольшего течения металла. В результате искажений кристаллической решетки и появления остаточных напряжений изменяются физико-химические свойства металла, например уменьшаются электро- и теплопроводность. Совокупность явлений, связанных с изменением механических, физических и других свойств металлов в процессе пластической деформации называют деформационным упрочнением или наклепом.

Вопрос 11

Обработка металлов давлением — процесс получения заготовок, детален н изделий путем изменения формы металла за счет пластической деформации.При обработке давлением на металл действуют внешние силы (удары молота, давление пресса), вызывающие в нем напряжения, превышающие предел упругости. В результате изменяется форма исходного металла (слитка или мерной заготовки), а объем его остается постоянным (не считая потерь на отходы и угар). Процесс обработки давлением сопровождается изменением структуры и физикомеханических свойств металлов и сплавов.Обработке давлением поддаются только ковкие металлические материалы, обладающие достаточной пластичностью. Хрупкие металлы и сплавы (марганец, чугун, твердые сплавы и др.) давлением не обрабатываются.Пластичность стали в холодном состоянии недостаточна. Для повышения пластичности она нагревается и обрабатывается давлением в горячем состоянии.Основными видами обработки металлов давлением являются: прокатка, волочение, свободная ковка, штамповка и прессование. Прокатка — процесс обжатия металла между вращающимися валками прокатного стана. Волочение заключается в протягивании металла (проволоки, прутка или трубы) через отверстие (очко) специального инструмента — волоки, поперечное сечение которого меньше, чем исходной заготовки. Свободная ковка — вид обработки металлов давлением, при котором необходимое изменение формы заготовки достигается последовательными ударами молота или давлением пресса. При ковке металл свободно течет в пространстве между оонкамн в направлении, где он встречает наименьшее сопротнвОбработка металлов давлением характеризуется высокой производительностью и относительно малой трудоемкостью. Она обеспечивает снижение расхода металла по сравнению с обра* боткой резанием и способствует улучшению его механических свойств.

Вопрос 12

Для повышения пластичности и снижения сопротивления деформированию металл необходимо нагреть до температуры рекристаллизации. Это ответственный процесс т.к. от него зависит качество деталей.

При нагреве металлов на поверхности заготовок образуется слой оксидов- окалина толщина которой зависит от t и времени нагрева, состава печной атмосферы, химического состава сплава. Наибольше сплавы окисляются при t 900-1200

При нагреве углеродистых сталей происходит выгорание углерода на поверхности на глубину до 2мм. Оно ведет к снижению прочности и твердости стали. Обезуглероживание вредно для небольших заготовок.

Для уменьшения окалинообразования и обезуглероживания применяют нагрев в защитной атмосфере или вакууме, скоростной нагрев, защитные засыпки и обмазки.

Высокоуглеродистые и высоколегированные стали во избежание трещин требуют медленного нагрева. Выбор режима нагрева под обработку давлением выбирается из интервалов >727 –нижняя, а верхняя на 100-150 ниже температуры начала плавления.

При нагреве более выс. t в металле появляются перегрев и пережог

При перегреве размеры зерна увелич. Пластичность уменьш. И ухудшаются мехю свойства. Этот вид брака устраняется нормализацией или доплн. Обработкой давлением.

Пережог – окисление металла по границам зерен при нагреве до t близким к t плавления.

В результате связь между зернами нарушается, что приводит к разрушению металла. Этот вид брака не исправим. Температурный интервал обработки зависит от марки сплава. Из-за этого интервал можно определить по диаграмме железо-углерод.

 

Вопрос 13

Факторы, влияющие па пластичность металла:

Влияние состава

Наибольшей пластичностью обладают чистые металлы. Сплавы и твердые растворы обычно более пластичны, чем сплавы, образующие химические соединения. Компоненты сплава также влияют на его пластичность. С повышением содержания углерода в стали пластичность уменьшается. При содержании углерода выше 1,5% сталь с трудом поддаётся ковке. Кремний понижает пластичность стали. В легированных сталях хром и вольфрам уменьшают, а никель и ванадий повышают пластичность стали. Сера придаёт стали хрупкость- красноломкость. Марганец нейтрализует вредное действие серы. Фосфор увеличивает пределы прочности и текучести, но уменьшает, особенно при низких температурах, пластичность и вязкость стали, вызывая её хладноломкость.

Влияние температуры

По мере повышения температуры нагрева пластичность металлов обычно возрастает, а прочность уменьшается. Однако в углеродистых сталях при температурах 100-400°С пластичность уменьшается, а прочность возрастает – зона хрупкости (синеломкости) стали.

Скорость деформации

Скорость деформации это изменение степени деформации (Е) в единицу времени (t).

Т.е. dE/dt

От скорости деформации надо отличать скорость деформирования.

Скорость деформирования скорость движения деформирующего инструмента.

В общем случае с увеличением скорости деформации предел текучести возрастает, а пластичность падает. Особенно резко уменьшается пластичность некоторых высоколегированных сталей, магниевых и медных сплавов. При обработке давлением нагретого металла это можно объяснить влиянием двух противоположных процессов: -прочнение при деформации;- разупрочнение вследствие рекристаллизации.

При больших скоростях деформации разупрочнение может отставать от упрочнения. Кроме того, следует учитывать тепловой эффект пластической деформации, который выражается в том, что энергия, расходуемая на пластическую деформацию, превращается в основном в тепло.

Напряженное состояние

Главные напряжения - это нормальные напряжения, действующие в трех взаимно перпендикулярных площадках, на которых касательные напряжения равны нулю.

Деформированное состояние характеризуется схемой главных деформаций.

Совокупность схем главных напряжений и главных деформаций позволяет судить о характере главных напряжений и деформаций при различных видах обработки давлением и пластичности металла: чем больше сжимающие напряжения и меньше напряжения и деформации растяжения, тем выше пластичность обрабатываемого металла.

 

Вопрос 14

Волочение — обработка металлов давлением, при которой изделия круглого или фасонного профиля протягиваются через отверстие, сечение которого меньше сечения заготовки. В результате поперечные размеры изделия уменьшаются, а длина увеличивается. Волочение широко применяется в производстве пруткового металла, проволоки, труб и другого. Производится на волочильных станах, основными частями которых являются волоки и устройство, тянущее через них металл.

Волочение делится: По чистоте обработки (черновое и чистовое);по кратности переходов(однократное и многократное);по параллельности обработки (однониточное и многониточное);по подвижности волоки(через неподвижную и вращающуюся относительно продольной оси волоку);по нагреву заготовки(холодное и горячее волочение)

Оборудованием для волочения является волочильный стан— машина для обработки металлов волочением. Волочильный стан состоит из двух основных элементов: рабочего инструмента-волоки и тянущего устройства, сообщающего обрабатываемому металлу движение через волоку(оно делится на стан с прямолинейным движением обрабатываемого металла и барабанные.)

 

Вопрос 15

Степень влияния деформации при волочении на физико-механические свойства протягиваемого металла во многом зависит от свойств металла, величины этой деформации и других причин, но можно выделить общие тенденции этого явления: повышаются прочностные характеристики (предел прочности, предел текучести, твердость); снижаются (неравномерно) пластические свойства (относительное сужение, относительное удлинение, число перегибов и скручиваний); плотность металла незначительно повышается (0,5-1,0 %); антикоррозионная стойкость несколько снижается; возрастает электрическое сопротивление (у аустенитной стали рост составляет до 30 %); изменяются магнитные свойства металла. В ходе пластической деформации при волочении структура металла претерпевает значительные изменения - зерна перлита вытягиваются по направлению волочения, возрастает число дефектов структуры (дислокаций, вакансий, межузельных атомов), что приводит к увеличению прочности, твердости и снижению пластичности.

Вопрос 16

Прокатка — способ обработки металлов давлением, при которой заготовка обжимается вращающимися валками прокатного стана. Различают три основных вида прокатки: продольную, поперечную и поперечно-винтовую.При продольной прокатке валки вращаются в различных направлениях, захватывают заготовку, деформируют ее и перемещают перпендикулярно своим осям. Продольной прокаткой получают листовой и сортовой прокат.Поперечная прокатка осуществляется параллельными однонаправленно вращающимися валками, когда заготовка деформируется и перемещается вдоль осей валков. Прокатка этого вида используется для получения круглых профилей.При поперечно-винтовой прокатке валки вращаются в одном направлении, но расположены под углом один к другому. Заготовка получает вращательно-поступательное движение по винтовой линии. Поперечно-винтовую прокатку применяют при получении труб и изделий с переменным по длине сечением.Все прокатные изделия в зависимости от их формы можно разделить на четыре основные группы: сортовой металл, листовой металл, трубы и специальные виды проката. Совокупность форм и размеров профилей, которые можно получить прокаткой на данном стане, называется сортаментом прокатного стана. В зависимости от назначения сортовой металл можно разделить на профили общего и специального назначения. К профилям общего назначения относят круглую, квадратную и полосовую сталь, угловую сталь, швеллеры, двутавровые балки и т. д. К профилям специального назначения относят рельсы и профили, применяемые в судостроении, автотракторостроении, строительстве, вагоностроении и других отраслях народного хозяйства. В судостроении, например, широко применяют полособульбовую сталь.

Вопрос 17

Профиль проката - это форма поперечного сечения.

Сортамент проката - это совокупность профилей и их размеров.

 

ВОПРОС 18

Прокатным станом называется технологический комплекс последовательно расположенных машин и агрегатов, предназначенных для пластической деформации металла в валках, дальнейшей его обработки и отделки и транспортировки.

На практике прокатным станом часто называют оборудование, непосредственно связанное с деформацией прокатываемого металла в валках.

В зависимости от конструкции и расположению валков рабочие клети прокатных станов подразделяют на 6 групп: дуо, трио, кварто, многовалковые, универсальные и специальной конструкции. Клети дуо (двухвалковые) бывают реверсивные (прокатка ведется в обе стороны) и нереверсивные (прокатка ведется в одну сторону).

Клети трио (трехвалковые) чаще всего нереверсивные. Различают клети трио сортовые- все валки приводные, имеющие одинаковый диаметр, и листовые- средний валок у них меньшего диаметра и является холостым: при прокатке он прижимается то к верхнему, то к нижнему валку, за счет чего и получает вращение.

Клети кватро (четырехвалковые) имеют четыре валка,расположенные друг над другом, из них два рабочих валка меньшего диаметра и два опорных- большего диаметра.

Многовалковые клети имеют 5 и более валков. Благодаря жесткости и относительно малому прогибу опорных валков на этих клетях производится холодная прокатка тонких полос и узких лент с малым допуском по толщине.

Универсальные клети имеют горизонтальные и вертикальные валки.

К клетям специальной конструкции относятся клети прокатных станов узкого назначения: колесопрокатных,бандаже-, кольце-, шаропрокатных, станов для прокатки профилей переменного сечения.

В зависимости от расположению рабочих клетей прокатные станы делятся на:

Одноклетевые станы- имеют одну рабочую клеть и линию привода валков.

Линейные станы- расположены в одну, две, три и более линий, причем каждая линия имеет отдельный привод или несколько линий имеют привод от одного двигателя.

Последовательные станы- прокатываемая полоса проходит только один раз.

Полунепрерывные станы- состоят из двух групп клетей: непрерывной и линейной, или последовательной.

Непрерывные станы- явл. наиболее совершенными. Прокатываемая полоса находится одновременно в нескольких клетях.

В зависимости от назначения прокатные станы подразделяют на:

Станы горячей прокатки- обжимные, заготовочные, рельсобалочные, крупно-, средне-, мелкосортовые, проволочные, толстолистовые, средне-, тонколистовые.

Станы холодной прокатки- листовые, жестепрокатные и станы прокатки тонкой и тончайшей полосы.

Станы спец. назначения- колесопрокатные, шаропрокатные, бондажепрокатные, для проката полос и профилей переменного сечения.

Основным параметром обжимных и сортовых станов продольной прокатки явл диаметр валков; листовых станов- длина бочек валка; трубных и специальных станов- макс размер прокатываемого на стане изделия.

Инструментом для прокатки служат валки, которые состоят из бочки, являющейся рабочей частью, шеек и треф (трефа- приводной конец валка, входящий во втулку шпинделя для передачи вращательного движения валками).

Вопрос 19

Прессование — технологический процесс, применяемый для получения изделий сложного поперечного сечения из пластичных цветных металлов и их сплавов, а также из стали.

Сущность процесса прессования заключается в выдавливании металла из замкнутого пространства контейнера через отверстия различного сечения — круглого, квадратного и других, после чего металл принимает форму прутка соответствующего профиля.

Прессованием получают не только прутки различного профиля и размеров, но и трубы с внутренним диаметром до 800 мм. Материалами для прессования служат сталь, цветные металлы и их сплавы.

Различают два метода прессования — прямой и обратный

Прямой-когда металл пропускают через матрицу,т.е матрица неподвижна,а обратный-когда матрица идет на металл,т.е металл неподвижен а матрица-подвижна

Прессование выполняют на гидравлических прессах вертикального и горизонтального типов большой мощности.

 

Вопрос 20

Ковка — один из способов ОМД, при котором инструмент оказывает многократное воздействие на нагретую заготовку, в результате чего она, деформируясь, постепенно приобретает заданную форму и размеры. Продукция: паковка.

Основные операции машинной ковки: осадка, протяжка, прошивка, гибка, сварка, скручивание, отрубка и раскатка.

Осадка — уменьшение высоты заготовки при увеличении площади ее поперечного сечения. Осадку производят бойками или осадочными плитами.

Протяжка — удлинение заготовки или ее части за счет уменьшения площади поперечного сечения. Она осуществляется последовательными обжатиями отдельных, примыкающих друг к другу участков заготовки при ее подаче вдоль оси.

Прошивка — получение полостей в заготовке за счет вытеснения материала. Она служит самостоятельной операцией для образования отверстия либо подготовительной операцией для последующей раскатки или протяжки заготовки на оправке.

Гибка — образование или изменение углов между частями заготовки или придание ей криволинейной формы. Гибку осуществляют с помощью различных опор, приспособлений и в подкладных штампах.

Сварка — создание неразъемного соединения путем совместного пластического деформирования предварительно нагретых заготовок.

Скручивание — поворот части заготовки вокруг продольной оси. Осуществляют ее с помощью крана, например, при развороте колен коленчатых валов.

Отрубка — полное отделение части заготовки по незамкнутому контуру путем внедрения в заготовку деформирующего инструмента.

Раскатка — увеличение диаметра кольцевой заготовки за счет уменьшения ее толщины с помощью бойка и оправки.

Инструменты по функциональному назначению: основной и вспомогательный.

Основной: Бойки, обжимки, раскатки, топоры, прошивки.

Вспомогательный — предназначен для удержания заготовки (Клещи, патроны, вилки).

Ковка бывает: ручная и машинная (молоты и прессы).

Молоты — машины динамического ударного действия (продолж. деформации сост. тыс. доли сек.).

Молоты в зависимости от типа привода бывают пневматическими, паровоздушными, механическими, гидравлическими, газовыми и др.

По принципу действия молоты подразделяются на две группы — простого и двойного действия. У молотов простого действия привод служит только для подъема ударных (падающих) частей, а их движение вниз осуществляется под действием сил тяжести. Привод молотов двойного действия служит как для подъема ударных частей, так и для их движения вниз.

 

Вопрос 21

Горячая объёмная штамповка — это вид обработки металлов давлением, при которой формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента — штампа. Преимущества. Применение объемной штамповки оправдано при серийном и массовом производстве. При использовании этого способа значительно повышается производительность труда, снижаются отходы металла, обеспечиваются высокие точность формы изделия и качество поверхности. Штамповкой можно получать очень сложные по форме изделия, которые невозможно получить приемами свободной ковки. Недостатки: штамповочный инструмент штамп – дорогостоящий инструмент и является пригодным только для изготовления какой то одной, конкретной поковки (экономически целесообразна лишь при изготовлении достаточно больших партий одинаковых поковок); для объёмной штамповке поковок требуется гораздо больше усилий деформирования, чем для ковки таких же поковок; поковки массой в несколько сот килограммов для штамповки считается крупными. Область применения. Горячей объёмной штамповкой изготовляют заготовки для ответственных деталей автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин, самолётов, железнодорожных вагонов, станков и так далее.

Вопрос 22

Штамповка — процесс пластической деформации материала с изменением формы и размеров тела. Чаще всего штамповке подвергаются металлы или пластмассы.

Горячая объёмная штамповка — это вид обработки металлов давлением, при которой формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента — штампа. Течение металла ограничивается поверхностями полостей (а также выступов), изготовленных в отдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую полость (ручей) по конфигурации поковки. В качестве заготовок для горячей штамповки применяют прокат круглого, квадратного, прямоугольного профилей, а также периодический. При этом прутки разрезают на отдельные (мерные) заготовки, хотя иногда штампуют из прутка с последующим отделением поковки непосредственно на штамповочной машине.

Применение объемной штамповки оправдано при серийном и массовом производстве.

Штамповка в открытых штампах характеризуется переменным зазором между подвижной и неподвижной частями штампа. В этот зазор вытекает часть металла – облой, который закрывает выход из полости штампа и заставляет остальной металл заполнить всю полость. Штамповкой в открытых штампах можно получить поковки всех типов.

Штамповка в закрытых штампах характеризуется тем, что полость штампа в процесс деформирования остается закрытой. Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа постоянный и небольшой, образование в нем облоя не предусмотрено. При штамповке в закрытых штампах необходимо строго соблюдать равенство объемов заготовки и поковки, иначе при недостатке металла не заполняются углы полости штампа, а при избытке размер поковки по высоте будет больше требуемого. Отрезка заготовок должна обеспечивать высокую точность.

Вопрос 23

Штамповка

процесс обработки металлов давлением, при котором формообразование детали осуществляется в специализированном инструменте - штампе; разновидность кузнечно-штамповочного производства. По виду заготовки различают объёмную штамповку и листовую штамповку, по температуре процесса - холодную штамповку и горячую. По сравнению с ковкой Ш. обеспечивает большую производительность благодаря тому, что пластически деформируется одновременно вся заготовка или значительная её часть.

Объёмная штамповка

технологический процесс кузнечно-штамповочного производства, заключающийся в изменении простейших объёмных заготовок (цилиндрической, призматической и др. формы) в более сложные изделия, форма которых соответствует полости специализированных инструментов - штампов. О. ш. как процесс перераспределения металла заготовки происходит в результате пластической деформации

Холодная штамповка

процесс обработки давлением листового или сортового металла, обычно осуществляемый без нагрева заготовки. При Х. ш. процесс изготовления деталей расчленяется на операции и переходы, выполняемые в специализированных штампах. Х. ш. сопровождается упрочнением, т. е. увеличением прочности металла и уменьшением его пластичности, затрудняющим деформирование в последующих операциях. Для устранения вредного влияния упрочнения применяют межоперационную термообработку (рекристаллизационный отжиг). Х. ш. позволяет получать детали высокой точности, с поверхностью хорошего качества, почти не требующие в процессе изготовления обработки резанием. Отсутствие нагрева при Х. ш. создаёт благоприятные предпосылки для механизации и автоматизации технологического процесса, что повышает производительность и улучшает условия труда.

Листовая штамповка

листовое штампование, изготовление полуфабрикатов, деталей и готовых изделий из листовых металлических заготовок деформированием их под действием давления.

Валковая штамповка

Валковая штамповка — формоизменяющая операция обработки металлов давлением, получения осе симметричных деталей из цилиндрической заготовки путём одновременного действия на неё радиальных и осевых нагрузок. Осевая нагрузка заготовки создаётся за счёт перемещения пуансона, а радиальная — за счёт обкатки её боковой поверхности в роликах или валках. Таким образом, валковая штамповка является способом комплексного локального деформирования, в котором в одном технологическом процессе происходит совмещение одной из основных кузнечных операций — прошивки или осадки с поперечной прокаткой или обкаткой. Валковая штамповка позволяет изготавливать круглые в плане сплошные и полые детали, тонкостенные и толстостенные изделия малых размеров, применяемые в приборостроении, а также крупногабаритные детали с высокой точностью и качеством при технологических усилиях на порядок меньших, чем при традиционных методах объёмной штамповки.

 

Вопрос 24

Сварка — это процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми (свариваемыми) частями при их местном нагреве или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.

Неразъемное монолитное соединение, образуемое при сварке, называется сварным соединением.

Процесс образования соединения при сварке происходит в три стадии. На первой стадии достигается физический контакт, т.е. осуществляется сближение соединяемых веществ на расстояния, требуемые для межатомного взаимодействия. На второй стадии происходит химическое взаимодействие и заканчивается процесс образования прочного соединения. Эти две стадии характерны для микроучастков. В макрообъемах процесс сварки завершается третьей стадией — диффузией.

Практическое получение монолитных соединений осложнено двумя факторами: свариваемые поверхности имеют микронеровности, поэтому при совмещении поверхностей контактирование возможно лишь в отдельных точках; свариваемыеповерхности имеют загрязнения, так как на любой поверхности твердого тела адсорбируются атомы знешней среды.

Классификация основных процессов и методов сварки: Термический (Т) (сварка плавлением) — Дуговая, Электрошлаковая, Электронно-лучевая, Лазерная, Плазменная, Газовая, Термитная; Термомеханический (ТМ) (сварка давлением) — Контактная, Диффузионная, Прессовая; Механический (М) (сварка давлением) —Холодная, Взрывом, Ультразвуковая, Трением.

Свариваемость — технологическое свойство материалов или их сочетаний образовывать в процессе сварки соединения, отвечающие конструктивным и эксплуатационным требованиям к ним.Свариваемость определяется составом и свойствами материала.Чем хуже свариваемость, тем сложнее технология сварки.

Зона термического влияния — зона основного металла, примыкающая к металлу шва, в которой происходит изменение свойств основного металла в результате воздействия термического цикла сварки.

 

Вопрос 25 Типы сварных соединений. Сварные швы

Сварной шов – это закристаллизовавшийся металл, который в процессе сварки находился в расплавленном состоянии.

Сварное соединение – ограниченный участок конструкции, содержащий один или несколько сварных швов.

Виды сварных соединений

Стыковым соединением называется сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцевыми поверхностями и размещенных на одной поверхности или в одной плоскости. Основные виды стыковых сварных соединений представлены на рисунке ниж

Угловым соединением называется сварное соединение двух элементов, размещенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев.

Тавровым соединением называется такое сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и присоединен к боковой поверхности другого элемента.

Нахлесточным соединением называется сварное соединение параллельно размещенных и частично перекрывающихся элементов.

Сварные швы

По положению относительно действующего усилия P, швы могут быть: лобовыми, косыми, фланговыми.

По протяженности: непрерывными и прерывистыми.

По внешней форме: выпуклые и вогнутые

В зависимости от объема наплавленного металла: однослойными и многослойными

По характеру требований предъявляемых к сварным швам: прочными, плотными, прочноплотными.

 

Вопрос 26

Электродуговой называется такая сварка, при которой тепло, необходимое для нагрева свариваемого участка, получается при горении дуги, образуемой между свариваемой деталью и металлическим электродом. Присадочным материалом при электродуговой сварке служит электрод. Электродуговую сварку широко применяют при ремонте деталей различных машин и механизмов, сельскохозяйственных орудий и при изготовлении новых изделий, а также для наплавочных работ при восстановлении изношенных деталей. Сущность: Сущность электродуговой сварки заключается в том что, к свариваемым деталям в местах их соединения присоединяют один из проводов идущих от трансформатора, а другой провод к укрепленным на его конце электрододержателем подводят также к свариваемым деталям в место их соединения. Сварщик подводит электрод к свариваемым деталям и кратким прикасанием электрода к ним возбуждает электрическую дугу. Под влиянием высокой температуры дуги (до 4000°) металл электрода и изделия плавится и заполняет углубление, образующееся в результате расплавки металла в месте действия дуги на металл. По мере удаления дуги металл сварочной ванны кристаллизуется с образованием шва, соединяющего свариваемые детали. Электроды бывают с кислым покрытием, рутиловым покрытием, целлюлозным покрытием. Оборудование для ручной дуговой сварки: Источником питания дуги с постоянным током являются генераторы и выпрямители, а переменного тока — сварочные трансформаторы.

Вопрос 27

1. По типу источника нагрева:
- дуговая сварка, источником нагрева служит теплота, выделяющаяся при бомбардировании поверхности заряженными частицами и теплоты столба плазмы дуги;
- электрошлаковая сварка, источником нагрева является теплота, выделяющаяся при прохождении тока через расплавленный шлак, к флюсу предъявляется условие – высокая электропроводность;
- электроннолучевая сварк а, теплота выделяется при бомбардировании поверхности изделия за счет электронов, которые получили ускорение п поле высокого напряжения;
- плазменная сварка, источником теплоты является столб дуги, в котором выделяется ионизированный плазменный поток (высоко ионизированный газ);
- лазерная сварка, источником нагрева является теплота, выделяющаяся при поглощении поверхностью нагрева, индуцированного излучением с определенной длиной волны;
- свето-лучевая сварка, источником теплоты является энергия, выделяемая при поглощении светового потока в широком диапазоне длин волн;
- газовая сварка, источником нагрева является теплота, выделяющаяся при сгорании газов в смеси кислорода.
2. По способу защиты сварочной ванны околошовной зоны от атмосферы:
- газошлаковая защита, характерна при сварке штучными электродами и порошковыми проволоками;
- шлаковая защита, это электрошлаковая сварка и сварка под слоем флюса;
- газовая защита – сварка в среде защитных газов;
- вакуумная защита, при электроннолучевой сварке.
3. По степени механизации:
- ручная сварка, рдс – сварщик работает электродом, все движения выполняет сам;
- п олуавтоматическая сварка, адс – сварщик работает с аппаратом, проволока и газ подаются автоматически;
- автоматическа