Погрешности сборки и их учет в размерных цепях. Оптимизация сборочной размерной цепи. Правило согласования допусков.doc

Погрешности сборки вызываются рядом причин: отклонением размеров, формы и расположения поверхностей сопрягаемых деталей; несоблюдением требований к качеству поверхностей деталей; неточной установкой и фиксацией элементов машины в процессе ее сборки; низким качеством пригонки и регулирования сопрягаемых деталей; несоблюдением режима сборочной операции, например, при затяжке винтовых соединений или при склеивании; геометрическими неточностями сборочного оборудования и технологической оснастки; неправильной настройкой сборочного оборудования.

Погрешности сборки по характеру и проявлению могут быть:

случайными,

периодическими.

Некачественные посадки — основные из них. Они вызывают появление других неисправностей. Распространенными дефектами являются:

отклонения от точности взаимного расположения деталей и узлов,

неравномерная и беспорядочная затяжка групп резьбовых соединений,

неплотность прилегания сопрягаемых поверхностей и др.

Большинство погрешностей сборки возникает:

из-за низкого качества деталей и узлов, поступающих на сборку,

нарушения технологической дисциплины.

4.1 3 Взаимодействие металла с газами при сварке плавлением. Причины образования пор и неметаллических включений в сварных швах и наплавленном металле.

Металлургические процессы при сварке. Высокотемпературное взаимодействие фаз, т. е. переходе вещества из одной фазы в другую, приводит к изменению металла и, значит, изменению

свойств сварного соединения. При сварке плавлением взаимодействующими фазами являются жидкий и твердый металл, газ и жидкий шлак. Выделяют две основные зоны или стадии взаимодействия расплавленного металла с газами и шлаком — торец электрода с образующимися на нем каплями и сварочную ванну. В зависимости от условий взаимодействия (температуры, времени, исходных концентраций) на этих стадиях полнота протекания реакций и их направление могут быть различными.

Процессы взаимодействия фаз в зоне сварки протекают одновременно, однако для удобства рассмотрим сначала взаимодействие металла с газовой фазой, а затем со шлаком.

Взаимодействие расплавленного металла с газами. Одной из главных задач при сварке плавлением является предупреждение вредного воздействия воздуха на металл. Обычно эта задача решается с помощью газовой или шлаковой защиты зоны сварки, благодаря чему предупреждается доступ воздуха и взаимодействие составляющих его азота, кислорода и водорода с жидким металлом. Эти газы при взаимодействии с металлом могут в нем растворяться или же образовывать с ним химические соединения.

В жидких металлах водород растворяется, тогда как азот и кислород вступают с ними в химическое взаимодействие. В газовой фазе они находятся в молекулярном состоянии Н2. N2. 02. Наиболее вероятным состоянием в жидком металле перечисленных газов является растворение в диссоциированном на атомы (ионы) виде, например, по реакции Н2 <=> 2 [Н].

Зависимость растворимости этих газов от температуры имеет сложный характер. В основном с повышением температуры растворимость возрастает, за исключением температур плавления и кипения металлов, где растворимость снижается. При температуре кипения металла атмосфера над ним полностью состоит из паров металла, поэтому в кипящем металле водород и другие газы практически не растворяются. При температуре плавления металла наблюдается резкое изменение растворимости газа, что при неблагоприятных условиях может сопровождаться образованием пор, так как при затвердевании металла газ из него удаляется.

Большинство промышленных металлов взаимодействуют с кислородом и азотом с образованием химических соединений, которые или растворяются в металле, ухудшая его качество, или удаляются в шлак. Кроме кислорода воздуха жидкий металл может окисляться водяным паром, диоксидом углерода и другими кислородосодержащими газами, присутствующими в зоне сварки. В ряде случаев состав газовой фазы может изменяться из-за испарения металла.

Особенно тщательной должна быть защита воздуха при сварке химически активных металлов (титана, алюминия и их сплавов).

Взаимодействие жидких шлака и металла. Несмотря на относительную кратковременность, эти реакции при сварке плавлением проходят довольно интенсивно, что обусловленно прежде всего высокими температурами металла и шлака. Реакции взаимодействия между жидким шлаком и металлом являются или реакциями замещения, т. е. вытеснения из шлака в металл одного элемента другим, или реакциями распределения элемента между металлом и шлаком. Например, реакции восстановления кремния и марганца из шлака железом (реакции замещения):

(Si02 + 2[Fe] <=> 2(FeO) + [Si], (МпО) + [Fe] <=> (FeO) + [Mn], где символами в квадратных скобках обозначена металлическая фаза в круглых— шлаковая фаза. Стрелки в уравнениях показывают, что взаимодействие может идти в обоих направлениях. При высоких температурах реакции протекают преимущественно слева направо (восстановление кремния и марганца из шлака). При снижении температуры равновесие этих реакций смещается справа налево, т. е. марганец и кремний окисляются из металлов в шлак.

Реакции распределения записываются так:

[FeS]<=>(FeS). т. е. сера распределяется между шлаком и металлом путем перехода через межфазную границу молекул сульфида железа. Такой характер распределения серы наблюдается при взаимодействии с жидкой сталью кислого шлака.

Таким образом, с практической точки зрения металлургические процессы позволяют регулировать и обеспечивать постоянство химического состава металла шва и стабильность качества сварного соединения за счет изменения состава электродного металла и входящих в покрытие компонентов.

Важная роль металлургических процессов проявляется также в образовании неметаллических включений в сварных швах. Основная причина образования этих дефектов — уменьшение растворимости примесей (загрязняющих элементов) при снижении температуры. Наряду с неметаллическими включениями (оксиды, сульфиды, соединения фосфора, нитриды и др.) в сварном шве могут образовываться шлаковые включения — достаточно крупные частицы шлака, попавшие в металл шва вследствие разных нарушений технологического процесса сварки

К дефектам макроструктуры, выявляемым при увеличении не более чем в 10 раз, относятся газовые поры, шлаковые включения, непровары, трещины (рис. 3).