Правка, гибка и резка металла

Правка — слесарная операция, предназначенная для устранения искажений формы заготовки (вмятин, выпучиваний, волнистости, коробления, искривления т. п.) путем пластического деформирования. Металл подвергается правке как в холодном, так и в нагретом состоянии. Правку можно выполнять ручным способом на стальной или чугунной плите или на наковальне. Машинную правку производят на прессах и правильных вальцах.

Для правки применяют: молотки из мягких материалов (медь, свинец, дерево) с круглым полированным бойком (квадратный боек оставляет следы в виде забоин); гладилки и поддержки (металлические или деревянные бруски) для правки тонкого листового и полосового металла; правильные бабки для закаленных деталей с фасонными поверхностями.

Кривизну заготовок проверяют на глаз по зазору между плитой и уложенной на нее заготовкой. Изогнутые места отмечают мелом. Наиболее проста правка металла, изогнутого по плоскости. В этом случае молотком или кувалдой наносят сильные удары по наиболее выпуклым местам, уменьшая силу удара по мере их выпрямления. При этом периодически заготовку поворачивают с одной стороны на другую. Более сложной является правка металла, изогнутого по ребру. Здесь прибегают к растяжению части заготовки. Правку металла, имеющего скрученный (спиральный) изгиб, рекомендуется производить методом раскручивания. Для этого один конец заготовки зажимают слесарными тисками, а другой — ручными тисочками. Затем рычагом кривизну выпрямляют. Результаты правки проверяют на глаз, а более точную проверку проводят на разметочной или контрольной плите по просвету.

Правку (закаленных заготовок проводят различными молотками с закаленным бойком или специальным молотком с закругленной узкой стороной бойка. Удары наносят не по выпуклой, а по вогнутой стороне заготовки. При этом волокна металла на вогнутой стороне растягиваются и заготовка выпрямляется. Правку заготовок сложной формы, например угольника, у которого после закалки изменился угол между измерительными сторонами, производят следующими способами: если угол меньше 90°, то удары молотком наносят у вершины внутреннего угла, если больше 90°,— у вершины наружного угла.

Гибка — одна из наиболее распространенных слесарных операций. Ее применяют для придания заготовке изогнутой формы по заданному контуру. В процессе гибки металл подвергается одновременному действию растягивающих и сжимающих напряжений, поэтому здесь необходимо учитывать механические свойства металла, его упругость/ степень деформирования, толщину, форму и размеры сечения заготовки, углы и радиусы изгиба детали. Радиус изгиба детали не следует принимать близким к минимально допустимому, если это не диктуется конструктивными требованиями. Целесообразно не допускать радиус изгиба меньше толщины заготовки, так как это приводит к появлению трещин и других дефектов. В холодном состоянии рекомендуется изгибать детали из листовой стали толщиной до 5 мм, из полосовой стали — толщиной до 7 мм, из круглой стали — диаметром до 10 мм.

При гибке полосы из листовой стали на нее сначала наносят риску.загиба. Затем заготовку зажимают в тисках между угольниками-нагубниками так, чтобы разметочная риска была обращена к неподвижной губке тисков и выступала над ней на 0,5 мм. Наконец, ударами молотка, направленными к неподвижной губке, загибают конец полосы

Для гибки скобы заготовку зажимают в тисках между угольником и бруском-оправкой и загибают первый конец. Затем, вложив внутрь скобы брусок-оправку требуемого размера, скобу зажимают в тисках на уровне рисок и отгибают вторую лапку.

Рубка представляет собой операцию обработки металла резанием. С помощью режущего инструмента — зубила, крейцмейселя или канавочника — с заготовки удаляют излишний слой металла, разрубают ее на части, вырубают отверстие, прорубают смазочные канавки и т. п. Рубку производят в тех случаях, когда по условиям производства невозможна станочная обработка или когда не требуется высокая точность обработки. Рубку мелких заготовок выполняют в тисках, крупные заготовки рубят на плите или наковальне.

Для рубки применяют следующие инструменты: зубило, крейцмейсель, канавочники.

Зубило слесарное состоит из трех частей: рабочей 2, средней 3 и ударной (бойка) 4. Клиновидную режущую кромку зубила 1 и боек закаливают и отпускают. После термической обработки твердость режущей кромки достигает HRC356...61, бойка — HRC337...41. Зубило имеет длину 100...200 мм, а ширина режущей кромки — соответственно 5...25 мм. Угол заострения зубила в зависимости от обрабатываемого материала должен составлять:

Твердые материалы (чугун, твердая сталь, бронза) 70°

Материалы средней твердости (сталь).... 60°

Мягкие материалы (медь, латунь) 45°

Алюминиевые сплавы и цинк 35°

Чем меньше угол заострения, тем меньшую силу необходимо приложить для резания. Однако чем больше твердость и хрупкость обрабатываемого металла, тем прочней должна быть режущая кромка и больше угол заострения; Боек зубила имеет вид усеченного конуса с полукруглым верхним основанием. Поэтому наносимый молотком удар всегда приходится по его центру.

Крейцмейсель отличается от зубила более узкой режущей кромкой. Он применяется для вырубания узких канавок, пазов и т. п. Углы заточки, твердость рабочей и ударной части крейцмейселя те же, что и у зубила.

Кйнавочники отличаются от крейцмейселя изогнутой формой режущей кромки и применяются для вырубания смазочных канавок во вкладышах и втулках подшипников и при других подобных работах.

Перед работой зубило располагают на верстаке с левой стороны тисков режущей кромкой к себе, а молоток — с правой стороны тисков бойком, направленным к тискам. Большое значение при рубке имеет правильное положение корпуса слесаря: у тисков надо стоять устойчиво вполоборота к ним.

Дефекты сварки

Дефекты сварных швов и соединений, выполненных сваркой плавлением, возникают из-за нарушения требований нормативных документов к подготовке, сборке и сварке соединяемых узлов, механической и термической обработке сварных швов и самой конструкции, к сварочным материалам. Дефекты сварных соединений могут классифицироваться по различным признакам: форме, размеру, размещению в сварном шве, причинам образования, степени опасности и т. д. Наиболее известной является классификация дефектов, рекомендованная межгосударственным стандартом ГОСТ 30242-97 «Дефекты соединений при сварке металлов плавлением. Классификация, обозначения и определения». Согласно этому стандарту дефекты сварных соединений подразделяются на шесть групп: - трещины; - полости, поры, свищи, усадочные раковины, кратеры; - твердые включения; - несплавления и непровары; - нарушения формы шва – подрезы, усадочные канавки, превышения выпуклости, превышения проплава, наплавы, смещения, натеки, прожоги и др.; - прочие дефекты. Каждому типу дефекта соответствует цифровое обозначение, а также возможно буквенное обозначение, рекомендованное международным институтом сварки (МИС). По ГОСТ 30242-97 трещиной называется несплошность, вызванная местным разрывом шва или околошовной зоны, который может возникнуть в результате охлаждения или действия нагрузок. В зависимости от ориентации трещины делятся на: - продольные (ориентированные параллельно оси сварного шва) – цифровое обозначение 101, буквенное обозначение Ea; - поперечные (ориентированные поперек оси сварного шва) – 102, Eb; - радиальные (радиально расходящиеся из одной точки) – 103, E. Они могут быть расположены в металле сварного шва, в зоне термического влияния, в основном металле. Также выделяют следующие виды трещин: - размещенные в кратере сварного шва – 104, Ec; - групповые раздельные – 105, E; - групповые разветвленные – 106, E; - микротрещины (1001), обнаруживаемые физическими методами не менее чем при 50-тикратном увеличении. Газовая полость (по ГОСТ 30242-97) – это полость произвольной формы, не имеющая углов, образованная газами, задержанными в расплавленном металле. Порой (газовой порой, 2011) называется газовая полость обычно сферической формы. Буквенное обозначение газовой поры, используемое МИС, – Aa. Поры могут подразделяться на: - равномерно распределенные по сварному шву – 2012; - расположенные скоплением – 2013; - расположенные цепочкой – 2014. Твердые включения (300) – это твердые инородные вещества металлического или неметаллического происхождения, оставшиеся в металле сварного шва. Остроугольными включениями называются включения с хотя бы одним острым углом. Виды твердых включений: - шлаковые включения (301, Ba) – линейные (3011), разобщенные (3012), прочие (3013); - флюсовые включения (302, G) – линейные (3021), разобщенные (3022), прочие (3023); - оксидные включения (303, J); - металлические включения (304, H) – вольфрамовые (3041), медные (3042), из другого металла (3043). Несплавлением (401) называется отсутствие соединения между металлом шва и основным металлом либо между отдельными валиками сварного шва. Типы несплавлений: - по боковой поверхности (4011); - между валиками (4012); - в корне сварного шва (4013). Непровар (402, D) или неполный провар – это несплавление основного металла на участке или по всей длине шва, появляющееся из-за неспособности расплавленного металла проникнуть в корень соединения (заполнить зазор между деталями). Нарушение формы сварного шва (500) – это отклонение формы наружных поверхностей шва или геометрии соединения от заданного значения. К нарушениям формы шва по ГОСТ 30242-97 относятся: - подрезы (5011 и 5012; F); - усадочные канавки (5013); - превышения выпуклости стыкового (502) и углового (503) швов; - превышение проплава (504); - неправильный профиль шва (505); - наплав (506); - линейное (507) и угловое (508) смещения свариваемых элементов; - натек (509); - прожог (510); - не полностью заполненная разделка кромок (511); - чрезмерная асимметрия углового шва (512); - неравномерная ширина шва (513); - неровная поверхность (514); - вогнутость корня сварного шва (515) 3.6. Паяние баков, радиаторов охлаждения и трубок Следует учитывать, что технология пайки медных (латунных) и алюминиевых радиаторов охлаждения двигателя существенно отличается и провести ремонт алюминиевого радиатора в кустарных условиях практически невозможно – в этом случае на место повреждения наносится специальный герметик или клей, после чего необходимо обратиться в специализированный сервисный центр. Существует немало проверенных способов ремонта радиатора охлаждения при помощи пайки: 1)Для ремонта медного или латунного радиатора используется паяльник мощностью не менее 250 Вт с массивным жалом. Такой паяльник обеспечит не только плавление припоя, но и разогрев поврежденной поверхности. Перед началом работ тщательно зачищается поверхность радиатора в месте пайки и жало паяльника. На поврежденный участок наносится флюс и равномерно прогревается паяльником, после чего припой набирается на жало паяльника и наносится на место повреждения. 2)Крупные пробоины медных радиаторов ремонтируются при помощи наложения заплаты соответствующего размера из листовой латуни. Заплата устанавливается на место пробоя и прогревается газовой горелкой, после чего пропаивается по контуру. Ремонт поврежденной трубки. При необходимости замены поврежденная трубка выпаивается (для этого в отверстие вводится разогретый стержень соответствующего диаметра), а на ее место устанавливается и запаивается новая. 3)Ремонт поврежденной трубки. При необходимости замены поврежденная трубка выпаивается (для этого в отверстие вводится разогретый стержень соответствующего диаметра), а на ее место устанавливается и запаивается новая. 4)Брейзинг (ремонт медных радиаторов с применением латунных и медно-фосфорных припоев). Температура плавления таких припоев находится в пределах 550°-1000°, что требует применения более мощного оборудования и высокой квалификации специалиста для проведения работ, однако в результате характеристики отремонтированного изделия не уступают заводским. 5)Для ремонта алюминиевых радиаторов применяются только специальные припои и активные флюсы, разрушающие оксидную пленку. Другим способом разрушения пленки является добавление железных опилок в канифоль и припой. Выполнение работ требует особой аккуратности, так как при нагреве алюминий становится хрупким, а температура плавления металла находится в пределах 650°C. После обработки всех повреждений перед установкой в автомобиль радиатор необходимо проверить на наличие протеканий.

Электроды

Сварочный электрод — металлический или неметаллический стержень из электропроводного материала, предназначенный для подвода тока к свариваемому изделию. В настоящее время выпускается более двухсот различных марок электродов, причем более половины всего выпускаемого ассортимента составляют плавящиеся электроды для ручной дуговой сварки.

Сварочные электроды делятся на плавящиеся и неплавящиеся. Неплавящиеся электроды изготовляют из тугоплавких материалов, таких как вольфрам по ГОСТ 23949-80 "Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся", синтетический графит или электротехнический уголь. Плавящиеся электроды изготовляют из сварочной проволоки, которая согласно ГОСТ 2246—70 разделяется на углеродистую, легированную и высоколегированную. Поверх металлического стержня методом опрессовки под давлением наносят слой защитного покрытия. Роль покрытия заключается в металлургической обработке сварочной ванны, защите её от атмосферного воздействия и обеспечении более устойчивого горения дуги.

 

Рисунок 8.Сварочный электрод

Кузнечные работы

Виды работ

Вытяжка или протяжка

Вытяжка или протяжка — операция, при которой заготовка под действием ударов удлиняется и уменьшается в поперечном сечении.

Осадка

Осадка - операция, при которой площадь поперечного сечения заготовки увеличивается за счет уменьшения ее высоты. При осадке происходит растяжение металла, что вызывает в нем большие напряжения. Перед осадкой заготовку нужно нагреть до высокой температуры по всему сечению и по всей длине. Осадку применяют в следующих случаях:

- когда следует перепутать волокна в металле или придать им такое направление, которое улучшало бы качество изделия (например, при ковке шестерен);

- когда проковывается заготовка заданного веса, но недостаточного сечения;

- когда из имеющейся заготовки нельзя получить заданный уков.
Высадка середины короткой заготовки производится также с помощью колец. Перед высадкой концы заготовки протягиваются на необходимый размер. Затем один конец заготовки вставляется в нижнее кольцо, установленное на боек, а на другой конец надевается верхнее кольцо. Бойком молота по заготовке и верхнему кольцу наносятся удары, и происходит высадка средней части заготовки. Для высадки средней части нужно, чтобы стенки внутреннего отверстия в одном кольце имели уклон 6—7%, в противном случае освободить поковку от колец будет очень трудно.

Подкатка

В этих же обжимках можно произвести - подкатку конца трубы. Для этого нагретый конец трубы кладется на нижнюю обжимку, и ударами кувалды по верхней обжимке, поворачивая одновременно трубу, уменьшают ее диаметр.

Штампы

В последнее время все шире распространяется свободная ковка под молотами и подкладных штампах. Применение подкладных штампов не требует больших затрат, а потому их изготовление экономически оправдывается при ковке даже небольших партий деталей. Основное преимущество подкладных штампов сводится к тому, что течение металла в них ограничивается стенками штампа и получающиеся поковки по своей точности приближаются к штампованным. Это позволяет резко уменьшить припуск на механическую обработку, что снижает расход металла и общую трудоемкость изготовления детали. Кроме того, облегчаются условия работы кузнеца, а производительность труда увеличивается в 5—6 раз.

Загиб

Загиб - операция, при которой часть заготовки загибают - под заданным углом к другой части заготовки. Загиб производят на наковальне, с которой загибаемая часть свешивается так, чтобы вершина угла изгиба совмещалась с краем наковальни. Удары кувалдой наносят по свисающей части, удерживая заготовку на наковальне клещами и ручником, а большую заготовку — клещами и другой кувалдой, которую держит подсобный рабочий. Угол изгиба проверяют по шаблону. В месте изгиба материал вытягивается и становится тоньше. Если требуется, чтобы толщина материала в месте изгиба не уменьшалась, заготовку в месте изгиба осаживают на требуемую толщину. Тонкие полосы стали можно изгибать в тисках. Часто приходится изгибать отковываемую заготовку или деталь под разными углами. При ковке под молотом заготовку зажимают между бойками молота и, ударяя кувалдой по свободному концу заготовки, ее изгибают. В этом случае внешние слои металла вытягиваются, в внутренние слои сжимаются. Перед гибкой производится местный нагрев, т. е. нагревается только то место, в котором будет изгибаться заготовка. При свободной ковке, когда это возможно, гибку необходимо производить с помощью подкладных штампов. Для гибки в подкладных штампах требуется гораздо меньше времени, а размеры поковки получаются более точными.

Прошивка

Прошивка отверстий круглого или прямоугольного сечения производится пробойниками такой же формы. На наковальню помещают подкладку с отверстием соответствующего размера и профиля, а на нее кладут обрабатываемый материал. Прошивка отверстия производится ударами кувалды по пробойнику. Отверстия в толстых болванках пробиваются под молотами, причем этот процесс происходит иначе, чем при ручной ковке. Вместо пробойника применяют прошивни.

Отрубание материала

Отрубание материала производят кузнечным зубилом по разметке. Кузнечная сварка является операцией по соединению двух концов стали, нагретых до температуры белого каления. Для разрубки металла под молотами употребляются кузнечные топоры. Металл под молотами, как правило, рубят в горячем виде. Рубка металла производится при температуре не ниже 700°. Заготовки рубят под молотами различными способами.

Окалина

Прочной сварке мешает образующаяся при нагревании пленка окалины. Для того чтобы окалина легко отставала, нагретые концы перед сваркой посыпают мелким чистым кварцевым песком и ударяют о наковальню.

Закалку зубил производят следующим образом. Рабочую часть зубила нагревают до температуры - 780—830° (светло-вишневое каление). Затем, держа зубило клещами за головку, замачивают нагретую часть в воде, опуская ее в вертикальном положении.