- •§ 6.5. Резание абразивным инструментом………………………..217
- •Предисловие
- •Глава 1. Общие принципы создания технологии.
- •§ 1.1 Понятие технологического процесса.
- •§ 1.2 Стандарты iso 9000 (исо 9000).
- •Стандарты семейства исо 9000
- •Цели и задачи сертификации
- •§ 1.3 Программы обеспечения качества атомных станций, как
- •§ 1.4 Жизненный цикл изделия.
- •Глава 2. Металлы. Металлические сплавы.
- •§ 2.1 Строение атомов.
- •§2.2 Основные металлические свойства металлов.
- •§2.3. Упругость.
- •§2.4. Общие свойства металлов и сплавов, как веществ,
- •§2.5 Полиморфные превращения (ПфП)
- •§2.6. Сплавы [2].
- •§2.7. Сплавы с особыми физическими свойствами
- •§2.8. Сталь. [2]
- •§2.9. Термическая обработка стали.
- •§2.10. Чугун
- •§2.11. Цветные сплавы.
- •§2.12. Химико- термическая обработка (хто) поверхности
- •§2.13. Композиционные материалы с металлической
- •§2.14 Разрушение металлов и сплавов.
- •§2.15. Механизм процесса разрушения.
- •§2.16. Изнашивание и износостойкость металлов [3].
- •§2.17. Пути повышения прочности деталей.
- •§2.18. Выбор сталей для деталей машин и механизмов [2].
- •§ 2.19. Коррозия и электрохимическая коррозия металлов.
- •§ 2.20 Окисные пленки
- •§ 2.21. Электрохимическая коррозия (эхк).
- •Глава 3. Неметаллические материалы
- •§ 3.1 Полимеры.
- •§ 3.2 Пластические массы.
- •§ 3.3 Резиновые материалы.
- •§ 3.4 Клеящие материалы и герметики.
- •§ 3.5 Рабочие и смазочно-охлаждающие жидкости
- •§ 3.6 Основы технологии производства резино-технических
- •§ 3.7 Основные положения технологии окрашивания
- •Глава 4. Литье.
- •§ 4.1. Некоторые свойства жидких расплавов.
- •§ 4.2 Требования к моделям и литым деталям.
- •§ 4.3 Формовочные смеси.
- •§ 4.4 Основные способы получения литых деталей.
- •§ 4.5 Характерные особенности способов литья.
- •§ 4.6 Брак литья.
- •§4.7 Изготовление деталей методами порошковой
- •Глава 5. Обработка заготовок методами
- •§ 5.1. Сущность процесса пластического деформирования
- •§ 5.2. Основные математические соотношения при
- •§ 5.3. Гибка
- •§ 5.4. Штамповка
- •§ 5.5. Изготовление и закрепление труб.
- •Глава 6. Резание металлов
- •§ 6.1. Сущность процесса резания.
- •§ 6.2. Шероховатость.
- •В таблице 6.2 приведены значения коэффициентов. Шлифование (круглое, предварительное и получистовое)
- •§ 6.3.Энергозатраты процесса резания.
- •§ 6.4. Современные способы сверления отверстий.
- •§ 6.5.Резание абразивным инструментом.
- •§ 6.5. Механическое полирование
- •§ 6.6. Механическая (лезвийная) обработка алмазом,
- •Глава 7
- •§7.1. Основные положения сварки.
- •§7.2. Электрическая сварочная дуга.
- •§7.3. Особенности процесса плавления металла в дуге.
- •§7.3. Основные реакции в зоне сварного шва.
- •§7.4. Формы сварных соединений
- •§7.5 Динамическая прочность сварных соединений.
- •§7.6. Основные требования к подготовке деталей к сборке под
- •§7.7 Электросварка в cреде защитных газов (см. Рис.7.1,д).
- •§7.8. Наплавочные работы.
- •§7.9. Контактная электросварка.
- •§7.10. Газовая сварка и кислородная резка (рис. 7.14).
- •§7.11. Сварка цветных металлов и их сплавов.
- •§7.12.Сварка чугуна.
- •§7.13. Сварка полимеров и пластмасс.
- •§7.14. Пайка металлов.
- •§7.15. Контроль качества изготовления заготовок и сварных
- •§7.16 Резьбовые соединения
- •§7.17 Сборка соединений с гарантированным натягом.
- •§7.18. Соединения деталей с помощью заклепок и точечного
- •§7.19 Точность обработки и сборки.
- •Глава 8.
- •§8.1. Электроимпульсная обработка металлов (эим)
- •§ 8.2. Электроконтактная обработка. (эко)
- •§ 8.3. Плазменная обработка (по)
- •§ 8.4. Электронно-лучевая обработка (эло)
- •§ 8.5. Лазерная обработка (ло)
- •§ 8.6. Электрохимическая обработка (эхо)
- •§8.7. Электрохимическое полирование.
- •§8.8. Гидроструйная обработка заготовок
- •§8.9. Ультразвуковая обработка (узо)
§7.2. Электрическая сварочная дуга.
Электрическая сварочная дуга - это мощный стабильный длительный электрический разряд в ионизированной атмосфере (газовой среде) свариваемых материалов между твердыми или жидкими электродами, осуществляемый при высокой плотности тока и сопровождаемый выделением большого количества тепла.
Электрический разряд в газе- это электрический ток, проходящий через газовую среду благодаря наличию в ней свободных электронов, отрицательных и положительных ионов, способных перемещаться между электродами под действием приложенного электрического поля.
Ионизация- процесс образования положительных и отрицательных ионов из нейтральных атомов и молекул. Ее можно вызвать электрическим полем, световыми, ультрафиолетовыми, рентгеновскими лучами, излучением радиоактивных веществ. В обычных условиях воздух, газы обладают слабой электропроводностью из-за малой концентрации ионов и электронов. После приложения к электродам достаточно высокого напряжения свободные электроны и ионы разгоняются и, получив значительную энергию, разбивают нейтральные атомы и молекулы на ионы.
Однако высокое напряжение опасно для жизни. Поэтому при сварке извлекают электроны посредством термоэлектронной и автоэлектронной эмиссии. В 1-й испарение свободных электронов с поверхности металла происходит из-за высокой температуры. Чем она выше, тем лучше. Во 2-й - с помощью внешнего электрического поля, изменяющего потенциальный барьер и облегчающего выход электронов.
Ионизация в некотором газовом объеме называется объемной ионизацией, а объемная ионизация от нагревания газа до очень высокой температуры - термической ионизацией. Ионизация газовой среды характеризуется степенью ионизации - отношение числа заряженных частиц к первоначальному числу частиц. Потенциал ионизации определяется выражением U= w/q, где w - работа по удалению электронов [Дж]; q - заряд электрода [Кл]. На рис. 7.2 показано изменение степени ионизации для разных металлов от температуры.
Рис. 7.2
Степень ионизации
Сложные атомы, содержащие много электронов, имеют несколько потенциалов ионизации, причем 1-й самый маленький (см. табл. 7.1)
Потенциалы ионизации металлов Табл. 7.1
U,B |
4,32 |
7,40 |
11,92 |
14,51 |
Элементы |
K |
Mn |
C |
N |
Для повышения устойчивости горения электрической дуги и защиты капель металла от окисления и азотирования вводят K, Na, Li, Ca и др. в виде электродных покрытий и флюсов. Таким способом электропроводность воздушного промежутка между электродами, а значит устойчивое горение дуги, обеспечивается эмиссией катода и объемной ионизацией в зоне дуги.
Электрическая дуга постоянного тока возбуждается при соприкосновении торца электрода и кромок свариваемых деталей. Высокая плотность тока при этом способствует расплавлению касающихся неровностей и образованию пленки, замыкающей цепь электрод - свариваемая деталь. При последующем отводе электрода на 2- 4 мм пленка жидкого металла растягивается, а сечение уменьшается, приводя к повышению плотности тока. Металл вскипает. Возникшие при этом термоэлектронная и автоэлектронная эмиссии обеспечивают ионизацию паров металла.
Н а рис. 7.3 показана структура электрической дуги, а на рис. 7.4- вольт-амперные характеристики дуги при ручной дуговой сварке низкоуглеродистой стали.
Рис.7.3
Структура электрической дуги:
1- электрод; 2- катодная зона (Т= 2400…3200С); 3- столб дуги (Т= 6000…7000С); 4- анодная зона (Т= 2500…4000С).
Рис.7.4.
Вольт-амперная характеристика дуги при РДС.
Напряжение, необходи-мое для возбуждения дуги, зависит от рода тока (постоянный, переменный), дугового промежутка, материала электрода и свариваемых кромок, покрытия электрода и др.
При использовании переменного тока анодное и катодное пятна (зоны) меняются местами с частотой тока.
Количество тепла, выделяемого в сварочной дуге, определяется выражением
Q= IUqt [Дж], (7-1)
где I, Uq - соответственно, ток и напряжение; t- время.
Температура в катодной зоне составляет T= 2400- 3200C, в анодной- 2500- 4000C, в столбе дуги- 6000- 7000 C. При этом в катодном пятне выделяется 36- 38%, в столбе- 20- 21%, в анодном пятне- 42- 43 % тепла сварочной дуги.
Разная температура катода и анода и разное количество тепла, там выделяемого, используются при решении технологических задач. Так, при сварке деталей, требующих большого подвода теплоты для прогрева кромок применяют прямую полярность (+ на детали). В случае сварки тонкостенных деталей, а также сталей, не допускающих перегрева (нержавеющие, жаропрочные, высокоуглеродистые) - обратную полярность.
При ручной дуговой сварке (РДС) на плавление и нагрев металла используется 50- 85% тепла дуги. Остальное тепло рассеивается, идет на разбрызгивание, угар и т.д., т.е. эффективный коэффициент полезного действия равен
э= Qэ /(tIUq) (7-2).
Величина к.п.д. зависит от способа сварки, электрода, состава электродного покрытия и др.
Так, при использовании во время ручной дуговой сварки (РДС) электродов с тонким покрытием дает э=0,5- 0,6. В случае качественных электродов э=0,7- 0,85.
Во время аргоно-дуговой сварки (АрДС) э=0,5- 0,6.
При сварке под флюсом э= 0,85- 0,93.
Для характеристики теплового режима процесса сварки определяют погонную энергию дуги на единицу длины однопроходного шва, т.е. ЭП= IUэ /, [Дж/м], где - скорость сварки, м/сек.