Электрошлаковая сварка меди и ее сплавов
Применяется для Сu больших толщин 30—55 мм. Легирование шва осуществляют, применяя пластинчатые электроды соответствующего состава. Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления меди, применяются легкоплавкие флюсы системы NaF—LiF—CaF2, которые обеспечивают устойчивый процесс, подогрев и плавление кромок на требуемую глубину, хорошее формирование шва и легкое удаление шлаковой корки. Особенностью режимов электрошлаковой сварки меди являются повышенные сварочные токи: I = 800÷1000 А, Uд = 40÷50 В, скорость подачи пластинчатого электрода 12— 15 м/ч. Механические свойства металла шва мало отличаются от свойств основного металла: σв=190÷197 МПа, δ=46÷47%, KCU= 1559÷1579 кДж/м2, α=180°.
Дуговая сварка в защитных газах
Ручную, полуавтоматическую и автоматическую сварку Cu и ее сплавов можно производить плавящимся и неплавящимся электродом. Наиболее часто применяют сварку вольфрамовым электродом с подачей присадочного металла в виде проволоки непосредственно в зону дуги, узкой профилированной про-ставки, закладываемой в стык, или с применением технологического бурта на одной из стыкуемых деталей. Реже применяется сварка плавящимся электродом.
В качестве защитных газов используют азот особой чистоты по МРТУ 6-02-375—66, аргон сорта высший по ГОСТ 10157—79, гелий высшей категории качества марок А и Б по ТУ 51-940—80, а также их смеси в соотношении по объему 50—75 % аргона.
№36 Сварка алюминиевых сплавов
В сварочной ванне алюминиевые сплавы взаимодействуют с газами и шлаками. Металлургические особенности сварки алюминия и его сплавов определяются взаимодействием их с газами окружающей среды, интенсивностью испарения легирующих элементов, а также особенностями кристаллизации в условиях сварочного процесса.
Ручную электродуговую сварку алюминия и его сплавов можно осуществлять угольным или металлическим покрытым электродом. Сварку угольным электродом применяют для заварки брака отливок, сварки алюминиевых шин, иногда для сварки тонкого материала по отбортовке. При этом используют присадочный материал в виде прутков, покрытых флюсом. Сварку угольной дугой ведут на постоянном токе прямой полярности. В качестве электродов можно применять угольные или графитовые стержни разных диаметров. Режимы сварки стыковых соединений из алюминия приведены в таблице
Автоматическая электродуговая сварка по слою флюса производится плавящимся электродом и используется для стыковых соединений металла толщиной от 4 мм и выше. Питание дуги осуществляется постоянным током обратной полярности.
Для соединения алюминия используют процесс автоматической дуговой сварки плавящимся электродом под слоем флюса. Для этого применяют флюсы с пониженной электропроводностью. Например, состав керамического флюса ДА-64 следующий: 30 — 44% криолита, 48—38% хлористого калия, 19—15% хлористого натрия, 3—3,5% кварцевого песка. Флюс замешивают на водном растворе карбоксилметилцеллюлозы (14—10% массы шихты), протирают через сито и прокаливают при 280—320 0С в течение 6 ч. Сварку ведут чаще расщепленным электродом. В конструкциях, работающих в коррозионных средах, после сварки необходимо тщательно удалять остатки флюса.
Дуговую сварку в среде защитных газов широко используют для сварки алюминия и его сплавов. В качестве защитного газа применяют аргон чистотой не менее 99,9% (по ГОСТ 10157—73, сорта: высший, первый и второй) или смеси аргона с гелием. При сварке плавящимся электродом иногда применяют аргон с добавкой до 5% О2.
Основным преимуществом процесса дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа является высокая устойчивость горения дуги. Благодаря этому процесс используется при сварке тонких листов. Питание дуги осуществляется переменным током от источников с падающими внешними характеристиками. Сварку ведут ручным или автоматическим способом. Для ручной сварки используют вольфрамовые электроды и присадочную проволоку в зависимости от толщины свариваемого металла:
Толщина свариваемого металла, мм |
До 2 |
Св.2 до 5 |
Св.5 |
Диаметр присадочной проволоки, мм |
1,0-1,5 |
1,5-3,0 |
3,0-4,0 |
Автоматическую сварку осуществляют без подачи или с подачей присадочной проволоки. При ручной сварке тонких листов неплавящимся электродом без присадки (по отбортовке) или с присадкой в один проход горелку перемещают с наклоном «углом вперед». Угол наклона горелки к плоской поверхности детали около 600. Присадочная проволока подается под возможно меньшим углом к плоской поверхности детали.
При механизированной или автоматической сварке неплавящимся электродом горелка располагается под прямым углом к поверхности детали, а присадочная проволока подается таким образом, чтобы конец проволоки опирался на край сварочной ванны; скорость подачи меняется от 4—6 до 30—40 м/ч в зависимости от толщины материала.
Для сварки алюминиевых сплавов также используют сварку вольфрамовым электродом импульсной дугой. При этом можно сваривать алюминиевые сплавы толщиной от 0,2 мм и более. Имеются специализированные источники тока для сварки импульсной дугой алюминиевых сплавов на переменном токе.
Расширение технологических возможностей при сварке металла больших толщин достигается за счет использования способа дуговой сварки вольфрамовым электродом погруженной дугой. Способ позволяет сваривать за один проход материал толщиной до 20 мм. При этом используют специальные вольфрамовые электроды с добавками иттрия и тантала и сварочные горелки с улучшенной защитой зоны сварки.
Алюминиевые сплавы подвергают трехфазной дуговой сварке вольфрамовыми электродами. Возможности регулирования тепловложения при трехфазной дуговой сварке позволяют использовать ее для металла разных толщин. При трехфазной сварке за один проход успешно сваривают металл толщиной свыше 30мм.
Сварку плавящимся электродом в защитном газе используют для материала толщиной более 3 мм. Для питания дуги при сварке плавящимся электродом применяют источники постоянного тока с жесткой внешней вольт-амперной характеристикой. Сварку ведут на токе обратной полярности, что обеспечивает надежное разрушение окисной пленки за счет катодного распыления и нормальное формирование швов. Сварку можно выполнять в полуавтоматическом или автоматическом режиме на подкладках с формирующей канавкой. Преимуществом процесса сварки плавящимся электродом является высокая производительность, возрастающая с увеличением толщины металла.
Полуавтоматическая сварка плавящимся электродом возможна в различных пространственных положениях и позволяет заменить менее совершенный процесс сварки алюминиевых сплавов покрытыми электродами; при этом рекомендуются полуавтоматы с механизмом подачи тянущего типа. Импульсно-дуговая сварка плавящимся электродом расширяет возможность сварки алюминиевых сплавов при различных пространственных положениях. При этом улучшается формирование швов, регулируется время пребывания металла сварочной ванны в расплавленном состоянии, а значит и протекание металлургических реакций.
При плазменной сварке (сжатой дуге) концентрация энергии в пятне нагрева высокая, что делает этот вид сварки перспективным для соединения алюминиевых сплавов. Преимуществом плазменной сварки является высокая скорость, значительное сокращение зоны термического влияния, стабильность процесса, благодаря чему не требуется контроль и поддержание постоянства длины дуги, что облегчает выполнение ручной сварки. При плазменной сварке, в связи с глубоким проплавлением, резко увеличивается доля основного металла в формировании шва. Однако при этом необходимо соблюдать точность сборки деталей под сварку и ведения горелки по стыку. Для алюминиевых сплавов необходимо применять плазменную сварку с питанием дуги переменным током.
С помощью слаботочной сжатой дуги (микроплазмы) можно сваривать алюминиевые сплавы толщиной 0,2—1,5 мм при силе тока 10—100 А. При микроплазменной сварке применяют аргон чистотой не менее 99,98%; в качестве защитного газа используют гелий чистотой 99,95%. Гелий, защищая сварочную ванну от атмосферы, затрудняет развитие фронта ионизации в радиальном направлении, и дополнительно сжимая дугу, делает ее пространственно устойчивой. Сварочные горелки рассчитаны на применение лантанированных вольфрамовых электродов диаметром 0,8—1,5 мм.
37
Пайка - соединение металлических деталей в твердом состоянии с помощью присадочного сплава (припоя). При пайке плавится лишь присадочный металл, который имеет температуру плавления ниже основного металла; этим пайка отличается от сварки. Для получения прочного соединения необходимо, чтобы припой хорошо смачивал поверхность соединяемых металлов, обладал хорошим взаимодействием и образовывал с ними растворы. Чем больше степень взаимной диффузии между расплавленным припоем и основными металлами, тем выше механическая прочность соединения. Кроме того, прочность пайки зависит от частоты поверхности соединяемых деталей; поэтому поверхность изделий подвергают предварительной очистке, обезжириванию и удалению окислов. При помощи пайки можно соединять детали из углеродистой и легированной стали всех марок, цветных металлов и сплавов, а также из разнородных металлов и сплавов. Пайку широко применяют во всех отраслях народного хозяйства, так как с минимальными затратами можно восстанавливать поломанные детали, исправлять дефекты литья и даже изготовлять изделия. Прочность соединений при помощи пайки ниже сварных.
38
Вакуумная формовка, технология горячего вакуумного формования — это производство изделий из термопластичных материалов в горячем виде методом воздействия вакуума или низкого давления воздуха.
Эта методика применяется в основном при серийном производстве объёмных изделий из пластика, однако в ряде случаев может применяться и при единичных тиражах.
Вакуумная формовка в сущности является вариантом вытяжки, при которой листовой пластик, расположенный над или под матрицей (инструментом формовки), нагревается до определенной температуры, и повторяет форму матрицы за счет создания вакуума между пластиком и матрицей.
Преимущества производства форм методом вакуумного формования
толщины используемого пластика варьируются от 0,05 до 60 мм, а получаемые изделия могут быть до 5 м в диаметре;
возможность ручной распалубки форм;
малая стоимость матрицы;
малая стоимость необходимых материалов для производства оборудования вакуумной формовки;
Материалы могут применяться самые различные: акрил и полистирол — прозрачный, молочный, цветной, АБС-пластик, ПВХ, ПЭТ, монолитный поликарбонат и пр. Стоит помнить лишь об отсутствии отрицательных углов. Имеется в виду, что все скосы, торцы изделия обязаны иметь угол от 90° и выше.
Формовочное оборудование снабжено вакуумным ресивером для формовки слаботекучих материалов, поточечный контроль теплового поля позволяет с высокой точностью выравнивать температуру прогрева материала по площади. Это позволяет формовать сложные габаритные изделия с хорошим качеством.
При определении цены большое значение имеет сложность формы, глубина формования, наличие внутренней подсветки в готовом изделии, сложность постобработки и обрезки.
39
К группе термореактивных пластмасс относятся пресспорошки, волокниты и слоистые пластики. Они выгодно отличаются от термопластичных пластмасс отсутствием хладотекучести под нагрузкой, более высокой теплостойкостью, малым изменением свойств в процессе эксплуатации. Термореактивные пластмассы перерабатывают в детали (изделия) преимущественно методом прессования.
Пресспорошки представляют собой композиционную пластмассу, полученную сочетанием термореактивной смолы с порошкообразным наполнителем. Для изготовления термореактивных пресспорошков применяют в большинстве случаев фенолоформальдегидные и меламиноформальдегидные смолы, а в качестве наполнителей древесную, асбестовую и кварцевую муку. Пресспорошки, полученные на основе фенолоформальдегидных смол, называют фенопластами, а на основе меламиноформальдегидных смол — аминопластами. Наиболее распространенными являются фенольные пресс-порошки марок К-15-2, К-17-2, К-18-2, К-20-2, в которых наполнителями являются древесная мука или минеральные вещества. Физико-механические свойства и теплостойкость их низкие. Пресс-порошки обладают повышенной хрупкостью, поэтому они в основном применяются для производства ненагруженных технических деталей и изделий бытового назначения.
Волокниты представляют собой композицию термореактивной смолы с волокнистыми наполнителями. К числу таких наполнителей относятся хлопчатобумажные, асбестовые и стеклянные волокна. В качестве связующего используются фенолоформальдегидные, анилиноформальдегидные, меламиноформальдегидные, полисилоксановые и другие смолы. Для придания волокнитам большей однородности и лучшего внешнего вида в их состав вводят небольшое количество порошкообразного наполнителя.
Общим положительным свойством всех волокнитов является повышенная удельная ударная вязкость.
Из волокнистых пластмасс наиболее распространенными являются волокнит, асбоволокнит, стекловолокнит.
Особыми положительными свойствами асбоволокнитов (наполнитель — асбестовое волокно), кроме повышенной удельной ударной вязкости, являются высокая теплостойкость (200—250° С) и хорошие фрикционные свойства, обусловленные высоким значением коэффициента трения (коэффициент трения по стали 0,3—0,4). Асбоволокниты — грубый и жесткий материал, используются так же, как и волокниты, для изготовления деталей простой конфигурации и применяются в качестве фрикционного материала для изготовления тормозных колодок, фрикционных муфт, дисков сцепления, деталей коллекторов и т. д.
Стекловолокнит (наполнитель — стеклянное волокно) имеет самые высокие механические свойства, зависящие от количества введенного в композицию стекловолокна и от его ориентации в детали. Стекловолокниты коррозионно устойчивы ко многим агрессивным средам, обладают высокими электроизоляционными свойствами, водонепроницаемы, могут длительно работать при высоких температурах (до 350° С).
Текстолиты (наполнитель — хлопчатобумажная ткань) широко используют в машиностроении как конструкционный и антифрикционный материал: В них выгодно сочетаются высокая механическая прочность с низкой плотностью, износостойкостью и хорошими диэлектрическими свойствами. Текстолит применяют для изготовления подшипников, зубчатых колес и различных силовых деталей общего и специального машиностроения.
Асботекстолит (наполнитель —асбестовая ткань) обладает высоким значением коэффициента трения, теплостойкостью и выдерживает большие удельные давления. Его применяют преимущественно в качестве теплоизоляционных облицовок, тормозных частей, тормозов, деталей сцепления муфт и т. д.
Гетинакс (наполнитель — бумага) обладает высокими диэлектрическими свойствами и удовлетворительной механической прочностью. Выпускается в виде листов, плит, труб и различных прессованных деталей. Он широко применяется как электроизоляционный материал.
Древесно-слоистые пластики (наполнитель —древесный шпон) представляют собой материал, состоящий из тонких листов лущенной древесины (шпона), пропитанных синтетической смолой и склеенных между собой при высокой температуре и давлении. В зависимости от толщины и назначения эти пластики выпускают в виде плит и листов.
Древесно-слоистые пластики обладают высокой прочностью, низким коэффициентом трения и хорошими диэлектрическими свойствами.
Стеклотекстолиты (наполнитель - стеклянная ткань) представляют собой слоистую высокопрочную пластмассу, применяемую в общем и специальном машиностроении, электро- и радиотехнике для изготовления деталей, несущих значительные рабочие нагрузки. Эти пластмассы имеют высокую прочность, упругость, теплостойкость и высокие диэлектрические свойства.
№40.
При
обработке наружной цилиндрической
поверхности резцом (рис. 247, а) обтачиванием
с продольной подачей. Шлифование наружной
цилиндрической поверхности (рис. 247, б)
Обработка
отверстия сверлением (рис. 247, в) и
шлифованием (рис. 247, г)
Протягивание отверстия (рис. 247, д) выполняется при неподвижной заготовке Плоские поверхности обрабатываются строганием (рис. 247, е),
фрезерованием (рис. 247, ж)
и шлифованием (рис. 247, з
(рис.
247, и) при нарезании методом обкатки на
зубофрезерном станке
№41
Металлорежущие станки классифицируются по технологическому методу обработки, назначению, степени автоматизации, числу главных рабочих органов, особенностям конструкции, точности изготовления и т. д.
По технологическому методу обработки различают станки в соответствии с видом режущего инструмента, характером обрабатываемых поверхностей и схемой обработки. Это станки токарные, фрезерные и др.
По назначению станки делятся на универсальные, широкого применения, специализированные и специальные. Для разнообразных видов работ используются универсальные станки (токарно-винторезные, вертикально-фрезерные и др.).
По степени автоматизации станки разделяют на станки с ручным управлением, полуавтоматы, автоматы и станки с программным управлением.
По числу главных рабочих органов различают станки одношпиндельные, многошпиндельные, односуппортные, многосуппортные и т. д.
По конструктивным признакам выделяют станки с горизонтальным или вертикальным расположением шпинделя и т. п.
По точности изготовления установлено пять классов станков: Н – нормальной, П – повышенной, В – высокой, А – особо высокой точности и С – особо точные станки.
№42
Технология обработки точением
Точение является основным способом обработки поверхностей тел вращения. Процесс резания осуществляется на токарных станках при вращении обрабатываемой заготовки (главное движение) и перемещении резца (движение подачи).
Движение подачи осуществляется:
параллельно оси вращения заготовки (продольная);
перпендикулярно оси вращения заготовки (поперечная);
под углом к оси вращения заготовки (наклонная).