Програма підготовки до виконання роботи

1. Вивчити теоретичний матеріал за даним посібником та нижче приведеними літературними джерелами.

2. Зарисувати схему точ­кового електрокон­тактного зварю­вання і схему установки для точкового електроконтактного зварювання та пояснити їх.

3. Описати:

а) фізичну суть процесу зварювання (зварювання плавленням і тиском);

б) суть і технологію ручного електродугового зварювання;

в) основні металургійні процеси при дуговому зварюванні;

г) джерела зварювального струму. Вимоги до джерел живлення для ручного дугового зварювання. Способи регулювання струму в зварювальному трансфор-маторі;

д) стальні покриті електроди для зварювання. Речовини, що входять до складу покрить електродів? Їхнє призначення;

Список літературних джерел

1. Технология металлов и материаловедение / Под ред. Л.Ф. Усовой.  М.: Металлургия, 1987.  С. 505 - 569.

2. Стеклов О.И. Основы сварочного производства. – М.: Высшая школа, 1986. - С. 3 - 75, 160 - 179.

Завдання й методичні вказівки

1. Зачистити дротяною щіткою контактні поверхні зразків, після чого протерти їх сухою чистою ганчіркою.

2. За допомогою штангенциркуля виміряти сумарну товщину заготовок t.

3. Визначити за формулою (2) діаметр контактної поверхні електро­ду і закріпити в електродотримачах машини електрод необхідного діаметра.

4. За формулою (3) знайти силу зварювального струму I₂. При цьому величина І₂ не повинна перевищувати значення струму короткого за­микання Іка, машини (І_ка = 6300 А).

5. При вимкнутому рубильнику скласти внакладку зварювані заготовки і вибрати місце для зварювання, користуючись рекомендаціями, наведеними вище.

6. Надіти на очі захисні сині окуляри, ввімкнути рубильник і натиснути на педаль машини. Після дотику рухомого електроду до заготовки хід педалі вниз не повинен перевищувати 15...20 мм. Витримати педаль у такому положенні до виникнення на заготовках в зоні електродів блідо-рожевого кольору. Виміряти секундоміром час τ, протягом якого нагрівались заготовки.

7. Дотиснути педаль до упора і тримати її в нижньому положенні до зникнення червоного кольору на поверхні заготовок.

8. Вимкнути рубильник, відпустивши педаль, і зняти зварені заготовки.

Контрольні запитання

1. Охарактеризувати основні способи контактного зварювання.

2. Охарактеризувати машини для контактного зварювання.

3. Охарактеризувати точкове і шовне зварювання.

4. Охарактеризувати стикове зварювання.

5. Охарактеризувати схему точ­кового електрокон­тактного зварю­вання і схему установки для точкового електроконтактного зварювання.

6. Охарактеризувати будову та принцип дії машини АТП - 10 для точко­вого електроконтактного зварювання.

7. Що таке режим точкового зварювання і як вибирають величини його параметрів?

Лабораторна робота № 27

ПАЯННЯ ТА ЛУДІННЯ МЕТАЛІВ

Мета: 1. Вивчити фізичну суть процесів паяння та лудіння.

2. Вивчити технологію паяння та лудіння.

3. Навчитися проводити паяння та лудіння простих виробів.

Обладнання, матеріали та інструменти

Паяльники, шабери для зачистки, волосяні щіточки для змащування швів кислотою, легкоплавкий і тугоплавкий припій, флюси - хлористий цинк, нашатир, каніфоль; заготовки деталей для паяння: ацетон, бензин, 5% розчин кальценованої соди для промивання швів; пристрій для нагріву зони з’єднання при паянні тугоплавкими припоями.

КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Паяння металів, як і зварювання, широко застосовується у різних галузях людської діяльності для отримання нероз’ємних з’єднань. У машинобудуванні його використовують при виготовленні лопаток і дисків турбін, трубопроводів, радіаторів, рам велосипедів, посудин промислового призначення, газової апаратури тощо. В електропромисловості та приладобудуванні паяння є в ряді випадків єдино можливим методом з’єднання деталей. Його застосовують при виготовленні електро- і радіоапаратури, телевізорів, деталей електромашин, плавких запобіжників тощо.

Паяти можна вуглецеві і леговані сталі всіх марок, тверді сплави, ковкі і сірі чавуни, кольорові метали та їх сплави, а також різнорідні матеріали. В умовах школи найчастіше доводиться паяти мідь, латунь та білу жерсть, звичайно, коли виготовляють або лагодять фізичні прилади.

Що ж це таке паяння? В чому його суть?

Паянням називається технологічний процес з’єднання нагрітих (нижче температури їх автономного плавлення) металевих деталей за допомогою припою - спеціального сплаву, температура плавлення якого нижча, ніж основного металу (основний метал - це метал, який паяють). У результаті взаємного розчинення та дифузії припою і основного металу під час твердіння припою частини деталі з’єднуються в одне ціле. Для надійного з’єднання потрібно, щоб припій змочував поверхні кромок, які з’єднують. Добре змочуються тільки поверхні, ретельно очищені від бруду і окислів. Для усунення плівок окислів з поверхні матеріалу, що паяється, і припою та для запобігання їх утворенню при пайці використовують паяльні флюси. Флюси, крім того, сприяють кращому затіканню припою в щілину між з’єднуваними деталями. Деякі припої, які містять енергійні розкислювачі (бор, кремній, барій, лужні метали та ін.), можуть самі виконувати роль флюсів, переводячи в шлак окисні плівки. Такі припої називаються самофлюсуючими.

Історично першим є спосіб паяння легкоплавкими олов’яно-свинцевими припоями за допомогою паяльника. Цей спосіб паяння широко використовують до цього часу, головним чином для з’єднання провідників і забезпечення електричного контакту у радіоприладобудуванні і електротехнічній промисловості. Механічна міцність з’єднань, отриманих цим способом, не значна. Тому в конструкціях, що працюють під навантаженням, його використовують переважно тільки для герметизації з’єднань, одержаних іншими способами. Паяння паяльником знайоме кожному. Часто знання про паяння тільки цим і обмежуються і робиться висновок про непридатність паяння у виготовленні важко навантажених відповідальних з’єднань. Ця точка зору давно уже не відповідає дійсності. Сучасне паяння - це група технологічних процесів, які дозволяють з’єднувати практично будь-які металеві сплави і в багатьох випадках отримувати з’єднання, рівноміцні з основним металом при статичних навантаженнях. Ці з’єднання придатні для експлуатації в самих різноманітних умовах, в тому числі при температурах 1000°С і вище.

Припої. Якість, міцність та експлуатаційна надійність паяного з’єднання в першу чергу залежать від правильного вибору припою. Не всі метали і сплави можуть бути припоями. Припої повинні мати такі властивості:

- температуру плавлення, нижчу за температуру плавлення матеріалів, що паяють;

- у розплавленому стані (у захисному середовищі, під флюсом або у вакуумі) добре змочувати матеріал, що паяється, і легко розтікатися по його поверхні;

- забезпечувати достатньо високі зчіплюваність, міцність, пластичність і герметичність паяного з’єднання, мати коефіцієнт термічного розширення, близький до відповідного коефіцієнта матеріалу, що паяється.

Крім цих загальних вимог до припоїв, у залежності від їхнього використання, висувається ряд специфічних вимог, наприклад, за теплопровідністю, електропровідністю, корозійною стійкістю в агресивних середовищах, деформацією в холодному і гарячому станах тощо.

У результаті тривалого практичного відбору і багаточисленних наукових досліджень були підібрані групи припоїв, що мають оптимальне поєднання властивостей.

Залежно від температури плавлення припої класифікують на: тверді (тугоплавкі) - високоміцні, що мають температуру плавлення понад 500°С і м’які (легкоплавкі) - менш міцні, що мають температуру плавлення нижче 500°С.

Флюси. З підвищенням температури швидкість окислення поверхонь деталей, що паяються, значно зростає, в результаті чого припій не змочує деталі. Для видалення оксиду застосовують хімічні речовини, які називаються флюсами. Флюси поліпшують умови змочування поверхні металу, що паяється. Розплавленим припоєм захищають поверхню паяного металу та розплавленого припою від окислення при нагріванні та в процесі паяння розчиняють існуючі на поверхні металу та припою оксидні плівки.

Розрізняють флюси для м’яких і твердих припоїв, а також для паяння алюмінієвих сплавів нержавіючих сталей і чавуну.