Задание №3

Расчет расхода и стоимости электродов и электроэнергии, необходи­мых для получения 1 п.м. сварного шва.

Масса наплавленного металла:

m_{нпл. мет.}=ρ×S×L

S=S₁+ S₂ +S₃ +S₄

S₁=7×3=21 мм²

S₂=(7-2)²×0,5=12,5 мм²

S₃=4×1=4 мм²

S₄=12×1=12 мм²

S=21+12,5+4+12=49,5 мм² =0,495 см²

m_{нпл. мет.}= 7,8×10^-3 ×0,495×100=0,386 кг

Масса электродной проволоки:

m_пр=(λ× m_{нпл. мет} )/(1-ψ)

m_пр1234=(1,12× 0,386)/(1-0,2)=0,54 кг

m_пр5=(1,12× 0,386)/(1-0,05)=0,455 кг

Расход электродов:

m_эл=m_пр ×(1+0,9К)

m_эл123=0,54 ×(1+0,9×0,35)=0,71 кг

m_эл4=0,54 ×(1+0,9×0,55)=0,81 кг

m_эл5=0,455 ×(1+0,9×0,35)=0,6 кг

Расход электроэнергии:

Р=(β×W× m_{нпл. мет})/η

Р₁=(1,02×3,4× 0,386)/0,8=1,67 кВт/ч

Р₂=(1,10×3,3× 0,386)/0,5=2,8 кВт/ч

Р₃=(1,10×3,2× 0,386)/0,5=2,72 кВт/ч

Р₄=(1,05×2,8× 0,386)/0,5=2,27 кВт/ч

Р₅=(1,10×2,7× 0,386)/0,5=2,3 кВт/ч

Вывод: Суммарные затраты на производство 1 погонного метра сварного шва различаются незначительно. Выбор электродов следует производить ис­ходя из необходимых условий (химического состава, механических свойств, положения в пространстве сварного шва, технологических особенностей сварки и режимов эксплуатации сварных изделий).

№	Марка элек­трода	Род тока	mнпл. мет, кг	mпр, кг	mэл, кг	Стоимость электродов, руб	Расход электро­энергии, кВт	Стоимость электроэнергии, руб	Суммарные затраты, руб
1	ОММ-5	переменный	0,386	0,54	0,71	48,56	1,67	5,61	54,17
2	МЭЗ-0.4	постоянный	0,386	0,54	0,71	46,72	2,8	9,41	56,13
3	ЦМ-7	постоянный	0,386	0,54	0,71	44,82	2,72	9,14	53,96
4	ЦМ-7С	постоянный	0,386	0,54	0,81	56,46	2,27	7,63	64,09
5	УОНИ 13/55	постоянный	0,386	0,455	0,6	36,90	2,3	7,73	44,63

Задание №4

Порошковая металлургия. Прессование в пресс-формах.

Прессование представляет собой формирование металлического порошка путём приложения давления к порошку, находящемуся в закрытой форме или оболочке. При формовании в собранную и установленную на плиту пресса пресс-форму засыпается порция порошковой смеси и устанавливается пуансон, через который от пресса на порошковую смесь передается соответствующее давление и под действием усилия начальный объём сыпучей порошковой смеси уменьшается, происходит деформирование её и формируется брикет, называе­мый прессовкой, заданной формы и размеров. После выдержки при заданном давлении нагрузка снимается, и спрессованная заготовка выталкивается из пресс-формы. Прессование в закрытых пресс-формах может быть односторон­ним, когда усилие прессования прикладывается к одной из торцовых поверхно­стей будущей прессовки или двухсторонним - при приложении усилия прессо­вания с двух сторон.

Изменение объёма порошковой массы происходит в результате смещения и деформации отдельных частиц и связано с заполнением пустот, образовав­шихся при свободной насыпке порошка, при которой частицы в полости пресс-формы располагаются хаотически, образуя так называемые мостики или арки.

Для пластичных металлов деформация вначале ограниченна приконтакт­ными участками малой площади, а затем распространяется вглубь частиц. В случае хрупких материалов деформация проявляется в разрушении и дробле­нии выступов на поверхности частиц.

При прессовании различных материалов величина давления, необходи­мого для достижения определенной плотности прессовок, будет различной. Чем пластичнее материал порошка, тем при более низких давлениях начинается уп­лотнение порошков за счет деформации частиц.

В реальных условиях в процессе прессования происходит наложение ука­занных стадий уплотнения, протекающих практически одновременно. Так, де­формация некоторых частиц начинается уже при малых давлениях и в то же время движение отдельных частиц имеет место при значительных нагрузках.

Разработанные способы прессования порошков позволяют получать про­дукцию, начиная от готовых изделий и кончая заготовками любой формы и размеров.

Основными способами формования изделий из металлических порошков являются:

- прессование в пресс-формах;

- изостатическое прессование;

- прокатка порошков;

- мундштучное прессование;

- шликерное формование;

- динамическое прессование.

Прессование в пресс-формах наиболее распространено в связи с тем, что оно обеспечивает получение деталей, которые практически не подвергаются механической обработке.

Прессование в пресс-формах может быть односторонним и двухсторон­ним. Одностороннее прессование применяется при изготовлении изделий про­стой конфигурации, у которых отношение длины или высоты к диаметру или толщине не превышает 3.

Размеры прессуемого изделия в направлении, перпендикулярном на­правле6нию прессования, определяются размерами полости пресс-формы и яв­ляются для данной пресс-формы стабильными. Размер в направлении прессова­ния (по высоте) может меняться при каждом очередном прессовании.

Получение изделия заданной высоты можно обеспечить либо прессова­нием с использованием ограничителей высоты (так называемое прессование до упора), когда ход плунжера пресса ограничивается специальными ограничите­лями, либо путем контроля давления прессования по индикатору или мано­метру. Прессование до упора обеспечивает высокую производительность и по­лучение изделий с размерами, которые зависят от колебаний характеристик по­рошка вследствие влияния последних на упругое последействие. Метод прессо­вания по давлению основывается на наличии точного соответствия между при­ложенным давлением и плотностью спрессованного брикета для каждого сорта порошка.

Операция прессования из-за специфических особенностей накладывает ограничения на форму и размеры прессуемых изделий. Например, невозможно получить изделия с боковыми впадинами, которые приходится изготавливать дополнительной механической обработкой. Отверстия, перпендикулярные на­правлению прессования, необходимо высверливать после операций прессова­ния и спекания.

Наиболее распространенными видами брака спрессованных брикетов яв­ляются расслойные трещины (расслой) и осыпание граней. Причинами расслоя являются неправильный режим прессования (высокое давление прессования при использовании непластичных порошков с большим упругим последейст­вием), неправильная конструкция пресс-формы и плохо обработанные стенки её, неравномерная засыпка шихты в полость матрицы и другие факторы.

При горячем прессовании используются графитовые пресс-формы или пресс-формы из жаропрочных сталей. В этом случае процесс прессования обычно совмещается со спеканием, так как применяемые температуры горячего прессования составляют 0,5 - 0,8 от Т_пл основного компонента смеси.