7.6 Кузнечная сварка

В настоящее время кузнечная сварка применяется очень редко, ввиду наличия новых видов сварки для малоуглеродистых сталей до 0,3% С.

Перед сваркой металл нагревается до температуры близкой к температуре плавления, покрывание флюсом, после чего производится сварка за счет деформации. Прочность шва составляет порядка 60% прочности основного материала. В качестве флюса используется бура или смесь буры и кварцевого песка.

Основные способы сварки:

1. внахлест;

2. враструску;

3. встык;

4. вращеб.

7.7 Разработка технологии процессов свободной ковки

Включает следующие вопросы:

1. Разработка чертежа поковки и определение её массы.

2. Выбор массы и размеров заготовки.

3. Выбор основних, вспомогательных и отделочных кузнечных операций и их последовательности.

4. Выбор кузнечного оборудования и необходимого инструмента.

5. Установление режимов нагрева и охлаждения заготовок.

6. Определение состава рабочей силы, норм времени на выполнение операции, мероприятий по организации рабочего места и техники безопасности.

1. Чертёж поковки составляют на основании чертежа детали путём увеличения размеров на величину припуска для механической обработки, установки допусков на ковку и кузнечных напусков.

Необходимость припусков при ковке, объясняется:

1. наличием дефектного поверхностного слоя;

2. геометрической погрешностью формы поверхностей;

3. отношением размеров и отклонений формы поковки.

Дефектный слой поковок включает в себя:

1. обезуглероженный слой;

2. вмятины от окалины;

3. поверхностные трещины и складки;

4. волосины и трещины.

Абсолютные размеры припусков и допусков зависят от:

1. размеров деталей;

2. конфигурации поковки и её сечений;

3. исходного материала (химическое состояние);

4. качества и состояния оборудования и инструмента;

5. коробления поковки при термообработке.

Также как и припуски, допуски для штамповки поковок стандартизированы.

Чертеж поковки вычерчивается по тем же правилам что и штампованная. Единственное отличие при простановке размеров на чертеже поковки – под размерными линиями в скобках указывается номинальная величина детали.

На чертеже поковки проставляются только те размеры, которые необходимы для её изготовления. Если поковка имеет отверстие, то проставляются общие габаритные размеры, не проставляются между осями. Однако положение данных осей ориентируются.

2. Масса заготовки (слитка)

(7.12)

где – масса прибыльной части;

– масса донной части;

– масса угара;

– масса технологических обсечек.

Для слитков, изготавливаемых сверху с увеличенной надставкой: – для конструкционных сталей;

– для конструкционных легированных сталей.

Для слитков, отливаемых без утепления:

– для конструкционных сталей;

– для инструментальных сталей.

Масса данной части составляет (5÷7)% массы слитка для углеродистых сталей и (7÷10)% массы слитка для легированной стали.

Масса угара составляет (3÷3,5)% массы слитка за каждый нагрев и 1,5% за каждый подогрев металла.

Если ковка выполнена из проката, то масса на угар берётся в пределах (2÷2,5)% от массы поковки.

Масса технологических обсечек зависит от их характера. Определяется по нормалям и диаграммам, составленным по подобным поковкам.

Размеры заготовки при изготовлении поковки из слитка и из проката определяется по-разному. Основным признаком является масса и марка материала. Если масса поковки не превышает несколько сотен кг, а материалом является углеродистая сталь, то в качестве заготовки используют прокат. При массе поковки 700–800 кг применяются слитки. Если материал легированная сталь, то слитки уже используются для относительно мелких поковок с массой от 100 кг.

На выбор размеров заготовки влияет характер основной формообразующей операции при ковке (осадка и протяжка). Если в основу положена операция протяжки, заготовка выбирается исходя из требований на необходимую уковку. Если при ковке используется прокат, то поперечное сечение заготовки находится следующим образом:

(7.13)

Длина заготовки определяется из объёма и поперечного сечения:

(7.14)

Минимальная величина уковки для проката составляет 1,3–1,5.

При ковке из слитка последний выбирается по весу с необходимой вытяжкой. Перед вытяжкой выполняется осадка. Площадь поперечного сечения заготовки равна:

(7.15)

(7.16)

В основу положена операция осадки. Заготовка из проката выбирается по весу с учётом соотношения . Таким образом, диаметр заготовки определяется по формуле:

(7.17)

3. Выбор операций и их последовательность определяется:

1. формой и размерами поковки;

2. видом и размерами принятой заготовки;

3. исходной и окончательной макроструктурой.

Форма поковки характеризуется четырьмя признаками:

1. отношение длины поковки к толщине;

2. наличием или отсутствием в ней полостей;

3. наличием или отсутствием в поковке уступок или выемок;

4. прямолинейность или изогнутость главной её оси.

В соответствии с данными признаками создана классификация поковок и последовательность их изготовления. В соответствии с классификацией все поковки разделены на три группы, в соответствии с которой имеется перечень или последовательность их изготовления. Принятый вариант ковки должен создать в обработанном материале требуемую макроструктуру. При ковке проката необходимо учитывать материал исходной заготовки и направление волокон. Для обеспечения требуемой макроструктуры требования к технологии ковки сводится к одному – не допустить в результате ковки образование крупного зерна. Для этого нужно:

1. не подвергать длительному нагреву те части заготовки, которые в дальнейшем не подвергаются деформации;

2. избегать критических степеней деформации;

3. заканчивать ковку при температуре близкой к нижнему пределу;

Выбор кузнечных машин производится по наиболее тяжёлой операции технологического процесса, т. е. осадки.

Оборудование кузнечно–прессовых цехов разделяется на основное и вспомогательное. На основном оборудовании производится деформация заготовки и нагрев заготовки. Вспомогательное оборудование – это транспортные средства, разгрузочно-погрузочные машины и машины, служащие для манипулирования заготовкой в процессе ковки.

По своим конструктивным особенностям ковочные молоты делятся на:

1. одностоечные молоты без направления бабы с весом падающих частей до 1 тонны;

2. одностоечные молоты с направляющими бабы, что обеспечивает жесткость конструкции и более высокую точность конструкции;

3. арочные молоты. Вес падающих частей до 5 тонн, используются для изготовления тяжелых поковок;

4. Двухстоечные молоты мостового типа с массой падающих частей до 10 тонн.

Гидравлические ковочные прессы различаются по типу привода:

1. с насосным аккумуляторным приводом;

2. без аккумуляторного привода;

3. с приводом от паровоздушного мультипликатора.

По мощности они выполняются одностоечные, двухколонные или двухстоечные, четырехколонные, а также уникальные ковочные прессы.

Состав рабочей бригады зависит от типа оборудования и его мощности. При ковке на ковочных персах количество работающих человек 6–10 человек. При ковке на молотах бригада из 2–3 человек.

Все ковочные операции нормируются в соответствии с нормативными требованиями по выполнению той или иной операции ковки. Организация рабочих при ковке построена на основе агрегатирования. К агрегатам придается определенный набор универсального и специализированного инструмента и оборудования. В основу расположения оборудования в агрегатах положено взаимное расположение печи и основного оборудования молота или пресса.