9.3 Питання та завдання для самоперевірки

І) Який процес називається газовим зварюванням?

2) Які горючі гази застосовують при зварюванні?

3) Як одержують ацетилен?

4) Яка будова полум'я зварювального пальника?

5) Наведіть перелік та призначення апаратури для зварювання і

паяння.

6) Класифікація ацетиленових генераторів.

7) Призначення водяного затвора.

8) Назвіть умови зберігання ацетилену в балонах.

9) Вкажіть призначення й будову зварювальних пальників.

10) Поясніть технологію газового зварювання.

11) Поясніть процес газокисневого різання.

9.4 Порядок виконання роботи

Самостійно та під керівництвом викладача і майстра навчання ознайомитись із будовою й роботою апаратури для газового зварювання і вогневого різання металів, використовуючи літературу, плакати, слайди, схеми та макети. При цьому вивчити будову обладнання: ацети­ленового генератора, водяного замикача, кисневого балона, редукторів, зварювальних пальників і кисневих різаків.

Вивчити за плакатом будову ацетиленокисневого полум'я.

9.5 Зміст звіту

У звіті за даною роботою необхідно:

- вказати мету роботи;

- дати визначення газового зварювання і вогневого різання;

- навести перелік горючих газів;

- описати технологію одержання ацетилену;

- перелічити апаратуру для зварювання й різання та вказати її призначення;

- навести схему зварювального пальника, схему ацетиленового гене­ратора системи ВВ;

- дати перелік матеріалів, які підлягають газовому зварюванню і різанню:

- вказати галузь використання газового зварювання і різання;

- навести схему будови газокисневого полум’я (рисунок 9.7).

Рисунок 9.7 - Схема будови газового полум'я: І - ядро полум'я; 2 - відновлювальна зона; 3 - окислювальна зона

Лабораторна робота № 10_____________________________________________

Вплив стану поверхні металу, що паяється, на змочування і розтікання припою

Мета роботи - розширити та поглибити знання про вплив деяких технологічних факторів на змочування й розтікання припою по поверхні, що паяється, і набути навички з виконання паяння.

10.1 Теоретичні відомості

Паяння - це процес одержання нероз'ємного з'єднання матеріалів при нагріванні нижче температури автономного розплавлювання при змочуванні, розтіканні та заповненні проміжку між ними розплавленим припоєм і наступною кристалізацією рідкої фази з утворенням спаю (ГОСТ 17325-79).

Паяння як процес визначається такими основними факторами:

- фізичними: температурою, тиском;

- фізико-хімічними: характером фізико-хімічної взаємодії припою і матеріалу, що паяється; впливом середовищ, які флюсують, на метал, котрий паяється; умовами та характером кристалізації при паянні;

- конструктивними: типом і геометричними параметрами паяного з'єднання;

- технологічними: підготовкою поверхні металу, що паяється, збиранням, способом видалення окислів та способом нагрівання, температурно-тимчасовим режимом паяння, обробленням з'єднань після паяння.

Основною умовою здійснення паяння є забезпечення взаємодії припою з металом, що паяється. Це досягається в тому випадку, коли рідкий припій змочує метал, що паяється.

Змочування - це явище, що відбувається в результаті адгезійної взаємодії між твердими і рідкими фазами, які знаходиться в контакті , це властивість рідини мимовільно утворювати в місці контакту характерні для контактуючих речовин міжатомні зв'язки за рахунок зменшення вільної поверхневої енергії.

Здатність рідини змочувати поверхню твердого тіла оцінюють за крайовим кутом змочування θ , утвореним дотичною площиною до поверхні краплі в точці, що лежить на лінії контакту трьох фаз, та площиною твердого тіла (рисунок 10.1).

Рівноважне положення краплі визначається співвідношенням сил поверхневого натягу, котрі діють по контурі краплі на межі розділення фаз. При рівновазі на одиницю довжини контуру краплі будуть діяти сили, чисельно рівні значенням поверхневого натягу: між середовищем і твердим тілом – σ_ст , між рідким припоєм і середовищем – σ_сж,, між твердим тілом та рідким припоєм - σ_тж.

Рисунок 10.I - Умова рівноваги краплі рідкого припою на поверхні твердого тіла

Умова рівноваги рідини на поверхні твердого тіла (рівняння Юнга) -

σст - σсж cos θ – σтж = 0;

(10.1)

cos θ = (σст – σтж ) / σсж.

(10.2)

При гарному змочуванні крайовий кут θ менше 90⁰, а cos θ> 0 ; при поганому змочуванні θ>90°, a cos θ<O .

Якщо при θ = 0 σ_cт > σ_тж+σ_cж, то рідина без обмежень розтікається по поверхні тіла, утворюючи тонку плівку; таке явище називають повним змочуванням.

Крайовий кут змочування є комплексним, результуючим, узагальненим показником змочування, в'язкості рідини й дифузії контактуючих речовин. Він залежить від багатьох факторів: стану поверхні, температури, складу газового середовища, його тиску. Наявність забруднень і окислів на поверхні твердого тіла знижує значення σ_cт та, як наслідок, погіршує змочування.

Для одержання спаю необхідно видалити з поверхні металів окисну плівку і забезпечити найбільш повне змочування припоєм металу, що паяється. Відомі три основних способи хімічного руйнування окислів: дисоціацією, відновленням металу з окислів; зв'язуванням окислів у летучі або нелетучі хімічні сполуки, які легко видаляються. Розкладання окислів на поверхні, що паяється, відбувається нерівномірно, у результаті чого під час паяння насамперед оголюються окремі ділянки поверхні. Для попередження повторного окислювання таких поверхонь вони повинні бути ізольовані від контакту з повітрям. Це може бути досягнуто шляхом захисту їх шаром рідкого флюсу, припою, переміщенням виробу, що паяється, в атмосферу інертного газу, відбудовну атмосферу або вакуум.

Окисна плівка при флюсовому паянні видаляється флюсами. Флюсом називається неметалічна речовина, застосовувана для видалення адсорбованого кисню або окисної плівки з поверхні металу, котрий паяється, та припою і для запобігання утворення останньої при паянні на повітрі, для зміни поверхневого натягу рідкого припою.

Важливою технологічною умовою паяння є забезпечення розтікання припою по поверхні деталей, що паяються.

Розтікання рідини є результатом змочування.

Мірою розтікання при повному змочуванні може бути величина

А = σст - (σсж + σтж)

(10.3)

Критерієм оцінки розтікання є прийнятий умовно коефіцієнт розтікання, який дорівнює відношенню площі, зайнятої припоєм після його розплавлювання і розтікання Sр , до площі, зайнятою припоєм до його розплавлювання S₀

Kp=Sp/S0

(10.4)

Змочування і розтікання припою оцінюють експериментально, розплавляючи на поверхні пластини металу відповідного припою і вимірюючи площу розтікання краплі і крайовий кут змочування.