- •ВВЕДЕНИЕ
- •2. ОСНОВЫ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
- •2.1. Теоретические основы производства отливок
- •2.2. Формовочные материалы
- •2.3. Литье в разовые песчано-глинистые формы
- •2.4. Разработка чертежей отливок
- •2.5. Определение размеров припусков на механическую обработку
- •2.6. Расчет литниковой системы
- •2.7. Литье под давлением
- •2.8. Кокильное литье
- •2.9. Центробежное литье
- •2.12. Литье по газифицируемым моделям
- •2.13. Литье по ледяным моделям
- •2.14. Особенности изготовления отливок из различных сплавов
- •3. ОСНОВЫ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
- •3.1. Сущность процессов обработки материалов давлением
- •3.2. Процессы прокатки
- •3.3. Прессование металлов
- •3.4. Волочение
- •3.5. Процессы свободной ковки
- •3.6. Процессы точной объемной штамповки
- •3.6.1. Выбор методов и способов производства заготовок объемной штамповкой
- •3.6.2. Разработка технологии открытой объемной штамповки
- •3.6.3. Определение класса точности поковки
- •3.6.4. Определение группы стали
- •3.6.6. Определение исходного индекса
- •3.6.8. Определение допусков на размеры поковки
- •3.6.9. Разработка чертежа холодной поковки
- •3.6.10. Назначение напусков
- •3.6.11. Разработка чертежа горячей поковки
- •3.6.12. Определение размеров исходной заготовки
- •3.7. Горячая раскатка кольцевых заготовок
- •3.8. Штамповка на термических прессах
- •3.9. Процессы листовой штамповки
- •3.10. Штамповка бризантными взрывчатыми веществами
- •3.11. Штамповка горючими газовыми смесями
- •3.12. Магнитно-импульсная обработка металлов
- •3.13. Электрогидроимпульсная штамповка
- •4.1. Классификация металлорежущих станков
- •4.2. Особенности технологии резания материалов
- •4.4. Способы и инструмент обработки отверстий
- •4.5. Способы и инструмент обработки фрезерованием
- •4.6. Способы и инструмент для строгания поверхностей
- •4.7. Способы и инструмент обработки шлифованием
- •4.8. Отделочные методы обработки поверхностей
- •5.1. Сущность процессов сварки
- •5.2. Ручная дуговая сварка стали
- •5.3. Дуговая сварка под флюсом
- •5.4. Дуговая сварка в среде защитных газов
- •5.5. Газовая сварка
- •5.6. Контактная электрическая сварка
- •5.7. Свариваемость сталей
- •5.8. Специальные термические процессы при сварке
- •5.9. Пайка металлов
- •6.1. Общая характеристика неметаллических материалов
- •6.2. Основы технологии производства изделий из пластмасс
- •6.3. Основы технологии производства изделий из резины
- •6.4. Характеристика композиционных материалов
- •6.5. Механизмы упрочнения композиционных материалов
- •6.6. Назначение и характеристика порошковых, дисперсно-упрочненных композиционных материалов
- •6.7. Волокнистые композиционные материалы
- •7. ТЕХНОЛОГИИ И ОСНАСТКА ХОЛОДНОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ
- •7.1. Особенности холодной объемной штамповки
- •7.3. Способы формообразования, особенности технологии получения изделий стержневого типа, схемы инструмента
- •7.4. Штамповая оснастка для процессов выдавливания
- •7.5. Материалы инструмента для холодного деформирования
- •КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
- •Контрольные вопросы к разделу 1
- •Контрольные вопросы к разделу 2
- •Контрольные вопросы к разделу 3
- •Контрольные вопросы к разделу 4
- •Контрольные вопросы к разделу 5
- •Контрольные вопросы к разделу 6
- •Контрольные вопросы к разделу 7
5.5. Газовая сварка
ущность процесса: используется теплота реакций окисления горючих газов в струе кислорода.
В качестве горючего газа, как правило, применяется ацетилен |
|
С |
достоинства перед другими горючими |
( 2H2), так как он имеет |
|
газами: температуру в зоне |
пламени (3150–2000 оС); наибольший |
тепловой эффект при сгорании 1 м3 газа.
Зона макс мальной температуры находится на расстоянии
свариваемых бзаготовок 1 расплавляются, а зазор между ними
3–5 мм от ядра пламени. Оплавление металла происходит в этой зоне.
хема газовой сварки приведена на рис. 5.8. Место соединения нагревают до расплавления высокотемпературным газовым
пламенем. При нагреве газосварочным пламенем 4 кромки
заполняется пр садочным металлом 2, который вводят в пламя горелки 3 звне. Газовое пламя получают при сгорании горючего газа в атмосфере техническиАчистого кислорода.
Кислород, используемый для сварочных работ, поставляют к месту потребления в стальных аллонах под давлением 15 МПа. Баллоны окрашивают в голу ой цвет с черной надписью «Кислород».
Ацетилен получают в специальных аппаратах – газогенераторах – при взаимодействии воды с карбидом кальция:
Д При разложении 1 кг карбида кальция образуетсяИ250 – 300 дм3
СаС2 + 2Н2O = Са(ОН)2 + С2H2.
ацетилена. Ацетилен взрывоопасен при избыточном давлении свыше 0,175 МПа, хорошо растворяется в ацетоне (в одном объеме ацетона при давлении 0,15 МПа растворяется 23 объема ацетилена). Последнее свойство используют для его безопасного хранения в баллонах. Конструкция ацетиленовых баллонов аналогична конструкции кислородных баллонов. Их окрашивают в белый цвет и делают на них красной краской надпись «Ацетилен».
Для газовой сварки применяют горелки, действующие по принципу инжектора: поток кислорода O2 засасывает ацетилен С2H2. Такие горелки наиболее безопасны. Они имеют сменные наконечники с различными диаметрами выходных отверстий
243
инжектора и мундштука, что позволяет регулировать мощность ацетилено-кислородного пламени.
Регулируя количество ацетилена и кислорода, поступающих в горелку, можно получить нормальное, восстановительное и окислительное пламя, характер которого выбирают в зависимости от свариваемого металла.
Для газовой сварки сталей присадочную проволоку выбирают в зависимости от состава сплава свариваемого металла. Для сварки
чугуна пр меняют специальные литые |
|
|
|||||||
чугунные |
стержни, |
для |
наплавки |
|
|
||||
|
х покрыт й – литые стержни |
|
|
||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|||
из твердых сплавов. Для сварки цветных |
|
|
|||||||
металлов |
некоторых |
специальных |
|
|
|||||
сплавов |
спользуют |
флюсы, |
которые |
|
|
||||
могут быть в в де порошков и паст. |
|
|
|
||||||
износостойк |
|
|
|
|
|||||
В связи с тем, что ацетилен является |
|
|
|||||||
взрывоопасным газом, в начале сварки |
|
|
|||||||
открывают кислородный вентиль, |
затем |
Рис. 5.8. Схема газовой |
|||||||
зажигается |
спичка и |
только после этого |
|||||||
|
сварки |
||||||||
открывается ацетиленовый вентиль. В |
|
|
|||||||
конце сварки |
нао орот: |
вначале |
закрывается |
ацетиленовый |
|||||
вентиль, а потом |
кислородный. |
|
|
|
|
||||
При газовой сварке заготовки нагреваются более плавно, чем |
|||||||||
|
бА |
|
|||||||
при дуговой; это и определяет основные области ее применения: для |
|||||||||
сварки металлов малой толщины (0,2 – 3 мм); легкоплавких цветных |
металлов и сплавов; для металловДи сплавов, требующих постепенного нагрева и охлаждения, напримерИинструментальных сталей, чугуна, латуней; для пайки и наплавочных работ; для подварки дефектов в чугунных и бронзовых отливках.
5.6. Контактная электрическая сварка
Контактная электрическая сварка относится к видам сварки с кратковременным нагревом места соединения без оплавления или с оплавлением и осадкой (сдавливанием) разогретых заготовок.
Характерная особенность этих процессов – пластическая деформация, в ходе которой формируется сварное соединение. Таким
244
образом, контактная сварка относится к термомеханическому классу сварки.
Место соединения разогревается проходящим по металлу электрическим током, причем максимальное количество теплоты
выделяется в месте сварочного |
контакта. |
Поверхности стыка даже |
|||||||||
после тщательной обработки заготовки соприкасаются только в |
|||||||||||
отдельных точках (рис. 5.9). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
В связи с эт |
м действительное сечение металла, |
через которое |
|||||||||
проход т ток, резко уменьшается. Кроме того, на поверхности |
|||||||||||
свариваемого металла имеются пленки оксидов и загрязнения с |
|||||||||||
малой электропроводимостью, которые также увеличивают |
|||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
электросопрот влен е контакта. В результате в точках контакта |
|||||||||||
металл |
нагревается |
до |
термопластического |
состояния или |
|||||||
оплавлен я. |
непрерывном |
сдавливании |
нагретых |
заготовок |
|||||||
образуются новые точки соприкосновения, т. е. сварка деталей. |
|||||||||||
При |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Рис. 5.9. Физический контакт |
|
|
|
|
|||||
|
бА |
|
|
|
|||||||
Контактную |
сварку классифицируют |
по |
типу |
сварного |
|||||||
соединения, определяющего |
вид сварочной |
машины: |
стыковую, |
||||||||
точечную и шовную. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Стыковая сварка |
– разновидность контактной сварки, при |
||||||||||
которой |
заготовки |
|
Д |
||||||||
свариваются |
по |
всей |
поверхности |
соприкосновения. И Свариваемые заготовки закрепляют в зажимах стыковой
машины (рис. 5.10). Зажим 3 установлен на подвижной плите 4, перемещающейся в направляющих, зажим 2 укреплен на неподвижной плите 1. Сварочный трансформатор соединен с плитами гибкими шинами и питается от сети через включающее устройство. Плиты перемещаются, и заготовки сжимаются под действием усилия Р, развиваемого механизмом осадки.
245
Для правильного формирования сварного соединения необходимо, чтобы процесс протекал в определенной последовательности. Совместное графическое изображение тока и давления, изменяющихся в процессе сварки, называют циклограммой
сварки. |
|
|
|
|
|
|
|
С |
сварку |
с |
|
||||
тыковую |
|
|
|||||
разогревом стыка до пластического |
|
||||||
состоян я |
последующей осадкой |
|
|||||
называют сваркой сопротивлением, |
|
||||||
соединяют |
|
|
|||||
а при разогреве торцов заготовок до |
|
||||||
оплавлен я |
последующей осадкой |
|
|||||
– сваркой оплавлен ем. |
|
|
|
||||
варкой |
|
сопротивлением |
|
||||
|
больших |
|
|||||
|
|
|
заготовки |
из |
|
||
низкоуглерод |
стых, |
низколеги- |
|
||||
рованных конструкц онных сталей, |
|
||||||
алюмин евых |
|
медные сплавов |
|
||||
малого сечения |
|
А |
|||||
(до 100 |
мм2), |
так |
Рис. 5.10. Схема контактной |
||||
как при |
|
|
|
сечениях нагрев |
стыковой сварки |
будет неравномерным.
При стыковой сварке с оплавлением детали закрепляют в зажимах машины с зазором, затем подключают электрическое напряжение. После этого детали сближают и в отдельных точках их контакта проходит электрический ток высокой плотности. Зона
соединения деталей при этом расплавляется. |
|
|
||||
Наиболее распространенными |
изделиями, изготовляемыми |
|||||
|
|
|
|
И |
||
стыковой сваркой, являются элементы трубчатых конструкций, |
||||||
колеса и кольца, инструмент, рельсыД, железобетонная арматура. |
||||||
Точечная сварка – разновидность контактной сварки, при |
||||||
которой |
соединяемые |
детали свариваются |
поверхностями их |
|||
касания в |
точках (зонах), сжатых электродами. При точечной сварке |
|||||
заготовки собирают внахлестку и зажимают с усилием Р между |
||||||
двумя электродами, подводящими ток к месту сварки (рис. 5.11). |
||||||
Соприкасающиеся |
с |
медными |
электродами |
поверхности |
свариваемых заготовок нагреваются медленнее их внутренних слоев. Нагрев продолжают до пластического состояния внешних слоев и до расплавления внутренних слоев. Затем выключают ток и снимают давление. В результате образуется литая сварная точка. Некоторые
246
типы сварных соединений, выполняемых точечной сваркой, |
|
показаны на рис. 5.12. Точечную сварку применяют для |
|
изготовления изделий из низкоуглеродистых, углеродистых, |
|
низколегированных и высоколегированных сталей, алюминиевых и |
|
медных сплавов. Толщина свариваемых металлов составляет 0,5 – 5,0 |
|
С |
|
мм. |
|
и |
|
бА |
|
|
Рис. 5.12. Типы сварных |
Р с. 5.11. Схема |
соединений точечной сварки |
контактной точечной сварки: |
|
1– листы металла; 2 – электрод |
|
Шовная (роликовая) сварка – разновидность контактной сварки, при которой между свариваемыми деталями образуется непрерывный шов путем непрерывногоДили прерывистого пропускания тока между вращающимися роликами. В процессе шовной сварки листовые заготовки 1 соединяют внахлестку, зажимают между электродами 2 (рис. 5.13) и пропускают ток. При движении роликов 2 по заготовкам 1 образуются перекрывающие друг друга сварные точки, в результате чего получается сплошной
герметичный шов. |
И |
|
Рис. 5. 13. Схема установки шовной сварки
247