Классификация видов сварки. В зависимости от характера вводимой энергии все сварочные процессы (сварку, пайку, резку) можно отнести к термическим, термомеханиче­ским и механическим методам.

При термических методах сварки с помощью внешнего источника нагрева кромки расплавляются, образуя так называемую сварочную ванну.

После прекращения поступления теплоты к сварочной ванне (удаление источника теплоты или его отключение) происходит быстрое охлаждение и последующая кристаллизация расплавленного металла при максимальном теплоотводе в стенки ванны. Процесс кристаллизации заканчивается образо­ванием монолитного шва, который связывает свариваемые детали в единое целое.

При механических методах сварки необходимо приложить давле­ние, под влиянием которого в месте сварки возникают значительные упругопластические деформации, вызывающие разрушение оксидной пленки, смя­тие микронеровностей, обеспечение физического контакта и образование между атомами прочных связей, соответствующих связям при расстоянии между ними, равном параметру кристаллической решетки.

При термомеханических методах сварки металл в месте соеди­нения деталей нагревается от внешних источников теплоты до температуры плавления или пластического состояния. Нагревание позволяет снизить удельное давление, уменьшить величину минимальной относительной де­формации, необходимой для сварки.

В соответствии с термодинамическим определением процессов сварки основными признаками для их классификации должны служить: форма вво­димой энергии, наличие давления и вид инструмента — носителя энергии, на основании чего классифицируются виды сварки (см. таблицу).

Классификация видов сварки

Виды сварки	Класс
	Термический	Термомеханический	Механический
	Дуговая Электрошлаковая Электронно-лучевая Плазменная Ионно-лучевая Тлеющим разрядом Световая Индукционная Газовая Термитная Литейная	Контактная Диффузионная Индукционно-прессовая Газопрессовая Дугопрессовая Шлакопрессовая Термокомпрессионная Печная	Холодная Взрывом Ультразвуковая Трением Магнитно-импульсная

Кроме того, сварку классифицируют и по другим признакам:

а) способу защиты металла в зоне сварки (сварка на воздухе, в вакууме, в защитном газе, под флюсом и т. п.);

б) непрерывности сварки (непрерывные и прерывистые, т. е. импульс­ные процессы);

в) степени механизации (ручная, механизированная, автоматическая);

г) технологическим (вид электрода или дуги, род сварочного тока, по­лярность, тип и количество электрических дуг и т. п.).

В настоящее время около 70% всех сварочных работ выполняются ме­тодами плавления. Для плавления применяют следующие источники тепло­ты: дуговые, плазменно-дуговые, электронно- и ионно-лучевые, световые, индукционные, электрошлаковые и др.

Пайка – процесс получения неразъемного соединения заготовок без их расплавления путем смачивания поверхностей жидким припоем с последующей его кристаллизацией. Расплавленный припой затекает в специально создаваемые зазоры между деталями и диффундирует в металл этих деталей. Протекает процесс взаимного растворения металла деталей и припоя, в результате чего образуется сплав, более прочный, чем припой.

Образование соединения без расплавления основного металла обеспечивает возможность распая соединения.

Качество паяных соединений (прочность, герметичность, надежность и др.) зависят от правильного выбора основного металла, припоя, флюса, способа нагрева, типа соединения.

Припой должен хорошо растворять основной металл, обладать смачивающей способностью, быть дешевым и недефицитным. Припои представляют собой сплавы цветных металлов сложного состава с различными температурами плавления.

Припои изготавливают в виде прутков, листов, проволок, полос, спиралей, дисков, колец, зерен, которые укладывают в место соединения.

При пайке применяются флюсы для защиты места спая от окисления при нагреве сборочной единицы, обеспечения лучшей смачиваемости места спая расплавленным металлом и растворения металлических окислов. Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя. Флюсы могут быть твердые, пастообразные и жидкие. Для пайки наиболее применимы флюсы: бура, плавиковый шпат, борная кислота, канифоль, хлористый цинк, фтористый калий.

Пайку точных соединений производят без флюсов в защитной атмосфере или в вакууме.

В зависимости от способа нагрева различают пайку газовую, погружением (в металлическую или соляную ванну), электрическую (дуговая, индукционная, контактная), ультразвуковую.

В единичном и мелкосерийном производстве применяют пайку с местным нагревом посредством паяльника или газовой горелки.

В крупносерийном и массовом производстве применяют нагрев в ваннах и газовых печах, электронагрев, импульсные паяльники, индукционный нагрев, нагрев токами высокой частоты.

Процесс пайки включает: подготовку сопрягаемых поверхностей деталей под пайку, сборку, нанесение флюса и припоя, нагрев места спая, промывку и зачистку шва.

Детали для пайки тщательно подготавливаются: их зачищают, промывают, обезжиривают.

При возможности предусматриваются средства механизации – полуавтоматы и автоматы для газовой, электрической пайки.

Основы размерной обработки заготовок деталей машин.

В теме рассматриваются современные и прогрессивные технологические мето­ды формообразования поверхностей деталей машин точением, сверлением, фрезе­рованием, протягиванием, шлифованием, отделочными, электрофизическими и другими методами обработки. Методы обработки определяют точность изготовле­ния, шероховатость поверхности и физико-механические свойства поверхностного слоя деталей, которые имеют большое значение для достижения высоких эксплуа­тационных показателей изделий, определяющих надежность машин. Одной из задач машиностроения является развитие, совершенствование и разработка новых технологических методов обработки заготовок деталей машин.

Ознакомьтесь с условной классификацией технологических методов обработ­ки заготовок деталей машин, которые наиболее широко применяют в промышлен­ности.

Основы механической обработки резанием. Изучите кинематику процесса резания, т.е. движения, необходимые для формообразования поверхностей заготовок в процессе обработки.

Для осуществления процесса резания режущему инструменту и заготовке необходимо сообщить относительные движения. Движе­ния, обеспечивающие среза­ние с заготовки слоя металла или вызы­вающие изменение состояния обработанной поверхности заготовки, называют основными. К ним относят главное движение и движение подачи. Движение, определяющее скорость деформирования и отде­ле­ния стружки, называют главным движением. Движения, обеспечи­вающие врезание режущей кромки инструмента в материал заго­товки, называют движением подачи. Скорость главного движения обозначают V, подачу s.

Графическим изображением процесса формообразования по­верхности служит схема обработки, на которой условно изображают обрабатываемую заготовку, ее установку и закрепление на станке с указанием положения инструмента относи­тельно заготовки и основ­ных движений.

Основные движения являются формообразующими - они вос­производят производящие линии (образующую и направляющую) при обработке поверхностей в процессе резания. Обработка загото­вок деталей машин реализует три основных кинематических метода формообразования поверхностей: копирование, следов, обкатки (огибания). Изучите сущность этих методов формообразования по­верх­ностей. При методе копирования образующей обрабатываемой поверхности служит форма режущей кромки инструмента. При ме­тодах следов и обкатки как образую­щая, так и направляющая обраба­тываемой поверхности воспроизводятся кинемати­чески согласован­ными движениями заготовки и инструмента.

Изучите составляющие режима резания: скорость резания, по­дачу и глубину резания, обозначения и единицы измерения.

На примере токарного резца рассмотрите элементы и геомет­рию режущего инструмента. Для определения углов резца необхо­димо знать поверхности на обра­батываемой заготовке и координат­ные плоскости.

Обратите внимание на влияние углов резца на процесс резания и качество об­работанной поверхности.

Ознакомьтесь с физической сущностью процесса резания как процесса упругопластического деформирования материала заго­товки, сопровождающегося ее раз­рушением и образованием стружки.

Рассмотрите физические явления, сопровождающие процесс упругопластического деформирования срезаемого слоя материала при формообразовании поверх­ностей резанием: наростообразование, трение, тепловыделение, износ инструмента. Особое внимание обратите на влияние этих явлений на качество обработки.

Применение различных смазочно-охлаждающих сред оказывает благоприятное влияние на процесс резания и качество обработки.

Ознакомьтесь с понятием точность и качество обработанной поверхности. Чем выше требования, предъявляемые к точности и качеству поверхностей, тем дли­тельнее процесс обработки заготовки и сложнее технологический процесс изготов­ления. Качество обработанных поверхностей определяет надежность и долговеч­ность деталей и машин в целом.

Металлорежущие станки. В основу классификации станков поло­жен технологический метод обработки. По принятой классификации станки разделены на десять групп, а каждая группа на десять типов. Особое место в стан­костроении занимают станки с программным управлением и многооперационные (обрабатывающие центры).

Понятие о размерных рядах, типоразмерах и дополнительной классификации. Понятие о кинематике станков. Изучите рекомендации по назначению и областям применения различных типов станков.

Основы физико-химических методов размерной обработки.

Ознакомьтесь с физической сущностью электрофизических и электрохими­ческих методов обработки, которые применяют для обработки высокопрочных, весьма вязких, токопроводящих материалов, неметаллов и других труднообраба­тываемых материалов.

Электроэрозионные методы обработки: электроискровая, электроимпульсная, анодно-механическая, электроконтактная - основаны на явлении электрической эрозии - разрушении материалов под действием непрерывных электрических раз­рядов. Обратите внимание на электроды, которые изготовляют по форме обрабаты­ваемых поверхностей.

Электрохимические методы обработки (электрохимическое полирование, электрохимическая размерная обработка, электроабразивная и электроалмазная) основаны на явлении анодного растворения металла заготовки при электролизе.

Анодно-механическая обработка основана на сочетании электротермических и электрохимических процессов и занимает промежуточное место между электро­эрозионными и электрохимическими методами.

Изучая формообразование поверхностей светолучевыми методами, отметьте, что обработка электронным лучом основана на местном нагреве поверхности металла за счет бомбардировки обрабатываемой поверхности потоком электро­нов, сфокусированных электромагнитными линзами.

Светолучевая (лазерная) обработка основана на использовании оптических квантовых генераторов света и заключается в местном нагреве поверхности метал­ла фотонами, сфокусированными оптическими линзами.

Обработка плазменной струёй основана на использовании высокой температу­ры плазмы, получаемой в плазмотронах и направленной на обрабатываемую по­верхность.