ТКМ
.pdf
59
Механизация процесса в свою очередь способствует также стабильности формирования сварного шва и стабильности горения сварочной дуги (принцип саморегулирования длины дуги).
Толщина листа Н, мм
Глубина провара h=0,6 H, мм
Площадь сечения сварного шва
FШВ=f(h), мм2
Сила сварочного тока, IСВ f(h), А
I СВ |
100 h |
, А |
|
1,2 |
|||
|
|
Диаметр сварочной проволоки dПР, мм dПР=(0,5-10) мм
Плотность сварочного тока i=40-160 А/мм2
Скорость подачи сварочной проволоки
V П = |
4 К Р I C В |
, мм/ч |
πd 2 ПР ρ |
ρ =7,8 г/см3 (плотность низкоуглеродистой стали)
Коэффициент наплавки КН, г/А·ч, Коэффициент расплавления КР, г/А·ч,
КН≈КР=14-16 г/А·ч
Скорость сварки
V СВ |
= |
К Н |
I C В |
, мм/ч |
|
F ШВ |
ρ |
||||
|
|
Производительность сварки G=КН·IСВ, г/ч,
Рис. 3.9. Алгоритм выбора параметров режима автоматической сварки под флюсом
60
Практическая работа: «Разработка технологического режима
автоматической сварки под флюсом».
Задача. Выполнить соответствующие расчеты, провести сравнительный анализ процессов ручной дуговой сварки и автоматической сварки под флюсом (табл. 3.1).
|
|
Таблица 3.1 |
|
Сравнение результатов расчета |
|||
|
|
|
|
Сравниваемые |
Ручная дуговая |
Автоматическая |
|
характеристики |
сварка |
сварка под флюсом |
|
Удельный ток |
|
|
|
jУД, А/мм |
|
|
|
Производительность |
|
|
|
сварки G, г/ч |
|
|
|
|
|
|
|
Потери металла на угар |
|
|
|
и разбрызгивание, % |
|
|
|
|
|
|
|
Литература
Автоматическая электродуговая сварка под слоем флюса: Метод. указания к практической работе / В.Б. Безрук и др.; МАДИ (ТУ).- М., 1998. – 30с.
61
3.3. Пайка
Цель работы:
Получить представление о пайке как технологии получения неразъемного соединения и ее применении в автотракторостроении.
Основные вопросы темы
Назначение и область применения процесса пайки.
Физическая сущность процесса; преимущества процесса пайки. Строение паяного соединения.
Припои для пайки, требования к ним, классификация, примеры. Флюсы для пайки, классификация, состав; механизм воздействия
флюсов на оксидную пленку. Бесфлюсовая пайка.
Технология пайки: подготовка паяемой поверхности перед пайкой, способы получения паяемого соединения и обработка полученного соединения после пайки, оборудование для пайки.
Общие сведения
Пайкой называют процесс получения неразъемного соединения заготовок без их расплавления путем смачивания поверхностей жидким припоем с последующей его кристаллизацией. Образование соединения без расплавления основного металла обеспечивает возможность распая полученного соединения. Принципиальная схема строения паяного соединения представлена на рис.3.10.
Для пайки используют припои и флюсы. Функции припоя и флюса отражает схема, представленная на рис.3.11.
Классификация припоев, их химический состав и механические характеристики отражены в табл.3.2, 3.3.
Основным технологическим свойством припоя является смачиваемость. Высокая смачиваемость обеспечивает хорошее растекание припоя по поверхности паяльных изделий (рис. 3.12).
62
Рис. 3.10. Схема строения паяного соединения
Исходные материалы для пайки
Припой 
Флюс
Назначение
Удаление оксидной пленки с паяемых деталей.
Предотвращение образования оксидной пленки во время пайки.
Улучшение смачивания припоем поверхностей паяемых деталей.
Смачивание поверхностей паяемых деталей.
Проникновение в зазор между паяемыми деталями.
Обеспечение связей между припоем и паяемыми деталями.
Рис.3.11. Исходные материалы для пайки и их назначение
Пайка находит широкое применение при производстве автомобилей и дорожных машин. Она применяется для сборки радиаторов, а также приборов электрооборудования. При изготовлении металлоре-
63
жущих инструментов (резцов, сверл, фрез и др.) пайку используют для соединения твердосплавных пластин с державкой.
Таблица 3.2
Припои. Классификация, химический состав, температурный интервал плавления
|
|
|
|
|
Содержание |
|
Температура, 0С |
||
Классификация |
|
Марка |
|
|
элементов, % |
|
начала |
полного рас- |
|
|
|
|
|
|
по массе |
|
плавления |
плавления |
|
Свинцово- |
|
ПОС61 |
|
|
61Sn, 39Pb |
|
183 |
190 |
|
оловянистые |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Свинцовые |
|
ПСр3 |
|
|
97Pb, 3Ag |
|
300 |
305 |
|
с серебром |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Цинковые |
|
Без мар- |
|
|
95Zn, 5Al |
|
380 |
380 |
|
с алюминием |
|
ки |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Алюминиевые |
|
34А |
|
66Al, 28Сu, 6Si |
|
525 |
525 |
||
Серебряно- |
|
ПСр50 |
|
|
50Ag, 50Cu |
|
779 |
860 |
|
медные |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Медно- |
|
ПМФ7 |
|
|
93Cu, 7P |
|
714 |
850 |
|
фосфорные |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Медно-цинковые |
|
Л68 |
|
|
68Cu, 32Zn |
|
910 |
940 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.3 |
Припои. Марки, механические характеристики, |
|||||||||
|
|
область использования |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
Прочность паяного |
|
|
|
|
||||
Марка |
|
соединения σВ, |
|
|
Назначение |
||||
|
|
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пайка сплавов на основе Fe и Cu. |
|||
ПОС15-ПОС90 |
|
≤100 |
|
|
Детали радио- и электроаппаратуры, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
пайка труб, радиаторов |
||
ПСР2,5…ПСР7,5 |
|
≤160 |
|
|
Пайка меди и латунных деталей, из- |
||||
|
|
|
делия криогенной техники |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Пайка алюминиевых сплавов марок |
|||
34А, В65 |
150-180 |
|
АМЦ, АМГ; невозможность пайки |
||||||
|
сплавов Д1, Д6, не допускающих на- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
грев выше 5000С |
|
ПСР-50 |
300-500 |
|
Позволяет получить паяное соеди- |
||||||
ПСР-70 |
|
нение высокой электропроводности |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Пайка медных и бронзовых деталей, |
|||
ПМФ7 |
120-200 |
|
работающих при статических нагруз- |
||||||
|
|
|
|
|
|
ках, пайка медных трубопроводов |
|||
ПМУ36 -ПМУ54, |
250-300 |
|
Пайка меди, латуни, бронз и сталей |
||||||
Л63, Л68 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
64
а) б)
Рис. 3.12. Взаимодействие расплавленного припоя с поверхностью паяемого металла: а – хорошее смачивание; б – несмачивание
Другим исходным материалом для пайки является флюс. Его назначение – очистка поверхности паяемого металла, а также снижение поверхностного натяжения и улучшение растекания и смачиваемости жидкого припоя. Классификация флюсов, их химический состав и назначение представлены на рис.3.13 и в табл. 3.4.
Признаки классификации флюсов для пайки
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температур- |
|
|
Природа |
|
|
|
Природа |
|
|
Агрегатное |
|
||||
|
ный интервал |
|
|
раствори- |
|
|
активаторов |
|
|
состояние |
|
|||||
|
пайки |
|
|
теля |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Флюсы для |
|
|
Водные |
|
|
|
Неорга- |
|
|
|
Флюсы |
||||
|
высокотем- |
|
|
флюсы |
|
|
|
нические |
|
|
твердые |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
пературной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
пайки (выше |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Органи- |
|
|
Пастооб- |
|||||
|
4500С) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ческие |
|
|
|
разные |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кислотные |
|
|
|
флюсы |
||
|
Флюсы для |
|
|
Неводные |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
низкотемпе- |
|
|
флюсы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Жидкие |
|||||
|
ратурной |
|
|
(спиртовые) |
|
|
|
Органи- |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
флюсы |
|||||||
|
пайки (ниже |
|
|
|
|
|
|
|
ческие |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
4500С) |
|
|
|
|
|
|
|
бески- |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Газовые |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
слотные |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
среды |
|
|
Рис. 3.13. Классификация флюсов для пайки |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
65
Таблица 3.4
Флюсы. Химический состав и их назначение
|
Содер- |
Температур- |
Назначение и |
|
Компоненты |
жание, |
|||
% по |
ный интервал |
характеристика |
||
|
0 |
С |
||
|
массе |
активности, |
|
|
Канифоль |
30 |
150…300 |
|
Пайка меди, латуни |
Спирт этиловый |
70 |
|
||
|
|
|
||
Флюс ЛМ - 1 |
|
|
|
Пайка хромоникеле- |
Канифоль |
6 |
|
|
|
200…240 |
|
вых, коррозионно- |
||
Ортофосфорная к-та |
32 |
|
||
|
|
стойких сталей |
||
Спирт этиловый |
62 |
|
|
|
|
|
|
||
Хлористый цинк |
48 |
150…320 |
|
Пайка меди, латуни, |
Хлористый аммоний |
12 |
|
низколегированной |
|
Вода |
40 |
|
|
стали |
Паста Нисо |
|
|
|
|
Глицерин |
5 |
200…360 |
|
Пайка меди |
Вазелин |
80 |
|
||
|
|
|
||
Хлористый цинк |
15 |
|
|
|
Флюс 34А |
|
|
|
|
Хлористый калий |
54 |
|
|
Пайка алюминия и |
Хлористый литий |
29 |
420…620 |
|
|
|
его сплавов |
|||
Фтористый натрий |
9 |
|
|
|
|
|
|
||
Хлористый цинк |
8 |
|
|
|
Флюс 18В |
|
|
|
Пайка сталей, меди, |
Фтористый калий |
40 |
550…850 |
|
медных сплавов се- |
Борная кислота |
60 |
|
ребряными припоя- |
|
|
|
|||
|
|
|
|
ми |
Флюс ПВ200 |
|
|
|
Пайка коррозионно- |
Бура |
19 |
800…1200 |
|
стойких сталей, ме- |
Окись бора |
66 |
|
|
ди и медных спла- |
Фтористый кальций |
15 |
|
|
вов |
Способы пайки классифицируют в зависимости от источника тепла. Алгоритм технологического процесса пайки представлен на рис.3.14.
66
Технология процесса пайки
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подготовка |
|
|
|
Сборка |
|
|
|
|
Пайка. |
|
|||||
поверхностей |
|
|
|
деталей и |
|
|
|
|
Источники |
|
|||||
|
паяемых |
|
|
|
узлов под |
|
|
|
|
нагрева |
|
||||
|
деталей |
|
|
|
пайку |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагрев |
|
|
|
|
|
|
|
|
Индукционная |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
паяльником |
|||||
|
Обезжиривание |
|
|
|
пайка |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пайка |
|
|
|
Нагрев газо- |
|||
|
Зачистка |
||||||||||||||
|
|
|
сопротивление |
|
|
|
сварочной, |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плазменной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
горелкой |
|
|
Травление |
|
|
Пайка в печах |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Паяное соединение
Обработка деталей после пайки (удаление остатков флюса, промывка в воде, в специальных растворах, обдувка песком)
Контроль качества паяного соединения (рентгеновский, магнитный,
ультразвуковой). Механические испытания
Рис. 3.14. Принципиальная схема технологического процесса пай-
ки
Задача. Освоить навыки получения паяного соединения; дать характеристику паяемому материалу, используемому для пайки, припою, флюсу, источнику нагрева.
Литература
Безрук, В.Б. Технологии в автотракторостроении: учеб. пособие
/В.Б. Безрук; – МАДИ (ГТУ). -М., 2005.-36с.
67
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. |
ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИИ............................................................... |
3 |
1.1. Теоретические основы металлургических процессов ................... |
3 |
|
1.1.1. Принципиальная схема выделения искомого элемента из руды |
||
................................................................................................................ |
|
3 |
1.1.2. Огнеупорные материалы............................................................ |
6 |
|
1.1.3. Металлургическое топливо ........................................................ |
8 |
|
1.2. Производство чугуна (доменный процесс) ................................... |
12 |
|
1.3. Производство стали ....................................................................... |
17 |
|
1.3.1. Основные способы производства стали ................................. |
17 |
|
1.3.2. Принцип передела чугуна на сталь......................................... |
20 |
|
1.3.3. Мартеновский способ производства стали............................. |
23 |
|
1.3.4. Кислородно-конвертерный способ производства стали........ |
25 |
|
1.3.5. Производство стали в электропечах ....................................... |
26 |
|
1.3.6. Разливка стали, строение стального слитка........................... |
29 |
|
Литература …………..……………………………………………………..33 |
||
2. ЛИТЬЕ В РАЗОВЫЕ ФОРМЫ....................................................... |
34 |
|
2.1. Литье в песчаные формы............................................................... |
34 |
|
2.2. Литье в специальные разовые формы ......................................... |
41 |
|
2.2.1. Литье в оболочковые формы................................................... |
41 |
|
2.2.2. Литье по выплавляемым моделям.......................................... |
45 |
|
Литература …………..……………………………………………………..50 |
||
3. ОСНОВЫ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА............................... |
51 |
|
3.1. Ручная дуговая сварка ................................................................... |
51 |
|
3.2. Автоматическая дуговая сварка под флюсом.............................. |
57 |
|
3.3. Пайка ............................................................................................... |
61 |
|
Литература …………..……………………………………………….…….66 |
||
68
Учебное издание
МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО к практическим работам
по курсу
«Технология конструкционных материалов»
МАСЛАКОВА Любовь Петровна, СЕЛИВЕРСТОВА Ольга Владимировна, ФАТЮХИН Дмитрий Сергеевич
Редактор И.А.Короткова
Подписано в печать 16.04.2010 г. |
|
|
Формат 60х84/16 |
||
Печать офсетная |
|
Усл. печ. л. |
4,25 |
Уч. – изд. л. 3,4 |
|
Тираж |
500 экз. |
Заказ |
228 |
Цена |
51 руб. |
|
|
|
|
|
|
Ротапринт МАДИ. 125319, Москва, Ленинградский просп., 64