Розділ 4. Зварювальне обладнання

ширину, так як електронний промінь являє собою дуже концент роване джерело теплоти, що проникає на значну глибину.

Щільність енергії променя залежить від прикладеної приско рюючої напруги. Зварювання застосовують для з’єднання деталей із металів, що мають високу температуру плавлення (вольфрам, молібден, ніобій), а також металів, легко піддаються окисленню (алюміній, магній, берилій), для – виготовлення виробів із хромо нікелевих і інших високолегованих сталей і сплавів.

Світлолучове зварювання здійснюється за допомогою коге рентного монохроматичного світлового променя, що генеруєть ся оптичними квантовими генераторами (лазерами).Оптичні квантові генератори (ОКГ) бувають на твердому тілі, газові, рідинні, напівпровідникові. Найбільш широке поширення в промисловості знаходять ОКГ на твердому тілі. Зазвичай в якості активного елемента використовують кристали синтетич ного рубіна, що представляє собою плавлений оксид алюмінію з добавкою 0,04...0,05% хрому.

Променем лазера зварюють однорідні і різнорідні матеріали, наприклад алюміній із нікелем, золото з германієм. ОКГ засто совують для вплавлення тонкого дроту в скло, зварювання над мініатюрних сепараторів підшипників, дротових сіток із висо колегованої сталі, фольги з тугоплавких металів. Світлолучове зварювання може здійснюватися у відкритій атмосфері, інерт них газах, вакуумі й в іншій будь якому середовищі, що про водить світло. Здатність світлового променя ОКГ проходити, майже не втрачаючи своїх властивостей, крізь прозорі матеріа ли використовується при зварюванні деталей електронних ламп, вже укладених у герметичну скляну оболонку.

4.5. Хімічне зварювання і різання

Газове зварювання. За фізичними ознаками представляє собою термічний вид зварювання, але за способом утворення теплової енергії – хімічний. Метал розігрівається і плавиться за допомогою теплоти (полум’я), що виникає в результаті згорян

145

«Товарознавство»

ня пальних газів у кисні, тобто у результаті реакції горіння (окислення) газу.

Для зварювальних робіт найбільше застосування одержав ацетилен С2Н2, одержуваний у спеціальних генераторах або по стачаємий централізовано в балонах. Балони з ацетиленом по фарбовані в білий колір. Тиск ацетилену в балонах до 1,6 МПа. Кисневі балони пофарбовані в блакитний колір, надлишковий тиск кисню в цих балонах 15,0 МПа. При такому тиску в ба лоні вміщається до 6000 л кисню.

Для зниження тиску газів на виході використовують редук тори, що знижують тиск кисню з 15,0 до 0,3 МПа, а ацетилену – із 1,6 до 0,02...0,05 МПа. Редуктори з’єднуються з фільтром, ма нометром і вентилями, а також інжекторним пальником для зварювання.

Зварювальні пальники, що служать для утворення газозва рювального полум’я, бувають низького і середнього тиску.

Рис. 4.2. Газове зварювання

Інжекторний пальник (рис. 4.2) одержав найбільше поши рення в промисловості, тому що він більш безпечний в роботі і може працювати на низькому і середньому тиску ацетилену.

Кисень під тиском 0,3...0,4 МПа поступає в пальник і через ниппель, регулювальний вентиль і трубку 1 подається до інжек тора 3. Виходячи з великою швидкістю з вузького каналу інжек торного конуса, кисень створює значне розрідження за інжек тором і засмоктує ацетилен, що поступає через ниппель і вентиль 2, а також ацетиленові канали пальника в камеру змішання 4, де і утвориться пальна суміш. Далі пальна суміш

146

Розділ 4. Зварювальне обладнання

поступає по наконечнику 5 до мундштуку 6 на виході з якого при згоранні утворюється зварювальне полум’я.

Пальники цього типу мають змінні наконечники з різни ми діаметрами вихідних отворів інжектора і мундштука, що за безпечує можливість регулювання потужності газозварюваль ного полум’я.

Газове зварювання доцільно застосовувати для з’єднання сталей (товщиною 0,2.. .5 мм), кольорових металів, для підварю вання дефектів чавунного лиття, пайки і наплавочних робіт.

Газове різання. Це процес зпалювання металу в струмені кисню і видалення струменем окислів, що утворяться. Про цес різання починається з нагрівання металу в початковій точці різання до температури запалення даного металу в кисні. Нагрів здійснюють розігріваючим полум’ям, що утво рюється при згоранні пального газу в кисні. Коли темпера тура нагрівання металу досягає необхідного значення, пус кають струмінь ріжучого кисню. Ріжучий кисень потрапляє на нагрітий метал і запалює його. При горінні металу виді ляється теплота, що разом із розігріваючим полум’ям розігр іває шари, що знаходяться нижче, і горіння поширюється на всю товщину металу. Розплавлені оксиди, що утворяться при згоранні металу, захоплюються струменем ріжучого кисню і видуваються з зони зрізу. Якщо переміщати різак по заданій лінії з належною швидкістю, то форма зрізу буде відповіда ти заданій конфігурації.

Існує три основних види різання: розділювальне, поверхне ве і кисневим коп’єм. Розділювальне різання застосовують для розкрою листів, різання профільного металу, вирізки отворів, фланців і фасонних заготівель, поверхневе – для видалення по верхневих дефектів лиття, вирізки поверхневих канавок і т. ін. Різання кисневим коп’єм служить для пропалювання глибоких отворів у металі.

Різання може бути ручним і машинним.

Машинне різання виконують на автоматах і напівавтоматах, що мають один або декілька різаків, що дозволяють проводити різання по складному контуру.

147

«Товарознавство»

Газове різання знаходить широке застосування в мета лургійній, металообробній, суднобудівній промисловості.

4.6. Пайка металів і сплавів

Сутність і схема процесу

Пайка – це з’єднання металевих заготівок без розплавлен ня за допомогою присадкового сплаву (припою), що має тем пературу плавлення нижче основного металу. Розплавляючись, припой заповнює зазор між заготівками, при охолодженні він кристалізується і забезпечує міцний зв’язок між ними.

Якість паяного з’єднання визначається чистотою поверхонь заготівель, що з’єднуються, тому їх попередньо очищають, обез жирюють і видаляють оксиди, при пайці забезпечується міжа томний зв’язок між припоєм і основним металом.

За технологічною ознакою пайку розділяють на капілярну, дифузійну, контактно реактивну, реактивно флюсову і пайку зварювання. Частіше усього застосовують перший й останній різновиди пайки.

Способи пайки

В основу класифікації способів пайки покладені викорис товувані джерела нагрівання.

Пайку також можна проводити, занурюючи деталі у розплав лені солі або припой. В останньому випадку паяють, як правило, деталі складної форми зі сталей, мідних і алюмінієвих сплавів.

Радіаційний нагрів при пайці забезпечується застосуванням кварцових ламп, електронного або лазерного променя.

Нарешті, пайка може проводитися за допомогою газозварю вальних або газополум’яних пальників, паяльників.

До твердих припоїв відносять сплави на основі міді, срібла, алюмінію, магнія або нікелю. Цими припоями паяють мідь, ла тунь, бронзи, сталі, чавуни й інші сплави. Тверді припої забез печують міцність швів до 700 МПа. При пайці твердими при поями поверхні підганяються друг до друга, очищаються

148

Розділ 4. Зварювальне обладнання

механічним шляхом від бруду, жирів і оксидних плівок. Очи щені поверхні покриваються флюсами. Флюси охороняють їх від окислення при нагріванні і при пайці, а також поліпшують змочуваність рідким припоєм металу. Потім попередньо зібра ний виріб нагрівають разом із припоєм до температури плав лення останнього.

М’які припої забезпечують меншу міцність швів – до 100 МПа. Сплави на основі олова, свинцю, кадмія, вісмуту або цинку являють собою м’які припої. М’які припої легко обробляються напилками.

Там, де допускається міцність шва нижче, ніж у зварного, варто застосовувати пайку. Вона дозволяє при малих витратах відновлювати і виготовляти нові вироби, виправляти дефекти лиття, з’єднувати різнорідні матеріали.

149