4.3.2 Дифузійне зварювання

Дифузійне зварювання - спосіб зварювання тиском у вакуумі доданням здавлюючих сил при підвищеній температурі.

Зварювані деталі ретельно зачищають, стискають, нагрівають у вакуумі спеціальним джерелом тепла до температури рекристалізації (0,4 Т_пл), і тривало витримують.

Зварювання може здійснюватися в середовищі інертних і захисних газів: гелій, аргон, водень.

Спосіб застосовується для з'єднання металів, напівпровідників, а також інших неметалевих матеріалів. Дифузійне зварювання широко застосовується в космічній техніці, в електротехнічній, радіотехнічній та інших галузях промисловості.

4.3.3 Зварювання тертям

Зварювання тертям - спосіб зварювання тиском при впливі теплоти, що виникає при терті зварюваних поверхонь.

Зварювані заготовки встановлюють співвісно в затискачах машини, один з яких нерухомий, а інший може здійснювати обертальний і поступальний руху. Заготовки стискаються осьовим зусиллям, і включається механізм обертання. При досягненні температури 980 ... 1300 0С обертання заготовок припиняють при продовженні стиснення.

Зварюванням тертям можна зварювати заготовки діаметром 0,75 ... 140 мм. Переваги способу: простота, висока продуктивність, мала енергоємність, стабільність якості з'єднання, можливість зварювання заготовок з різнорідних матеріалів. Здійснюється зварювання на спеціальних машинах.

4.4 Типи зварних з'єднань

Тип зварного з'єднання визначають взаємним розташуванням зварюваних елементів і формою підготовки (розділки) їх кромок під зварювання.

Залежно розташування з'єднувальних деталей розрізняють чотири основних типи зварних з'єднань: стикові, внапуск, кутові і таврові (рисунок 5).

 

а – стикове; б – внапуск; в – таврове; г – кутове

Рисунок 5 – Основні типи зварних з'єднань

Кромки обробляють з метою повного провару заготовок по перетину, що є одним з умов рівноміцності зварного з'єднання з основним металом.

Форми підготовки кромок під зварювання показані на рисунку 6, розрізняють V, K, X - образні

За характером виконання зварні шви можуть бути односторонні і двосторонні.

 

а – V-образна; б – U -образна; в – X-образна; г – двостороння Х-образна

Рисунок 6 – Форми підготовки кромок під зварювання

4.5 Контроль якості зварювання

Контроль якості зварювання ділять на три групи:

1. Попередній. Полягає в перевірці відповідності вихідних матеріалів технологічному процесу, наявності на зварювальному посту необхідного обладнання та відповідності кваліфікації зварювальника характеру виконуваних робіт.

2. Контроль процесу зварювання. Зводиться до суворого дотримання відповідності затвердженого технологічного процесу .

3. Післяопераційний контроль. Полягає у виявленні зовнішніх і внутрішніх дефектів:

• зовнішні дефекти (зовнішні тріщини, зміщення зварюваних поверхонь, вм'ятини, зовнішні раковини) зазвичай встановлюються зовнішнім оглядом.

• внутрішні дефекти (непровари, шлакові включення, пори, тріщини, перегрів) встановлюють наступними способами:

  • металографічний аналіз зварних швів;

  • механічні випробування спеціально приготованих зразків;

  • просвічування металу шва рентгенівським випромінюванням;

  • ультразвуковий контроль;

  • магнітний метод;

  • випробування швів керосином;

4.6 Наплавлення

Наплавлення - процес нанесення шару металу або сплаву на поверхню виробу.

Наплавлення дозволяє отримувати деталі з поверхнею, яке своїми властивостями відрізняється від основного металу, наприклад жаростійкістю і жароміцністю, високою зносостійкістю при нормальних і підвищених температурах, корозійною стійкістю і т.п.

Існують наступні способи наплавлення.

1. Ручне дугове електродами зі стержнями і покриттями спеціальних складів.

2. Автоматичне наплавлення під флюсом. Електроди можуть бути суцільного перетину та порошкові. Склад флюсу, метал електрода і склад наповнювача визначають властивості наплавленого шару.

3. Наплавлення плавкими і неплавкими електродами в середовищі захисних газів. Властивості наплавленого шару залежать від матеріалу присадки або електрода.

4. Плазмова наплавка. Дуга може бути як прямої, так і непрямої дії. Можна плазмовим струменем оплавляти шар легованого порошку, попередньо нанесений на поверхню деталі.

5. Електрошлакове, електронно-променеве, лазерне наплавлення, а також наплавлення газокисневим полум'ям.

Суттєвим показником ефективності того чи іншого способу наплавлення є ступінь перемішування при наплавленні основного металу і присадочного: чим вона менша, тим ближче будуть властивості наплавленого шару до заданих.

4.7 Паяння металів

Пайка - процес отримання нероз'ємного з'єднання заготовок без їх розплавлення шляхом змочування поверхонь рідким припоєм з наступною його кристалізацією. Протікає процес взаємного розчинення металу деталей і припою, в результаті чого утворюється сплав, міцніший, ніж припой.

Припой повинен добре розчиняти основний метал, володіти змочувальною здатністю, бути дешевим і недефіцитним. По температурі плавлення припої поділяють на:

• особливо легкоплавкі (температура плавлення нижче 145 0С) - олов'яно-свинцеві, на основі вісмуту, індію, олова, цинку, свинцю;

• легкоплавкі (145...450°С),

• средньоплавкі (450...1100°С)

• тугоплавкі (вище 1050°С) - мідні, мідно-цинкові, мідно-нікелеві, з благородними металами. Застосовують для одержання навантажених сполук (наприклад кріплення твердосплавних пластин інструменту)

Припої виготовляють у вигляді прутків, листів, дротів, смуг, спіралей, дисків, кілець, зерен, які укладають в місце з'єднання.

Паяні з'єднання контролюють за параметрами режимів пайки, зовнішнім оглядом, перевіркою на міцність або герметичність, методами дефекто- і рентгеноскопії.

4.8 Різання металів

Різка - це процес поділу заготовки на окремі частини. Всі види різання ділять на хімічні і фізичні.

4.8.1 Хімічні способи різання

Сутність способу полягає в спалюванні металу і видаленні продуктів його згоряння із зони різу. Хімічним видам різання піддають метали і сплави, що мають такі властивості:

• температура згоряння металу нижче температури його плавлення;

• температура плавлення шлаків, що утворюються, нижче температури плавлення основного металу;

• низька теплопровідність

Цим умовам відповідають низьковуглецеві, середньовуглецеві і деякі леговані сталі.

Способи хімічної різки:

1. Киснева (ацетилено-киснева) різка.

Суть полягає в попередньому розігріві металу в зоні різу до температури його займання і в подальшій подачі в зону реза кисню, що спалює метал і видуває продукти згоряння із зони різу.

Перевага способу - висока якість різу.

2. Киснево-флюсова різка

В зону різу одночасно з киснем подається порошкоподібний флюс, призначення якого - механічно зруйнувати тугоплавкі шлаки або сконцентрувати тепло. В якості флюсів застосовують кварцевий пісок, порошки заліза, ферофосфору і алюмінію.

3. Різка кисневим списом

Сутність способу полягає в пропалювання металу палаючим кінцем металевої труби, по якій подається технічний кисень. Якість різу низька.

4.8.2 Фізичні способи різки

Суть способу полягає в розплавлюванні металу, звідки він видаляється під дією власної ваги. Недолік способу - низька якість різу.

Способи фізичної різки:

1. дугове різання

Метал розплавляється електричною дугою. Використовуються джерела змінного і постійного струму, вугільні та металеві з покриттям електроди.

2. Повітряно-дугова різка

Розплавлений електричною дугою метал видувається із зони різу струменем стисненого повітря. Підвищується якість різу і зростає продуктивність.

3. Киснево-дугова різка

Використовуються спеціальні металеві порожнисті електроди, по яких в зону різа подається технічний кисень. Якість різу наближається до киснево-ацетиленового різання.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

за темою «Зварювальне виробництво»

1. В чому полягає сутність зварювання металів?

2. Пояснити фізичну сутність і властивості зварювальної дуги.

3. Яке призначення мають товсті і тонкі електродні покриття?

4. Які основні види зварних з'єднань застосовуються при дуговому зварюванні, які вони мають конструктивні елементи?

5. Пояснити сутність процесу та переваги автоматичного зварювання під флюсом.

6. Які захисні гази використовують у зварювальному виробництві. Їх призначення.

7. Пояснити сутність процесу і схему електрошлакового зварювання.

8. Фізична сутність контактного зварювання.

9. Відмінні риси стикового зварювання опором і оплавленням.

10. Сутність процесу і різновиди газового зварювання.

11. Відмінність лівого і правого способу зварювання.

12. Головна відмінність пайки металів від зварювання.

13. Види різання металів та їх застосування.