109. Резка металлов

Резкой металлов называют отделение частей (за-

готовок) от сортового, листового или литого металла.

Различают механическую (ножницами, пилами, рез-

цами), ударную (рубку) и термическую резку.

Термической резкой называют обработку металла

(вырезку заготовок, строжку, создание отверстий)

посредством нагрева. Паз, образующийся между

частями металла в результате резки, называют ре-

зом. По форме и характеру реза может быть разде-

лительная и поверхностная резка, по шероховатости

поверхности реза — заготовительная и чистовая.

Термическая резка отличается от других видов высо-

кой производительностью при относительно малых

затратах энергии и возможностью получения загото-

вок любого, сколь угодно сложного, контура при

большой толщине металла.

Можно выделить три группы процессов термичес-

кой резки: окислением, плавлением и плавлением-

окислением.

При резке окислением металл в зоне резки нагре-

вают до температуры его воспламенения в кислоро-

де, затем сжигают его в струе кислорода, используя

образующуюся теплоту для подогрева следующих

участков металла. Продукты сгорания выдувают их

реза струей кислорода и газов, образующихся при

горении. К резке окислением относится газоплаз-

менная (кислородная) и кислородно-флюсовая резка.

Газопламенной резкой можно резать железо и угле-

родистые стали. Для резки чугуна, цветных металлов,

высоколегированных сталей, хромоникелевых спла-

вов применяют кислородно-флюсовую резку. Этот

способ резки применяется также для резки бетона и

железобетона.

При резке плавлением металл в зоне резки нагре-

вают мощным концентрированным источником тепла

выше температуры его плавления и выдувают рас-

плавленный металл из реза с помощью силы давле-

ния дуговой плазмы, реакции паров металла, элект-

родинамических и других сил, возникающих при

действии источника тепла, либо специальной струей

газа. К способам этой группы относятся: дуговая,

воздушно-дуговая, сжатой дугой (плазменная), ла-

зерная и термогазоструйная резка. Наиболее рас-

пространен обеспечивающий высокое качество про-

изводительности труда способ плазменной резки

(резка сжатой дугой). Для цветных металлов, и в пер-

вую очередь алюминия, плазменная резка — один из

лучших способов.

При резке плавлением-окислением применяют

одновременно оба процесса, на которых основаны

две предыдущие группы способов резки. К способам

этой группы относятся: кислородно-дуговая, кисло-

родно-плазменная, кислородно-лазерная резка.

110. Пайка металлов

Пайка металлов — это процесс соединения частей

изделия введением между ними расплавленного про-

межуточного металла — припоя с температурой

плавления более

низкой, чем у соединяемых метал-

лов. Припой в жидком виде заполняет зазор между

соединяемыми поверхностями под действием капил-

лярных сил, а затем кристаллизуется и прочно соеди-

няется с основным металлом. Основной металл при

пайке не плавится, а только подогревается.

Источниками теплоты при пайке являются электро-

нагрев, индукционный нагрев, газовое пламя, паяль-

ник. При пайке припой нагревается на 30—60оС выше

температуры его плавления, а основной металл изде-

лия нагревается почти до температуры плавления

припоя, чтобы обеспечить хорошую смачиваемость

поверхностей припоя и капиллярность.

Капиллярность — совокупность явлений, обуслов-

ленных силами взаимодействия между жидкими и

твердыми телами на их общей границе, при которой

припой засасывается в очень малые объемы, зазоры

под действием капиллярных сил. Паяные конструкции

широко применяются в технике при производстве

всех систем летательных аппаратов, в электротехни-

ке и других отраслях промышленности. Для пайки

чаще всего применяются нахлесточные соединения.

Достоинство пайки — практическое отсутствие ко-

робления и равнопрочность изделий.

По ГОСТ 17325-79 различают два основных вида пайки:

1) высокотемпературную; 2) низкотемпературную.

При высокотемпературной пайке температура

плавления припоев выше 550°С, а при низкотемпера-

турной — ниже 550°С. В качестве высокотемператур-

ных припоев используются медь, цинк, серебро, ни-

кель. В низкотемпературных припоях основой явля-

ются свинец, олово, сурьма. Существует определен-

ная маркировка припоев, например ПОС-18, ПОС-30,

ПОС-40, где цифра указывает процентное содержа-

ние олова, а остальное — почти все свинец. Для лег-

ких сплавов припой группы ПОС неприемлем, так как

большое содержание свинца вызывает сильную кор-

розию.

Все припои для высокотемпературной пайки можно

разделить на медные, медно-цинковые, серебряные,

медно-фтористые. Температура плавления этих при-

поев от 720 до 980°С. Серебряные припои имеют тем-

пературу плавления 720—870°С в зависимости от

марки. У медно-фтористых припоев температура до

980°С. При пайке мягкими припоями применяют флю-

сы: хлористый цинк, нашатырь, а когда от соединения

требуется электропроводность, в качестве флюса ис-

пользуют канифоль, иногда даже в растворе анилино-

вого спирта.