Рабочая программа. Тема 1. Типовые металлургические процессы и заготовки

Тема 1. Типовые металлургические процессы и заготовки

Типовые группы элементов конструкций по разновидностям технологии изготовления. Исходные материалы и заготовки для изготовления элементов конструкций: сортовой прокат (прутки круглые, шестигранные), трубы, панели, листы, проволока, лента, фольга, полоса. Сравнительная харак­теристика металла по методам выплавки. Заготовки: литые и кузнечные. Ме­таллургические технологии общего машиностроения: виды литья по маркам сплавов, прокат, прессование, волочение, ковка, штамповка, сварка и пайка. Понятие о прогрессивности технологических процессов, заготовок, ресурсосбережений. Выход годного, коэффициент использования металла, коэф­фициент использования заготовки, качество заготовок. Способы разливки металла (разливка сверху, сифонная разливка, не­ прерывная разливка). Сравнительная оценка способов разливки; и качества получаемых слитков. Способы повышения качества металла(стали): обработка стали синтетическими шлаками в ковше, вакуумирование жидкой стали, продувка аргоном, электрошлаковый и вакуумно-дуговой переплавы. Сравнительная оценкаспо-собов повышения качества стали. Прокатка. Сущность процесса прокатки. Схема деформирования металла. Силы, действующие на метелл, условия осуществления процесса, напряженное состояние и характер течения металла при продольной прокатке. Количественные показатели деформации. Инструмент и оборудование. Исходные заготовки и готовая продукция. Прессование. Сущность процесса прессования.

Схема прессования сплошных и полых профилей, напряженное состояние, особенности течения металла и количественные показатели деформации при прессовании. Инструмент и оборудование прессования. Технологические cxeма прессования. Исходные заготовки и готовая продукция. Волочение. Сущность процесса волочекия. Схемы волочения сплошных и полых профилей.

Напряженное состояние и особенности деформирования металла при волочении. Инструмент и оборудование волочильного производства. Технологическая схема волочения. Исходные заготовки и готовая продукция. Области применения и перспективы развития производства машиностроительных профилей.

Teма 2. Основы теории литейных технологий. Виды литья Изготовление отливок из различных сплавов. Литейные свойства сплавов. Влияние литейных свойств сплавов на качество отливок. Примеры определения и проявления. Выбор сплава. Примеры. Тепловое, силовое и физико-химическое взаимодействие отливки и литейной формы. Процессы, происходящие при заполнении литейной формы, затвердевании расплавленного металла и его охлаждении. Влияние структуры отливок на их свойства. Способы изготовления отливок. Литейная форма, ее элементы и назначение. Требования, предъявляемые к литейным формам. Классификация литейных форм.. Правила проектирования4 отливок. Особенности конструирования литых деталей с учетом литеиных свойств сплавов (жидкотекучести, усадки), уровня напряжений в отливке, напряженности затвердевания отливки, технологии изготовления литейных форм (выбора размера литейных форм, конструктивных уклонов, крепления стержней в литейной форме, удобства извлечения модели из литейной формы и стержней из отливки) при различных способах литья. Литейная технологичность детали. Выбор вида литейной заготовки при проектировании. Технологические материалы литейного производства. Шихтовые процессы литейного производства. Плавильные агрегаты. Типовые технологические операционные маршруты литейного производства. Изготовление отливок в песчано-глинистых формах, сущность способа. Изготовление отливок литьем в кокиль, сущностьспособа. Основные типы кокилей и материалы для их изготовления, теплоизоляционные покрытия и их назначение. Изготовление отливок литьем под давлением, сущность способа и схема процесса, машины для литья под давлением с холодной и горячей камерами прессования. Изготовление отливок литьем по выплавляемым моделям, сушносгьспособа, оснастка и оборудование. Изготовление отливок литьем в оболочковые формы. Изготовление отливок центробежным литьем. Изготовление отливок литьем под низким давлением. Закономерности кристаллизации. Качество отливок. Выход годного и КИМ. Классификаторы литейных дефектов. Методы металлургического контроля литья. Выбор способа литья в зависимости от группы сплава и условий работы литой детали. Особенности технологии изго­товления отливок в условиях автоматизированного производства. Техника безо­пасности и охрана окружающей среды в литейном производстве. Технология ли­тья легких сплавов на основе магния, алюминия, титана. Особениости выплавки литейных сплавов на основе алюминия, магния, титана. Технологические регла­менты литья в землю магниевых и алюминиевых сплавов. Область применения, достоинства, ограничения по применению. Условия кристаллизации, качество отливок, модифицирование. Выбор регламентов кокильного литья алюминиевых сплавов. Особенности сплавов для литья под давлением. Литье под высоким давлением. Литье под низким давлением. Закономерности обеспечения и методы контроля герметичности корпусных деталей. Технологическая специфика литья титановых сплавов: вакуумная дуговая или индукционная плавка, материалы тиглей, материалы литейных форм, защита от газопоглощения, удаление альфированного слоя. Методы контроля технологического процесса и готовых отли­вок. Охлаждение отливок, литейные остаточные напряжения. Применение изо­термического газостатирования для повышения служебных свойств литых дета­лей.

Обобщение литейных технологий, приоритетные направления литья дета­лей общего машиностроения, вопросы ресурсосбережения. Сравнительный ана­лиз примеров литья элементов конструкций. Нормативы технологической точно­сти.

Тема 3. Основы теории сварочных технологий. Виды сварки. Определение сварки как технологического процесса получения неразъем­ного соединения. Классификация способов сварки. Характеристика применения сварочных процессов в общем машиностроении. Технологичность сварных кон­струкций. Свариваемость однородных и разнородных материалов. Опенка свари­ваемости по степени соответствия свойств сварного соединения и основного ме­талла и способность материала образовывать бездефектные сварные соединения. Особенности кристаллизации сварочной ванны. Неоднородность механических свойств в различных участках сварных соединений. Возникновение сварочных деформаций и напряжений. Методы контроля качества сварных соединений. Целесообразность применения литосварных, кованосварных и штампосварных конструкций с целью снижения металлоемкости, потерь металла и по­вышения производительности в машиностроительном производстве. Расчлене­ние сложных заготовок на элементы, соединяемые сваркой. Требования к мате­риалам и конструкциям заготовок, подлежащих сварке, с целью обеспечения на­дежности узла.

Электродуговая сварка, ее разновидности. Сущность процесса. Элек­трические и тепловые свойства дуги. Ручная дуговая сварка покрытым элек­тродом. Сварочная проволока, назначение и состав покрытия электрода, применяемые электроды и оборудование.

Автоматическая сварка под флюсом. Ее особенности, сварочные мате­риалы.

Сварка в атмосфере защитных газов. Сущность процесса и его разно­видности. Сварка неплавящимся и плавящимся электродами. Защитные га­зы. Особенности сварки в углекислом газе. Сварочные материалы.

Электрошлаковая сварка, сущность и схема процесса. Особенности шлаковой ванны как распределенного источника теплоты.

Газовая сварка. Сущность и схема процесса. Применяемые газы. Ха­рактеристика газосварочного пламени. Технико-экономическая характери­стика и области применения.

Электрическая контактная сварка. Сущность процесса. Способы кон­тактной электросварки: стыковая сопротивлением и оплавлением, точечная, и шовная циклограммы процессов. Применение электроконтактной сварки при производстве сварных узлов. Особенности соединения тонких листов толщиной 0,05-0,3 мм к деталям толщиной 12-20 мм точечной и роликовой сваркой.

Производство узлов из активных материалов диффузионной сваркой в вакууме, сущность способа и особенности технологического процесса свар­ки. Сущность и особенности технологического процесса сварки трением. Технологический процесс изготовления концевого инструмента, неответст­венных биметаллических переходников.

Прогрессивные способы сварки и электротехнологии покрытий. Свар­ка и обработка материалов плазменной струей. Схема и сущность процесса. Характеристика плазменной струи как источника теплоты. Получение плаз­менной струи сжатием дуги в узком канале плазмотрона. Плазменная и мик­роплазменная сварка. Область применения. Сварка электронным лучом. Сущность и схема процесса. Особенности электронного луча как источника теплоты. Особенности вакуумной защиты металла. Характерная форма сварного шва] Применение ЭЛУ при изготовлении корпуса камеры сгора­ния, и также рабочего кольца компрессора. Сварка лазером. Сущность и схема процесса. Получение лазерного луча и его характеристика как источ­ника нагрева. Применение сварки лазером при изготовлении сильфонов привода постоянных оборотов. Лазерная резка. Сущность и схема процесса. Область применения. Нанесение износостойких и жаростойких покрытий со специальными свойствами. Наплавка дуговая, электрошлаковая, токами вы­сокой частоты, плазменная и лазерная. Дуговая металлизация. Получение покрытий методами осаждения и конденсации из парообразной фазы. Сущ­ность процессов, материалы, технологические возможности и области при­менения.

Тема 4. Порошковая металлургия заготовок и деталей машин. Порошковые сплавы, марки, принципы получения, требования к дис­персности и чистоте. Способы изготовления изделий из металлических порошков. Маршрутная технология получения деталей порошковой металлур­гией. Шихтовые процессы. Технология формования. Технология спекания. Служебные свойства деталей порошковой металлургии. Достоинства процесса. Коэффициент использования материала. Ресурсосбережение. Принципы гранульной технологии высоконагруженных деталей. Пер­спектива применения. Ограничения по применению.

Тема 5. Технологические основы пайки

Сущность и схема процесса. Характеристика способов пайки. Выбор способа пайки. Низкотемпературные и высокотемпературные припои, флю­сы: бескислотные, активированные и кислотные. Выбор типа соединения при пайке, припоя, флюса. Технологический процесс пайки. Диффузионная пайка, контактно-реактивная пайка, пайка в вакууме, пайка в печи и т.д. Применение пайки при изготовлении узлов и панелей планера самолета, конструкций с сотовыми наполнителями, многослойных конструкций и т.д. Контроль качества паяных соединений, характерные дефекты сварных и паяных швов.

Тема 6. Основы нормирования материалов и ресурсов

Прогнозирование расхода материала. Формула нормы расхода мате­риала. Типовая схема нормирования материала. КИМ. КИЗ. Норма расхода металла для детали из прутка. Норма расхода металла для кузнечных заго­товок. Норма расхода металла для литой заготовки. Нормы брака. Схема нормирования заказа на металл. Характеристика видов заготовок по груп­пам материалов. Заготовки собственного производства. Покупные заготов­ки. Топливо-энергетические ресурсы и их нормирование/Направления ре­сурсосбережения. Анализ норм расхода металла. Металлоемкость изделия. Влияние технологических факторов. Влияние конструкторских факторов. Организационно-экономические факторы.

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

1. Методы точного литья (ЛВМ).

2. Контроль качества отливок.

3. Определение коэффициента наплавки и потерь при дуговых методах сварки.

4. Исследование процесса контактной сварки и свойств сварных соеди­нений.

Список литературы Основная 1.Дальский A.M. идр. Технология конструкционных материалов. M.: Машиностроение, 1985, 1990.

2. Степанов Ю.А. и др. Технология литейного производства. M.: Ма­шиностроение, 1983.

3. Фетисов Г.П. Сварка и пайка в авиационной промышленности. M.: Машиностроение, 1983.

Дополнительная

1. Дриц M.X. и др. Технология конструкционных материалов и мате­риаловедение. M: Высшая школа, 1990.

2. Полухин П.И. и др. Технология металлов и сварка. M: Высшая шко­ла, 1977.

3. Ефимов B.A. и др. Специальные способы литья: Справочник. M.:

Машиностроение,1991.

4. Винокуров B.A. и др. Сварка в СССР. В2т. M.: Наука, 1981.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Тема 1. Типовые металлургические процессы и заготовки

Состояние современного машиностроения зависит от уровня развития металлургического производства. Поэтому, прежде всего, уясните, какие производства включаются в металлургическое производство, их современное состояние и перспективы развития. Литература [1, разд. 2, гл. I. §1].

Изучая выплавку высококачественных, инструментальных и высоколе­гированных сталей в дуговых и индукционных электрических печах, озна­комьтесь с их устройством и принципом работы. Усвойте особенности про-цессов и их технико-экономические показатели.

Изучая процессы разливки стали, ознакомьтесь с разливкой сверху, разливкой снизу (сифонная разливка), а также с непрерывной разливкой. Рассмотрите схемы процессов. Обратите внимание на качество слитков.

В настоящее время в металлургическом производстве широко приме­няют технологические способы повышения качества металла (стали): обра­ботку стали синтетическими шлаками, вакуумирование при разливке, элек­трошлаковый переплав, вакуумно-дуговой переплав и др.

Обратите внимание на сущность и схемы процессов, технологические возможности способов и области применения. Литература [1.разд. 2.гл. III, § 4, 5, б,

Получение машиностроительных профилей.

Прокатка. При прокатке металл деформируется вращающимися валками, конфигурация и взаимное расположение которых различны. Различают три схемы прокатки: продоль­ную, поперечную и поперечно-винтовую. Наибольшее распространение на­ходит схема продольной прокатки, когда металл перемещается перпендикулярно плоскости, проходящей через оси валков. Трение между валками и за­готовкой обусловливает ее захват и деформирование: обжатие по высоте, уширение и вытяжку. Инструмент прокатки - гладкие и калиброванные вал­ки. Оборудование - прокатные станы, которые классифицируют: по количе­ству и расположению валков (двуx-, четырехвалковые, многовалковые, уни­версальные); по взаимному расположению рабочих клетей и назначению. Исходной заготовкой при прокатке являются слитки. Продукцию прокатного производства можно разделить на четыре основные группы: листовой прокат в виде листов, полос и лент различной толщины; сортовой прокат с простой фор­мой профиля и сложной (фасонной); трубы бесшовные и сварные; специальный прокат, поперечное сечение которого по длине периодически меняется. Прокат используют в качестве заготовок в кузнечно-штамповочном производстве, при изготовлении деталей механической обработкой и при создании сварных конст­рукций. Прокатке подвергают до 90 % всей выплавляемой стали и большую часть цветных металлов и сплавов. Поэтому следует уделить особое внимание сортаменту проката, регламентируемому ГОСТами, а также отметить особенно­сти конструкции форм профилей, обусловленные требованиями технологии про­катки. Например, уклоны и радиусы закругления из сортовых фасонных профилей

определяются особенностями калибровки прокатных валков. Легкие, эконо­мические профили получают из листового металла последовательной гибкой в валках профилегибочных станов. Рассмотрите примеры разнообразных гнутых профилей.

Прессование. Процесс прессования, при котором металл выдавливают сквозь отверстие произвольной формы, позволяет получать профили более слож­ной формы, чем при прокатке, и с более высокой точностью. Заготовками служат слитки или прокат, Металл при деформировании находится в состоянии всесто­роннего неравномерного сжатия. Эта особенность дает возможность прессовать труднодеформируемые сплавы, обладающие пониженной пластичностью. Прес­сованием более экономично, чем прокаткой, изготавливать мелкие партии про­филей, поскольку переход от изготовления одного профиля к другому осуществ­ляется легче, чем при прокатке. Однако при прессовании значительны отходы металла и износ инструмента. Прессование производят на специализированных гидравлических прессах. Знакомясь с устройством оборудования и инструмента, обратите внимание на расположение и взаимодействие его частей при различных способах прессования. Сортовой и трубный прокат, прессованные профили слу­жат заготовками для волочения.

Волочение. Процесс волочения, осуществляемый в условиях холодной де­формации, позволяет получать проволоку, тонкостенные трубы и другие профи­ли небольших размеров с высокой точностью и низкой шероховатостью поверх­ности. Рассматривая схему деформирования металла при волочении, надо отме­тить, что волочение не должно превышать усилия, при котором может произойти разрушение получаемого изделия. Поэтому обжатие металла за один проход ог­раничивают, а также принимают меры для уменьшения трения между металлом и инструментом и вводят промежуточный отжиг для увеличения пластичности металла.

Рассматривая принципиальное устройство оборудования для волочения барабанного и цепного станов, обратите внимание на области применения каж­дого из них.

Литература: [1, разд. 3, гл. III, § l-4; гл. VII, §1-3].

Тема2. Основы теории литейных технологий. Виды литья

Основная продукция литейного производства - сложные (фасонные) заготовки деталей, называемые отливками. Отливки получают заливкой расплавленного металла в литейную форму, внутренняя рабочая полость ко­торой имеет конфигурацию отливки. После затвердевания и охлаждения от­ливку извлекают из литейной формы. При этом форму разрушают фазовая литейная форма) или разбирают на части для повторного использования (многоразовая литейная форма).

Отливки получают литьем в песчаную литейную форму, в оболочко­вую литейную форму, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением, центробежным литьем и другими способами. Выбор способа литья опреде­ляется его технологическими возможностями и технико-экономическими по­казателями. Наиболее универсальным, но менее точным, является способ ли­тья в песчаную форму. Специальными методами литья получают отливки повышенной точности, более высокого класса шероховатости поверхности и минимальными припусками на механическую обработку. Основное достоин­ство формообразования заготовок литьем, которое выгодно отличает его от других методов формообразования заготовок, - возможность получения разнообразных по массе заготовок практически любой сложности непосред­ственно из жидкого металла. Качество отливки во многом определяется процессами взаимодействия литейной формы и отливки. Это взаимодейст­вие - силовое, тепловое, химическое - проявляется во время заливки литей­ной формы расплавом и затвердевания отливки. Силовое воздействие струи расплава при заливке может привести к размыву участков формы и возник­новению дефектов. Тепловое взаимодействие, проявляющееся в охлаждении металла и нагреве формы, вызывает расширение рабочего слоя формы, вы­деление газов из формы и стержней. Химическое взаимодействие проявляет­ся в образовании химических соединений на поверхности контакта: отливка-форма.

Литейные свойства сплавов, которые характеризуют поведение сплава в процессе изготовления отливок, следует рассматривать с учетом взаимо­действия литейной формы и отливки.

Изучите основные литейные свойства сплавов: жидкотекучесть, усадку, склонность к трещинообразованию и газопоглощению, ликвацию. Запомни­те, к каким дефектам приводят низкие показатели литейных свойств и какие технологические меры используют для предупреждения образования дефек­тов.

Важной предпосылкой получения отливок без дефектов является пра­вильная конструкция отливки. Изучите особенности конструирования отли­вок с учетом литейных свойств сплавов.

Литература: [1, разд. 4, гл. 1, 2].

Изготовление отливок в песчаных литейных формах. Рассмотрите после­довательность изготовления отливки в песчаной литейной форме. Для изготов­ления песчаной литейной формы используют модельный комплект, опочную оснастку и формовочные материалы. В модельный комплект входят: модель отливки или модельные плиты, стержневые ящики, модели литниково-пи тающей системы. Модельные комплекты изготавливают из древесины, металла

и пластмасс. Приведите примеры конструкций моделей, модельных плит, стержневых ящиков, литниковых систем.

Обратите внимание на теплофизические свойства формовочных и стержневых смесей и различие формовочных смесей для стали и цветных сплавов. К стержневым смесям предъявляют повышенные требования, так как стержень находится в менее благоприятных условиях, чем форма. Ли­тейные формы и стержни изготавливают вручную и на машинах. Изучите способ ручного изготовления в парных опоках. Запомните способы уплот­нения форм встряхиванием, прессованием, пескометом.

Обратите внимание на технологические меры обеспечения высоких ка­честв стержней (применение каркасов, вентиляционных каналов). Стержни изготовляют ручным способом, на пескодувных и пескострельных машинах. Прогрессивный способ - изготовление стержней по горячим ящикам. Новым технологическим способом является изготовление форм пленочно-вакуумной формовкой.

Заливку собранных форм производят на конвейерах, где они охлажда­ются до температуры выбивки. Выбивку отливок из форм и стержней из от­ливок производят на вибрационных решетках. Следует уделить особое вни­мание механизации трудоемких операций и разобраться в принципах рабо­ты автоматизированных формовочно-заливочных конвейеров, поточных линий для изготовления отливок, выбивки форм и дальнейшего охлаждения отливок до нормальных температур.

Рассмотрите способы удаления литниковой системы, прибылей; спосо­бы очистки отливок от пригоревшей смеси и заусенцев; изучите схему и принцип работы дробеметной установки.

В заключение проработайте вопросы конструирования отливок с уче­том способа изготовления форм и стержней. При этом особое внимание об­ратите на технологичность отливки, облегчающую изготовление форм и стержней, выбивку, обрубку и очистку литья; на обеспечение точности отли­вок.

Литература: [1, разд. 4, гл. III].

Изготовление отливок в оболочковых формах. Рассмотрите схему про­цесса формирования оболочек, последовательность изготовления оболочек бункерным способом, сборку форм и подготовку их к заливке расплавлен­ным металлом. Обратите внимание на состав и свойства формовочной сме­сти особенности литейной оснастки, применяемой при изготовлении форм и стержней.

Отметьте основные достоинства и недостатки изготовления отливок в оболочковых формах. Уясните технологические возможности способа и об­ласти применения отливок.

Литература: [1. разд. 4. гл. IV. § 1].

Изготовление отливок по выплавляемым моделям. Проследите после-довательность изготовления моделей из легкоплавкого состава впресс-формах, сборку моделей в блок, изготовление литейной формы, подготовку ее к заливке, заливку расплавленным металлом, выбивку и очистку отливок. Отметьте технологические особенности способа, основные преимущества и

12
недостатки литья по выплавляемым моделям. Обратите внимание на техно­
логические возможности и области применения способа.
Литература; [1,разд. 4,гл. IV, § 2].

Изготовление отливок литьем в. кокиль. Сущность процесса заключает­ся в свободной заливке расплавленного металла в металлические формы -кокили. Рассмотрите типы кокилей, последовательность изготовления отли­вок. Обратите внимание на устройство каналов для отвода газов из полостей форм и на устройства, используемые для удаления отливок, а также конст­рукции металлических стержней.

Уясните назначение предварительного подогрева форм, теплозащит­ных покрытий, наносимых на рабочие поверхности форм, на последователь­ность сборки кокилей. Особенности литья в кокиль- повышенные скорости затвердевания и охлаждения отливок, что в одних случаях способствует по­лучению мелкозернистой структуры и повышению механических свойств, а в других - вызывает отбел. Отметьте основные достоинства и недостатки ли­тья в кокили. Уясните технологические возможности способа и области его применения.

Литература: [1 ], разд. 4, гл. IV, § 3.

Изготовление отливок под давлением. Рассмотрите устройство машин

литья под давлением с горизонтальной холодной камерой прессования и горячей камерой прессования. Запомните последовательность изготовления

отливок, устройство пресс-форм и приспособлений для удаления отливок.

Скорость впуска расплавленного металла в пресс-форму составляет

0,5...120м7с,аконечноедавлениедостигает 100 МПа. Следовательно, форма

заполняется за десятые, а для особо тонкостенных отливок- за сотые доли

секунды. Сочетание особенностей процесса - металлической формы и внешнего давления на металл - позволяет получать отливки высокого качества.

Отметьте достоинства и недостатки литья под давлением. Обратите внимание на технологические возможности способа и области его примене­ния.

Литература: [1, разд. 4, гл. IV, § 4]. Изготовление отливок литьем под регулируемым давлением. Рассмот­рите устройство установки для литья под низким давлением и последова­тельность изготовления отливок. Способ позволяет автоматизировать опе­рации, что способствует повышению плотности отливок и. уменьшению расхода расплавленного металла на литниковую систему. Обратите внима­ние на особенности конструирования отливок, а также технологические воз­можности и области его применения.

Уясните сущность литья вакуумным всасыванием, отметьте достоинст­ва и недостатки способа и области применения. Литература: [1,разд. 4, гл. IV, § 5].

Изготовление отливок центробежным литьем. Рассмотрите устройство машин с горизонтальной и вертикальной осями врзщения и последователь­ность изготовления отливок. Отметьте достоинства и недостатки центро­бежного литья, технологические возможности способа и области примене­ния.

Литератур а: [I, разд. 4, гл. IV, § 6].

13
Технологичность конструкций литых деталей. Изучите основы конст­
руирования отливок с учетом литейных свойств сплавов и способов изго­
товления отливок.
Литература: [1, разд. 4, гл, VII.

Технический контроль в литейном производстве. Технический контроль ведут на всех стадиях изготовления отливок, начиная с приготовления фор­мовочных и стержневых смесей, изготовления литейной оснастки, форм и стержней. Виды брака отливок: газовые, песчаные и усадочные раковины, горячие и холодные трещины, спаи, недоливы. Уясните причины их образо­вания и методы предупреждения. Ознакомьтесь с современными методами контроля в литейном производстве. Литература: [1, разд. 4, гл. VII].

Отливки из алюминиевых сплавов. Изучите механические, эксплуата­ционные и литейные свойства сплавов. Алюминиевые сплавы плавят в элек­трических печах сопротивления и индукционных печах промышленной час­тоты. Уясните назначение и сущность процесса рафинирования и модифи­цирования. Рассмотрите особенности изготовления отливок из алюминие­вых сплавов при литье в песчаные формы, кокили, под давлением и меры предупреждения образования усадочных раковин, пористости и трещин в отливках. Для улучшения механических свойств алюминиевые отливки под­вергают термической обработке.

Литература: [1,разд. 4, гл.V, §5].

Отливки из магниевых сплавов. Изучите механические, эксплуатаци­онные и литейные свойства магниевых сплавов. Обратите внимание наосо­бенности плавки, назначение процесса рафинирования и модифицирования сплавов. Изготовление отливок из магниевых сплавов затруднено из-за вы­сокой химической активности и низких литейных свойств. Рассматривая особенности изготовления Отливок при литье в песчаные формы, кокили, под давлением, обратите внимание на подвод металла в форму, конструк­цию литниковых систем, на назначение фильтровальных сеток и меры пре­дупреждения образования усадочных раковин, пористости и трещин. Для предупреждения загорания магния в формовочную смесь вводят специаль­ные присадки из фтористых солей, мочевины, а струю расплавленного ме­талла припыляют серным порошком; для удучшения механических свойств отливки подвергают термической обработке. Литератур а: [1, разд. 4, гл. V, § 6].

Отливки из сплавов титана. Обратите внимание на высокую химиче­скую активность сплавов титана и особенности процесса плавки. Отливки из титана и его сплавов изготавливают в формах из плотного графита, в оболочковых формах из высокоогнеупорных нейтральных окислов или гра­фитового порошка на смоляной связке. Мелкие сложные отливки изготав­ливают литьем по выплавляемым моделям. Материалом для форм служат цирконий, диоксид циркония, а связующим - этилсиликат. Литниковая сис­тема должна обеспечивать быстрое заполнение формы и достаточное пита­ние толстых сечений отливки.

Литература: [1, разд. 4, гл. V, § 8].

Отливки из стали. Сталь широко применяют для деталей, которые на­ряду с высокой прочностью должны обладать хорошими пластическими свойствами, быть надежными и долговечными в эксплуатации. В нелегиро­ванных сталях углерод является основным элементом, определяющим меха­нические и эксплуатационные свойства, а в легированных - содержание ле­гирующих элементов. Формовочные смеси обладают повышенной огне­упорностью и податливостью; обратите внимание на применение прибыпей и холодильников, температуры заливки стали, конструкцию заливочных ковшей и методы подвода расплавленной стали в полость формы; на необ­ходимость термической обработки стальных отливок для улучшения их структуры, механических свойств и снятия напряжений. Рассмотрите про­цессы плавки стали в дуговых, индукционных электрических и плазменно-индукционных печах.

Литература: [1, разд.4, гл. V, § 4].

Тема 3. Основы теории сварочных технологий. Виды сварки

Рассмотрите физическую сущность процесса сварки, используя знания о строений металлов и связи между атомами вещества. Металл состоит из • множества положительно заряженных ионов, упорядочено расположенных в пространстве и связанных в единое целое облаком коллективизированных электронов. При соприкосновении двух металлических тел обычно не про­исходит их объединения в единое целое; этому препятствуют неровности на поверхности и пленки оксидов, гидридов и нитридов, дезактивирующих ее. Если активизировать поверхности заготовок и сблизить поверхностные ио­ны до расстояний, равных расстояниям между атомами твердого металла, то происходит сварка, т.е. неразъемное соединение заготовок межатомными силами связи. На практике этого достигают тепловым, силовым воздействи­ем или их сочетанием.

При сварке плавлением происходит только тепловое воздействие - на­грев до расплавления кромок заготовок с образованием единой жидкой ме­таллической ванны. Ее кристаллизация происходит последовательным еди­ничным или групповым оседанием атомов жидкой фазы во впадинах кри­сталлической решетки твердой фазы, при котором устанавливаются меж­атомные фазы. В результате кристаллизации в зоне сварки образуются зер­на, принадлежащие одновременно основному металлу и металлу шва. В зоне сварки устанавливается такое же атомно-кристаллическое строение металла, как в основном металле, что обеспечивает равнопрочное соединение. При сварке плавлением оксиды и другие примеси на свариваемых поверхностях частично разрушаются при нагреве, а частично переводятся в легкоплавкие шлаки, всплывающие на поверхность шва.

При сварке давлением образование неразъемного соединения достига­ют в твердом состоянии силовым воздействием, если оно вызывает совмест­ную пластическую деформацию заготовок в зоне сварки. При этом сминают­ся неровности, а оксиды и другие поверхностные пленки разрушаются и вы­тесняются из зоны сварки при пластическом течении металла. Образовав­шиеся чистые активированные поверхности приводятся в соприкосновение,

между ионами которых устанавливаются связи. Для металлов, обладающих высокой пластичностью (медь, алюминий), сварку давлением можно произ­водить без нагрева (холодная сварка). Менее пластичные сплавы необходи­мо нагревать до температуры высокопластичного состояния, чтобы исклю­чить местные разрушения при значительной пластической деформации в процессе сварки. Непластичные материалы (керамика, графит) образуют со­единение в результате диффузии при длительном нагреве.

Литература: [1, разд. 5, гл. I].

Свариваемость металлов. Применяемость сварки определяется свари­ваемостью металлов заготовок. Под свариваемостью металла понимают его способность образовывать при сварке качественное сварное соединение, эксплуатационные свойства которого близки к свойствам свариваемого ме­талла.

Важно понять, что свариваемость металлов и сплавов зависит от хи­мического состава сплава и способа сварки. Уясните принцип действия ме­таллов по степени свариваемости. К ограниченно сваривающимся металлам относятся те, которые дают качественные соединения лишь при усложнении технологии сварки (подогрев, специальные сварочные материалы). Изучите причины ограниченной свариваемости металлов в виде дефектов, возни­кающих при сварке. Первой причиной являются напряжения и деформации в металле при сварке из-за неравномерного нагрева заготовок, которые дейст­вуют как на этапе кристаллизации шва, так и после полного охлаждения. В процессе кристаллизации сварной шов испытывает растяжение главным об­разом из-за того, что холодные зоны заготовки препятствуют усадке и со­кращению размеров остывающего шва. Этот фактор вызывает в шве образо­вание горячих трещин, когда металл шва имеет крупнозернистое строение с повышенным содержанием легкоплавких примесей по границам зерен. В процессе дальнейшего охлаждения сварного соединения в нем накапливают­ся напряжения, вызывающие искажение формы конструкции. В случаях, ко­гда напряжения велики, а металл при сварке претерпел закалку (особенно часто это бывает при сварке заготовок из среднеуглеродистых легированных сталей), в сварном соединении образуются холодные трещины, возникающие после остывания шва, а также в течение нескольких суток после сварки. Об­ратите внимание на основные способы борьбы с холодными и горячими трещинами. Свариваемость может быть низкой из-за снижения прочностных или антикоррозионных свойств сварных соединений в результате укрупне­ния зерен в зоне шва и околошовной зoне при высокотемпературном нагре­ве. По ряду перечисленных причин свариваемость металла увеличивается при уменьшении температуры нагрева, длительности его пребывания при высоких температурах и сужения зоны нагрева. Поэтому при сварке давле­нием свариваемость обеспечивается для более широкого круга материалов, чем при сварке плавлением. Выбор способов сварки производят как по сва­риваемости, так и по форме, размерам конструкции, экономическим крите­риям процесса. Усвойте основные технико-экономические показатели спосо­бов сварки и правила конструирования технологичных соединений.

Рассмотрите возможные трудности и дефекты сварных соединений, возникающие при сварке сталей различных классов, сплавов алюминия, ни-

келя, активных металлов, а также способы и условия, при которых можно получить качественные сварные соединения.

Литература: {1, разд. 5. гл. V, § 1-7].

Технологичность сварных конструкций. Под технологичностью свар-ной конструкции понимают обеспечение возможности получения качествен­ной конструкции наиболее экономичным и прогрессивным методом. Для этого необходимо: выбирать сплавы с хорошей свариваемостью; расчленять конструкцию на экономичные заготовки, получаемые прогрессивными ме­тодами (прокаткой, листовой штамповкой, ковкой, литьем); выбирать места соединений так, чтобы обеспечивать применение автоматизированных спо­собов сварки и возможность контроля качества сварных соединений; при разработке конструкции предусматривать возможность использования мер, обеспечивающих минимальный уровень сварочных деформаций и напряже­ний.

Рассмотрите примеры выбора сплавов, способа получения заготовок, способа сварки, конструктивных и технологических мер борьбы со свароч­ными напряжениями и деформациями, а также способов контроля качества сварных соединений.

Литература: [i, разд. 5, гл. VIII, § 1-6].

Изучите классификацию способов сварки плавлением пo виду источ­ника теплоты.

Дуговая сварка. Это один из видов сварки плавлением, в котором ис-точником тепла служит сварочная дуга-стабильный и управляемый элек-трический разряд в газовой среде. Дуга способна практически мгновенно расплавлять и перегревать до 2000...2500*C небольщие участки металла заго­товки. Уясните условия возбуждения и стабилизации дуги, ее электрические и тепловые свойства, способы управления мощностью. При сварке стремят­ся к минималъному напряжению на дуге. Поэтому регулирование мощности дуги производят изменением тока сварочного источника, управляя его вольт-амперной характеристикой. Усвойте основные требования к источни­кам тока: легкое зажигание дуги и безопасность работы, что достигается на­пряжением холостого хода не более 60-70B; стабильное горенне дуги на за­данном режиме; варьирование током; ограничение тока при коротком замы­кании сварочной цепи. Для выполнения этих требований применяют источ­ник переменного или постоянного тока с напряжением холостого хода 60...70B и падающей вольт-амперной характеристикой регулируемой кривиз­ны. Дуговая сварка классифицируется по степени автоматизации и способам защиты шва от взаимодействия с атмосферой.

Литерат у ра; [I, разд. 5, гл. II, § 1-3].

Ручная дуговая сварка. В этом процессе сварщик управляет электро­дом, поддерживая заданную длину дуги, производя подачу электрода по ме­ре его плавления и перемещения по заготовке. Уясните способы защиты ме­талла шва от атмосферы, обеспечивающие качественное сварное соединение. При сварке плавящимся электродом наносят защитно-легирующие покры­тия, которые при расплавлении образуют легкие шлаки, покрывающие ме­талл шва и ванну вязкой пленкой, препятствующей окислению. В составе покрытий содержатся раскислители и легирующие добавки, которые восста-

навливают оксиды в металле шва в период его контакта с жидким шлаком и легируют шов в целях повышения эксплуатационных свойств. При дуговой сварке неизбежные колебания длины дуги не выэывают больших изменений сварочного тока из-за применения источников с крутопадающей вольт -амперной характеристикой.

Обратите внимание на принцип выбора типа, марки и диаметра элек­трода для сварки, а также допустимый режим сварки. Ток при ручной дуго­вой сварке подводят к одному концу электрода, а дуга горит y противопо­ложного на расстоянии около 300...400 мм. При чрезмерном токе возможен перегрев верхней части электрода джоулевым теплом, что вызывает отслаи­вание защитного покрытия и брак при сварке. Чтобы не допустить перегре­ва электрода, его диаметр выбирают в зависимости от толщины свариваемо­го металла, а сварочного тока - по диаметру электрода. Изучите области применения этого способа сварки (материалы, толщины, типы конструк­ций). Способ эффективен при сварке коротких, прерывистых швов, сложных траекторий, в труднодоступных местах, в различных пространственных по­ложениях, в условиях ремонта, в опытном производстве, монтаже и строи­тельстве. При ручной сварке объем жидкого металла сварочной ванны не­значителен и может удерживаться на вертикальной стене или в потолочном положении за счет сил поверхностного натяжения. Недостатки способа: тя­желый ручной труд и низкая производительность.

Литератур а: [1, разд. 5, гл. II, § 4].

Автоматическая сварка под флюсом. Уясните, как обеспечивается нача­
ло процесса сварки, поддержание его на заданном режиме, защита от атмо­
сферы и роль сварщика. Наладку автомата при заданной толщине сваривае­
мого металла производит наладчик, определяя ток, скорость сварки, напря­
жение на дуге, а также скорость подачи электродной проволоки, равную
скорости ее плавления на данном режиме. Возможные случайные отклоне­
ния режима в процессе сварки устраняются автоматически по двум вариан­
там. В автомате с регулируемой скоростью подачи электродной проволоки,
зависящей от напряжения на дуге, копируются действия сварщика. Автомат
непрерывно сравнивает заданное напряжение (Uз) на дуге с действительным
(Uд). Если Uд < Uз, скорость подачи электрода снижается, а если Uд > U₃ -
увеличивается, что устраняет обрывы дуги или короткие замыкания. Авто­
маты с постоянной скоростью подачи электродной проволоки основаны на
саморегулировании дуги, за счет чего при случайном увеличении длины ду­
ги снижается сварочный ток и скорость плавления электрода восстанавлива­
ется до заданного режима. Саморегулирование дуги эффективно для боль­
шой плотности тока (большой ток или малый диаметр электрода). Качество
процесса автоматической сварки обеспечивается правильным выбором ма­
рок проволоки для сварки (они имеют пониженное содержание примесей и
обозначаются индексом «св»), а также флюса. Общие требования к флюсу:
при взаимодействии с металлом он должен давать шлак с меньшей, чем у ме­
талла, плотностью; не образовывать с ним промежуточных соединений;
иметь большую усадку. Этим исключаются шлаковые включения в шве и
достигается самопроизвольное отделение шлаковой корки от шва при осты­
вании...

Рассмотрите особенности технологии сварки, уяснив, что при автома­тической сварке токопровод близко расположен к дуге и можно использо­вать, не опасаясь перегрева, электроды диаметром 4...5 мм и ток до 1600 А и достичь наибольшей производительности процесса сварки. Большая масса жидкой ванны не позволяет выполнять сварку в потолочном положении, а при сварке корневого шва требуются мероприятия по удержанию жидкой ванны (подкладки, флюсовые подушки). Автоматическую сварку под флю­сом целесообразно применять для однотипных узлов, имеющих протяжен­ные прямолинейные и кольцевые швы - для листовых заготовок повышен­ной толщины (более 3 мм) из различных сталей, титана, алюминия и их сплавов.

Литература: [1, разд. 5, гл. II, § 5].

Дуговая сварка в защитных газах. Уясните роль защиты зоны дуги га­зом, заключающуюся в оттеснении атмосферы воздуха из зоны горения дуги защитными газами с одновременным исключением их взаимодействия с ме­таллом сварочной ванны шва. Следует иметь в виду, что защитные газы мо­гут быть инертными (аргон, гелий) и активными (углекислый газ, азот, во­дород). Инертные газы не вступают в реакцию с металлом электрода и сва­рочной ванны и не растворяются в нем. Поэтому химический состав шва идентичен составу свариваемого металла, что обеспечивает наиболее высо­кое качество сварных соединений. Важно усвоить, что инертные газы при­меняют при сварке легированных сталей и сплавов на основе титана, цирко­ния, ниобия, алюминия, магния. Для ряда сплавов качественные соединения получают при сварке в среде активных газов, которые могут вступать в хи­мические реакции с металлом сварочной ванны. Так, большинство марок конструкционных сталей сваривают в среде углекислого газа. Попадая в зо­ну высоких температур дуги, он диссоциирует с выделением атомарного ки­слорода. Для защиты от окисления применяют сварочную проволоку с по­вышенным содержанием кремния и марганца (1-2%), которые способны вос­становить оксид железа; при этом продукты реакции всплывают на поверх­ность шва в виде шлака. Сварку в среде защитных газов осуществляют пла­вящимся или неплавящимся электродом. В последнем случае электрод изго­тавливают из вольфрама, а для защиты используют инертные газы. Сварку выполняют вручную, на полуавтоматах и автоматах. Стабилизация процес­са сварки плавящимся электродом в защитных газах обеспечивается саморе­гулированием дуги при постоянной скорости подачи электрода. При этом применяют электродную проволоку малых диаметров (1...3мм), повышен­ные значения тока и источники с жесткой или возрастающей характеристи­кой. В этих условиях короткие замыкания между электродом и заготовкой не опасны для источника тока, так как электродная проволока малого диа­метра играет роль плавкого предохранителя. При сварке в защитных газах сварочная ванна охлаждается быстрее, так как объем ее мал. Это позволяет, в отличие от сварки под флюсом, производить сварку в защитных газах в потолочном и вертикальном положении. Например, возможна сварка встык невращающихся труб за счет движения автоматической сварочной головки вокруг стыка трубы.

Литература: [1, разд. 5. гл. II. § 6].

Сварка и обработка материалов плазменной струей. При этом методе сварки источником теплоты служит струя газа, ионизированного в дуге, ко­торая, соударяясь с менее нагретым телом, деионизируется с выделением большого количества теплоты, позволяющим считать ее вторичным источ­ником. Температура плазменной струи зависит от степени ионизации газа. Для ионизации используют столб сжатой дуги, т.е. дуги, горящей в узком канале, через который под давлением продувают газ (аргон, азот, водород), дополнительно увеличивающий степень ее сжатия. В этих условиях темпера­тура газа в столбе дуги достигает 30000"C, что по сравнению со свободно горящей дугой резко увеличивает степень ионизации и температуру газа, выходящего из канала с большой скоростью в виде струи. Этот источник те­плоты имеет высокую концентрацию тепловой энергии и обладает защит­ными свойствами. Струя плазмы используется в двух вариантах: в совмеще­нии с дугой (при термической резке) и обособленно от дуги (при сварке, на­плавке, напылении). Последний вариант пригоден для обработки токоне­проводящих материалов.

Литература: [1, разд. 5, гл. II, §7].

Электрошлаковая сварка. Рассмотрите сущность процесса и его отли­чия от сварки под флюсом. Для начала процесса необходима шлаковая ван­на, которую получают с помощью сварочной дуги. Подавая флюс в дугу, создают значительный слой электропроводного жидкого шлака. После соз­дания слоя жидкого шлака дуга погружается в него, удлиняется и становится неустойчивой, что приводит к прекращению дугового разряда и замыканию сварочной цепи через жидкий шлак, подогреваемый джоулевым теплом при прохождении через него электрического тока. Плавление электродной про­волоки, подаваемой в сварочную ванну, обеспечивается теплотой перегре­ваемого шлака. Теплота расходуется и на оплавление кромок свариваемых заготовок по всей толщине.

Следовательно, в электрошлаковом процессе источником теплоты яв­ляется шлаковая ванна. Источник теплоты является распределенным в отли­чие от сосредоточенного источника - дуги. За счет применения такого ис­точника обеспечивается возможность сварки за один проход заготовок большой толщины и достижение высокой производительности. Процесс сварки возможен при вертикальном расположении шва; Скорость процесса сварки 1...5 м/ч, а производительность тем выше, чем больше толщина сва­риваемых заготовок.

Электрошлаковую сварку применяют для соединения толстолистовых (более 20 мм) заготовок, отливок, поковок и слитков из чугуна, стали, мед­ных, никелевых, титановых и алюминиевых сплавов. Возможно выполнение стыковых (прямолинейных и кольцевых) швов, наплавок, а также тавровых швов при изготовлении крупных гидроцилиндров, станин прессов и крупных узлов оборудования тяжелого машиностроения. Литература: [1, разд. 5, гл. II, § 8].

Сварка электронным лучом. Процесс относится к сварке плавлением. В отличие от дуговых методов сварки выполняется в глубоком вакууме, где мало ионов, переносящих электрические разряды; Поэтому в вакууме дуго­вой электрический заряд неустойчив. Для сварки в вакууме с давлением

1,33-10-⁸... 1,3310-¹⁰ МПа в качестве источника теплоты используют поток ус­коренных электронов, скорость которых равна примерно половине скорости света, что достигается высоким напряжением (40...150кВ) между катодом и заготовкой (анодом). Электроны, излучаемые с катода, разгоняются, кон­центрируются в луч и бомбардируют металл, выделяя при торможении теп­лоту за счет перехода кинетической энергии в тепловую. Важно отметить, что энергию луча можно концентрировать на весьма малой площади в глу­бине металла, где происходит торможение основного потока электронов. Это обеспечивает весьма высокую проплавляющую способность, луча, по­зволяющую сваривать заготовки толщиной до 50 мм за один проход без раз­делки кромок и получать швы минимальной ширины, что исключает иска­жение формы заготовок при сварке. Сварка электронным лучом применима для заготовок, размещаемых в камере, и обеспечивает наиболее высокое ка­чество соединений любых металлов, в том числе тугоплавких, легко окис­ляемых при повышенных температурах. Литература: [1, разд. 5, гл. II, § 9].

Лазерная сварка. При лазерной сварке источником теплоты для рас­плавления свариваемых кромок служит узконаправленный монохроматич­ный световой луч, который способен нагревать металл и другие непрозрач­ные материалы. Основные достоинства лазерной сварки: высокая локаль­ность пятна нагрева, равного диаметру электронного луча, но не требующая вакуумной среды. Лазерную сварку ведут в воздушной среде, а для защиты металла от окисления используют струйные способы газовой защиты. Ла­зерную сварку применяют в промышленности для сварки тонколистовых конструкций из разных конструкционных сплавов, в том числе и ограничен­но свариваемых другими методами. Литература: [1, разд. 7, § 6].

Изучите классификацию способов сварки по характеру термомехани­ческого воздействия на заготовки и видам энергии.

Контактная сварка. Контактная сварка - наиболее распространенный способ сварки давлением, где нагрев металла производят теплотой, выде­ляемой при контакте двух заготовок при протекании через них электриче-ского тока. Теплота интенсивнее выделяется в зоне сварки, т.е. месте контак­та между заготовками, так как эта зона имеет наибольшее электросопротив­ление. Главное требование к нагреву- обеспечение совместной пластической деформации свариваемых заготовок. Уясните, почему стыковую, точечную и роликовую сварку называют контактной и в чем различие этих процессов. Стыковой сваркой сваривают заготовки компактных сечений (рельсы, прут­ки, трубы). Торцы заготовок нагревают, а затем сжимают для обеспечения совместной пластической деформации. Сварку ведут двумя способами: со­противлением и оплавлением. Сварку сопротивлением применяют при со­единении небольших заготовок из однородных сплавов, с обработанными и очищенными торцами и подгонкой их по площади поперечного сечения в месте сварки. Сварку оплавлением применяют при соединении крупных за­готовок различных поперечных сечений из любых сплавов без предвари-тельной обработки торцов. Нагрев ведут до полного оплавления торцов. При последующем сжатии жидкий металл с оксидами и загрязнениями вы-

давливается из зоны сварки, а в совместной пластической деформации уча­ствуют нагретые слои свариваемых металлов. Точечная и роликовая сварка предназначена для соединения листовых заготовок. Края заготовок, собран­ные внахлестку, сжимают электродами и нагревают проходящим электриче­ским током. Максимальный нагрев достигается в местах контакта между листами заготовок. Это приводит к частичному расплавлению заготовок по толщине и образованию литого ядра сварной точки. Вытеканию жидкого металла препятствует сжатие листов электродами. Давление способствует получению плотного металла в сварной точке, несмотря на усадку жидкого металла при кристаллизации. Оборудование для роликовой сварки отлича­ется от точечной формой электродов. Роликовая сварка обеспечивает полу­чение герметичного непрерывного шва за счет последовательного образова­ния перекрещивающихся точечных соединений. Уясните, почему электроды не привариваются к заготовкам и из какого материала их изготавливают. Одной из причин брака является расплавление листов в месте сварки на всю толщину. При этом происходит выброс лишнего металла из-под электродов. С этих позиций следует рассматривать трудности при сварке ультратонких заготовок, связанных с нестабильностью качества сварки. Изучите устройст­во машин для контактной сварки (для односторонней и двусторонней точеч­ной сварки, одноточечные и многоточечные), назначение узлов машин и возможности механизации процесса. Рассмотрите подготовку заготовок под сварку и их сборку, технологические возможности процессов и характерные области применения (материалы, толщины, типы конструкций). Выбор типа машины для контактной сварки и ее мощность зависят от размеров и формы заготовок, а также от теплопроводности и электросопротивления материала. Литература: [l. разд. 5. гл.III, § 1-6].

Сварка трением. Этот способ относят к сварке давлением. Надо вы­явить преимущества способа по сравнению с контактной стыковой сваркой, особенности процесса и рациональные области применения. Для сварки тре­нием одна из заготовок должна иметь ось вращения. Литератур а: [1, разд. 5, гл. III, § 8].

Диффузионная сварка в вакууме. Сущность процесса состоит в диффу­зии атомов соединяемых элементов, при которой на границе контакта двух деталей образуются новые зерна, принадлежащие одновременно каждой из соединяемых заготовок. Температура нагрева металла такова, что он остает­ся в твердом состоянии, но скорость диффузионных процессов наибольшая; давление ниже предела текучести - для обеспечения физического контакта при сохранении форм заготовок; наличие вакуума - для защиты от окисле­ния. Этот способ позволяет получать соединения по большой контактной поверхности и без существенной пластической деформаций; применяется для получения биметаллических, заготовок; соединения металлов с неметаллами. Литература; [1,разд. 5, гл. III, § 11].

Нанесение износостойких и жаростойких покрытий. Различают два ос­новных метода применения сварочных источников для нанесения покрытий: наплавку и напыление. При наплавке материал заготовки оплавляется и пе­ремешивается с материалом покрытия. Это ограничивает номенклатуру со­четаний. Применяют для материалов, обладающих взаимной растворимо-

стью. Он дает покрытия сравнительно большой толщины и реализуется все­ми способами сварки плавлением. При напылении материал подложки не оплавляется, а материал покрытия в виде мелких калель, ударяясь о подлож­ку, обеспечивает сцепление. Для напыления применяют главным образом плазменную струю.

Литература: [1, разд. 5, гл. IV, § 1,2].

Тема 4. Порошковая металлургия заготовок и деталей машин

Рассматривая порошковую металлургию как технологический метод, надо отметить его основную особенность - применение исходного сырья в виде порошков. Основные этапы этого метода: получение и подготовка по­рошков, формообразование изделия прессованием, термическая обработка или спекание спрессованных изделий. При этом технологический процесс на каждом этапе формирует определенные свойства получаемых изделий. На­пример, на первом этапе - текучесть, прессуемость, спекаемость и влияние на них различных факторов. Основные способы формирования изделий из по­рошков - прокатка и прессование, имеющие ряд разновидностей. Обратите внимание на положительные и отрицательные стороны способов прессова­ния, так как от этого зависят особенности конструкции деталей. Завершаю­щая операция - спекание изделий производится для получения необходимой прочности изделий. Технология порошковой металлургии позволяет полу­чать детали с уникальными свойствами: твердостью и износостойкостью, специальными электрическими и электромагнитными свойствами, с низким или высоким коэффициентами трения, высокой пористостью.

Литература: [1, разД 8, гл. I, § 1-4].

Тема 5. Технологические основы пайки

Наряду со сваркой широко применяют другой вид соединения - пайку, при котором расплавляется только припой, смачивая нерасплавляемые кромки заготовок. Изучите современные механизированные способы пайки; «твердые» и «мягкие» припои; особенности конструирования паяных соеди­нений и типовую номенклатуру паяных конструкций.

Литература: [I, разд. 5, гл. VI, § 1, 2].

Контроль качества сварных и паяных соединений. Сварка и пайка яв­ляются завершающей операцией изготовления конструкции, определяющей ее надежность. Поэтому применимость сварки во многом зависит от досто­верности контроля сплошности соединений. Изучите основные методы не-разрушающего контроля сплошности и принципы их выбора для контроля сварных соединений и стандартные методы оценки механических свойств со­единений.

Литература: [1. разд.5, гл. VII.'8 I, 2].

Дата добавления: 2015-07-25