Контрольная работа по «Экономические основы технологического развития»

      1) Общие технические указания. Прежде  всего необходима тщательная  очистка швов от жира, для того  чтобы они могли быть равномерно  смочены припоем. После этого  наносится флюс, и соединяемые  части располагаются так, чтобы  их взаимное расположение сохранилось  при пайке; для этого применяются  щипцы, наложение тяжестей или  другие крепления. Необходимо  предотвратить нежелательный отвод  тепла! Флюс надо наносить в  холодном состоянии. Нецелесообразно  паяльник сначала нагревать, а  лишь затем окунать его в  флюс. Но нагревание флюса до 90°С, несомненно, повышает его смачивающую  способность.

      Надо  упомянуть, что в продаже имеются  также газообразные флюсы. По патентованному методу газ, питающий горелку, пропускают через жидкость, в которой он обогащается  парами флюса. Таким образом, в ряде случаев смачивание швов флюсом становится лишним; кроме того, не радо удалять  остатки флюса после пайки.

      Затем следует нагреть большую площадь  около места спая горелкой, но не конусной частью пламени, а его передней широкой частью. Нагревать место  спая следует до той температуры, при которой положенные на него кусочки  припоя начинают легко плавиться  и могут заполнить весь шов. Припой кладут с некоторым избытком, так, чтобы новые полости, образующиеся при остывании, также могли заполняться  припоем. Шов должен быть возможно более  узким, во всяком случае меньше 0,5 мм; оптимальные значения: 0,01—0,2 мм. Если применяется предохранительная газовая печь, то припой быстро всасывается в шов и уплотняет его, что обеспечивает большую прочность, чем при обычной пайке с флюсом.

      После охлаждения остатки флюса удаляют  осторожным постукиванием или травлением 10% азотной кислотой, а затем промывают  горячей водой. Если необходимо абсолютно  полное удаление остатков флюса, то можно  воспользоваться имеющимися в продаже  растворами, изменение цвета которых  указывает на наличие остатков флюса. Флюс ил буры выделяет в вакууме  большое количество газа!

      2) Твердые припои. Известны три  группы таких припоев: латунный  припой с температурой плавления  от 800 до 900°С, серебряный и серебряно-кадмиевый  припой с температурами плавления  от 600 до 850°С; кроме того, в особых  случаях применяют чистые металлы,  такие, как серебро, медь и  24-каратное золото.

      Если  на одной и той же детали необходимо провести последовательно несколько  паек твердым припоем, то, применяя один и тот же припой, можно было бы повредить прежние пайки. Поэтому  в таких случаях следует применять  два или три припоя, температуры  плавления которых различаются  примерно на 30° С: «первый припой», «второй припой», «третий припой».

      Новую группу припоев составляют так называемые припои с низкой температурой плавления  и присадки, понижающие точку плавления. С помощью этих припоев становится возможным производить очень  прочную и изящную спайку материалов при температурах значительно ниже их температуры плавления. Так, имеются  паяльные палочки для алюминия, которые обеспечивают прочное соединение уже при 420° С, т. е. на 250° С ниже температуры плавления алюминия.

      Таким приемом, применяя особый припой, можно  паять оцинкованные детали без разрушения слоя цинка. При этом достигается  прочность до 50 кГ/см². Медь, латунь, бронзу, нержавеющую сталь, никель, серебро и золото можно паять этим способом при 496° С, применяя специальный сплав. Имеются различные типы специальных припоев, которые служат для получения больших прочностей при повышенных температурах или устойчивости против коррозии в морской воде и горячих парах, для пайки в защитном газе и для применения в высоковакуумных приборах с прогревающимися местами спая. 
 
 
 
 
 

Используемая  литература:

1. Алешин Н.П., Щербинский В.Г. «Контроль качества сварочных работ». М.: Высшая школа, 1986г.

2. Волченко В.Н. «Сварные конструкции». - М.: Машиностроение, 1986г.

3. Сварные и паяные соединения. Учебное пособие/ С.А. Федоров, МАТИ, М, 1989.

      Сварка

     Та  прочность, которая достигается  при соединении деталей твердым  припоем, для многих целей является недостаточной. Поэтому детали из одинаковых или подобных материалов сваривают  вместе, добавляя вспомогательный материал или без него. Полученное таким  приемом соединение является неразъемным.

Сварка - технологический процесс получения  неразъемных соединений материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями  при их местном или пластическом деформировании, или совместным действием  того и другого. Сваркой соединяют  однородные и разнородные металлы  и их сплавы, металлы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, графитом, стеклом и др.), а также  пластмассы.

Сварка - экономически выгодный, высокопроизводительный и в значительной степени механизированный технологический процесс, широко применяемый  практически во всех отраслях машиностроения.

Физическая  сущность процесса сварки заключается  в образовании прочных связей между атомами и молекулами на соединяемых поверхностях заготовок. Для образования соединений необходимо выполнение следующих условий: освобождение свариваемых поверхностей от загрязнений, оксидов и адсорбированных на них инородных атомов; энергетическая активация поверхностных атомов, облегчающая их взаимодействие друг с другом; сближение свариваемых  поверхностей на расстояния, сопоставимым с межатомным расстоянием в свариваемых  заготовках.

     В зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, все виды сварки разделяют на три  класса: термический, термомеханический  и механический.

     К термическому классу относятся виды сварки, осуществляемые плавлением с  использованием тепловой энергии (дуговая, плазменная, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная, газовая и др.).

     К термомеханическому классу относятся  виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления (контактная, диффузионная и др.).

     К механическому классу относятся  виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления (ультразвуковая, взрывом, трением, холодная и др.).

Электродуговая  сварка.

В зависимости  от материала и числа электродов, а также способа включения  электродов и заготовки в цепь электрического тока различают следующие  способы дуговой сварки:

     а) Сварка неплавящимся (графитным или  вольфрамовым) электродом, дугой прямого  действия, при которой соединение выполняется путем расплавления только основного металла, либо с  применением присадочного металла.

     б) Сварка плавящимся (металлическим) электродом, дугой прямого действия, с одновременным  расплавлением основного металла  и электрода, который пополняет  сварочную ванну жидким металлом.

     в) Сварка косвенной дугой, горящей  между двумя, как правило, неплавящимися  электродами. При этом основной металл нагревается и расплавляется  теплотой столба дуги.

     г) Сварка трехфазной дугой, при которой  дуга горит между электродами, а  также между каждым электродом и  основным металлом.

Питание дуги осуществляется постоянным или  переменным током. При применение постоянного  тока различают сварку на прямой и  обратной полярностях. В первом случае электрод подключают к отрицательному полюсу (катод), во втором - к положительному (анод).

Ручная  дуговая сварка.

     Ручную  дуговую сварку выполняют сварочными электродами, которые вручную подают в дугу и перемещают вдоль заготовки. В процессе сварки металлическим  покрытым электродом - дуга горит между  стержнем электрода и основным металлом. Стержень электрода плавится, и расплавленный  металл каплями стекает в металлическую  ванну. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода, образуя газовую защитную атмосферу вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла. Металлическая и шлаковые ванны вместе образуют сварочную  ванну. По мере движения дуги сварочная  ванна затвердевает и образуется сварочный шов. Жидкий шлак после  остывания образует твердую шлаковую корку.

     Ручная  сварка удобна при выполнении коротких и криволинейных швов в любых  пространственных положениях - нижнем, вертикальном, горизонтальном, потолочном, при наложении швов в труднодоступных  местах, а также при монтажных  работах и сборке конструкций  сложной формы. Ручная сварка обеспечивает хорошее качество сварных швов, но обладает более низкой производительностью, например, по сравнению с автоматической дуговой сваркой под флюсом.

 Автоматическая дуговая сварка под флюсом.

     Для автоматической дуговой сварки под  флюсом используют непокрытую электродную  проволоку и флюс для защиты дуги и сварочной ванны от воздуха. Подача и перемещение электродной  проволоки механизированы. Автоматизированы процессы зажигания дуги и заварки  кратера в конце шва.

Дуговую сварку под флюсом выполняют сварочными автоматами, сварочными головками или  самоходными тракторами, перемещающимися  непосредственно по изделию. Назначение сварочных автоматов - подача электродной  проволоки в дугу и поддержание  постоянного режима сварки в течение  всего процесса. Автоматическую сварку под флюсом применяют в серийном и массовом производствах, для выполнения длинных прямолинейных и кольцевых  швов в нижнем положении на металле  толщиной 2 - 100 мм. Под флюсом сваривают  металлы различных классов. Автоматическую сварку широко применяют при изготовлении котлов, резервуаров для хранения жидкостей и газов, корпусов судов, мостовых балок и других изделий. Она является одним из основных звеньев  автоматической линий для изготовления сварных автомобильных колес  и станов для производства сварных  прямошовных и спиральных труб.

Электрошлаковая сварка и приплав.

     При электрошлаковой сварке основной и  электродный металлы расплавляются  теплотой, выделяющейся при прохождении  электрического тока через шлаковую ванну. В начальном и конечном участках шва образуются дефекты. В  начале шва – непровар, кромок, в конце шва - усадочная раковина и неметаллические включения. Поэтому сварку начинают на вводной, а заканчивают на выходной планках, которые затем удаляют газовой резкой. Шлаковая ванна - более распределенный источник теплоты, чем электрическая дуга. Основной металл расплавляется одновременно по всему периметру шлаковой ванны, что позволяет вести сварку металла большой толщины за один проход.

     Электрошлаковая сварка имеет ряд преимуществ  по сравнению с автоматической сваркой  под флюсом: повышенную производительность, лучшую макроструктуру шва и меньшие  затраты на выполнение 1 м сварного шва.

     К недостаткам электрошлаковой сварки следует отнести образование  крупного зерна в шве и в  околошовной зоне вследствие замедленного нагрева и охлаждения. После сварки необходима термическая обработка (отжиг или нормализация) для измельчения  зерна в металле сварного соединения.

Электрошлаковую сварку широко применяют в тяжелом  машиностроении для изготовления ковано - сварных и лито - сварных конструкций, таких, как станины и детали мощных прессов и станков, коленчатые валы судовых дизелей, роторы и валы гидротурбин, котлы высокого давления и т. п. Толщина свариваемого металла составляет 50 - 2000 мм.

Сварка  в среде защитных газов.

     При сварке в защитном газе электрод, зона дуги и сварочная ванна защищены струей защитного газа.

В качестве защитных газов применяют инертные газы (аргон и гелий) и активные газы (углекислый газ, азот, водород  и др.), а иногда - смеси двух газов  и более.

Сварка  в среде защитных газов в зависимости  от степени механизации процессов  подачи присадочной или сварочной  проволоки и перемещения сварочной  горелки может быть ручной, полуавтоматической и автоматической.

По сравнению  с ручной сваркой покрытыми электродами  и автоматической под флюсом сварка в защитных газах имеет следующие  преимущества: высокую степень защиты расплавленного металла от воздействия  воздуха; отсутствие на поверхности  шва при применении аргона, оксидов  и шлаковых включений; возможность  ведения процесса во всех пространственных положениях; возможность визуального  наблюдения за процессом формирования шва и его регулирования; более  высокую производительность процесса, чем при ручной дуговой сварке; относительно низкую стоимость сварки в углекислом газе.