Контрольная работа: Виды обробки металів

Процес зварювання – це комплекс кількох теплових та металургійних процесів, що відбуваються одночасно, основними з яких є: тепловий вплив на метал на порядшовних дільницях, плавлення шву і кристалізація металу у зоні сплавлення. Тепловий вплив на сплав на порядшовних дільницях і процес плавлення визначаються способами зварювання, його режимами.

Зварюваність – це технологічна характеристика металу, яка визначає його придатність до утворення зварного поєднання. Вона буває двох видів: технологічна зварюваність (визначається для окремого сплаву способами і режимами зварювання) і фізична зварюваність (визначається процесами, що відбуваються у зоні сплавлення металів). Сплави, що зварюються, можуть мати однакові і різні хімічні склади і властивості. У першому випадку це однорідні за хімічним складом і властивостями сплави, а у другому – різнорідні. Взаємне розчинення і утворення зварного шву відбуваються при розплавленні однорідних металів та їх сплавів (сталі, міді тощо). Усі однорідні метали мають фізичну зварюваність.

Більш складним є поєднання різнорідних металів. Це пояснюється різністю їх фізичних та хімічних властивостей, а також атомної будови. Властивості різнорідних сплавів інколи не забезпечують протікання необхідних для зварювання фізико-хімічних процесів, тому ці метали не мають фізичної зварюваності.

В залежності від способів, що застосовуються для усунення причин, як і заважають отриманню тривкого поєднання, усі види зварювання (їх близько 70) підрозділяють натри основні групи:

1. Зварювання плавленням (зварювання у рідкому стані).

2. Зварювання плавленням і тиском (зварювання у рідко-твердому стані).

3. Зварювання тиском (зварювання у твердому стані).

У основі класифікації зварювання металів та їх сплавів лежать наступні ознаки:

1. Фізичні ознаки – виділяють три основні фізичні ознаки: вид енергії, яка вводиться, наявність тиску та вид носія енергії. В залежності від виду енергії, яка вводиться, зварювальні процеси поділяються на такі класи:

а) термічний – види зварювання, які здійснюються плавленням із застосуванням теплової енергії: дугове, плазмове, електронно-променеве, лазерне, електрошлакове, газове, високочастотне, термітне та ін.;

б) термомеханічний – види зварювання, які здійснюються із застосуванням теплової енергії і тиску: контактне, дифузійне, газопресове та ін.;

в) механічний - види зварювання, які здійснюються із застосуванням механічної енергії і тиску: ультразвукове, тертям, холодне, вибухом та ін.

2. Технічні ознаки – до них відносять такі види зварювання:

а) за способом захисту зони зварювання: зварювання на повітрі, у вакуумі, захисних газах, під флюсом, по флюсу, у піні і з комбінованим захистом;

б) за безперервністю процесу: безперервні та перервні види зварювання;

в) за ступенем механізації зварювання: ручні, механізовані, автоматизовані та автоматичні види зварювання.

3. Технологічні ознаки – класифікація зварювання за цими ознаками проводиться в залежності від форми зварного поєднання, роду і полярності струму, виду електроду, що плавиться чи не плавиться і т.д. Розрізняють газове, електрошлакове, електронно-променеве, дифузійне, ультразвукове, холодне та ін. види зварювання.

Електроерозійне зварювання (ЕЕЗ). Його сутність заключається у зміні форми, розмірів і властивостей заготівок шляхом їх поєднання і зняття при цьому припуску металів за рахунок керованого процесу електричної ерозії – тобто руйнування матеріалу електродів при електричному пробої міжелектродного проміжку. Процеси обробки заготівок за допомогою ЕЕЗ можна умовно поділити на три групи:

1. Задана форма деталі забезпечується тільки переміщенням електроінструменту. Так проводять ЕЕЗ із застосуванням зварювального дроту.

2. Отримання заданої форми забезпечується взаємним переміщенням електроінструменту і заготівки. Ці операції отримали менше розповсюдження.

Обробку за допомогою ЕЕЗ застосовують:

1) при заготівельних операціях – ЕЕЗ використовують для отримання заготівок із молібдену, вольфраму, нікелевих і титанових сплавів та інших ме6талів, що важко обробляються. Виготовлення заготовок із прокату виконують за допомогою електроінструментів, а виготовлення точних малогабаритних заготівок виконують за допомогою зварювального обладнання;

2) для формування робочих порожнин штампів, прес-форм. Штампи після обробки ЕЕЗ мають підвищену зносостійкість;

3) також ЕЕЗ застосовують при виготовленні деталей у електронній та авіаційній галузях.

Дифузійне зварювання відбувається у твердому стані внаслідок виникнення зв’язків на атомарному рівні, що з’являються у результаті максимального зближення контактних поверхонь за рахунок локальної пластичної деформації при підвищеній температурі, яка забезпечує взаємну дифузію у при поверхневих шарах матеріалів, що поєднуються. Деталі, які зварюються, здавлюють з невеликим зусиллям і нагрівають. Процес зварювання послідовно включає у себе виникнення і розвиструм фізичного контакту. Активацію контактних поверхонь, взаємодію атомів, у результаті чого між ними встановлюються зв’язки, що призводять до утворення монолітного поєднання.

До режимів дифузійного зварювання відносять:

1. Температуру нагрівання. Температуру зварювання зазвичай обирають підвищену, що сприяє збільшенню поверхні стикання деталей, а також прискоренню процесів очищення поверхонь від оксидів. Але якщо деталі тонкі, то температуру знижують, щоб уникнути їх деформації. А отримання необхідної тривкості досягається збільшенням тривалості нагрівання.

2. Питомий тиск при зварюванні – при дифузійному зварюванні він не повинен викликати помітних пластичних деформацій деталей.

3. Час витримки.