ПІСІРУ ЖҦМЫСТАРЫН ҚОЛМЕН ЭЛЕКТРДОҒАЛЫ ПІСІРУМЕН ОРЫНДАУ

«Білім беруді дамыту федералдық институты» федералдық мемлекеттік автономды мекемесі «Жалпы құрылыс жұмыстарының шебері» мамандығы бойынша орта кәсіби білім беру бағдарламасын іске асыратын білім беру мекемелерінің оқу процесінде пайдалану үшін оқулық ретінде

Пікірді  тіркеу нөмірі 281, 8 маусым 2015 жыл.

ӘОЖ 621.791(075.32) КБЖ 30.61я722

Бұл кітап Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі және «Кәсіпқор» холдингі» КЕАҚ арасында жасалған шартқа сәйкес «ТКББ жүйесі үшін шетел әдебиетін сатып алуды және аударуды ұйымдастыру бойынша қызметтер» мемлекеттік тапсырмасын орындау аясында қазақ тіліне аударылды.

Қазақстан Республикасының техникалық және кәсіптік білім беру жүйесіндегі білім беру ұйымдарының осы жағдайды ескеруі және оқу үдерісінде мазмұнды бӛлімді

(технология, материалдар және қажетті ақпарат) қолдануы қажет. Аударманы «Delta Consultіng Group» ЖШС жүзеге асырды, заңды мекенжайы: Астана қ., Иманов кӛш., 19, «Алма-Ата» БО, 809С , телефоны: 8 (7172) 78 79 29, эл. поштасы:

В. В. Овчинников О-355 Пісіру жұмыстарын қолмен электрдоғалы пісірумен орындау: орта кәсіби білім беру студенттік мекемелерге арналған оқулық / В. В. Овчинников. — М. : «Академия» баспа орталығы,

Оқулық «Жалпы құрылыс жұмыстарының шебері» мамандығы бойынша орта кәсіби білім берудің мемлекеттік білім беру стандартына сәйкес дайындалған. Кітапта химия, физика, металл және құрылымдық материалдар технологияларының, электротехниканың және басқа техникалық пәндердің негіздері баяндалған. Доғалы, плазмалы және газбен пісіру және металдарды кесу туралы жалпы мәліметтер, түсті металдарды және қорытпаларды пісіру технологиялары келтірілген. Доғалы, плазмалы және газбен пісіру және кесу жабдығы сипатталған.

Оқулық орта кәсіби білім беру мекемелерінің студенттеріне арналған.

30.61я722

Қҧрметті оқырман!

Осы оқулық «Жалпы құрылыс жұмыстарының шебері» мамандығы бойынша оқу-әдістемелік кешеннің бір бӛлігі болып табылады. Оқулық ПМ.07 «Пісіру жұмыстарын қолмен электрдоғалы пісірумен орындау» кәсіби модулін зерделеуге арналған. Жаңа ұрпақтың оқу-әдістемелік кешендері жалпы білім беретін және жалпы кәсіби пәндер мен кәсіби модульдер зерделеуді қамтамасыз етуге мүмкіндік беретін дәстүрлі және жаңа оқу материалдарынан тұрады. Әрбір жинақтама жалпы және кәсіби құзыретті, оның ішінде, жұмыс берушінің талаптарын ескере  отырып меңгеру үшін қажетті оқулықтардан және оқу  құралдарынан, оқыту және бақылау құралдарынан тұрады. Оқу басылымдары электронды білім беру ресурстарымен толықтырылады. Электронды ресурстар интерактивті жаттығулар мен жаттығу құрылғылары бар теориялық және практикалық модульдерден, мультимедиялық объектілерден, интернеттегі қосымша материалдар мен ресурстарға сілтемелерден тұрады. Оған терминологиялық сӛздік пен электронды журнал енгізілген,  онда оқу процесінің негізгі параметрлері тіркеледі: жұмыс уақыты, бақылау және практикалық тапсырмалар орындау нәтижесі. Электронды ресурстар оқу процесімен жеңіл үйлеседі және кез- келген оқу бағдарламаларына бағдарлануы мүмкін.

Пісіру және дәнекерлеу жолымен түрлі металл бӛлшектердің ажырамас құрамаларын алу амалы ежелден танымал. Италияның Помпеи қаласындағы қазба жұмыстары кезінде ұзына бойғы пісіру жігі бар қорғасыннан жасалған су құбырлары табылған. Бұрын ұсталық пісіру кеңінен қолданылған. Индустрияландыру басталуынан бастап ғылым мен техниканың дамуы салдарынан бұрын ағаш пен тастан жасалатын құрылыс элементтерінің кӛбі металға ауыстырылды. Темір және болат деп аталатын оның қосылыстары әлі де басым металл болып қалуда. Одан әрі пісіру ӛнеркәсіп ӛндірісінде және құрылыста жетекші технологиялық процестердің бірі болып қалады. Болат илемді бүкіл әлемде тұтынудың 70 %

пісіру құрылымдары мен құрылыстарын шығаруға кетеді.

Қазіргі заманғы пісіру процестерінің кӛбі ХХ ғасырдың бірінші жартысында әзірленген, алайда бастамасы XІX ғасыр. Осылайша, 1802 жылы әлемде ең алғаш рет Санкт-Петербургтің медико- хирургия академиясының профессоры Василий Владимирович Петров (1761 —1834) ол салған аса қуатты «Вольт бағанынан» доғалы разрядты байқаған. Ол ең бірінші болып металдарды тез балқыту үшін жылу кӛзі ретінде электр доғасын қолдануды ұсынған. Алғашында доғалы пісіруде шығыс пісіру материалдарын пайдаланбаған, электрмен пісірудің негізгі түрі балқымайтын кӛмірлі электродты пайдалана отырып, доғалы пісіру болған. Ең алғаш рет оны Авгур де Меритан 1881 жылы қолданды. Аз уақыт ӛткен соң 1888 жылы, Н. Г. Славянов кӛмірді әдетте суық илемделген болаттан дайындалатын металл электродта (шыбықшаға) ауыстырды. Осылайша электродпен балқытатын доғалы пісіру бастама алды. 1903 жылы Эдмон Фуше және Шарль Пикар француз инженерлері алғашқы ацетиленоттегімен пісіру шілтерін құрастырып шығарған және оған Германия патентін алған. Олар ұсынған газбен пісіру құрылымдары осы уақытқа дейін түбегейлі ӛзгертілген жоқ.

процесін зерттеуіне себепші болды. 1895 жылы ол ацетилен мен оттегіні жағу кезінде температурасы 3000 °С жоғары жалын алды. Ацетилен 1836 жылы ашылған, ал 1863 жылы М. Бертло синтездесе де, ол әк тастан және кӛмірден кальций карбидін дайындау амалы табылғаннан кейін ғана қол жетімді техникалық ӛнім болды. 1904 жылы Францияда металдарды кесу үшін ацетиленоттегі шілтерін пайдалану мүмкіндігі табылды, ал 1908—1909 жылдары Франция мен Германияда оттекті су асты кесу бойынша алғашқы сәтті тәжірибелер жүргізілді. 1911 жылы Ресейдің Сауда және ӛнеркәсіп министрлігінің жанындағы комиссия қазанның кейбір маңызды емес бӛліктерін пісіруге рұқсат беріп, бу қазандарды дайындау үшін газбен пісіруге рұқсат берді.

1912 жылы сұйық шыны сіңген кӛк асбесттен жасалған қаптама түріндегі қалың электродты қаптама пайда болды. Қалың қаптаманың артықшылығы жұқа қаптамада жоқ басқа құрамдас бӛліктердің едәуір қосылыстарға негізделген. Сұйық шыны сіңген қалың қаптамасы бар электродтар қару-жарақ дайындау және кемелердің бойлердерін жӛндеу сияқты маңызды ӛнеркәсіп саласында қолданыс тапты. Ең алғаш рет пісіру жігінің мықтылығы негізгі металл мықтылығына тең болды. Техникаға қаптамасы қалың электродтарды доғалы пісіруді енгізгеннен бастап доғалы пісірудің жаңа амалдары пайда болды, сол уақытта түйіспелі пісіру үшін машиналар әзірленді, кейіннен кӛптеген ӛндірістерде газбен пісіру орнын электрмен пісіру біртіндеп басты. Электрліні пайдалану ұлғайған және газбен пісіру шығарылған сайын оттегімен кесуді пайдалану ұлғайды.

пісіру амалы әзірленді, онда доға мен балқытылған металл балқытылған флюстан жасалған қаптама мен түйіршектелген флюс бӛлшектерінің балқытылмаған қабатымен қорғалған. Флюс қаптамасының астында үздіксіз электродпен пісіру шыбықшаны автоматты түрде бере отырып, пісіру бастиегінің кӛмегімен жүзеге асырылған. Бұл механизацияланған пісіру процесі гравитациялық пісіру ретінде танымал. 1940 жылдардың басынан бастапн, бұл амал ұзартылған кӛлденеңінен-тігінен бұрыштық жіктерді пісіру үшін жапон верфяларында кеңінен қолданылған. 1940 жылы гелийдегі вольфрам электродынан шығатын доғалы пісіру басталды, алайда пісіру аймағына күштеп газ берумен атмосфералық ластанудан доғаны және балқытылған металды қорғау идеясы жабынған электрод

белгілі болғанмен  бірдей мәлім.

Бұл пісіру процесі инертті газ ортасында вольфрам электродымен доғалы пісіру қолданудың бастамасы болды.  Алюминий қоспаларын және реактивті металдарды пісіру үшін жоғары тазартылған газдың қажеттілігіне

байланысты қорғаушы газының тазалығы 99,95 % дейін артты. Аргон ең тиімді және газды қолданудағы қауіпсіз болып танылды. 1948 жылы қорғаушы газын қолдана отырып, жаңа процесс әзірленді – қорғаушы газы ортасындағы электродпен балқытатын доғалы пісіру. Осы процесте электрод сым пішінінде болған, ол бухтадан доғаға сымды балқыту жылдамдығына тең жылдамдықпен берілген. Қорғаушы газы ортасында балқытатын электродпен доғалы пісіру үшін аргонды қолдану  экономикалық  тұрғыдан үнемді болмайтынына байланысты, КСРО-да, Ұлыбританияда, Нидерландыда және Жапонияда бірнеше жыл зерттеу жүргізілгеннен кейін, 1950 жылдың соңына қарай қорғаушы газы ретінде кӛмірқышқыл газын пайдалануды ықтимал еткен әдістер әзірленді. 1980 жылдың басында диаметрі кіші (1,2...1,6 мм) ұнтақ түріндегі сымдар әзірленді және пайдаланыла басталды. Пісіру технологиясы алғашы рет 1905 жылы Жапониямен соғыс кезінде зақымданған орыс кемелерін жӛндеу үшін кеңінен қолданылған. Бұл жӛндеу жұмыстары пісіруді кемені құрудың басынан бастап қолдану идеясының пайда болуына себепші болды. 1915—1917 жылдары шағын баржаларды жӛндегеннен және 1918 жылы Регистр Ллойд кемелерді пісіруге бірінші нормативтерді бергеннен кейін, суға толық пісірілген корпусы бар кемелерді жіберуге рұқсат берілді. 1920 — 1930 жылдары тойтармалы кемелер кӛп болды. Ол 1940 жылдары ӛзгерді. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде пісірілген кемелер ғана қанағаттандыра алатын кемелерге үлкен сұранысқа ие болды. Ол жылдары АҚШ-та 2600 «Lіberty Shіps» (еркіндік кемелері) салынды. Ғимараттарға арналған кӛтеруші болат құрылыстарға алғашында бетон және тас құрылыстармен бәсекелесті. Болатты тек жалпы қабылданған материалдардың қасиеттері жеткіліксіз болған кезде қолданылған. Мысал ретінде Париждегі Эйфель мұнарасын алуға болады. Ол уақытта мұндай құрылысты бетоннан кӛтеру мүмкін болмаған. Пісіру технологиясының дамуы оған деген кӛзқарасты ӛзгертті. Шығару құнын және дайындау уақытының едәуір қысқарғаны болат құрылыстарды кӛптеген облыстарда бәсекеге қабілетті етті. Пісіру құрылыстарының экономикалық артықшылығы айқын болды.

ҚОЛМЕН ДОҒАЛЫ ЭЛЕКТРО ПІСІРУ МЕН ПІСІРУ ЖҦМЫСТАРЫН ЖҤРГІЗУ КЕЗІНДЕ ДАЙЫНДЫҚ ЖҦМЫСТАРЫН ОРЫНДАУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ

Машиналар мен механизмдерді дайындау кезінде техникада бӛлшектерді қосудың әртүрлі түрлері кеңінен пайдаланылады. Кейбір бӛлшектерді бұзып және қайтадан жинауға болатындай етіп қосады. Ондай қосу

Ажырамалы қосындыларда қосылатын бӛлшектерден басқа қосатын элемент болады: бұрандама, бұрама, бүркеншіксіз шеге. Ажырамалы қосындыларды бұзу үшін қосатын элементті алып тастау жеткілікті. Қосылатын бӛлшектердің тұтастығы бұл ретте бұзылмайды. Кейбір жағдайларда бӛлшектерді бір біріне байланысты белгілі бір бағытта орын ауыстыра алу мүмкіндігімен

Жылжымалы қосындының мысалы ретінде тісті дӛңгелектердің қосындысын алуға болады.

қосындылар. Мұндай қосындыларды бір бӛлшекті басқаға баспақтаңқырау, пісіру, дәнекерлеу, тойтару және желімдеу жолымен алады. Мұндай қосынды бұзылған кезде, әдетте, оған кіретін бӛлшектердің тұтастығы бұзылады. Ажырамайтын қосындылардың арасында монолитті (тұтас) (мысалы пісіру жолымен алынған) және монолитті емес (тойтарылатын)  қосындылар бӛлінеді. 2601 — 84 МЕМСТ пісірудің мынадай анықтамасын береді: қосылатын бӛлшектерді қыздыру және (немесе) иілу деформациясы кезінде олардың арасында атомаралық байланыс орнату арқылы ажырамас қосындылар алу процесі

Бұл ретте қосынды материалы (пісіру жігі)  қосылатын бӛлшектер сияқты физикалық және механикалық қасиетке ие.

Пісірумен металдан, керамикалық материалдан, пластмассадан,

шыныдан және т.б. жасалған бӛлшектерді біріктіреді. Қазіргі уақытта 60-тан астам пісіру амалдары әзірленген. Пісірілетін құрылымдардың алуан түрлілігі және пісіру кезінде қолданылатын материалдардың әртүрлілігі пісіру процесін жүзеге асыру үшін пісірудің түрлі амалдарын және әртүрлі жылу кӛзін қолдану қажеттілігін тудырады. Пісіру орнын қыздыру және пісіру қосындысын қалыптастыру үшін доғалы разряд; электронды сәуле; қатты немесе сұйық ӛткізгіштің бойымен жүретін тоқ және т.б. арқылы жылы энергияға түрленген энергия қолданылады.

бірігетін бӛлшектердің материалдардың пластикалық қасиеттерін пайдаланады, бұл ретте қыздыру маңызы болмайды немесе мүлдем қолданылмайды. Қысыммен  пісіру кезінде металл байланыс аймағының механикалық қарсылығы есебінен иілгіш күйге дейін қызады және бӛлшектер мен оның қосындыларын пластикалық деформациялаудың механикалық күшпен бастығады.

Балқытып пісіру кезінде металды сұйық күйге (балқығанға) дейін қыздырады, бұл ретте қосылатын бӛлшектер жиегін сұйық металл ваннасын құра отырып, бір уақытта балқытады; кристалдану (қатаю) кезінде пісіру ваннасында балқытылған металл құюлы құрылымы бар мықты қосынды түзеді. Пісіру қосындысын түзу үшін пайдаланылатын энергия пішініне байланысты барлық пісіру түрлері үш топқа бӛлінеді:

Термиялық топқа жылу энергиясын пайдалана отырып, балқытумен жүзеге асырылатын пісіру түрлері жатады (доғалы, плазмалы, электрқожды, электрон-сәулелі, лазерлі, газ және т.б.).

Термомеханикалық топқа жылу энергиясын және қысымды пайдалана отырып, жүзеге асырылатын пісіру түрлері жатады (байланыс, нүктелік, диффузиялы және т.б.).

Механикалық топқа механикалық энергия мен қысымды пайдалана отырып жүзеге асырылатын барлық пісіру түрлері жатады (ультрадыбыстық, жарылыс, үйкеліс, суық және т.б.).

Қыздыру    үшін    қолданылатын    энергия    кӛзіне  байланысты

балқытып пісіруді электрлі, газ және термиялық деп бӛлуге болады. Газбен пісіру кезінде жанар газдар — ацетилен, алмастырғыш газдар (пропан, метан, сутегі және т.б.) немесе жанар сұйықтық (бензин, керосин) буларының атмосферасында оттегі жану энергиясы пайдаланылады. Балқытып электрмен пісірудің түрлі амалдары кеңінен таралды, ал олардың арасында доғалы пісіру жетекші орын алуда, онда пісіру аймағында жылу кӛзі электр доғасы болып табылады. Электрлі доғалы пісіру кезінде металды қыздыру және балқыту үшін қажетті жылудың негізгі бӛлігі балқытылатын металл мен электрод арасында пайда болатын доғалы разряд есебінен пайда болады. Пісіретін бӛлшектер жиегі доғасы және балқитын электрод немесе қоспа материал кесігі жылуының әсер етуінен балқиды, пісіру ваннасын құрады, ол біраз уақыт сұйық күйде болады. Металл қатқан кезде пісірілген жалғас түзіледі.

Балқытумен электрлі пісірудің қолда бар әдістері былай саралануы мүмкін:

1.1.–кесте Пісіру түрлерін саралау

ресейлік

Қапталған        электродтармен        қолмен доғалы пісіру

Қапталған        электродтармен        ванналы қолмен доғалы пісіру

Балқымайтын        электродпен        қолмен аргондоғалы пісіру

1.1. Кестенің жалғасы

ресейлік

Белсенді        газдар        мен        олардың қоспаларындағы  балқитын  электродпен

Балқымайтын        электродпен        автоматты аргондоғалы пісіру

Балқитын электродпен белсенді газдар мен   олардың   қоспаларында автоматты

Балқитын        электродпен        автоматты аргондоғалы пісіру

Флюс астында автоматты пісіру

Флюс        астында        жартылай        автоматты пісіру

Ӛзін-ӛзі        қорғайтын        ұнтақ        сыммен жартылай автоматты пісіру

Белсенді        газдарда        ұнтақ        сыммен жартылай автоматты пісіру

Ӛзін-ӛзі        қорғайтын        ұнтақ        сыммен ваннада жартылай автоматты пісіру

Қосындыланған        сымның        ашық доғасымен жартылай автоматты пісіру

Плазмалы пісіру

Электрқожды пісіру

Электронды-сәулелі пісіру

Газбен пісіру

Қапталған        электродтармен        қолмен доғалы балқытып қаптау

Қолмен аргондоғалы балқытып қаптау

Автоматты        аргондоғалы        балқытып қаптау

деп аталады. Пісіру қосылысы мынадай аймақтар мен учаскелерді біріктіреді: негізгі металл, термиялық ықпал ету аймағы және пісіру жігі немесе жік металы (1.1-сурет). Балқытылған металды кристалдау немесе қысыммен пісіру кезінде пластикалық деформациялау нәтижесінде түзілген пісіру қосылысының немесе кристалдану мен деформациялану үйлесімділігінің учаскесі

Балқу аймағы

Пісіру қосылыстарының мынадай типтері болады:

1.1.-сурет        Пісіру        жалғастың        кӛлденең        қимасындағы        негізгі құрылымдық аймақтары:

Түйіскен қосылыс

Пісірілетін жиектің қиғаштығынсыз түйіскен қосылысты қалыңдығы 12 мм дейін беттерді қосу кезінде қолданады, бұл ретте бет жиектерін жазықтыққа тік бұрышта кесіп тастайды. 4 мм дейінгі беттерді бір жақты жікпен, 2... 12 мм — екі жақты жікпен пісіреді. Мұндай қоспаны пісіруге дайындық пісірілетін жиектерді түйістіруді кӛздейді. Пісірілетін жиектерді қиғаштатпай және саңылаусыз түйістіріп қосу жүктеудің барлық жағдайларында жақсы сипатқа ие. Жауапты құрылымдарда қосылыстың осы түрін қолдану үшін толық пісірімді қамтамасыз ету қажет. Екі жақты пісіру жігі пісіру қосындысының мықтылығын арттырады, алайда балқытылған негізгі металдың бар болуына байланысты едәуір ұзақ уақытты жүктеме салу  қосылыстың бұзылуына әкелуі мүмкін.

Саңылауы бар пісірілетін жиектерді қиғаштатпай түйістіріп қосу

Жиектерді қиғаштатып түйістіріп қосу

Жиектерді қиғаштатып түйістіріп қосу қалыңдығы 3-тен 100 мм металды пісіруге мүмкіндік береді. Екі жақты пісіру жігі жіктің екінші жағына қол жетімділік бар жағдайда ғана жүргізілуі мүмкін. Бұл жағдайда  пісіру қосылысының бүкіл қалыңдығына кепілдікті қамтамасыз ету анағұрлым жеңіл.

Жиекті екі симметриялық қиямен түйістіріп қосу пайдаланудың ауыр жағдайында жұмыс істейтін құрылымда қолданылады. Олар қалыңдығы 8-ден 120 мм металдың пісіру қосылысын алу үшін пайдаланылады. Жиектердің екі симметриялы қиямен түйістіріп қосуды орындау кезінде жік түбін кепілді пісірімді қамтамасыз ету қажет. Ол үшін екінші жікті салу үшін бірінші жік түбін тазалауды жүргізу қажет. Бір жиегі қиғаш және бір жиегінің екі симметриялы қиғаштығымен түйістіріп қосу кеңінен қолданылмайды.  Олар жиегі қиғаш түйіскен қосылыстар қолданылатын құрылыстарда қолданылуы мүмкін. Бір жиегі қиғаш және бір жиегінің екі симметриялы қиғаштығымен ӛндеуді толықтыру үшін аз электродты  металл қажет.

Жиегін қисық сызықты түйістіріп қосу қысымы жоғары қыздыратын ыдыстар сияқты ерекше жауапты құрылыстарда қолданылады. Осындай қосылыстарды орындау құны жиектің қиғаштығымен қосуға және жиектің екі симметриялы қиғаштығымен қосуға қарағанда жоғары, алайда жиектің қисық сызықты қиғаштығы қосылыстарын пісіру үшін электродтардың аз саны қажет, тиісінше электр энергиясы аз жұмсалады. Жиектің қисық сызықты қиғаштығымен түйістіріп қосу қалыңдығы 15-тен 100 мм металды пісіру үшін қолданылады. Жік түбірін толық қорыту қосылысты екі жағынан пісіру және бір жақты жікке қарағанда тӛсемде қосылысты пісіру кезінде қамтамасыз ету жеңіл. Мұндай қосылыстың қажетті мықты қасиеттерін алу үшін пісіру жігінің түбірін кепіл балқыту қажет.

Жиектің екі симметриялы қисық сызықты қиғаштығымен түйістіріп қосу жиектің қисық сызықты қиғаштығымен өңдеу пайдаланылатын құрылыс үшін қолданылады, бұл ретте екі жақтан пісіру жасалады. Пісірілетін металл қалыңдығы 30-дан 175 мм дейін болады. Екі жақты пісірілген жік қысымды тең реттеуді қамтамасыз етеді және пісіру ақауларының азаюына

ықпал етеді.

Бір жиектің қисық сызықты қиғаштығымен және бір жиектің екі симметриялы қисық сызықты қиғаштығымен түйістіріп қосу жиектердің екі симметриялы қисық сызықты қиғаштығымен түйістіріп қосудағы сияқты қолданылады, бірақ кӛлемі жағынан аз жүктеме салған жағдайда. Алынған ӛңдеуді толтыру үшін балқытылған металдың аз саны қажет. Ӛңделмеген жиек кесігінің бар болуы балқытуды және тура балқытуды қиындатады.

Бұрыштап қосу

Бұрышты қосылыстар пісірілетін элементтер түзу немесе қисынсыз бұрыш астында орналасқан кезде жүзеге асырылады және пісіру осы элементтердің жиектері бойынша бір немесе екі жағынан орындалады. Бұрышты қосылыстар түрлі қорап тәріздес бұйымдарды, су сақтайтын орындарды және ыдыстарды пісіру кезінде қолданылады.

Кесік жігі бар жиектерді қиғаштатпай бұрышты қосылыс әдетте жіңішке металды пісіру үшін қолданылады. Одан жуан қосылыстарды пайдалану кезінде едәуір күш түспесе немесе жіктің түбір жағы бӛлігі майыспаса осылай орындауға болады. Қосылыстың осы түрін алу үшін жиектерді ӛңдеу қажет  емес, мұндай қосылыстарды жинау ӛте жеңіл.

қалыңдығы үлкен металды пісіру үшін пайдаланылуы мүмкін. Бір жақты пісіру кезінде жік түбін балқытуды қамтамасыз ету қажет. Екі жақты пісіру кезінде мұндай қосылыс едәуір күш кӛтере алады. Онда пісіру қысымы біркелкі бӛлінген.

1.2.сурет Бұрышты қосылыс

Жиектерді қиғаштатып бұрышты қосылыстың мықтылығы жоғары және қалыңдығы 3-тен 60 мм дейін металды пісіру үшін қолданылады. Екі жақтан пісіру мүмкін болмаған жағдайда жік түбірі пісіріміне мән аудару қажет. Бір жиектің екі симметриялы қиғаштығымен бұрышты қосылыс ауыр жағдайда жұмыс істейтін құрылыс үшін қалыңдығы 8-ден 100 мм дейін металл үшін қолданылады. Пісіру екі жақтан жасалады. Дайындаманы балқытып алуды қамтамасыз ету қажет.

Шетжақ қосылысы

Айқастыра қосылыс

Күнделікті жұмыста бір бұрышты жігі бар айқастыра қосылысты қолданады, бірақ ол екі бұрышты жігі бар айқастыра қосылысқа қарағанда мықтылығы азырақ. Бұл жағдайда қосылыс түбі иілетін болса, бір бұрышты жігі бар айқастыра қосылысты қолдану ұсынылмайды. Айқастыра қосылыстың бұрыштама жіктерін пісіру кезінде толық балқытып алуды қамтамасыз ету керек. Айқастырма қосылыстар кеңінен қолданылса да үлкен жүктеме түскен кезде түйіспе қосылыстарға қарсы тұра алмайды.

1.3-сурет Шетжақ қосылысы

1.4-сурет Айқастыра қосылыс

1.5-сурет Таврлы қосылыс: а

б

в

Таврлы қосылыс

Жиектерді қиғаштатпай таврлы қосылыстар (1.5, а-сурет) қалыңдығы қалыңдығы 40 мм дейін металды пісіру кезінде қолданылуы мүмкін. Бұл қосылыстар жиектерді дайындауды қажет етпейді, оларды жинау оңай және үнемді.

Бір жиекті қиғаштатып таврлы қосылыс

Жиектерді қиғаштатып таврлы қосылыс қалыңдығы 3-тен 60 мм металды пісіру үшін қолданылады. Екі жағынан пісіру мүмкін болмаған жағдайда жіктің түбірі бӛлігінде толық балқытып алуды қамтамасыз етуге назар аудару қажет. Екі жақтан пісіру мүмкін болмаған жағдайда қосылыстың кӛтеруші қабілеті едәуір ұлғаяды. Жиекті қиғаштатпай таврлы қосылыс үшін осыған ұқсас кӛрсеткішке қарағанда жиек қиғаштығымен таврлы қосылысты дайындау құны жоғары және мұндай қосылыстарды жинау кӛп уақытты алады, алайда осы жағдайдағы электродтардың құны аз болады.

Бір жиектің екі симметриялы қиғаштығымен таврлы қосылыс (1.5-сурет) 8-ден 100 мм дейін металл қалыңдығына арналған ауыр жағдайда жұмыс істейтін құрылыстар үшін қолданылады. Пісіру екі жағынан жүргізіледі. Жік түбінде жақсылап балқытып алуды қамтамасыз ету қажет.

Бір жиегінің қисық сызықты қиғаштығымен таврлы қосылыстар 15-тен 100 мм дейінгі металл қалыңдығына пайдаланудың едәуір күрделі жағдайында пайдаланылады. Бір жағын пісіруді орындау кезінде жік түбінің толық балқытылуын қамтамасыз етуге назар аудару қажет. Екі жақтан пісіру мүмкін болған жағдайда қосылыс жұмысының тиімділігін бӛлінбек жиек жағынан екінші жік салу есебінен арттыруға болады.

Бір жиектің екі симметриялы қисық сызықты қиғаштығымен таврлы қосылыс жүктеудің ең қатаң жағдайларын кӛтере алады. Олар 30-дан 120 мм металл қалыңдығына қолданылады. Пісірушіге қосылыстың екі жағын пісіруді қамтамасыз ету қажет. Едәуір күш түскен жағдайда мықтылығы жоғары сипаттама алу үшін жіктің түбірін жақсы балқытып алу және бетімен балқыту қажет.

Байланыстыратын немесе құрылымдық жіктер элементтерді қосу, құрылымдық бӛлшектерді бекіту, саңылауларды жою үшін пайдаланылады және минималды қима алынады.

1.6-сурет. Жиектерді бӛлумен тҥйіс жік:

2...4

Зазор – Саңылау. Притупление кромки - Жиекті мұқалту Металл қалыңдығы үлкен болған кезде жіктің бүкіл тереңдігі бойынша жақсы балқытылуы үшін пісірілетін элементтердің жиектерін арнайы ӛндеу қажет – жиектерді бӛлшектеу қажет, бұл ретте жік бӛлімге қарай бағытталған бір немесе бірнеше білікше санынан тұруы мүмкін. Білікше дегеніміз бір рет жүріп ӛткенде балқытып қаптастырылған немесе балқытылған пісіру жігінің металы. Бӛлшектеліп балқытылған бірінші білікше (1.6-сурет), түпкі ӛтетін жер немесе кейде түпкі жік деп аталады. Кейінгі білікшелер толтыратын қабат түзеді. Екі жақтан пісіру жігі кезінде келесі пісіру кезінде күйдіріп алуды алдын алу үшін жасалатын немесе жік  түбіне ең соңғы салынатын екі жақты жіктің аз бӛлігі арка астындағы берілген жік деп аталады. Түйіс жіктердің екі жағында бірқалыпты сыртқы сызығы және биіктігі үлкен емес қатпар түрінде дӛңестігі болуы. Дӛңестік жіктің сыртқы қабатының тегіс еместігін және ішкі бӛлігінің ықтимал әлсіреуінің (тесіктер, шлак қоспалары) орнын толтырады. Түйіс жік негізгі және үнемді пісіру жалғасы болып табылады. Ол жергілікті кернеуі аз қима бойымен біркелкі күш береді, ол оны дірілдетпе және динамикалық жүктеме кезіне мақсатқа сай етеді. Түйіс жіктің кемшілігі қосылатын элементтердің барлық ұзындығы бойынша біркелкі саңлауды жүзеге асыру кезінде ӛндірістік қиындықтар, жиектерді ӛндеуге қосымша шығындар, элементтерді нақты кесу қажеттілігі болып табылады.

Бұрыштық жік

Қалыпты бұрыштық жік шағын дӛңестігі бар тең қырлы  үшбұрыш түрінде болады. Динамикалық күш салынатын  жалғастарда бұрыштық жіктердің имектік беті болуы тиіс. МЕМСТ бұрыштық жіктің катетінің

п азаюына әкеп соқпауы тиіс  (жобалау кезінде белгіленген бұрыштық жік катетінің кӛлемі). Катеттің жобалық шамасы (К п ) бұрыштық жіктің сыртқы бӛлігіне кіргізілген ең үлкен тікбұрышты үш бұрыштың катеті болып табылады (1.7- сурет). Симметриялық жік кезінде К п катеті ретінде кез-келген тең, симметриялы емес жік кезінде – ең аз катеттердің бірі қабылданады.

Нүктелі жік деп пісірілген жік аталады, онда пісірілген бӛлшектер арасындағы байланыс пісіру нүктелерімен жүзеге асырылады. Пісіру нүктесі — жоспарда шеңбер немесе эллипс түріндегі нүктелі жік элементі. Нүктелі жіктерді жоғарғы  элементінде саңылауы бар айқастырма жалғастарды пісіру үшін қолданылады (сур. 1.8). Саңылау тік қабырғаларымен немесе жиек қиғаштығы болуы мүмкін. Нүктелі жіктердің, пластинадағы саңылауды балқытылған металмен толтыру нәтижесінде жік қимасы түзілетінінен  басқа  бұрыштық  жіктермен  ортақ  ұқсастықтары кӛп.

жақты тізбекті жіктер (в) және екі жақты шахмат тәріздес жік (г)

Үздіксіз жік

Үзік жік

б-сурет).

Жауапты емес құрылыстарда (қоршауды, тӛсемді және т.б. пісіру) үзік жіктерді пайдалану байқалатын үнемді әсер беруі мүмкін, пісіру жұмыстарын жүргізу құны едәуір тӛмендеуі мүмкін. Жіктің осы типі айқасқан және таңбалы қосылыстарды пісіру кезінде қолданылады. Үзік жіктердің түрлері тізбекті үзік жік және шахмат тәріздес үзік жік болып табылады.

Тізбекті үзік жік

Шахмат тәріздес үзік жік

Қайырма

бұзылмауы тиіс. Қайырмалар саны және қимасы пісірілетін металл қалыңдығымен, жік ұзақтығымен, қайырма шыдауға тиіс суық ӛндеуден жүктемемен, сондай-ақ пісірдің қолданылатын технологиясымен айқындалады.

Маңдайлық түйіспе жік ең аз жергілікті кернеусіз қима бойымен біркелкі салынған күш береді. Жалғас мықтылығы пісірілетін элементтердің жиектерін ӛндеу типіне байланысты емес және жұмыс дұрыс жүргізілген кезде бірдей. Жік, әсіресе қиғаш ұштарын кернеу шоғырланатын және жарық пайда болатын ошағы болуы мүмкін пісірілмеген жер немесе шұңғыл қалдырмай толық пісіру қажет. Айқасқан жалғастың маңдайлық екі жақты бұрыштық жігі кӛбінесе жүктемені біркелкі бӛлмейді. Жұмыстың қатты сатысында шеттегі жіктің бойымен кернеуді реттеу біркелкі жүргізілмейді, шеткі нүктелерде тоқ кернеуінің күші артады. Шеттегі жіктердің мықтылығы маңдайлыққа қарағанда аз, себебі негізінен бұрылыс біраз ықпал ету кезінде қимадан бұзылады. Шеттегі жіктердің иілгіш қасиеттері шамалы, жіктің басында бірінші жарық пайда болғаннан кейін ол тез бұзылады. Тек шеттегі жіктермен айқасқан жалғас орындау кезінде жік ұзындығы заттың ӛлшемінен үлкен болғаны қажет. Бұл шартты орындау мүмкін болмаған жағдайда маңдайлық және шеттегі        жіктермен        контур

бойынша пісіру жүргізіледі.

а

б

в

г

1.11-сурет. Пісіру жіктерінің типтері және олардың кеңістікте орналасуы

Контур бойынша пісіру маңдайлық немесе шеттегі жікпен салыстырғанда жалғас мықтылығын арттырады, бірақ маңдайлық және шеттегі жіктің қиылысуын тӛмендетеді. Бұрыштарда кернеудің жоғары шоғырлануы құрылады, сондықтан контур бойынша пісіру кезінде оларды пісірген жӛн.

(1.11-сурет): тӛменгі және «қайық» түйіс, тӛменгі таңбалы, кӛлбеу, үстіңгі түйіс, үстіңгі таңбалы, тӛменнен жоғары қарай тік, жоғарыдан тӛмен қарай тік, 45° бұрыш астында еніс.

Пісірудің төмен орналасуы

Пісірудің көлденең орналасуы

Пісіру кезінде тік орналасу

Көтерме пісіру

Төменге қарай пісіру

Жоғарыда тӛмен қарай және «тӛменге қарай» тік жағдайда пісіру сұйық металдың ауырлық күшінің бағыты және пісіру бағыты сәйкес келуімен сипатталады, пісіру ваннасының металы доға бойымен ағады,  ол  балқу тереңдігін азайтады.  Тӛменнен жоғары қарай  және «кӛтерме» тігінен пісіру кезінде сұйық металдың ауырлық күшінің бағыты пісіру бағытына қарама-қайшы, пісіру ваннасының металы доға астынан ағып шығады, ол балқу тереңдігін үлкейтеді.

Пісіруді көлбеу орналастыру

Пісірудің төбелік жағдайы

Тігінен және тӛбелік кеңістік жағдайында пісіру ең бастысы ӛнім ірі габаритті және бұруға келмейтін кәсіпорындарда қолданылады. Пісіру кезінде тігінен орналасуы тӛбелікке қарағанда жиі кездеседі. Пісіру жалғастарының құрылымдық элементтері мен ӛлшемдері жалғас типіне, пісірілетін металл қалыңдығына, пісіру амалына және режиміне байланысты. Жиектерді бӛлшектеумен түйіс пісіру жігі бӛлшектеу пішінімен сипатталады. Түйісетін жіктердің қалыңдығы әртүрлі учаскелерде пісіру жігінің қалыңдығы олардың ең азы болады. Пісірілетін бӛлшектердің үстінен шығып тұратын балқытылған металл жіктің дӛңестігі деп аталады. Пісіру жігінің дӛңестігі пісіру жігінің негізгі металл арасындағы шекараның кӛрінетін сызықтары арқылы ӛтетін жазықтық арасындағы арақашықтықпен айқындалады. Бұрыштық және түйіс пісіру жігінің немесе түйіскен жалғас жігі түбінің ойыстығы жік биіктігін азайтуға және соңында қимасы азайған жік алуға әкеп соғады.

1.12-сурет. Түйіс (а) және бұрыштық (б)пісіру жігінің құрылымдық элементтері: s

е

q

h

t

b

к

p

а

Пісіру жігінің ойықтығы жіктің негізгі металл арасындағы шекараның кӛрінетін сызықтары арқылы ӛтетін жазықтық және ойықтығы ең үлкен жерде ӛлшенген жік беті арасындағы арақашықтықпен айқындалады (1.12, а-сурет). Түйіс пісіру жігінің ені тиісті МЕМСТ-тарда кӛрсетілген шектен аспауы тиіс. Бұрыштық жік ӛлшемдері бұрыштық жік катеті арқылы беріледі. Бұрыштық жік катеті — бір пісірілетін бӛліктің бетінен екінші пісірілетін бӛліктің бетіндегі бұрыштық жіктің шетіне  дейін  ең қысқа арақашықтық (1.12,

б-сурет).

Бұрыштық жіктің есептелетін биіктігі — ол пісірілетін бӛліктер жанасатын жерде максималды балқу нүктесінен тікбұрышты үшбұрыштың бұрыштық жігінің сыртқы бӛлігіне кіріктірілген гипотенузаға түсірілген перпендикуляр ұзындығы. Кейбір жағдайларда бұрыштық жік параметрлерінің  негізі  ретінде бұрыштық жік қалыңдығын алады. Бұрыштық жік  қалыңдығы — ол бұрыштық жік бетінен негізгі металдың максималды балқу нүктесіне дейінгі ең үлкен арақашықтық. Түйісіп жалғасуда негізгі ӛлшемшарттар жік пен балқу биіктігі болып табылады.

Балқыту

Жік түбі

Пісірілетін металл қалыңдығы үлкен болғанда балқытуды жақсарту үшін жиектерді қиғаштату қолданылады.

Жиекті қиғаштату

Жік түбін жандырып алу мүмкіндігін азайту үшін жиекті басумен бӛлшектеу қолданылады. Жиекті басу — ол пісіруге жататын жиек шетжағының шабылмаған бӛлігі. Жік түбін балқытуды жақсарту үшін жігінің түбін балқытуды жақсарту үшін пісірілетін бӛлшектерді жинау саңылаумен жүргізеді.

Саңылау

Сызбаларда пісіру жіктерін белгілеу.

ҚҚБЖ МЕСТ 2.312 — 72 ӛнеркәсіптің барлық саласы бұйымдарының құрылымдық құжаттарындағы пісіру жалғастары жіктерінің шартты бейнеленуін және белгіленуін айқындайды. МЕМСТ 2.312—72 бойынша пісіру жалғастарының жіктері пісіру амалына қарамастан мыналарды шартты бейнелейді: Жікті немесе дара нүктені бейнелеуден бір жақты кӛрсеткішпен бітетін шығынқы сызық жүргізіледі. Шығыңқы сызық кӛбінесе кӛрінетін жіктен, қажет болған жағдайда – жіктің кӛрінбейтін жағынан жүргізіледі. Кӛп жерден ӛтетін жіктің қимасын бейнелеуге жеке ӛтетін жер контурлары орыс әліпбидің жазбаша әріптерімен белгіленеді. Жік, стандарттарда белгіленбеген құрылымдық элемент ӛлшемдері (стандартты емес жік) осы сызба бойынша жікті орындау үшін қажетті құрылымдық элементтердің ӛлшемдерін кӛрсете отырып бейнеленеді. Сызбалардағы жік шегі тұтас негізгі сызықтармен , ал жік шегіндегі жиектің құрылымдық элементтері – тұтас жіңішке сызықпен бейнеленеді.

Жікті шартты белгілеу:

Жіктің механикалық ӛнделген бетінің кедір-бұдырлығын белгілеу жікті шартты белгілегеннен кейін шығыңқы сызықтың қатарында немесе қатарынан тӛмен жүргізіледі немесе жік кестесінде кӛрсетіледі немесе сызбаның техникалық талаптарында келтіреді, мысалы: «Пісіру жігі бетінің кедір-бұдырлығының параметрлері...». Егер  пісіру  жалғасының  жігі  үшін  бақылау  кешені  немесе  жікті

бақылау санаты орнатылған болса онда оны белгілеу кӛбінесе шығыңқы сызықтың астына орналастырылады. Сызбада бірдей жік бар болған кезде бейнелердің  бірінде  белгілеу салынуы мүмкін, басқа бірдей жіктердің бейнелерінен сӛрелері бар шығыңқы сызықтар жүргізіледі. Барлық бірдей жіктерге бірдей номер беріледі, ол: Бірдей жіктер саны жіктің белгіленуі салынған сӛресі бар шығыңқы сызықта кӛрсетілуі мүмкін. Жіктер мынандай жағдайларда бірдей деп есептеледі: Егер сызбадағы барлық жіктер бірдей болса және бір жағында (беткі және кері) бейнеленсе, онда бірдей жіктердің нӛмірленуі болмауы мүмкін. Бұл ретте белгіленбеген жіктер сӛресі жоқ шығыңқы сызықпен белгіленеді. Пісіру жалғастары мен жіктердің түрлері, олардың ӛлшемдері және сызбаларда белгіленуі мемлекеттік стандарттармен регламенттелген. Сызбалардың жоспарларында және бүйір түрлерінде кӛрінетін жік орнын тұтас, ал кӛрінбейтінін – үзік сызықпен бейнелейді. Кӛлденең қимада жік шегін тұтас жартылай қалың сызықпен, ал пісірілетін бӛлшектер жиегін – тұтас  жіңішке  сызықтармен кӛрсетеді. Жік бір жаққа қараған кӛрсеткішпен жік бейнесінде және жіктің шартты белгіленуін жазу үшін соңында сӛресімен еңіс сызықпен белгіленеді. Егер кӛрінетін жік кӛрсетілген болса белгіленуі сӛренің үстіне, егер кӛрінбейтін – сӛренің астына жазылады. Белгілеу 1.13-суретте екі еселенген сандармен кӛрсетілген мынадай элементтерден тұрады:

-сурет. Сызбаларда пісіру жүктерін белгілеу: а

б

және

және

Тізбекті орналасқан үзік жік. Сызық еңісінің бұрышы 60° /

Шахматты орналасқан үзік жік

Тұйық емес сызық бойынша жік. Егер жіктің        орналасуы        сызбадан        анық

кӛрінбей тұрса белгі қолданылады

Тұйық        сызық        бойынша        жік.        Белгі диаметрі 3... 5 мм

қосымша белгілер

орындау,        яғни        қолдану        орнында монтаждау сызбасы бойынша ┐

Жік дӛңестігін алып тастау

Жіктің негізгі металға ӛтетін  жерінде оны жергілікті ӛндеуді орындау ᴗᴗ

Жікті әріп-сандармен белгілеу жалғас түрін және стандарт бойынша оның реттік санын кӛрсетеді. Мысалы: С8 — түйіс, У4 — бұрыштық, Т3 — таңбалы, Н2 — айқастырма жалғас жігі.

Кеңістікте орналасуы бойынша жіктер былай белгіленеді: Қт  — «қайықша» тӛмен орналасу, Бт — бұрыштық тӛмен, Тт— түйіс тӛмен, Кд — кӛлденең, Тк — тік, ЖТб — жартылай тӛбелік, Тб — тӛбелік. Пісіру амалын әріппен белгілеу бұйымда пісірудің бірнеше амалы қолданылса кӛрсетіледі: Ф — флюс астында доғалы пісіру, К

Пісіру процесін механизациялау дәрежесі амалды белгілер алдында әріптермен кӛрсетеді: Қ — қолдан, А — автоматтандырылған, Ж — механизацияланған (жартылай автоматтандырылған). Пісіру кезінде қолданылатын технологиялық амалдарды шартты белгілеу бар. Мысалы, флюс асты автоматты пісіру үшін А индексі пісіру аспалы жүргізіледі дегенді білдіреді; Аф — флюс жастығында, Аб — болат тӛсеніште, Абж — балқытатын жігі бойынша, Ам — флюс мысты тӛсеніште.

Қосымша әріппен белгілеу пісіру амалын нақтылауы мүмкін: Бн

Егер осы сызбада кӛрсетілген барлық жіктер бір стандартпен орындалатын болса, онда оның шығыңқы сызық сӛресінде белгілеу кӛрсетілмейді, техникалық талаптарда (ескертпелерде) сызбада кӛрсетіледі. Егер бұйымда бірдей жіктердің бірнеше тобы болса жіктің шартты белгіленуі топтан бір жікке ғана кӛрсетіледі, ол нӛмірленеді, ал сӛредегі басқа жіктерге тек топ нӛмірі ғана кӛрсетіледі. Егер осы сызбада кӛрсетілген барлық жіктер бірдей болса онда оған сӛресіз бір жақты кӛрсеткіш қойылады. Жіктер туралы мәліметтер бұл жағдайда сызбаға ескертпеде кӛрсетіледі. Егер де бұйымда стандарттарда кӛзделмеген пісіру жігі бар болса,

1.3-кесте. Пісіру жалғастарының жіктерін шартты белгілеу мысалдары

Жиектерді қиғаштатпай, бір жақты, тұйық емес сызық бойынша балқитын электродпен қорғаушы газында доғалы пісірумен орындалған айқасқан жалғас жігі. Жік катеті 5 мм

МЕМСТ 14806—80-Н1-3-31x511 Флюс астында доғалы пісірумен орындалатын нүктелі жалғас. Нүкте диаметрі 11 мм. Дӛңестік алынсын

Сым электродымен электрлі қож пісірумен орындалған жиектерді қиғаштатып бұрыштық қосылыс жігі. Жік катеті 22 мм

МЕМСТ 15164—78-У2-ШЭ-1x22 Жиектерді қиғаштатпай, екі жақты, тұйық сызық бойынша балқымайтын электродпен қорғаушы газында доғалы пісірумен орындалған шахматты орналасқан үзік жігі. Жік катеті

6 мм, ұзындығы  50 мм, қадам 100 мм

МЕМСТ 14806—80-ТЗ-РИНп- ІX6-50Z100

онда оның құрылымдық ерекшеліктері сипатты ӛлшемдерді кӛрсете отырып сызбада кӛрсетілуі тиіс. Кейбір пісіру жіктерін белгілеу мысалы 1.3-кестеде кӛрсетілген.

Электрлі доға газдардағы разряд болып табылады, онда электр тоғы газ аралығында зақымдалған бӛлшектер – электрондар мен иондар бар болған кезде электр ӛрісінің ықпалымен одан ӛтеді.  Олар теріс электродтың (катодтың) және газдың иондалуы бетінен электрондар эмиссиясы (шығару) кезінде осы кеңістікте пайда болады. Электрлі доға энергиясы пісіру жалғастарын алу үшін пісіру кезінде кеңінен қолданылады, мысалы балқытып доғалы пісіруде. Пісіру кезінде доғалы разряд пісірілетін (негізгі) металл мен электрод арасында

(тігінен әсер ететін доға) , пісірілетін бӛлшекті пісіру тоғының тізбегіне қосусыз екі электрод арасында

Пісіру доғасы газдардың иондалған қоспаларындағы, сондай-ақ металдар мен электродты қаптама құрамына кіретін құрамдас бӛліктердегі, флюстардағы және т.б. электрлі доғалы разряд түрінде болады. Доға электрлі пісіру тізбегінің бір бӛлігі болып табылады. Тұрақты тоқта пісіру кезінде доғаны нәрлендіру кӛздерінің оң полюсіне қосылған электрод

деп аталады. Егер пісіру ауыспалы тоқта жүргізілсе, әрбір электрод ауысып біресе анод, біресе катод болып қызмет атқарады. Электродтар арасындағы кеңістік

Электрод пен бӛлшек арасында  жанатын доға тура ықпал ету доғасы болып табылады. Доға аралығының ұзындығы бойынша үш облысты бӛлуге болады (1.14-сурет): катодты, анодты және олардың арасындағы доға бағаны.

-сурет. Доғада кернеудің тҥсуін бӛлу:

и д

д

к , и с , и а

к , 1 с

және тиісінше 1 а

кернеудің түсуінің құрамдас бӛліктері

Катодты облысы катодтың (катодтық таңба) қыздырылған бетінен және оған жанасатын доғалы аралықтың бӛлігінен тұрады . Болат электродтардағы таңба температурасы 2 400 ...2 700  °С жетеді, мұнда доғаның жалпы жылуынан 38% дейін бӛлінеді. Катодтық облыста электрондардың таралуы жүргізіледі. Онда кернеудің тӛмендеуі и к

Анодты облысы анод бетіндегі анодтық таңбадан және оған жанасатын доғалы аралықтың бӛлігінен тұрады. Бос электрондар кіретін және бейтараптанатын орны болып табылатын  анодтық таңба катодтық таңба сияқты температурасы болады, бірақ электрондар бомбалау нәтижесінде онда катодтқа қарағанда жылу кӛбірек бӛлінеді. Электроды балқитын доғалар үшін  кернеуді анодты түсуі и а

доға аралығында шағын ұзақтығы бар. Бағанда түзілетін зарядталған бӛлшектер электродтарға қарай жылжиды: электрондар Пісіру доғасында жылу және жарық энергиясын бӛлу біркелкі жүргізілмейді. Анодқа жеткен электрондар оған ӛз энергиясын береді. Мұнда қатты қызған «анодтық таңба» қалады. Плазманың оң иондары катодқа қарай жылжиды және оған энергиясын беріп катодтық таңба түзеді. Доғаның бар болуына қажетті жағдай – ионмен бомбылау ұстап тұратын катодтың жоғары температурасы, оның арқасында доға бағанындағы газды иондайтын электрондардың эмиссиясы жүреді.

Егер доға жиілігі тӛмен (ӛнеркәсіп) ауыспалы тоқ тізбегіне қосылған болса, онда әрбір жартылай кезеңнің соңында тоқ тоқтатылады, доға сӛнеді. Алайда келесі жартылай кезеңде металдың суып үлгермеген учаскесінен электрондардың термоэмиссиясына байланысты электродтар арасындағы кернеу тұтану кернеуі деп аталатын мәнге жеткен кезде доға қайтадан пайда болады. Ауыспалы тоқта доғаның тұрақты жануына қол жеткізу үшін белгілі бір шаралар қажет. Мысалы иондалудың аз әлеуеті бар зат қаптаманың құрамына қосылған арнайы электродтар қолданады. Электр доғасының температурасы электрод материалына байланысты: кӛмір электродтары кезінде катодта ол 3 200 °С құрайды; анодта — шамамен 3 900 °С; металл электродтарда тиісінше 2 400 және 2 600 °С. доға ортасында оны осі бойынша

0,24 к1 св и а

к

к

= 0,7... 0,97;

св

и а

Металды қыздыруға және балқытуға электрдоғалы пісіру кезінде жылудың 60.70% қолданылады. Жылудың қалған мӛлшері (30.40%) қоршаған кеңістікте тарап кетеді.

Доғаның түзілуі оны жаққанан басталады, ол екі амалдың бірімен жүргізіледі: Екінші амалы негізгі болып табылады, ал бірінші тек балқымайтын электроды пісіру кезінде қолданылады. Қысқаша тұйықталу кезінде байланыс нүктелеріндегі тоқ тығыздығы үлкен мәнге ие, бӛлінетін жылудың әсерінен металл негізгі металл мен электрод арасында сұйық жалғастырғыш құрып осы нүктелерде «әбсәтте» балқиды. Электрод металл бетіне қарсы болған кезде сұйық жалғастырғыш ең алдымен мойын түзіп созылады, одан кейін үзіледі, одан кейін оның қызған шетжағынан (катодтан) электр ӛрісінің әсерінен электрондардың термоэлектронды эмиссия басталады.

-сурет. Электрлі пісіру доғасының сызбасы:

Анодқа қарай жылдам қимылдайтын электрондардың металл газымен және буымен қақтығысуы олардың иондалуына әкеп соғады. Доға бағанының қызу және атомдар мен молекулалардың кинетикалық энергиясын арттыру шамасына қарай олардың ӛзара қақтығысуы есебінен қосымша иондалу болады. Жеке атомдар  басқа бӛлшектердің ӛзара қақтығысуы кезінде бӛлінетін энергияны сіңіру нәтижесінде иондалады. Нәтижесінде доғалы арақашықтық электр ӛткізгіш болады және ол арқылы электр тоғының тоқтан айырылуы басталады. Доғаны жағу процесі тұрақты доғалы разряд пайда болғаннан кейін аяқталады. Доғаның ұсынылатын ұзындығы электрод диаметріне тең. Доға тым ұзын болғанда электрод металы балқып үлкен шар (металды ірі тамшымен орнын ауыстыру) түзеді; бұл ретте доға кӛбінесе үзіліп балқуы жеткіліксіз кең біркелкі емес және шашыраңқы пісіру жігін түзеді. Доға тым қысқа болған кезде негізгі металды терең балқыту

үшін жеткілікті жылу бӛлінбейді, электрод негізгі металға жиі жабысып қалады. Доға тұрақтылығы пісіру кӛзінің бос жүрісі кернеуінің артуына қарай жақсарады (оны ӛшірулі жүктеме кезінде ӛлшейді). Алайда бұл параметр қызмет кӛрсетілетін персоналдың қауіпсіздік талаптарымен шектелген; МЕМСТ95 — 77Е сәйкес ол 80 В аспауы тиіс. Электрлі пісіру доғасы доға айналасында және пісірілетін бұйымдар ішінде біркелкі және симметриялы орналаспаған магнит ӛрісі әсер еткен кезде ӛзінің қалыпты орналасуынан ауып кетуі мүмкін. Бұл ӛрістер қозғалыстағы зарядталған бӛлшектерге әсер етеді және бүкіл доғаға ықпал етеді. Мұндай құбылыс

Магнит ӛрісінің доғаға ықпал етуі тоқ күші квадратына тура пропорционалды және 300 А астам пісіру тоғында байқала бастайды. Пісіру доғасы — ол ӛзінің магниттік ӛрісі бар тоғы бар ӛткізгіш. Пісіру тоғы электрод және пісірілетін металл бойынша ӛтіп ӛзінің магниттік ӛрісін құрады. Доғаны қоршаған магнитті ӛрістер доғаға қарағанда симметриялы болып тұрғанда, доғаға әсер ететін электромагнитті ӛріс болмайды. Бұл ретте доға пісіретін металдың үстіне қарай ең қысқа арақашықтық бойынша жанады. Доғаны қоршайтын симметриялы емес магнитті ӛріс магнит ӛрісінің тығыздығы аз жаққа қарай доғаның ауып кетуін тудырады, бұл ретте доға ұзын болған сайын ауып кетуі де күштірек болады. Қысқа доға магниттік үрлеудің ықпал етуіне аз тап болады. Магнит ӛрісінің асимметриясы магнитті үрлеу тудырады, ол доғаны пісіру жігінің басында алдыға және пісіру жігінің соңында артқа ауытқытады. Кейбір жағдайларда доғаның ауытқуы кейбір бұрышта бүйіріне қарай болуы мүмкін, яғни оңға және солға. Магнитті үрлеу жіктің басында қатты сезіледі. Тұрақты тоқта пісіру кезінде пісіру кереғарлығының немесе бағытының ӛзгеруі магнитті үрлеуге сезілетіндей ықпал етпейді. Ауыспалы тоқта пісіру кезінде магнитті үрлеу  едәуір тӛмендейді. Магнитті үрлеудің азаюы ауыспалы тоқ негізгі металда ауыспалы магнитті ӛріс құруына байланысты болады, ол ӛз кезегінде құйын тоғының пайда болуына әкеп соғады. Магнитті үрлеу электродтар жабылған пісіру және болат,  шойын, никель сияқты магнитті материалдарды жартылай автоматты және автоматты пісіру кезінде пайда болады, бірақ магнитті емес материалдарды да пісіру кезінде пайда болуы мүмкін. Доғаның осьтен ауытқуы пісіру кезінде қиындық туғызады, электродты металдың шашырауын ұлғайтады және пісіру жігінің сапасын нашарлатады.

Магнитті үрлеуді азайту үшін:

Доғаның тұрақты ұзындығы жағдайында доға кернеуінің пісіру тізбегіндегі тоқтан тәуелді болуы доғаның статистикалық вольтамперлі сипаттамасы деп аталады, ол графика түрінде 1.16- суретте кӛрсетілген.

-сурет.                Жалпы кӛріністегі        доғаның статикалық вольтамперлі сипаттамасы:

Пісіру доғасын саралау үшін бірқатар жалпы белгілер пайдаланылады, оның ішінде: Тоқты жіберу сызбасына, тоқ түріне, электродтар санына және басқа белгілерге байланысты түзу әсер ететін, жанаса әсер ететін, кӛп электроды бар және қысылған пісіру доғасын ажыратады.

Түзу әсер ететін доға (1.17, а-сурет) электрод пен дайындама арасындағы доғалы разрядты айтады. Қапталған электродтармен доғалы пісіру кезінде, қорғаушы газында балқымайтын электродпен пісіру кезінде, қорғаушы газында балқитын электродпен пісіру кезінде пайдаланылады. Балқымайтын электродты пайдаланған кезде қосуды негізгі және қоспа металды балқытумен орындайды. Балқитын электродты пайдалану кезінде ванна электрод металымен толтырылады.

Қиғаш әсер ететін доға (1.17, б-сурет) екі балқитын және балқымайтын электрод арасындағы доғалы разряд түрінде болады, ал балқытылған металл электр тізбегіне қосылмаған. Пісірудің арнайы түрінде және атомды-сутегі пісіруде қолданылады.

1.17-сурет. Доға типтері: а

б

в

1, 4

Тұрақты немесе ауыспалы тоқта тура әсер ететін доғаны пайдаланумен балқитын электродпен пісіру жӛндеу практикасында кеңінен тарады. Балқитын электрод ретінде доға аймағына оның балқуына қарай берілетін қажетті химиялық құрамының металл шыбығы қолданылады. Жік жартылай балқытылған негізгі металдан және электрод металынан түзіледі. Түзу және (сирек) жанаса әсер ететін доғаны пайдалана отырып балқымайтын электродпен пісіру жіңішке табақты металды пісіру кезінде, сондай-ақ жӛндеу жұмыстары кезінде және автомобиль шанағын дайындау кезінде қолданылады. Пісіру  жігі  негізгі металды немесе доға аймағына енгізілетін қоспа металды балқыту есебінен түзіледі. Балқымайтын электродпен пісіру электродтың қызуын болдырмас үшін түзу жазықтықтың тұрақты тоғымен жүргізеді, яғни электрод катодқа қосылады.

Жылуды тарату дене пішіні мен ӛлшеміне байланысты. Алайда дене конфигурациясын нақты есептеу жылу процестерін есептеуді күрделендіреді. Сондықтан есептеу кезінде қарастырылатын денелердің пішіндерін жеңілдету мақсатқа сай. Негізгі есептер ретінде мына сұлбалар қабылданады: Пісіру доғасын жылудың шоғырланған кӛзі ретінде қабылдайды. Кӛздің сұлбасын жылу ӛткізетін денеге байланысты таңдайды. Қуаты кӛп емес массивті денеге немесе жазық қабатқа білікті балқыту кезінде кӛзі нүктеге шоғырланған деп есептеледі (нүктелі кӛзі). Табақтарды бір рет жүргізіп түйіспе пісіру кезінде  доға жылуы сызықты элементке (сызықты кӛз) салынған деп есептеу керек. Шыбық түйісін пісіру кезінде доға жылуы жазық элементке (жазық кӛз) салынған деп есептейді. Электрқожды пісіру кезінде жылу кӛзін кӛлемді деп қабылдауға болады, алайда кӛбінесе оны сызықты немесе жазық жылу кӛздерінің жиынтығы алмастырады. Газ жалынын кӛбінесе жылу кӛзімен дұрыс реттелген шеңберлі деп қабылдайды. Доға әсерінің ұзақтығына байланысты жылу кӛздері шапшаң және үзіксіз әсер ететін деп бӛледі. Үзіксіз әсер ететін кӛздер қозғалмайтын болуы немесе  белгілі бір жалдамдықпен орын ауыстыруы мүмкін. Есептеу кезінде мынадай сызбаны қолданады: жылжымалы және жылдам  жылжитын жылу кӛзі.

Жылжымалы жылу көзі .

Есептеу кезінде кӛз түзу сызық бойымен және біркелкі орын ауыстырады деп болжанады. Сызба түзу сызықты жіктерді немесе біліктерді балқыту кезінде жылудың таралу процесін сипаттайды.

Жылдам жылжитын жылу көзі .

Кӛз үлкен жылдамдықпен орын ауыстырады деп болжанады. Сызба автоматты доғалы пісіру кезінде жылудың таралу процесін сипаттайды. Металдағы жылудың тарау процесі бірнеше факторларға байланысты: доғаның тиісті жылу күшіне, оның орнын ауыстыру сипатына, пісірілетін бұйым ӛлшеміне және пішініне, материалдың жылу физикалық қасиеттеріне. Бұл факторлардың бұйымның қызуына ықпал етуі температуралы ӛрістің изотермасы пішінінің ӛзгеруі бойынша бағалауға болады (1.18-сурет).

а, б, в

х

-сурет. Пісіру ваннасының пішін параметрлері:

h

Белгілі температураларға дейін қыздырылған металл аймағының тоғының (қуатының) ұлғаюымен бірге доғалар кеңейеді, ал доғаны ауыстыру жылдамдығын ұлғайту осы аймақтардың жік осьіне перпендикуляр бағытта тарылуына және доға алдындағы изотерманың қоюлануына әкеледі. Доға процестері кезінде пісіру ваннасының пішіні негізгі металды балқыту ұзындығымен, ені және тереңдігімен сипатталады (1.19-сурет). Пісіру ваннасының кӛлемі пісіру тәсілі мен режиміне байланысты 0,1

бастап

см

дейін ӛзгереді.

Металдың сұйық күйде болу уақыты оның түрлі учаскелерінде бірдей емес. Пісіру ваннасының болуының жуықталған орташа ұзақтығын £ ср

, с, келесі ара қатынастың кӛмегімен есептеуге болады £ ср =

в/V ср

мұнда

в

cp

Ваннаның бас бӛлігінде жылу кӛзінің әсерінен металл оның балқу температурасынан едәуір жоғары қыздырылған, ал ваннаның артқы бӛлігінде температура негізгі металдың балқу темпера- турасына жуықтайды. Доғамен дәнекерлеген кезде электродты қыздыру және балқыту доғаның шетінде орналасқан белсенді нүктеде бӛлетін энергия есебінен жүзеге асырылады. Электродтың ұзындығы оның бойымен тоқ ӛткен кезде бӛлінетін жылулықпен қыздырылады.

Ұзындық

Жік сапасы электрод температурасы оның шығыңқы жерін балқытқан сәтте белгілі температуралардан аспайтын болса қамтамасыз етіледі, мысалы болат электродтармен қыздыру кезінде 600... 700 °С. Электродты бұдан жоғары температураға дейін қыздыру жабынның қабат-қабат болып түсуіне, жіктің қалыптасуын нашарлатуға және шашыратуға шығынның кӛбеюіне әкеп соғады. Электродты балқытудың негізгі сипаттамасы — уақыт бірлігіне оны балқытудың сызықты жылдамдығы, ол электрод құрамына, жабын түріне, пісіру режиміне, тоқ тығыздығы мен кереғарлығына байланысты. Жалпы электродтың балқу жылдамдығы сызықты тәуелділік бойынша тоқ күшінің ұлғаюымен ӛседі. Балқыту кезінде электродтың шығыңқы жерінде сұйық металл тамшысы пайда болады. Электродты металдың орнын ауыстыру сипаты электродтың шығыңқы жеріндегі металл тамшысына әсер ететін күштер қатынасына байланысты. Олардың негізгі күштеріне ауырлық күші, бетіндегі кернеу күші, электромагнитті күш, будың реактивті қысым күші, аэродинамикалық күш және т.б. жатады. Жеке және олардың тең әсер ететін күштерінің мәні пісіру режиміне, тоқ кереғарлығына, электродты металл құрамына, газ ортасына, беттің жағдайына және электрод диаметріне байланысты. Ауырлық күші аз тоқта пісіру кезінде ғана бірталай әсер етеді (тамшының ӛз салмағының әсерінен тӛмен қарай түсуге ұмтылысы). Үстіртін тарту күші сұйықтықтың молекулярлы күштердің әсерінен осы кӛлемде беті аз сфера формасын қалыптастыру. Жалпы беткі кернеуді ұлғайту электродтың шығыңқы жерінде пайда болатын және  жоғары  аралық   арқылы  ауыстырылатын  тамшы   кӛлемінің

ұлғаюына ықпал етеді.

Электромагнитті күш тоқтан пайда болған тоғы және магнитті ӛрісі бар ӛткізгіштің ӛзара іс-қимыл жасасуына байланысты.  Ол  күш радикалды бағытта ӛткізгішті бұзуға және тамшы мен электрод арасындағы жалғастырғыш бұзбақшы. Оның мәні тоқ күшінің квадратына пропорционалды. Беттен металдың кетіп қалуы тамшылар мен сұйық сабынның қожбен немесе газ фазасымен газ түзумен және бӛлумен бірге жүретін ӛзара іс-қимыл жасасуы реактивті күштердің пайда  болуына әкеп соғады. Металл белсенді таңбалар облысында ұшып кетеді, олардың орнын ауыстыру реактивті күштер салу орны мен тамшылардың едәуір қимылдауын ӛзгертуге әкеп соғады. Реактивті күштер кӛлемі белсенді таңбалар ӛлшемдеріне, олардағы тоқ тығыздығына және электрод материалының жылу физикалық қасиеттеріне байланысты. Бу қысымы жоғары металдарда (магний, цинк) реактивті күштердің тамшыларды шығарып тастауы екі кереғарлықтың екі жағында пісіру кезінде байқалады, ал бу қысымы тӛмен  металдарда  –  ең  бастысы  түзу  кереғарлықта  пісіру кезінде

байқалады.

1.20-сурет. Электродты металдың пісіру ваннасына орын ауыстыру процесінің сызбасы: а

б

Аэродинамикалық тоқтау күші газ тығыздығына, оның жылдамдығына және газ ағымын жіберуге жобаланған тамшы қимасының тиімді алаңына пропорционалды. Жабылған электродтармен пісіру кезінде ірі тамшылы және ұсақ тамшылы орын ауыстыру байқалады (1.20, а-сурет). Орнын ауыстыру типі жабын құрамына, қалыңдығына және түріне, пісіру режиміне, тоқ түріне және кереғарлығына байланысты. Аз қысым кезінде (қысқа доға) металдың орнын ауыстыру қысқа тұйықталу арқылы жүзеге асырылуы мүмкін, себебі тамшылардың еркін ӛсуіне тыйым салынған. Қысқаша тұйықталу сәтінде металл электрод шетжағынан ваннаға ағады. Доға ұзарған сайын орнын ауыстыратын тамшылар массасы ұлғаяды, себебі тамшының электрод кереғарлығында еркін ӛсіру жағдайы туындайды. Бүріккіш орнын ауыстыру кезінде (1.20, б сурет) ұсақ тамшылар түзіледі, олар үзіксіз шынжыр түріндегі бірінің артынан бірі еріп келе жатыр. Электродты металды бүріккіш орнын ауыстыру диаметрі кіші электродпен тоқтың тығыздығы жоғары  пісіру кезінде туындайды. Кӛбінесе электрод металының бүріккіш орнын ауыстыру пісірілетін сымдағы қосыңқы элементтердің аз жануына және тамшы металы және пісіру жігі тазалығын арттыруға әкеп соғады. Пісіру сымдарын балқыту жылдамдығы ұлғаяды. Сондықтан бүріккіш орнын ауыстыру тамшылап орын ауыстыруға қарағанда артық.

Балқытып пісірумен орындалған пісіру жалғастары үш аймақтан тұрады:

Пісіру жігінің металы мен жік маңы аймағы арасындағы шартты беті балқу шегі деп аталады . Негізгі металл құрылымы пісіру алдында дайындаманы технологиялық ӛндеумен айқындалады. Бӛлшектер күйік, түскен немесе қайта кристалдану күйіндегі деформацияланған металдан жасалған табақ түрінде; құйылған немесе деформацияланған құрылымымен құйма немесе шындалған болуы мүмкін. Пісіру кезінде бӛлінетін жылу негізгі металға тарайды.  Бұл  нүкте неғұрлым балқу шегіне жақын орналасқан сайын онда металл қыздыру тез болады және қызудың максималды температурасы жоғары болады. Сондықтан негізгі металдың құрылымы мен қасиеті термиялық ықпал етудің түрлі аймақтарында әртүрлі. Негізгі металл Пісіру ваннасының сұйық металы ерекше пішінде қатады, негізгі металдың балқытылған жиегі қандай болады. Негізгі металл жиегі бір уақытта қатқан металл тӛсемі болып қызмет атқарады. Сұйық металдың құрылымында кристаллдар бар қатты күйге айналуы

Қату кезінде түзетін  металл кристалдарын кристаллиттер деп атаған жӛн. Пісіру жігінің ортасында кӛбінесе пісіру ваннасының орталық бӛлігінде суып кетуі нәтижесінде осьтері бірдей кристаллиттер аймағы пайда болады. Осы аймақтың кристаллиттері тәуелсіз туындауына байланысты бейберекет бағытталған. Жалпы жағдайда пісіру жігі металы ӛте бағдарланбаған кристаллиттерден тұрады. Пісіру ваннасының беті неғұрлым қисық және ӛлшемдері аз болған сайын кӛрші жіктегі кристаллиттер бағдарланбаған. Суу жылдамдығы артқан сайын абыл-сабыл бағдары бар бос кристаллитердің пайда болуы және ӛсуі мүмкін және тиісінше  аймақ тар және бағанды кристаллиттер ӛлшемдері аз.

t max

х

Термиялық ықпал ету аймағының металы жіктің құйылған металына қарағанда химиялық тұрғыдан біркелкі. Металдағы химиялық кедір-бұдырлықтың негізгі түрі жік маңы аймағы — ұрық шектері бойынша қоспалар немесе легирлеуіш қосылғыштар жинау. Кӛміртегі        аз        болаттар        (кӛміртек                ұстауы                0,25        в.        %) полиморфизмге ие (1.21-сурет). Бастапқы жағдайда болат кӛлеміне центрленген куб торы феррит (ά-темір) және перлит (a-темір және цементита        Fe3C        кристалдарынан        тұратын        қоспа)        дәндерінің қоспасы түрінде болады. Болаттың 723 °С артық қыздырған кезде (қыздыру кезінде осы температураны белгілеу Аг1 суыған кезде — Ас1) бұл қоспаның аустенитке (қабырғаға центрленген куб торы бар γ-темірдегі кӛміртектің ерітіндісі) айналуы басталады. А г2

с2 )

температурасында процесс аяқталады (мысалы 880 °С), яғни болат құрылымы    толығымен   аустенитті    болады.    1   100    °С жоғары

қыздырған кезде аустенитті тұқым қарқынды ӛседі және осы температурадан жоғары қызған болаттың қызып кету қасиеті бар . Кӛміртегі аз болатты пісіру кезінде қоршаған орта температурасынан балқу температурасына дейін қызған жік маңы аймағында темір-кӛміртек күй диаграммасына сәйкес  теміркӛміртегі құрылымдар пайда болады. Толық балқымаған учаске пісірілген жікке жанасады. Толық балқымаған учаске пісірілген жікке жанасады және жіктің құйылған металынан негізгі металға ӛтетін болып табылады. Ол тұқым шектерін жартылай балқытқанға дейін қыздырылатын балқу  шегінде негізгі металдың жіңішке аймағы (0,1 ...0,4 мм) болады. Қызу учаскесі — қызған кезде максималды температура 1 100 °С болған негізгі металл облысы, ал суығаннан кейін ірі тұқымды аустенит базасында механикалық қасиеттері нашар (иілгіштігі тӛмен) ірі тұқымды феритті-перлитті (немесе тіпті мартенситті) құрылым пайда болды. Нормаға келтіру учаскесі 900.1 100 °С дейін аустенитті облысқа қыздыруға және А с1 тӛмен суыған кезде ұсақ тұқымды ферритті- перлитті құрамға қайта кристалдануға сәйкес келеді. Нормалау учаскесінің металы жоғары механикалық қасиетке ие, себебі фазалы айналу қызбаған ұсақ тұқымды аустенит базасында ӛтеді. Толық қайта кристалданбау учаскесі 723 до 900 °С температураға дейін қызады. Ұзақтығының және температураның жеткіліксіздігіне байланысты металл құрылымы ұсақ қайта кристаллданған тұқымдардан және қайта кристалданып үлгермеген феррит пен перлиттің ірі тұқымдарынан тұрады. Осы учаскенің металл қасиеттері нормализациялау учаскесіне қарағанда нашарлау екен. Қайта кристалдану учаскесі пластикалық бұзылуға (прокаты, соғу, штамповка) тап болған болаттарды пісіру кезінде байқалады. 450...725 °С температураға дейін қыздырған кезде негізгі металдың осы облысында тұқымның ӛсуіне, құрылымның нашарлауына және осалдануына әкелетін қайта кристалдану процесі дамиды. 100....450 °С температураға дейін қызатын учаскеде темірдің карбидтері мен нитридтордың түсуіне байланысты қайтару және қартаю процесі ӛтуі мүмкін. Қартаю нәтижесі иілгіштіктің, жабысқақтықтың және осал бұзылуға қарсы тұрудың тӛмендеуі болып табылады.

Балқытып пісірудің барлық амалдарында пісіру ваннасында металлург пештерінде металдар мен қоспаларды балқытып шығару кезінде болатын процестер болады. Бұл балқыту, сұйық металдың газбен және қож компоненттерімен ӛзара іс-қимыл жасасуы, металды қосу және қоспа компоненттерінің жануы (булануы, қышқыл бӛлуі), металдың қатуы, ондағы құрылымдық ӛзгерістер. Алайда пісіру кезінде бұл процестер аса қатаң жағдайда ӛтеді. Пісіру кезінде қызатын және балқытылатын металл массасы аз: мартен пешіндегі тоннамен салыстырғанда пісірудің сәулелі амалындағы грамдар немесе электрқож пісіру кезінде килограммдарға қарсы. Электрқожды металы тамшысының орташа температурасы 2 300 °С, пісіру ваннасы — 1 600 °С астам. Металл біркелкі қызбайды — ванна ортасындағы су қайнау нүктесі мен оның перифериясында балқу температурасына дейін. Мұндай температура айырмашылығы сұйық металда конвективті жолдар қажет етеді. Бұл шарттардағы химиялық жағдайлар үлкен жылдамдықпен ӛтеді, әсіресе металл мен газ, сұйық қож бен газ, металл мен қож арасында шекарада тез. Пісіру кезінде металды қыздыру және суыту ӛте тез жүргізіледі, сондықтан химиялық реакцияның жасалуы 0,001... 1,5 с құрайды. Осы уақытта реакциялар біркелкі күйге  келген жоқ. Жік металының химиялық құрамы ол қатқаннан кейін қалыптасады. Балқытып пісіру кезінде газдар ауадан жік металына түседі, онда олар ерітілген күйде сақталады, қорғаныс атмосферасындағы қоспалардан, сулан және оксидтардан тұрады. Инерттің газдар металда ерімейді. Оттегі жік металына түсіп оны қышқылсыздандырады. Темірмен оттегі үш оксид деп айтқан:

2Fe + О

= 2FeO

Бұл темір азот тотығы. Ол сұйық темірде жақсы ериді. Бірақ оның ерігіштігі температураға байланысты, сондықтан пісіру ваннасын суытқан кезде темір шала тотығы оңай балқытылатын компонент ретінде қатып қалған металл тұқымының шет жағы бойынша ерітіндіден тӛмен түседі.

= 2Fe

(1.4)

Темірде ол езілмейді. 570 °С тӛмен суытқан кезде тұқым шеттерінен шығып қалған тұқым шарик түрінде тотық-шалатотық бола алады:

4FeO ^ Fe

+ Fe (1.5) Ол тұқымдар арасындағы байланысты бұзады, жік металы әлсіз болып тарады. тотық-шалатотық келесі қышқылдандыру кезінде темір оксиді түзіледі:

4Fe3O4 + О

О. Қызған кезде гидратирлі су жайылып пісіру жігінде газ санын кӛбейтеді және кеуектік болуы мүмкін. Басқа металдар оттегімен қосылып оксид құрады:

2Nі + О

= 2NіO — никель шалатотық; 2Cu + O

= 2Cu

O — мыс шалатотық; Tі + O

= ТіО

алюминий оксиді.

Ол оксид алюминий пісіру кезінде ең басты қиыншылық тудырады. Кейбіреулер жік металы кезінде оқып түсіндіріп берген..

Оттегі қоспа элементтердің оксидтермен жікті толтырамыз: 2Мn + О

= SіO

Оттегі пісіру жігінің механикалық қасиеттерін нашарлатады, олардың коррозияға тұрақтылығын тӛмендетеді, электрлі және магнитті қасиеттерді нашарлатады. Жік металындағы оттегіні тотықсыздандыру арқылы азайтуға болады. Тотықсыздандырудың екі амалы бар: диффузиондық және тотығатын. Тотықсыздандыру кезінде оттегіге қатты ұқсас қасиеті бар және темірде жаман еритін оксид беретін элементтерден темірді қайта қалпына келтіреді (Al, Nі, Sі, Mn, Сг, С). Бұл элементтерді флюс арқылы немесе ұнтақ немесе ферросплав түрінде енгізеді.

Металл балқымасындағы заттарды тӛртбұрышпен, ал қожда – домалақ  жақшалармен  белгілесе,  онда  тотықсызданудағы  типтік

Жаңа оксид шығады да, қожға ӛтеді.

Диффузиялық тотықсыздану — ол оксидтің сұйық металдан қожға бағытталған диффузиясы. Ол Нернст заңына негізделген,  оған сәйкес екі араласпайтын еріткіштерде қандай да бір заттың сәйкес келу үлкендігі тұрақты:

(МеО)/[МеО] = const        (1.8) Егер қожға ашытқыш қосса немесе оны  нейтралды компонентпен араластырса онда (МеО) қождағы концентрациясы азаяды және осы ашытқыштың пісіру жігі металынан қожға диффузия басталады. Азот металдармен химиялық қоспа түзеді — нитридтер:

8Fe + N

= 2Fe

4Fe + N

= 2Fe

(1.9 )

Мыс — ерекше. Оған азот әсер етпейді, оны инертті газдағы сияқты азотта қайнатуға болады. Титан азотқа қарқынды әсер етеді, реакция жанғанға ұсайды:

2Tі + N

= 2Tі

(1.10)

Азоттың темірде еруі температура тӛмендеген сайын азаяды. Пісіру ваннасын суытқаннан кейін азот металдан шығып саңылау түзуі мүмкін. Азот жік металы осалдығын арттырады, болаттың магнитті қасиетін тӛмендетті, олардың электрге қарсылығын ұлғайтады. Металда азоттың болуы және зиянын пісіру аймағына азотпен бірге ерімейтін сұйық металдағы нитрид түзетін элементтер (мысалы, AІ, Zr, Tі) енгізе отырып азайтуға болады. Мысалы алюминий, темірді қышқылдандыруға арналған, металдан шығатын нитрид түрінде болады А1 + N = A1N.

Сутегі пісіру құрылымдарын дайындау үшін қолданылатын металдардың кӛбінде жоғары температурада белсенді ериді. Бірақ

температура түскен сайын оның езілуі күрт ӛзгереді, сутегі сұйық металдан шығып кеуекке айналады. Алюминий сутегі уақ тесік болуға лайың. Оның тотығы А1

металда қосу жігін құрады. Пісіру кезінде жік металы тез қатады. Артық сутегі қатты ерітіндіден шығып жатыр. Қопсыған жерлерде, микро бос жерлерде металдың ішінде жиналып атомарлық сутегі молекула құрады. Бұл ретте оның кӛлемі ӛседі, микро саңылауларда қысым ӛседі: металда кернеу пайла болады. Нәтижесінде металл әлсіз болып қалады, пісіргеннен кейін бірнеше күн ӛткен соң жырық пайда болуы мүмкін. Аз мӛлшерде сутегі пайдалы. Жалпы сутегі пісіру аймағында тыйым салу керек. Сутегіні пісіру  ваннасынан езілмейтін қосылысқа байлап жоюға болады, мысалы фтормен: [Н]

+ (F) = (HF). Фторлы сутегі металл ерітіндісінен ұшып кетеді. Жік металындағы газдар санын азайтудың ең жақсы амалы жік металындағы газ санын азайту — оларды пісіру зонасына кіргізбеу. Оны аудан қорғауды жақсарту керек, пісіру материалдарын кептіріп және қатты қыздыру керек, металды кӛзден сақтау. Негізгі және қоспа металды, пісірілген бӛлшектерді жағу немесе вакуумда баяу салқындату кӛмегімен газдан тазалау пайдалы. Доғалы пісіру кезінде сутегі мен азот молекулалары қызып доға атмосферасында атомдарға бӛлінеді, оның бір жартысын оң иондар түзеді. Бұл иондар катодқа қарқынды тартылады және оған енгізілуде — металмен газды электрлі жұтып алу болады. Сондықтан жауапты бӛлшектердің электродпен доғалы пісіруді балқымайтын электродпен тұрақты тоқта жүргізген жӛн: пісіру ваннасына аз газ түсетін болады.

Металды қышқылдайын-қалпына келтіретін реакциялар, вакуумды сығумен, пісірілген бӛлшектерді баяу суытумен рафинадтайды. Жақсы нәтижелер электродты сылақ арқылы түсі жақсы кӛмектесті. Болаттар үшін едәуір қауіпті және қоспа материалдан қож қоспасы түрінде пісіру жігіне түсетін негізгі күкірт пен фосфор ең қауіпті болып саналады. Металда 0,01 % күкірт бар болса жік металының жіктен кристаллизация процесінде жік металлы шекара бойынша FeS темір сульфиді түседі. Осылайша шайыр болаттың тӛсегінің  сына  беруін  –  жоғары  температураға  тӛзе  алмайтынын

жаздым.

[FeS] + (Mn) = (MnS) + [Fe]

(1.1)

SO газы

P и Fе

Р, олар сульфидтер сияқты жік металы арасында ӛмір сүреді. Нәтижесінде металл иілгіштігі тӛмендейді, кӛміртекті болаттарды сындыру және жоғары болат жарылған жерлерін соғу кӛбеюде. Жік металында фосфидтер фосфор оксидіне бір уақытта темірді қалпына келтіріп түрленеді: 2Fe

P + 5FeO = P

+ 9Fe        (1.13)

Соңғы фосфорсыздандыру M

О, MgO, СаО, окидерінің кӛмегімен жүргізеді:

] + (3СаО) = ((СаО)

)        (1.14)

Пісіру жалғасының қажетті қасиеттерін алу үшін жік металына осы қасиеттерді қамтамасыз ететін элементтерді қосуға болады. Бұл процесс

Легирленетін материалдарды қоспа металл, флюс немесе электрод сырты порошок түрінде енгізеді. Легирленетін элементтер пісірілетін металға қарағанда оттекке азырақ тиісті болуы керек. Керісінше жағдайда олармен бірге едәуір белсенді элемент енгізу қажет. Легирленетін элементтер окислдары жік металында емес, қожда езілуі. Легирлеу кезінде жік металындағы негізгі металл қалдығын есептейді, сондай-ақ шығыстарды да. Ол шығыстар легирленетін элементтердің химиялық белсенділігіне, пісіру амалына, режиміне және ерекшеліктеріне байланысты және ауыспалы коэффициентпен ескеріледі.

Мысалы қолдан доғалы пісіру кезінде марганецтің электродтан ӛту коэффициенті 0,45... 0,55 болуы мүмкін.

Жік металының кристалдануы .

Кристалдану

Кристаллит деп пішіні дұрыс емес кристаллды айтады. Металл сұйық күйден қатты күйге ӛту кезіндегі кристаллитердердің пайда болуы мен ӛсуі

Қатайған металл суыған кезде алғашқы кристаллиттердің түрленуі, ондағы құрылымдық ӛзгерістер

Металды кристалдандыру процесі үш сатыдан тұрады:

Шектен тыс суытылу — ол сұйық металдың оның балқу температурасынан тӛмен температураға дейін суып кетуі. Шектен тыс суытылуға кристалдану процесінің екінші стадиясы байланысты: болашақ кристалдар дәндерінің кристалдану орталықтарынан пайда болуы. Балқытылған металл атомдары ӛз еркімен кристалиттерге салына алмайды. Балқымада дайын қатты беті болғаны керек, оған сұйық металдың атомдары орнығады, болашақ кристаллит дәндерінің – кристалдану орталықтары - түйіндері қажет. Таза металдардың балқымасы біркелкі құрамға ие,  онда  қоспалар мен басқа нәрселер доқ. Егер ондай балқыманы суытса онда оның шектен тыс суытылу сындық шамаға дейін ұлғайады. Мысалы, темір үшін ол 295 °С, мыс үшін 263 °С, алюминий үшін 135 °С балқу температурасынан тӛмен. Ондай шектен тыс суытылған сұйықтықта тұрақты атом топтамалары құрыла бастайды да кейбіреулері кристалдану орталықтар ролін атқарады. Мұндай дәндер сұйықтықтың бүкіл кӛлемінде таралады, сонда кристаллиттер барлық бағытта ӛсуде бір-біріне кедергі жасайды. Нәтижеде, жақсы механикалық қасиеттері бар ұсақ дәнді біркелкі құрылым пайда болады. Алайда пісіру кезінде гомогенді балқыма болмайды. Пісіру ваннасының металы біртекті емес (гетерогенді). Онда негізі, қоспа немесе қосынды материалдардың толық балқымаған  бӛліктері болуы мүмкін; ол ванна шеттері бойымен негізгі металдың жартылай балқыған дәндерімен байланысады. Бұл қатты беттер пісіру кезінде кристаллиттердің гетерогенді түйіндері болып табылады. Мұндай түйіндерді жасанды түрде жасауға болады, мысалы пісіру ваннасына модификатор-элементтердің ұнтақтарын қосу арқылы. Бұл элементтердің қиын балқитын бӛлшектері, кристалдану орталығы ретінде табылып, ванна металында аспалы күйде   бола   тұрып   жік   құрылымын   ұсақтап   оның  қасиеттерін

жақсартады. Болатты пісіру кезінде жік металын түрлендіру үшін ваннаның артқы бӛлігіне темір ұнтақтарын қосуға болады. Кристаллиттер пісіру ваннасында балқытылған негізгі металдың дәндерінде ӛсе бастайды. Олар сұйық металдан қатаю фронтына қатысты перпендикулярлы максималды жылу алу бағытына қарай ӛседі. Мұндай кристалдар баған тәріздес деп аталады.  Баған тәріздес кристаллиттің ӛсу жылдамдығы оның шектен тыс суытылу шамасының шыңына тәуелді. Балқу сызығында қызу мен суу  бірдей, кристаллиттің ӛсу жылдамдығы

к

= 0.

Аяқ жағында жылуды алу, ең үлкен шамада, яғни сұйық металда осы нүктеге жақын жерде шектен тыс суытылу максималды, тиісінше кристаллит мұнда максималды жылдамдықпен ӛсетін болады. Осылайша кристаллиттің ӛсу жылдамдығы оның шыңының қатаюы бойынша жылжуына қарай нӛлден максималды белгіге  дейін ӛседі. Бірақ бұл жылдамдықтың ӛзгеруі біркелкі жүргізілмейді. Себебі қатаю кезінде кристалданудың жасырын жылуы бӛлініп шығады. Ол бұрын қатты металды балқыту кезінде оның түйіншектері арасындағы байланыстарын үзуге жұмсалған. Бұл жылу шектен тыс суытуды азайтады және кристалиттің ӛсуі мүлдем тоқтайтын сәті түседі. Одан кейін шектен тыс суытылу қайтадан ӛседі — кристаллитер қайтадан жылдам ӛсе бастайды. Процесс қайталанады. Кристалдану қатаю фронтына параллелді орналасқан қабаттар бойынша жүргізіледі. Пісіру ваннасында кристалданудың орташа жылдамдығына байланысты үш типті бағанды кристаллиттер ӛсуі мүмкін (1.22-сурет): тегіс, ұялы және дендритті (ағаш тәрізді).

Балқу сызығының жанында (

нүктесіне жақын) шектен тыс суытылу аса жоғары емес, сондықтан кристалдану жылдамдығы аз. Қатаю аймағы тегіс, онда шығыңқы және ойыс жерлер жоқ. Бұл – кристалиттердің тегіс ӛсуі. Шектен тыс суытылу артқан  сайын қатаю аймағында шығыңқы жерлер түзіледі – ұялы ӛсу басталады. Ұялы кристаллиттер кӛлденең ӛлшемдері 10 -5 -10 -6 см,  болып келетін параллель инелерден (ұялардан) тұрады, ұялардың арасында әрбір кристаллиттің шегінде субшекара түзіледі. Шектен тыс суытылу артқан сайын кристалдану жылдамдығы арта түседі, жекеленген ұялар ұңғы түзе отырып (бірінші ретті осі бойымен), тез арада ине түрінде балқымада ӛсіп шығуы мүмкін. Олардан екінші реттегі осьтер бойымен бұтақтар таралады, олардан үшінші реттегі осьтер бойымен ӛсетін жаңа тармақтар болуы  мүмкін және т.с.с. Осылайша, ағаш тәрізді кристаллиттер – дендриттер түзіліп, дентритті ӛсу орын алады. Жік осіне жақын маңында қатаю аймағының алдында шектен тыс суытылу шамасы ӛте жоғары болады. Бұл жағдайда кристалдану орталығы қызметін атқаратын қорытпадағы қоспалар беттерінде бағытталмаған кристалиттер барлық бағыттарға (жан-жаққа) қарай ӛсе бастайды. Бұл кристалиттердің дербес ӛсуі. Бағаналы кристаллиттер дербес ӛсудің кристалданған аймағына тіреліп, ӛзінің ӛсуін тоқтатады. Сұйық металда легирлеуші элементтер мен қоспалар, қатты металға қарағанда, кӛп жағдайларда жақсы ериді. Сондықтан кристалдану процесінде қоспалардың ликвациясы жүреді де, олар ерітіндіден бӛлініп, тегіс және ұялы кристалиттердің шекарасы бойында және дендриттердің тармақтарының арасындағы кеңістіктерде   жиналады.   Қоспалардың   ликвациялық    қабаттары

түзіледі, химиялық кристалитаралық және кристалит ішіндегі біртексіздік пайда болады. Дәл осылай кристалдану қабаттарының шекараларында химиялық біртексіздік туындайды. Ликвациялық қабаттардың металы едәуір тез балқығыш және кӛбінесе кристалиттердің металымен салыстырғанда, беріктігі және иілуі тӛмен болып келеді. Сондықтан жік металының химиялық біртексіздігі оның механикалық қасиеттерін нашарлатады. Кристалиттер шекарасында әсіресе күкірт пен фосфордың жиналуы аса қауіпті. Қоспалар негізінен кристалиттердің шекараларын әлсірететініне байланысты, жүктеме бағытына қарай (қасиеттерінің анизотропиясы) жік металының қасиеттерінде айырмашылықтар пайда болады: кристалиттердің басымырақ ӛсетін бағытында перпендикуляр бағытына қарағанда, механикалық қасиеттер жоғары болып келеді. Тегіс ӛсу кезінде химиялық біртексіздік аз туындайды: кристалдану жылдамдығының аз болуына байланысты қоспалар қатаю аймағымен ығыстырылады, кристалиттердің арасындағы шекаралар жұқа болып келеді. Кристалиттердің шекараларында және ұялы ӛсу кезінде ұялардың субшекараларында  қоспалар кӛбірек қалып қояды. Дендритті ӛсу кезінде ең үлкен химиялық біртексіздік түзіледі. Дербес кристалдардың арасында да ликвациялық қабаттар түзіледі, бірақ олар айтарлықтай қауіпті  емес. Бұл кристалиттердің ӛсуінің басымды бағыты жоқ, қабаттар біркелкі болып қатайған металдың ішінде орналасқан. Олай болса, пісіру жігінің сапасы үшін дендритті кристаллиттер анағұрлым қауіптірек. Сондықтан жік металының бастапқы құрылымы химиялық біртексіздігі болар-болмас, ұсақ түйіршікті болғаны маңызды. Бұған пісіру ваннасына дербес кристалиттер  үшін орталық қызметін атқаратын элементтер - модификаторларды немесе қатты бӛлшектерді енгізе отырып қол жеткізуге болады. Жік құрылымын ұсақтаудың тағы бір жолы – ваннаға айнымалы электромагнитті ӛріспен немесе ультрадыбыспен физикалық әсер ету. Бұл ретте ваннаның кӛлемінде тербелістер пайда болады,  ыстық металл толқындары ӛсіп келе жатқан бағаналы кристалиттерді, олардың жарықшақтарын шайып кетеді, толығымен балқып үлгерместен, кристалданудың жаңа орталықтары қызметін атқарады – құрылым ұсақтайды. Бағаналы кристалиттер ұшының бүлінуіне олардағы металдың тербелуі нәтижесінде туындайтын механикалық кернеу ықпал етеді. Доғалы пісіру кезінде электромагниттік ӛрісті түрлендіретін соленоидты оның осі  электрод осімен сәйкес келетіндей етіп, ваннаның үстіне орналастырады – электродқа қатысты бойлық ӛріс түзіледі. Пісіру ваннасына ультрадыбысты баяу балқитын ӛзекше арқылы енгізеді, оның  бір  ұшын  пісіру  ваннасының  қалдықтар  бӛлігіндегі   сұйық

металға салады, ал екінші ұшын ультрадыбыстық тербеліс генераторының шоғырлауышына мықтап бекітеді. Балқымалы электродпен пісіру кезінде шоғырлауышқа пісіретін  шілтер мүштігін жалғауға болады. Құрылымды ұсақтауға, сондай-ақ пісіретін шілтердің немесе балқымалы электродтың жиілігі  тӛмен  механикалық тербелістерімен қол жеткізуге болады.

Қайтара кристалдану және пісіру жалғасының қҧрылысы . Жік металының қатаюымен ондағы құрылымдық ӛзгерістер аяқталмайды. Мысалы, болатты пісіру кезінде бастапқы кристалиттер олар түзілгеннен кейін, бірден аустениттен – кӛміртек пен жоғары температураларда (750-1500°С) пайда болатын гамма- темірдегі легирлеуші элементтердің қатты ерітіндісінен тұратын болады. Суыту процесінде аустенит ыдырап, болаттың құрамына және суыту жылдамдығына байланысты басқа фазаларға: иілгіш ферритке, анағұрлым берік перлитке және берік, бірақ иілгіштігі тӛмен мартенситке айналады. Пісіру аймағын суыту жылдамдығы әдетте үлкен болады, құрылымдық ӛзгерістер аяғына дейін жетіп үлгермейді. Сондықтан, пісірлген жалғастың суыту жылдамдығын ӛзгертіп, оны жылыта немесе жасанды түрде суыта отырып, кейбір шегінде жік металының қайтара кристалдануын және оның механикалық қасиеттерін басқаруға болады. Қыздыру кӛзінен бӛлінетін жылу, пісіру кезінде негізгі металға таралады. Оның бӛліктері пісіру ваннасының шекарасында балқу температурасына дейін қызады және одан алшақ жерде қоршаған орта температурасына ие болады. Бұл металл құрылымына әсер етпей қоймайды. Металды қыздыру және суыту нәтижесінде құрылымы мен қасиеттері ӛзгеретін негізгі металдың аймағы

жылумен әсер ету аймағы (ЖӘА) деп аталады. ЖӘА әрбір нүктесі жік осіне дейінгі қашықтығына қарай әртүрлі ең жоғарғы температураға жетеді де, әртүрлі жылдамдықпен қызады және суытылады. Бұл нүктенің уақыт шегіндегі температурасының ӛзгеруі

жылу циклі деп  аталады. ЖӘА әрбір нүктесі пісіру кезінде ӛзінің жылу цикліне ие. Демек, ЖӘА-дағы металл пісіру нәтижесінде қыздырып ӛңдеудің бірнеше түрінен ӛтеді. Сондықтан ЖӘА-да құрылымы және қасиеттері әртүрлі болып келетін айқын кӛрінетін бӛлікшелері байқалады. ЖӘА-дағы әрбір пісірілетін материалдың осы материалға тән құрылымдық бӛлікшелері болады. ЖӘА осы құрылымдық біртексіздігі кӛміртегі тӛмен болатты балқыта пісіру кезінде  кӛрнекті түрде байқалады.

Жік металына толығымен балқытпау бӛлікшесі тура жанасады.

Бұл жік металынан негізгі металға қарай, негізгі металдың  жартылай балқытылған түйіршіктерінен тұратын жіңішке (бірнеше микрон) ӛтпе жолақ. Толығымен балқытпау бӛлікшесінің металы химиялық тұрғыдан біртексіз болып келеді, онда кернеу шоғырланады. Бұл бӛлікше жалғастың жалпы алғандағы қасиетіне қатты әсер етеді. Одан кейін шектен тыс қыздыру бӛлікшесі келеді. Онда металл 1130 °С жоғары температураға дейін қыздырылады, түйіршік қатты ӛсіп үлгереді де, суыту кезінде ұсақталмайды. Бұл жерде иілгіш фаза – феррит– түйіршіктердің шекарасы бойымен емес, олардың ішінде ине немесе пластинка түрінде бӛлінуі мүмкін. Мұндай құрылым

видманштетті деп аталады.

Оның механикалық қасиеттері нашар, атап айтқанда, соққы тұтқырлығы тӛмен болып келеді.

деп атайды. 900-1100°С температурада ұсақ түйіршікті құрылымы бар нормалдау (толығымен қайта кристалдау) бӛлікшесі түзіледі. Бұл бӛлікшеде металдың жоғары температурада тұру ұзақтығы аса үлкен емес, түйіршік ӛсіп үлгермейді, ал суыту кезінде – ұсақталады.  Сондықтан металл бұл жерде ең жоғары механикалық қасиеттерге ие болады. Толығымен қайта кристалданбау бӛлікшесі 723-900 °С температурасының диапазонымен анықталады. Бұл бӛлікшедегі негізгі құрылым қайта кристалданудан ӛтіп үлгермеген ірі түйіршіктерден және олардың арасында орналасқан, қайта кристалдану кезінде түзілген ұсақ түйіршіктерден тұрады. Механикалық қасиеттері бойынша бұл жердегі металл нормальдау бӛлікшесіне қарағанда, нашар, бірақ қатты қыздыру бӛлікшесіне қарағанда, жақсырақ болады. Қайта кристалдану бӛлікшесінде металл 500-723 °С температураға дейін қыздырылады. Оның құрылымы ӛзгермейді, бірақ егер суықтай илеуден ӛткен металл пісірілген болса, немесе жылумен ӛңделген легирленген металл (мысалы, шыңдалғаннан кейін) болса, осы бӛлікшеде металдың бастапқы құрылымы қалпына келеді. Бұл ретте металдың беріктігі біршама тӛмендеп, иілгіштігі артады. 500 °С тӛмен температураға дейін қыздырылатын бӛлікшеде құрылымның кӛзге кӛрінетін ӛзгерістері болмайды. Алайда металл бұл жерде кӛршілес бӛлікшелерден жылына отырып, ӛте баяу суытылады, сондықтан 100 °С температураға дейін түйіршіктердің шекаралары бойымен қоспалардың микроскопиялық бӛлшектері бӛлінуі мүмкін. Бұл құбылыс

металдың ескіруі деп аталады. Ескіру нәтижесінде тұтқырлығы тӛмендейді, оған сонымен қатар металды пісіру процесінде оны жылулық кеңею салдарынан түзілетін металдың иілгіштік деформациялары да ықпал етеді. Құбылудың кӛк түстері түзілетін температураға дейін (200-400°С) қыздырылған

Термиялық әсер ету аймағының ені жік ұзындығының бірлігіне

Пісіру кезіндегі кернеудің және деформацияның жіктемесі.

Кернеу дегеніміз күш шамасының осы күш әсер ететін ауданға қатынасы. Деформация

Пісіру кезіндегі температуралық ӛрістер отыру құбылыстарын және деформацияның қарқынды дамуын туғызады. Жергілікті біркелкі қыздыру кезінде жалғау аймақтарында сығу кернеуі пайда болады, ол бӛлшектің басқа бӛліктерінде созылу кернеуімен теңеледі. Кезекті суыту кезінде кӛлем біркелкі ӛзгермейді, пластикалық деформация пайда болады, соның нәтижесінде жік аймағында созылу кернеуі түзіледі. Пластиналарды түйістіре пісіру кезінде пластикалық деформация және кернеу түзілуінің және дамуының қарапайым механизмін қарастырайық. Бұл пластиналарды ойша жік осьіне параллель жазықтықтармен, жеке-жеке шексіз тар ӛзекшелерге бӛлейік (1.23 сур.) және олардың бірінің қыздыру және суыту кезіндегі деформациялану процесін қарастырайық. Қыздырған кезде ӛзекше

ε = α Т,

шамасына ұзарады, мұндағыα — ӛзекше жасалған материалдың сызықтық кеңею коэффициенті;

сурет. Ӛзекшені қыздыру және суыту кезінде қалдық ζ кернеуі мен ε деформациясының түзілу сұлбасы

Ӛзекшенің        жылжымайтын бүйірлері ұзартуға қарсы тұрады, онда температура артқан сайын ε т

тиісті деформация кезінде (

т болған кезде, -ε және -α қисық сызықтары екіге бӛлінеді. Кернеу тұрақты және қыздыру температурасы Т 1кр

мәніне (

нүктесі) жеткен кездегі  уақытқа дейін қалыпты температурада аққыштық шегіне тең болып қалады. Бұдан кейін кернеу азая бастайды да,

2кр

болғанда (S

нүктесі) нольге жетеді. Ал

т болған сәттен бастап деформация арта береді, бұл ӛзекшеде сығу деформациясын тудырады. Қыздыру температурасы Т 2кр

мәніне жеткен сәтте пластикалық сығу деформациялары S

нүктесінде -ε пл ең жоғарғы шегіне жетеді. Ӛзекшені кезекті суыту оның беріктік қасиеттерінің қалпына келуіне және созылу кернеуінің пайда болуына әкеледі (S

т

аққыштық шегіне жеткенге дейін ӛседі (

нүктесіне дейін суыту барысында ӛзінің тұрақты мәнін сақтайды. Толығымен суытылғаннан кейін серпімді пластикалық деформация аймағындағы элементте қалыпты температура кезінде аққыштық шегіне тең болатын созылу кернеуінің қалдығы болады. Жалпы жинақталған -ε

пластикалық деформация бұл жағдайда ζ т мәнінен кӛп болатындықтан, олардың арасындағы айырмашылық ε созылудың пластикалық деформациясының пайда болуына әкеледі. Қалдық кернеудің пайда болуының себебі пісірілген жалғастардың белгілі бір бӛлікшелерінің үлестік кӛлемдеріндегі айырмашылықтар болуы мүмкін. Бұл кернеулер

құрылымдық қалдық кернеу атауына ие. Олар кӛп жағдайларда температуралық кернеумен бірге пайда болады. Мысалы, легирленген болат суыған кезде мартенситтің түзілуі кӛлемнің күрт ӛсуімен байланысты. Бұл жерде кӛлемдік деформациялар металл қатты күйінде тұрған тӛмен температураларда болатындықтан, құрылымдық ӛзгерістер қалдық кернеудің түзілуіне әкеледі.

Конструкциядағы немесе конструкция элементіндегі оларға сыртқы немесе кӛлемдік күш салынбаған кездегі кернеуі

меншік кернеу деп аталады. Олар металдың әртүрлі деформациялану түрлерінен, мысалы, температураның ӛзгеруінен пайда болған, құрылымдық ӛзгерулерінен немесе сыртқы күштердің әсерінен пайда болады. Меншік кернеулер дененің ӛзара теңдестірілген бӛлшектерінің ӛлшеміне қарай макрокӛлемдерде (пісірілген жалғастарда, пісіру жігінде) теңдестірілетін І текті; металл түйіршіктерінің шегінде теңдестірілетін ІІ текті; кристалл торының шегінде теңдестірілетін ІІІ текті болып бӛлінеді.

Бар болу ұзақтығы бойынша меншік кернеулер пісіру кезінде ғана болатын уақытша және пісіруден кейін ұзақ уақыт бойы тұрақты сақталатын қалдық кернеу болып бӛлінеді. Қалдық кернеудің пісірілген жалғастардағы таралуы ӛте алуан түрлі және регламенттеуге және нақты жіктеуге жатқызу қиын. Жіктердің, бірінші кезекте түйіс жіктердің бойындағы меншік қалдық кернеулер айтарлықтай тұрақты сипатқа ие (1.25 сурет). Пісіру жігіндегі қорытпалардың кӛпшілігі үшін аса қауіпті созылушы қалдық кернеудің шамасы аққыштық шегінің мәніне жетеді және кей кезде одан асып кетеді.

т а

б

в

ζ т

ζ

Пісіруден туындаған конструкцияның деформациялары пісірілетін  конструкцияның  тұтас  алғанда  ӛзіне  тән  жалпы, және

бір немесе бірнеше бӛлшектің шегінде, не болмаса конструкция бӛлшектерінің біріндегі бір бӛлікте түзілетін жергілікті болып бӛлінеді. Пісірілетін конструкцияларда байқалатын жалпы және жергілікті деформациялар кері қайтарылмайтын шӛгу құбылысынан және пісіру доғасының жылу әсеріне ілеспелі, сондай-ақ пісіру кернеуінен туындайтын пластикалық деформациялардан  туындайды. Деформациялар пісіру тәсіліне, қиманың геометриялық сипаттамаларына, конструкциядағы жалғастардың орналасуына, пісірілген жалғастарды орындау техникасына байланысты болады. Деформациялар бойлық және кӛлденең, майыстыру, бұрау, тұрақтылықты жоғалту деформациялары болып бӛлінеді.

Бойлық және көлденең деформациялар жіктер мен жалғастардың барлық түрлерін орындау кезінде түзіледі. Бұл пісірілген элементтердің ұзындығы мен ені бойынша ӛлшемдердің қысқаруы. Қалдық бойлық деформациялар  пісірілетін элементтердің ені мен қалыңдығына, пісіру тәсіліне, жіктердің ӛлшемдеріне және басқа да факторларға байланысты. Ақырғы ӛлшемдердің пластиналарындағы кӛлденең деформациялар жіктердің ұзындығына байланысты. Пісірілетін пластиналарды біркелкі қыздырмаудан саңылаулары бар түйіс жалғастарды орындау кезінде олардың ені бойымен пластиналар саңылауларды жаба отырып иіледі. Пісіріліп қойған жіктің аймағындағы металдың суып қалуы саңылауларды жабуға тырысатын пластиналардың жақындауына және бұрылуына әкеледі.

Майыстыру деформациялары табақтарды, ӛзекшелерді және қабыршақтарды пісіру кезінде және жіктердің қиманың ауырлық центріне қатысты симметриялық орналаспауының, симметриялық орналасқан жіктердің бірмезгілде орындалмауының немесе жиекті ӛңдеуді        пісіру   жігінің   біліктерімен   бір мезгілде  толтырылмау салдарынан пайда болады. Қалыңдығы жағынан біркелкі емес кӛлденең пластикалық  деформациялар бұрыштық ауысу түзеді.   Т-

тәрізді

а

б

майысу бұрышы; Л — майысу шамасы

атауына ие, сӛренің қалыңдығы және пісіру жігінің катеті үлкен болған сайын, бұл деформациялар да үлкен болады. Арқалық конструкцияларын, мысалы, таңбаның бойлық жігін пісіру кезіндегі деформациялар ерекше сипатты болып келеді (1.26 сурет). Пісіру аяқталғаннан  кейін арқалық және таңбаның иілімі қысқарады.

Бұрау деформациялары жіктердің ӛзекшелердің  иілу орталығына қатысты симметриялық орналаспау немесе жіктерді бірмезгілде салмау салдарынан пайда болады.

Тұрақтылықты жоғалту деформациялары пісіру жалғастарын орындау барысында немесе конструкцияның суып қалуынан кейін түзілетін қысатын кернеуден туындайды. Әсіресе үлкен деформациялар жұқа табақты конструкцияларды пісіру кезінде пайда болады. Пісірілетін конструкцияларда жалпы түрлерінен басқа, адырақ және толқын түріндегі жергілікті деформациялар болуы мүмкін. Түйістіре пісірілген ұзын және жіңішке табақтарда бұрыштық деформацияның және меншік массасының әсер етуінен толқындар пайда болады (1.27 сурет), олардың ӛлшемдері β бұрышымен және пісірілетін табақтардың массасын білдіретін қалыңдығымен анықталады. Қырлардың табағына белдеулік табақтарды жапсыра пісіру кезінде жергілікті деформациялар – дүмпию пайда болады. Жергілікті бұрыштықтардан басқа. Пісіруден кейін ішкі қалдық кернеуді қайта бӛлу нәтижесінде туындайтын қалдық деформациялар

қайталама деп аталады. Бұл қайта бӛлу пісірілетін конструкцияның алғашқы жүктелуі кезінде, пісірілетін бұйымдарды механикалық, термиялық және газжалынды ӛңдеу кезінде орын алуы мүмкін. Пісірудің қалдық кернеуі, ауысуы және деформациялар беріктікті едәуір тӛмендетуі, конструкция пішіндері мен ӛлшемдерінің дәлдігін бұрмалауы, бұйымның сырт келбетін нашарлатуы, пісірілген жалғастардың технологиялық беріктігін азайтуы мүмкін, бұл ыстық және суық жарықшақтардың пайда болуына әкеліп соғады. Белгілі бір жағдайларда статикалық беріктігі       тӛмендеуі       немесе       пісірілетін      конструкцияның

тұрақтылығы жоғалтылуы мүмкін, бұл ӛз кезегінде оның қирауына әкеледі. Агрессиялы ортада жұмыс істейтін конструкциялар үшін  созушы қалдық кернеу жағдайында коррозиялық жарылудың пайда болу немесе коррозиялық процестердің күшею ықтималдығы туындайды.

Пісіру кезінде кернеуді және деформацияны азайту шаралары.

Пісірілетін конструкцияларды жобалау, дайындау және құрастыру кезеңдерінде пісіру кернеуі мен деформациялардың әсер етуін азайту шараларын қолдану қажет. Балқытылған металдың кӛлемін және пісіру жігіне жылу салуды азайту қажет. Пісіру жіктерін бір- біріне симметриялы орналастырған жӛн, жіктердің бір-бірімен қиылысуына мүмкіндігінше жол бермеу керек. Пісірілетін конструкциялардағы деформацияларды технологиялық тәсілдермен: стендтерге немесе айлақұралдарға бекіте отырып пісірумен, пісіру (керісатылы жікпен пісіру және т.б.) және жинау-пісіру операцияларының (деформацияны бӛлшек элементтерінің жүктелуімен теңдестіру)  ұтымды бірізділігімен шектеуге болады. Белгісі жағынан пісіру деформацияларына (кері ию, пісіру алдында элементтерді алдын-ала созу және т.б.) кері серпімді немесе пластикалық деформациялар жасау керек. Пісіру жалғастарын қарқынды суыту (мыс тӛсемелер, сумен суыту және т.б.), пісіру барысында жік аймағындағы металды пластикалық деформациялау (шыңдау, шығыршықпен жұқарту, түйістіріп пісіру кезінде нүктелерді қысу және т.б.) тиімді болып саналады. Жылудың жоғары шоғырлануын қамтамасыз ететін пісіру тәсілдерін қолданған, екіжақты пісіруді, Х-тәріздес жиекті бӛлшектеуді қолданған, қума энергияны, жіктердің кӛлденең қималарының ауданын азайтқан, жіктерді бұйымның ауырлық ортасына қатысты симметриялы орналастыруға тырысқан жӛн.

Кернеуді пісіруден кейін термиялық ӛңдеумен жоюға болады.

Қалдық деформацияларды суық күйінде механикалық түзетумен (ию, жаншып қақтау, созу, шығыршықпен жұқарту, шыңдау және т.б.) және конструкцияны жергілікті қыздыру жолымен термиялық түзету арқылы жоюға болады.

материалдың ерекшеліктеріне, пісіру технологиясына және қосылыстарды құрылымдық рәсімдеуге байланысты болса, екінші жағынан – пісірілетін конструкцияның қажетті пайдалану қасиеттеріне байланысты. Соңғылары осы конструкцияларға қойылатын техникалық талаптармен белгіленеді. Материалдардың пісірімділігі, егер пісірілген жалғастардың пайдалану қасиеттеріне қойылатын талаптары қабылданған рұқсат етулермен қанағаттандырылатын болса, жеткілікті болып, ал егер пісірілген жалғастардың пайдалану қасиеттерінің бірінің ең тӛменгі деңгейі қамтамасыз етілмейтін болса, жеткіліксіз болып саналады. Бұл ретте бір ғана материалдың пісірімділігі бұйымның міндетіне байланысты әртүрлі бағалануы мүмкін. Пісіру тәжірибесінде «пісірімділік» - кең қолданылатын терминдердің бірі. Пісірімділікті физикалық және технологиялық деп ажыратады.

Физикалық пісірімділік деп монолитті (бүтін) пісіру жалғастарын алудың қағидасы мүмкіндіктерін айтады, бұл әртекті металдарды пісіру кезінде ӛте маңызды.

Технологиялық        пісірімділік дегеніміз        пісірудің жылудеформациялық цикліне және металлургиялық әсер етуіне материалдың реакциясын білдіреді. Бұл реакция мысалы, пісірілетін жалғастар металының механикалық қасиеттерін негізгі металдың осы аттас қасиеттерімен (мысалы, қаттылығы, соққы тұтқырлығы және т.б.) салыстыру арқылы бағаланады. Жоғарыда аталған кӛрсеткіштерден басқа пісірімділікті бағалау кезінде сонымен қатар жарықшақтардың пайда болуына қарсы тӛзімділігі және арнайы қасиеттерді қамтамасыз етілуі (коррозияға тӛзімділік,  жоғары немесе тӛмен температуралардағы беріктік, морт сынуға кедергі) ескеріледі. Металды қажалуға жұмыс істейтін бӛлшектерге балқытып қаптау (балқытып пісіру) кезінде олардың тӛзімділігі ерекше маңызды болады. Бұдан басқа, пісірімділік ұғымына балқытып қапталған (балқытып пісірілген) қабаттар байланысының беріктігі де кіреді. Кӛміртекті                        болаттың                        пісірімділігі                ең        алдымен,        оның құрамындағы кӛміртектің мӛлшерімен анықталады. Қозғалмайтын жүктемелер кезінде жұмыс істейтін конструкцияларды дайындауға арналған тӛмен кӛміртекті болаттың жақсы пісірімділігі дегеніміз қарапайым технологиямен жік металындағы жарықшақсыз және жік маңындағы аймақтарында иімділігін жоғалтпай, негізгі металға беріктігі  тең  пісірілген  жалғас алу мүмкіндігі.        Жіктің және жік маңындағы        аймақтың        металы        конструкцияны        пайдалану температурасында және торап пішінімен шартталған кернеулерді шоғырлағыш болғанда морт күйге ауысуға қарсы берік болуы керек. Жалпы        алған                жағдайда                пісірімділігі        жақсы                және                нашар

металдардың арасындағы айырмашылық – пісірімділігі нашар металдарды жалғау үшін пісірудің анағұрлым күрделі технологиясы қажет (алдын-ала қыздыру, пісірудің қума энергиясын шектеу, кезекті жылумен ӛңдеу, вакуумда пісіру, жиектерін қаптау және т.б.). Материалдың пісірімділігін абсолюттік кӛрсеткіштерге қарап емес, бұрын қолданылған материалдардың немесе негізгі металдың қасиеттерімен салыстыра отырып бағалайды. Егер пісіру жалғастарының әртүрлі қасиеттерін сынау нәтижелері осы ӛнімнің техникалық шарттарымен белгіленген нормативтеріне  сәйкес келетін болса, пісірімділігі қанағаттандырарлық деп танылады. Пісірімділігін бағалау үшін бірқатар сынақтар жүргізіледі, оларды таңдап алуға пісірілетін конструкцияның міндеті мен материалдың құрылымы мен қасиеттеріндегі пісіру әсерінен орын алатын ӛзгерістер алғышарт болады. Пісіру жалғастары металының ыстық жарықшақтардың пайда болуына қарсы тұрақтылығы

Пісіру жалғастары металының суық жарықшақтардың пайда болуына қарсы тұрақтылығы

Пісіру жалғастары металында болып жатқан процестер пісіру конструкцияларының морт қирауын туындатуы мүмкін. Жауапты металл конструкцияларды пайдалану тәжірибесі кӛрсетіп отырғандай, пісіру тораптарын жарықшақсыз дайындау күрделі кернеулік күй және тӛмен температуралар жағдайында жұмыс істегенде морт материалдардың қирау мүмкіндігін жоққа шығармайды. Конструкциялық кемшіліктер, кернеулердің макроскопиялық шоғырлауыштарының, пісіру жалғастарының ақаулары (кеуектер, бос аралықтар, шлактың қосылуы, жік шетінің бойымен тілікшелер) болуы, металдардың кристалдық құрылысындағы әртүрлі жетілмегендіктер, микрожарықшақтар мен кеуектер қирауға себеп болуы мүмкін, олардың кернеулерді шоғырлауыш ретіндегі ролі пайдалану жағдайларында едәуір арта түседі. Конструкцияларда қолданылатын материалдардың қасиеттеріне, қоршаған  орта  параметрлеріне  және  жүктемелердің  түріне  қарай

бастапқы ақаулар ӛте баяу, немесе керісінше, апатты түрде тез жарықшақтарға ӛсуі мүмкін.

Материалдардың морт қирауға бейімділігі

Пісірімділікті бағалау кешеніне сонымен бірге жік металының және пісіру жалғастарының әртүрлі температурадағы механикалық қасиеттерін        тексеру,        коррозияға        қарсы                тӛзімділігін,                тозуға тӛзімділігін және басқа да арнайы сипаттамаларын анықтау жатады. Металдардың                пісірімділігін                бағалау        әдістері.        Пісірімділік кӛрсеткіштерін анықтауға арналған барлық сынақтарды шартты түрде екі негізгі топқа бӛлуге болады. Бірінші топқа қорытпалардың жаңа таңбаларын, пісіру тәсілдерін және пісіру материалдарын әзірлеу        кезінде        (әдетте,        зертханалық        жағдайларда)        жүзеге асырылатын сынақтар, ал екінші топқа – зерттелген қорытпаларды немесе пісіру материалдарын жаңа конструкцияларды дайындауға жарамдылығын   тексерумен   байланысты   сынақтар жатқызылады

(бұл сынақтар әдетте зауыт жағдайларында жүргізіледі).

Пісірімділік кӛрсеткіштерін, анықтау әдістерін  пайдалану кезінде таңдап алынған технология бойынша берілген формалардың үлгілері пісірілетін

деп екіге бӛлуге болады. Сынақтың жанама әдістерін тек алдын-ала сынақтар деп қарастыруға ғана болады. Пісірімділік кӛрсеткіштерін және үлгілерінің түрлерін анықтау әдістерін сынақ жағдайларын конструкциядағы пісіру жалғастарының нақты жүктелуіне барынша жақындатуға тырысуға сүйене отырып таңдайды. Металдың ыстық жарықшақтардың түзілуіне қарсы тӛзімділігін анықтау. Металдың ыстық жарықшақтардың түзілуіне қарсы тӛзімділігін сынақ нәтижелері бойынша сипаттайды:

Бұл әдістер доғамен балқытылатын үлгілерді созылуға және иілуге сынақтан ӛткізуді кӛздейді, ал пісіру циклі бойынша қыздырылатын үлгілерді – созылуға сынайды. Машиналық сынақтар үшін арнайы қондырғылар қолданылады, мысалы, ЛТП, ИМЕТ және ИМЕТ— ЦНИИЧМ серияларының машиналары. Машиналық сынақ рәсіміне белсенді қармаудың әртүрлі жылжу жылдамдығында жікті бір мезгілде деформациялай отырып үлгілер сериясын пісіру (1.28 сурет) жатады. Бірнеше үлгілерде ыстық жарықшақтардың пайда болуын туғызатын деформацияланудың ең шекті жылдамдығын анықтайды. Кертігі бар үлгілерді сынау кезіндегі деформациялау механизмін доғаның кертік үстінен ӛткен сәтінде; екі пластинадан жинақталған үлгілерді сынау кезінде – доға түйіс арқылы ӛткеннен кейін іске қосады. Жұқа табақты үлгілерді доғаның үлгі ортасына шыққан сәтінде жақтауда иеді. Қоспа материалдарды сынау кезінде арнайы мыс форманы қолданады, оның бір жартысы жылжымайды, ал екіншісі білікті балқыту процесінде осьіне қатысты әртүрлі бұрыштық жылдамдықпен бұрылады. Деформациялаудың ең шекті жылдамдығын анықтайды, ол кезде балқытылған білік металында жарықшақ пайда болады. Машиналық сынақтардың басқа да әдістері белгілі (мысалы, Мюрекс пен Бланше әдістері), олардың негізіне кристалданатын металды мәжбүрлеп деформациялау қағидасы алынған .

жасанды жаратылған қатал жағдайларда (ол арнайы технологиялық сынамалардың   пішіндері   мен   ӛлшемдерін  және   бекіту түрлерін

таңдау

арқылы жасалады) жарықшақтар пайда болмайтын металдың шынайы бұйымдарда да бүлінбейтінінде. Технологиялық сынамаларды пісіру кезінде кристалданатын металл жіктің отыру салдарынан және пісірілетін үлгілер пішінінің ӛзгеруінен деформацияға ұшырайды. Сынамаларды пісірудің арнайы конструкциясы мен технологиясы жоғары температуралы деформацияның кӛтеріңкі қарқынына алғышарт болады. Технологиялық сынамаларды шартты түрде екі класқа: мӛлшерлік және сапалық деп бӛлуге болады.

Мөлшерлік сынамаға ыстық жарықшақтардың түзілуін қандай да бір конструкциялық параметрлермен (сынаманың ӛлшемдері, кертіктерінің тереңдігі мен орналасуы және т.б.) немесе пісіру режимінің параметрлерімен (оның жылдамдығы, қыздыру температурасы) байланыстыруға болатын сынамаларды жатқызады. Мұндай сынамаларды салыстыра отырып, ыстық жарықшақтардың түзілуіне азырақ немесе кӛбірек кедергілері  бар  қорытпаларды бӛліп кӛрсетуге болады.

Сапалық технологиялық сынамалар берілген қатаң тәртіпте және белгілі пісіру режимін сақтау кезінде тұрақты пішіндердің үлгілеріндегі пісіру жігін орындауды кӛздейді. Жік металының ыстық жарықшақтардың түзілуіне кедергісі олардың сынаманың және тілімтастың беткі қабатында немесе пісіру жіктеріндегі сынықтарда бар болуымен немесе жоқ болуымен бағаланады. Сынамалар қорытпалардың ыстық жарықшақтардың түзілуіне  қарсы тӛзімділігін мӛлшерлік жағынан бағалауға мүмкіндік бермейді, олар нашар пісірілетін қорытпаларды бракқа шығаруға ғана арналған. Ыстық жарықшақтардың түзілуіне кедергіні бағалау үшін кейбір технологиялық сынамалардың схемалары 1.29 суретте берілген. ММТУ жұқа табақты құрамдас сынама бір жағынан тұтқыштармен жалғанған ені әртүрлі бірнеше пластиналардан тұрады. Пісіруді пластиналардың кеңею бағытына  қарай орындайды. Пластиналар түйістерінің пісіру жігімен қиюласқан жерлерінде  ыстық  жарықшақтар  түзіледі.  Олардың  пайда  болу

мүмкіндігі        балқытылатын     пластиналардың     қаттылығына байланысты болады. Жік металының ыстық жарықшақтардың түзілуіне қарсы тӛзімділігінің кӛрсеткіші ретінде пластинаның ең аз (шекті) ені алынады, оны пісіру кезінде ыстық жарықшақтар пайда болмайды. Пластинаның ең шекті ені неғұрлым аз болған сайын,  жік металының тӛзімділігі соғұрлым жоғары болады . Жұқа табақты металға арналған ИМЕТ сынамасы ӛлшемдері тұрақты пластинадан (мысалы 80х50х 1 мм) және оның қысқа қырына параллель кертіктен тұрады. Үлгіні аргон ағынында

вольфрамды электродпен немесе электронды сәулемен жікті кертіктің үстінен ӛтетіндей етіп  балқытады.  Кертіктен жарықшақтың пайда болу ықтималдығы оның пластинадағы орналасуына байланысты болады:

m жігінің ұзындығы неғұрлым үлкен болса, жік металының ыстық жарықшақтардың түзілуіне қарсы тӛзімділігі соғұрлым жоғары болады.

Холдкрофт сынамасын («балық сүйегі») легирленген болат, алюминий және магний қорытпаларының жұқа табақтарын пісіру кезінде жік металының ыстық жарықшақтардың түзілуге кедергісін бағалау үшін пайдаланады. Сынама ұзындығы артып  отыратын бүйір ойықтары бар пластинадан тұрады. Сынақ кезінде балқыма қаптама жасайды немесе пластинаны қорғаныс газындағы вольфрамды электродпен балқытады. Металл тӛзімділігін бағалау критериі (LJ ретінде ыстық жарықшақтың ұзындығы алынады.

алюминий және       магний    қорытпаларда    ыстық    жарықшақтардың түзілу

бейімділігін анықтау үшін қолданады. Екі  тіктӛртбұрыш пластинаны     бір-бірімен        тӛрт      білікті     жікпен     пісіреді. Жарықшақтардың пайда болу бейімділігінің бар болу критериі ретінде жарықшақтары бар жіктер ұзындығының жіктердің жалпы ұзындығына қатынасы алынады. Пеллини сынамасы қалақшаларды турбина дискімен пісіру шарттарын жаңғыртады. Тікбұрышты қиманың кесектерін қысқыш айлақұралмен жинайды. Кесектерге кӛлденең етіп білікті балқытады. Жік металының технологиялық беріктігін жарықшақ түзілген жердегі кесектердің арасындағы кеуектердің ашылу шамасы бойынша, жарықшақтардың беткі қабатының ауданы және олармен түйісу мӛлшері бойынша бағалайды.

Қалыңдығы үлкен табақтар үшін сақиналы сегментті сынама қырсауланған бүйір беткі қабаттары бар тӛрт дайындамадан тұрады, олар бір-бірімен екі жағынан пісіріледі. Жинақтаудан кейінгі сынаманың ӛлшемі 90x90x25 мм. Оның жоғарғы жағынан сақиналы жырашық теседі. Сынақ кезінде сынаманы сағат тілінің жүрісімен арықша бойымен пісіреді. Оны 50°С температурадан тӛмен суытқаннан кейін тұйықтаушы жік жасалады. Ыстық жарықшақтар дайындамалардың түйіскен жерлерінде түзіледі және пісіру жігінің бойымен таралады. Жік металы тӛзімділігінің критериі ретінде жарықшақтың жиынтық ұзындығының жік ұзындығына пайыздық қатынасы алынады .

буқұбырын коллектормен пісірудің үлгісін жасайды. Сынаманы пісіруді екі амалмен жүзеге асырады: ең алдымен сақиналы жырашықтың бір жартысын, одан кейін екінші жартысын қабаттармен толтырады. Жарықшақтар негізінен термиялық  әсер ету аймақтарында түзіледі. Кей кезде балқытылатын қабаттардың бетінде ыстық микрожарықшақтар байқалады. Пластинаның ең аз ӛлшемдері  125 x 125 x 25 мм.

Жырашықтары бар сынаманы қалыңдығы 40 мм артық пластиналардан дайындайды. Пластинаның қалыңдығы 60 мм кем болғанда оны қатты плитаға қапталдары бойымен катеті 20 мм болатын жіктермен балқытып қаптайды. Жырашықтар 100 мм аралықпен орналастырылған. Пластиналардың қалыңдығы 70 мм артық болғанда жырашықтар екі жағынан жасалады.  Пластиналарды жырашықтар бойымен ең тӛменгі жылдамдықпен пісіреді. Ыстық жарықшақтардың түзілуіне бейімділікті жіктің кӛлденең қимасының ұзындығына немесе ауданына жарықшақтардың сәйкесінше жиынтық ұзындығының немесе олардың ауданының қатынасы бойынша, сондай-ақ мерзімділік коэффициенті бойынша

анықтайды. Ұсынылған пісіру режимінде орындалған жіктерде ыстық жарықшақтар болмаған жағдайда анағұрлым тар үлгілерді пісіруге не болмаса жоғары жылдамдық режиміне кӛшеді. Суық жарықшақтардың тҥзілуіне бейімділікті бағалау тәсілдері және критерийлері. Суық жарықшақтардың түзілуіне бейімділікті (тӛзімділікті, кедергіні)  бағалау  тәсілдерін  келесі басты белгілері бойынша жіктеуге болады:

Жанама тәсілдер суық жарықшақтардың түзілуіне бейімділікті материалдарға тікелей сынақ жүргізусіз есептеу жолымен бағалауға мүмкіндік береді.

Тура тәсілдер пісіруге ұқсайтын жағдайларда технологиялық сынамаларды пісіруді, пісіру жалғастарына немесе пісірілетін  негізгі материалға арнайы сынақ жүргізуді кӛздейді.

жарықшақтар түзілу процесін бақылайтын факторлардың бірінің ӛзгеруімен байланысты кӛрсеткіштің сандық ӛрнегін береді. Егер суық жарықшақтардың түзілуіне бейімділік кӛрсеткішін анықтау кезінде бір мезгілде бірнеше белсенді факторлар ӛзгеретін болса, ал бағалау критерийі тек олардың біреуінің ғана сандық сипаттамасы болып табылса, онда мұндай тәсіл

критерийдің мӛлшерлік ӛрнегі болмайды және шын мәнісінде материалды бракқа шығару қызметін атқарады. Ең үздігін таңдап алу мақсатында материалдарды немесе пісірудің        технологиялық        нұсқаларын        салыстыру        үшін        ғана пайдаланылуы   мүмкін   бағалау   тәсілдерін

Нақты пісіру конструкцияларының тӛзімділігін бағалауға мүмкіндік беретін тәсілдер

Сынақтардың салыстырмалы тәсілдері және технологиялық сынамалар ең үздік пісіру материалдарын таңдап алу және әртүрлі факторлардың суық жарықшақтардың түзілу бейімділігіне әсерін зерттеу қызметін атқарады. Салалық мақсаттағы,  немесе қолданбалы сынамалар материалдарды шынайы пісіру конструкцияларын  дайындаудың  технологиялық  және  климаттық

пісіру үлгілерінің пісіру конструкцияларында қалдық кернеудің үлгісін жасайтын тұрақты жүктеме салу жағдайларында суық жарықшақтардың түзілуіне тӛзімділігін бағалауды кӛздейді. Сынаққа арналған үлгі шағын ӛлшемді пісіру таңбаны білдіреді. Оның тік қабырғасына жікте және  жік маңындағы аймақта созылу кернеуін туғызатын жүктеме салады. Үлгіні аустенитті ӛзгерудің басталуына сәйкес келетін температураларда жүктейді де, пісіруден кейін 20 сағат және одан кӛп жүктің астында ұстайды. Үлгілер сериясын әртүрлі жүктемелерде сынайды. Пісіру жалғастарының суық жарықшақтардың түзілуіне кедергісінің кӛрсеткіші ретінде үлгілер қирай бастайтын ең тӛменгі кернеуді қабылдайды. ММТУ сандық әдісі әртүрлі қорытпалардың пісірілген жалғастары немесе әртүрлі қоспа материалдар қолданылған бір қорытпадан жасалған жалғастар үшін осы кӛрсеткішті бағалауға мүмкіндік береді.

«Теккен» сынамасы ортасында У-тәрізді ӛңделген бойлық тілігі бар қалыңдығы 12-40 мм жазық тікбұрышты  үлгіні  білдіреді. Үлгіні еркін тұрған күйінде пісіреді де, одан кейін 20 сағат бойы ұстайды. Пісіруді қолмен қапталған электродпен, флюс астында немесе қорғаушы газында орындайды. Жарықшақтар пісіру жалғасының түпкі жағында түзіледі. Сынаманың міндетті талабы – жік түбінің шала пісірілуі, ол кернеулерді шоғырлауыш қызметін атқарады. Жарықшақтардың бар болуын бақылаудың әртүрлі әдістерімен, оның ішінде үлгіні қышқыл ерітіндісімен ӛңдеп, кейіннен сындыру арқылы анықтайды. Жарықшақ түзілуге қарсы тұрақтылықтың сандық кӛрсеткіші ретінде жарықшақтың жиынтық ұзындығының жіктің ұзындығына, немесе жарықшақ ауданының жік қимасының ауданына не болмаса жарықшақ түзілмейтін қыздыру температурасына пайыздық қатынасын алуға болады.

Крест тәрізді (Канада) крест тәрізді жалғасқа жиналған үш пластинадан тұрады. Барлық түйісу беттерін жақсы түйісуді қамтамасыз ету үшін алдын-ала тегістейді. Сынамада ұзындығы 160 мм тӛрт бұрыштық жік жасайды. Кезекті жікті пісіру алдындағы сынаманың температурасы (28 ± 3) °С аспауы керек. Пісіруден  кейін 48 сағат ӛткенде 595-650 °С температураларында кернеуді алып тастау үшін екі сағаттық босаңдату орындайды. Сынаманы микрошлиф дайындау үшін және жік маңындағы аймақта жарықшақтарды анықтау үшін кӛлденең  темплеттерге  кеседі. Сынақ нәтижесі, егер екі алғашқы сынамада бірде бір жарықшақ болмаса, қанағаттандырарлық деп есептеледі.

Лихай        түрлендірілген сынамасы (АҚШ) — үлгілерді әртүрлі пісіреді. Тіліктің басы мен соңын (S-3 мм) балқытпай қалдырып қояды.Пісіру жалғасының бетінде, жіктің түбінде және кӛлденең қимада жарықшақтардың бар болуын  пісіру  аяқталғаннан кейін 24 сағат жылдамдығына немесе 800-300 °С температуралық интервалда суыту ұзақтығына байланысты     пісіру   жалғастары

қирауының пайыздық үлесін анықтайды.

Температураларда алдын-ала қыздырудың әртүрлі режимдерінде ӛткенде анықтайды. 300°С температурасында металдың суыту а

б

2, 3

Жіктердің қирауы айтарлықтай күшейтетін суыту жылдамдығы артқан жағдайда, ол суық жарықшақтар түзілуге кедергіні бағалау критериі ретінде қабылданған. Бағалауды салқындаудың ең шекті уақыты немесе суық жарықшақтарды жоюға қажетті алдын-ала қыздырудың ең тӛменгі температурасы бойынша да жүргізуге болады. Пісіру жалғастарының қҧрылымы мен қасиеттерін пісірудің жылу жағдайларына байланысты бағалау. Пісірудің термиялық циклінің пісірілетін металдың құрылымы мен қасиеттерінің ӛзгеруіне әсерін үлгілерді жылдамдығы берілген бағдарлама бойынша қыздыруды және суытуды және қыздырып ӛңдеудің кез- келген сатысында механикалық сынақтарды кӛздейтін әдістер (мысалы,

ИМЕТ-1 әдістемесі бойынша) бойынша алдын-ала бағалайды. Мұндай сынақтар пісіру жалғастарының кез-келген бӛлікшесінде термиялық пісіру циклдерін ұқсатуға және олардың металдың құрылымы мен қасиеттеріне әсер етуін анықтауға мүмкіндік береді.

Дәл  осы  мақсаттарда  арнайы  технологиялық  сынамаларды да,

металл пластиналарға біліктерді (1.30 сурет) ерітіп дәнекерлейді. Құрылымы мен қаттылығын 1 анықтау үшін, сондай-ақ соққы

және статикалық

кӛлденең үлгілер кесіп алады  (1.30  сурет). Білікті сынама пісіру технологиясының жалғастардағы металдың қасиеттері мен құрылымдарға әсерін бағалауға мүмкіндік береді.

Пісіру жалғастарының механикалық қасиеттерін анықтау.

Конструкцияның қалыпты жұмысын қамтамасыз ету үшін пісіру жалғастары жеткілікті беріктікке, иілуге, коррозияға тӛзімділікке және басқа да қасиеттерге ие болуы керек. Жік металының және пісіру жалғасының беріктігі мен иілуін анықтау үшін статикалық және соққы жүктемелер кезіндегіні қосқанда, сынақтар кешенін жүргізеді. МЕСТ 6996 — 66 бойынша сынақтар нақты конструкциялардың, арнайы тораптардың немесе нақты конструкцияларды дайындау талаптарымен бірдей жағдайларда пісірілген  макеттердің үлгілерінің іріктемесінен тұрады. Әдетте сынақтар бӛлме температурасында орындалады, алайда ӛнімнің берілген түрінің техникалық талаптарына сәйкес оларды тӛмендетілген де, жоғары температураларда да жүргізуі мүмкін.

т

физикалық немесе ζ

шартты шегін, созуға δ және тарылтуға φ қатысты ζ в созу кезіндегі беріктігінің шегін (үзілуге уақытша кедергінің) анықтау мақсатында жүзеге  асырылады.  Жік металының немесе жік маңы аймағының жекеленген бӛліктерінің қасиеттерін зерттеу үшін диаметрі 0,8; 1,0 немесе 1,2 мм болатын жұмыс бӛліктері бар шағын үлгілерді қолданады. Осы үлгілерді сынау нәтижелерін негізгі металдан кесіп алынған осыған ұқсас формадағы және ӛлшемдегі үлгілерді сынау нәтижелерімен салыстырады. Параллель түрде кем дегенде екі үлгі сыналады.

Пісіру қосылысын созылуға сынау пісіру жалғасының жалпы алғандағы немесе пісіру жалғасындағы жік металының беріктігін анықтауға мүмкіндік береді. Алынған нәтижелерді негізгі метал сынақтарының нәтижелерімен салыстырады.

(кертілген үлгілерде). Сынақ кезінде ӛлшенген соққы тұтқырлығын оның негізгі металдағы мәнімен, не болмаса ӛнімнің осы түріне стандарттармен немесе техникалық талаптармен регламенттелген мәнімен салыстырады. Сынақ үшін жарты шеңбер пішінді кертігі бар немесе ӛткір сына тәрізді кертігі бар үлгілерді қолданады. Әртүрлі типтегі кертіктері бар үлгілерді сынау салыстыруға келмейтін нәтижелер береді.

Пісіру жалғастарының жекеленген бӛліктеріндегі металл қасиеттерінің ӛзгеруін және біртексіздік дәрежесін анықтау үшін оның осы бӛліктердегі Виккерс немесе Роквелл бойынша

Конструкциялық болаттың химиялық қҧрамы бойынша пісірімділігін есептік бағалау. Металдардың және олардың қорытпаларының технологиялық пісірімділігі: олардың химиялық белсенділігі, легирлеу дәрежесі, қоспалардың мӛлшері және құрылымының ерекшеліктері сияқты бірқатар факторларға байланысты болады. Металдың химиялық белсенділігі неғұрлым жоғары болса, оның қоршаған ортамен ӛзара әрекеттесуге, ең алдымен, тотығуға бейімділігі соғұрлым жоғары болады, бұл оны пісіру кезінде анағұрлым тиімді қорғауды, металлургиялық ӛңдеуді талап етеді. Балқытылған болатты және темір негізіндегі қорытпаларды ауамен ӛзара әрекеттесуден қорғауды электродты қаптамасы, флюстар және инертті газдар қамтамасыз етеді. Болаттың бір – бірімен пісірімділігіне кӛміртектің әсері үлкен. Пісірімділік кӛміртек және басқа да қосынды  элементтер қатарының кӛбеюіне байланысты нашарлайды. Болаттан пісірілген бұйымдарды дайындауда негізінде  конструкциялық  кӛміртегі тӛмен, қоспасы аз және легирленген болат түрлерін қолданады. Кӛбіне легирленген болат түрлерін пісіруде қиыншылықты олардың шыңдау құрылымдар, ыстық және суық жарықтардың пайда болу бейімділігі тудырады, сонымен қатар, пісірілген жалғастардың жоғары механикалық сипаттамаларын ие болуды қамтамасыз ету қажеттілігі (майысқақтық сапасына кӛбірек қатысты). Болаттың құрамындағы кӛміртек мӛлшері кӛбірек болған сайын, жарық пайда болуына бейімділігі кӛбейеді және пісірім флюс арқылы қажетті сапаларды қамтамасыз ету қиындайды. Белгілі химиялық құрамындағы болатты пісірудің болжалды сандық кӛрсеткіші ретінде кӛміртектің эквиваленттік құрамы болады, оның % келесі формула бойынша анықталады:

экв

= С + Mn/6 + Sі/24 Кӛміртектің эквиваленттік мӛлшеріне байланысты (және осы кӛлемге байланысты болаттың суару мен жарық пайда болу бейімділігі) барлық конструкциялық болат түрлері жақсы, қанағаттандырарлық, шектеулі және нашар пісірімділік сипатына ие болатын тӛрт топқа бӛлінеді (1.4 кесте).

Бірінші топ болат түрлері (С экв < 0,25%) кең диапазон тәртібі, жуандық және конструктивтік пішіні жағдайында шыңдау құрылымдары мен жарық пайда болусыз жақсы дәнекерленеді.

Қанағаттандырарлық  пісірілетін  болат  түрлері  (С экв

= 0,25-0,35 %) балқытудың оңды тәртібін дұрыс таңдау жағдайында  суық жарық пайда болуға бейімделмеген, алайда кейбір жағдайларда оларды қыздыру қажет болады.

Шектеулі түрде пісірілетін болат түрлері (С экв = 0,36.0,45 %) суық жарық пайда болуға бейім. Балқыту режимін ӛзгерту арқылы аталған болат түрлерінің жарылу сапасына қарсы тұруын реттеу мүмкіндігі шектеулі, сондықтан қыздыру талап етіледі.

Нашар пісірілетін болаттар (С экв > 0,45 %) шынықтыруға және суық жарықтардың пайда болуына аса бейім, оларды балқыту барысында қыздыру және арнайы технологиялық тәсілдерді орындау қажет, ал содан кейін термиялық ӛңдеу жүргізілуі керек.

1.4 кесте. Пісірімділігі бойынша болат түрлерінің классификациясы Топ

Ерекше тәсілдерді қолданусыз кез келген әдіспен балқытылады.  (жылыту, қыздырып ӛңдеу)

Ст2, СтЗ, 15Г, 10Г2, 09Г2, 10Г2С

Балқыту тәртібінің қатал сақталуы, арнайы қоспа материалды қолдану, балқытылатын жиектердің ұқыпты тазалануын, 100-150°С температурасына дейін ала және ілеспелі қыздыру,  пісіргеннен кейін қыздырып   ӛңдеуді

250-400°С температурасына дейін қыздыру және пісіргеннен кейін жұмсартуды талап етеді. Балқыту алдында   термиялық   ӛңдеу   жүргізіледі.   Қыздырусыз

пісіру барысында жарық пайда болуы бейім.

Арнайы технологиялық шараларды қолдануға қарамастан: қыздыру, аралық және балқытудан кейінгі жұмсарту қосылған жікте және жік айнала зонасында жарық пайда болу бейімділігі жоғары. Пісіру барысында міндетті түрде қыздыру, алдын ала және соңында термиялық ӛңдеу жүргізіледі.

Жоғары легирленген аустениттік болат пен  қорытпалар, сонымен қатар, күкірт пен фосфордың мӛлшері кӛтеріңкі тӛмен легирленген болаттарды пісірген кезде ыстық жарықтардың пайда болуының деңгейі жоғары. Пісірудің доғалы әдісі барысында ыстық жарықтардың пайда болуына қарсы тұруды HCS кӛрсеткішімен сипаттауға болады, ол негізгі компоненттердің пайыздық мазмұны бойынша есептеледі:

HCS = [C(S + P + Sі/25 + Nі/100]/(3Mn + Cr + Mo + V) (1.16) Егер HCS < 4, онда ыстық жарықтар пайда  болмайды.  Аса қалың жоғары деңгейде берік болатты пісіру барысында HCS мағынасы 1,6-2 құрайды.

Қолмен доғалы пісіру үшін электродтар металдан жасалған (балқытылатын). Қолмен доғалы пісіру үшін электрод (1.31 сурет) пісіру сымынан жасалған 450 мм-ге дейін ұзындықтағы 1 сырық, оның бетіне қабат 2 қапталған түрінде ұсынылады. Электродтың  сол жақты шеті электрикалық контактті қамтамасыз ету мақсатында электр ұстағышта қысу үшін 20-30 мм ұзындық кӛлемінде қаптау қабатынан босатылған. Пісіру үдерісінің басында электродпен бұйымға жанап ӛту арқылы иіннің пайда болуына мүмкіндік жасау үшін екінші шеттің бүйіржағы қаптау қабатынан тазартылған.

МЕСТ 9466 — 75 сәйкес D/d қатынасы бойынша электродтар жіңішке қаптаулы (D/d < 1,2) — М , орташа қаптаулы 1,2 <

1,8) — Д және аса қалың қаптаулы    (D/d > 1,8) — Г түрлері бойынша ерекшеленеді. Электрод қаптауы оны ионизациялауды күшейту, қоршаған ортаның жағымсыз әсерінен және пісіру ваннасын металлургиялық ӛңдеуден   қорғау   үшін   қапталған   заттектердің   қоспасы   болып

1.31 суреті. Қолмен доғалы пісіруге арналған қаптаулы элетродтың сұлбасы:

d

табылады. Электрод қаптауына иондаушы, газ және қож құраушы, легирлеуші, қышқылдататын, байланыстыратын және қорамалық компоненттерді енгізеді. Иондаушы немесе тұрақтандыратын компоненттер доғаның тұрақты жануын қамтамасыз етеді. Олар ионизациялаудың тӛмен қорына ие, бордың құрамына кіретін калий және кальций сияқтылар, далалық шпат және гранит, сонымен қатар, натрий. Газ құраушы компоненттерді доғаның және пісіру ваннасының аумағын газды қорғаныс құру үшін қолданады. Олардың қатарына органикалық заттар сияқты (крахмал, тамақтық ұн, декстрин және т.б.) сонымен қатар, органикалық емес (әдетте карбонаттар: мәрмәр СаСО

, магнезит MgCO

және басқа) жатады. Газды қорғаныс органикалық заттектерді 200 °С-дан жоғары және карбонаттарды 900 °С температура аймағында диссоциациялау нәтижесінде пайда болады. Диссоциациялау процесі электродтың бүйіржағында жүреді. Электродтық қаптаудың қарапайым құрамында электрод сырығы металының әр грамына СО

кӛмірқышқыл газы, СО  иіс газы, Н

сутегі мен О

. Сонымен бірге пісіру аумағынан жеткілікті мӛлшерде ауа ығыстырылу және жік металына азоттың азғана мӛлшерде түсуін (0,03 % кӛп емес) қамтамасыз етеді. Қож құраушы компоненттерді сұйық қож алу үшін енгізеді. Қож құраушы компоненттер ретінде келесі кендер мен минералдар пайдаланылады: ильменит, рутил, далалық шпат, кремнезем,  гранит, мәрмәр, балқымалы шпат. Қаптауда қолданылған ферроқорытпалар қаптауға енген қож құраушы тотықтарды қыздырғанда шығатын оттегін байланыстырады. Пісіру ваннасының электродтық тамшылары мен балқытылған металды қаптаған сұйық қож осылармен химикалық қатынасқа түсіп, қышқылдатады және тотықтарды жеңіл балқитын қосылыстарға байланыстырады. Осы кезде металл жігін қож құрамындағы элементтермен легирлеу жүреді. Сұйық металда химикалық реакция процесінде бӛлінетін газдарды сұйық қож оңай ӛткізіп, олардың жойылуына жол береді және пісіру жігінің бетін қалыптастырады. Легирлеуші компоненттер жік металының механикалық сипаттамасын жақсарту үшін арналған, оған ыстық және тозу тӛзімділігін, коррозия тӛзімділігін және басқа да қасиеттерінн береді.

Легирлеуші элементтер ретінде хром, марганец, титан, ванадий, молибден,  никель,  вольфрам  және  т.б.  қызмет  етеді.  Легирлегіш

элементтерін        қаптама        құрамына        ферроқорытпалар        және        таза металдар түрінде енгізеді. Қышқылдағыш компоненттер оксид түрінде тұрған балқытылған металдың бӛліктерін қалпына келтіру (қышқылдау) үшін пайдаланылады. Оларға жік металынан темірден артық (болатты пісіру барысында) оттегі мен басқа элементтерге туысты элементтердің оксидін жою қажетті элементтер жатады. Электродтық қаптама құрамына кӛптеген қышқылдағыштар ферроқорытпа түрінде енгізіледі. Байланыстырылатын компоненттер қаптама құрамындағы ұнтақ құрағыштарды тығыздау барысында электрод сырығында берік бекілетін біртекті жабысқақ массаға байланыстыру және  кептіру мен тесуден кейін берік қаптама болу үшін қолданылады. Кӛп жағдайда байланыстыратын компоненттер ретінде сұйық шыны (Na

O • SіO

) натрий су ерітіндісі немесе (K

O • SіO

) калий су ерітіндісі қызмет етеді.

Қорамалық компоненттер – сылау массасына үздік иілімді қасиеттер беретін заттектер (бентонит, каолин, декстрин, слюда және т.б.). Электродтық қаптамалардың түрлері МЕСТ 9466 — 75 бойынша бекітілген. Келесі электрод түрлері болады: А – қышқыл қапталумен; б – негізгі қапталумен; Ц – целлюлозды қапталумен; Р Қаптаудың аралас түрі болғанда оған сәйкес екі белгі пайдаланылады. Егер қаптама құрамында темір ұнтағы 20

Бір – бірімен пісірілетін жиектерде ылғалдың, май, қабыршақ немесе тоттың болуы, қаптауда ылғалдың болуы, сонымен қатар, доғаның ұзындығын кӛбейту жік металында кеуектердің пайда болуына әкеледі. Пісіру алдында электродтарды 1 сағат ағымында 350-400 °С температурада қыздыру қажет. Жоғары сапалы жіктерді орындау үшін бұйымды дайындауға қатысты қойылған талаптарды қатал орындау және пісіру процесінің технологиялық тәртібін сақтау қажет. Кейде фторлық – кальцийлық деп аталатын негізді қаптамамен электродтар кӛміртекті, тӛмен легирленген және легирленген болаттан жауапты констукцияларды пісіру үшін арналған. Болатты пісіру үшін арналған электродтардың классификациясы және шартты белгілері. Қолмен доғалы пісіру ге арналған электродтар стандартта келесі белгілер бойынша топталынады: пісіруге арналған металы бойынша; қаптаманың қалыңдығы   мен   типі   бойынша;   жік   металының   механикалық

қасиеттері бойынша.

МЕМСТ 9466 — 75 сәйкес электродтың 116 типі шығарылады. Болатты пісіруге және балқытып қаптауға арналған электродтар ӛзінің арналуына сәйкес келесі класстарға бӛлінген: уақыт аралығындағы созылуға қарсылық шегі ζ в

< 600 МПа (60 кгс/мм

),  ие кӛміртекті және тӛмен легирленген конструкциялық болатты пісіруге арналған— У (шартты белгісі); легирленген конструкциялық болатты пісіруге арналған ζ в > 600 МПа — Л; жылутұрақты болатты пісіруге арналған — Т; ерекше қасиеттері  бар жоғары легирленген болатты пісіруге арналған — В; ерекше қасиеттері бар жоғарғы қабаттарды балқытып қаптауға арналған— Н. Аталған стандарт электродтардың ӛлшемін, қаптаудың қалыңдығы мен типін, шартты белгілерін, жалпы техникалық талаптарын, қабылдау ережесі мен сынау әдістерін реттейді. Пісірудің немесе балқытып қаптаудың кеңістікте мүмкінді бағыттары бойынша электродтар 4 түрге бӛлінеді: барлық бағыттарда мүмкін −

1 индекс; тік бағытта жоғарыдан тӛменге қарайдан басқа бағыттары мүмкін − 2 индекс; тек тӛменгі, тік жазықтықтағы горизонтальды және тӛменнен жоғары тік пісіруге ғана болады −

3; тӛменгі және қайықшадағы тӛменгі бағыттарда пісіру − 4.

Пісіру немесе қатты қыздыру барысында қолданылатын тоқтың түрі мен қарама – қарсылығы, сонымен қатар, жиілігі 50 Гц ауыспалы тоқтың қуат кӛзінің бос жүрісіндегі кесімді кернеуі бойынша электродтар 1.5 кестесінде кӛрсетілген түрлерге бӛлінеді. Электродтардың шартты белгілері 1.32. суретінде кӛрсетілген орындар бойынша деректерді мазмұндауы қажет. Осындай толық шартты белгілер электрод салынған қораптар, бумалар және жәшіктердің этикеткалар немесе маркировка беттерінде кӛрсетілуі қажет. Құжаттаманың барлық түрлерінде электродтың маркасы, диаметрі және тобы, сонымен қатар, стандарт (МЕСТ 9466 — 75) белгілері немесе нақты электрод маркасының техникалық жағдайы қамтылған қысқартылған шартты белгілері беріледі. Мысалы, Э46А ( МЕСТ 9467 — 75) типті электродтар үшін, маркасы УОНИ-13/45, диаметрі 3 мм, кӛміртекті және тӛмен легирленген болатты У пісіру үшін, қалың қаптауымен Д, 2-ші топты, МЕСТ 9467 — 75 бойынша бекітілген қыздырылған металл және жік металы сипаттамаларын білдіретін 4,3,2 индекс топтары, негізгі қаптауымен Б, барлық кеңістік бағытта пісіру үшін 1, кері қарама – қарсылықтағы 0 тұрақты тоқта, түрі толық белгіге ие, ал техникалық  құжатта  қысқартылған  белгілері  беріледі   -    УОНИ-

13/45-3,0-2 МЕСТ 9466 — 75 электродтары.

Кесте1.5. .        Пісіру тоғының түрі мен қарама – қарсылығына байланысты электродтар түрлерінің белгілері

ауытқу шегі

ауытқу шегі

кесімді

кесімді

Кері

+5

Кез келген

+10

Тура

Кері

Кез келген

+5

Кез келген

+5

Тура

Тура

Кері

Кері

1.32.сурет. МЕМСТ 9466—75 (а) сәйкес кӛміртекті және тӛмен легирленген конструкциялық болатты пісіруге арналған қаптамалы электродтардың шартты белгілер қҧрылымы және Э64А (б ) типіндегі электрод белгілеу ҥлгісі:

− электродтың типі; 2 - марка; 3 - диаметр, мм; 4 - электродтардың тағайындалуы; 5 - қаптама қалыңдығының белгіленуі; 6 - электродтар тобы; 7 - МЕМСТ 9467-75, МЕМСТ 10051-75 немесе МЕМСТ 10052-75 − терге сәйкес металл жігінің және балқытып қапталған металдың сипаттамаларын белгілейтін индекстер тобы; 8 - қаптама түрінің белгіленуі; 9 - пісіру немесе балқытып қаптаудағы кеңістікте мүмкінді бағыттарының белгіленуі; 10 - тұрақты токтың тегі мен полярлығы және жиілігі 50 Гц ауыспалы токты пісіру доғаның нәрлендіру кӛзінің бос жүрісінің кернеуі; 11 - МЕМСТ 9467-75 стандарттың белгіленуі; 12 - электродтардың типтеріне стандарттардың белгіленуі.

Конструкциялық болаттарды пісіруге арналған электродтар Э әріппен белгіленеді. Әріптен кейінгі сандармен уақыт аралығындағы үзілуге қарсыласу шамасы кӛрсетіледі. Кейде сандардан кейін А әрпі қойылады. Ол балқытып  қапталған металдың немесе жік металының пластикалық қасиеттері жоғары екенін білдіреді. Осы типті электродтар тек механикалық қасиеттері мен балқытып қапталған металдағы күкірт пен фосфордың мӛлшерімен анықталады (δ

; ζ в ; а н

, бұралу бұрышы).

Негізгі химикалық элементтердің ортаңғы мӛлшері пайыз түрінде химикалық элементтердің әріптік белгілерінен кейін кӛрсетілген:  А — азот; Б — ниобий; В — вольфрам; Г — марганец; К Ерекше сапалары бар сыртқы қабаттарды балқытуға арналған электродтарды белгілеу. МЕСТ 10051 — 75 балқыту жұмыстарына арналған 43 электрод типін реттейді. Балқытып қапталған металдың қаттылығын сипаттау үшін екі цифрлық индекстер қарастырылған: бірінші индекс HRC (Роквелл әдісі) бойынша қаттылықты анықтайды

: 0 – 19 кем емес;   1 — 19-27;  2

61-63; 9 —63 жоғары. Екінші цифра белгіленген қаттылыққа жету жағдайлары (1 - балқытып қаптаудан кейін, 2 - термиялық ӛңдеуден кейін). 1.6 кестесінде түрлі болатты пісіруге арналған электродтар сипаттамасы берілген. 1.7.        кестесінде        шойынды        пісіруге        арналған        электродтар

сипаттамасы ұсынылған.

Кесте 1.6.        Болатты пісіруге арналған жалпы пайдаланылатын электродтар сипаттамасы

Электрод түрі

Температу ра,

8,5

180...200

Тӛменгі

180...200

60...90

120... 160

350... 370

300... 350

Тұрақты

8,5

250... 300

8,5

Св-08, Св-08А » »

Тұрақты және айнымалы

Тұрақты

9,5

бағыттар

Св-08, Св-08А »

Тӛменгі 9,5

420... 450

Св-08, Св-08А »

Барлық бағыттар 9,5

350... 400

300... 350

Св-08А »

8...9

Св-08ХМФА »

Св-08ХМФА »

Коррозияға берік  аустениттік және тотталмайтын хромдық болаттар

Св- 07Х19Н10Б »

Сондай

350... 450

Св- 07Х19Н10Б » »

Св-06Х14 »

Тӛменгі және тік

Св-10Х17Т »

Барлық бағыттар

Св- 04Х19Н11МЗ »

Сондай

Электрод түрі

Температу ра,

Уақыт, мин

60...90

Св-10Х20Н15 »

60...90

Ыстыққа берік болаттар және қорытпалар

Св- 04Х19Н11МЗ »

Тӛменгі

Св-13Х25Н18 »

Св-07Х25Н13

60...90

Кесте 1.7. Шойынды пісіру және балқытуға арналған электродтар сипаттамасы

Электрод маркасы

Сырық материалы

Тоқ және қарама - қарсылығы

Пісіру қалпы

Балқытылған металдың сипаттамасы

Температур а,

Уақыт, мин

электродта

Тӛменгі, тік және тӛбелі

Мыс сымы » »

Кескіш құралмен жақсы ӛңделеді

К е с т е с і 1 . 8 . Мысты қолмен доғалы пісіруге арналған электродтардың техникалық сипаттамалары мен арналулары

Электрод маркасы

Сырық маркасы

Тоқ түрі

Қарама - қарсылығы

коэффициент і

Арнаулы және қосымша ақпарат

БрХ0,7 =

Ml...М3 мыстан кӛпқабатты жікпен кристаллизаторлар құйма қалыптары мен басқа қалың қабырғалы конструкцияларды пісіру үшін. 15 мм дейін қалыңдықта пісіру қыздырусыз; 15 мм кӛп

Ml

Ml

Бұйымдарды 0,01 % дейін оттегімен қамтылған техникалық кӛзден таза мыстан пісіру және балқыту. Мыстың қалыңдығы 10 мм дейін — пісіру қыздырусыз, 10 мм артық — 150..350 °С қыздыру (бұйымның қалыңдығы және салмағына байланысты). Пісіру алдында электродтарды қыздыру міндетті түрде:350... 370 °С; 2 сағ. Жік металының электр ӛткізгіштігі

техникалық кӛзден таза мыстың электр ӛткізгіштігінің 60 % кем емес

Ml, МТ

Бұйымдарды 0,01 % дейін оттегімен қамтылған техникалық кӛзден таза мыстан пісіру және балқыту, сонымен қатар, мысты болатпен пісіру үшін. Мыстың қалыңдығы 10 мм дейін пісіру қыздырусыз, 10 мм артық —150... 350 °С дейін қыздыру (бұйымның        қалыңдығы        және

салмағына байланысты).

Электрод маркасы

Сырық маркасы

Тоқ түрі

Қарама - қарсылығы

Арнаулы және қосымша ақпарат

Пісіру алдында электродтарды қыздыру міндетті түрде:350... 370 °С; 2 сағ. Жік металының электр ӛткізгіштігі техникалық кӛзден таза мыстың электр ӛткізгіштігінің 60 % кем

емес

Ml, мт

Сондай. Мыс негізінде тӛмен легирленген қоспаларды пісіру және қыздыру мүмкіндігі бар.

Жік металының электр ӛткізгіштігі техникалық кӛзден таза мыстың электр ӛткізгіштігінің 50 % кем емес. Пісіру алдында электродтарды қыздыру міндетті түрде:350... 370

°С; 2 сағ.

Ml...М3 =

Қышқылданған мыстан (М1р ... МЗр) конструкцияларды пісіру үшін. Электродтар қаптауы кӛпқабатты жіктерді пісіруде шлактану мүмкіндігін тӛмендететін кішкентай қалыңдықта

болады.

БрКМЦЗ-1

Комсо молец Ml =

Ml... М3 мыстан және Мц5 қоладан жайма конструкциялар және құбыр желісін     пісіру     үшін.        Жік металының электр ӛткізгіштігі техникалық кӛзден таза мыстың электр ӛткізгіштігінің 20 % кем емес. 5...8 мм қалыңдықта -. 200...300 °С; 10...15 мм  қалыңдықта

-. 500...600 °С; 20 мм астам -    700... 750 °С температурада қыздырумен пісіру жүреді. Пісіру алдында электродтарды қыздыру міндетті түрде:160... 200 °С; 1 сағ

мт

Комсомолец МН и № 2

Мысты        кӛміртекті        және        тӛмен легирленген болатпен пісіру үшін

КОМ-1 и № 1

Ml...М3 =

коэффициент

Арнауы және қосымша ақпарат

Ml...М3 =

0,01 % дейін оттегімен қамтылған қышқылданған мыстан (М1р...МЗр) конструкциялар пісіру үшін. 4 мм астам қалыңдықта - 350...400 °С дейін қыздыру.

Ml =

№ 6

Ml...М3 =

Мыстан 20 мм қалыңдықтағы конструкцияларды пісіру үшін.

Мысты қолмен доғалы пісіруге арналған электродтар.

Мысты пісіруге арналған электродтар созылған сым немесе дӛңгелек созылған және престелген шыбықтардан дайындалады. Мыстан  және мыс негізіндегі қорытпалардан жасалған пісіру сымы мен шыбықтар  МЕМСТ16130 — 90 регламенттеледі. Аталған стандарт мыс сымының үш маркасын (Ml, M1p и MCp1) және шыбықтың екі маркасын (M1p, M2p) қарастырады. Мысты пісіру үшін маркасы БрКМц 3-1 и БрХ 0,7 (МЕМСТ 16130 — 90) қоладан жасалған сымды пайдаланумен электродтар дайындалады және қолданылады. Сортамент бойынша пісіру сымының диаметрі 0,8 мм -ден 8 мм- ге дейін дайындалады, бұл ретте түрлі маркалар үшін стандартпен қарастырылған диаметр диапазоны әртүрлі. Мысты қолмен имектеп пісіруге арналған электродтардың техникалық сипаттамасы және арнауы 1.8. кестесінде кӛрсетілген.

Алюминийлі қорытпаларды қолмен доғалы пісіруге арналған электродтар. Техникалық таза алюминийді, силумин және АМц қорытпаларын пісіруге арналған электродтарды дайындау үшін құрамы негізгі металға ең жақын сым маркасы таңдалады. Электродтық сырық пісіру сымының 15 маркасының сортаменті, химиялық құрамын (4 марка алюминийді пісіруге және 11 марка – алюминий қорытпаларын пісіруге арналған) регламенттейтін МЕСТ 7871—75 бойынша созылған және престелген сымнан дайындалады. Алюминийді                доғалы        пісіруге        арналған                электродтардың технологиялық сипаттамалары мен арналуы 1.9. кестесінде берілген. Пісіру сымы. Болатты пісіруде негізінде сымның 75 маркасын дайындауды қарастыратын МЕМСТ 2246 — 70 бойынша суықтай созылған        пісіру                сымы                пайдаланылады.        Легирлеу        деңгейіне байланысты        пісіру        сымы                        МЕМСТ                2246                —        70                бойынша тӛменкӛміртекті,        легирленген                        және                жоғарылегирленген        болып бӛлінеді.        Тӛменкӛміртекті        сым                6                маркалы        дайындалады.

Жоғарылегирленген сым 39 маркалы дайындалады.

Арналуына байланысты болаттан жасалған пісіру сымы пісіруге (балқыту) және электрод дайындауға арналған сым (шартты белгісі Э) болып бӛлінеді. Арналуы бойынша бӛлінуі электрод дайындауға арналған сым диаметрі бойынша қатаң шектік ауытқулармен шартталған. Тұтынушы талабы бойынша сым электршлакты (Ш) немесе вакуум – доғалы (ВД) қайта балқыту жолымен, немесе вакуум – индукциялық (ВИ) пешінде балқытылған болаттан дайындалуы қажет. МЕСТ 2246 — 60 бойынша ұсынылатын сымдардың химиялық құрамы 1.10. кестесінде берілген. Алюминий және алюминий қорытпаларынан дайындалатын пісіру сымы. Алюминий және алюминий қорытпаларын пісіруде негізінде созылған және алюминийден жасалған престелген пісіру сымын пайдаланады.

1.9 Кесте. Алюминий және алюминий қоспаларын қолмен электрдоғалы пәсәруге арналған элетродтардың технологиялық сипаттамасы және қызметі

СвА5, АД1 =

Пісіру процессінде шлакты болатты щеткамен алып тастау, ал пісіруден кейін мұқият ыстық сумен шаю және түкті щеткамен тазалау. Пісіру алдында электродтарды дайындау 150…200°С, 1 сағ.

СвА5

8,0

Тазалығы жоғары алюминий үшін де барлығы жоғарыда жазылғандай. Жік тығыздығы мен тотқа

қарсылығы жағынан жоғары

СвАМц =

АМц и АМцС қорытпаларынан конструкцияларды пісіру үшін

(АМг1... АМгб) алюминий – магнийлі қорытпалардан конструкциялар пісіру және  А1—Мд (АЛ13, АЛ22, АЛ29 және басқа) негізінде қорытпаларынан құймадағы дефектерді бітеу үшін Пісіруді қыздырусыз жүргізу ұсынылады.

СвА5 =

Техникалық алюминий, АМц, АМцС қорытпалары және АМг1... АМг61 алюминий қорытпаларынан конструкцияларды пісіріп пісіру

СвАМц =

СвАМц =

АМц, АМцС қорытпалары және алюминий – кремнийлі (АЛ2, АЛ4, АЛ9, АЛ9-1, АК7 және басқа) қорытпаларынан құймадағы дефектерді бітеу үшін

СвАК5

СвАК5, АЛ4, АЛ5

Құйма бӛлшектерді пісіру және балқыту, сонымен қатар, алюминий – кремнийлі (АЛ2, АЛ4, АЛ9, АЛ9-1, АК7 және басқа) қорытпаларынан құймадағы дефектерді бітеу үшін.

Электрод маркасы

СвАК5, АЛ4, АЛ5 =

СвА5 =

СвАК5 =

СвАМц,

СвАМгЗ — =

СвАМгб 1

СвАК5