ГАЗБЕН ПІСІРУ ЖӘНЕ МЕТАЛДАРДЫ КЕСУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ

« Білім беруді дамытудың федералды институты» федералдық мемлекеттік мекемесі бастапқы кәсіби білім беру бағдарламасын жҥзеге асыратын білім беру мекемелеріне оқу қҧралы ретінде  ұсынған

Пікірдің тіркеу нӛмірі № 342,  16 маусым, 2009 жыл

4- басылым, стереотипті

621.791.5(075.32)

34.641:34.642і722

Бҧл кітап Қазақстан Республикасының Білім жəне ғылым министрлігі жəне «Кəсіпқор» холдингі» КЕАҚ арасында жасалған шартқа сəйкес ««ТжКБ жҥйесі ҥшін шетел əдебиетін сатып алуды жəне аударуды ҧйымдастыру жөніндегі қызметтер» мемлекеттік тапсырмасын орындау аясында қазақ тіліне аударылды. Аталған кітаптың орыс тіліндегі нҧсқасы Ресей Федерациясының білім беру ҥдерісіне қойылатын талаптардың ескерілуімен жасалды. Қазақстан Республикасының техникалық жəне кəсіптік білім беру жҥйесіндегі білім беру ҧйымдарының осы жағдайды ескеруі жəне оқу ҥдерісінде мазмҧнды бөлімді (технология, материалдар жəне қажетті ақпарат) қолдануы қажет. Аударманы «Delta Consultіng Group» ЖШС жҥзеге асырды, заңды мекенжайы: Астана қ., Иманов көш., 19,

«Алма-Ата» БО, 809С , телефоны: 8 (7172) 78 79 29, эл. поштасы: іnfo@dcg.kz

П і к і р   б е р у ш і  — Мəскеу қ. МБМ ОКБ «№ 41қҧрылыс колледжінің» «Пісіру өндірісі» арнайы пəн оқытушысы Н. О.

Петрусѐва

Овчинников В.В.

О-355 Газбен пісіру жəне металдарды кесу  технологиясы: орташа кəсіби білім беру мекемел. студ. арналған / В.В.Овчинников. — 4- бас., стер. — М. : «Академия» баспа орталығы, 2015. — 240 б.

Оқу қҧралы «Пісіруші» мамандығы бойынша оқыту-əдістемелік жинағының бөлігі болып табылады. Газбен    пісіру    жəне    металдарды    кесу    туралы    жалпы    мəліметтер мазмҧндалған. Тҥсті металдар мен қорытпаларды пісіру технлогиясы жазылған. Газбен пісіру жəне кесу кезінде қолданылатын жабдық қарастырылған. Оқулық «Пісіруші (электрмен пісіру жəне газбен пісіру жҧмыстары)» мамандығы бойынша КМ.02 «Әртҥрлі болатты, тҥсті металдарды жəне олардың қорытпаларын, шойындардың бөлшектерін барлық кеңістік жағдайларда пісіру жəне кесу» кəсіби модулін игеру барысында пайдаланылуы мҥмкін.

Орта кəсіби білім беру мекемелерінің студенттеріне арналған.

621.791.5(075.32)

34.641:34.642і722

© Овчинников В. В., 2010

© «Академия» білім беру – баспа орталығы, 2010© Көркем безендірілуі. «Академия» баспа орталығы, 2010

Қҧрметті оқырман!

Осы оқулық «Пісіруші (электрмен пісіру жəне газбен пісіру жҧмыстары)» мамандығы бойынша оқыту-əдістемелік жинағының бөлігі болып табылады. Оқулық КМ.02 «Әртҥрлі болатты, тҥсті металдарды жəне олардың қорытпаларын, шойындардың бөлшектерін барлық кеңістік жағдайларда пісіру жəне кесу» кəсіби модулін игеруге арналған. Жас ҧрпақтың оқыту-əдістемелік жинағы жалпы білім беру жəне жалпы кəсіби пəндер мен кəсіби модульдерді меңгеруді қамтамасыз етуге мҥмкіндік беретін дəстҥрлі жəне инновациялық оқу қҧралдарынан тҧрады. Әрбір жинақ жҧмыс берушінің талаптарын есепке ала отырып, жалпы жəне кəсіби қҧзіреттілікті игеру ҥшін қажетті оқулықтар мен оқу қҧралдарынан, оқу қҧралы мен бақылаудан тҧрады. Оқыту басылымдары электрондық білім беру ресурстарымен толықтырылады. Электрондық ресурстар интерактивті жаттығулар мен тренажерлар, мультимедиялық нысандар, қосымша материалдарға сілтемелер мен интернеттегі ресурстардан тҧрады. Бҧнда терминологиялық сөздік пен оқу процесінің негізгі параметрлері: жҧмыс уақыты, бақылау жəне тəжірибелік тапсырмаларды орындаудың нəтижелері жазылатын электрондық журнал кіреді. Электрондық ресурстар оқу процесіне оңай қойылып əртҥрлі оқу бағдарламаларына бейімделе алады .

Кіріспе

Пісіру —шығарылатын өнімнің техникалық деңгейін, сапасын, тиімділігін жəне бəсекеге жарамдылығын айтарлықтай өлшемде анықтайтын заманауи өнеркəсіп өнідірісінде негізгі технологиялық процестердің бірі. Сондықтан жоғары өнімді пісіру процестерін жəне жаңа жабдықтарды игеруде мағынасы маңызды. Газбен пісіру жəне кесу заманауи пісіру өндірісінде əртҥрлі қҧрастырылымдарды: металлургиялық, ҧста-баспақ, химиялық жəне энергетикалық жабдықтар, əртҥрлі қҧбыр желісін дайындау барысында, сонымен қатар қҧрылыста кеңінен пайдаланылатын жетекші бағыттардың бірі. Жөндеу жҧмыстарын жҥргізу барысында газбен пісіру маңызды рөл атқарады. Осы оқулықтың мақсаты – «Пісіруші» мамандығы бойынша білім беру мекемелерінің студенттеріне тəжірибелік жҧмыста қажетті білім алуға көмектесу. Сонымен қатар, осы оқу басылымы шеберлер жəне жҧмысшылар, қайта даярлаудан өтетін, сонымен қатар металдарды газбен жандыру облысындағы мамандарға пайдалы болуы мҥмкін. Оқулықта заманауи өндірісте қолданылатын газбен пісіру жəне металдарды кесудің негізгі технологиялық процестері жəне оларды жҥзеге асырудың ҧтымды тəртібі, материалдар мен жабдықтар туралы мəліметтер, олардың техникалық сипаттамасы мен қолдануға ҧсынылатын облыстар бар. Оқулықта газбен пісіру жəне əртҥрлі қҧрылмалық металдарды (болат, шойын, тҥсті металл) кесудің технологиясы мен ерекшеліктері, əртҥрлі кеңістік жағдайларда қосындыларды пісіру кезінде негізгі технологиялық амалдар қарастырылған.

1 Тарау

ГАЗБЕН ПІСІРУ ЖӘНЕ МЕТАЛДАРДЫ КЕСУГЕ АРНАЛҒАН МАТЕРИАЛДАР

1.1.

оттегі жер бетінде кеңінен таралған элемент болып табылады. Газ тəрізді оттегі тҥссіз, мөлдір, иісі жəне дəмі жоқ, жанбайтын, бірақ жану процесін белсенді қолдайды.

, кг .............................. 1,43 Сындарлы температурасы, °С        119 0,1 МПа болғанда төмендеу температурасы,°С ........................... 183,18 183 °С жəне 0,1 МПа болғанда сҧйық оттегінің массасы 1 м

сҧйық оттегінен алынатын газ тəрізді оттегінің мөлшері        860

Оттегінің жоғары химиялық белсенділігі бар жəне инертті газ бен асыл металдардан басқа барлық элементтерді химиялық қосуларды қҧрастыра алады. Тотығу реакциясының жылдамдығы температура жоғарылағанда немесе катализаторларды пайдаланғанда артады. Оттегінде органикалық заттардың тотығу реакциясы ҥлкен көлемде жылу энергиясын бөлумен өтеді. Реакция аймағында оттегінің қысымы мен температурасының артуы оның өтуін едəуір жылдамдатады. Тығыздалған газ тəрізді оттегі органикалық заттармен (жанармай немесе майлардың қабыршағы, көмірдің шаңымен) жанасқан кезде өзінен өзі жануы мҥмкін, сондықтан да оттегіні пайдаланған кезде оттегінде жанатын тез тҧтанғыш жанғыш заттармен байланыста болмауын қадағалау керек. Пайдалану процесінде оттегі ортасында жҧмыс істейтін бөлшектердің беткі жағына жанармай немесе майлардың тҥсу мҥмкіндігін жою қажет.

Жанғыш газдар жəне булар оттегімен бірге жанған кезде жарылу шегі жоғары жарылғыш қоспаларды тудырады. Сондай қоспалардағы жарылу толқыны жоғарғы жылдамдықпен тарайды (3 000 м/с немесе одан көп). Оттегінің аталған ерекшеліктерін газ жалынды өңдеу, тасымалдау жəне сақтау процестерінде пайдаланған кезде ҥнемі ескеру қажет. Техникалық оттегі газбен пісіру, оттегімен кесу, беттік шыңдау жəне басқа да газ жалынды өңдеу процесстерін жҥзеге асыру ҥшін негізгі болып табылады. Оттегіні су электролизі жəне тҥбегейлі суыту тəсілімен ауаны бөліп алуға болады. Химиялық тəсілдер өнімсіз жəне ҥнемшіл емес жҧмыс болып табылады. Су электролизі, яғни оны қҧрамдастарына (сутегі, оттегі) жіктеу, электролиздеуіште жҥзеге асырады. Электрлік өткізгішті арттыру ҥшін қолданатын су арқылы NaOH натрий гоидроксидінің- кҥйдіргіш натрын қосады, тҧрақты токты өткізеді; оттегі анодта, ал сутегі —катодта жиналады. Тəсілдің жетіспеушілігі - оның электр энергиясының ҥлкен шығыны; екі газды бірелкі пайдаланған кезде оны қолдану ҧтымды. Оттегіні өнеркəсіптік алудың негізгі тəсілі – тҥбегейлі суыту жəне ауаны ратификациялау əдісімен атмосфералық ауадан алу. Қондырғыларда оттегі жəне азотты алу ҥшін ауа қоспалардан тазаруға, компрессорда сəйкес қысымға (0,6... 20 МПа) сығылуға, төмен температураға дейін жылу алмастырғышта сууға жəне сҧйық тҥрінде оттегі жəне азотқа ажырауға (төмен температуралы ратификация)  жатады. Оттегі жəне азоттың температурасының төмендеу тҥрлілігі шамамен 13 °С қҧрайды, бҧл сҧйық фазада олардың толық ажырауына жеткілікті. Ірі ауа бөлгіш қондырғыларды ауадан оттегі немесе азотты алумен қатар техникада кеңінен қолданылатын инертті газдарды да алады: аргон, криптон, ксенон, неонгельді қоспа.

1.2. .1

Газбен пісіру жəне кесу процесстері ҥшін əртҥрлі жанғыш газдар қолданылуы мҥмкін, олар жанған кезде техникалық оттегі қосылған қоспада жалынды газдың температурасы

2 000°С асады. Химиялық қҧрамы бойынша олардың сутегінен басқа көмірсутекті қосындысы немесе əртҥрлі көмірсутектердің қоспалары бар.

Ацетилен.

Газ жалынды өңдеу ҥшін ацетилен кең таралғандардың бірі болды. Ол оттегіде жанған кезде басқа жанғыш газдар – ацетиленді алмастырушылардан қарағанда температурасы өте жоғары жалын пайда болады.

ацетилен көмірсутектің қанықпаған қатарынан тҧрады. Оның қҧрылымдық формуласы Н — С = С — Н. Атмосфералық қысым жəне қалыпты температурада ацетилен — тҥссіз газ. Техникалық ацетиленде қосындылардың болу салдарынан өзіндік өткір иісі бар. 20 °С температурада, 0,1 Мпа қысымды ацетиленнің тығыздығы — 1,09 кг/м

. Атмосфералық қысым кезінде ацетилен -83,6... -82,4°С температурада  сҧйылады.

Ацетиленнің толық жануы реакция бойынша болады

Яғни, ацетиленнің бір көлемі толық жануы ҥшін екі жарым көлемде оттегі талап етіледі. 0 °С температурада жəне 0,1 МПа қысымда ацетиленнің жануының жоғарғы жылулығы —  58  660  кДж/м

. Ацетиленнің жану жылулығының реакциясы ацетиленнің ыдырау реакциясының жылулығынан жəне көміртегі мен сутегінің алғашқы жану реакциясының жылулық қосындысынан қалыптасады.

Ацетиленнің ыдырауы

Пісіру жалынының оның температурасынан басқа маңызды параметрі жану қарқыны болып табылады, бҧнда қалыпты жану жылдамдығының қоспаның жану жылулығына əсер етуі тҥсіндіріледі. Ацетиленнің алаулы жануы жəне кейбір басқа да жанғыш газдар туралы мəлімет 1.1 кестеде келтірілген. Газ жалынды өңдеу кезінде пайдаланатын басқа газдармен салыстырғанда ацетиленнің жану қарқыны жоғары. Ацетиленнің өздігінен тҧтану температурасы (240.630 °С) оның қҧрамындағы əртҥрлі заттардың қысымы мен болуына байланысты. Қысымның артуы ацетиленнің өздігінен тҧтану температурасын едəуір төмендетеді. Ацетиленде басқа заттар бөлігінің бар болуы байланыстың беткі жағын арттырып, өздігінен тҧтану температурасы төмендейді. Ацетиленді компрессорда 2,9 Мпа сыққанда, егер сығу аяғында температура 275 °С аспаса, ацетиленнің өздігінен тҧтануы болмайды.

1.1  кесте. Газдардың алаулап жануы

Жанғыш газ

Жанғыш, %

Алаулап жануы, МДж/(м

Жанғыш, %

Алаулап жану, МДж/(м

Бастапқы

Екінші рет

Бҧл ацетиленді ҧзақ сақтау жəне тасымалдау ҥшін баллондарға толтыруға мҥмкіндік береді. р и артық қысымның артуына байланысты полимерлеу процесінің бастапқы температура t

р қысымға байланысты келесі температуралық мағынаға дейін оны қыздыруға болады

р =

Жанғыш газдар мен булардың жарылу қауіптілігінің маңызды бір көрсеткіші— тҧтату энергиясы. Тҧтату энергиясы неғҧрлым төмен болса, қанығатын буларды есепке алғанда 20 °С температурада жəне

500        550        600        650 t

соғҧрлым заттың жарылу қаупі жоғары. Оттекті-газды қоспалардың тҧтану энергиясы əуе-газға қарағанда 100 есе аз. Ацетиленнің тҧтану энергиясы төмен жəне жарылу қаупіне қарсы сутекке ҧқсайды. Су буының болуы ацетиленнің қыздырудың кездейсоқ көздерінен өздігінен тҧтану қабілетін жəне жарылып ыдырауын төмендетеді. Осыған байланысты, ацетилен ҥнемі су буына қанығатын ацетилендік генераторларда əрекеттегі ережелермен шекті қысым орнатылды: артық— 0,15 МПа, абсолюттік — 0,25 МПа. Атмосфералық қысым барысында ацетиленнің ауамен қоспасында 2,2% ацетилен жəне одан көп болса, жарылу қаупі көп; оттегімен қоспада — 2,8 % ацетилен жəне одан көп. Ацетиленнің ауамен жəне оттегімен қоспасы ҥшін жарылғыштықтың жоғарғы шегі жоқ, себебі жеткілікті тҧтану энергиясы болғанда таза ацетилен жарылуға жарамды.

Ацетиленді алудың негізгі тəсілі CaC

кальций карбидін өңдеу болып табылады. Бҧл тəсіл аса зор, қымбат жəне электр энергиясын көп мөлшерде қажет етеді. Кальций карбидінен қарағанда табиғи газдан ацетиленді алу 30...40% арзан. Пісіру жəне кесу ҥшін пайдаланатын ацетиленді ацетон сіңірген баллонға кеуекті массамен жҥктейді. Ерекшеліктері бойынша кальций карбидінен алынған ацетиленнен айырмашылығы жоқ. СаС

кальций карбиді — кристалл қҧрылымды, сынығында кҥңгірт сҧр тҥсі бар қатты зат. СаО кальций оксиді жəне С көмірсутегінен кальций карбидінің пайда болуы реакциясы жылуды жҧта отырып, 2 000.2 300 °С температурада өтеді:

СаО + 3С = СаС

+ СО - 452 кДж/моль        (1.3) 1 кг кальций карбидін алу ҥшін теориялық тҥрде 7,06 МДж энергия жҧмсау талап етіледі. Техникалық кальций карбидінің қҧрамында 70.75% химиялық таза кальций карбиді, 17.24% кальций оксиді жəне əртҥрлі қоспалар бар: магний оксиді, алюминий, темірлер, кҥкірт қосындысы, фосфорлар, ферросилицийлер, көмірсутек жəне т.б. Кальций карбиді су қосындысына газ тəрізді ацетилен жəне кальций гидроксидін (езілген əктас) тудырып, ыдырай отырып өте белсенді енеді. Кальций карбидінің сумен ыдырауы жылулық бөлумен өтеді: СаС

+ Са(ОН)

+ 127,4 кДж/моль        (1.4) 1 кг химиялық таза кальций карбидін ыдырату ҥшін 0,562 кг шығындау талап етіледі. Бҧл ретте 0,406 кг ацетилен жəне 1,156 кг кальций гидроксиді алынады. 1 кг кальций карбидін ыдыратқаннан алынған ацетилен көлемі (ацетилен шығымы)— 372 дм

/кг. Ацетилен

жəне0,1 МПа қысымды ацетилен шығымы 380 дм

/кг қҧрайды. 1 кг кальций карбидін ыдыратқанда 1,98 МДж/кг көлемде жылулық бөлінеді, бҧл реакция аймағында қауіптілік тудырады, оны су артық болғанда жҥзеге асыру жəне жылулық реакциясын бҧру талап етіледі. Әсіресе кальций карбидін жергілікті қыздыру өте қауіпті, себебі кальций карбидін ыдырату жерінде температура 700...800 °С жетуі мҥмкін. Бҧндай температурада, əсіресе реакция аймағына ауа тҥскенде ацетилен жарылуы мҥмкін. Осыған байланысты қолданыстағы ережелермен кальций карбидін ыдырату жерінде температураны 250 °С асырмай ҧстап тҧру талабы қарастырылған, бҧндай температурада ацетиленнің жарылып ыдырау процесі болуы мҥмкін емес. Ыдырау жылдамдығы 1 минут ішінде 1 кг кальций карбиді ыдырағанда бөлген ацетиленнің көлемімен өлшенеді жəне кальций карбидінің сҧрыпы мен тҥйіршіктелуіне, сонымен қатар судың температурасына байланысты. Суда кальций гидроксиді қҧрамының көп болуы кальций карбиді кесектерінің батпақтануы салдарынан ыдырау жылдамдығын төмендетеді. Су қҧрамында 20 % кальций гидроксиді жəне 17 °С температурада кальций карбидінің ыдырауы оның кесектері батпақтануы салдарынан толығымен тоқтатылады. Кальций карбиді ацетиленді генераторларда ыдырағанда оның реакция аймағында кезеңдік араласуы қарастырылған. Кальций карбиді ыдырауының жоғарғы жылдамдығы оны жібіткеннен кейін бірінші рет 2.4 мин белгіленеді (1.2 сур). Карбид шаңы тез ыдырайды, бҧл кальций карбидінің  ҧсақ бөліктерін қарапайым генераторлық қҧрастырылымда пайдаланған кезде қауіп тудырады. Тез ыдыраған кезде реакция аймағында шаңның пісуге бейімділігі салдарынан қысым мен температураның кҥрт артуы, өз кезегінде ацетиленнің тҧтануы жəне жарылып ыдырауына əкеледі. Осыған байланысты, карбидтік шаңды пайдаланған кезде арнайы генераторларды қолданады, онда шаң мен су беруді дəл ҥлестеу жəне əрекет ететін заттарды тҧрақты араластырып, реакциялық аймақты суытуды қамтамасыз етеді. Ҧсақ кальций карбидінің көрсетілген ыдырау ерекшеліктерін есепке ала отырып, шаң жəне ҧсақ бөлшектердің көлемі 2 мм кіші, тҥйіршіктеу ҥшін

1.2 сурет. Газ тәрізді ацетиленнің  пайда  болу  жылдамдығының кальций карбидінің және оның тҥйіршіктерінің ыдырау уақытына  байланысты (ӛлшем арақатынасы, мм, минималды және максималды фракция):

25...50 мм жəне 2% аспау керек, 2…25 мм тҥйіршіктер ҥшін —5% көп емес. Кальций карбиді атмосфералық ылғалды қарқынды жҧтатындықтан жəне бҧл ретте ацетилен бөліп ыдырайтындықтан, оны саңылаусыз қақпағы жабылатын болат барабандарда сақтайды жəне тасымалдайды. Кальций карбиді бар барабандарды қҧрғақ, жақсы желдетілетін, жер асты су басудан қорғалған жəне өндірістік ҥй-жайлар мен тҧрғын-ҥй ғимараттарынан кемінде 20 м қашықтықта орналасқан қоймаларда сақтау қажет. Ацетиленді сақтау жəне тасымалдау ҥшін арнайы кеуекті массамен толтырылғанда, ацетон жҧтқан баллонды қысымның астында ҧстайды. СН

ацетон — қайнау температурасы 56°С, қату температурасы 94,3 °С, тығыздығы - 0,7911 кг/м

еріткіш. 20 °С температурада жəне 0,1 Мпа қысымда 1 кг (1 дм

) ацетонда 27,9 кг (20 дм

) ацетилен ериді. Ацетондағы ацетиленнің еруі қысымға дəл пропорционал өседі. Температура төмендеген сайын ацетондағы ацетиленнің еруі өседі. Ацетон ацетиленге жақсы еріткіш бола отырып, баллонға жҥктелген ацетиленнің көлемін едəуір арттыруға мҥмкіндік береді. Сонымен қатар, ацетон ацитееннің жарылған қауіптілігін төмендетеді. Ацетон ауа массасында ҧсталады жəне баллонның барлық көлемі бойынша бөлінеді, бҧл еріткенде жəне ерітіндіден бөлгенде ацетиленмен оның беткі жағының байланысын арттырады. Тҧтынушыларға баллонда босатылатын ацетиленді ерітілген ацетилен деп атайды. Толтырғанда ацетиленнің максималды қысымы— 2,5 МПа. Баллонды тҧндырған кезде жəне 20 °С температураға дейін суытқанда ол 1,9 Мпа дейін төмендейді; бҧл қысым кезінде 40 литрлік баллонған 5...5,8 кг ацетилен сыяды (20°С температура жəне 0,1 МПа қысым кезінде 4,6...5,3 м

ацетилендік баллонды көлденең қалыпта сақтаған жөн, ол ацетонның баллонның барлық көлемі бойынша біркелкі бөлінуіне əрекет етеді. Баллонға ацетиленді жҥктегенде оның ацетондағы еру жылдамдығын ескере отырып жəне əдетте екі тəсілмен баяу жҥктеген  абзал: алдымен баллонды 6-9 сағат ішінде 2,2.2,3 МПа қысымға дейін толтырып, содан кейін тҧндырып, МЕМСТ 5457 — 75 сəйкес, 20 °С температураға дейін суытқанда оның ішіндегі қысым 1,9 МПа болатындай екінші рет 2,3 . 2,5 МПа қысымға дейін толтыру қажет. Баллондарды толтыруды жылдамдату ҥшін кей-кезде  оларды сыртынан сумен салқындатады, бҧл ацетондағы ацетиленнің еру коэфицентін арттырады. Ерітілген ацетиленнің тікелей жҧмыс жасау орнында тасымалданбалы генераторларда кальций карбидінен алынатын ацетиленнің алдында маңызды артықшылықтар қатары бар. Ацетиленді баллондарды пайдалану барысында тасымалданбалы генераторлардың орнына пісіруші жҧмысының өнімділігі 20 % артады, ацетилен 15.25 % төмендейді, пісіру бекетінің жеделділігі мен ептілігі, ыңғайлылығы мен жҧмысты орындау  қауіпсіздігі артады, қыс мезгілінде генераторларды пайдаланумен байланысты қиындықтар болмайды. Сонымен қатар, ерітілген ацетилен бөтен қоспалардың өте аз мөлшерінен тҧратын жоғары сапалы жанғыш болып саналады, сондықтан өте жауапты пісіру жҧмыстарында пайдалануға болады. Ацетиленді баллондардың кеуекті массасы келесі  талаптарға сəйкес болу керек: 3 МПа дейінгі қысымда баллондағы ацетиленнің жарылып ыдырауын сенімді тоқтату қажет; ацетилен, ацетон жəне баллон металымен өзара əрекеттеспеу; жеткілікті механикалық беріктік жəне баллонды қолдану процесінде шарасыз итеру мен соққыдан бҧзылмау; тҧндырмау жəне баллонда қуыстарды болдырмау; пайдалы көлемді азайпау жəне баллон ыдысының массасын азайтпау ҥшін жеңіл əрі  кеуекті  болуы  керек; алау кері соққанда жанып кетпеу керек; ацетонды балонның барлық көлемі бойынша бірдей бөлу жəне ерітіндінің балонның тҥбіне ағуына бермеу ҥшін микрокеуектің көлемі ҥлкен болмау керек. Кеуекті масса ретінде инфузориялы жерді (кизельгур, диатомит), кеуектас, талшықтас, ағаш жəне белсендірілген көмір, кальций силикаты, магний карбонаты жəне т.б. қолдануға болады. Газдарды — ацетиленді алмастырушыларды (бҧдан əрі газ алмастырушылар) газ жалынды өңдеудің ҥш процесінде пайдаланған мақсатқа сəйкес, оған алауды қыздыратын жоғары температура талап етілмейді: жеңіл қорытылатын металдарды пісіру (алюминий, магний жəне олардың қорытпалары, қорғасын), жоғары жəне төмен температурамен  балқытып  дəнекерлеу,    беткі жағын  суалту,  жҧқа

болатты пісіру, оттегімен бөлу жəне беткі жақты кесу. Газ алмастырушыларды оттегімен бөліп кесуді ерекше  кеңінен қолданады, бҧл кезде алауды қыздыратын температура кеспес бҧрын металды бастапқы қыздыру ҧзақтығына ғана əсер етеді. Осыған байланысты, кесу ҥшін оттегі жану температурасы  кемінде 10 МДж/м

қоспада жанған кезде температуралары 2 000°С барлық газ алмастырушыларды пайдалануға болады. Газ оттегі алаумен материалдарды өңдеу кезінде газ алмастырушыларды пайдаланудың тиімділігі мен шарттары келесі ерекшеліктер бойынша анықталады: жану жылулығы; тығыздығы; тҧтану температурасы жəне оттегімен қоспада жану жылдамдығы; оттегі жəне жанғыш қоспа арасындағы ара салмақ; алаудың тиімді жылулық қуаты; оттегімен қоспада жанған кезде алаудың температурасы; алғанда, тасымалдағанда жəне пайдаланғанда ыңғайлылық пен қауіпсіздік. Жанғыш алауының тиімді жылулық қуаты— бҧл уақыт бірлігінде қыздырылған металға енгізілетін жылулықтың мөлшері. Көптеген деңгейде жанғыш газ алауының тиімді қуаты қоспадағы оттегі мен жанғыш газдың ара салмағына жəне жанғыш газдың шығынына байланысты. Оттегі мен жанғыш газ көлемінің белсенді жҧмыс ара салмағы =

к

г əртҥрлі жанғыш газдардың қоспасына келесідей қабылданады: ацетилен 0,8...1,4; сутегі 0,3...0,4; табиғи газ (метан) 1,0...1,5;  техникалық  пропан    3,0.3,5;  қортқы  көмір  газы  0,75.0,8;

а ацетилен шығынына қыздырылған металға бірдй жылыдай əрекет ету қатынасын атайды: у = У з

а . Алмастыру коэффицентінің мағынасын анықтау ҥшін 1.3 жəне 1.4 суретте келтірілген сызбаларды пайдаланады. Олардың көмегімен газ- алмастырушы шығынын

з

ол оттегімен қоспада жанған кезде шарттарын анықтайды,

Алаудың тиімді қуаты q

газдардың ара салмағы алаудың тиімді қуаты У з

а = 1,15 ара салмақтағы ацетиленді оттегі алауына бірдей. Тəжірибеде қолданатын ацетиленді басқа жанғыш газдармен алмастыру коэффицентінің мағынасы  1.2 кестеде келтірілген.

Сутегі. 20 °С температурада жəне 0,1 Мпа қысымды сутегі тҥссіз жəне иіссіз газ, тығыздығы 0,084 кг/м

. Сутегі қоршаған ортаға ауамен жарылыс қауіпті қоспаларды тҥзе отырып кішкентай ғана саңылау арқылы кіре алады. Сутегінің ауамен жарылыс қауіпінің шегі

Техникалық сутек МЕМСТ 3022 — 80 бойынша жеткізіледі. Өнеркəсіппен алу тəсіліне байланысты сутегінің келесі маркалары шығарылады: А (суды электролиздеп алады); Б (темір булы тəсілмен жəне ферросилицийдің сілті ерітіндісімен өзара əрекетінен);

400        1200        2000        2800

, дм

/ч

г

жанғыш газдың шығынына байланысты:

β

= 3,5;

β

= 1,15;

β

= 1,5;

β

= 0,8;

β

= 0,4

1.2 кесте. Ацетиленді басқа жанғыш газдармен алмастыру коэффицентінің мағынасы

Сутегі

Табиғи газ

Техникалық пропан

Қортқы көмір газы

Мҧнай газы

5,2

1,6...1,8 0,6

3,2…4,0 1,2 4,0

Беттік

4,0

1,0...1,2 5,0

В (хлорлы тҧзды электролиздеумен алады); Г (көмірсутек газдарды булы конверсиялау арқылы алады). Таза сутектің қҧрамы 95.. .99,8 об. % шегінде өзгереді. Сутегі болат баллондарда 16,5 Мпа қысыммен босатылады. Сутекті-оттекті алаудың температурасы — 2 000.2 100 °С. Алауды болатты қышқылсыз дəнекерлеу кезінде газды алауда жоғары таза металдарды алу ҥшін қолдануға болады. Сутегі жанғанда төменгі жылулық— 10,6 МДж/м

Табиғи газ . Табиғи газдың қҧрамы газ шыққан жердің сипаттамасымен анықталады. Әдетте ол 97,8% метаннан СН

, 0,9 % этаннан С

жəне пропаннан С

, 1,3 % азот N

жəне көміртегі диоксидінен СО

тҧрады. Табиғи газдың тығыздығы — 0,7.0,9 кг/м

, жанып кеткенде төменгі жылулығы (қҧрамына байланысты) — 31.33 МДж/м

. Оттегімен қоспада жанған кезде алаудың температурасы— 2 100.2200°С; қоспаны жанарғы мҥштігінде қосымша қыздырғанда алаудың температурасын 2 300 °С дейін көтеруге болады. Ауамен қоспаның жарылыс қауіптілігінің шегі — 4,8.16,7 об. %, оттегімен — 5,0.59, об.%. Газдарды жалынды өңдеу барысында газ 16,5 МПа дейінгі қысыммен баллондарда немесе шамамен 0,3 МПа қысыммен қҧбыр желісі бойынша бекетке беріледі. Табиғи газды болатты, қалыңдығы 5 мм болатты, жеңіл қорытылатын металдар мен қорытпаларды бөлу жəне беттік оттегімен кесу, дəнекерлеу ҥшін пайдаланады.

пропаннан немесе пропан мен пропилен С

қоспасынан тҧрады, олардың жалпы саны кемінде 93 об. % болу керек. Сонымен қатар, оның қҧрамында 4 %

этан C

жəне этилен С

(сомада) жəне 3 % аспайтын бутан С

жəне бутилен С

бар.

Пропанның тығыздығы — 1,88 кг/м

, бутан — 2,52 кг/м

Пропан жанғанда төменгі жылулық — 87 МДж/м

, бутан — 116 МДж/м

. Қоспаның ауамен жарылыс қауіпінің шегі: пропан — 2,0...9,5%, бутан — 1,5...8,5%; оттегімен қоспада: пропан — 2,4... 57

%, бутан— 3,0... 45 %.

Пропанның жəне пропан-бутандық қоспа алауының оттегімен қоспасымен жанған кезде температурасы — 2 300.2 350 °С, жанарғы мҥштігінде қосымша қыздырған кезде 2 700°С жетуі мҥмкін. Қысымды 1,6 МПа дейін көтергенде немесе температураны 0 °С дейін төмендеткенде пропан, бутан жəне олардың қоспалары сҧйық кҥйге айналады, сондықтан оларды сҧйылтылған газ деп атайды. 0 °С температура жəне 0,1 Мпа қысым кезінде олар газ тəрізді кҥйде болады. Осы газдардың көрсетілген қасиеттері оларды сақтау жəне тасымалдау ҥшін ыңғайлы қылады. Газ жалынды өңдеу барысында сҧйылтылған газдарды сақтау жəне тасымалдау ҥшін МЕМСТ 15860

пісірілген болат баллондарды пайдаланады. Теміржолмен сҧйылтылған газды тасымалдау ҥшін сыйымдылығы 50 т цистерналарды пайдаланады. Сҧйық пропанды кеңейту көлемінің коэффиценті судан қарағанда 16 есе, ал сҧйық бутандыкі 11 есе көп, сондықтан сҧйылтылған газбен сауытты мҥмкінді шектен жоғары қыздырған кезде ( цистерналарды 50 °С, баллондарды 45 °С) сауыттағы қысымның артуы жəне оның жарылу қауіпі туындайды. Осыған байланысты цистерналар мен баллондарды сҧйылтылған газбен толтыру ҥшін нормалар белгіленген, олар сауыттағы сҧйықтықтың ҥстіндегі булы тығырықтың болуын қарастырады, себебі булы тығырықты сыртқы жылыту көзімен қыздырып кеңейткенде қосымша сҧйықтықты сыйғызатын мҥмкіндігі бар. Пропан ҥшін сыйымдылығы 1 дм

сауытында газдың массасы 0,425 кг, бутан ҥшін — 0,488 кг аспау керек. Сҧйылтылған газдарды ацетиленді алмастырушылар ретінде кеңінен қолданады, себебі газ-оттегі алауына жеткілікті жоғары температура береді, біршама арзан, тапшы емес, сақтау жəне тасымалдау ҥшін ыңғайлы. Тҥсті металдарды ажыратып кесу, пісіру, жалынмен шынықтыру жəне дəнекерлеу кезінде 1 т кальций карбидін алмастыру ҥшін (эквивалентті шамамен 235 м

Қортқы көмір газын тас көмірді кокстау процесінде алады. Қортқы көмір газының орташа қҧрамы: 50.59% сутегі Н

, 25.30% метан СН

, 1,8.3,0% этилен С

жəне басқа шектелмеген көмірсутектер, 5.7% көмірсутек оксиді СО, 6... 13 %

азота N

жəне көмірсутек оксиді  СО

, 0,5 ...0,8 %

оттегі О

20 °С температура жəне 0,1 МПа қысымдағы тығыздық — 0,40.0,55 кг/м

; жанудың төменгі жылулығы— 14,7.17,6 МДж/м

. Тақтатас газды жанғыш тақтатасты газдандыру барысында алады. Оның қҧрамы: 25.40% сутегі Н

; 14.17% метан СН

; 10.20% көміртегі оксиді СО; 10.20 % көміртегі диоксиді СО

; 4.5 % этан С

жəне басқа көмірсутектер; 22 . 25 % азота N

; 1 % дейін оттегі О

; 20 °С температурада жəне 0,1 Мпа қысымдағы тығыздық — 0,74.0,93 кг/м

, жанудың төменгі жылулығы — 12,6.14,3 МДж/м

Қортқы көмір жəне тақтатас газдары алауының оттегімен қоспадағы температурасы — 2 000°С. Қортқы көмір жəне тақтатас газдары газ жалынды өңдеу бекеттеріне қҧбыр желілері арқылы жеткізеді. Оларды жеңіл қорытылатын металдарды пісіргенде, дəнекерлегенде,  ажыратып жəне беттік оттегімен жəне оттегілік-қождамалап кескенде жəне алаудың жеткілікті температурасы 2 000°С басқа да процесстерде пайдаланады.

Қала газы.

Қала газының қҧрамы, оны алу барысындағы көздерді есепке ала отырып, тиісті ҧйымдармен бекітіледі. Қала газының тығыздығы — 0,84.1,05 кг/м

, жанудың төменгі жылулығы — 18,8.21,0 МДж/м

, газды-оттегі алауының температурасы — 2 000°С. Қала газын пайдалану облыстары қортқы көмір газын пайдаланумен бірдей.

Пиролиз ыдырау және мұнай газдары.

Бҧл газдар — ретортадағы 720-740 °С температурада мҧнайдың, мҧнай өнімдерінің жəне мазуттың термиялық ажырау өнімдерінің газ тəрізді қоспалары. 1 кг мҧнайға газдың шығымы 0,35.0,4 м

қҧрайды. Қҧрамы мҧнай қҧрамына жəне оны өңдеу тəртібіне байланысты. Баллондарда газдар жартылай сҧйылтылған кҥйде болады. Газды алған кезде бірінші кезекте аса ҧшпалы компоненттердің булануынан оның қҧрамы өзгереді. Газ қҧрамын тҥзету жəне қҧбыр желілер мен шлангтарда жартылай конденсатының алдын алу ҥшін кей кездерде жанарғы алдында сыйымдылығы 40 дм

аралық ресиверлер орнатылады, онда газ артық қысыммен болады (0,3.0,4 МПа); ресивердегі газ қысым реттегіш арқылы жанарғыға немесе кескішке тҥседі. Пиролиз ыдырау газының тығыздығы 20 °С температурада жəне 0,1 Мпа қысымда — 0,65.0,85 кг/см

; жанудың төменгі жылулығы — 31,4.33,5 МДж/м

; ажыратып кескендегі ацетиленді алмастырудың коэффиценті — 1,6. 20 °С температурада жəне 0,1 МПа қысымда мҧнай газының тығыздығы— 0,63.1,43 кг/м

Пиролиз ыдырау жəне мҧнай газдары алауының температурасы — 2 297 °С. Пиролиз ыдырау газы жəне мҧнай газының пайдалану облыстары пропан жəне пропан-бутандық қоспаны пайдаланумен бірдей. Пиролиз ыдырау жəне мҧнай газдары алауының температурасы аса төмен болғандықтан қалыңдығы 3 мм болатты пісіру ҥшін пайдалануға болады.

1.3.

Аталған металдың оттегіне химиялық ҧқсастығы неғҧрлым көп болса жəне оның оксидінің диссоциациясының (ыдырауының) серпімділігі аз болса, ол оксид соғҧрлым орнықты болып, соғҧрлым металды қалпына келтіру қиынырақ екені белгілі. Оксидтен жасалған металдарды қалпына келтіру ҥшін қолданылатын заттардың оттегіге химиялық ҧқсастығы көп болу керек, ал осы қалпына келтіруші заттардың оксидтерінің қалпына келтіретін металдың оксидтеріне қарағанда диссоциациясының серпімділігі аз болу керек. С^О оксидінің диссоциациясының серпімділігі көп, СаО  кальций оксидінікі – аз. Кейбір металдардың оксидтері пісіру алауының орташа аймағындағы газдармен қалпына келмейтінін естен шығармаған жөн. Темір жəне никельді пісіргенде қалыпты ацетиленді оттегі алауының орташа аймағының газын осы металдар оксидінің белгілі пайда болу шегінде ескертеді, себебі олар СО көміртегі жəне Н

оксидтерімен біршама жақсы қалпына келеді. Бірақ магний, алюминий, мырыш сияқты жəне басқа да металдар алау газдарымен қалыпқа келмейді. Оларды қалпына келтіру ҥшін немесе олардың оксидтерін байланыстыру ҥшін əдетте қорытылған металды қышқылсыздандыру ҥшін жəне одан туындаған оксидтер мен металдық емес қосылыстарды алу ҥшін пісіру ваннасына енгізетін флюс-заттарды пайдаланады. Сонымен қатар, флюстер ваннаның беткі жағында қож қабыршақ жасап жəне онымен металды бҧдан əрі қышқылдануынан жəне азотталуынан сақтайды. Жоғары қоспалы болат, шойын, сонымен қатар тҥсті металдар мен қорытпаларды пісірген кезде флюстерді пайдалану қажеттілігі, соңғыларды жоғарғы температураға дейін қыздырғанда олардың беткі жағында оксид қабыршағы пайда болады, бҧл қорытқан кезде пісіру ваннасына ауысып, негізгі жəне қоспа металдарды сенімді қорытуға  кедергі жасайды.

Төмен көміртекті болатты пісірген кезде бҧл қабыршақ ваннаны араластырған кезде жеңіл жойылады, жəне алау газдарымен қалпына келеді.

Пісіру флюстеріне қойылатын негізгі талаптар.

Флюстер жеңіл қорытылатын жəне негізі мен қоспа металдарға қарағанда температурасы төмен болуы керек. Металдардың оксидтерін еріту процесі пісіру ваннасы қатқанша дейін аяқталу ҥшін флюс жеткілікті жоғарғы реакциялық қабілетті болу керек. Флюс металға кері əсерін тигізбеу керек. Флюстен пайда болатын қож пісіру ваннасының бетінен жеңіл қалқып шығу ҥшін қаждама тығыздығы металл тығыздығынан аз болу керек. Флюстің ерекшеліктері алаудың жоғарғы температурасының əрекетінен өзгермеу керек. Ерітілген флюс қыздырылған металдың беткі жағында жақсы жайылу керек. Флюстен пайда болатын қож ауа жəне оттегінің қышқылдауы жəне азоттауынан металды жақсы қорғап, металды суытқан кезде жігінен жақсы бөліну керек. Пісіру ваннасында пайда болатын оксид ерекшелігіне байланысты негізгі жəне қышқыл флюстерді пайдаланады. Реакциялар қышқыл оксид + негізгі оксид = тҧз сызбасы бойынша жайылады. Егер металдарды пісіру кезінде пайда болатын  оксидтер айырықша негізгі болса (титанды қоспағанда), онда флюс қышқыл болу керек жəне керісінше егер пісіру ваннасында оксидтер қышқыл болса, онда флюс негізгі болады. Қышқыл флюстерді көбінесе тҥсті металдарды пісіргенде қолданады, əсіресе мыс қорытпаларын жəне аллюминий қорытпаларын пісірген кезде, ал негізгілерді — қҧрамында кремнийдің жоғарғы пайызы бар жəне пісіру ваннасында оксидтерден басқа креминий диоксиді пайда болатын шойынды пісірген кезде пайдаланады.

O бор-бураны жəне Н

бор қышқылын немесе олардың қоспаларын қосады.

Бураны пайдаланбас бҧрын қатты қыздырған жөн, себебі кері жағдайда қыздырған кезде кебініп, кристалданған су бөледі жəне пісіру аймағында сулы будың көлемін арттырады. Бураның мыс оксидімен өзара əрекетін аса сенімді реакциялар бойынша келесідей елестетуге болады. Бураны қыздырған кезде тҧзға метабор қышқылы мен бор ангидриді ыдырайды:

Na

^ NaBO

(1.5) Олар  мыс  оксидімен өзара  əрекеттесе отырып,  еселенген  натрий тҧзы жəне метабор қышқылының мысын қҧрады:

2NaBO

+ CuO = (NaBO

+ ZnO = (NaBO

(1.7) Бураның таза химиялық əрекетінен басқа мыстың жəне мырыштың оксидтері бор ангидридімен СиО ■ В

и ZnO ■ B

бор-қышқылды тҧзды қҧрай отырып тікелей байланысуы мҥмкін.

Флюстердің сапасында бор қышқылын пайдалана отырып, оны 550...600°С температураға дейін қыздырған кезде судан толығымен босатылып, қышқыл ерекшеліктері бар бор ангидридіне айналатынын естен шығармаған жөн:

Пісірген кезде пайда болатын мыс немесе мырыш оксидімен қосыла отырып, бураны флюс ретінде пайдаланған сияқты бор қышқылды тҧз пайда болады. Мыс қорытпаларын газбен пісірген кезде аса тҧрақты сапаға флюсті қатаң ҥлестеп, біркелкі бергенде қол жеткізуге болады. Бҧған газды флюстерді, яғни жанғыш газдармен пісіру алауына енгізетін газ тəрізді флюс заттарды қолданумен қамтамасыз етіледі. Осылайша флюс дегеніміз БМ-1 газды флюс.

Флюстік қоспалар тобынан тҧратын В

бор ангидриді таза кҥйінде алауға тҥспейді, флюс буы жану нəтижесінде алауда пайда болады. Флюсті қатаң ҥлестеп берген кезде алауда ҥздіксіз пайда болатын бор ангидриді пісіру ваннасындағы металға мыс жəне мырыш оксидтерін бор қышқылды тҧзбен байланыстыра отырып белсенді жəне біркелкі əрекет етеді. Бҧл тҧздар ваннаның бетіне қалқып шығып қождың тығыз қабыршағын қҧрады, ол металды қоршаған ауа əрекетінен қорғайды.

Шойындарды пісіруге арналған флюстер.

Шойынды пісірген кезде пісіру ваннасында кремнийдің баяу балқитын диоксиді пайда болады. Оны еріту ҥшін флюстің қҧрамына негізгі ерекшеліктері бар компоненттерді енгізеді. Бҧндай компоненттер ретінде əдетте натрий карбонаты Na

немесе калий карбонаты К

+ SіO

Sі0

(1.10 ) Екі жағдайда да қож тҥрінде байланысқан кремний диоксиді, пісіру ваннасының бетіне қалқып шығады.

Кремний     диоксидін     еріткен     кезде     NaHCO

натрий гидрокарбонатын жəне NaNO

натрий нитратын сол сияқты пайдалануға болады.

Бірақ, көптеген жағдайларда сҧр шойынды пісірген кезде флюс қҧрамына 25...50% мөлшерде енгізілген бҧрын көрсетілген компоненттерден басқа сол сияқты өте қышқыл қасиеттері бар Na

бура кіретінін естен шығармаған абзал. Жанарғының алауымен еріту барысында бура ваннаны ауа əрекетінен жеткілікті сенімді қорғайтын қож қабыршағын қҧрай отырып, металдың беті бойынша ыдырайды. Сол уақытта бураның қатпарлану нəтижесінде пайда болған  бор ангидриді пісіру ваннасының бетіне қож тҥрінде қалқып шығатын темір жəне мырыш оксидтерін бор қышқылды тҧзға байланыстырады:

FeO + В

= FeO 3■ B

МпО + В

= МпО3

(1.11 )

(1.12 )

аллюминий оксидінің (балқу температурасы 2 030 °С) берік химиялық қосындысы бар, өзінің химиялық бейтарап сипатынан флюстеу заттарының əрекетіне оңай берілмейтін қасиеті бар. Осыған байланысты алюминийді пісіруге арналған флюстердің жеткілікті ҥлкен белсенділігі болуы қажет. Алюминий оксидінің аса кҥшті əрекет ететін еріткіштері сілтілі галлоидтік қосындысы болып табылады, сондықтан алюминийді пісіруге арналған көптеген флюстердің қҧрамында литий хлориді немесе фториді болады. Алюминийді пісіруге арналған флюстердің қҧрамында литий тҧзынан басқа сол сияқты калий, натрий жəне кальцийдің фтор немесе хлор тҧздарының қатары бар. Флюстің белсенді компоненттері литий тҧзы болып табылады. Қҧрамында литий хлориді бар алюминий ҥшін флюстер жоғарғы ылғал тартқыштықпен ерекшеленеді, осыған байланысты оларды флюсті тікелей пайдаланбас бҧрын ашатын саңылаусыз банкаларда сақтау қажет. Сонымен қатар, қҧрамында литий хлориді бар флюстер, металл жігінің беткі  жағында жəне  жіктің айналасындағы  аймақта

пісіруден кейін флюс қалдықтары қалса металдың беткі жағында ҥнемі болатын алюминий оксидімен өзара əрекеттесуін жалғастыра отырып өзінше металдың тотығуын болдыруы мҥмкін. Осыған байланысты флюсті литий хлоридімен қолданған кезде міндетті талап пісіріп қосылғанның бетін флюс қалдықтарынан мҧқият тазалау болып табылады.

1.4

Пісірілетін металл мен кҥшейтілген жіктің жиектері арасындағы арасындағы саңылауларды толтыру ҥшін пісіру ваннасына сым, шыбық, тілме тҥріндегі қоспа материалдарын қосады. Тілмелерді негізгі металл сияқты қҧрамды металл табағынан кеседі. Газбен пісіру кезінде жік металының қасиеттері негізінен қоспа металл қҧрамындағы легирлеуіш қоспалардың есебінен жақсарады. Осыған байланысты қоспа металл келесі талаптарға сəйкес болу керек:

Болаттан жасалған пісіру сымы.

Болатты пісірген кезде негізінде МЕМСТ 2246—70 бойынша 75 маркалы суықтай созылған болат сымды пайдаланады. Қоспалау деңгейіне байланысты алты маркалы (Св-08, Св-08А, Св-08АА, Св-08ГА, Св- 10А и Св-10Г2) төмен көміртекті сымдарды, қоспаланған — 30 марка, жоғарғы шынықтырылған — 39 марка дайындайды.

Пайдалануына байланысты пісірілген болат сымдарды пісіру ҥшін (балқыма қаптама) жəне электродтар дайындау ҥшін (Э шартты белгі) деп бөледі. Сымды пайдалануы бойынша бөлу электродтарды дайындау ҥшін сымдардың диаметрі бойынша шекті ауытқулардың көп болуымен шартталады. Төмен көміртекті жəне қоспаланған сымдардың беткі жақ тҥрі бойынша мысқа айналған (О) жəне мысқа айналмаған деп бөледі. Сымның мысқа айналған (мыстың қоспалы қҧрамын қоса алғанда) беткі жағынан қойылатын арнайы талаптар техникалық шарттармен орнатылады. Пайдаланушының талабы бойынша электрқожбен (Ш) немесе ваккумдық-доға (ВД) немесе ваккумдық-индукциялық пештерде (ВП) қайта балқыған болаттан жасалған сым болу керек. Бҧл ретте сым металына қойылатын қосымша талаптар (зиянды жəне бөгде қоспалардың қҧрамы бойынша нормаларды нығайту, газ қҧрамы, металдық емес қосындыларды жəне т.с.с бойынша шектеулер енгізу) тараптардың келісімі бойынша орнатылады. Пісіру сымының шартты белгісінде сымның диаметрі мен маркасын, болатты қайта балқыту тəсілін сипаттайтын (Ш, ВД, ВП) индексін, пайдалануын жəне сымның беттік тҥсін, стандарт белгісін көрсетеді. Төмен көмірсутекті жəне легирленген сымның қҧрамында кҥшəн 0,08% көп болмау керек. Пайдаланушының келісімімен Св-08 жəне Св-08А С маркалы сымда 0,05 % дейін алюминийдің қалдық қҧрамы болуына жол беріледі. Св-08ГА, Св-10ГА жəне Св-10Г2 маркалы төмен көмірсутекті жəне легирленген сымда (алюминиймен легирленбеген) алюминийдің қалдық қҧрамы 0,05 % аспау керек. Бет жағы мысталмаған сымды орамда орап жеткізеді. Орамның көлемі мен салмағы 1.3 кестеде келтірілген. Орамдағы сым (орауыш, қҧндақ) орамды тҥтеп жəне тарқатпау ҥшін шатыспаған қатармен оралған жəне осылайша тығыз оралған бір кесіндіден тҧру керек. Сымдардың ҧшы оңай табылатындай болу керек. Бірдей балқытылған сымдардың жеке кесектерін жанаса тоғыстырып пісіруге болады; бҧл ретте пісіріп қосу аймағындағы сымның беті көрсетілген стандарттың талаптарына сəйкес болу керек. Сымның беті таза жəне тегіс, жарығы, қабатталуы, бетақау, қҧлдырау, қабыршақ, жапырылған, қақ, тот, май жəне басқа да ластар болмау керек.  Сымның бетінде

1.3 кесте. Дәнекерлеу сымдарының мӛлшері мен салмағы

150 . 300

1,5 0,8

200.

о о

500.

сызат, жергілікті дақ жəне жеке майысқандар болуы мҥмкін. Көрсетілген  ақаулардың  тереңдігі  сым  диаметрі  бойынша  шекті ауытқулардан аспау керек. Жоғары легирленген сым өңделген жəне ағартылған кҥйінде немесе инертті атмосферада термиялық өңдеуден кейін ашық, ашық- бҧлыңғыр немесе беті сҧр, майлау материалының іздері жоқ тҥрінде жеткізілу керек.

Алюминий және оның қорытпаларынан жасалған дәнекерлеу сымы.

Алюминий жəне оның қорытпаларын балқытып пісіргенде негізінен МЕМСТ 7871—75 бойынша алюминий жəне алюминий қорытпаларынан жасалған 14 маркалы созылған жəне нығыздалған дəнекерлеу сымын пайдаланады. Сымның сопақтығы диаметр бойынша шекті ауытқулардан аспау керек. Диаметрі 4 мм жəне одан төмен сымды химиялық аз өңдейді. Өңдеуден кейін сымның беті МЕМСТ 2789 — 73 бойынша кедір- бҧдырлығы

Оралған сымның сыртқы қатары диаметрі 100 мм орауыш бетінің сыртқы шетінен 5...7 мм қашықтықта жəне диаметрі 20; 300 жəне 430 мм орауыш бетінің сыртқы шетінен 10-12 мм қашықтықта болу керек. СвА97, СвА85Т, СвА5 жəне СвАМц маркалы сымды орауышқа кемінде  100  МПа        ҥзіліске уақытша кедергімен орайды,  СвАМгЗ, СвАМг5,  Св1557,  СвАМгб,  СвАМгбЗ,  СвАМг61,  СвАК5,  СвАК5 жəне Св1201 маркалы сымды пайдаланушының тапсырысы бойынша кейінге қалдырылған немесе кҥйіктелген кҥйінде орайды. Орауыштағы сым бір кесіктен тҧру керек. Бірдей балқытылған сымды тҥйістіріп дəнекерлеуге болады; бҧл ретте пісіру орындарындағы сым стандарттың талаптарын қанағаттандыру керек. Диаметрі 4 мм асатын сымды орамдарда немесе ҧзындығы кемінде 1

мм бумада беткі жағын химиялық өңдемей жеткізеді. Орамның ішкі диаметрі 750 мм көп болмау керек. Сымдар топтамалап жеткізіледі. Әрбір топтама диаметрлері бірдей, бір маркалы балқыған, бірдей балқыған жəне бірдей кҥйде болу керек. Топтама салмағы шектелмейді. Сым орауышын полиэтиленді қапқа сорғытылған силикагель- индикатордың ҧнтағы бар бақылау қалтамен бірге салады жəне химиялық өңдеуден кейін 30 минут ішінде қоршаған ауаның кемінде 20 % салыстырмалы ылғалда саңылаусыздандырады. Ораманың саңылаусыздығын силикагель-индикатордың тҥсі бойынша көзбен көріп бағалайды. Егер силикагель-индикатор ҧнтағының тҥсі қызғылт болса, саңылаусыздықты бҧзылған деп есептейді.

Мыс және оның қорытпаларынан жасалған дәнекерлеу сымы.

Мыс жəне оның қорытпаларын пісірген, балқытқан жəне дəнекерлеген кезде МЕМСТ 16130 — 72 17 марка бойынша мыс негізіндегі мыс жəне жəне оның қорытпаларынан жасалған дəнекерлеу шыбығын пайдаланады : M1; MCp1; МНЖ5-1; МНЖКТ5- 1-0,2-0,2; БрКМц3-1; БрОЦ4-3; БрАМцЭ-2; БрОФ6,5-0,15; БрАЖМцЮ3-1,5; БрХ0,7; БрХНТ; БрНЦр; БрНЦрТ; Л63; ЛО 60-1; ЛК 62-0,5; ЛКБО 62-0,2-0,04-0,5. Сымның беті таза жəне тегіс, жарығы жəне қатпарлануы болмау керек. Сым мен шыбықтың бетінде тереңдігі (оларды жойғаннан кейін) диаметр бойынша шекті ақауларда асатын ақаулар (бетақау, қҧлдырау, қабыршақ, сызат, шанулар, жапырылған) болмау керек. Өңдеуден кейін бетінде қызару жəне жарамсыздық белгілері бар қҧбылма тҥс болмайды. Сымдарды жəне шыбықтарды топтамалап жеткізеді. Сым немесе шыбықтың əр топтамасы бір маркалы, бір диаметрлі жəне бірдей кҥде болу керек. Топтама салмағы 1 000 кг аспау керек.

Никель және оның қорытпаларынан жасалған дәнекерлеу сымы.

Никель жəне оның қорытпаларын пісірген кезде диаметрі 3-5 мм Н-1 жəне НП-1, НП-2 сымды пайдаланады. Сол сияқты НМц-2,5 жəне нихром (Х20Н80) қорытпасынан жасалған сымды пайдалануға болады. Пісіру ҥшін қҧрамында титан, алюминий жəне кремний бар НМцАТ3-1,5-0,6 жəне НМцТК1-1,5-2,5-0,15 маркалы арнайы кешенді-легирлеу сымдары өңделген.

2 Тарау

ПІСІРЕТІН ЖАЛЫН, ОНЫҢ ҚҦРЫЛЫМЫ ЖӘНЕ СИПАТТАМАСЫ

2.1.

Жану реакциясы əдетте қатты, сҧйық немесе газ тəрізді заттарды оттегімен қосу кезінде өтеді. Жану реакциясы əдетте қатты, сҧйық жəне газ тəрізді заттарды оттегімен қосу кезінде өтеді. Бірақ кейбір металдар оттегіде ғана жанбайды. Газ жалынды өңдеу процесстері ҥшін əртҥрлі жанғыштарды ауада немесе оттегіде жануы өте маңызды. Кез келген газ қоспасының жануы жану процесінің шарттарына байланысты оның белгілі бір температурада тҧтануынан басталады. Егер жанғыш қоспалар жанған кезде бөлінетін жылулық газдың жаңа порцияларын қыздыруға жетсе жəне қоршаған ортада жылудың жоғалуы орнына келсе ғана жанудың нық процесі болады. Газдың оттегіде немесе ауада жануы ҥшін қажетті шарттардың бірі –

Жанғыш газдың тҧтану жылдамдығына байланысты (алаудың жайылу жылдамдығы) жануды ҥш тҥрлі ажыратады: ақырын — 10... 15 м/с ҥзілмей алаудың жайылу жылдамдығы; жарылғыш — секундына бірнеше жҥз метрге жететін алаудың жайылу жылдамдығы; жарылып жану — алаудың жайылу жылдамдығы 1 000 м/с асады. Тҧтану жылдамдығы газ қоспасының қҧрамына жəне оның қысымына байланысты; жану жҥріп жатқан кеңістіктің сипаты мен көлеміне; оның шекарасындағы термомеханикалық шарттарға (мысалы, қҧбырда қоспа негізгі параметрлер бойынша жанған кезде, осы шарттарды анықтайтын қҧбырдың диаметрі болып табылады); жанғыш заттың тазалығы жəне оттегі (оның қҧрамындағы қоспалар көбейген сайын тҧтану жылдамдығы азаяды). Газ жалынды өңдеу барысында пайдаланылатын жанғыш газдар басқа газдармен көмірсутекті айырықша қоспадан тҧрады, Таза тҥрінде тек қана сутегін пайдаланады. Қҧрамында көмірсутек бар барлық жанғыш газдар қҧрылымы бойынша ацетилен оттекті алауға

ҧқсас жарық беретін өзек қҧрады. Жанғыш газдың қҧрамында көмірсутек неғҧрлым көп болса, соғҧрлым алаудың жарық беретін өзегі қаттырақ суреттеледі. Көмірсутекті газдарға қарағанда сутекті оттегі алауы жарық беретін өзекті тудырмайды, бҧл алауды сыртқы

Жанғыш газдың жану процесі белгілі бір температурада, жану процесі өтетін жану процесі өтетін шарттарға байланысты газдың тҧтануынан басталады. Жану басталғаннан кейін егер жанған кезде бөлінетін жылулық жанғыш қоспалардың жаңа порцияларына жеткілікті болса жəне қоршаған ортаға жылудың орны келтірілсе газдың бҧдан əрі қызуына сыртқы көз талап етілмейді. Ацетиленнің жану реакциясының барысына байланысты пісіретін ацетилен оттегі алауының белгілі пішіні (2.1 сурет).

алау өзегінің ішкі бөлігінде мҥштіктен келетін газ қоспасының тҧтану температурасына дейін біртіндеп қызу болады. Алау өзегінде ацетиленнің термиялық қатпарлануы болады, ол жанарғыда берілетін оттегінің өзегінде болуының есебінен тездетіледі.

Алау өзегіндегі ацетилен реакция бойынша қатпарланады

(2.1) Пайда болатын көмірсутегі алау өзегінің қатты қыздырылған жҧқа қабатымен қоршалған, оның жарық беруін тудыратын ҧсақ қатты бөліктерден тҧрады. Өзектің қабығы 1 500 °С температураға дейін пісіру алауының ең жарық бөлігі болып табылады. Өзектің сыртқы тҥрі бойынша көру арқылы газ қоспасының қҧрамын жəне пісіру оттығының дҧрыстығын анықтауға болады.

Алаудың

орташа аймағындареакция бойынша көмірсутегінің оттегімен толық емес тотықтануы өтеді

(2.2) Бөлінетін жылулық қоспаны қыздыруға жəне онда өтетін тотықтандыру процесін тездетуге əрекет етеді.

орташа аймақ максималды температурамен сипатталады (2.2 сурет).

2.1 сур. Пісіру жалынының қҧрылымы: в

а

б

в

шырақта алаулар олардың ауадан келетін оттегімен өзара əрекеттесуі барысында көміртегі жəне сутегі оксидтерінің көп мөлшерде жылу бөле отырып  жанып бітуі болады:

Бірақ,

шырақ  аймағында  көлемі  көп  болғандықтан

орташа аймаққа қарағанда температурасы төмен болады. 2.2

t

ацетилен оттекті

алаудың белдігі бойымен бӛлінуі:

2.3 сурет. Алаудың максималды температурасы t

газ қоспасындағы оттегінің қҧрамына байланысты

f,°c

40        50        60        70        0

а) жəне ацетилен толығымен жанып кету ҥшін оның əрбір көлеміне сондай көлемде оттегіні жанарғыға əкелу керек (қатынасы в =

к

a = 1). Қалыпты алауды в = 1,1... 1,3 кезде алады.Осы қатынасты ҧлғайтқан кезде (в > 1,3)

тотықтырғыш алау алады, себебі оның қҧрамын артық оттегі, тотықтырғыш металл бар. Бҧндай жағдайда алаудың өзегі қысқарады, қатты кескінделмей ҧштала тҥседі (2.1 сур. қараңыз, б

алынады (2.1 сур. қараңыз, в). Бҧл ретте орташа аймақтың  көлемі ҧлғаяды, өзек бҧлдырлайды жəне содан кейін жасылдау тҥсті «ацетиленді белдік» пайда болады. Ацетилен маңызды тҥрде артық болса көміртегінің бөліктері сыртқы аймақта да пайда бола бастайды, алау ыстанады, ҧзарады жəне қызылдау тҥске боялады. Алаудың аса жоғарғы температурасы жəне пісірудің аса көп өнімділігі қалыпты алаумен салыстырғанда қоспадағы  оттегінің кейбір артықшылығымен бақыланатыны анықталды (2.3 сур.). Жеткілікті таза оттегі жəне ацетилен ҥшін максималды температураны 3 100... 3 200 °С тең қабылдауға болады. Қҧрамына көмірсутектер кіретін газ-алмастырушылар алауының қҧрылымы ацетиленді-оттекті алаудың қҧрылымынан елеулі айырмашылықтары жоқ, бірақ көзге көрінетін жарық беретін өзегі аз, бҧл алаудың қҧрамын сыртқы тҥрі бойынша реттеуді қиындатады.

Жалынның температурасы

Орташа аймақтың қҧрамында көміртегі жəне сутегінің оксидтері болғандықтан, пісіруді қалпына келтіру қасиеті бар, алау өзегі металдың бетінен 2-3 мм аралықта тҧратындай жанарғыны орнатып, дəл осы аймақта жҥзеге асады. Алау температурасына жанғыш газдың оттегімен қоспасының арақатынасы маңызды əсер етеді. Температураның максимумға жоғарылауы жанарғының мҥштік жағына өседі жəне орналасады, бҧл оның қҧрамында оттегі артық болғанда қоспаның жану процесінің жылдамдығы артуымен тҥсіндіріледі.

Ацетиленнің меншікті шығыны 250.400 дм

/ч пісіру оттығындағы  ацетилен-оттегі  алауының  температурасы  газдар қоспасының  арақатынасы  в  =  1,1.  1,2  ,  алаудың  ішкі  өзегіне дейінгі аралыққа байланысты келесідей өзгереді:

Қоспаның арасалмағы өзгеруіне байланысты алаудың температурасы оттегінің жоғарғы қҧрамы кезінде максималды мағынаға жете отырып, едəуір өзгереді. Металды алаумен қыздыру мəжбҥрлі конвективтік жəне жанғыш қоспалар алауының ағыны мен металдың  беті жанасатын жері арасындағы сəулелі жылу алмасумен шартталады. Сəулелі жылу алмасу ҥлкен емес, алау жəне металдың жалпы жылу алмасуынан — 5.10%, сондықтан пісіру алауларын конвективтік жылу алмасу көзі ретінде қарастыруға болады. Мəжбҥрлі конвективтік жылу алмасудың қарқыны алау жəне қыздырылған металдың бетіндегі əртҥрлі температураға, сонымен қатар осы беттікке қатысты алау ағынын орналастыру жылдамдығына байланысты. Жылулықтан тҧратын, қыздырылатын металдың беткі жағына уақыт бірлігінен аудан бірлігі арқылы енгізілетін жалпы алаудың салыстырмалы жылу ағыны q

Ньютон ережесі деп атауға болады. :

q2 = а (

п -

(2.4)

мҧндағы а

п

а коэффициент металды қыздыру жəне оның температурасын арттыру кезінде азаяды. Металдың бетіне қарай бағытталған алаудың газды ағынының тҥрі өзгереді, жайыла отырып металдың бетіндегі айтарлықтай аумақты қыздырады. Бҧл аумақты

қыздыру дағы деп атайды. Қыздыру дағы бойынша алаудың жылулық ағынын салыстырмалы жаю алаудың иілу бҧрышына, шҥмектен бастап қыздырылатын металға дейінгі аралыққа жəне жанарғы шҥмегінен жанғыш қоспаның орташа өту жылдамдығына байланысты.

Алаудың тиімді жылулық қуаты q

негізінен артып өсетін жанғыш газдың шығынына байланысты (2.4 сурет). Газды алаумен металды қыздыру тиімділігі пайдалы əрекеттің тиімді коэфицентімен бағаланады (ПӘК) п, ол жанғыштың жануын төменгі температурамен есептелетін алаудың толық жылулық қуатына q

алаудың тиімді қуатына q

қатынасынан тҧрады:

q/q n .

(2.5)

Ацетиленнің   (отбасын   қарапайым   пісіру   оттығы   ҧшының нөмірлерімен        қамтамасыз        ететін)        əртҥрлі        шығындары        ҥшін қҧрылған сызбадан (2.5 сурет)   алаудың металдың бетіндегі ПӘК тиімді алауымен п жылу алмасу шарттарының өзгеруі салдарынан ацетилен        шығынының        артуы,        демек        қыздырудың 2.4

q

ацетилен У а

шығынына

a

, дм

/ч

байланысты (пісіру жылдамдығы 30 м/ч, болаттың қалыңдығы 6 мм)

a

, дм

/ч

Балқыту процесінің өнімділігін анықтайтын негізгі параметр жанғыш газдың шығыны болып табылады. Газбен пісірген кезде толық ПӘК ҥлкен емес. Жанып жатқан жанғыштың қалған жылулығы əртҥрлі ысыраптарды қалпына келтіруге шығындалады. Мысалы, қалыңдығы 3 мм болатты ацетиленоттекті пісіру кезінде балқыту аймағының (ванна, жік) жанындағы пісірілетін металға жылулықтың шығыны шамамен 45% қҧрайды. Пісіріп жатқан металдың қалыңдығы немесе оның жылу өткізгіші артса балқыту аймағынан тыс оны қыздыратын шығын артады. Металды балқыту ҥшін жəне пісіру ваннасын пішіндеуді басқару ҥшін белдіктегі максималдыға жететін алаудың механикалық қысымы өте маңызды. Ҥлкен қуатты пісіру жанарғыларында алау газының қысымы 0,01 Мпа жетеді. Өнімділігі төмен, жылулық тиімділігі жəне доғамен салыстырғанда оның автоматтандырылуы кҥрделі болғандықтан газбен балқытып пісіруді қалыңдығы аз болат, шойын жəне кейбір тҥсті металдарға қолданады. Металдың қалыңдығы ҥлкен болса, газбен пісіруді электрпісіруді қолдану қандай да бір себептер бойынша қиындау болған жағдайларда пайдаланады.

Жанарғыны алаумен қыздырған кезде қосылатын бөлшектердің жергілікті балқуы болады. Балқыған металдың шеті металл тҧнбасымен бірге пісіретін ванна қҧрайды. Оның шекарасы қатты металлмен анықталады. Сҧйық металл бөлшектердің жиегін жібітеді, оларды жабатын қабыршақтарды жояды, атомаралық өзара əрекеттесу кҥшінің пайда болу мҥмкіндігін жасайды. Пісіру процесінде газды алаулар қосылатын бөлшектердің бойына орналасады, олармен бірге пісіру ваннасы да ауыстырылады.  Пісіру  ваннасындағы  металдың  суу  жəне  қатаю

реттілігі нəтижесінде пісіру қосындысы пайда болады.

Дəнекерленетін бөлшектердің көлемімен салыстырғанда пісіру ваннасының көлемі кішкентай, сондықтан жылулықты қарқынды бҧрады. Пісіру ваннасындағы металды сҧйық кҥйінде ҧстап тҧру жəне пісіру процесі қалыпты өту ҥшін қыздыру көзінің температурасы жоғары жəне жылулық қуаты кҥшті болуы керек. Ацетиленді оттегімен пісірген кезде металды пайдалы қыздыру ҥшін алаудың жалпы жылулық қуатынан небəрі 10% жҧмсалады, қалғаны — жылудың əртҥрлі жоғалыуын қалпына келтіру ҥшін.

Пісіру ваннасындағы сҧйық металл газдармен жəне металдың беткі қабаттары тотығу нəтижесінде пайда  болған  қожбен жанасады. Оттегі мен азот пісіру ваннасына ауа арқылы тҥседі. Оттегі сол сияқты жанарғыдан келетін газ қоспасынан да тҥсуі мҥмкін. Сутегі негізінен алаудан, сонымен қатар кейбір металдардардың оларды пісіру алдында бөлшектердің жиегінде қалған ластанулардың қҧрамына кіретін сулы бу немесе көмірсутекті ыдыратқан кездегі ылғалмен өзара əрекеттесуі нəтижесінде тҥседі. Газдардың пісіру ваннасындағы металдармен өзара əрекеттесуі əртҥрлі болуы мҥмкін. Мысалы, оттегі алюминий Al, магний Mg жəне мыс Cu сияқты металдармен белсенді қосылады. Азот мыс жəне аллюминиймен өзара əрекеттеспейді. Газбен пісіру кезінде пісіру ваннасындағы балқымаған металл қҧрамында көміртегі СО, сутегі Н

диоксидтері, H

O суының буы, СО

көміртегінің диоксиді, атомарлық сутегі Н, О

оттегі жəне N

азот бар алаудың орташа аймағындағы газ ағынымен белсенді өзара əрекеттеседі. Алаудың орташа аймағында сол сияқты алау өзегінің шекарасында СО көміртегі оксидінде толығымен тотығуға ҥлгермеген еркін С көміртегінің шамалы мөлшерін болуы мҥмкін. Пісіру ваннасында өтетін реакцияның сипаттамасы жанғыш қоспадағы газдың қатысына байланысты орташа алау аймағының қҧрамымен  анықталады.

Пісіру  ваннасының  қалған  реакциялары  –  тотығу  жəне  қалпына келу реакциялары. Пісіру процесінде балқитын металдар көптеген өзгерістерге ҧшырайды. Бҧл ретте қоспалардың қҧрамы жəне металға легирленген қоспалар өзгереді, ал кейбір шарттарда сутегі, азот жəне көміртегімен өзгереді. Мəселен, қоспа жəне мырыш Mn, кремний Sі, кҥкірт S, фосфор P қоспа тҥріндегі көміртегімен Fe темір қорытпасынан тҧратын болатты пісірген кезде пісіру ваннасындағы сҧйық металдың өзара əрекеттесу сызбасының тҥрі 2.6 суретте көрсетілгендей болады. Сҧйық металдың беткі қабатында оксидтердің пайда болу жылдамдығы өте жоғары. Пісіру ваннасындағы оксидтер балқытылған металлмен өзара əрекеттеседі. Тотығу процесінің алдын алу немесе əлсіздендіру ҥшін пісіру ваннасына флюс жəне қоспа материалдарымен бірге ашытқыштар, яғни пісіру ваннасындағы металлмен  салыстырғанда оттегіге ҧқсас заттарды салады. Ашытқыштар ретінде жанарғы алауынан келетін көміртегі, көміртегі оксиді жəне сутегіні қолданады. Тҥсті металдар ҥшін жанарғы алауы қышқылсыздандыруды қамтамасыз етпейді, сондықтан да флюсті пайдаланады.

2.6 сурет. Пісіру ваннасындағы балқыған металлдармен заттардың ӛзара әрекеттесу сызбасы

(направление сварки-пісіру бағыты)(шлак-қож)

Сутегі пісіру жігінде тесіктердің пайда болуына əрекет етеді. Оның сҧйық жəне қатты металдағы еруінде айырмашылық бар. Қатты аллюминийге қарағанда сҧйық аллюминийде сутегінің еруі жоғары, сондықтан жік металлы қатқан кезде газдың көпіршіктері бөлінеді, оларды атмосфераға шағыру қажет. Кері жағдайда, мысалы ванна тез қатқан кезде газ металда қалып, тесіктер пайда болады. Сутегінің болуы сол сияқты металда қалдықты шиеленісті болдырады. Бҧл ретте металдың пластикалық қасиеттері төмендеп, морт сынуы мҥмкін. Пісіру ваннасындағы балқыған металлмен тек қана газ емес, сонымен бірге қож да өзара əрекеттеседі. Әдетте қож пісіру ваннасының бетінде болады, себебі олардың тығыздығы балқыған металдың тығыздығынан аз. Қождардың химиялық қасиеттері қож қҧрамына  кіретін оксидтермен анықталады. Сол немесе басқа оксидтердің айрықша қҧрамына байланысты қождар негізгі жəне қышқыл болуы мҥмкін. Газбен пісіру кезінде пайда болатын қождар тез қатаю ҥшін əдетте созылмалығы жəне тығыздығы төмен, газ  өткізгіштігі жоғары жəне қатты кҥйінде жік металлымен əлсіз ілінісетін болады. Кері жағдайда, қождардың бөлшектері жік металлында қала беріп, беріктігі мен  тотығуға тҧрақтылығын  төмендетеді.  Газдар пісіру ваннасынан бөлінуге ҥлгермейді, бҧл тесіктердің пайда болуына əкеліп, жік бетіндегі қождарды жоюды қиындатады, соңында бҧйым сапасы нашарлайды. Пісіру жанарғысын ауыстыру кезінде алдында балқытқан пісіру ваннасы салқындай бастайды. Бҧнда металдың кристаллдануы болады; бҧл ретте бағаналық кристаллдар бірде бəсеңдейді, бірде тоқтайды, сондықтан жік металлы бағаналы жəне қабатты (қабыршақты) болып қҧрылады.

Жанарғы алауы жылулығының əрекетінен оның шекарасына жанасатын пісіру ваннасындағы металдың балқуы жəне негізгі металдың қызуы болады. Қыздырған кезде қҧрылымы өзгеретін негізгі металдың сол бөлігі

ТӘА-ның əртҥрлі жерлері балқыту температурасына жақын (пісіру ваннасының шекарасына жақын), бастапқы қҧрылыстық айналыстың температурасына дейін (қыздыруға жатпайтын негізгі металдың шекарасы жанында) қыздыруға ҧшырайды. Пісіріп қосу (2.7 сур.) пісіру ваннасының кристаллдануы нəтижесінде пайда болған 1 жіктен, ТӘА

жəне қыздыру əрекетіне ҧшырамаған негізгі металдан

1 100

Жеке бөліктерге бөлуге болады (2.8 сур.). Жіктің жанында толық ерімеген аумақ орналасқан (балқу шекарасы). Одан кейін металдың сҧйық фазаға айналғанға дейін қыздырылатын температура аумағы жалғасады (толық қайта кристализацияланған аумақ). Бҧл аумақ ірі дəнді қҧрылысымен сипатталады жəне газбен пісірген кезде жік шекарасынан шамамен 21...23 мм маңызды ҧзындықта болады. Бҧдан əрі қалыптандыру аумағы, оның ҧзындығы 4.5 мм. Содан кейін негізгі металға ауысатын толық қайта кристалданбаған (ішінара) аумақ. Толық қайта кристалданбаған аумақтың ҧзындығы 2 . 3 мм, ал болатты газбен пісірген кезде ТӘА жиынтығы орташа 27... 30 мм. Жанарғы ҧшындағы нөмірдің артуы ТӘА ҧзындығының артуына əкеледі.  Пісіру  жылдамдығын  арттырған  кезде  ТӘА  өлшемдері

азаяды.

Доғалап пісірумен салыстырғанда аз қойылтылған жылуды енгізген кезде қыздырылған металл доғалап пісіргеннен қарағанда газбен пісіргенде көлемді болады. Бҧл бірінші кезекте пісіру операциясы кезінде туындайтын уақытша деформациялардың едəуір ҧлғаюына əкеледі. Уақытша деформациялар көптеген жағдайларда маңызды болатыны соншалықты, пісіру процесін қалыпты жҥргізуге кедергі жасайды. Мысалы пісіруге жататын жиектер біршама жерге тарайды. Бҧндай жағдайларда жҧқа қаңылтыр металдарды аралық пісірген кезде жəне пісіру процесінде қамтығанда тҥзетуді жергілікті бастықтыру немесе соққыны қолдануға тура келеді. Деформацияның уақыт ішінде дамуы жіктің өзін орындаудан бҧрын болады, осыған байланысты, пісіріп қосылатын элементтер қайтымсыз бҧрмалануға ҧшырады. Бҧдан əрі суу кезінде деформацияларды жинақтай отырып, жалпы қалған деформациялар доғалап пісіруден қарағанда газбен пісіруден кейін ереже бойынша пісірілетін тораптардың ҥлкен қателігіне əкеледі. Газбен пісіру алдында элементтерге қатты бекітуді қолдану көптеген жағдайларда қажет нəтижені бермейді, себебі қыздырған кезде жіктен тыс бекіту жікке жақын маңызды аймақта пластикалық қысуға əкеледі, ал ол пішін өзгертуді арттырады. Пісірелетін жиектерді жақыннан бекіткен кезде қыздыру процесінде алынғандар, салқындатқан кезде пісіріп қосуды бҧзуы мҥмкін.

Жеткіліксіз қатты пісірілген конструкцияларды газбен пісіргенде көбінесе бҧйымдарды қажетті пішінде ала алмайды. Қатты контурларда жікті газбен пісірген кезде қыздыру аймағында пластикалық деформациялардың ҥлкен облысына байланысты жарықтардың пайда болу мҥмкіндіктері артады.

2.8.

Оттегімен (газбен) кесу, кейін ауа ағынымен сҧйық оксидтерді жоюмен белгілі бір көлемде металды қарқынды тотықтыру процесінен тҧрады. Кесу процесін оттегіде металдың  тҧтану температурасына дейін алаумен қыздырылатын жоғарғы жиегін қыздырудан бастайды, ол болаттың химиялық қҧрамына байланысты 1050...1 200°С қҧрайды. Металдың жоғарғы жиегінде тҧтану температурасына қол жеткізген кезде оған кесу мҥштегінен ауа ағыны тҥседі; бҧл ретте болат оттегі ағынында оксидтерді қҧра отырып, балқыту температурасына дейін жоғарғы жиектің жанында болаттың қыздырылуын қамтамасыз етіп, жылудың маңызды көлемін бөледі. Жиектің жоғарғы бөліктерінде пайда болған сҧйық оксидтер мен темірдің балқытпасы оттегі ағынымен металдың жанама жиегіне ауыстырылады жəне металдың төменгі қабатын қыздырады, ол барлық металл бҥкіл тереңдігіне дейін кесілгенше рет-ретімен тотығады. Бір уақытта кескішті белгілі бір жылдамдықпен кесудің бағыты бойынша ауыстыруды бастайды. Кесудің қарсы бетінде барлық қалыңдық бойынша жанып жатқан металдың ҥздіксіз қабаты пайда болады. Металдың тотығуы уақыттың əр кезеңінде ҥстінен басталып реті бойынша металдың төменгі қабатына беріледі.

Оттегімен кесу процесі өтуі ҥшін келесі шарттарды қамтамасыз ету қажет:

Келтірілген шарттар оттегімен кесіп, өңделетін металдарға қойылатын талаптарды анықтайды. Ең бастысы оксидтерді балқыту температурасы металды балқыту температурасынан төмен болуы керек. Кері жағдайда оттегі ағыны балқыған металды тотықтыра алмайды. Егер металдың тҧтану температурасы балқыту температурасынан жоғары болса, онда металл балқи бастап, оттегі ағынымен кейін тотықпай ҥрлене бастайды («балқитын процесс»). Бҧл процесс едəуір энергиялық шығындарды талап етеді. Төмен температурада оксидтің пайда болуы кесікке қарсы бет балқу температурасына дейін қызбайды, кесу процесі ҥзіледі. Осы себептер бойынша оның жоғарғы жылу өткізгіштігі металдың оттегімен кесілуіне кері əсерін тигізеді. Балқытпаның жоғарғы тҧтқырлығы оның жоғарғы қабаттарға орналасуын қамтамасыз етпейді, нəтижесінде кесік жиегінде бөлінетін жылу азаяды. Таза металдар арасында темір жəне титан оттегімен кесуде жақсы өңделеді. Никель, мыс, алюминий, магний, хром жəне мырышты əдеттегі оттегімен кесуге болмайды. Қыздырушы алаулар металдың беткі қабаттарын тҧтану температурасына дейін қыздыру ҥшін қызмет етеді. Оттегімен кескен кезде жанғыш ретінде газ тəрізді жəне сҧйық көмірсутектерді пайдаланады. Жанғыш заттар жанған кезде оттегі бар қоспада жоғарғы температуралы алаулар пайда болады. Алаудың ең жоғарғы температурасын ацетилен қамтамасыз етеді. Ацетилен ең қымбат газ болып табылады, оны алу ҥшін бастапқы өнімдер – кальций карбиді – көптеген энергия шығындарын талап етеді. Соның салдарынан қазіргі уақытта оттегімен кескен кезде ацетиленді сирек қолданады. Осы мақсаттарда газ- алмастырушыларды пайдаланады: табиғи газ, пропан немесе пропан-бутандық қоспа жəне т.б. Металды газ алауымен қыздыру процесі екі кезеңде өтеді. Бірінші кезеңде металдың жиегі оттегі ағынында қозғалмайтын жылыту көзінде тҧтану температурасына дейін қыздырылуы жҥзеге асырылады. Берілген температураға дейін қыздыру уақыты

жылулық көзінің қуатына, материалдың жылу физикалық қасиеттеріне жəне оның массасына байланысты. Кесілетін металдың қалыңдығын арттырғанда жанғыш газдың шығынын да арттыру қажет. Жанудың жылулығы аз жанғыш газға ауысу ацетиленге қарағанда оның шығынын арттыруды талап етеді. Сол сияқты егер металдың беті əртҥрлі ластанулармен жабылса (қабыршақ, кҥйік) немесе кесілетін металдың беткі жағы мен кескіштің арасындағы алшақтық технологиялық тҥсінік бойынша ҧлғайса жанғыш газдың шығынын арттыру қажет. Процестің екінші кезеңінде алау алдында жатқан металл қабатының бетін тҧтану температурасына дейін қыздырады, осылайша процесті жҥргізудің ҥздіксіздігі жҥзеге асырылады. Процестің бірінші кезеңінде ереже бойынша қҧрамында оттегі көп алауды пайдаланады, ол жиеткі жылдам қыздыруды қамтамасыз етеді. Кесу процесінде металды қыздыру қалыпты қҧрамды алаумен жҥзеге асырылады. Жанғыш газдың жəне қыздырылатын оттегінің қоспасы кесу оттегінің шығу тесігіне қарай белгілі бір қалыпта орналасқан мҥштіктің арнайы тесіктері арқылы шығады. Қол жəне машиналық кескіштер ҥшін кесу шҥмегіне қатысы бойынша шығар тесіктерге шоғырлас орналастыруды пайдаланады. Қолмен кескіштерде алау ішкі мҥштіктің сыртқы бетінде жəне сыртқы мҥштіктің ішкі бетінде пайда болатын саңылаулардан шығады.

2.9.

Кесетін оттегінің ағыны аспап ретінде қызмет атқарады; оның қасиеттеріне кесік беті мен кесік өнімділігінің сапасы едəуір тəуелді. Кесетін оттегі ағынына қойылатын ең басты талаптардың бірі –ол кесілетін металдың барлық қалыңдығы бойынша өзінің геометриялық өлшемін сақтап қалу керек. Газ шҥмектен атмосфераға таусылған кезде ағын шҥмектен кейбір қашықтықта шҥмектен шығатын ағынның мағынасына тең өзінің параметрлерін сақтайды (жылдамдық, тежеу температурасы). Бҧдан əрі жайыла отырып, ағын қоршаған ортаның бөліктерін (ауа) қамтиды, соның салдарынан аймақтың жанында шҥмектен ағынды жойған сайын қалыңдай беретін, тҧрақты параметрлері бар турбулентті шекаралық қабат пайда болады. Кесу оттегінің осы ағынының салдарынан шҥмектен жойылуына қарай кеңиді жəне бір уақытта жылдамдығы азаяды, бҧл ретте оттегінің тазалығы төмендейді. Қалыңдығы 5-8 мм

болат илемді кескіш алдында кесу оттегінің қысымы 392.1 176 кПа кезінде өңдейді. Болаттан жасалған қалыңдығы  ҥлкен  (300  мм)  қҧймалар  мен  соғылмаларды  кесу

оттегінің шҥмегіндегі цилиндр тҥріндегі мҥштіктерді қолданғанда оттегінің төмен қысымын (392 кПа дейін) пайдаланады. Кесу ағынының маңызды параметрі болып оның шҥмектен шығу жылдамдығы болып табылады. Оттегімен кескен кезде шығарда алынған оттегі ағынының максималды жылдамдығы қолайлы, бҧған қоса шҥмек кесігіндегі ағынның статистикалық қысымы атмосфералық қысымнан ерекшеленбеу керек. Атмосфералық қысыммен салыстырғанда кесіктегі қысымды арттыру шҥмектен шығатын газ ағынын кеңейтуге əкеп соғады. Бҧл ағынның кинетикалық энергиясын төмендетіп, оның кесу қасиеттерін нашарлатады. Кесетін оттегі ағынының жылдамдығын жоғарылату сҧйық металдың қабыршағына динамикалық əрекет ету деңгейін арттырады, бҧл басқа да тең шарттарда оттегімен кесу жылдамдығын жоғарылатуды қамтамасыз етеді (2.9 сурет). Осыған байланысты, кесу ҥшін оттегінің жоғарғы қысымын пайдалану қажет. Металды тотықтыру ҥшін тҥсетін оттегінің белгілі көлемінен басқа, кесу аймағына кесік саңылауларынан сҧйық қождарды ҥрлеу ҥшін оттегінің қосымша көлемін беру қажет. Оттегімен кесу тəжірибесі оттегіні пайдалану коэффициенті

v p

жылдамдығы оттегі ағынының жылдамдығына w

байланысты

беттікті кесу сапасына қойылатын талаптармен жəне металл қалыңдығымен анықталады. Оттегіні пайдалану коэффициенті қалыңдығы 5-10 мм металды кескен кезде мəні ең кіші (0,2...0,4), ал қалыңдығы 100 мм артқан сайын жуықтап алғанда 2 есе өседі жəне бҧдан əрі болмашы өзгереді. Оттегімен кесу процесіне кесу ағынының оттегі тазалығы маңызды əсер етеді. Оттегі ағыны тек қана металды тотықтыру ҥшін ғана емес, кесіктегі оксидтерді ҥрлеу ҥшін де қолданылатындықтан кесіктің төменгі бөлігінде оттегіндегі қоспалардың концентрациясы едəуір өседі. Оттегіні пайдалану коэффициенті 0,5 тең болғанда, оттегі ағынындағы инертті қоспалардың саны 2 есе өседі. Оттегі бөліктерінің инертті қоспалардың қабаты арқылы кіріп кетуі қиындайды жəне тотығу реакциясы баяуланады. Тазалығы төмен оттегімен кескен кезде төменгі жиекте қиын бөлінетін артылым пайда болады. Бҧл жағдайда қажетті сападағы кесіктің бетін алу ҥшін кесу жылдамдығын азайтуға тура келеді. Оттегін алатын заманауи қондырғылар бірінші сҧрыптан төмен емес (99,2 %) оттегінің жоғарғы тазалығын қамтамасыз етеді. Қазіргі уақытта оттегімен кесу ҥшін қолданылатын оттегі тазалығының шегі 98 % шектеледі.

Кесу кезінде бөлінген жылулық бөлшек бойынша жайылады жəне ТӘА қҧра отырып, металл қабатын кесуге іргелес қыздыруды қамтамасыз етеді. Металға термиялық əрекет ету  уақыт  ішінде кесік бетін жəне оған іргелес металл қабаттарын балқыту температурасына жақын температураға дейін өте жылдам қыздыратын, жоғарғы жылдамдықта суыту жəне температураның төмендеуі бойынша оны ақырындататын (2.10 сурет) əрекет ретінде сипатталады. Кесік бетінен металл қабатына дейін қашықтық неғҧрлым аз болса, соғҧрлым жоғары температураға дейін олар қыздырылады жəне жоғарғы жылдамдықпен суиды. Қалыңдығы 10- 50 мм болатты кескен кезде салқындаудың жоғарғы жылдамдығы 1 000... 2 000 °С/с жететіні анықталды. Салқындаудың осындай жылдамдығы кесік беттерінде, сонымен қатары кесілетін болаттың қҧрамында көміртегі салыстырмалы аз болса да шынықтырылған қҧрылым пайда болуына əкеледі.

2.10 сурет. Кесік бетіндегі тҥрлі қашықтықта орналасқан қалыңдығы 20 мм тӛменкӛміртекті болаттың оттекті ажыратып кесу термиялық циклы:

ТАӘ ені кесіктің жиегіне максимум орта бөлігіндегі кесіктің минимумына дейін өзгереді. Төменгі жиегіне қарай шлактардың жылу бөлуіне байланысты қайта өсіп, кесіктің жоғарғы жағынан төменіне қарай ойысады. Болатты оттекпен кесу барысында, кесік жиегіндегі металдың химиялық қҧрамы оттегіге қатты ҧқсас элементтері бар сҧйық балқытпада қышқылдандыру нəтижесінде өзгеріске ҧшырайды. Мҧндай элементтерге мырыш, кремний, хром жатады. Бҧл ретте кесік жиегіндегі олардың мөлшері төмендейді. Оттегіге темірге қарағанда ҧқсастығы аз никель, молибден жəне мыс балқытпада аз дəрежеде қышқылданады. Кесік жиегіндегі көміртек басқа заңдылықтарға бағынады. Суық металды кекен уақытта көміртек жиекте кҥйіп кетпейді, сондықтан жиектегі оның қҧрамы айтарлықтай жоғарылайды. 950 °С температураға дейін қыздырылған металды кескен кезде кесік жиегіндегі көміртектің қҧрамы бастапқыға қарағанда төмендейді. ТАӘ ені кесілетін металдың қалыңдығына, оның қҧрамына жəне кесу режимдеріне (кесу жылдамдығы, жанатын газ бен кескіш оттектің шығынына) байланысты жəне 20... 1 000 мм қалыңдықтағы болат ҥшін 2... 55 мм қҧрайды (сур. 2.11). ТАӘ тəн ҥш аумақ қарастырылады: балқытылған металдың химиялық қҧрамы өзгерген

жəне температураны болатты балқытудан жоғары қыздыру аумағы; фазалы ауысу температурасынан асып қызып кеткен аумақ; толық қайта кристалданбаған аумақ. Қалыңдығы 10.20 мм металды кескендегі химиялық қҧрамы өзгертілген аумақтың ҧзындығы 0,2 мм аспайды. Кесік жиегіндегі шыңдалған қҧрылымдардың пайда болуы оның беріктігінің артуына əкеледі. Металл жиегінің төмен дəрежедегі пластикалылығы жылу көзінің əсерінен туындайтын ішкі кернеумен бірге, сызаттың пайда болуына, ал бірқатар жағдайларда бҧйымның бҥлінуіне əкелуі мҥмкін. Кесу кезіндегі сызат тҥсуді болдырмау амалдарының бірі болып дайындалған бҧйымдарды алдын-ала қыздырып алу болып табылады. Ол өз кезегінде металдың суу жылдамдығын төмендете отырып, илемділігі жоғары қҧрылымдық бөліктерді алуға септігін тигізеді. Қҧрамында 16.30% хром мен 0,3% дейінгі көміртек бар болат, 950 °С температурасынан жоғары қыздырылғанда ірітҥйіршікті қҧрылым мен кезекті өңдеумен жойылмайтын жоғары деңгейдегі опырылмалы сипатқа ие болады. Сондықтан мҧндай болатты мҥмкіндігінше жоғары жылдамдықта кесік жиегін ауа немесе сумен салқындата отырып кесу орынды болады.

0       200    400     600    800 s, мм

3 Тарау

3.1.

Газбен пісіру балқытып пісіру тəсілінің тобына жатады. Газбен пісірудің доғалы пісіруден маңызды технологиялық айырмашылығы— металды көбірек балқытып, азырақ қыздыруда. Пісіргіш газды алаудың доғалы алаудан маңызды технологиялық айырмашылығы – металды барынша баяу əрі ақырын қыздыру болып табылады. Бҧл пісірілетін газды алаудан доғалы алаудан айырмашылығы – кейбір жағдайларда жетіспеушілік болып табылады, ал кейбір жағдайларда газ алауының қҧндылығы болып, оны қолданудың негізгі облыстарын анықтайды: төмен көмірсутекті, арнайы жəне аспапты болатты, тҥсті металды, шойынды пісіру ҥшін, сонымен қатар еріту жҧмыстарын атқару ҥшін. Қажетті жабдықтың əмбебап, салыстырмалы қарапайымдылығы жəне қолайлығының арқасында газбен пісіруді жөндеу жҧмыстарының көптеген тҥрлеріне қолданады. Металды газ алауымен салыстырмалы баяу қыздыру металл қалыңдығын арттыра отырып газбен пісірудің өнімділігін тез төмендетеді, ал 8- 10 мм асқан қалыңдықта бҧл əдетте экономикалық пайдасы жоқ. Ақырын қыздырған кезде пісіру ваннасына жапсарлас негізгі металдың ҥлкен көлемі қыздырылады, бҧл өз кезегінде пісірілетін бҧйымдардың өзгеруін тудырады. Бҧл маңызды жағдай қҧрылыстық металл конструкциясы, көпірлер, вагондар, ірі ауқымды машиналардың тҧғырығы жəне т.с.с. нысандарды газбен пісіруді техникалық мақсатқа сəйкессіздендендіреді. Ақырын қыздыру сол сияқты, жоғарғы температура аймағында металдың ҧзақ болуына əкеледі, ал қатты қыздыру дəндердің іріленуіне жəне металдардың механикалық қасиеттерін жоғалтуға əкеледі. Сол уақытта газ алауымен шойын бөлшектерін жөндеу кезінде металды баяу қыздыру температураның тҥсіп кетуін төмендетеді, бөлшектердің металдарынан газдарды жоюға əрекет етеді жəне жарықтың пайда болуының алдын алады.

Газбен  пісірген  кезде  тҥйіскен,  айқасқан,  таңбалы,  бҧрышты жəне дөңбекті қосындыларды пайдаланады.

а

s=5...

s< 3 мм

e

б _ .

<2

ZZіlZZ Жікті                кері жағынан пісірген кезде        металдың ағып                кетуін болдырмау ҥшін жиектерді мҧқалтады.

а

зс

13 с

<2

s

>3 мм ж Жиектер арасындағы саңылау жіктің тҥбін пісіруді жеңілдетеді. Жоғары сапалы қосындыларды алу ҥшін жікті бҥкіл ҧзындығы бойынша, яғни жиекке параллель ені бірдей саңылауларды қамтамасыз ету қажет.

3.1 сурет. Пісірілген қосындылардың тҥрлері: а

б

в, г

д

е, ж

з

и

Аса қалың емес бөлшектер жиектерін бөлшектемей тҥйісіп пісірілуі мҥмкін, орташа қалың — жиектің біржақты қиғашымен тҥйістіріп, аса қалың — жиектің екі жақты қиғашымен тҥйістіріп пісіріледі. Екі жақты қиғаш бір жақты қиғашқа қарағанда ерекше, себебі сол бір қалыңдықта металды пісірген кезде екі жақты қиғаш кезінде балқытылған металдың көлемі бір жақтыға қарағанда екі есе аз. Бҧл ретте екі жақты қиғаштап пісіру өзгеруі жəне қалдықты кернеудің аз болумен сипатталады.

д) аса қалың емес металдарды, ҥшкіл, қаптама, қҧбыржолдық муфта жəне т.с.с. газбен пісірген кезде қолданады. Аса қалың металдарды пісірген кезде осындай қосындыны пайдалану ҧсынылмайды, себебі бҧйымдардың өзгеруін тудырып, оларда жарықтардың пайда болуына əкелуі мҥмкін. Айқасқан қосынды жиектерді (кесінділерден басқа) арнайы өңдеуді талап етілмейді. Ондай жағдайларда жалпақ қаңылтырларды мҥмкіндігінше екі жақтан пісіру ҧсынылады. Айқастырып пісірген кезде бҧйымды жинау жəне қаңылтыр табағын дайындау оңтайланады, бірақ негізгі жəне қоспа металдың шығыны тҥйістіріп пісіргенге қарағанда көбірек. Айқастырып қосу тҥйістіруге қарағанда ауыспалы жəне соқпалы жҥктемелерге берік.

Таңбалап қосуды (3.1сурет, е, ж) шектеп қолданады, себебі оларды қолданған кезде металды қарқынды қыздыру қажет. Сонымен қатар осылай қосу бҧйымдардың өзгеруін тудырады. Таңбалап қосуды аса қалың емес бҧйымдарды пісірген кезде қолданады, оларды жиектердің қиғашынсыз орындайды жəне бҧрышты жіктермен пісіреді.

Дөңбекті қосуды (3.1 сурет, з) жҧқа бөлшектерді пісірген кезде, қҧбыр желілерін дайындап, қосқан кезде пайдаланады.

а

б

в

г

3.3 сур. Әрекет ететін кҥшейткішке

байланысты пісірілген жіктердің тҥрлері: а

б

в

г

и ) ыдыстарды, жауапты  емес қҧбыр желілерінің фланецтерін пісірген кезде қолданады. Аса қалың емес металдарды пісірген кезде бҧрышты қосуды көмкеріп орындауға болады жəне қоспа материалдарды пайдаланбау керек. Пісірілген қосындылардың тҥрлеріне байланысты тҥйістіріп жəне бҧрыштап пісірілген жіктерді ажыратады. Пісіру процесінде кеңістікте орналасуы бойынша жіктер төменгі, тік, көлденең, төбе болып бөлінеді (3.2 сурет). Пісіретін жікті пішіндеу жəне қосынды пайда болу ҥшін ең жақсы шарт төменгі қалыпта пісірген кезде пайда болады, сол ҥшін кеңістікте басқа қалыптағы пісіруді ерекше жағдайларда ғана пайдаланған жөн. Әрекет етуші кҥштің салыстырмалы орнығуы бойынша қапталды (кҥштің əрекет етуіне параллель), қарсы (кҥштің əрекет ету бағытына перпендикуляр), аралас жəне жік қиғаштары (3.3 сурет) ерекшеленеді. Көлденең қима жəне дөңестік дəрежесіне байланысты жіктер қалыпты, дөңесті жəне  ойысты деп бөлінеді (3.4 сурет). Әдеттегідей шарттарда дөңесті жəне қалыпты жіктерді пайдаланады, ойысты жіктерді — тҧтқышты орындау кезінде айырықша пайдаланады.

а

б

в

а б

3.5 сурет. Бір қабатты (а) және кӛп қабатты (б) пісірілген жіктер:

3.6 сурет. Ҥздіксіз (а) және ҥзілмелі (б) пісірілген жіктер Қабаттардың бағытталған көлемі бойынша жіктер бір қабатты жəне көп қабатты болып бөлінеді (3.5 сурет), ҧзындығы бойынша

Дəнекерлеу алдында пісірілетін жиектерін жəне оған жапсарлы ені 20-30 мм аймақты қабыршақ, тотық жəне басқа да ластардан сақтау қажет. Қабыршақ, бояу жəне басқа да ластарды механикалық əдіспен немесе химиялық жолмен өңдеп жояды. Соңғы тəсілді негізінен тҥсті металдар мен қорытпаларды тазалау ҥшін пайдаланады. Негізгі металдың бетінде ластың болуы жікте шала пісірілім, газды жəне қождық қосулардың пайда болуына əкеп соғады.

3.7 сурет. Бӛлшектер әртҥрлі қалыңдықта болғанда V- бейнелі жиектің бір жақты қиғашымен тҥйістіріп қосып:

s,  s

l

с

Әртҥрлі қалыңдықтағы бөлшектерді тҥйістіріп пісірген кезде ең қалың бөлшекті s j

аса жҧқа бөлшек алғанша s қалыңдыққа дейін өңдейді (3.7 сурет). Осылайша олардың пісіру кезіндегі біркелкі балқуы қамтамасыз етіледі. Бөлшектерді пісіру алдында арнайы қҧрылғыларда жинап, пісіру процесінде өзара дҧрыс орналасуды қамтамасыз ету ҥшін қысқа жіктермен тҧтқыштап алған жөн. Тҧтқыштауды негізгі пісіру кезіндегі тəртіп бойынша орындауға болады. Тҧтқыштаудың ҧзындығы мен олардың арасындағы қашықтық пісірілетін металдың қасиеттері мен қалыңдығына байланысты. Жҧқа металдан шағын тҥйіндерді пісіру ҥшін тҧтқыштың ҧзындығы 5 мм аспайды, ал олардың арасындағы қашықтық — 50... 100 мм. Едəуір қалың металдарды жəне ҧзындығы ҥлкен пісіретін жікті пісірген кезде жеке тҧтқыштардың ҧзындығы 20.30 мм жетіп,  ал олардың арасындағы қашықтық — 300.500 мм болуы мҥмкін. Жіктің тҧтқышпен бірге биіктігі (қалыңдығы) негізгі металдың қалыңдығынан 0,5.0,7 қҧрау керек. Тҧтқыш салынған жерлерде металдың толық пісуін қадағалау қажет, себебі пісірген кезде олардың барлық қалыңдығы балқымауы мҥмкін.

1        4        6

а        б

3.8 сурет. Жік бойына тҧтқыштарды салу тәртібі: а

б

а

б

направление сварки- пісіру бағыты) Тҧтқыштарды салу реттілігі негізгі металдың қалыңдығына жəне жіктің ҧзындығына байланысты. Өзгеруіне жол бермеу ҥшін, ҥлкен ҧзындықтың қосындыларын əдетте белгілі сызба бойынша тҧтқыштайды (3.8 сурет).

3.4.

Пісіру тəртібі пісірілетін металдың тҥріне, бҧйымдардың ауқымды көлемі мен пішіндеріне байланысты. Пісіру тəсілі металдың қалыңдығымен, кеңістікте жіктің салынуы жəне т.с.с. анықталады. Жанарғы қозғалысының бағытына байланысты газбен пісірудің екі тəсілі бар. Көбінесе пайдаланылатын сол тəсілмен (3.9 сурет, а), жанарғының алауын əлі пісірілмеген металдың жиегіне бағыттайды, ал қоспа сымын алау алдына орналастырады. Біркелкі қыздыру ҥшін жəне пісіру ваннасын жəне сымды жанарғыға орналастыру ҥшін жікке көлденең өзгеріс қозғалысын олар қарама-қарсы жақта қозғалу ҥшін хабарлайды. Сол тəсілді қалыңдығы аз металдарды пісірген кезде, сонымен қатар балқыту температурасы салыстырмалы төмен болғанда қолданған мақсатқа сай. Бҧл тəсілмен металл жігінің жақсы пішінделуі қамтамасыз етіледі. Оң

тəсілмен (3.9 сурет, б ) алауды жіктің пісірілген бөлігіне бағыттайды; бҧл ретте сымды оның ҧштарын балқыған металл бар ваннадан алмай алаудың ізімен шиыршық бойынша орналастырады. Жанарғыны тура орналастырады. Көлденең өзгерістерді тек  қана аса қалың бөлшектерді пісірген кезде ғана жанарғыға хабарлайды.

а б

3.9 сурет. Пісіру тәсілдері:

Пісірудің осы тəсілін қолдану алаудың жылулығын толығымен пайдалану есебінен газдың салыстырмалы шығынын бір уақытта төмендеткен кезде процестің өнімділігін арттырады, сонымен қатар қыздырудың жоғарғы концентрациясының нəтижесінде металдың өзгеруі азаяды.

Қосымды сым механикалық қасиеттері мен химиялық қҧрамы бойынша негізгі металға сəйкес болу керек. Қосымды сымның диаметрі d аңдалған пісіру тəсіліне жəне негізгі металдың қалыңдығына s байланысты. Пісірудің d =

s/2, сол тəсіл ҥшін  — d =

s/2 + 1 мм.

Газбен пісіруді анықтайтын параметрлер жанарғы ҧшындағы нөмір болып табылады, ол алаудың қажетті қуатын анықтайды. Пісірілетін металдың қалыңдығына байланысты s, мм, жəне оның жылу физикалық қасиеттеріне байланысты алаудың қуатын формула бойынша анықтайды

/ч. 1  мм  пісірілетін  металл  қалыңдығына  кететін  ацетилен  мен оттегінің салыстырмалы шығыны 3.1 кестеде келтірілген. Ҧштық        нөмірін        инжекторлы        жанарғының        техникалық сипаттамасы бойынша таңдайды (МЕМСТ 1077 — 79Е). 3.1 кесте. 1 мм пісірілетін металл қалыңдығына кететін ацетилен мен оттегінің салыстырмалы шығыны

/ч

Ацетилен жəне оттегінің ара салмағы

Көмірсутекті болат о о

со о о о

со о

о

о

о Мыс

Жез

о

со о 135. 175

со о

•sj

0-1 о

о

0-1

1,0 : 1,1

Пісірілетін  жіктің  сапасы  мен  геометриялық  параметрлеріне

əсер ететін қосымша параметрлер ол пісіру жылдамдығы, алау тҥрі, ҧштықтың иілу бҧрышы, алау өзегінен пісіру ваннасының тҥбіне дейінгі қашықтық болып саналады.

Пісіру жылдамдығын қажеттілік бойынша өзгертіп отыру қажет, себебі пісірудің жылдамдығын өзгертпесе металл не жанып кетеді, не қатты жандырып алып, кҥйіп те қалуы мҥмкін.

Алау түрі сол сияқты пісіру тəртібіне əсер етеді. Пісіру процесінде уақытпен өтетін қалыпты алау жанарғының қҧрылымдық ерекшеліктерінен тотықтырғышқа беттейді. Нақты жағдайларда алауда артық оттегі болғаны қажет емес, сондықтан пісірушілер саусағын ацетилен шҧрасында ҧстап тҧрып, қажеттілігі бойынша жанғыш газ беруді арттырып отырады.

Мүштіктің иілу бұрышын металдың қызуына байланысты өзгертеді. Оны алау қуатына қосымша фактор деп санауға болады жəне пісіру ваннасының пішіні мен өлшемдері бойынша (ойыстығы немесе дөңестігі) пісіруші бҧрышты өзгерту туралы шешімді дереу қабылдайды. Ол ҥшін кей-кездері пісіруші алауды пісіру ваннасынан бір сəтке шегіндіреді. Мҥштіктің иілуі пісіру процесінде өзгеруі мҥмкін. Пісірудің бастапқы сəтінде металды қыздыруды жақсарту жəне пісіру ваннасы тез пайда болу ҥшін иілу бҧрышын ҥлкенірек орнатады (а = 80... 90°); пісіру процесінде бҧрыш қалыңдыққа s

s

байланысты :

12.15 мм, а = 70°;

соңымен  алау  өзегіне  жанаспау  керек,  себебі  ол  кезде  балқытпа көміртегімен қанығады. Алау өзегінің ҧшы мен пісіру ваннасының

тҥбіне дейінгі қашықтық шамамен өзектің ҧзындығымен бірдей немесе сəл кіші болу керек. Пісіретін сым жҧмыс (қалпына келтіру) аймағында немесе пісіру ваннасында (шетіне жақын)  болу керек. Пісіру процесінде пісіруші жанарғы ҧштығымен бір уақытта екі қозғалыс жасайды: көлденең жəне ілгерілмелі. Көлденең қозғалыс негізгі металдың жəне қосымды сымның жиектерін біркелкі қыздыру ҥшін, ілгерілмелі — тҥйісуді біртіндеп толтырып, жік ҧзындығын алу ҥшін. Қалыңдығы 3 мм жиекті бөлшектемей оң тəсілмен төменгі қалыпта пісірген кезде немесе салыстырмалы қалың болатты сол тəсілмен пісірген кезде (жиекті бөлшектеп немесе онсыз) жанарғының жəне қосымды сымның кеңінен тараған қозғалыстары

3.11 суретте, а

келтірілген .

Бҧл жағдайда қосымды сымның ҧшымен пісіретін жанарғы қозғалысына кері қозғалыс жасайды. Қалыпты пішінді жіктерді жанарғымен немесе қосымды сыммен алу ҥшін бҧрышты жіктерді орындаған  кезде жасалатын  қозғалыстар 3.11 суретте, б

келтірілген.

Қалыңдығы 5 мм металды оң тəсілмен пісірген кезде жанарғының алауын жік бөлшегіне тереңдетеді (3.11 сурет, в)

жəне өзгеріссізқозғалыспен жікті бойына орналастырады.

3.11сурет. Пісіру кезінде жанарғы мен сымның қозғалысы: а

б

в

Қалыңдығы аз болатты жиектерін өңдемей пісіріген кезде пісіру процесі қосымды сыммен жҥргізілсе, рет-ретімен пісіру ванналары пайда болатын тəсіл кеңінен тарады. Бҧл тəсілдің маңыздылығы пісіруші пісіру ваннасын жасап (болат аса қалың болмағанда пісіру ваннасының диамметрі 4-5 мм қҧрайды), оған қосымды сымның ҧшын енгізеді жəне қоспа металдың аз мөлшерін балқытып, пісіру ваннасынан ҧшын алып пісіру алауының ортасына шығарады. Бҧл ретте жанарғыны металдың беткі жағына жақындата отырып, шҧғыл айналмалы қозғалыс жасап, келесі позицияға ауыстырады. Әбрбір кезекті ванналар алдындағысының 1/3 диаметрін жабады (3.12 сурет). Осындай тəсілмен жік бетінің жатық, тегіс болуын қамтамасыз  ететін  сапалы  орындалған  пісіру  процесі  екі  негізгі

Пісіру бағыты шартты талап етеді: металдың қышқылдануын болдырмау ҥшін қосымды сымның ҧшын алаудың орташа аймағының шегінен шығаруға болмайды; жіктегі металдың көміртектендіруіне жол бермеу ҥшін алаудың өзегін пісіру ваннасына жақындатқанда металдың тотығуына жол бермеу мақсатында оның беткі жағына тизігзбеу керек. Өзгерістерді азайту жəне қаңылтыр табақта жарықтың пайда болуының алдын алу ҥшін пісірген кезде жіктің ҧшындағы саңылау ұзындығы 2.4% құрайтындай (4.6. мм кӛп емес) жиектері арасындағы саңылауды кеңейте отырып салады. Пісіру жігі пайда болуына байланысты қысатын аспапты біртіндеп босатады (3.13 сурет, а); бҧл ретте орындалған жіктің металлы шөккен соң саңылау қажетті көлемге дейін кішірейеді. Саңылау көлемін тҧтқыштар немесе жікті орындау бойынша жікке көлденең жəне тҥйісуге қойылатын сынамен анықтайды.

3.12 сурет. Біртіндеп пісіру ваннасы пайда болатындай пісіру сызбасы:

3.13 сурет. Ауыспалы (а) және тҧрақты (б

) саңылаулы пісіру ҥшін қысқыш аспаптар

Егер тҧтқыштар бҧйымның өзгеруіне əкелсе, онда жиектерді өзара дəл орнатып арнайы қысқыш аспаптармен пісіруді орындайды (3.13 сурет, б ). Пісіру кернеулігін азайту, демек өзгерісті азайту ҥшін сатылы немесе кері сатылы əдісті пайдалана отырып пісіруге болады. Бҧл ретте белгілі тəртіппен пісірілетін жікті ҧзындығы бойынша бөліктерге бөледі (3.14 сурет). Әрбір кезекті бөліктерді алдыңғысымен пісірілетін металдың қалыңдығына байланысты 1020 мм жабады. Алдындағы бөліктерден  алынған  кезекпен пісірілетін əрбір бөліктің деформациясы толық немесе жартылай алынады.

б

Пісіру тəсілін (оң немесе сол) таңдау кеңістіктегі жіктердің қалыбына байланысты.

Көлденең жіктерді пісірген кезде төменнен жоғарыға қарай сол тəсілді пайдаланған жөн (3.15 сурет). Кейбір жағдайларда көлденең жіктерді  төменнен  жоғарыға қарай жəне оң тəсілмен өтпелі білікші деп аталатын затпен пісіруге болады (3.16 сурет). Бҧл ретте пісіруші металда өтпелі тесікті кҥйдіреді жəне астынан оны төменгі жиекке балқыма қаптамамен толтырады. Бҧл ретте жиектерді қиғаштамайды. Бөлшектерді пісірілетін металл қалыңдығының жартысына тең саңылаумен жинайды жəне көлденең қалыпта орнатады. Жік металдың барлық қалыңдығы бойынша қалыптасады жəне тораптың екі жағынан да бір уақытта жіктің дөңестігі (кҥшеюі) пайда болады. Бҧл жаңдайда жіктің металлы тығыздығы бойынша төменгі қалыпты пісірілген жіктен кем болмайды.

Тік жіктерді оң тəсілмен орындаған жеңіл, бҧл ретте алаудың газды ағыны тікелей оларға бағытталып, пісіру ваннасындағы металдың ағып кетуіне кедергі жасайды. Пісіру ваннасын жікті қалыптастыруды жеңілдететін кейбір бҧрышқа орнатады (3.17 сурет).

3.15 сурет. Тӛменнен жоғарыға қарай тік пісірудің сызбасы (сол тәсіл):

бӛлшек;

3.16 сурет. Ӛтпелі білішемен пісіру сызасы:

3.17 сурет. Схема сварки горизонтального шва:

горелка;

Төбе жіктерін оң тəсілмен орындаған жеңіл, себебі бҧл ретте қосымды шыбықшаның ҧшы жəне газды ағынның қысымы металдың ағып кетуіне кедергі жасайды. Сол тəсілмен осындай жіктерді алу металл жҧғынына жəне білікшенің теріс қалыптасуына əкеледі. Төбені пісірген кезде металды ҥрлемейтін аса «жҧмсақ» алауды пайдаланған жөн.

3.6.

Піспеудің себептері негізгі металл жиектерінің бетіндегі ластың болуы, пісірілетін қаңылтыр табақтардың арасындағы саңылаудың аз болуы, жиектерді ҧтымды бөлмеу, алаудың жеткіліксіз қуаты немесе пісірудің ҥлкен жылдамдығы болуы мҥмкін. Тҥйістіріп қосқан кезде аз қиғаштаудың нəтижесі ретінде бҧрыштың басындағы жиектерді бөлу, жиектердің бөліктерін көп мҧқалту немесе пісірілетін қаңылтыр табақтардың арасындағы саңылаудың аз болуымен піспеуді анықтауға болады.

Тілікшелер жіктердің шеті бойынша жырашықтардың бар болуымен анықталады. Тілікшелердің себептері алау қуатының шамадан тыс көп болуы жəне жанғыш заттардың өту жылдамдығы, қоспа материалының біркелкі жанбауы, көлденең өзгерулер жəне т.б. кезінде жіктің шеттері бойынша қосымды шыбықшаның ҧшын жеткілікті ҧстамау болып саналады. Тілікшелер жіктердің кесіктерін əлсіздендіреді, сондықтан олар қауіпті.

Күйдіріп жіберу

жіберу ваннада немесе қосымды шыбықшада оксидтер қҧрамы көп болғанда, алауда оттегінің артық болуы немесе металды алаудың тотықтырғыш аймағымен қыздырған кезде алау балқытылған металл бар ваннаға ҧзақ уақыт əрекет ету нəтижесінде туындайды. Металдың кҥйіп кетуін (əсіресе болат) жіктің сыртқы тҥрі бойынша анықтауға болады. Пісіру барысында кҥйіп кеткен жағдайда пісіру ваннасында металдың қарқынды қайнауы жəне суыған кезде қопсуы қадағаланады, нəтижесінде пісірілетін жіктің бетіндегі іздер ҥлкен тегіссіздікпен ерекшеленеді жəне кеуекті массаға тəн тҥрге ие болады. Металдың кҥйіп кету металлоаграфикалық зерттеу кезінде оңай анықталады.

нҥктесінен жоғары алаумен металды ҧзақ қыздырумен байланысты, бірақ металдың тотығуына байланысты емес. Әдетте қыздырып жіберу металл өте қалың болған кезде пісіруді баяу жылдамдықпен жҥргізгенде туындайды. Қатты қыздырып жіберу пісірілетін жіктің өзінде ТӘА сияқты анықталады. Аса қалың болатты газбен пісірген кезде қыздырылған металдың аймағы максималды. Бҧл жағдайда жіктің металлы ірі кристаллды қҧрылымы бойынша сипатталады. Қатты қыздырып жіберуді пісірілген қосындыны металлографикалық зерттеу барысында анықтауға болады.

Жіктің кеуектілігі пісіру ваннасындағы химиялық реакциялар кезінде газдардың бөлінуімен жəне сҧйық металда алаудағы кейбір газдар, көбінесе сутегінің еруімен шартталады. Бірақ, газбен пісірген кезде пісіру ваннасындағы металдың баяу суитындығынан пайда болатын газдардың маңызды бөлігі бетіне бетіне шығуға ҥлгереді. Осыған байланысты газбен пісіру процесінде жік металының кеуектілігі ақау болып саналмайды.

Қож қоспалары пісірілетін жиектердің жəне қосымды сымдардың беткі жақтары кір болғанда, пісіру ҥшін тотықтырғыш алауды қолданғанда, пісіру процесінде сҧйық металды нашар араластырғанда, металды жеткілікті қыздырмағандықтан пісіру ваннасы тез суығанда жəне  т.с.с.  пайда  болуы  мҥмкін. Қож қоспалары жік металлын əлсіздендіреді жəне пісірудің маңызды ақауы болып саналады. Оларды бақылауды бҧзбайтын физикалық əдістермен анықтайды.

Жарықтар пісіріп қосудың аса қауіпті ақауы болып саналады. Жарықтар жіктің өзіндегідей, негізгі металда жəне ТӘА болуы мҥмкін. Жарықтардың пайда болуына пісірілетін тораптың біркелкі қыздырылуы немесе баяу сууы, пісірілетін элементтерді қатты бекітпей пісіруді бос кҥйде  жҥргізу, қоспа  материалдар мен флюстерді сəйкес таңдау кедергі жасайды.

13.  Кейін пісіру ваннасы пайда болатындай пісіру процесі қалай жҥзеге асырылады? 14.  Тік жіктерді пісірудің ерекшеліктері қандай?

4 Тарау

КӚМІРТЕКТІ ЖӘНЕ ТӚМЕН ҚОСПАЛАНҒАН БОЛАТТАР ТУРАЛЫ

Болат химиялық қҧрамы бойынша көміртекті жəне азқоспалы болып бөлінеді. Тағайындалуы бойынша болатты қҧрылмалық жəне аспаптық деп айырады. Пісіру жҧмысының көптеген бөлігі төмен көміртекті жəне азқоспалы қҧрылмалық болатты пайдаланумен байланысты. Көміртекті қҧрылмалық болаттың механикалық қасиеттерін көміртегі анықтайды. Көміртекті болатты кəдімгі сапада жəне сапалы балқытады. Әдеттегі сапалы көміртекті болатты ҥш топқа бөледі: А тобы — механикалық қасиеттері бойынша; Б тобы — химиялық қҧрамы бойынша; В тобы — механикалық қасиеттері жəне химиялық қҧрамы бойынша. Келесі ҥлгідегі болатты дайындайды:

А тобы — Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6; Б тобы — БСт0, БСт1, БСт2, БСт3, БСт4, БСт5, БСт6; В тобы — ВСт0, ВСт1, ВСт2, ВСт3, ВСт4, ВСт5. Кəдімгі сапалы болаттың  қышқылсыздандыру  дəрежесі бойынша келесі белгілері бар: қай — қайнағыш; жт — жартылай тынық; т — тынық. Қҧрамында 0,07 % аспайтын кремний бар қайнағыш        болатты        металды        мырышпен        толық қышқылсыздандырмау кезінде алады. Бҧл болат прокат қалыңдығы бойынша зиянды қоспалар (кҥкірт жəне фосфор) біркелкі бөлінбеуі айқын көрініп, сипатталады. Оны болатты мырыш, аллюминий жəне кремниймен қышқылсыздандыру арқылы алады. Оның қҧрамында кемінде 0,12% кремний бар; кҥкірт жəне фосфор қайнағыш болатқа қарағанда біркелкі бөлінген. Бҧл болат ескіруге бейім жəне жақсы пісірілетінімен ерекшеленеді. Жартылай тынық болат ескіруге бейімділігі бойынша қайнағыш жəне тынық болат арасындағы орында.

1—5 таңба нөмірлері бар жартылай тынық болаттар қҧрамында орташа жəне жоғары (шамамен

1 % дейін ) мырышпен балқытады. Соңғы жадайда таңба нөмірінен кейін Г əріпін қояды (мысалы, БСт3Гпс). А тобының болатын пісірілетін қҧрастырылымдарды дайындау ҥшін қолданбайды. Б тобының болатын екі санатқа бөледі. Бірінші санаттағы болатқа көміртегі, кремний, мырыш жəне максималды шектелген кҥкірт, фосфор, азот жəне мырыш қҧрамы реттелген. Екінші санаттағы болатқа сол сияқты хром, никель жəне мыс максималды шектелген. В тобының болатын алты санатқа бөледі. Болаттың толық белгісі таңба, қышқылсыздандыру деңгейі жəне санат нөмірінен тҧрады. Мысалы, ВСт3Гпс5: В тобының болатын, Ст3Г таңбасын, жартылай тынық, 5-санатын білдіреді. В тобындағы болаттың қҧрамын Б тобының таңбасына, 2-санатына сəйкес. Барлық санаттағы жəне қышқылсыздандыру деңгейіндегі ВСт1, ВСт2, ВСт3 таңбалы болаттарды кепілдендірілген пісірімділікпен шығарады. БСт1, БСт2, БСт3 таңбалы болатты тапсырыс берушінің талабы бойынша кепілдендірілген пісірімділікпен жеткізіледі. Көміртекті сапалы болатты МЕМСТ 1050 — 88 сəйкес шығарады. Болаттың қҧрамында кҥкірт аз. Көміртегі бойынша жіберілетін ауытқулар 0,03 ...0,04 % қҧрайды. Қҧрамында 0,20% дейін көміртегі бар болат қайнағыш (қай), жартылай тынық (жт) жəне тынық (т) болуы мҥмкін; қалған болаттар — тек қана тынық. Кейінгі тынық болаттарға саннан кейін «т» əріпін қоймайды. Қҧрастырылымды дайындау ҥшін көміртекті сапалы болатты ыссы илемделген кҥйде жəне аз мөлшерде, қалыптандырылғаннан жəне шынықтырғаннан кейін пайдаланып, шығарады. Көміртекті болатты МЕМСТ 14-1-142 — 84 сəйкес ҥш сынып тармағына бөледі: төмен көміртекті (қҧрамында көміртегі 0,25 % дейін); орташа көміртекті (қҧрамында көміртегі 0,25.0,60% дейін); жоғарғы көміртекті (қҧрамында көміртегі 0,60% көп). Пісірілетін қҧрастырылымдарда негізінде төмен көміртекті болатты пайдаланады. Пісіру өндірісінде əртҥрлі металдардың  пісірілімділігі туралы тҥсінік маңызды рөл атқарады.

Пісірілімділік деп металл немесе металл тіркесімдері пісірудің белгілі технологиясы кезінде қҧрастырылым жəне бҧйымды пайдалану шарттарының талаптарына сəйкес қосындыларын айтады. Пісірілімділігі бойынша көміртекті болатты шартты тҥрде төрт топқа бөледі: І — жақсы пісірілетін; ІІ —

пісірілуі қанағаттанарлық (осы болаттан сапалы пісірілген қосындылар бөлшектерін алу ҥшін пісіру тəртібін, арнайы қоспа материалдарын, белгілі температуралық шарттарды қатаң сақтаған жөн, ал кейбір жағдайларда қыздыру, термиялық өңдеу); ІІІ — шектеулі пісірілетін (сапалы пісірілген қосындыларды алу ҥшін қосымша қыздыру, алдын ала немесе термиялық өңдеу қажет); ІV

КӚМІРТЕКТІ ЖӘНЕ ТӚМЕН ҚОСПАЛАНҒАН БОЛАТТАРДЫ ГАЗБЕН ПІСІРУ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ

Қалыңдығы 6 мм дейін болатты газбен пісірген кезде жанғыш газдар ретінде ацетилен, пропан немесе пропан-бутандық қоспа, табиғи газды (шектеулі қолдану) пайдаланады. Қосымды сым МЕМСТ 2246—70 талаптарына сəйкес болу керек. Оны болат таңбасына байланысты таңдайды (4.1 кесте). Газбен пісіру тəртібі

4.2 жəне 4.3 кестеде келтірілген.

Болатты газбен пісіру ҥшін флюстерді МЕМ СТ 3-5479 — 83 бойынша шығаратын болды жəне нөмірмен таңбалайды. Нөмірлері бойынша флюстердің компоненттерін анықтайды (4.4 кесте). Балқытылған қоспа металының тамшылары негізгі металдың жеткілікті қыздырылмаған жиегіне тимеуі ҥшін пісірілетін бөлшектер мен қосымды сымдардың жиектерін бір уақытта балқытуға тырысу керек. Тығыздығын арттыру мақсатында

4.1 кесте. Кӛміртекті және азқоспалы болатты газбен пісіру ҥшін қосымды сым мен флюстің таңбасын таңдау

Болат таңбалары

/ч

Ст0қай, Ст1қай, Ст2қай, Ст3қай, ВСт2, ВСт4

Св-08ГС, Св-08Г2С, Св- 10ГА, Св-12ГС, Св-14ГС

Св-08А, Св-08ГА, Св-10ГА, Св-12ГС, Св-08Г2С

75. 100 (пісірудің сол тəсілі) 1—3

Св-08, Св-08А, Св-18ГСА, Св-18ХМА

жіктің созымдылығын жапқан жөн. Өте қалың қаңылтыр табақтарды, сонымен  қатар  жауапты  бҧйымдарды пісірген  кезде пісірілетін жіктің термиялық өңдеуін немесе бҧйымды бҥтіндей пайдаланады. Болатты пісірген кезде жиегінің беті таза болған жөн, себебі негізгі металдың беткі жағында ластың болуы жікте кеуектердің, піспеу жəне қож қоспаларының пайда болуына əкеледі. Жиектерді дайындау МЕМСТ 16037 — 80 сəйкес болу керек. Бөлшектердің тҧтқыштарын газбен пісіру алдында негізгі  пісіру жҥзеге асырылатын сол қосымды сыммен жəне жанарғының ҧшымен орындау қажет. Тҧтқышты кернеу концентрациясы аймағында жҥргізу ҧсынылмайды: ҥшкір бҧрыштарды, айналасында радиусы аз кҥрт ауысу орындарында ғана болады.

Төмен көміртекті болаттың құрамында 0,25 % дейін көміртегі бар жəне газбен пісіргенде жақсы пісіріледі. Пісіру ҥшін қалыпты алауды пайдаланады: пісірілетін металдың 1 мм қалыңдығына пісірудің сол тəсілі кезінде 100...300 дм

/ч, оң тəсіл кезінде — 120... 150 дм

/ч.

Қоспа материалы ретінде Св-08, Св-08А, Св-08ГА, Св-10ГА жəне Св-10Г2 пісіретін сымды пайдаланады.

4.2 кесте. Кӛміртекті болатты ацителен қоспасын пайдаланып газбен пісіру тәртібі

мм

мм

/ч

ГЗ типті

Г2 типті

1,0

[> vj со to to со Оз

0,6...1,5

4.3 кесте. Пропан-бутандық қоспаны пайдалана отырып кӛміртекті болатты газбен пісіру тәртібі

Пісірілетін сымның МЕМСТ 1077—79Е        Шығын, дм

/ч

105. ..315

210. .680

420. .950

4.4 кесте. Болатты газбен пісірген кезде қолданатын флюстер

Калий карбонаты

Натрий гидрокарбонаты

Бор қышқылы

Натрий карбонаты

Кремний диоксиді

Ферромырыш

Феррохром

Ферротитан

Рутил концентраты

Плавикті шпат

Мəрмəр

Ферросилиций

Титан диоксиді

Техникалық қызыл фосфор

Флюсті қолдану талап етілмейді. Аса қалың металды пісірген кезде жəне жауапты бҧйымдарды пісірген кезде пісірілген қосындыларға немесе бҥтіндей бҧйымдарға кейінгі термиялық өңдеуді пайдаланады. Болат қҧрамында көміртегінің 0,3 % аса артуы металдың кристаллдану температурасына жақын температурада жəне пісіруден кейін салқындатқан кезде (салқын жарықтар) жарықтар пайда болуы мҥмкін. Көміртегі қҧрамының артуы металдың шекарасы бойынша морт қабатшалардың пайда болуына əрекет етеді. Бҧндай болаттағы жарықтар жапсарлы аймақтағыда жік металлында да пайда болуы мҥмкін. Қҧрамында көміртегі 0,3... 0,6% бар болатты пісіру ҥшін қалыңдығы 1 мм металға ацетиленнің аз шығынды 75.100 дм

/ч алауын қолданады. Тек қана қалыпты алауларды пайдаланады. 3 мм асқан металды 250-350 °С дейін температурада жалпы алдын ала қыздыруды пайдалану ҧсынылады .

Сол сияқты 650...700°С дейін жапсарлы аймақты жанарғымен жергілікті қыздыруға болады. Жік металының қҧрылымын жəне жапсарлы аймақты пісіруден кейін 600.650 °С температурада беру арқылы жақсартуға болады.

Жоғарғы көміртекті болаттың құрамында 0,6.2,0% көміртегі бар жəне орташа көміртектіге қарағанда нашар піседі. Орташа көміртекті болатты пісіргенде қолданатын сол амалдарды пайдаланады. Қалыңдығы 1 мм металған ацетиленнің шығыны 75 дм

/ч қҧрайды. Пісірудің сол тəсілі ҧсынылады. Қалыпты немесе сəл көміртектендіргіш алауды жəне көміртегі аз қосымды сымды пайдаланады. Қҧрамында көміртегі 0,7 % асатын болатты пісірген кезде флюсті (бураны) пайдалану ҧсынылады. Жоғарғы көміртекті болаттың қанағаттанарлық пісіру қосындысын металдың қалыңдығы 3 мм аспағанда алуға болады. Әдетте пісіруді жергілікті қыздырумен (650.700 °С) ҥйлесетін алдын ала қыздырумен (250.350 °С) жҥргізеді. Пісіруден кейін болаттың осы тҥріне белгіленген термиялық өңдеуді қолданады.

Перлитті класстың азқоспалы болаты (10ХСНД, 15ХСНД жəне т.б.) беріктігі жоғары, жақсы пісірілетін жəне атмосфералық шарттарды тотығуға жоғарғы тҧрақтылғымен сипатталады. Осы болатты газбен пісірген кезде қалыңдығы 1 мм металға ацетиленнің

Молибден және азқоспалы болат (15М, 25МЛ жəне т.б.) қҧрамында 0,4.0,6% молибден бар жəне 500.550 °С дейін температура кезінде пайдалануға арналған. Осы болаттарды пісірген кезде қалыңдығы 1 мм металға 100 дм

/ч ацетилен шығыны бар тек қана қалыпты алауларды қолданады жəне Св-08ХМ, Св- 10НМ, Св-18ХМА, Св-10ХМ таңбалы пісіру сымдарын пайдаланады. Пісіруді барлық пісірілетін жерлерді ашық-қызыл ысытуда ҧстап тҧрып, ҧзындығы 15-25 мм шағын жерлерде жҥргізеді. Пісіру алдында жиектер металдық жылтырға дейін қорғалу керек. Қалыңдығы 5 мм дейінгі металды бір қабатқа пісіреді, ал өте қалың болғанда көп қабатты пісіруді пайдаланады. Пісіруді өте  шағын ҥзілістермен жҥргізген жөн. Ҥзілістен кейін пісіруді жаңартқа кезде жарықтарды болдырмау ҥшін осы жерде (қҧбырларды пісірген кезде – бəрін тҥйістіріп) жікті біркелкі қыздыру қажет.

Хром кремний мырыш қосылған болат (30ХГСА типті) беріктігі, иілгіштігі жоғары, вибрациялық жəне соққы жҥктемелерге төзімді. Хром мен кремнийдің жанып кетуін болдырмау ҥшін қалыңдығы 1 мм пісірілетін металған шығыны 75... 100 дм

/ч ацетилен ҧшымен пісіруді жҥргізеді. Қоспа материалы ретінде Св-08 жəне Св-08А таңбалы төмен көмірсутекті немесе Св-18ХМА таңбалы азқоспалы сымды пайдаланады. Пісіру алдында қаңылтыр табақтарды металл қалыңдығы 0,5.1.5 мм болғанда 20.30 мм жəне 40-60 мм кейін металл қалыңдығы 2 мм асса қысады. Тҧтқыштарды қаңылтыр табақтың шетінен немесе пісірілген қосындының шетінен бастап 10-15 мм қашықтықта орналастырады. Жиектерді мҧқият тазалап, қиыстырып келтіру қажет. Жиектер арасындағы саңылаулар жіктің барлық ҧзындығы бойынша бірдей болу керек, бҧл шаблонмен тексеріледі. Пісіруді бір қабатта жҥргізеді. Кенет суытқан кезде жікте жəне жапсарлы аймақта жарықтар пайда болуы мҥмкін, сондықтан пісіруді аяқтаған соң радиусы 20-40 мм алаңда жалынмен соңғы жерді қыздыра отырып, алауды жіктен ақырын əкеткен жөн. Пісіруді ҥзіліссіз, жанарғы алауын бір жерде ҧстап тҧрмай жəне пісіру ваннасындағы металды қыздырып жібермей барынша тез жҥргізу қажет. 30ХГСА типті болат пісіргеннен кейін босату ҥшін шынықтыруда қыздырады.

ПІСІРУДЕН КЕЙІН ТЕРМИЯЛЫҚ ӚҢДЕУ ЖӘНЕ БҦЙЫМДАРДЫ ТҤЗЕТУ

Термиялық өңдеуді пісіруден кейін бҧйымда қалатын кернеулерді жою, сонымен қатар пісірілген жіктің металл қҧрылысын жақсарту ҥшін қолданады. Пісіруден кейін немесе пісіру процесі кезінде босаңдату, қалыпқа келтіру жəне босату сияқты термиялық өңдеудің тҥрлерін пайдаланады. Бҧйымды босаңдату кезінде қыздыруды пеште біртіндеп жҥргізеді. Төмен көмірсутекті жəне орташа көмірсутекті болаттардың температурасы 600.680 °С дейін жетеді. Бҧл температурада болат жҧмсақ болады жəне кернеулігі азаяды. Қыздырғаннан кейін жеткізілген температурады қалыңдығы 1 мм пісірілетін бөлшекке 2,5 мин есебімен, бірақ 30 мин емес ҧстау қажет. Содан кейін бҧйымдарды пешпен бірге суытады. Босадатудың жергілікті жəне толық сияқты басқа да тҥрлері бар. Босаңдату тəртібін болаттың  тҥріне байланысты анықтама əдебиеті бойынша таңдайды.

Қалыпқа келтіру босаңдатудан айырмашылығы, босаңдатып болған соң қҧрастырылымды тынық ауада салқындатады. Қалыпқа келтіргеннен кейін металдың ҧсақ дəнді қҧрылымы сақталады, бҧл оның салыстырмалы беріктігі мен қаттылығын, бірақ кернеулі кҥйсіз болуын қамтамасыз етеді. Болаттарды газбен пісірген кезде термиялық өңдеу жіктегі металды жҧмсарту ҥшін қызмет етеді. Кейбір жағдайларда жік бөліктерін ашық-қызыл тҥске дейін ыста қыздырады жəне осы кҥйінде соғады. Металл дəндері ҧсақталады, жҧмсақтығы мен тҧтқырлығы артады. Тойтаруға жол бермеу мақсатында (жаңа кернеулі кҥй) металл  кҥңгірт қызыл тҥске дейін суыған соғуды тоқтату керек. Соққаннан кейін қайтадан қалыпқа келтіру қажет.

Бұйымдарды түзету ҥшін жанарғының алауымен жергілікті қыздыруды жиі қолданады. Бҧйымның тҥзететін дөңесті бөліктерін қыздырады (4.1 сурет).

4.5 кесте. Ацетиленді оттегі алауымен кӛміртекті болаттың қаңылтыр табақтарын тҥзету тәртібі

Қаңылтыр табақтың қалыңдығы, мм

* 600 °С жоғары температура кезінде.

Іll

4.2 сурет. Қалыңдығы 15 мм болаттың қаңылтыр табағын тҥзету сызбасы:

Қыздырған кезде металл кеңеюге тырысады, бірақ оған салқын телімдер кедергі жасайтындықтан сығудың жҧмсақ деформациясын тудыратын сығу кернеулігі туындайды. Осы телімде салқындатқан кезде созылу кернеулігі пайда болады, нəтижесінде бҧйым тҥзетіледі. Екінші рет тҥзету қажеттілігі болған кезде енді қыздырылған көршілес жерлерге тигізбей келесі телімді қыздырады. 4.5 кестеде көміртекті болаттың қаңылтыр табағын ацетиленді оттекті алаумен тҥзетуді шамаланған тəртібі көрсетілген. Қалың қаңылтыр табақты металл кескеннен кейін дайындалған қайшыларды айқын көрінетін дөңестік болады. Тҥзетуді 4.2. суретте көрсетілген сызба бойынша алаумен жҥзеге асырады.

Газбен пісіруді диаметрі ҥлкен емес қҧбырларды (100-150 мм дейін) монтаждау кезінде, бҧрыштық, ҥш айыр, бҧрып жіберу жəне қҧбыр желісінің басқа да қҧрылымдық элементтерін дайындаған кезде кеңінен қолданады. Қҧбырларды қабырға қалыңдығына байланысты жік  дөңестігін (1.3 мм) жібере  отырып тҥйіскен жіктермен пісіреді.

Қабырға қалыңдығы s < 3 мм болған жағдайда қҧбырларды пісіргенде жиек қиғашын жасамайды. Торапты 0,5s дейінгі саңылаумен жинайды.

s > 3 мм қҧбырларды пісірген кезде жиектердің қиғаштарын 35...45° бҧрышта орындайды. Жиектердің ҥшкір бөлігін пісірген кезде еріп, балқыған металл қҧбырдың ішіне ақпау ҥшін мҧқалтады. Бөлек жағдайларда қҧбыр желілерінің тағайындалуына байланысты қҧбырларды тҥйістірудің басқа да кҥрделі тəсілдерін пайдаланады: төсемелі сақинасы бар қиғашсыз жиек; жиектерді бөлшекту жəне оларды дəлірек орталықтандыру ҥшін қҧбырдың ішінде қырнау жəне т.б. Көрсетілген қҧбыр желілерін пісірген кезде қалған астына қойылатын сақиналарды қолдануға тыйым салынады. Қҧбырларды қосу ҥшін сол жəне оң тəсіл қолданыла береді. Пісіру алдында қҧбырларды олардың белдіктері бір-біріне келу ҥшін тҥзетеді, содан кейін айналасы бойынша бірнеше жерден тҧтқыштайды жəне пісіруге кіріседі. Қҧбырларды орталықтандыру ҥшін пісіру кезінде əртҥрлі аспаптарды пайдаланады, олардың біреуі 4.3 суретте көрсетілген. Егер қҧбырды айналдыратын болса, онда пісіруді төменгі қалыпта жҥргізген жөн (4.4 сурет). Бҧрылмайтын торапты кейін төменде, көлденең жəне төбе жіктерімен пісіреді. Бҧл жағдай пісірушілер ҥшін аса қиын, себебі кеңістікте əртҥрлі қалыпта жіктерді орындай білуді талап етеді. Диаметрі 150 мм дейін қҧбырлардың бҧрылмайтын торабында (4.5 сурет) алдымен төменгі жартысын (1 телім), содан кейін кері бағытта жоғарғы жартысын (2 телім) пісіреді. Жоғарғы жіктің басы мен аяғын А жəне Б аймақтарында жауып пісіреді. Диаметрі 300 мм дейін жəне одан жоғары қҧбырларды пісірген кезде (4.6 сур.)

4.3 сурет Диаметрі 60... 100 мм қҧбырларға арналған бҧрандама қысқышты центратор

4.4 сурет. а

); б

жəне

қҧбырларды т ң

е лімдерінде бірінші қабатты орындау; в

тораптарын б п ҧ іс р ір ы у

л ысы жəне

жəне

телімдерінде бірінші қабатты

пісіруді айналадағы қандай да бір нҥктеден бастайды жəне төрт бөлікпен орындайды (1

тегістейді, содан кейін дайындық жҧмыстарын жҥргізеді. Пісіру сымына сертификат болу керек. 4.5 сур. Диаметрі 150 мм дейін қҧбырлардың бҧрылмайтын торабын пісіру реттілігі

4.6 сурет. Диаметрі ҥлкен қҧбырларды пісіру реттілігі: а

б

в

Сертификат болмағанда белгілі əдістеме бойынша келесі сынаулар ҥшін (ажырау жəне бҧрышта бҥгілу сынауларына ҥш ҥлгіден) ҥшін алты арнайы ҥлгілерді пісіреді. Дайындық жҧмыстары аяқталған соң жиектердің бетін жəне оған іргелес қҧбырдың сыртқы жəне ішкі жақтарын айналасы бойынша кемінде 10 мм ені бойынша металдық жылтырға дейін тазалайды. Қҧбырлардың бҥйіржағын жинау жəне пісіруді ені 50 мм ҧзын бойлы жікпен жылжытып алдындағы қҧбырдың жігіне қатысты айналасында жҥргізу қажет. Балқыма металдың беткі жағы барлық шеңбері бойынша сəл дөңесті, негізгі металға жатық ауысқан, тіліксіз жəне піспей қалған жерлерінсіз болу керек. Жік дөңестігінің биіктігі 1-3 мм дейін жіберіледі, бірақ қҧбыр қабырғасының қалыңдығынан 40% аспау керек. Жік ені қҧбыр қабырғасының қалыңдығынан 2,5 есе аспау керек. Қатпар жəне ірі қабыршақтыққа жол берілмейді. Сыртқы тҥрі бойынша тізбектелген талаптарға сəйкес келмейтін тораптар жарамсыз немесе тҥзетуге жатады. Қайтадан жік салу тəсілімен тораптарды тҥзетуге жол берілмейді.

4.7. кҥнқағары бар тораптарды пісіру реттілігі: а, б

наружный шов-сыртқы жік, сварка трубы с внутренней стороны – құбырды ішкі жағынан пісіру )

Күнқағар

Жанарғымен нысанға жақындау  мҥмкіндігі  болмағанда (мысалы, ҥй-жайларда қабырғаға жақын оналасқан ыстық немесе суық суға арналған қҧбырларды пісірген кезде) кҥнқағары бар газбен пісіруді қолданады (4.7 сурет). Торапты пісіруге дайындау

белгілі кəсіби дағдыларды талап етеді.

Орташа жəне азқоспалыларға жиынтығында 2,5-10 сəйкес жəне 10% аса қосынды элементтерден тҧратын (көміртегін қоспағанда ) болаттарды жатқызады. Көміртегі жəне қосынды элементтердің қҧрамына байланысты қҧрылымы бойынша болатты мартенситті, мартенситті-ферритті, ферритті жəне аустенитті кластарға бөледі. Пісірген кезде пісіріп қосуда болаттың қасиеттері негізгі металға тəн қасиеттерінен (тотығуға тҧрақтылық, қызуға төзімділік, тозуға төзімділік жəне т.б.) айтарлықтай ажырамау ҥшін оның бастапқы қҧрамы мен мен қҧрылымын сақтап қалуға тырысу қажет. Пісіру бҧйымдарында мысалы, химиялық аппаратураларды дайындаған кезде қолданатын хромды, хромды-никельдік, тотығуға тҧрақты, қызуға төзімді жəне қызуға берік болатты кеңінен қолданады.

Хромдық болаттың қҧрамында 4.30% хром болуы мҥмкін. Қҧрамында 4.14% хром бар болатты мартенситті класқа, 13.18% хром — мартенситті-ферритті, 23.30% хром бар болатты — ферритті қласқа жатқызады. Болаттың қҧрылымы сол сияқты оның қҧрамындағы көміртегіне байланысты. Қҧрамында көміртегінің артуы мартенситті қҧрылымның пайда болуына əрекет етеді. Көміртегі хроммен бірге хром карбидін тҥзеді, бҧл пісірген кезде жоғары хромды жəне хром-никельді болады. 450.650 °С температура интервалында жеткіліксіз тез өткенде жəне көміртегі 0,06% көп болса тҥйіршіктердің беткі жағын тҧрақсыздандырады, олардың шекараларында хром карбидін тҥзеді. Бҧл тҥйіршіктерді бетінде хромның жетіспеушілігіне əкеліп, нəтижесінде болат кристалл аралық тотығуға тҧрақтылығын жоғалтады. Тотығу процесі хром 12 % төмен болғанда пайда болуы мҥмкін жəне пісірудің термиялық айналымы əрекет еткен кезде пайда болатын ішкі кернеулердің əрекетінен тездетілуі мҥмкін. Қыздыру аймағы ҥлкен газбен пісіру — тотығуға тҧрақты, қызуға берік жəне қызуға төзімді, қҧрамында хром бар болатты пісіргенде аса ыңғайлы тəсіл

емес.

Жоғары хромды жəне хром-никельді болаттың жарық беруіне бейімділігін, кристалларалық тотығу жəне тҥйіршіктердің өсуін төмендету ҥшін, олардың қҧрамына хром-титаннан (шамамен 0,8% немесе ниобий (1,2% дейін) қарағанда карбид тудыратын белсенді элементтерді қосады. Қҧрамында 0,15% дейін көміртегі бар орташа қоспалы хромды болатты жоғарғы беріктік талап етілмейтін, бірақ тотығуға тҧрақтылығы қажет қҧрастырылымдарда қолданады. Жоғары қоспалы хромды болаттың қҧрамында 0,35 % С болуы мҥмкін, беріктігі жоғары, тотығуға жəне қышқыл əрекетіне жақсы қарсыласады. Жоғарғы хромды болатты ҧзақ қыздырған кезде тҥйіршіктердің өсуіне бейім болады, бҧл оның беріктігін төмендетеді, сондықтан осындай болатты газбен пісіру ҧсынылмайды. Қыздырудың алдын алу жəне деформацияны азайту ҥшін хромды болатты ацетилен шығыны төмен (қалыңдығы 1 мм металған 70 дм

/ч) қалыпты алаумен пісіруді жҥзеге асырады. Пісірген кезде сол маркалы болаттан немесе оған жақын болаттан жасалған қосымды сымды пайдаланады. Св-04Х19Н9, Св- 06Х19Н9Т таңбалы сымды да пайдалануға болады. Пісіруді ҥзіліссіз жəне жіктің бір жерін жанарғының алауымен қайтадан қыздырмай тез жҥргізген жөн. Жҧқа қаңылтыр табақтарды (3 мм дейін) сол тəсілмен пісіреді, аса қалыңдарды - тек қана оң тəсілмен. Келесі қҧрамды флюстерді пайдалану ҧсынылады: 55 % бор қышқылы, 10 % кремний оксиді, 10 % ферромырыш, 10 % феррохром, 5 % ферротитан, 5 % титанды кен (концентрат) жəне 5 % плавикті шпат. Флюс хромды жанып кетуден сақтайды жəне баяу балқитын титан, ниобий, хром оксидтерінің балқыма металдарын ерітуге жəне қожға жоюға əрекет етеді. Пісіруден кейін бҧйымдарды термиялық өңдеу қажет.

Х18Н10Т типті хромды-никельді аустенитті болаттың қҧрамында 0,12 % дейін көміртегі, 17...19 % хром, 9 ...11 % никель, 0,7 % дейін титан бар, тотығуға тҧрақтылығы, қызуға төзімді (ысқа төзімді) жəне қызуға берік. Болаттың тотығуға қарсы қасиеттерін 950.1 100  °С температураға дейін қыздырып термиялық өңдеумен жəне кейін суда немесе ауада жылдам суытумен береді. Бҧл ретте болат бір фазалы аустенитті қҧрылымға ие болады. Егер балқытылған металдың қҧрамында 2,5.8,5% ферритті фаза болса аустенитті болатты пісірген кезде ыстық жарықтар болмайды. Титан  жəне  ниобий  қҧрамында  шағын  феррит  бар  балқытылған

металдың  аустенитті-феритті  екі  фазалық  қҧрамын  алуға  əрекет етеді. Хром-никельді болаттың жылу өткізгіштігі төмен жəне сызықтық кеңейту коэффиценті жоғары, бҧл газбен пісірген кезде деформацияның артып, бҧйымдардың өзгеруіне əкеледі. Хром-никельді болатты газбен пісіруді қалыңдығы 1 мм металға шығыны 70... 75 дм

/ч на ацетиленнің қалыпты алауымен орындайды. Қҧрамында көміртегі аз титан жəне ниобий қосылған сымды пайдаланады (Св-01Х19Н9, Св-06Х19Н9Т, Св-07Х19Н10Б). Пісіруді максималды мҥмкін жылдамдықпен, қосымды сымның ҧшын пісіру ваннасына батырып ҧстап тҧрып жҥргізеді. Пісірудің оң жəне сол тəсілдерін пайдалануға болады.

Пісіру ваннасын қорғау ҥшін келесі қҧрамды флюсті пайдаланады: 50 % бура жəне 50 % бор қышқылы; 80 % бура жəне 20 % кремний оксиді; 80 % плавикті шпат жəне 20 % ферротитан.

Бура қосылған флюстерді пісіруден кейін мҧқият жою керек, себебі олар жікте кристалларалық тотығудың пайда болуына əрекет ететін жебір қабыршақ тудырады. Флюсті сумен араластырып, пісіруге 15-20 минут қалғанда жиектерге паста тҥрінде жағады. Флюсті сол сияқты жік тҥбінде хром оксидтерінің пайда болуының алдын алу ҥшін жіктің кері жағына да жағады. Флюс қалдықтарын пісіруден кейін жікті ыстық сумен мҧқият жуып, жояды.

Пісіруден кейін егер қҧрастырылымы мҥмкіндік берсе 950.1 100 °С  температураға  дейін  қыздырып,  термиялық  өңдеу  жəне  кейін суда суыту ҧсынылады. Газбен пісіруді қалыңдығы 1,5.2,0 мм аспайтын хром-никельді болатқа қолдану мақсатқа сай; бҧл ретте қосудың қанағаттанарлық сапасына жəне жеткілікті өнімділікке қол жетеді. Аса қалың металдарды сəйкес электродтарды қолдана отырып, доғалы пісірумен пісіру ҧсынылады. Қҧрамындағы көміртегі 0,4.0,5% жететін хром-никельді аустенитті болат (мысалы, 4Х14Н14В2М), төмен көміртектіге қарағанда едəуір нашар пісіріледі, себебі ол карбидтерді бөлуге жəне ыстық жарықтардың пайда болуына бейім. Пісіруді Св- 06Х19Н9Т қосымды сымды алдын ала қыздырып жҥргізуге тура келеді. Пісіруден кейін бҧйымдар осы таңбалы болатқа көзделген тəртіп бойынша термиялық өңдеуге жатады.

10. Бҧрылатын және бҧрылмайтын қҧбырлардың тораптарын газбен пісіру амалдарын қалай ажыратады?

5 Тарау

Шойын – қҧрамында 2,14 % аса көміртегі, 5 % дейін кремний жəне шойын тҥріне байланысты мырыш, кҥкірт жəне фосфор бар көп компонентті теміркөмірсутекті қорытпа. Арнайы шойындарға қосындыланған қоспаларды қосады: никель, хром, молибден, ванадий жəне т.б. Көмірсутегінің жағдайына байланысты қорытпада ақ, сҧр, қақталатын жəне жоғарғы берік шойындарды ажыратады.

Ақ шойын ақшыл сҧр немесе дерлік ақ тҥсті кесікте, бҧндағы көміртегі темір карбиді – цементит тҥрінде байланған кҥйде болады. Морт цементиттің қаттылығы жоғары (800 НВ), сондықтан ақ шойын да жоғарғы мортты жəне өте қатты, механикалық өңдеуге берілмейді жəне қҧрастырылым материалы ретінде сирек қолданылады. Кей кездері ақ шойынды қақталған шойынды алу ҥшін пайдаланады.

Сұр шойын кҥміс тҥсті кесікте графиттің жҧмсақ қосылыстарынан. Шойында нақты тҥрде шамамен 50 % көміртегі бос кҥйде болады; қалған көміртегі екінші карбид тҥрінде байланған кҥйде болады, мысалы перлит. Графит шойынның қасиеттеріне əрекет етеді, оған пішіні мен бөлінуі байланысты: графиттің болуы шойынға болаттың қасиеттерінен кҥшті ерекшеліктер береді. Графит — аса жҧмсақ жəне шойынның өте морт қҧрамдастары оның металдың негізін тҥйрейді, оның тҧтастығын бҧза отырып, шойынның беріктігін төмендетеді, əсіресе динамикалық жҥктемелер кезінде ішкі тілік ретінде əрекет етеді. Сфералық қосылулардың бір-бірінен оқшау болғаны жөн (тіліктің тиімділігін төмендету мақсатында). Графиттік қосылыстардың мөлшері мен көлемін арттыру жəне оларды        біркелкі        бөлмеу        шойынның        беріктігін төмендетеді.Көміртегінің қҧрылымдық кҥйі шойынның химиялық қҧрамына, кристалдау шарттары жəне қорытпаны суыту, сонымен қатар оны кейінгі термиялық өңдеу тəртібіне байланысты. Сҧр шойынды алған кезде қорытпаны баяу суыту қажет. Суыту жылдамдығы артқан сайын ақ шойынды алу мҥмкіндігі артады. Шойынды графиттеуге көміртегі, кремний, алюминий, никель, кобальт жəне мыс əрекет етеді. Кҥкірт, ванадий, хром, молибден, мырыш кері əрекет етеді, яғни темір карбидінің ыдырауына жəне көміртегінің еркін бөлінуіне кедергі жасайды.

Көміртегі қорытпаның балқу температурасын төмендетеді жəне

81 |

оның сҧйықтай аққыштығын арттырады. Іс жҥзінде шойында тек қана төменгі қалыпта пісіруге болады. Қорытпада көміртегінің қҧрамы артқан сайын графиттік қосындылардың саны мен көлемі де артады, бҧл ағартылма мҥмкіндігін төмендетеді, бірақ шойынның механикалық қасиеттерін нашарлатады. Шойынның қҧрылымына көміртегі мен кремний концентрациясының ара салмағы əсер етеді; оны өзгерте отырып, шойынның қажетті қҧрылымын алуға болады. Көміртегі жəне кремнийдің салыстырмалы төмен жиынтығында ақ  шойын алынады. Осы жиынтық қҧрам артқан сайын қҧрылымда графит пайда болады, ал ол неғҧрлым жоғары болса, ледебурит қҧрылымында соғҧрлым аз болады. Лидебурит жəне графит тҥрінде көміртегі қҧрамды шойынды жартыкеш деп атайды. Сҧр шойынның қҧрамында ледебурит болмайды. Кремний шойынның металдық негізінің қасиеттеріне сол сияқты əрекет етеді: беріктігін азайтады, қаттылығын жəне феррит қҧрамдастың морттылығын арттырады. Шойын қҧрамында 4,25 % көміртегі бар, төмен температурада қорытылатын, эвтектикалық қҧрылым. Қҧрамында кремний артқан сайын эвтетикалық қҧрылымды шойынды көміртегі қҧрамы аз болғанда алады, мас. %, оны деңгей бойынша анықтайды

Мырыш карбидтерді тҧрақтандырады, яғни шойынның ағаруына əрекет етеді. Бҧл қасиет қорытпа қҧрамында 1,5 % аса мырыш болғанда қатты анықталады. Шойындағы кҥкірт зиянды қоспа болып табылады жəне шойынның ағаруын ғана тудырмай, тҥйіршіктердің шекарасы бойынша салыстырмалы жеңіл эвтетиканың пайда болуына (Fe — FeS), ыстық жарықтардың пайда болуына əрекет етеді.

Кҥкірттің зиянды əрекеттерін азайту ҥшін мырыштың қҧрамы кҥкірттен қарағанда шамамен 3 есе көп болу керек. Шойындағы кҥкірт қҧрамының жоғарғы шегі шамамен 0,15% қҧрайды. Қорытпадағы фосфор сҧйықтай аққыштықты арттырады жəне шойынның қатаю температурасын арттырады, оның графиттелуіне əрекет етеді, сонымен қатар шойында жарықтардың пайда болу мҥмкіндігін арттырады. Әдетте шойынның қҧрамында 0,1...0,9%. МЕМСТ 1412 — 85 бойынша дайындалатын шойынның механикалық қасиеттері 5.1 кестеде, химиялық қҧрамы — 5.2 кестеде келтірілген. Көміртегінің негізгі бөлігі жҧмсақ графит тҥрінде болады. Металдық негізі ферритті, перлитті-ферритті немесе перлитті болуы мҥмкін. СЧ28-48, СЧ32-52, СЧ36-56 жəне СЧ40-60 таңбалы шойындар тҥрлендірілген болып табылады; оны графиттелген қоспаларды енгізу жолымен алады, мысалы ферроси- лиция жəне екінші алюминий. Сҧр шойында графиттік бөліністердің көлемі ҥлкен емес жəне иірімді немесе ашалық пішінді. Тҥрлендірілген шойын сол металдық негізімен

5.1 кесте. Сҧр шойынның механикалық қасиеттері

Шойын тҥрі

Қаттылығы HB

Созылған кезде

Бҥгілген кезде

2,0 143. 229

2,5 163. 229

170. .229

3,0 170. .241

170. .241

170. .241

187. 255

197. 269

3,5 207. 269

229. 289

5.2 кесте. Сҧр шойынның химиялық қасиеттері

Көміртегі

Кремний

аспайды

3,5. .3,7

ю о ю

о со

о

о

0,12

о

о

0,02

0,02

(МЕМСТ 1215 — 79) сҧр шойынға қарағанда морттығы аз. Оны алу ҥшін бастапқы материал ретінде 800... 850 °С температурада арнайы термиялық өңдеуге – ҧзақ босаңдатуға (қажыту деп аталатын) жататын ақ шойын қызмет етеді. Бҧндай өңдеу ҧнтақ немесе резеткі тҥрінде ҧсақ графитті бөлумен шартталады. Термиялық өңдеу тəртібіне байланысты металдық негіз ферритті немесе перлитті болуы мҥмкін. Қақталған шойында 900 °С жоғары қайталап қыздырған кезде графит ыдырап, цементит тудыруы мҥмкін, бҧл оны пісіруді қиындатады, себебі көміртегінің бастапқы пішінін қалпына келтіру ҥшін пісірілген бҧйымды термиялық өңдеудің толың айналымы қажет. Қақталған шойынның механикалық қасиеттері 5.3 кестеде келтірілген.

Жоғарғы берікті шойын (МЕМСТ 7293 — 85) қҧрамында шар тəріздес пішінді графит бар жəне сҧр шойынмен салыстырғанда беріктігі жоғары болғандықтан машина жасауда кеңінен қолданылады. Беріктігі жоғары шойынды алу оның магний немесе цериймен тҥрленуінде жəне ол арқылы азотты (сҧйық кҥйінде) ҥрлеуден тҧрады. Магнийді лигатура тҥрінде – магнийдің мыс, никель, ферросицилий жəне т.б. қорытпасын енгізеді. Беріктігі жоғары шойынның механикалық қасиеттері  5.4 кестеде келтірілген.

5.3 кесте. Қақталған шойынның механикалық қасиеттері

Шойын тҥрі

Созған кезде беріктік шегі МПа, кемінде

Қаттылығы HB

5.4 кесте. Шар тәріздес графиті бар беріктігі жоғары шойынның механикалық қасиеттері

Шойын тҥрі

Созған кезде беріктік шегі МПа, кемінде

Созған кезде аққыштық шегі МПа, кемінде

Созған кезде салыстырмалы ҧзаруы %, кемінде

Соққы тҧтқырлығы, кДж/м

кемінде

Қаттылығы HB

140...200

160...220

180.260

200.280

229.275

220.300

1 000