Барлық кеңістік жағдайында түрлі болаттан, түсті металдар мен олардың қорытпаларынан, шойыннан жасалған бөлшектерді дәнекерлеу және кесу
В.В. Овчинников
Жазылымсыз режим: 20-беттен кейін жазылым беті ашылады, әрі қарай әр 10 бет сайын (ең көбі 5 рет).
«Оқулық «Пісіруші (электрмен және газбен пісіру жұмыстары)» мамандығы бойынша орта кәсіби білім берудің федералдық мемлекеттік білім беру стандартына сәйкес. Металды доғалы, плазмалы және газбен пісіру, түсті металды және қорытпаларды пісіру технологиясы туралы жалпы мәліметтер келтірілген. Доғал...
КӘСІБИ БІЛІМ БЕРУ
в.в.овчинников
БАРЛЫҚ КЕҢІСТІК ЖАҒДАЙЫНДА ТҮРЛІ БОЛАТТАН, ТҮСТІ МЕТАЛДАР МЕН ОЛАРДЫҢ ҚОРЫТПАЛАРЫНАН, ШОЙЫННАН ЖАСАЛҒАН БӚЛШЕКТЕРДІ ДӘНЕКЕРЛЕУ ЖӘНЕ КЕСУ
ОҚУЛЫҚ
НПО бағдарламаларын іске асыратын білім беру мекемелерінің оқу процесінде пайдалануға арналған оқулық ретінде «Білім беруді дамытудың федералдық институты» федералдық мемлекеттік автономды мекемесі ұсынылды
Пікірді тіркеу нөмірі- 282,
2013 жылғы 08 шілде,Ф
Г
А
У
«ФИРО»
3-басылым, стереотиптік
Мәскеу
«Академия» баспа орталығы
2017
УДК 621.791(075.32) ББК 30.61я722
О-355
Пікір жазған — Мәскеу қаласы «№42 политехникалық колледж» МББМ ОКБ жоғары біліктілік санатындағы оқытушысы Р. Ю.
Остапец,
Овчинников В.В.
О-355
Барлық кеңістік жағдайында түрлі болаттан, түсті металдар мен олардың қорытпаларынан, шойыннан жасалған бӛлшектерді дәнекерлеу және кесу . Орта кәсіби білім беру мекемелерінің студенттеріне арналған оқулық / В. В. Овчинников. — 3-басылым, стер. — М. : «Академия» баспа орталығы, 2017. — 304 бет.
ІSBN978-5-4468-5084-6
Оқулық «Пісіруші (электрмен және газбен пісіру жұмыстары)» мамандығы бойынша орта кәсіби білім берудің федералдық мемлекеттік білім беру стандартына сәйкес. Металды доғалы, плазмалы және газбен пісіру, түсті металды және қорытпаларды пісіру технологиясы туралы жалпы мәліметтер келтірілген. Доғалы, плазмалы және газбен пісіруге және кесуге арналған жабдық сипатталған. Аталған оқулыққа «Түрлі болаттан, түсті металдан және оның қорытпаларынан, шойыннан жасалған бӛлшектерді барлық кеңістіктік күйде пісіру және кесу. Екі бӛлімнен тұратын» электрондық қосымша шығарылған.
Орта кәсіби білім беру мекемелерінің студенттеріне арналған.
УДК621.791(075.32) ББК 30.61я722
Аталған басылымның түпнұсқа-макеті «Академия» баспа орталығының меншігі болып табылады және оны құқық иесінің келісімінсіз кез келген тәсілмен
қайта шығаруға тыйым салынады
ІSBN978-5-4468-5084-6
© Овчинников В.В., 2014
© «Академия» білім беру-баспа орталығы», 2014
© Ресімдеу. «Академия» баспа орталығы, 2014
Құрметті оқырман!
Бұл оқулық – «Пісіруші (электрмен және газбен пісіру жұмыстары)» мамандығы бойынша оқу-әдістемелік жинақтың бӛлігі болып табылады. Оқулық ПМ. 02 «Түрлі болаттан, түсті металлдан және олардың қорытпаларынын, шойыннан жасалған бӛлшектерді барлық кеңістіктік күйлерде пісіру». Жаңа ұрпақтың оқу-әдістемелік жинағы – жалпы білім беретін және жалпы кәсіптік пәндерді және кәсіби модульдердің зерттелуін қамтамасыз етуге мүмкіндік беретін дәстүрлі және инновациялық оқу материалдарынан тұрады. Әр жинақ жалпы және кәсіби құзыреттіліктерді меңгеру үшін қажет, оның ішінде жұмыс берушінің талаптарын ескерумен, оқулықтардан және оқу құралдарынан, оқыту және бақылау құралдарынан тұрады. Оқу басылымдары электрондық білім беру ресурстарымен толықтырылады. Электрондық ресурстарда интерактивті жаттығулар мен жаттығу құрылғылары бар теориялық және практикалық модульдерге, интернеттегі қосымша материалдар мен ресурстарға сілтемелер бар. Оларға терминологиялық сӛздік және оқу процесінің негізгі параметрлері: жұмыс уақыты, бақылау және практикалық тапсырмаларды орындау нәтижелері белгіленетін электрондық журнал енгізілген. Электрондық ресурстар оқу процесіне жеңіл кіреді және әртүрлі оқу бағдарламаларына бейімделе алады.
Алғысӛз
Пісіру техникасы және технологиясының заманауи ӛндірісте алатын орны үлкен. Алып супертанкерлердің корпусынан бастап, адам кӛзінің торқабығы, жартылай ӛткізгіштік аспаптардың майда бӛлшектері және хирургиялық ота кезінде де қолданылады. Кӛптеген заманауи машиналар мен құрылғыларды, мысалы, ғарыш зымырандарын, сүңгуір қайықтарды, газ және мұнай құбырларын пісірудің кӛмегінсіз дайындап шығару мүмкін емес. Техниканың дамуы пісіруді орындау әдістерімен технологияларына жаңа талаптарды ұсынуда. Қазіргі таңда күні кеше ғана экзотикалық болып есептелген материалдарды, мысалы, титан, ниобий және бериллий қорытпаларын, молибден, вольфрам, композициялық жоғары тӛзімді материалдарды, керамиканы, сондай-ақ әртекті материалдардың түрлі-түрлі үйлесулерін пісіру мүмкіндігі пайда болды. Электрондық техниканың қалыңдығы бірнеше микрон және қалыңдығы бірнеше метр ауыр жабдықтардың бӛлшектері пісіріледі. Пісіру жұмыстары орындалатын жағдайлар үнемі күрделеніп отырады: пісіруді судың астында, жоғары температурада, терең вакуумда, аса жоғары радиацияда, салмақсыздықта жүргізеді. Ресейлік ғарышкерлердің әлем бойынша ғарышта ең бірінші болып сынаған екінші технологиялық процесс (құрастырудан кейінгі) болуы тегін емес. Еңбек ӛнімділігін арттыру қажеттілігі – пісіру ӛндірісін механизациялау және автоматтандыру деңгейін арттыруға, оның жаңа күрделі машиналармен және агрегаттармен қамтамасыз етуде, оларсыз бүгінгі күні кӛптеген ӛнім түрлерін шығару мүмкін емес. Сондай-ақ, пісіру ӛндірісіне роботтар қарқынды еніп келеді, бұл – бӛлшектерді пісіру циклын толығымен автоматтандыру, яғни оны жұмысшы-пісіруші қатысуынсыз орындау мүмкін емес. Осының бәрі пісіру саласындағы мамандардың, соның ішінде жұмысшы-пісірушілердің біліктілігіне, пісірудің жаңа тәсілдерін
4
у
және пісіру машиналарын меңгеруіне жоғары талаптар қояды. Бүгінде жұмысшы-пісірушіге күрделі болса да ӛзі меңгерген бірнеше операцяияларды орындау жеткіліксіз. Ол пісіру барысында жүретін негізгі процестердің физикалық мәнін түсінуі тиіс, әртүрлі конструкциялық материалдарды пісіру ерекшеліктерін, дәстүрлі, сондай-ақ жаңа да перспективалық пісіру тәсілдерінің мәнін және технологиялық мүмкіндіктерін білуі керек. Сӛйтіп, жұмысшы-пісірушілерді оқыту, олардың кәсіби шеберлігін және мәдени-техникалық деңгейін үнемі жетілдіріп отыру қажет. Даярланатын пісірушілердің саны бойынша Ресей әлемдегі алдыңғы орындардың бірінде. Пісіру пәні бойынша кейінгі кездері шығарылған оқулықтар мен оқу құралдарының бірқатары оқу процесіне арналған жақсы әдістемелік базаны құрап отыр. Аталған оқулықта қолмен пісірудің, доғалы және газбен пісірудің бірнеше түрін орындаудың негізгі мәселелері қарастырылған. Оқулықта газбен пісіру, қапталған электродты пайдаланып қолмен доғалы пісіру, қорғаушы газдарда қолмен доғалы пісіру және плазмалық пісіру технологиялары бойынша мәліметтер келтірілген. Әртүрлі класты болатты, шойынды және түсті металды пісіру ерекшеліктері қарастырылған. Металдарды айыра кесудің технологиялық аспектілері берілген. Доғалы және газбен пісіруге, сондай-ақ металдарды кесуге арналған жабдықтың сипаттамасы келтірілген. Оқулықтың материалы студенттердің химияны, физиканы, металдар мен конструкциялық материалдар технологиясын зерттеу барысында алған деректеріне негізделеді.
1- тарау
ПІСІРУ ДОҒАНЫҢ НӘРЛЕНДІРУ КӚЗДЕРІ
1.1.
ПІСІРУ БЕКЕТІНІҢ ЖАБДЫҒЫ
Пісірушінің жҧмыс орны
— бұл жұмысты орындауға қажетті аспаптармен және жабдықпен жарақтандырылған пісіру бекеті. Пісіру бекеттері ӛндірістік үй-жайларда да, сондай-ақ ашық ӛндірістік алаңдарда да (жұмыстың құрылыс-монтаждық жағдайларында) орналаса береді. Жұмыс жағдайына қарай пісіру бекеттері орындалатын жұмыстың сипатына және пісірілетін конструкциялардың габариттік ӛлшемдеріне қарай пісіру бекеті арнайы пісіру кабиналарында немесе тікелей конструкцияда орналасады.
Пісіруші кабинасының ӛлшемі 2x2 немесе 2x3 м. Оның қаңқасы металдан, ал қабырғалары мен едендері — отқа шыдамды материалдан жасалады. Есік ойығы отқа шыдамды сіңіргіші бар брезент жабынмен жабылады. Бӛлшектерді жинақтау және пісіру үшін торы және соратын желдеткіші бар биіктігі 0,5-0,9 м ССНЗ және ССНЗ-001 типті металл үстелдер пайдаланылады. Үстелге электродтар мен күйінділерге арналған «қалта» бекітіледі. Үстелдің орнына кабинада кӛмкергіштер, манипуляторлар және бұйыммен жұмыс жасауды жеңілдететін ӛзге де жарақ, соның ішінде жүк кӛтергіш құрылғылар орнатылады. Пісірушіге ыңғайлы болуы үшін оның орындығы реттелетін бұранда құрылғымен жарақтандырылған. Пісірушінің орнының жанында дайындамалар мен дайын бұйымдарға арналған сӛрелер немесе контейнерлер, аспаптарға, қосалқы және ауыстыратын бӛлшектерге, құжаттамалар мен жеке заттарға арналған тумбочкалар орналасады. Нәрлендіру кӛзі ретінде кабиналарда неғұрлым кең таралған ауыспалы токта пісіруге арналған ТДМ типті бір бекеттік пісіру трансформатролары
6
немесе тұрақты токта пісіруге арналған ВД немесе ВДУ типті пісіру түзеткіштері пайдаланылады. Сондай-ақ кӛп бекеттік, яғни бірнеше тәуелсіз бекеттерге есептелген нәрлендіру кӛздері де пайдаланылады. Пісіру бекеттерін кӛп бекеттік кӛздерден нәрлендіру барысында пісіру тогын кабиналарға ток келтіретін сымдардың немесе шиналардың кӛмегімен таратады. Кабинада пісіру тогын қосуға арналған ажыратқыш немесе магниттік қосқыш орнатылады. Ӛлшемдері 2000 х 2000 немесе 2000 х 3000 мм дәнекерлеу кабиналары кішігірім бұйымдарды пісіру барысында пайдаланылады. Кабиналардың қабырғалары жанбайтын материалдардан жасалады және ультракүлгін сәулелерді сіңіретін отқа тӛзімді бояумен боялады. Желдетуді жақсарту үшін кабиналардың биіктігі 1 800-2 000 мм қабырғалары еденнен 200-300 мм биік болуы керек. Кабина есігінің ойығын отқа тӛзімді зат сіңірілген брезентпен жабады. Еденді отқа тӛзімі материалдан — кірпіштен немесе бетоннан жасайды. Кабиналардың табиғи және жасанды жарықтандырылуы (80-100 лк), желдеткіші (ауа алмасу 40 м
3
/сағ) пісіру аймағынан газ бен буды сіңіретін орнындағы сорғыштар болуы шарт. Кабинаның ішінде отырып жұмыс істеу үшін биіктігі 500х600 мм немесе тұрып жұмыс істеу үшін биіктігі 900 мм шамасындағы (алаңы шамамен 1 м
2
), пісіру тогы кӛзінен ток ӛткізгіш сымды бекітуге және үстелді жерге тұйықтау сымын ӛткізуге арналған металл пісіру үстелі орнатылады. Үстелдің сол қабырғасынан
1.1- сүрет. Пісіру кабинасы:
1
— нәрлендіру кӛзі;
2
— электродтарға арналған жәшік;
3
— аспаптарға арналған жәшік;
4
— электродтарды қыздыруға арналған электр пеші;
5
— бӛлшектер мен дайын пісіру тораптарына арналған сӛрелер;
6
— пісірушінің үстелі;
7
— пісірушінің орындығы.
7
электродтар мен қоспалық сымды сақтауға арналған ұялар бар болуы шарт (1.1-сурет). Электродтарды кептіру үшін нәрлендіру кӛзіне жалғанатын арнайы пеналдар бар. Пеналдағы шығару клеммасына электродұстағышпен 10-60с жанасумен қол жеткізілетін пеналдағы қажетті температура 100-110 °С (қыздыру спиральдары соның ішінде) 1-1,5 сағ. бойы сақталады. Пісіру тогы жұмыс орнында арнайы реттегіштердің және пісіргіш доғамен бірге бірізділікпен қосылатын БР (РБ) типті балластық реостаттардың кӛмегімен реттеледі (1.1-кесте). Егер бекетті тұрақты токпен нәрлендіру кӛпбекеттік кӛзден жүзеге асырылатын болса (кері полярлылық тогымен пісіру барысында), УР-301УЗ реттеу құрылғысы пайдаланылады. Пісіруші ыңғайсыз қалыпта (металл бұйымдардың ішінде немесе басқа да қауіпті жағдайларда) пісіру жұмыстарын орындағанда, бос жүрісі 70 В кернеуі бар нәрлендіру кӛзі, доға үзілсе, 12 В кернеуге дейін тӛмендететін арнайы блокпен жарақтандырылған. Пісіру жұмыстарын орындау үшін пісірушіге аспаптар мен құрал-саймандардың белгілі бір жиынтығы, сондай-ақ жеке қорғаныс құралдары мен арнайы киім қажет болады.
Электрод ұстағыш
— бұл электродты және оған келетін ток жолын бекітуге арналған сайман. Қолданылып жүрген электрод ұстағыштардың кӛптеген түрлері арасында неғұрлым қауіпсіздері МЕСТ 14651 — 78Е талаптары және жіктелуі бойынша әзірленетін серіппелері болып табылады: І типті — 125 А дейінгі ток үшін; ІІ типті — 125-315 А ток үшін; ІІІ типті — 315-500 А ток үшін. Бұл электрод ұстағыштар жӛндеусіз 8-10 мың рет қысуға тӛзеді. Электродты ауыстыру уақыты 3-4 с. аспайды.
Конструкциясы бойынша аша тәріздес, тістеуік тәріздес, серіппелі және серіппелі сақинасы бар электрод ұстағыштар болады (1.2-сурет).
1.1-кесте. Балластық реостаттардың техникалық сипаттамалары
Маркасы
Номиналды пісіру тогы, А
Габариттік ӛлшемдері, мм
Массасы, кг
РБ-201У2
200
580 х 355 х 648
30
РБГ-301
300
600 х 410 х 390
32
РБ-301У2
315
580 х 410 х 648
35
РБ-501У2
500
580 х 465 х 648
45
8
а
— аша тәріздес;
б
— тістеуік тәріздес;
в
— серіппелі;
г
— серіппелі сақинасы бар
Электрод ұстағыш (МЕСТ 14651 — 78) жеңіл болуы тиіс (массасы 0,5 кг аспауы тиіс), берік изоляциясы болуы тиіс, жұмыс барысында қызып кетпеуі керек және электродтың тез және сенімді бекітілуін қамтамасыз етуі тиіс. Электродтарды бекіту тәсілдеріне қарай ЭП (1.3-сурет) және ЭД типті тістеуік тәріздес, бұрандалы (1.2-кесте), ЭУ және ЭДС типті эксцентрлі электрод ұстағыштар болады. Қорғаныш қалқандары және шлемдер МЕСТ 12.4.035 — 78 бойынша ток ӛткізбейтін материалдардан – фибра немесе пластмассадан жасалады. Қалқанның массасы 0,48 кг, шлем — 0,6 кг аспайды. Қалқан мен шлемнің ішкі қабаттары — тегіс, күңгірт, қара түсті .
1
2
6 5
1
— серіппенің қорғаныш қалпағы;
2
— серіппе;
3
— жоғарғы еріншесі бар иінтірек;
4
— жылумен оқшаулау қорғанысы;
5
— тӛменгі ерінше;
6
— бұранда тӛлкенің конусы
9
1.2-кесте. Әртҥрлі типті электрод ҧстағыштардың техникалық сипаттамалары
Маркасы
Пісіру тогы
/ св
, А
Электрод диаметрі d э
, мм
Пісіру кабелінің қимасы,
Масса сы, кг
Тістеуік тәріздес
ЭП-2
250
5-ке дейін
50
0,43
ЭП-3
500
70
0,80
ЭД-1201
125
25
0,32
ЭД-3102
315
2.6
50
0,48
ЭД-5001
500
4.16
70
0,62
Иінтіректік және қысқыштық
ЭР-1
300
6-ға дейін
50
0,52
ЭР-2
500
70
0,72
ЭДС-1201
125
4-ке дейін
25
0,22
ЭДС-3101
315
50
0,34
ЭУ-3001
315
50
0,40
ЭУ-5001
500
5.8
70
0,42
Бұрандалы
ЭВ-2
125
4-ке дейін
35
0,24
ЭВ-3
315
4.6
50
0,37
ЭВ-4
500
70
0,50
Қалқан қарау терезесі бар корпустан және дӛңгелек кӛлденең қимасы және 120 мм кем емес ұзындығы бар корпустан тұрады. Шлем қорғаныш сайманы, корпусының бекітілген екі қалпы бар: тӛменге түсірілген (жұмыс кезінде) және артқа шалқайтылған. Кӛзді доғаның зиянды сәулесінен қорғау үшін қазіргі таңда қалқандар мен шлемдер қою жасыл түсті С типті жарық сүзгішімен жарақтандырылады, олар Э типті жарық сүзгіштердің орнына шығарылады. Доғалы пісіру кезінде С-3...С-8 жарық сүзгіштері пайдаланылады, оларға арналған пісіру тогы 1.3-кестеде кӛрсетілген, сондай-ақ «Хамелеон» типті сұйық кристалдардан тұратын жарық сүзгіштер берілген.
10
1.3-кесте. Пісірушінің кӛзін доғаның сәулеленуінен қорғайтын жарық сҥзгіштерге арналған пісіру токтарының мәні
(МЕСТ 12.4.080-79)
Жарық сүзгіші класы
Пісіру тогы, А
С-3
15…30
С-4
30…60
С-5
50... 150
С-6
150.275
С-7
275.350
С-8
350.600
Пісірушінің кӛзін доғаның сәулеленуінен қорғауға арналған қорғаныш жарық сүзгіші (күңгірттендірілген әйнектер) 13 класта немесе нӛмірде (МЕСТ 12.4.080—79) дайындалады. Жарық сүзгішінің нӛмірі ең алдымен пісірушінің кӛру ерекшеліктеріне қарай таңдалады. Алайда, кейбір объективті факторларды ескеру керек: пісіру тогының мәні, пісірілетін металдың құрамы, доғалы пісіру түрі, пісіру ваннасын ауа газдарының әсерінен қорғау тәсілі. Ӛлшемдері 52 х 102 болатын жарық сүзгілері қалқанның рамкасына салынады, ал сыртынан металл және шлак шашырандыларынан әдеттегі әйнекпен қорғайды. Мӛлдір әйнекті ауыстырып отырады. Пісіру аппаратынан жұмыс орнына пісіру тогы ПРГ, РГД, РГДО, ОГДВ, АПР немесе ПРГД типті резеңке изоляциялы иілгіш сымның бойымен түседі, оның ұзындығы 40 м аспауы тиіс. Электрод ұстағышқа жалғау үшін ұзындығы 3 м кем емес ПРГД типті иілгіш жез сым пайдаланылады. Сымдардың қызу температурасы 70 °С аспауы тиіс. Құрылыс және монтаждық алаңдар жағдайында пісіру кабелінің ұзындығы 40-50 м жетуі мүмкін. Бұйымды нәрлендіру кӛзімен жалғайтын кабель негізгі кабельдің қимасына қарағанда оның қимасы кем болмаған жағдайда арзанырақ бола алады, мысалы ПРН типті. Ток ӛткізетін сым бұйыммен арнайы қысқыштар арқылы жалғанады. Пісіру бұру аспабында арнайы клеммалар қарастырылуы тиіс. Сым сенімді бекітілуі тиіс. Металл кесектері немесе қиындылары түріндегі ток ӛткізетін сымдардың қолдан жасалған ұзартқыштарын пайдалануға жол берілмейді.
11
а
— тез әрекет ететін серіппе;
б
— бұрандалы;
в
— бұрандама қысқыш.
Қысқыштардың кейбір түрлері 1.4-суретте кӛрсетілген. Ӛткізгіш сым жоғары температуралы дәнекердің кӛмегімен дәнекерленеді немесе механикалық түрде бекітіледі. Пісіруге арналған қорғаушы газын мол мӛлшерде пайдаланған кезде, орталықтандырылған құбыр бойымен немесе бір (немесе бірнеше) баллоннан әр жұмыс орнына тартылады. Газ баллондарының сипаттамалары 1.4-кестеде берілген. Пісірушінің арнайы киімі негізгі екі талапқа сай келуі тиіс әртүрлі матадан дайындалады: Осы талаптарға байланысты пісірушілерге арналған арнайы киімді — күртеше мен шалбарды — брезенттен, шұғадан, жұмсақ теріден тігеді. Маталардың және арнайы киімдер ассортименті үнемі кеңейіп отырады. Шетелдік және отандық фирмалар пісірушілер, автошабандоздар, апаттық-құтқару қызметінің жұмыскерлері қолданатын әмбебап арнайы киімді шығарады. Жұмысшы ұзақ уақыт бойы ӛзін жайлы сезінетін температура 20-25 °С-ты құрайды, барлық пісірушілер қорғаныш брезент немесе силикон қолғаптарды пайдалануы тиіс. Қазандықтардың, резервуарлардың және басқа да сыйымдылықтардың ішінде пісіру жұмыстарын орындау барысында пісірушілер резеңке,
12
1 А-кесте .
Газды тасымалдауға және сақтауға арналған баллондардың техникалық сипаттамалары
Газ
Қысым, МПа
Баллондағы жазу
Бояу түсі
Баллондағы газ кӛлемі, л
Жұмыс
Сынақтық
Баллонның
Баллондағы жазулар
Баллондағы жолақтар
Азот
15
22,5
Азот
Қара
Сары
Қоңыр
5 700
Аргон
15
22,5
Аргон
Сұр
Жасыл
Жасыл
6 200
Сутегі
15
22,5
Сутегі
Қою жасыл
Қызыл
6 000
Кӛмірқышқыл газы
7,5 9,5
Пісіру кӛміртек диоксиді
Қара
Сары
12 600 (25 кг)
Гелий
15
22,5
Гелий
Қоңыр
Ақ
6 000
Оттегі
15
22,5
Оттегі
Кӛгілдір
Қара
6 200 Ауа
15
22,5
Қысылған ауа
Қара
Ақ
6 000
13
Ескерту.Кӛмірқышқыл газы баллонда сұйылтылған күйде, қалған газдар – қысылған күйде болады.
кілемшелермен резеңке етіктермен, галоштармен, тізе мен шынтақты сақтауға арналған арнайы бұйымдармен, ағаш тӛсеніштермен және т.б. қамтамасыз етілуі тиіс. Пісірушінің аспаптары пісіру алдында бӛлшектердің жиектерінен және пісіруден кейін пісіру жікті шашырандылар мен қождан тазалауға арналған болат шӛтке; қож қабықты, шашырандыларды кетіруге және жікті сомдауға арналған балға- кирка; жеке таңба; болат сызғыш; таразы; бұрыштық; абразивтік шеңберлер мен металл шӛткелер жиынтығы бар ажарлағыш машинка КПМ-37 болуы керек.
1.2.
НӘРЛЕНДІРУ КӚЗІ ТУРАЛЫ ЖАЛПЫ МӘЛІМЕТТЕР
Ауыспалы токтың негізгі нәрлендіру кӛзі –
пісіру трансформаторы
болып табылады. Тұрақты токтың кӛзі трансформатор және жартылай ӛткізгіштік түзеткіш базасында құрастырылған
түзеткіш
болып табылады. Сондай-ақ ауыспалы да, тұрақты да токта пайдаланылатын
инвенторлық ток кӛздері
де кең таралған.
Негізгі түзеткіштер мен инверторлар арасындағы аралық орынды құрамына қарапайым пісіру түзеткіші кіретін кӛздер алады, олардағы токты реттеу жоғары жиілікте жұмыс істейтін жартылай ӛткізгіштік реттегішпен жүзеге асырылады. Пісіру доғаны тұтандыру үшін (электр энергиясын қалыпты тұтынушыларға қарағанда) оның жануына қарағанда неғұрлым жоғары кернеу талап етіледі. Доға үзілістермен жанады, ол кезде электр тізбегінің ажырауы, не болмаса қысқа тұйықталу орын алады. Доғаны тұтандыру сәтіндегі қысқа тұйықталу және балқыған электродтық металл тамшылары бӛлшекке түсуі барысында кернеу нӛлдік мағынаға дейін құлайды. Екі жағдайда да доғаны одан әрі қалпына келтіру үшін 25-30 В шамасында кернеу қажет болады, ол 0,05 с аспайтын уақытта қамтамасыз етілуі тиіс. Доғаның ұзындығының ӛзгеруімен жануы кезінде токтың кернеуі және күші ӛзгереді. Пісіру доғасының нәрлендіру кӛздерінің негізгі техникалық сипаттамалары сыртқы вольт-амперлік сипаттама (ВАС), бос жүрістің кернеуі, жұмыстың қатыстық ұзақтығы және жұмыстың үзілмелі режимі барысындағы қосудың қатыстық ұзақтығы болып табылады.
14
1.3.
НӘРЛЕНДІРУ КӚЗІНІҢ ЖҰМЫС РЕЖИМІ ЖӘНЕ СЫРТҚЫВОЛЬТ- АМПЕРЛІК СИПАТТАМАСЫ
Сыртқы сипаттама деп белгіленген режимдегі нәрлендіру желінің кернеуінің тогына нәрлендіру кӛзінің қысқыштарындағы кернеудің тәуелділігі аталады. Нәрлендіру кӛзінің конструкциясына қарай ішкі сипаттамалар болады (1.5-сурет):тіп-тіке құламалы – 1, жапқыш құламалы – 2, қатты –
3
және ӛспелі – 4.
Статикалық сыртқы сипаттамаларының түрлері бойынша ток кӛздері сәйкесінше «тіп-тіке» және «жапқыш» құламалы (ҚСС) және қатты сыртқы сипаттамалары (ҚСС) бар кӛздерге бӛлінеді. Екі түрлі сыртқы сипаттамалары бар кӛздер әмбебап деп аталады. Пісіру жіктің сапасының кейбір сипаттамалары тікелей немесе жанама пісіру тогының қасиеттеріне тәуелді болады: Доғаны тұтандыру сенімділігі тӛмен және жану процесі тұрақсыз болған кезде пісіру доғасы жиі және ұзақ үзілістермен жанады,оның нәтижесінде шалапісірілімдері, тартылулары және оксидтер мен қождардың қосылулары бар тегіс емес пісіру жік түзеді. Сенімді жанғызу, бірақ тұрақсыз жану барысында жік пішінінің ақаулары ӛте үлкен болмаса да, білініп тұрады. Токтың және кернеудің 1 сағаттан астам ауытқуы барысында ақаулар анықталады. Пісіру доға тұрақты болуы үшін оның статикалық сипаттамасы ток кӛзінің статикалық сипаттамасына сәйкес болуы тиіс.
-сурет. Нәрлендіру кӛзінің сыртқы сипаттамалары:
1
— тік құлайтын;
2
— жабындық құлайтын;
3
— қатты;
4
— ӛсуші
15
Бұл үшін доғаның вольт-амперлік сипаттамалары және нәрлендіру кӛзінің сәйкес сипаттамалары бір нүктеде қиылысуы тиіс (1.6- сурет), яғни и д = и ист . 1.6-суреттен тік құламалы сипаттамасы бар пісіру ток кӛзінен доғаның ұзындығын ӛзгерту барысында пісіру тогының
1
св аздаған ӛзгеруі орын алады, ал жабындық құламалық сипаттамасы бар кӛзде доға ұзындығының аздаған ӛзгеруінің ӛзі пісіру тогының маңызды ӛзгеруін туғызады. Сыртқы сипаттамалардың түріне қойылатын талаптар пісіру процесінің келесі кӛрсеткіштерімен анықталады:
16
Даналық электродтар қапталған электродтармен қолмен доғалы пісіру үшін, вольфрамды электродтармен аргон-доғалы пісіру, доға кернеуіне қарай электродты сымды беру жылдамдығын реттеуіші бар автоматтарда флюс астында пісіру үшін құламалы сыртқы сипаттамасы бар кӛздер пайдаланылады. Доғалы пісіру барысында пісіру тогын пісіру жұмыстарының түріне, сапасына және ӛлшемдеріне байланысты таңдайды, сондықтан нәрлендіру кӛздерінде әртүрлі жұмыс режимдерін алуды қамтамасыз ететін реттеуіштер қарастырылады.
17
Пісіру режимінің энергетикалық параметрлері — пісіру тогы
1
св
және доға кернеуі и д әдетте кӛз құрамындағы реттеуіштердің кӛмегімен пісіру алдында жӛнге келтіріледі. Пісіру тогын арттыру үшін бос жүріс кернеуін ұлғайту немесе нәрлендіру кӛзінің кедергісін тӛмендету керек (1.7-сурет). Құламалы сыртқы сипаттама барысында нәрлендіру кӛзі пісіру тогын реттеуіш режимінде жұмыс істейді. Бұл жағдайда пісіру тогы берілген диапазонда бірқалыпты және сатылы реттеле алады. Технологиялық шарттар бойынша екі (немесе одан да кӛп) сатылар әр сатының ішінде бірқалыпты реттеумен үйлесетін бірқалыпты реттеуді жиі қолданады. ПВХ барысында пісіру тогын реттеу шамамен бос жүрістің үнемі кернеуі барысында орындалады. Пісірудің әр түріне ПВХ еңісінің белгілі бір тіктігі сәйкес келеді. Сериялық нәрлендіру кӛздерінің кӛпшілігінде жұмыс режимдерін бірқалыпты реттеу қамтамасыз етіледі, бірақ кейде реттеуіш бос жүріс кернеуін немесе қуаттың ішкі кедергісін тек дискретті ӛзгертуге мүмкіндік береді. Мысалы, орамдық реттеу барысындағы орамдар саны тек бүтін бола алады. Аталған жағдайда реттеу сатылы болып шығады, мұнда токтардың аралас мағыналары арасындағы ажырау олардың кӛбінің 7,5 % -данаспауы тиіс. Реттеудің еселігін ұлғайту үшін бірқалыпты реттеуді кейде сатылымен толықтырады (екі, үш сатылар), мұнда сатыларды реттеу диапазондары жабылуы тиіс (1.8-сурет).
18
Қапталған электродтармен пісіру және қорғаушы газда балқымайтын газбен пісіру барысында қалыңдығы аз бӛлшектерді жалғау үшін импульстік-доғалы пісіру қолданылады. Ток импульсінің әрекет ету уақытында бұйымда кішігірім мӛлшерлі дӛңгелек ванна түзіледі, ондағы металл пауза уақыты ішінде £ п
ішінара кристалданып үлгереді. Берілетін импульс параметрлері (ток
1
и
және уақыт f
H
) меттал бұйымның күйік теспесіз толық балқуын қамтамасыз ететіндей таңдалуы тиіс, ал пауза параметрлері (ток
1
п
және уақыт f
H
) үздіксіз сымды алуға кепіл беруі тиіс (1.9а-сурет).
Импульстік доғалы пісіру үшін пісіру тогы доға ұзындығына тәуелді емес (1.9
б
-сурет ) және пісіру тогын реттеу кӛздің ішкі кедергісін ӛзгертумен қамтамасыз етілетін нәрлендіру кӛздері пайдаланылады. Ӛздігінен реттелу қағидасы бойынша жұмыс істейтін үнемі жылдамдығы жоғары аппараттармен қорғаушы газда жартылай автоматты пісіру барысында нәрлендіру кӛзінің жабындық құламалы сипаттамасы болуы шарт.
а
— пісіру тогын уақытта ӛзгерту;
б
— доға кернеуінің пісіру тогының мағынасына тәуелділігі
19
Ӛздігінен реттелу
— бұл энергетикалық жүйенің арнайы реттеуішсіз электродтың балқу жылдамдығын ӛзгерту есебінен доғалық аралықты қалпына келтіру және доғаның тұрақты жануын қолдау қабілеті. Бұл жағдайда нәрлендіру кӛзі пісіру тогының берілген мағынасында берілген шамаларда ӛзгеретін жұмыс кернеуінің реттеуіші ретінде жұмыс істейді.
Қатты сыртқы сипаттама барысында кернеуді реттеу бірқалыпты, сатылы және аралас бола алады. Бұл жағдайда пісіру тогының мағынасы электродтық сым беру жылдамдығымен анықталады, ал нәрлендіру кӛзі доғаға кернеу береді және доға ұзындығының ӛздігінен реттелуін қамтамасыз етеді. Ӛздігінен реттелу пісіру доғасының ұзындығын ұлғайту барысында оның кернеуі ұлғаяды. 1.10-суреттен кӛріп отырғанымыздай, доға кернеуінің и д болмашы ұлғаюының ӛзі пісіру тогының барынша кемуіне алып келеді және нәтижесінде, электродтың балқу жылдамдығының кемуі орын алады. Доғаның ұзындығы бұл жерде азаяды. Доға ұзындығының кемуі доға кернеуінің кемуін және сәйкесінше дәнекерлеу тогы мен электродтың балқу жылдамдығын арттыруды туғызады. Пісіру тогын ӛздігінен реттелетін жүйелерде реттеу нәрлендіру кӛзінің кернеуін ӛзгертумен жүргізіледі, ал пісіру ӛнімділігі — сымды беру жылдамдығын ӛзгертумен жүргізіледі.
Жұмыс режимі деп пісіру уақытының £ св
және бос жүріс уақытының £ х . х
немесе пауза уақытының £ п арақатынасы түсіндіреді. Бос жүріс немесе пауза кезінде электродтарды алмастырады, дайындамаларды құрауды, жікті қождан тазалауды орындайды және бұл жерде нәрлендіру кӛзінің салқындауы жүреді.
В
— доға кернеуін ӛзгерту диапазоны
20
Нәрлендіру кӛздерінің жұмыс ұзақтығы олардың күш бӛлігінің жол берілмейтін қызып кетуін болдырмау үшін үлкен болмауы тиіс.
Жұмыстың ұзақтығы, %, формула бойынша анықталады:
ПР =
[( t
СВ
/ t
СВ
+ t x . x
)]100.
(1.1)
Қайталама-қысқа мерзімдік жұмыс режимі қосылу ұзақтығымен сипатталады, %,
ПВ =
[( t
СВ
/ t
СВ
+ t
П
)]100.
(1.2)
Жұмыс ұзақтығы қолмен доғалы пісіру барысында және механикаландырылған доғалы пісіру барысында ескеріледі. Пісірудің ӛзге тәсілдерінде сан бойынша жұмыс ұзақтығына тең қосылу ұзақтығы ескеріледі. Қолмен доғалы пісіру барысында қабылдайды t
CB
+ t
П
= 5 мин, мұнда t
CB
= 3 мин; t
П
= 2 мин.
Қолмен доғалы пісіруге арналған нәрлендіру кӛздері номиналды жүктеме барысында ұзақ режимде жұмыс істейді (ПН). Бұл режим пісіру уақытының сомасына және бос жүріс уақытының қатынасымен анықталады у х
ПH =
[( t
СВ
/( t
СВ
+ t x . x
)]100.
(1.3)
Әр нәрлендіру кӛзі қатты қызып кетусіз номиналды жүктеме барысында белгілі бір жұмыс ұзақтығына есептелген. Нәрлендіру кӛзінің паспортында ток күшінің номиналды мағынасы
1
н
және жұмыс ұзақтығы ПР н кӛрсетіледі. Қолмен доғалы пісіруге арналған нәрлендіру кӛздерінің номиналды жүктемесі барысындағы жұмыс ұзақтығы әдетте 60% құрайды. Қайталама-қысқа мерзімдік режим пісіру жартылай автоматтарымен жұмыс барысында пайдаланылады.
Кӛпбекеттік нәрлендіру кӛздерінің жұмысы барысында ПВ =
1.4.
НӘРЛЕНДІРУ КӚЗІНІҢ ЖІКТЕЛУІ ЖӘНЕ БЕЛГІЛЕНУІ
Пісіру тогының кӛздері келесі түрде жіктеледі:
21
Сондай-ақ нәрлендіру кӛздері әрекет ету және конструктивті орындау қағидасы бойынша бӛлінеді. Нәрлендіру кӛзінің шартты белгіленуі дефис арқылы бӛлінген екі бӛліктен тұрады.
Дефиске дейін:
дефистен кейін:
жұмыс істеу үшін — 1, жаппа астында — 2, жылытылмайтын орынжайда — 3, жылытылатын орынжайда — 4). Қолмен доғалы пісіруге арналған трансформаторлар әдетте табиғи салқындату барысында жұмыс істейді, ал қалған кӛздер мәжбүрлі ауа вентиляциясын қажет етеді.
1.5.
ПІСІРУ ТРАНСФОРМАТОРЛАРЫ
Пісіру трансформаторларында пісіру үшін 220 немесе 380 В қажетті тӛмендетілетін желілік кернеу(100 В кем) болады.
22
Барлық пісіру трансформаторлары кернеу трансформаторлары болып табылады. Ауыспалы токтың пісіру доғасының ерекшеліктерінің бірі нәрлендіру кӛзінің тогын және кернеуін кезеңдік ӛзгерту болып табылады, яғни ол нӛлдік мағыналар арқылы қисық токтың ауысуы барысында кезеңдеп жанбай қалады. Сырттай бұл жанып тұрған доғаның күрт дыбысында және сұйық металдың жоғары шашыралуынан кӛрініс табады. Электродтардың бүкіл гаммасын пайдалануға мүмкіндік бермейтін ауыспалы ток доғасының тӛмен жану тұрақтылығы пісіру трансформаторларының кемшілігі болып табылады. ТД және СТШ типті пісіру трансформаторлары ауыспалы токта пісіру үшін арнайы арналған жоғары тұрақтандырушы қасиеттері бар электродтарды пайдалану барысында доғаның жеңіл тұтануын және тұрақты жануын қамтамасыз етеді. Трансформаторлардың басты қасиеті құнының тӛмендігі болып табылады: олар түзеткіштерден 2 — 4 есе арзан және дәл сондай қуаттылығы бар пісіру агрегаттарынан 6—10 есе арзан. Трансформаторлар сондай-ақ пайдалануда арзан, пайдалы әрекет етудің салыстырмалы жоғары коэффициентіне ие (шамамен 0,7- 0,9) электр энергиясының шығыны үлестік (шамамен 1кг балқытылған электродтық металлға 2.4 кВт-ч). Бұдан басқа, пайдалануда қарапайым және жӛндеуге жеңіл келеді. Электрмагниттік сұлбаға және реттеу тәсіліне қарай қалыпты шашырап тарауы бар трансформаторлар және ұлғайтылған шашырап тарауы бар трансформаторлар болып бӛлінеді.
Қалыпты шашырап тарауы бар трансформаторлар.
Мұндай трансформаторлардың әрекет ету қағидасының негізінде электрмагниттік индукция құбылысы жатыр, ол ӛткізгішпен қамтылған магниттік ӛрісті ӛзгерту барысында, осы ӛткізгіште электрқозғалтқыш күш (ЭҚК) туындайды, ал ӛткізгіштің тұйықталуы барысында онда ток пайда болады. Қалыпты шашырап тарауы бар пісіру трансформаторының (1.11- сурет), әдетте, ӛзекшелі магнит ӛткізгіші 3, цилиндрлік алғашқы
1
және екінші
2
орамдары болады, олардың әрқайсысы екі катушкадан тұрады. Алғашқы және екінші орамдардың катушкалары мұндай трансформаторда ӛзекшелі типті тұйық магнитӛткізгіште концентрациялы орналасады, сондықтан магниттік лектердің шашырап тарауы болмайды. Нәтижесінде мұндай трансформаторлардың жапқыш құламалық және қатты сыртқы сипаттамалары болады. Трансформатордың екінші тізбегіне пісіру тогын реттеуді жүзеге асыру үшін қосымша индуктивтілік енгізіледі.
23
1
— цилиндрлік алғашқы орам;
2
— цилиндрлік екінші орам;
3
— ӛзекшелік магнит ӛткізгіш
Осы индуктивтіліктің орналасуына қарай біріктірілген және бӛлек реактивті катушкалары бар трансформаторлар болып бӛлінеді.
Шашырап тарауы кӛп трансформатор.
Магниттік ағынның шығындарын азайтуға тырысатын қалыпты мақсаттағы ток күші трансформаторларына (пісіру емес) қарағанда, ұлғайтылған шашырап тарауы бар пісіру трансформаторларында керісінше, магниттік шығындар ағыны ұлғайтылады. Бұл магниттік ағындардың бір бӛлігі магнитӛткізгіштен тыс ауада тұйықталатын және шашырайтын, алғашқы және екінші орамдарды бір-бірінен барынша алшақ орналастыру есебінен қол жеткізіледі. Нәтижесінде жүктеме тогының ұлғаюымен екінші орамның магниттік ағыны тӛмендейді. Бұл трансформатордың тік құламалы сыртқы сипаттамасының құрылуын анықтайды. Әдетте мұндай трансформаторлардың цилиндрлік (дискілік сирек) алғашқы және екінші орамдары және ӛзекшелі магнит ӛткізгіші болады. Ұлғайған шашырап тарауы бар трансформаторлар электрмагниттік сұлбасына және реттеу тәсіліне қарай қозғалмалы магниттік шунты бар, үстеме магниттелетін шунты бар және реактивті орамы бар болып бӛліненді. Ұлғайтылған шашырап тарауы бар трансформаторлардың жұмыс режимін реттеу олардың алғашқы және екінші орамдарының айналымдар санын ӛзгерту кӛмегімен жүргізіле алады, бұл жерде бос жүрістің кернеуі және оған пропорционал екінші (пісіру) тогы ӛзгеріске ұшырайды. Алғашқы орамның айналымдар санын ӛзгерту кӛмегімен жұмыс режимін реттеу барысында магнит ӛткізгіштің қимасын ӛсіруге тура келеді, ал екінші орамның айналымдар санын ӛзгертумен реттеу барысында— ораушы сымның қимасын ӛсіру керек, сондықтан да
24
айналымдық реттеу сирек және ӛзге тәсілдерге қосымша ретінде пайдаланылады. Магнит ӛткізгіштің биіктігі бойынша орамдарды ажырату есебінен магниттік ағындарды ӛзгерту немесе магнит ӛткізгіштің терезесіне магнит материалдан жасалған қозғалмалы шунттарды енгізу кӛмегімен пісіру тогын реттеу неғұрлым кең таралған. Автоматты және электрқожжы пісіру үшін пайдаланылатын неғұрлым қуатты трансформаторларда магниттік шунттармен – магнит ӛткізгіштің терезесінде орналастырылған және тӛмен кернеу тогымен басқарылатын арнайы дроссельдермен реттеу пайдаланылады.
Қозғалмалы орамдары бар трансформаторлардың 1.12-суретте келтірілген неғұрлым кең таралған құрылымдық сұлбасы ӛзекшелі магнит ӛткізгіштен 3, әрқайсысы екі катушкаға бӛлінген цилиндрлік алғашқы
1
және екінші
2
орамнан тұрады. Қозғалмалы орам (әдетте екінші) бұрандалы жетекпен
4
жылжытылады. Трансформатордың негізгі ағыны Ф т
магнит ӛткізгіш бойымен тұйықталады, ал шашырап тарау ағындары Ф 1р
және Ф 2р
— алғашқы және екінші орамдар арасындағы кеңістіктегі ауаның бойымен тұйықталады.
Қозғалмалы орамдары бар трансформаторда пісіру тогын реттеу оның индуктивті кедергісін ӛзгерту есебінен жүзеге асырылады: бірқалыпты — орамдарды жылжытуменс атылы - катушкалардың
1
— цилиндрлік алғашқы орам;
2
— цилиндрлік екінші орам;
3
— ӛзекшелік магнит ӛткізгіш;
4
— бұрандалы жетек
25
жалғастарын айырып қосумен (параллель немесе бірізділікпен).
Жылжымалы магниттік шунты бар трансформатордың
құрылымдық сұлбасы 1.13-суретте келтірілген. Мұндай трансформатордың қозғалмайтын алғашқы
1
және екінші
2
орамдары, ӛзекшелік магнит ӛткізгіш
3
және қозғалмалы магниттік шунты
4
болады. Әр орамның әртүрлі ӛзекшелерде орналастырылған екі катушкасы бар. Шашырап тарау ағындары Ф 1р
және Ф 2р
магниттік шунт арқылы тұйықталады.
Магниттік шунты бар трансформаторда пісіру тогын бірқалыпты ретеу магниттік шунтты жылжытумен жүзеге асырылады, ал сатылық — катушкалардың жалғасын айырып қосумен жүзеге асырылады.
Флюс астында механикаландырылған пісіру үшін ӛзекшелік магнитӛткізгіші
3
және ӛзекшелік типті жылжымайтын шунты
4
бар
трансформаторлар (1.14-сурет) қолданылады. Шунттың магниттік ӛткізгіштігі тұрақты токпен нәрлендірілетін басқару орамының
5
кӛмегімен реттеледі. Екі параллель жалғасқан алғашқы орам
1
жоғарғы мойындырыққа бекітілген. Екінші орам үш катушкадан тұрады, олардың әрқайсысы екі параллель жалғасқан секциядан тұрады. Катушка 2а
алғашқы ораммен қатар орналасқан, ал 2б
және 2в
катушкалар алғашқы орамнан магниттік шунтпен бӛлінген.
1
— қозғалмайтын алғашқы орам;
2
— қозғалмайтын екінші орам;
3
— ӛзекшелік магнит ӛткізгіш;
4
— магниттік шунт;
5
— шунт жетегі; S
m
— шунт алаңы
26
а б
1
— алғашқы орам;
2а, 2б, 2в
— екінші орам катушкалары;
3
— ӛзекшелік магнит ӛткізгіш;
4
— қозғалмайтын шунт;
5
— басқару орамдары
Үстеме магниттеу шунты бар трансформатордағы пісіру тогын реттеудің негізгі тәсілі шунттың магниттік кедергісін ӛзгертуден тұрады.
Реактивті орамы бар трансформаторлардың тар реттеу дипазонына ие, алайда тӛмен құндылығының салдарынан монтаждау жағдайларында және тұрмыста пайдаланылады. Реактивті орамы бар қарапайым трансформатор (1.15-сурет) ӛзекшелік магнит ӛткізгішке 3, әртүрлі ӛзекшелерге таратылған алғашқы
1
және екінші орамға
2
ие. Нәтижесінде шашырап тарау ағындары тек маңдай беттерінің бойымен және магнит ӛткізгіштің терезелерінде ғана емес (Ф 1ок
және Ф 2ок ), сонымен қатар жоғарғы және тӛменгі мойындырықтар арасындағы ауаның бойымен (Ф 1яр
және Ф 2яр ) де тұйықталады. Мұндай құрылымды мойындырықты шашырап тарауы бар трансформатор деп атайды. Пісіру тогын реттеу үшін мойындырықты шашырап тарау ағындарымен ӛзара әрекеттесетін реактивті орамды
4
пайдаланады. Бұл орам қарсы қосу барысында пісіру тогын азайтады, ал келісімдік барысында - арттырады. Реактивті орамы бар трансформатордың мысалы тӛменкӛмітекті және тӛменлегирленген қаптамалы электродтармен қолмен доғалы пісіруге арналған кіші габаритті пісіру трансформаторы ТДМ-169 болып табылады .
27
1
— алғашқы орам;
2
— екінші орам;
3
— ӛзекшелік магнит ӛткізгіш;
4
— реактивті орам; І...ІІІ— реактивті орам секциясы; S1, S2 — реактивті орамның ӛзек темірлері
Бұл трансформаторда пісіру тогын реттеу кӛлденең орындалған магниттік шунтты қолмен жылжыту арқылы қамтамасыз етіледі. Шунттық реттеу механизмі пісіру режимін ӛзгертуге қажетті уақытты күрт азайтады .
1.6.
ПІСІРУ ТҮЗЕТКІШТЕР
Пісіру тҥзеткіштер деп жартылай ӛткізгіштік элементтердің кӛмегімен бір фазалы немесе үш фазалы желінің ауыспалы тогын тиісті сыртқы сипаттамасы бар тұрақты ток кернеуіне түрлендіретін құрылғылар аталады. Тұрақты токпен пісіру ауыспалы токпен пісірумен салыстырғанда неғұрлым жоғары сапалы пісіру жалғасын алуды қамтамасыз етеді. Бұл жағдайда токтың нӛлдік мағыналарының болмауы салдарынан доғаның жану тұрақтылығы артады, балқу тереңдігі артады, доға қорғанысы жақсарады, пісіру жігі металының беріктік сипаттамалары артады, жік ақауының саны кемиді, ал тӛмен шашырау қоспа материалды пайдалануды жақсартады және пісіру жалғасын қождан және қатып қалған металл шашырандыларынан тазалау операцияларын жеңілдетеді. Осыған
28
байланысты, жауапты жалғастардың сапалы жіктерін алу үшін негізінен тұрақты токты пісіруді пайдаланады. Бұдан басқа, жоғары легирленген және жылуға тұрақты болаттар, шойындар, титан, жез және никель негізіндегі қорытпалар тек тұрақты токпен пісіріледі. Пісіру түзеткіштері кең таралған. Трансформаторлармен салыстырғанда тұрақты токты нәрлендіру кӛздері ретінде пісіру түзеткіштерінің басты қасиеттері доғаны тұтандырудың жоғары сенімділігі және оның тұрақты жануын қамтамасыз ету болып табылады. Бұдан басқа, олар үшін ПӘК жоғары және бос жүрістің қатыстық аз шығыны, аз электр магниттік индукция барысындағы жоғары динамикалық қасиеттер, айналып тұратын бӛлшектердің болмауы, нәтижесінде жұмыстың шуылсыздығы және фаза жүктемелерінің тегістігі тән. Пісіру түзеткіштерінің кемшіліктеріне ұзақ уақыт бойы қысқа тұйықталу барысындағы диодтардың істен шығу мүмкіндігі және желідегі кернеу тербелістеріне сезгіштік жатады. Пісіру түзеткіші екі негізгі блоктан тұрады: кернеуді және пісіру тогын реттеуге арналған құрылғысы бар тӛмендетуші трансформатор және түзеткіш блок. Бұдан басқа, түзеткіште оның қалыпты пайдаланылуын қамтамасыз ететін қосуды реттеуші және қорғаныс құрылғылары бар. Неғұрлым оңтайлысы үш фазалы токтың түзеткіштерінде пайдалану болып табылады. Түзеткіш блокты қуат үшін әдетте құрылысы мен әрекет ету қағидасы бойынша пісіру трансформаторларына ұқсас ток күші трансформаторлары пайдаланылады. Бір фазалы трансформаторлар түзеткіштерде салыстырмалы сирек қолданылады. Трансформатор кернеудің тӛмендеуін қамтамасыз етеді, ал кейде тиісті сыртқы сипаттаманың қалыптасуын және пісіру режимін реттеуді қамтамасыз етеді. Пісіру түзеткіштерінің ток күші трансформаторларында (1.16- сурет) үш ӛзекшенің
3
әрқайсысында әдетте сәйкес фазаның бір алғашқы
1
және бір екінші
2
орамы орналастырылады. Қалыпты магниттік шашырап тарауы бар трансформатор (1.16, а-сурет) қатты сыртқы сипаттамаға ие. Алғашқы және екінші орамдарды бір- бірінен едәуір алшақ орналастыру барысында ұлғайтылған шашырап тарауы (1.16
б,в-сурет)
бар және құламалы сыртқы сипаттамасы бар трансформаторды алады.
1.16
а, б-
суретте берілген магнит ӛткізгіштер симметриялы емес деп аталады, ӛйткені В фазасының орамдарымен құрылатын ағын жолындағы магниттік кедергі А және С орамдарымен құрылатын ағындардың кедергілерінен аз. Магниттік кедергі асимметриясы
29
1 2 3 -сурет. Қалыпты (а) және ұлғайтылған (б, в) шашырап тарауы бар үш фазалы трансформаторлардың құрылымдары:
1
— алғашқы орам;
2
— екінші орам;
3
— магнит ӛткізгіштің ӛзекшелері;
А, В, С
— трансформатор фазалары
В фазасындағы токтың А және С фазаларындағыға қарағанда жоғары болуына алып келеді, ал мұнда түзетілген токтың қисығында гармониялық құрамдас пайда болады. Симметриялы магнит ӛткізгіш (1.16 в-сурет) құрылымы неғұрлым күрделі және дайындау құны жоғары. Пісіру тогын түзету үшін жартылай ӛткізгіштік бұранданың токты тек бір бағытта ӛткізу қасиеті пайдаланылады. Қазіргі таңда кремнийлі ток күші шұралары пайдаланылады: басқарылмайтын (диодтар) және толығымен басқарылатын (тиристорлар). Токты түзету Ларионовтың үш фазалық белдікті сұлбасы бойынша жүзеге асырылады. Бұл сұлбада түзеткіш белдік алты иіннен тұрады, кернеу пульсациясы нәрлендіру желінің алты еселік жиілігіне тең, яғни 300 Гц. Жартылай ӛткізгішті шұралар белгілі бір температуралық және ток режимдерін сақтауды талап етеді, сондықтан да түзеткіш блоктың суыту элементтері болады:
30
Пісіру түзеткіштеріндегі пісіру тогын реттеу екі жолмен жүзеге асырылады: электромеханикалық және электрлік. Электр механикалық реттеулері бар түзеткіштерде ұлғайтылған магниттік шашырап тарауы бар, яғни қозғалмалы катушкалары бар (1.17 а- сурет) трансформаторлар және қалыпты магниттік шашырап тарауы, яғни қозғалмалы магниттік шунты(1.17 б-сурет) бар трансформаторлар пайдаланылады. Пісіру тогын реттеу оның үш фазалық орамдарын жылжыту, магниттік шунтты жылжыту есебінен, сондай-ақ орамдар жалғасының сұлбасын ӛзгертумен жүзеге асырылады. Бұл жерде токтың ӛзгеруі түзету блогына дейін жүреді, яғни әр фазада түзеткіш шұраларға берілген пісіру параметрлері бар, яғни әр фазадағы түзетуші шұраларға берілген пісіру параметрлері бар ауыспалы ток түседі. Пісіру түзеткіштерін реттеудің электрлік сұлбалары түзету блогынан кейінгі немесе тікелей түзетуші блоктағы пісіру тогын ӛзгертуге құрылған. Бұл сұлбаларда (1.18-сурет) түзету блогынан
1
— қозғалмалы орамдар (алғашқы);
2
— қозғалмайтын орамдар (екінші);
3
— магнит ӛткізгіш;
4
— қозғалмалы магниттік шунт
31
кейін пісіру доғасына ток күші транзисторы (немесе параллель жалғанған транзисторлар блогы) жалғанады. Әдетте транзистор кілт режимінде жұмыс істейді, яғни ток базасының жеткілікті мағынасы барысында айыру күйінен бір сәтте қанығу күйіне ауыстырылады. Кілт режимінде күшейткіш режиміне қарағанда транзистордағы энергия шығыны аз, бұл жоғары КПД және транзистордың салыстырмалы аз ысуына кепілдік береді. Биополярлық та, сондай-ақ далалық та транзисторлар пайдаланылады. Биополярлы транзисторлардың үлкен номенклатурасы бар, үздік игерілген және ӛндірісте арзан. Алайда МДП-транзисторлардың үлкен КПД және неғұрлым жоғары тез әрекетке ие. Кернеуді реттеу жиілік импульсты немесе ендік- импульсивтік тәсілмен орындалады. Транзисторлық реттеуіштері бар түзеткіштердің жұмыс қағидаты неғұрлым әлсіз токты ӛзгерту есебінен күшті токты басқарудан тұрады. Ток реттеудің транзисторлық сұлбаларын пайдалану жоғары тұрақты доға бойынша реттеулердің кең спектрі бар тік құламалы вольт-амперлік сипаттаманы алуды қамтамасыз етеді, бұл жез және алюминий негізіндегі қорытпаларды, жоғары легирленген болаттарды қорғаушы газындағы балқымайтын электродтармен пісіруге мүмкіндік береді.
VD
Барынша қарапайым және кең таралған тиристорлық түзеткіштер болып табылады. Тиристорлық түзеткіш блок тиристорларды қосу сәтін фазалық басқару есебінен пісіру режимін реттеуді қамтамасыз етеді, ал ток және кернеу бойымен кері байланыстарды енгізу барысында — кез келген сыртқы сипаттамалардың қалыптасуын қамтамасыз етеді.
U
B
— түзеткіш кернеуі; и
н
— жүктеме кернеуі
32
1.5-кесте. Балқымайтын электр
одпен піс
іруге арналған тҥзеткіштердің техникалық сипаттамалары
Түзеткіш маркасы
и с , в
Т
А
1
СВ.НОМ'
г *■
(при ПН, %)
в
Цэабг В
Пісіру тогын реттеу диапазоны, А
Габариттік ӛлшемдері, мм
Массасы, кг
ВСВУ-80
220
80 (60)
55
30
2...90
400
х
500
х
760
180
ВСВУ-160
380
160 (60)
48
30
СО
СО О
420
х
580
х
800
240
ВСВУ-315
380
315 (60)
45
30
30...350
420
х
580
х
800
360
ВСВУ-400
380
400 (60)
100
30
5...400
900
х
400
х
450
230
ВСВУ-630
380
630 (60)
50
30
5...680
450
х
600
х
800
400
33
33
Кейде тиирриисторлық реттеуішті трансформатордың алғашқы орам
тізбегінде орнатыыллааддыы..
Бұл жағдайда ттүүзеткіш блок
басқарылмайтын шұралардан – диодтардан жинала алады.
Фазалық реттеу тиристорлық түзеткіш блогымен жүктемеге
берілетін, трансформатор кернеуін
ӛӛззггеерртуге алып келетін,
тиристорларрды басқару бұрышын ӛӛззггеерртуден тұрады. Фазалық басқару үшін электр сұлбаларын реттеудің барлық қасиеттері тән::
ықшамдылық және байланыссыз бассққаарруу
органдарының жоғары
тиімділігіі, бірқалыптылық және кернеу реттеудің жоғары еселігі, дистанциялық және бағдарламалық басқарудың қарапайымдылығы.. Фазалық басқарудың басты кемшілігі түзетілген кернеудің
маңызды пульсациясы болып табылады, ал іркілісс
бұрышы 60°
астам болуы барысында қисықта ажыраулардың түзетілген кернеуінің пайда болуы болып табылады. Кернеу пулльсін және токты тӛмендету үшін тегістеуші дроссель орнатылады. Түзетілген кернеудің сәттік мағынасы азайған кезде, пісіру тогы дроссельмен алдыңғы уақыт аралығында жинақталған энергиямен ұстап тұрылады. Нәтижесінде ток қисығы тееггііссттееллееддіі.. Түзеткіштерді балқымайтын электродпен пісіруге арналған түзеткіштердің тееххннииккааллыыққ сипаттамалары 11..55-кестеде келтірілген..
1.7.
РЕЗОНАНСТЫ НӘРЛЕНДІРУ КӚЗДЕРІ
Резонансты пісіргіш нірлендіру кӛздерінің жоғары таңдамалы қасиеттері пісіру доғасына артылған қосымша сұлбалардың қасиеттерімен анықталады. Индуктивті және сыйымдылығы бар трансформаторды (1.19-сурет) қолдану кезіндегі пісіру доғасының тұрақтылық дәрежесі жоғары. Себебі, қайта тұтандыру доғаның трансформатор мен сыйымдылықтан қатар қуат алуы арқылы жүзеге асады. Іс жүзінде бұл қолмен доғалы пісіру кезінде сыйымдылығы жеткілікті конденсаторды қолдану доғаның жану тұрақтылығының тӛмендеуінен қауіптенбестен t/ xx бос жүрісінің кернеуін шамамен 35-40 В дейін тӛмендетуге болады дегенді білдіреді. Бос жүрістің кернеуін тӛмендету трансформация коэффицентінің кӛбеюіне және бастапқы тоқтың пропорционалды азаюына әкеліп соғады. 100 А дейінгі токқа есептелген және желіден 15 А кӛп ток алмайтын пісіру трансформаторлары осы қағидаға сәйкес жасалған. Бұл оларды 220 В кернеулі жарықтандырушы тораппен қуаттандыруға мүмкіндік береді.
34
Трансформатордың қайталама тізбегінде резонансты контурды қолдану іс жүзінде пісіру тоғы ауытқымасының синусоидалығын кӛрсетеді. Аталған кластағы пісіру жабдығының мынадай артықшылықтары бар:
– 2,5 есе артады);
1.8.
П
І
СІРУ ДОҒАНЫҢ И НВЕНТОРЛЫ К ӚЗДЕРІ
Пісіру аппарат – бұл белгілі бір шығыс кернеуі және тоғы бар қуат беру блогы. Бұрын пісіру аппаратына арналған барлық қуат беру блоктары жүктемесіне қарай үлкен немесе кіші желілі
35
трансформаторлардың қолданылуымен дайындалатын.
Жоғары жиілікті жартылай ӛткізгіш қуатты құралдардың пайда болуы, әсіресе, тұрмыстық радиоаппаратурада жиі қолданылатын қуат беру блоктарындағы кернеуді трансформаторсыз ӛзгерту қағидасына кӛшуге мүмкіндік берді. Темір де, мыс та жоқ. Тек қана радиоэлементтермен жабдықталған жеңіл әрі ықшам мӛрлеу тақшасы бар. Уақыт ӛте келе бұл технологиялар пісіру техникасында қолданыла бастады да пісіру аппараты ауыр құрылғыдан электроника салынған шағын қорапшаға айналды. Одан кейін сипаттамалары бойынша бірегей, аралық жоғары жиілікті кернеуді ӛзгертетін пісіру аппараттары – транзисторлы инверторлар пайда болды. Инверторлы пісіру аппаратының барлық жұмысы тоқты біртіндеп күшейтетін электронды микропроцессорлік сұлба арқылы іске асырылатын кернеуді фазалық жылжыту (инверсия) қағидасына сүйенеді. Фазалық жылжыту қағидасын қолдану ток кӛзінің сыртқы сипаттамаларының кең спектрін – тіп-тіке құламалыдан үдеушіге дейін және тегіс ток ауытқымасын алу мүмкіндігін береді. Транзисторлы инвенторы бар түзеткіштің сызбасы 1.20- суретте кӛрсетілген. Мұнда желілі түзеткіш V1 блогы 50 Гц жиілікті 220-380 В үш фазалы айнымалы кернеуді тӛмен жиілікті, L1 мен C1-ден тұратын сүзгіштің кӛмегімен тегістелетін тұрақты шамаға ӛзгертеді. Содан соң тегістелген кернеу екі транзистордан
- VT1мен VT2 – тұратын инвертордың кӛмегімен бір фазалы айнымалы жоғарғы жиілікті кернеуге ӛзгереді.
Әрі қарай кернеу жоғары жиілікті шағын габаритті Т трансформаторымен тӛмендетіледі, V2 блогының шұраларымен түзетіледі, L2 мен С2-ден тұратын, тегістейтін жоғары жиілікті сүзгіштен ӛтеді, содан соң доғаға беріледі.
36
Желілі түзеткіштің кернеуін арттыру арқылы жоғары жиілікті кернеудің амплитудасын кӛбейтуге, яғни түзетілген кернеудің орташа мәнін реттеуге болады. Сонымен бірге инверторлы түзеткіште режимді амплитудалы, ендік және жиілік реттеу қолданылады. Инверторлы нірлендіру кӛздерінің жұмыс жасау қағидасы ӛндірістік жиіліктің (50 Гц) айнымалы тоғын электронды сызбаның кӛмегімен ирелең жоғары жиілікті тоққа (жиілігі 35-55 кГц) алдын ала ӛзгертуге негізделген. 50 Гц жиілікті кернеудің трансформациясынан бұдан мың есе артық жиілікті кернеудің трансформациясына аралық жоғары жиілікті, шағын габаритті және салмағы аз трансформатордың кӛмегімен ауыстыруға болады. Транзисторлы кілттерде жоғары жиілікті ӛзгертуді қолдану сұлбадан желілі трансформаторды шеттетіп қана қоймай, аппараттың ПӘК шамасын 82,85% дейін арттыруға мүмкіндік береді(дәстүрлі аппараттың ПӘК шамасы 75,80%). Бос жүріс режимінде инвертордың қуатты пайдалануы әдеттегі трансформатормен салыстырғанда шамамен 10 есеге аз. Жоғары жиілікті құрамдас бӛліктің есебінен пісіру доғасын орау және тұрақтандыру жүзеге асады, магнитті үрлеудің әсері айтарлықтай бәсеңдейді, балқыма металдың құрылымы жақсарады. Бұл сұлбаларда тоқтың ауытқуы пайыздың оннан бір бӛлігінің деңгейіне дейін кемиді. Ӛз кезегінде бұл қалыпты ғана емес, жемірілуге тӛзімді болаттардың да жоғары сапалы пісірушіге жағдай жасайды. Сонымен қатар инверторлы нәрлендіру кӛздері оған ұқсас дәстүрлі аппараттармен салыстырғанда шағын габаритті және жеңіл. Аз қуатты инверторлардың жеңілдігі пісіру жіктеріне қатаң талап қойылатын, бірақ монтаждау жағдайы цехта қолданатын ауыр ӛндірістік жабдықты қолдануға арналмаған аса маңызды металл құрастырылымдар мен құбыр желілерін монтаждауда ӛте тиімді. Бір ток кӛзіне негізделетін модульдік қағидаға сай жасалған қуатты ӛндірістік инверторлар доғалы пісірудің кез келген түріне арналған пісіру кешендерін жасауға мүмкіндік береді. Барлық инверторларда пісіру тоғының жатық реттеуі бар. Ал микропроцессордың сандық сұлбасы мен жады ұяшықтарын енгізу дпісірудің жиі қолданылатын бірнеше режимдерінің жадталуын ұйымдастыруға мүмкіндік береді.
37
1.6-кесте.
Әмбебап и
нверторлы
түзеткіштердің техникалық
с
ипаттамалары
Түзеткіштің маркасы
U
с
, В
І
cв.ном
, А (при ПН, %)
Пісіру тоғын реттеу ауқымы, А
U
x.х
, В
U
раб
, В
Р, кВт
Габаритті ӛлшемдері, мм
Салмағы, кг
Пирс-160
380
5...150
65
12...28
5
675 х 252 х 280
20
Пирс-315
380
15...350
80
14...38
17
800 х 388 х 640
70
Пирс-500
380
15...500
80
14...42
28
790 х 388 х 705
120
ВДУ2-301УХЛ4
380
50... 350
80
16...36
16
640 х 400 х 575
73
ВДУ4-315М2УЗ
380
300 (60)
40...315
55
Форсаж-125
220
125 (40)
40... 125
90
330 X 142 X 245
6,7
Форсаж-160
220
160 (100)
10... 160
100
430 х 190x 350
11,5
Форсаж-250
220
250 (80)
15...250
80
430 х 190x 350
13,6
Форсаж-315
380
315 (50)
20...315
80
430 х 190x 350
13,6
Форсаж-160 ПА
1
220
160 (100)
10... 160
100
450 х 370 х 340
18,6
38
Пирс-160
380
5...150
65
12...28 5 675 х 252 х 280 2
0
Пирс-500
380
15...500
80
14...42 2
8 790 х 388 х 705 120
Форсаж-250 ПА
1
380
250 (80)
15...250
95
— — 450 х 370 х 340 2
1
Форсаж-500
380
500 (50)
30...500
30
PІCO 140
2
220
140 (50)
5... 140
97
20...26 6 320 х 110x20
4,6
Transpocket 2000
2
380
200 (60)
20...200
— 6
,3 430 х 1
80x 280
10,5
Transpocket 1400
2
220
140 (60)
5... 140
— 3
,8 312 х 1
10x200
4,2
200 PL
3
220
200 (35)
5...200
— 7 180x 38
6x400 9,3
300 PL
3
380
300 (65)
5...320
— 1
3 180x420x485
15
MOS-168E
3
220
150 (15)
5... 150
320 х 1
— 3
30 х 17
4
0
400R PHF
3
Chopper
380
400 (60)
6...400
Жадта дәнекерлеу 1
режимінің
12 бағдарламасы
2 420 х 850 х 860 9
5
1
Жартылай автоматтар үшін.
2
Fronіus фирмасы, Австрия.
3
PROTEC фирмасы, Италия.
39
Инверторлы нәрлендіру кӛздері қолданыста аса үнемді. Олардың қуаттылық коэффиценті (cosj) бірге жуық, ПӘК шамасы 0,7-ден кем емес, кейде 0,9-ға дейін жетеді. 1.6-кестесінде әмбебап инверторлы түзеткіштердің техникалық сипаттамалары кӛрсетілген.
1.9.
ПІСІРУ ТҮРЛЕНДІРГІШТЕР МЕН АГРЕГАТТАР
Пісіру трансформаторлар мен түзеткіштерде токты ӛңдеу айналмалы тетіктер мен түйіндердің (токты реттеудің механикалық жүйелерінің элементтерін есепке алмағанда) қатысуынсыз жүретін электрлік және электромагниттік процесстердің нәтижесінде іске асырылады. Сондықтан мұндай нәрлендіру кӛздері статикалық деп аталады. Дегенмен статикалық нәрлендіру кӛздерінен бұрын пісіру генераторлары деп аталатын электр машиналы нәрлендіру кӛздері жасалып шығарылды. Пісіру генераторы зәкір айналымының мехникалық қуатын пісіруге аса қажетті тұрақты тоқтың электр қуатына айналдырады. Пісіру генераторларының ерекшелігі – ондағы сыртқы жетектің күшімен айналатын зәкірдің болуында. Мысалы, іштен жанатын қозғалтқышының әсерінен. Пісіру генераторы әрекетінің қағидасы кез келген тұрақты ток генераторының жұмысына ұқсас. Пісіру генераторлары коллекторлы және шұралы болып екіге бӛлінеді.
Коллекторлы генераторлардың тӛмендегідей түрлері бар:
Тәуелсіз ӛршитін генераторлар бӛлек нәрлендіру кӛзінің болуын талап етеді.
Электрқозғалтқыш жетегі бар генераторларға негізделетін пісіру қондырғылары
пісіру түрлендіргіштері
деп аталады. Ал іштен жанатын қозғалтқыш (бензинді немесе дизельді) жетегі бар қондырғылар
пісіру агрегаттары
деген атқа ие.
40
Пісіру агрегаттары негізінен далалық жағдайдағы қолмен пісіру жұмыстарында, электрлік нәрлену желісінсіз жасалатын монтаждау және жӛндеу жұмыстарында қолданылады. Генератордағы зәкір мен статордың магнитті ағындарының ӛзара әрекеттесуінің есебінен пісіру тоғы қалыптасады. Генераторларың сыртқы сипаттамалары ӛте ауқымды. Сыртқы құлдыраушы сипаттамалары бар пісіру генераторлары кӛбірек таралған. Генераторлардың сыртқы сипаттамалары ӛршудің магнитсізденетін бірізді орамаларын жалғау арқылы қалыптасады. Оны қосқанда сыртқы сипаттама тіп-тіке құламалы, ал ажыратқанда кӛлбеу құламалы болады. Ӛршудің магниттегіш орамасын қуат үшін тұрақты тоқтың автономды кӛзі қажет. Сол себепті мұндай генераторлар әдетте жетек ретінде айнымалы тоқтың электрқозғалтқышын пайдаланған кезде қолданылады. Ӛздігінен ӛршитін генераторларда коллектордағы тұрақты кернеуді қамтамасыз ету үшін екі негізгі шӛткелердің арасына аралық шӛтке орнатады. Негізгі және аралық шӛткелердің арасында фазалардың үздіксіз ығысуының салдарынан аралық және одан озық негізгі шӛткелердің арасындағы кернеу тұрақты болады және ол ӛршудің магниттегіш орамаларын қуат үшін пайдаланылады. Бұл тектес генераторлар әдетте іштен жанатын қозғалтқыш жетегі бар мобильді пісіру агрегаттарында қолданылады. Тәуелсіз ӛршитін пісіру генераторларында жартылай ӛткізгішті түзеткіш арқылы айнымалы тоқтан қуат алатын магниттегіш 2 орамасы генератор шӛткелерінде доғаның ӛршуіне қажетті магниттегіш Ф н (1.21, а сурет) ағынын құрайды. Бос жүріс кезінде, тоқтың күші нӛлге тең болғанда, магнитсіздендіруші 4 орамасы әрекет етпейді. Пісіру тоғының кӛбеюімен Ф н
магниттегіш ағынына қарсы бағыт алған магнитсіздендіруші Ф р ағыны артады да, салдарлы магнитті ағын азаяды. Нәтижеде генератор ықпалдандыратын ЭҚК азаяды. Осылайша 4 ораманың магнитсіздендіруші әрекеті генератордың құлдыраушы сыртқы сипаттамаларын алуға мүмкіндік береді. Пісіру тоғын реттеу магнитсіздендіруші ораманың санын ауыстыру (кіші ток – үлкен тоқ) және реостат арқылы жасалады.
41
1.21- сурет. Тәуелсіз ӛршитін және бірізді магнитсіздендіретін орамасы бар (а), дігі- нен ӛршитін және параллель магниттегіш орамасы бар генераторлардың сызбанұсқа сұлбалары (б): 1 – реостат; 2 – магниттегіш орама; 3 – генератордың зәкірі; 4 – магнитсіздендіретін орама; 5 – пісірілетін дайындама; 6 – электрод ұстағыш; Ү – үлкен тоқ; К – кіші тоқ; a, b, c – генераторлардың шӛткелері
Ӛздігінен ӛршитін генераторлар әдетте тӛрт негізгі полюсы бар статор мен коллекторы және тӛрт негізгі, бір қосымша шӛткесі бар цилиндрлік зәкірден тұрады. Бұл генератордың осылай жасалу себебі: жүктеменің ауысуы әсерінен а- с шӛткелеріндегі кернеу ӛзгермеу үшін. Сондықтан магниттегіш орамадағы ток іс жүзінде жүктеменің тоғынан дербес. Қалдық магниттегіш ротордың есебінен генератор айналғанда параллель магниттегіш орамада генераторды магниттейтін ток тудыратын қалдық ЭҚК пайда болады. Бұл ретте генератордың магниттік ағыны ұлғаяды және ЭҚК артады. Демек, магнитті ағынның қайта артуына ықпал ететін магниттегіш ток кӛбейеді. Генератордың ӛздігінен ӛршу процессі ЭҚК шамасы параллель магниттегіш орамадағы кернеудің құлдырауымен теңескенге дейін жалғасады.
42
Басқа жағынан ӛздігінен ӛршитін генератордың жұмыс жасау қағидасы тәуелсіз ӛршитін генератордың жұмыс жасау қағидасынан ешқандай айырмашылығы жоқ. Коллекторлы пісіру генераторларының дайындалуы оңай және пайдалану кезінде кӛп шығынды талап етпейді. Дегенмен ӛндіріс жағдайының қолайсыздығы (ылғалдылықтың жоғары деңгейі, майлы булар, түрлі түйіршіктермен араласқан шаң) шӛткелермен қажалатын коллектордың тез істен шығуына әкеліп соғады.
Шұралы генератордың сұлбасы әлдеқайда жетілген.
Шұралы генератор дегеніміз – айнымалы тоқтың генераторы мен түзеткіш блоктың құрамдастырымы. Әдетте оларда айнымалы ток айқын үйекті құрылымның роторы бар синхронды генератордан немесе индукторлы генератордан алынады. Олардың ішінде индукторлы генераторлар кең қолданысқа ие. Индукторлы генераторларда әдетте үш фазалы болатын статордың орамасы фазалары үздіксіз жылжымалы келетін статорда орналасады. Сонымен бірге ӛршу орамасы да статордың корпусына бекітілген.
а-суретте кӛрсетілген индукторлы генератордың тісті 4- ротор-индукторы және 1-статорда орналасқан тұрақты тоқтан қуаттанатын 3-ӛршу орамасы бар.
1.22-сурет. Әраттас-полюсті (а) және аттас-полюсті (б) индукторлы генераторлардың сұлбасы: 1 – статор; 2 – күшпен тарту орамасы; 3 – ӛршу орамасы; 4 – тісті ротор-индуктор
43
Ӛршу орамасы үздіксіз магниттегіш күш тудырады. Бірақ 2-күш орамасын тесіп ӛтетін Ф в ӛршу ағыны лүпілдеуіш болып келеді. Себебі оның жолындағы магниттік қарсылық ротордың айналуы кезінде ӛзгеріске ұшырайды. Күш орамының білігі ротордың тісіне сәйкес келгенде ӛршу ағыны ең жоғарғы деңгейге жетеді. Ал ротордың ойымымен сәйкес келгенде ең тӛменгі деңгейге түседі. Демек, күш орамасында айнымалы кернеу пайда болады.
1.22а
- суретте горизонтальдан жоғары орналасқан индукторлы генератордың полюстері оңтүстік бӛлікке жатады. Ал тӛмен орналасқаны – солтүстік бӛлікке. Сондықтан мұндай генераторды әраттас полюсті деп атайды.
1.22 б
- суретте аттас полюсті генератор бейнеленген. Ондағы тісті 1 статор табақты электртехникалық болаттың екі қалтасынан тұрады. Ал тісті 4-ротор-индуктор бір-бірінен 180 эл.град.қашықтықта (1 тіске) орналасқан екі қалтадан тұрады. Статордың тістерінде бірінен кейін бірі және параллель байланысатын шарғылар орналасқан.
Статордың екі қалтасының арасында тұрақты тоқпен қуатталатын 3 ӛршудің сақиналы орамасы бекітілген. 2 күш ормасы статордың жіктерінде жинақталған. Ф в ӛршу ағыны алдымен ротордың білігінен ӛтеді, содан соң жұлдыз тәрізді тармақталады, ротордың тісті қалтасынан, одан әрі статордың тістерінен ӛткен соң генератордың корпусында тұйықталады.
1.22 б -суретте статордың жақын қалтасының барлық полюстері оңтүстік бӛлігі, ал алыс қалтасындағы – солтүстік бӛлігі болып саналады. Сондықтан мұндай индукторлы генераторды аттас полюсті деп атайды. Индукторлы генераторлардың шашырау ағынының әрекетімен және магнитсіздендіргіш қасиеті бар зәкір әсерінің ағынымен шартталған кәдімгі тіп-тіке құламалы сипаттамалары бар. 1.23-суретте ӛздігінен ӛршитін шұралы пісіру генераторының электрлік сұлбасы берілген. Ол жоғары жиіліктегі индукторлы лүпілдеуіш генератор мен басқарылмайтын V1-V6 шұраларында үш фазалы кӛпірлі сұлбасы бойынша жинақталған түзеткіш құрылғыдан тұрады. Іске қосу кезінде генератор жүктемесіз болып, ал оның белдігі айнала бастағанда, қалдық магниттегіштің есебінен статор орамасының қысқышында аздаған кернеу пайда болады.
44
1.23-сурет. Ӛздігінен ӛршитін шұралы генератордың электрлік сұлбасы: 1 – статор орамасы; 2 – түзеткіш блок; 3 – электрод ұстағыш; 4 – ӛршу орамасы
Т1
трансформаторы бұл кернеуді үдетеді де, түзетілген соң ол ӛршу орамасының қысқыштарына жіберіледі. Ӛздігінен ӛршу процессі R1 резисторымен реттелетін бос жүріс кернеуімен теңескенге дейін жүреді. Т2 трансформаторының кӛмегімен жүктеме тоғы ӛршу орамасын қосымша қуаттандырады. Пісіру тоғын R2 резисторы реттейді. Шұралы генераторларды дәнекерлегіш режимдері айнымалы ток сатысында реттеледі: бірсарынды – ӛршу орамасының тоғын ӛзгертумен; сатылай – күшпен оралған орамалардың тоғын ӛзгертумен (жұлдызбен, үшбұрышпен, параллель). Шұралы генераторлар коллекторлы генераторларға қарағанда сенімдірек. Бірақ олар температураның ӛзгерістеріне сезімтал. Сонымен қатар жартылай ӛткізгіш шұраларды суыту жағдайының жасалуын және жетек айналымының жиілігінің дәл сақталуын талап етеді.
1.8.
МНОГОПОСТОВЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
В многопостовых системах источник питания снабжает энергией одновременно несколько сварочных постов. Исходя из эксплуатационных и технико-экономических соображений применение многопостовых систем целесообразно, когда на относительно небольших производственных площадях сосредоточено большое число однопостовых источников питания (несколько десятков). От
45
одного многопостового источника питания может работать 6...9 постов. При расчете числа постов, обслуживаемых данным источником питания, вводят коэффициент е одновременности включения сва- рочных постов. Для ручной дуговой и механизированной сварки под флюсом принимают е = 0,5.0,6, а для сварки в среде защитного газа — 0,7.0,9. В современной сварочной технике в качестве многопостовых источников питания применяют многопостовые выпрямительные установки, а многопостовые генераторы постоянного тока и трансформаторы не применяют. Многопостовые системы обеспечивают более рациональное использование производственных площадей и значительное уменьшение расходов как на электроэнергию, так и на обслуживание оборудования. Основными требованиями, предъявляемыми к многопостовым системам, являются обеспечение независимости работы постов и незначительного падения напряжения в шинопроводе. Это особенно важно если данный пост достаточно удален от места нахождения многопостового выпрямителя. Выпрямительные многопостовые системы рассчитывают на продолжительный режим работы, а сварочный пост — на повторнократковременный режим с ПВ = 60%. Многопостовые установки типа ВДМ для ручной дуговой сварки плавящимся электродом. Упрощенная электрическая схема установки типа ВДМ приведена на рис. 1.24. Фазы первичной обмотки трехфазного трансформатора установки Т, соединенные треугольником, имеют отводы, что создает возможность повышения вторичного напряжения трансформатора на 5 % в случае понижения напряжения сети. Трансформатор
Т
имеет нормальное магнитное рассеяние и обладает жесткой внешней характеристикой. Выпрямительный узел установки собран по шестифазной коль- цевой схеме выпрямления.
На каждом стержне магнитопровода трансформатора
Т
распо- ложены витки фаз первичной обмотки (І) и две фазы одинаковых вторичных обмоток (ІІ). Электродвижущие силы вторичных обмоток смещены относительно друг друга на 180°. Фазы вторичных обмоток соединены звездой, а их нейтрали
N
1
и
N
2
образуют отрицательный и положительный выводы (полюсы) выпрямителя. Последовательно с фазами вторичных обмоток включены неуправляемые кремниевые вентили
V.
В реальном выпрямителе это не одиночные вентили, а блоки вентилей, включенных параллель-
46
Сеть
Рис. 1.24. Упрощенная электрическая схема многопостовой установки типа ВДМ для ручной дуговой сварки плавящимся электродом
но. Число вентилей
в
ветви
зависит
от
значения
тока
фазы трансформатора
Т.
На рис. 1.24 показано подключение постов для сварки током обратной полярности. Сварочные посты получают питание от шинопровода через балластные резисторы
Я
б .
Эти резисторы являются регуляторами тока поста, а также осуществляют независимую работу постов. Внешняя характеристика самого выпрямителя жесткая. При номинальном токе снижение напряжения у самого удаленного поста составляет порядка 5 %. Регулирование сварочного тока поста автономное. Падающая форма внешней характеристики поста, пред- ставляющей собой зависимость напряжения дуги от сварочного тока и д
= /(7 св
), обусловлена падением напряжения в балластном резисторе
Я
б
(рис. 1.25).
От кратковременных перегрузок установка защищена быстродействующим автоматом, включенным на входе первичной обмотки трансформатора. От длительных перегрузок в магнитном пускателе многопостового выпрямителя предусмотрены тепловые элементы.
47
Рис. 1.25. Зависимость напряжения дуги сварочного поста от сварочного тока при питании от многопостового источника
Многопостовые системы для механизированной сварки плавящимся электродом в углекислом газе. Технология сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа предъявляет ряд дополнительных требований к многопостовым системам с централизованным питанием сварочных постов на близких по токам режимах. При сварке плавящимся электродом в углекислом газе, сопровождающейся периодическими короткими замыканиями посредством капель, наблюдается сильное разбрызгивание металла. Причиной разбрызгивания является наличие быстро нарастающих пиков сварочных токов при резких колебаниях проводимости разрядного промежутка, что нарушает устойчивость горения дуги. Разработанная многопостовая система с централизованным питанием постов для механизированной сварки в углекислом газе плавящимся электродом предназначена для одновременного питания нескольких десятков постов. Эта система обеспечивает получение качественных сварных швов во всех пространственных положениях при сварке плавящимся электродом током обратной полярности в среде углекислого газа. Источником питания централизованной многопостовой системы, приведенной на рис. 1.26, является выпрямитель ВМГ-5000. Питание от выпрямителя к отдельным сварочным постам подается по шинопроводам. Многопостовой выпрямитель ВМГ-5000 имеет шестифазную схему выпрямления с уравнительным реактором L yp (рис. 1.27). Частота пульсаций выпрямленного напряжения 300 Гц. Питание выпрямителя осуществляет понижающий трансформатор Т, имею-
48
Сеть
Рис. 1.26. Функциональная блок-схема централизованной многопостовой системы с питанием постов от выпрямителя ВМГ- 5000:
1
— центральная станция питания постов;
2
— выпрямители ВМГ-5000;
3
— сварочные посты;
4, 5
— распределительные многожильные шинопроводы соответственно низкого и повышенного напряжений;
6
— общая шина, соединенная с отрицательными полюсами (выводами) выпрямителей
2
и с изделиями сварочных постов
Сеть
Рис. 1.27. Электрическая схема силовой цепи многопостового выпрямителя ВМГ-5000
49
щий одну первичную (І) обмотку и две одинаковые вторичные (ІІ) обмотки. Фазы первичной обмотки секционированы, что позволяет получать пять значений фазных ЭДС вторичных обмоток. Схема выпрямления представляет собой собственно два трехфазных выпрямителя
с выведенными нейтралями
N
1
и
N
2
Эти выпрямители работают параллельно на нагрузку через уравнительный реак то р
L
yp.
Нагрузкой для выпрямителей являются сварочные посты, под- ключенные к многожильному шинопроводу, соединенному с выходными зажимами (плюсом и минусом) выпрямительной установки. Начала фаз а
1
, b
1
, c
1
одной из вторичных обмоток выпрямителя соединены с анодами неуправляемых вентилей V1...V3, а концы фаз а
2
, b
2
и с
2
другой его вторичной обмотки — с анодами вентилей V4...V6. Катоды всех вентилей соединены вместе и образуют положительный полюс (вывод) выпрямителя ВМГ-5000. Отрицательным полюсом служит средняя точка У обмотки уравнительного реактора Lyp, имеющего замкнутый магнитопровод. Уравнительный реактор соединяет нейтрали
N
1
и
N
2
вторичных обмоток трансформатора Т, фазные ЭДС которых сдвинуты относительно друг друга на 180°. Уравнительный реактор
L
yp служит для обеспечения четкой параллельной работы двух выпрямителей ВМГ-5000. Кроме того, при наличии уравнительного реактора в магнитопроводе трансформатора
Т
отсутствует постоянная составляющая магнитного потока, что позволяет значительно уменьшить габаритные размеры трансформатора. Нормальный режим работы многомостовой системы устанавливается при обеспечении непрерывной работы вентилей обоих выпрямителей в заданной последовательности. Централизованная многопостовая система имеет распределительные многожильные шинопроводы низкого (см. рис. 1.26) и повышенного напряжений. На каждом из этих шинопроводов можно изменять напряжение вне зависимости от напряжения на другом. Изменение напряжения на шинопроводе производится посредством изменения выходного напряжения на зажимах одного из выпрямителей ВМГ-5000. Изменение выходного напряжения выпрямителей ступенчатое, осуществляется посредством специального переключения числа витков фаз их первичных обмоток. Выпрямитель рассчитан на пять ступеней выходного напряжения (низкого — 30; 35; 40; 50 В и повышенного — 60 В). Распределительный шинопровод многопостовой системы выполнен из алюминиевых шин трех разных сечений и длин:
1
1
— короткая шина,
1
2
— средняя шина и 1
3
— шина наибольшей дли-
50
Таблица 1.7. Технические характеристики многопостовых выпрямителей
Марка
І
А
1
СВ.НОМ'
(при
Ц>абг В
1Дх, В
І
А
х
СВ.НОМ1
(при
ПН =
Число постов
Мощность, кВ А
Габаритные размеры, мм
Масса, кг
ВКСМ-1000-1
1 000
60
70
300
6
76
1 050 X 990 X 800
550
ВДМ-6302
630
60
СО
-О
ю
315
4
220
ВДМ-6303С
630
4
735 х 605 х 950
250
ВДМ-1001
1 000
60
70
315
7
74
1 100x 700x 900
420
ВДМ-1202С
1 250
8
1 050 х 620 х 800
350
ВДМ-1601
1 600
60
70
315
9
120
1 050 х 850 х 1
650
770
ВДМ-3001
3 000
60
70
300
18
230
2 175 х 835 х 1
773
1 750
ВДГМ-1001
1 000
26
ю
ю со
100...200
9
1 035 х 820 х 1
630
520
ВДГМ-1601
1 600
40
со -о
со
180...360
9
1 035 х 820 х 1
630
770
ВМГ-5000
5 000
СО О
о
60
315
30
317
1 500 х 1 150 х
1 685
1 900
В ДУМ-401
4x400
36...45
75
400
4
100
1 350 х 850 х 1
200
790
ны. К шине
1
1
посты присоединяют в любом месте, а к осталь- ным — на участках, длины которых больше l
1
Разделение шино- провода позволяет уменьшить расход алюминия. При этом для
шин разных длин допустимое падение напряжения Ди ш
остается в установленных нормах.
Напряжение дуги поста регулируется автономно с помощью специального балластного резистора РБГ-502. Режим работы по- ста регулируется также изменением скорости подачи электродной проволоки, которую определяет значение сварочного тока. Для механизированной сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа выпускается многопостовой выпрямитель ВДГМ- 1602, обеспечивающий постоянство выпрямленного напряжения с точностью -1 В как при изменении нагрузки, так и при колебани- ях напряжения сети в диапазоне от +5 до -5 % от номинального. Многопостовые выпрямители оборудованы пускорегулирующей и защитной аппаратурой. Предусмотрена возможность параллельной работы выпрямителей типа ВДГМ. В комплект их поставки входят балластные реостаты и дроссели. В табл. 1.7 приведены технические характеристики многопо- стовых выпрямителей.
1.11.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЭЛЕКТРОСВАРКИ
Импульсные стабилизаторы дуги.
Основным недостатком работы сварочных трансформаторов является невысокая стабильность горения дуги, вызываемая периодическими переходами сварочного тока через нулевые значения при смене полярности на электроде и изделии. Для ликвидации этого недостатка используют импульсные стабилизаторы дуги, применяемые для облегчения ее возбуждения, повышения устойчивости горения и улучшения процесса переноса капель расплавленного металла в сварочную ванну. Устройство стабилизации горения дуги (УСГД) служит для им- пульсного повторного поджига дуги и поддержания устойчивого дугового разряда посредством генерирования и подачи в дуговой промежуток импульсов напряжения в начале каждого полупериода. Стабилизация сварочной дуги заключается в следующем. При сварке переменным током дуга гаснет, когда сварочный ток уменьшается до значения, близкого к 5 А. Обрывы дуги происходят с
52
удвоенной частотой переменного тока. Повторное зажигание дуги требует более высокого напряжения, чем напряжение, поддержи- вающее ее горение. При этом в каждый полупериод синусоиды сварочного тока зажигание происходит при уравнивании напряжения холостого хода сварочного трансформатора с напряжением зажигания. Для надежного зажигания дуги необходимо, чтобы в начале полуволны синусоиды сварочного тока УСГД выработало и подало на вторичную обмотку трансформатора импульсы с амплитудой 200...500 В. Подача импульса энергии в УСГД происходит после перехода сварочного тока через ноль и достижения на вторичной обмотке сварочного трансформатора напряжения, близкого по значению к напряжению дуги 15.20 В. После прохождения ста- билизирующего импульса сварочный трансформатор самостоятельно поддерживает горение дуги. Принцип работы УСГД заключается в следующем: после про- хождения сварочного тока через ноль блок управления формирует управляющий импульс, который поступает на один из тиристоров и заряжает конденсатор цепи. В следующий полупериод открыва- ется другой тиристор, и этот же конденсатор сначала разряжает- ся, а затем перезаряжается через второй тиристор этой же цепи, создавая на дуговом промежутке стабилизирующий импульс. Эти импульсы облегчают повторное зажигание дуги, что и способствует повышению стабильности ее горения. На рис. 1.28 приведен график сварочного тока с импульсами повторного зажигания дуги.
Рис. 1.28. График сварочного тока с импульсами повторного зажигания дуги
53
В настоящее время разработан целый ряд УСГД, позволяющих вести ручную дуговую сварку практически любыми электродами с питанием как переменным, так и постоянным током. Следует отметить, что для подключения УСГД пригодны все сварочные трансформаторы с повышенным магнитным рассеянием любой мощности: от бытовых, рассчитанных на питание от сети 220 В, до мощных сварочных трансформаторов на номинальный ток 500 А, рассчитанных на напряжение сети 380 В с частотой 50 или 60 Гц. Кроме того, начато серийное производство трансформаторов для дуговой сварки с встроенными в них УСГД-4МУ2. Эти трансформаторы предназначены для выполнения: МР — переменным током и электродами УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ВИ-10-6 и другими — постоянным током;
электродами ОЗЛ-8, ОЗЛ-26, ЦЛ-39 и др.; боты сварщика за счет уменьшения времени ее начального зажигания и увеличения времени горения в каждом полупериоде синусоиды сварочного тока; счет увеличения стабильности процесса сварки и уменьшения разбрызгивания металла.
Блок снижения напряжения холостого хода.
Блок снижения напряжения холостого хода, предназначенный для повышения электробезопасности сварочных работ, необходим при выполнении сварки изделий в условиях повышенной опасности и в особо опасных условиях эксплуатации: например в замкнутых и стесненных условиях — в туннелях, колодцах, резервуарах. Универсальный блок снижения напряжения холостого хода БСН-10 позволяет выполнять сварочные работы переменным и постоянным током. Данный блок должен эксплуатироваться со сварочными трансформаторами, имеющими напряжение холостого хода не более 80 В и номинальный ток до 500 А (ПР = 35 % при токе 500 А), или со сварочными выпрямителями с напряжением холостого хода не более 100 В и номинальным током до 500 А.
54
Реостат балластный.
Балластные реостаты предназначены для создания падающей внешней характеристики источников питания и регулирования сварочного тока на каждом посту при питании их от многопостового источника постоянного тока. Реостат собран из резисторов, скомпонованных в блоки, и рубильников, включение которых в определенных сочетаниях позволяет осуществлять ступенчатое регулирование режима сварки в достаточно широких пределах (20 ступеней). Балластный реостат включается в сварочную цепь последова- тельно с электродом. Как видно из рис. 1.29, минимальное значе- ние сварочного тока обеспечивается включением рубильника І, а максимальное — включением всех пяти рубильников (І...V). Промышленность выпускает следующие балластные реостаты: с регулированием сварочного тока от 10 до 200 А через каждые 10 А, с регулированием сварочного тока от 15 до 300 А через каждые 15 А и с регулированием сварочного тока от 25 до 500 А через каждые 25 А. При сварке в защитных газах первоначальное возбуждение дуги производится бесконтактным способом. Напряжения холостого хода источника питания (60.80 В) недостаточно для того,
Рис. 1.29. Электрическая схема балластного реостата: 1...22 — реостаты; І...V — рубильники
55
чтобы вызвать электрический разряд. Следовательно, для возбуждения дуги необходим кратковременный импульс напряжения, который обеспечил бы пробой и последовательное развитие искрового разряда вплоть до получения дугового разряда. Для решения этой задачи источники питания для сварки в среде защитного газа снабжаются дополнительным устройством — сварочным осциллятором. Осциллятор представляет собой генератор затухающих по амплитуде переменных высокочастотных (100...300 кГц) импульсов высокого напряжения (около 3 кВ). Применяют две схемы включения осциллятора в цепь дуги: параллельную и последовательную. В схеме параллельного включения (рис. 1.30) трансформатор
Т1
промышленной частоты 50 Гц повышает напряжение сети до 3.6 кВ. Его вторичная обмотка подключена к разряднику F, входящему в колебательный контур С к
Ь
к , в котором возникают колебания с частотой 150.300 кГц. При возрастании напряжения на выходе трансформатора заряжается конденсатор С к . По достижении определенного напряжения на вторичной обмотке трансформатора происходит искровой пробой воздушного промежутка разрядника. Электрическая схема осциллятора последовательного включения приведена на рис. 1.31. Трансформатор
Т
повышает напряжение сети и подает его на разрядник
F
, входящий в колебательный контур С к
Ь
к .
Катушка индуктивности колебательного контура включена последовательно с дугой. Сечение обмотки трансформа-
Г2
Рис. 1.30. Электрическая схема параллельного включения сварочного осциллятора в цепь дуги:
ИП — источник питания дуги; L,£, Сф и
L^
С
к
— индуктивности и емкости фильтра и колебательного контура; 71, 72 — трансформаторы;
L
— индуктивность вторичной обмотки трансформатора осциллятора
56
Сеть
Рис. 1.31. Электрическая схема последовательного включения сварочного осциллятора в цепь дуги
тора рассчитывается исходя из сварочного тока, генерируемого источником питания дуги. Защита источника питания дуги от воз- действия высокочастотного высокого напряжения, возникающего на катушке индуктивности при разряде конденсатора, осуществляется посредством шунтирования его конденсатором Сф. Осцилляторы последовательного включения компактнее и проще осцилляторов параллельного включения, и обычно работают они только в начале процесса сварки. В схеме источника питания предусмотрено автоматическое отключение осциллятора после возбуждения дуги.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
вентильных источников питания?
57
2- тарау
ДОҒАЛЫ ПІСІРУДІҢ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ МЕН ТЕХНИКАСЫ
ПІСІРУ ДОҒАСЫН ҚОЗДЫРУ ТӘСІЛДЕРІ
Қапталған металдық электродпен қолмен доғалы пісіру сұлбасы 2.1-суретте кӛрсетілген. Бұл жағдайда доғаны қоздыру электродтың ұшының пісірілетін металға жанасуы арқылы электр пісіру тізбегінің қысқа мерзімді тұйықталуы кезінде орын алады. Электродты балқытуға қарай пісіру процесінде оны қажетті пішін алу және жікті кесу үшін жалғастың бойына және жіктің кӛлденеңіне бір мезгілде жылжыта отырып, бұйымға тақайды. Электр доғасын қоздыру әр жолы пісіру процесі басталғанға дейін, ал содан кейін – ол үзілген кезде пісіру процесінде жүргізіледі. Пісіру доғасы электродтың тұғыры тиген кезде қозады, одан кейін электрод бұйымның бетінен жылдам алынады. Бұл ретте, егер саңылау тым үлкен болмаса тоқтың пайда болуы және доға бағанын орнату бірден орын алады. Электродтың бұйымға жанасуы қысқа мерзімді болуы тиіс, себебі олай болмаған жағдайда ол бұйымға балқып жабысып қалады («жабысып қалады»). «Жабысып қалған» электродты оны қатты оңға және солға бұрай отырып, жұлып алған жӛн. Доғаны қыздыру электродтың пісіріліп отырған металға жеңіл түрде бүйірімен жанаса отырып және келесіде оны бұйымның бетінен 2-4 мм бұру сериясымен қайтымды-ілгерілеме қозғалыспен (2.2-сурет) не болмаса электродтың тұғырымен тырналау қозғалысымен (2.2-сурет, б) жүргізіледі. Доғаны қоздырғаннан кейін электрод қысқа мерзімге, яғни пісіру жігі қалыптасқанға және негізгі металдың балқуы орын алмағанға дейін балқудың бастапқы нүктесінде ұсталуы тиіс.
59
1
— қож қабыршағы;
2
— жік;
3
— сұйық қож кабықшасы;
4
— газ қорғануы;
5
—электродты металл тамшысы;
6
— электрод;
7
— электрод қаптамасы;
8
— доға;
9
— пісіру ваннасы;
10
— негізгі металл
(2.3-сурет). Электродтың балқуымен бір мезгілде доғаның тиімді ұзындығын сүйемелдей отырып, оны бір қалыпты пісіру ваннасына салу қажет. Доғаның тиімді ұзындығының кӛрсеткіштері кенет шытынаған дыбыс, металл тамшыларының доға аралығы арқылы бір тегіс жылжуы және металдың аз ғана шашырауы болып табылады. Доғаның ұзындығы пісірудің сапасына айтарлықтай әсер етеді. Қысқа доға жоғары сапалы тігіс алуды қамтамасыз ете отырып,
а б
а
— электродты бұйымға бүйірімен тигізе отырып;
б
— электродтың тұғырымен тырналау қозғалысымен
60
себебі электродтың балқытылған металы доға аралығынан жылдам ӛтеді және қышқылдануға және азоттануға сирек ұшырайды. Алайда ӛте қысқа доғаны пайдалана отырып пісірушінің жоғары біліктілігін талап етеді. Ұзын доға ӛзіне тән шыжылдаумен тұрақсыз түрде жанады. Бұл ретте балқудың тереңдігі жеткіліксіз, электродтың балқыған металы шашырайды және кӛбірек қышқылданады және азотталады. Жік қалыпсыз болып шығады, ал жік металының құрамында тотық кӛп болады.
Егер пісіру процесінде қандай да бір себеппен пісіру доғасы с
ӛніп
қалатын болса, пісірудің басын жақсы балқуын және сыртқы
түрінің жақсы болуын қамтамасыз ететін, оны қайтып жағатын арнайы техниканы қолданады. Қайталап тұтандырған кезде кратердің алдыңғы жиегіндегі доғаны қоздырады, содан кейін барлық кратер арқылы жаңа ғана балқытылған металға қарсы орналастырылған жиекке, содан кейін тағы да жүргізіліп отырған пісірудің бағыты бойынша алға жылжытқан (2.4-сурет) жӛн. Егер электродты доғаны қайталап тұтандырған кезде артқа жеткіліксіз
1
— доғаны қыздыру;
2
— доғаны кратердің қарсы жиегіне жылжыту;
3
— доғаны кратердің алдыңғы жиегіне жылжыту
61
түрде әкететін болса, басталған және соңғы пісіру бӛлікшелері арасында шұңқыр қалады. Егер қайтадан тұтандырған кезде электродты артқа қатты әкетсе, онда пісірілген білікше бетінде биік томпақ қалыптасады.
ЭЛЕКТРОДТЫҢ ПІСІРУ КЕЗІНДЕГІ КҮЙІ ЖӘНЕ ЖЫЛЖУЫ
Пісіру процесінде электродқа мынадай қозғалыстар беріледі:
Пісіру жылдамдығы ӛте жылдам болған кезде аздап дӛңестелген және ірі қабыршақтары бар жіңішке балқытып қапталған білікше шығады. Электродты ӛте ақырын жылжытқан кезде ӛте дӛңестелген пісіру білікшесі және шеттері балқытып қапталған тегіс емес пішінді жік шығады.
Электродтың пісіру кезіндегі ию бұрыштары 2.5-суретте кӛрсетілген. Пісіру түрлі бағыттарда жүзеге асырылуы мүмкін: солдан оңға, оңнан солға, ӛзінен және ӛзіне қарай.
15
30
62
1
— электрод;
2
— бӛлшектер;
3
— жік
Жіктің ұшында пісіру доғасын кенеттен үзуге және қысым шоғырлаушысы және құрамында зиянды қоспалары кӛп аумақ болып табылатын кратер металының бетінде қалдыруға болмайды. Кратердің қалыптасуының алдын алу үшін электродты жылжытуды тоқтату, яғни оны 1-2 с ұстап тұрып содан кейін 5 мм артқа жылжытып, жоғары және артқа қарай шапшаң қозғала отырып, доғаны үзу қажет. Пісіруді қате аяқтаған кезде доға сӛнген жіктің аяқталған орнында ылғи да терең кратер қалыптасады. Кратер балқудың тереңдігінің кӛрсеткіші болып табылғанымен жіктің соңында оны толтыру және пісіру керек. Бұл мынадай үлгіде жүргізіледі: кратерде доға қыздырылады, қысқа доға орналастырылады және электрод осындай күйде кратер балқыған металмен толтырылғанға дейін ұсталады. Кратерді доғаны үзіп және қыздыра отырып, бірнеше рет пісіру ұсынылмайды, себебі бұл кезде металдың тотығы және қождың ластануы орын алады. Электрод тұғырының екі қозғалысының (ілгерілемелі және жік желісінің бойымен) нәтижесінде қалыптастырылған 1 пісіру жігі (2.6-сурет) жіптік деп аталады. Оның ені пісірудің тиімді жылдамдығы кезінде электрод диаметрі d
3
болған кезде (0,8-1,5) құрайды. Жіптік жікпен жіктің тамыры толтырылады, жұқа дайындамалар пісіріледі, балқыту жұмыстары орындалады және тіліктерді пісіру жүргізіледі. Электродтың кӛлденең қозғалысын пайдаланбастан білікшені балқытып қаптау үшін доғаны қоздыру, оны созу және негізгі металл қызуы үшін бірнеше уақыт бір орнында ұстап тұру керек. Содан кейін тиісті мӛлшердегі пісіру ваннасы қалыптасқанға дейін доғалық аралықтың ұзындығын біртіндеп азайта бастаған жӛн, ол
63
электродтың пісіру бағытында ілгері қарай қозғалуы басталған сәтке дейін негізгі металмен жақсылап балқып қосылуы тиіс. Бұл ретте жік осі бойымен электродтың аздап теңселуін орындау ұсынылады. Алайда кӛп пісірушілер электродты пісіру жылдамдығын білікшенің қалыптасуы бойынша айқындай отырып, қандай да бір бойлай тербелістерсіз жік осінің бойымен жылжытуды жӛн санайды. Электродтың тұрақты жиілікпен және амплитудамен жасалған және оны жіктің бойымен жылжыта отырып, біріктірілген белгілі бір траектория бойынша кӛлденең тербелулері талап етілетін енді
2
пісіру жігін алуға мүмкіндік береді (2.6-суретті қараңыз).
Электрод ұшының кӛлденең тербелісті қозғалысы бӛліктер қалпымен, жіктің мӛлшерімен және күйімен, пісірілетін материалдың құрамымен және пісірушінің дағдыларымен айқындалады. Ені (1,5-5,0) d
3
жіктер 2.7-суретте кӛрсетілген электродтың кӛлденең тербелуінің кӛмегімен алынады.
64
Электродтың пісіру кезіндегі кӛлденең тербелісі оның үш диаметрінен аспайтын амплитудада жүргізілуі тиіс. Білікше қалыптастыру процесінде балқып қапталған қабат балқыған күйде болуы тиіс. Егер элекродты ӛте алыс жылжытса немесе оның қайтып келуін бӛгейтін болса пісіру ваннасы металының сууы және кристалдануы мүмкін. Бұл металда қожды қоспа бар пісіру жігінің пайда болуына әкеліп соқтырады және оның сыртқы келбетін нашарлатады. Пісіру кезінде пісіру ваннасын мұқият қадағалау, оның ені мен металдың балқу тереңдігін бақылау қажет, сондай-ақ электродты ӛте жылдам жылжытпау керек. Әрбір жылжытудың соңында электродты бір сәтке тоқтатқан дұрыс. Кӛлденең тербелістердің амплитудасы балқытып қапталған білікшенің талап етілетін енінен біршама кіші болуы тиіс.
2.3.
ПІСІРУ РЕЖИМІН ТАҢДАУ ҚАҒИДАСЫ
Пісіру режимі дегеніміз қадағаланатын параметрлердің жиынтығы, олардың кезінде пісіру доғасының тұрақтылығы және белгіленген мӛлшерлердегі, пішіні және құрамдағы жік алуды қамтамасыз етіледі. Пісіру режимінің параметрлері негізгі және қосымша деп бӛлінеді. Пісірудің негізгі параметрлеріне электродтың диаметрі, пісіру тоғы, оның тегі мен кереғарлығы, доға қысымы, ал қосымша параметрлерге қаптаманың құрамы мен қалыңдығы, жіктің кеңістіктегі күйі, ӛткелдердің сандары жатады. Электродтардың диаметрі пісірілетін металдың қалыңдығына, жіктің катетіне және жіктің кеңістіктегі орналасуына байланысты болады.
Жікті пісіру кезіндегі s
металл қалыңдығы мен d
3
электрод диаметрі арасындағы байланыс шамамен тӛменгі күйде мынадай:
s, мм.................. 1...2
3...4
5...10
12...24
30...60 d
3
, мм 2.3 3.4 4.5 5.6
6 және одан кӛп тік, кӛлденең және тӛбелік жіктер пісірілетін металдың қалыңдығына қарамастан диаметрі үлкен емес (4 мм дейін) электродпен орындалады, себебі бұл ретте сұйық металл мен пісіру ваннасынан шығатын қож аз сорғалайды.
65
Пісіру тоғы әдетте электродтың таңдап алынған диаметріне байланысты белгіленеді. Жікті пісіру кезінде тӛменгі күйде тоқтың күші мынадай эмпирикалық формула бойынша есептеледі:
4в=kd
3
,(2.1)
Мұнда к
— электродтың диаметріне тәуелді коэффициент; d
3
— электрод диаметрі, мм.
Коэффициент к
мынадай шектерде d
3
-ке байланысты ӛзгереді:
d
3
, мм 2
3
4
5
6
к
..............................25...30
30... 45
35...50
40...45
45...60
Пісіруді тік күйде орындаған кезде пісіру тоғы 10-15%-ға, ал тӛбелік күйіндегі тӛменгі күй үшін таңдалған мәнмен салыстырғанда 15-20%-ға азаяды. Пісіру тоғының тегі мен кереғарлығы пісірілетін металдың түріне және оның қалыңдығына байланысты болады. Электродта кері кереғарлықтың тұрақты тоғымен пісірген кезде кӛбірек жылу бӛлінеді. Табақша болаттың түйіс жалғастардың қолмен доғалы пісіру режимі 2.1-кестеде берілген. Қолмен доғалы пісіру кезінде доға қысымы 20-дан 36 В-ға дейін ӛзгереді және режимді есептеу кезінде регламенттелмейді.
2.1-кесте.
Табақша болаттың доғалық пісіру режимінде тҥйістіре пісірілген жалғастар (тӛменгі кҥйде)
Табақша қалыңдығы, мм
Электрод диаметрі, мм
Пісіру тоғы, А
Табақша қалыңдығы, мм
Электрод диаметрі,
мм
Пісіру тоғы, А 1.4 1,5
25.40
6.12
4
160.200
2
60…7
0
5
220.280
3
3
13
және артық
5
220.280 4.5
3
6
280.340
4
160.200
7
350.400
66
2.4
ТҮРЛІ КЕҢІСТІКТІ КҮЙДЕ ЖІКТІ ОРЫНДАУ ТӘСІЛДЕРІ
Тік күйде пісіру кезінде балқытылаған металл тӛмен қарай ағуға талпынады, соныдықтан тік жіктер ӛте қысқа доғамен, ол ретте тӛменнен жоғары қарай да, жоғарыдан тӛмен қарай да орындалады. Тӛменнен жоғары қарай пісіру кезінде доға тік орналастырылған тілікшенің ең тӛменгі нүктесінен қыздырылады және сұйық металл ваннасы қалыптастырылғаннан кейін бастапқыда кӛлденең орналастырылған электрод біршама жоғары жылжытылады. Бұл ретте жіктің қатып қалған металы таяқша секілді қалыптасады, оған металдың келесі тамшылары ұсталып тұрады. Сұйық металдың ваннадан ағып кетуінің алдын алу үшін электродты жоғарыға және кезегімен екі жаққа жылжыта отырып, жіктің осінен кӛлденең тербелісті қозғалыс жасау қажет. Бұл сұйық металдың жылдам қатуын қамтамасыз етеді. Жоғарыдан тӛмен қарай пісіру металдың қалыңдығы аз болған немесе кӛп қабатты пісіру процесінде жіктің бірінші қабатын салу кезінде қолданылады. Бұл жағдайда доға астына сұйық металдың ағуы тесіп ӛткен күйіктеспелердің қалыптасу мүмкіндігін азайтады. Мұндай пісіру процесінің басында доға электродтың кӛлденең орналасуы кезінде тілікшенің ең жоғары нүктесінде қыздырылады. Сұйық металл ваннасы қалыптастырылғаннан кейін электродты доға негізгі және балқытып жапсырылған металға бағытталатындай есеппен 15-20°-қа иіледі. Жік қалыптастыру шарттарын жақсарту үшін электродтың тербеліс амплитудасы үлкен болмауы тиіс, ал доға балқытылған металдың тӛменге ағып кетпеуі үшін ӛте қысқа болуы тиіс. Жиегі Х-үлгісінде дайындалған қалыңдығы үлкен металдағы тік жіктер жоғары бӛлігінен бастап орындалады. Егер екі пісіруші жұмыс істеп жатқан жағдайда олардың біреуі пісірілетін секцияның бірінші қабатын орындайды және бірден осыдан кейін бірлескен жерінің сыртқы жағынан жіктің тамырын кесіп алады. Одан кейін басқа пісіруші ӛз жағындағы барлық қабаттарды салып жатқанда бірінші пісіруші секцияның ӛз жағындағы барлық қабаттарын салады. Осындай кезекпен барлық келесі секцияларды пісіреді. Пісіруді алдыңғы ыстық қабат бойынша үзіліссіз орындайды. Жіктерді кӛлденең (тӛменгі) күйде орындау кезінде сұйық металдың ағып кетуінің алдын алу үшін жиек қисығын әдетте бір
67
жоғары бӛлшекте жасайды. Бұл жағдайда доға тӛменгі кӛлденең жиекте қыздырылады, содан кейін бӛлшектердің қайырылған жеріне және металдың ағып бара жатқан тамшысын жоғары кӛтере отырып, жоғары жиекке жылжытылады. Электродтың тербелісті қозғалысы спираль бойынша жүргізіледі. Кӛлденең пісіру жіктерін түйіс жалғастарға қарағанда айқасқан жалғастарды орындау үшін пайдаланған жеңіл, себебі табақшаның кӛлденең жиегі металды тӛмен ағып кетуден сақтауға қабілеттендіреді. Жиектері Х-үлгісінде дайындалған қашықтығы үлкен кӛлденең жіктерді (бір жиектің екі симметриялы қиғашы, әдетте жоғарғы) екі пісіруші осындай бӛлікшедегі екіжақты жікті пісіруді бір ауысымда аяқтай алатындай есеппен бӛлікшелерге бӛледі.
Жіктерді тӛбелік күйде орындау бұл кӛп еңбекті қажет ететін операция, себебі ауырлық күші металды электродтан пісіру ваннасына жылжытуға кедергі келтіреді, ал балқыған металл ваннада тӛменге қарай ағуға тырысады. Осының салдарынан пісіру процесінде пісіру ваннасы кӛлемінің ауқымды болмауына қол жеткізу керек. Бұл диаметрі кішкентай (3-4 мм) электродтарды және тӛмен пісіру тоғын қолданумен қамтамасыз етіледі. Сапалы жік алудың негізгі шарты электродты сұйық металл ваннасымен кезең-кезеңімен тұйықтау арқылы ең қысқа доғаны сүйемелдеу болып табылады. Осындай пісіру процесінде электродтың тұйықталуы сәтінде металл тамшысы беткі созылу күшінің әсерімен пісіру ваннасына тартылады, ал оны жойған сәтте доға ӛшеді және тігіс металы қатаяды. Бұл ретте электродқа сонымен бір мезетте қозғалыстың жіктің бойымен тербелісі хабарланады. Электродтың бӛлшектің бетіне иілуі пісіру бағытында 70-80°-ты құрауы тиіс.
Тӛменгі кҥйде тҥйіс жалғастарды пісіру.
Жиек қиғашынсыз аралық пісіру кезінде жіктің бір немесе екі жағынан кішірек ұңғыма болуы керек. Бір немесе екі жиектің қиғашымен түйіс жалғастарды бір немесе кӛп қабатты жіктермен пісіреді. Бір қабатты жікпен пісірген кезде доғаны жиек қиғашының шетінде қыздырады, содан кейін оны тӛмен қарай жылжыта отырып, жіктің тамырын толық пісіреді. Жиектердің қиғаштарында электрод қозғалысы оларды жақсылап пісіру үшін бәсеңдейді. Доға бір жиектен басқасына ауысқан кезде электрод қозғалысының жылдамдығы жиектер арасындағы саңылауда күйіктеспенің алдын алу үшін арттырылады. Кӛп қабатты жіктерді пісіру диаметрі 4 мм-ден артық емес электродпен жік тамырын мұқият пісірумен бастайды, ал келесі жіктерді диаметрі үлкен электродтарды пайдалана отырып, кеңейтілген білікшемен балқытып қаптайды.
68
Түйіс жіктерді пісіру кезіндегі қабаттардың саны мынадай қатынастарды пайдалана отырып, таңдалады.
Табақша қалыңдығы, мм ...... 1...5
6
8
10
12
14
16
18
Қабаттар саны 1
2
2; 3
3; 4
4
4; 5
5; 6
5; 6
Кӛлемді кернеулердің пайда болуы және жарықшақ қалыптасуы қаупі арту салдарынан қалыңдығы үлкен (25 мм артық) жауапты конструкциялардың түйіскен жерлерін пісіру жік жиектерінің ӛңделуін: блоктармен (2.8, а- сурет) немесе каскадтармен (2.8, б - сурет) толтыру арнайы тәсілдерін пайдалана отырып, орындалады. Каскадпен пісіру кезінде жиек ӛңдеуіне бірінші ұзындығы кішірек қабатты (200-300 мм), содан кейін бірінші қабатты жауып тұратын және ұзындығы шамамен екі есе екінші қабатты балқытып қаптайды, үшінші қабат бірінші және екінші қабатты жауып тұруы тиіс. Келесі қабаттар кішірек бӛлікшеде бірінші қабаттың үстінде бӛлініс толтырылғанға дейін үшінші қабат сияқты балқытып қапталады. Одан кейін осы бӛлікшеден пісіруді сол тәсілмен қысқа жіктермен жан-жаққа алып кетеді. Осылайша пісіру аумағы бар уақытта ыстық күйде тұрады, бұл жарықшақтың пайда болуының алдын алады. Блоктық тәсіл кезінде кері сатылы пісіру пайдаланылады, яғни кӛп қабатты жік олардың әрқайсысын толық біртіндеп толтыра отырып, жеке бӛлікшелермен орындалады. Ұзындығы бойынша пісіру жіктері қысқа (300-350 мм), орташа (350-1 000 мм) және ұзын (1000 мм артық) болып бӛлінеді. Қысқа жіктерді ӛңделуінің бір ұшынан басқа бұрышына қарай ӛткелде (2.9, а -сурет), ұзындығы орташа жіктер – түйіскен тұстың ортасынан ұшына қарай (2.9, б -сурет), ал ұзын жіктер – керісатылы тәсілмен орындалады, яғни олар бірінен кейін бірі бӛлікшелермен орындалатын жіктердің кері үстемеленуі бағытында болады (2.9,
в... д -сурет). Сатылардың (бӛлікшелердің) ұзындығы жұқа металды пісіру кезінде 100*350 мм, ал қалың металды пісіру кезінде сатылар неғұрлым ұзындау болады.
69
А ----------- ►
<-----------А А ----------- ►
тттттттттттт
7 5 3 1 2 в
шттттшттшшт
2а
За 4а
Керісатылы пісіру жалғастың ортасынан ұшына қарай жалпы А бағытта орындалады. Бұл ретте пісіруді бір немесе екі пісіруші орындайды (2.9 г.- суреттің 1, 1а, 2, 2а бӛлікшелерін қараңыз). Кӛп қабатты жіктерді орындау кезінде де жоғарыда орналасқан қабаттардың бағытында, кері бағытында тӛменде орналасқан қабаттардың іргелес бӛлікшелерін пісіріп отырып, керісатылы тәсіл пайдаланылады. Іргелес бӛлікшелердің жіктерінің ұштары 25-30 мм іргелес болуы тиіс. Негізгі металдың қалыңдығының артуымен (15-20 мм артық) пісірілген жалғастарда кӛлемді пісіру қысымы артады, олар жіктерде жарықшақтардың пайда болуы және дамуы қаупін тудырады. Осындай құбылыстардың алдын алу үшін қалың табақшалы болатты пісіруді түрлі тәсілдермен (2.10-сурет) орындайды. Қалыңдығы 15-20 мм металды қос қабатпен пісіреді (2.10 а -сурет):
70
t со
t с
_ 1
ГУ6—/4 W2 —/_ /
Г
f ■*
3 л —7 Л /
Г
/5 /з —/1 —
Г
1
гу
2—► \ в—
ІІІ ІІ І
и.
1
Ч -
---- 5
л 1
Ұзындығы 250-300 мм І бӛлікшеде жіктің бірінші қабаты балқытылып қапталады, одан бірден қожды тазалайды және бірінші қабаттың ыстық металы бойынша (150-200°С-тан тӛмен емес температурада) екінші қабатты салады. Осылайша ІІ, ІІІ және келесі бӛлікшелердегі жіктерді пісіруді орындайды. Қалыңдығы 20-25 мм және одан қалың металды блоктармен немесе каскадпен (секциямен) пісіреді. Блоктармен пісіру кезінде (2.10,б -сурет) кӛп қабатты жікті жекелеген бӛлікшелермен орындайды, ал олардың аралығын барлық жалғастарды пісіру аяқталғанға дейін толтырады. Каскадпен пісіру кезінде (2.10, в- сурет) кӛп қабатты жіктің әрбір келесі пісірілетін бӛлікшесі алдыңғы бӛлікшенің бір бӛлігін немесе барлық бӛлігін жабады. Жіктің жиегін U-тәріздес дайындау кезінде каскадты пісіру секциясының ұзындығы 300-400 мм-ді, ал Х-үлгіде дайындағанда
«Қайықшаға» пісіру.
Бір ӛткелді бұрыштық жік қалыптасқан кезде шала пісірудің алдын алу пісірілетін жазықтықтар кӛлденең жазыққа 45° бұрышпен жантайтылады - «симметриялық қайықшаға» пісіру (2.11, а -сурет), сондай-ақ 30 немесе 60° бұрышпен — «симметриялық емес қайықшаға» ( 2.11, б-
сурет ).
Пісіруді тік және сол сияқты кері кереғарлықта пісіру тоғының жоғары кӛрсеткіштерінде жүргізеді. Кері кереғарлық тоғымен пісіру қысқа доғамен жүргізіледі. Бұрыштық жікпен пісіру кезінде электродты дұрыс салу 2.11, в -
суретінде кӛрсетілген.
71
1
— электрод;
2
— бұйым;
3
— дәнекерлеу жігі
Пісіру процесінің басында электродты пісірілетін тілікшенің жиегіне шығару және доғаланып созылған тілікшелердің жиекті қыздырғаннан кейін балқытудың талап етілетін енімен және тереңдігімен пісіру жігін салуды бастау қажет. Бұл ретте пісіру жігінің бағытында электродты кішірек қайтымды-ілгері жылжыту жүргізіледі. Бұл пісіру жігінің тамыр бӛлігін алдын ала қыздыруды қамтамасыз етеді және басты бӛлік алдындағы пісіру ваннасының балқыған қождың ағып кетуінің алдын алады. Электродты пісіру доғасының пісіру жігін қалыптастыру аумағының шегінен тілікшенің бетіне шығып кетуіне жол бермей тікелей пісіру жігінің тамырына бағыттаған дұрыс. Бір ӛткелде ӛте кӛп металды балқытуға жол берілмейді.
Тӛменгі кҥйде сыртқы бҧрышы бар бҧрыштық жалғасты пісіру . Сыртқы бұрыштық жіктері бар бұрыштық жалғастар конструкцияларда сирек қолданылады. Бұл жалғастар технологиялық, ал олардың пісіру режимдерінің параметрлері жиектер қиғаштары бар түйіс жалғастарды пісіруде қолданылатын параметрлерге ұқсас.
72
І
5
20
Дәнекерлеу бағыты а б
2
-сурет. Электродтық жазықтықтық күйі (а) және тӛменгі күйде сыртқы бұрышы бар бұрыштық жалғасты пісіру кезіндегі оның жылжу бағыты(б):
1
— электрод;
2
— бұйым;
3
— пісіру жігі
Мұндай пісіру жалғастарының барынша беріктігін қамтамасыз ету үшін жікті кері жағынан балқыту қажет. Ішкі бұрыштық жікті сыртқы бұрыштық жікке қосу барлық бұрыштық жалғастың беріктігін айтарлықтай арттырады. Тӛменгі күйде сыртқы бұрышы бар бұрыштық жалғасты пісіру осындай кері кереғарлықта орындалады. Электродтың дұрыс күйі бұл ретте 2.12-суретте кӛрсетілген. Бірінші ӛткел кезінде электродтың кӛлденең тербелісінсіз жіңішке жік салу кезінде қолданылатын пісіру техникасы пайдаланылады. Бұл ретте жалғастың кері жағының толық балқуын және екі тілікшесі бар жік металының жақсы балқуын қамтамасыз ету қажет. Осы мақсатқа қол жеткізу үшін қысқа доғаны сүйемелдеудің маңызы зор.
Тӛменгі кҥйдегі айқасқан жалғастарды пісіру . Жалғастың осы түрі ӛнеркәсіпте, әсіресе, резервуарларда, құрылыс және кеме конструкцияларында пайдаланылады. Айқасқан жалғастар қандай да бір дайындалуға және жинауға айтарлықтай шығынды талап етпейді. Айқасқан жалғастардың максималды беріктігіне бұрыштық жігі бар екіжақты пісіруді пайдалану кезінде қол жеткізіледі. Осы жалғасты орындау тік және сол сияқты кері кереғарлықта жүргізіледі, бұл ретте пісіру тоғы ӛте жоғары болмауы тиіс (2.13- сурет). Тік кереғарлық тоқпен тӛменгі күйде айқасқан жалғастарды пісіру қысқа доғамен, ал кері кереғарлық тоқпен – одан да неғұрлым қысқа доғамен жүзеге асырылады.
73
а
— жалғастарды пісіруге дайындау;
б
— электродтың күйі және қалыңдығы бірдей тілікшелердің бір ӛткелді жігімен пісіру кезінде оның жылжу бағыты;
в
— кӛп қабатты жіктің екінші және үшінші ӛткелдерін орындау кезіндегі электродтың күйі;
г
— түрлі қалыңдықтағы тілікшелерді пісіру кезіндегі электродтың күйі;
1
— тұтқыш;
2
— электрод;
3
— бұйым;
4
— пісіру жігі; 1...3 — қабаттарды салу реті
Доға жалғас тамырының бағытында және тілікшенің кӛлденең бетінде бағдарланады. Пісіру процесінде пісіру жігінің осіне қатысты электродтың кішірек қайтымды-ілгері тербелісі жүргізіледі. Бұл қозғалыстағы пісіру доғасының алдындағы жалғастың алдын ала қызуын, дӛңестік және пісіру ваннасының соңғы жағының қожды қабатымен жабылуын қамтамасыз етеді. Тік кереғар тоқпен пісіру кезінде жоғарғы тілікшенің жоғарғы жиегі күю тенденциясына ие болады, сондықтан үнемі балқытылған білікшенің толмау және пісіру доғасының жеткілікті түрде қысқа болмау қаупі болады. Тіліктер бұл ретте ӛте сирек пайда болады. Кері кереғарлық тоғымен пісіру кезінде тік кереғарлық тоғымен пісіру кезіне қарағанда неғұрлым қысқа доға ұстау, сондай-ақ тілікшенің тегіс бетінде де сол сияқты жоғарғы тілікшенің жоғарғы жиегінде де ықтимал тіліктің алдын алу керек. Доғаның жылжу тіліктерін жою үшін пісіру жігінің мӛлшерін шектеген дұрыс.
74
Тӛменгі кҥйде таңбалы жалғасты пісіру.
Жалғастың осы түрі электродтың барлық түрлерімен бір ӛткелді пісірумен де сол сияқты кӛп ӛткелді пісірумен де орындалуы мүмкін. Таңбалы жалғасты тӛменгі күйде тік кереғарлық тоғымен бір ӛткелді пісіру кезінде пісіру тоғы үлкен пісіру ваннасы үшін жеткілікті болуы тиіс, ал кері кереғарлық тоғымен пісіру кезінде тоқ бірнеше есе аз болуы тиіс.
Тік кереғарлық тоғымен пісіру кезіндегі электродтың күйі 2.14, а -
суретке, ал кері кереғарлық тоғымен пісірген кезде 2.14, б-
суретіне сәйкес келуі тиіс.
Электрод бұл жағдайда пісіру жалғасының тамырына бағытталуы тиіс.
Доғаның ұзындығы тік кереғарлық тоғымен пісіру кезіне қарағанда кері кереғарлық тоғымен пісіру кезінде аз болуы тиіс. Электродты жылжыту жіктің барлық бойымен тегіс жүргізілуі тиіс. Тік кереғарлық тоғымен пісіру кезінде тіліктер ешқашан проблема болып табылмайды. Кері кереғарлық тоғымен пісіру тіліктердің алдын алу үшін арнайы шаралар қабылдауды талап етеді. Ірі бұрыштық жіктер кӛбінесе электродтың кӛлденең тербелісінсіз тар білікшелерді кӛп рет салу арқылы орындалады. Кӛп жағдайда қапталған қабат және соңғы білікше де электродтың кӛлденең тербелісінсіз орындалады.
1
а
— тік кереғарлық тоғымен;
б
— кері кереғарлық тоғымен;
1
— электрод;
2
— бұйым;
3
— пісіру жігі.
75
Кӛп ӛткелді таңбалы жалғасты орындау кезінде пісіру тік кереғарлы тоқпен де сол сияқты кері кереғарлы тоқпен де орындалады, ал пісіру тоғының кӛрсеткіші жіңішке бір ӛткелді жікпен пісіру кезіндегідей белгіленеді. Бұл жағдайда электродтың күйі қабаттарды салу кезектілігіне байланысты ӛзгереді, ал оны жылжыту бір ӛткелді жікпен пісіру кезіндегі жылжытуға ұқсас болады. Тараптар бойынша білікшелердің орналастыру немесе тарату қапталған қабат бұрышты жік катетінің белгіленген мӛлшеріне нақты сәйкес келетіндей үлгіде жүргізілуі тиіс.
Кӛлденең кҥйде жиек қиғашы бар таңбалы жалғастарды пісіру.
Жіктерді орындаудың осы тәсілдері құбырларды пісіру кезінде, сондай-ақ басқа да жауапты таңбалы жалғастарда жиі кездеседі. Кейбір жұмыстар кезінде жіктерді электродтың кӛлденең тербелісімен орындау талап етіледі. Алайда кӛптеген жағдайларда осындай пісіру электродтың кӛлденең тербелісінсіз жіңішке білікшелермен жүргізіледі. Бұл жағдайда пісіру үшін кері кереғарлық тоғы пайдаланылады, бұл ретте бірінші ӛткелде пісіру тоғы кішірек кӛрсеткішке ие болуы тиіс.
Кӛлденең тербелісті пісіру кезіндегі электродтың күйі 2.15 а -
суретте кӛрсетілген.
Пісіру кезінде электродты металды жалғастың тікелей тамырлы бӛлігіндегі тесікте балқыуына күштей отырып, қысқа доғалық аралықты ұстау және электродтың қайтымды-ілгері жылжуын пайдалану керек. Электрод алдыға қозғалған кезде пісіру доғасының үзілуіне жол бермеу керек. Осындай жылжулар процесінде металдың балқудағы жік алдында алдын ала қызуын қамтамасыз ету керек. Сонымен бір уақытта пісіру ваннасының балқыған металының жеткілікті түрде жылдам қатуын бақылау керек, яғни ол тӛменгі тілікшеге ақпауы тиіс. Бұл ретте жалғастың кері жағында металдың толық балқуы қамтамасыз етілуі тиіс. Екінші және келесі ӛткелдерді пісіру тоғын айтарлықтай арттыруға және электродтың кӛлденең тербелістерінсіз немесе кӛлденең тербелуімен жіңішке білікшелермен пісіруді пайдалануға болады (2.15 б -
сурет ).
Бұл ретте әрбір ағымдағы ӛткелдің барлық алдыңғы ӛткелдердің бетімен, сондай-ақ балқытылатын тілікшелердің бетімен кепілді балқуын қамтамасыз ету талап етіледі. Пісіру процесінде
76
Бірінші ӛткел Екінші ӛткел Үшінші ӛткел
-сурет. Кӛлденең күйде жиектің қиғашымен айқасқан жалғастың кӛлденең тербелісімен пісіру кезіндегі электродтың күйі (а) және электрод бүйірінің кӛлденең қозғалысының мысалы (б):
1
— электрод;
2
— бұйым;
3
— пісіру жігі
Айқасқан жалғасты кӛлденең күйде тӛменнен жоғарыға қарай пісіру. Кӛлденең күйдегі айқасқан жалғастарды пайдалана отырып, жауапты пісіру жұмыстарын орындау кезінде әдетте пісіруді тӛменнен жоғары қарай жүргізеді. Мұндай пісіру кеме жасаудағы пісіру жұмыстарын орындау кезінде және қысымы жоғары түтікшелерді дайындау кезінде, сондай-ақ металл конструкцияларын дайындау кезінде орын алады. Қалыңдығы кішірек бӛлшектерді пісіру кезінде, сондай-ақ айқасқан жалғастардың кӛп ӛткелді пісіру жіктерінің бірінші ӛткелдерін орындау кезінде тӛмендеу пісіру тоғын пайдалана отырып, бір ӛткелді бұрыштық жіктер орындалады. Мұндай пісіру кезінде жалғастың тӛменгі бӛлігінде балқытылған металдан мӛлшері пісіру жігінің мӛлшеріне сәйкес келетін сӛре түзіледі. Электродты қайтымды-ілгері жылжытқан дұрыс болады. Электродты металды жылжыту кезінде қысқа доғаны сүйемелдеу қажет, ал жоғары ауысқан кезде оның үзіліп кетуіне жол берместен доғаны созу керек. Электрод пісіру ваннасының үстінде тұрған кезде оны аздап кӛлденең жылжытуға болады, бұл пісіру жігінің жақсы қалыптасуына мүмкіндік береді. Алайда пісіру процесінде электродтың қозғалысы ылғи жік енінің шегінде болуын, яғни жоғарғы білікшенің жиегі күйіп кетпеуін, ал тілімшенің тегіс бетінде тіліктердің пайда болмауын қадағалау керек.
77
Қалың айқасқан жалғастарды пісіру жіктерін орындау үшін электродты кӛлденең жылжыта отырып, кӛп ӛткелді немесе бір ӛткелді пісіру қолданылады. Бұрыштық жікпен кӛп ӛткелді пісіру кезінде бірінші ӛткел электродты кӛлденең жылжытпастан жіңішке білікшемен орындалады. Екінші ӛткелді орындау кезінде пісіру тоғы жалғастың түпкі бӛлігінің кепілді балқуын және жиектермен жабысуын қамтамасыз ету үшін жеткілікті болуы тиіс. Кӛп ӛткелді бұрыштық жікті орындау кезіндегі электрод қозғалысының күйі және траекториясы 2.16 а -суретінде берілген. Бұл жағдайда электродты пісіру ваннасының бетінде ұстай отырып, оны жоғары қарай жылжытқан және бір мезетте солға және оңға кезектестіре отырып, жан-жаққа жылжытқан жӛн. Айқасқан жалғастарды пісіруді, сонымен бірге, электродтың кӛлденең тербелісімен бір ӛткелді бұрыштық жікпен жүргізуге болады. Бұл жағдайдағы электрод қозғалысының күйі және траекториясы 2.16 б -суретінде берілген. Бұл кездегі пісіру техникасы кӛп ӛткелді пісірудің екінші ӛткелін орындау кезіндегідей, тек электродты тӛменгі білікшеге үлкен бұрышпен орналастыру және оның тек тӛменгі білікшеде ғана жылжуын ұстап тұру қажет.
78
Таңбалы жалғасты тік бағытта пісіру .
Тік түйістерді пісіру, кӛбінесе, тӛменнен жоғары қарай орындалады. Алайда, пісіруді жоғарыдан тӛмен қарай орындауды қажет ететін жағдайлар да кездеседі. Ӛту санын таңдау осы қосылыстың мақсатымен, сондай-ақ, пісірілетін пластиналардың қалыңдығымен белгіленеді. Таңбалы жалғас электродтың кӛлденең жылжытуынсыз бір ӛтпелі бұрыштық жікпен тік қалпында пісіру кезінде, пісіру тогы жалғастың негізгі бӛлігінің тұрақты балқытылуын, сондай-ақ, пластиналар беттерімен қосып қорытылуын қамтамасыз ететіндей жеткілікті түрде үлкен болу керек. Осы пісіру электродтың жоғары-тӛмен қарай теңселуімен кері полярлық токпен орындалады. Электродты металды басқа жерге тасымалдау кезінде, қысқа доғаны сақтап, ал электродты жоғары қарай жылжыту кезінде, доғаны созу керек, алайда, бұл жағдайда, оның үзілуіне жол берілмеу керек. Пісірілетін металдың қызып кетуін және оның бұдан кейін жарылуын, сондай-ақ пісіру ваннасының ағылуын болдырмау үшін электродты пісіру ваннасынан мерзімді түрде алып отыру керек. Оған қоса, талап еті- летін балқытуға, пісірілетін жиектерімен қосып қорытылуға қол жеткізілгенде және тіліктері жоқ қажетті профильді жік пайда болғанға дейін, пісіру ваннасын бір орында ұстап отыру керек. Таңбалы жалғас бір ӛтпелі бұрыштық жікпен тік қалпында пісіру тӛменнен жоғары қарай, әдетте, кері полярлық токпен, бірақ, кейде тура полярлық токпен де орындалады. Бұл жағдайда пісірілген жік электродтың кӛлденең теңселуінсіз жіңішке білік- шелермен орындалу мүмкін, бірақ, ол кӛбінесе электродтың кӛлденең жылжытуымен орындалады. Жалғас электродтың кӛлденең теңселуімен кӛп ӛтпелі жікпен пісіру кезінде, алғашқы ӛтуі бір ӛтпелі ретінде, яғни электродтың кӛлденең теңселуінсіз немесе кейбір жағдайларда оның кішкене кӛлденең теңселуімен орындалады. Бұл жағдайда пісіру тогы жалғастың негізгі бӛлігінің жақсы балқытылуын және жиектерімен қосып қорытылуын қамтамасыз ететіндей жеткілікті болу керек. Пісіру процесі кезінде электродты пісіру ваннасының үстінен ұстап тұрып, оны жоғары қарай және кезектеп сол мен оңға қарай бір уақытта шетке жылжыту керек. Пісіру процесі кезінде орындалатын пісіру ваннасының біркелкі жылжытылуы беті кішкене дӛңестеу, тегіс жікті алуға мүмкіндік беріп, кӛлденең жылжыту кезінде электродты шеткі нүктелерде қысқа мерзімге тоқтату тіліктердің пайда болуын болдырмайды. Пісіру кезінде қысқа доғаны сақтап отыру керек.
79
Бірақ, электродтың пісіру ваннасының балқытылған металымен түйісуіне жол берілмеу керек.
Таңбалы жалғасты тӛбелік қалпында пісіру . Бұл пісірілген жалғас кӛптеген жағдайда кеме жасау саласында және металл құрастырылымдарын жасау кезінде қолданылады. Таңбалы жалғас бір ӛтпелі бұрыштық жікпен тӛбе қалпында пісіру кері полярлық токпен орындалады. Бұл жағдайда пісіру тогы тым үлкен мәнге ие болмауы тиіс. Былай пісіру кезінде электродтың қалпы мен жылжу бағыты 2.17-суретте кӛрсетілген. Пісіру процесі кезінде электродтың қайтымды ілгерілеме жылжытылуы пайдаланылады. Металды балқытып қаптау кезінде қысқа доғаны сақтап отыру керек, алайда электродтың алға қарай жылжытылуы кезінде, доға үзілмеу тиіс. Жалғастың негізгі бӛлігінің жақсы балқытылуын, сондай-ақ, бүйір жиектерімен қосып қорытылуын қамтамасыз етуге ерекше кӛңіл бӛлу керек. Қождың пісіру ваннасының бас жағына ағып кетуіне, сондай-ақ, пісірілген жіктің артық биіктігі мен дӛңестігінің пайда болуын болдырмау мақсатында оның қызып кетуіне жол берілмеу керек.
бір ӛтпелі бұрыштық жікпен тӛбе қалпында пісіру кезінде электродтың қалпы (а) мен жылжу бағыты (ә):
1
— электрод;
2
— бұйым;
3
— пісірілген жік
80
Таңбалы жалғас бір ӛтпелі бұрыштық жікпен тӛбе қалпында пісіру электродтың кӛлденең теңселуінсіз орындалады. Пісіру кері полярлық токпен орындалады. Бұл жағдайда пісіру тогы тым үлкен болмау тиіс. Әрбір ӛтуі жақын білікшелермен және пісірілетін жиектердің беттерімен жақсы қосып қорытылуын қамтамасыз етіп, жіктің беттік жағы әрбір ӛту кезінде барынша тегіс болу керек. Таңбалы жалғас электродтың кӛлденең теңселуімен кӛп ӛтпелі бұрыштық жікпен тӛбе қалпында пісіру кері полярлық токпен орындалады. Сонымен бірге, алғашқы ӛтуді орындаған кезде, пісіру тогы жеткілікті түрде үлкен болуы тиіс.
Былай пісіру кезінде электродтың қалпы мен жылжу бағыты 2.18,
а-суретінде
келтірілген
-сурет. Таңбалы жалғас электродтың кӛлденең теңселуімен (а) кӛп ӛтпелі бұрыштық жікпен тӛбе қалпында пісіру кезінде электродтың қалпы мен жылжу бағыты және оның қозғалыс траекториясы (ә):
1
— электрод;
2
— бұйым;
3
— пісірілген жік
81
Бұл жағдайда пісіру доғасының ұзындығы үлкен болмау тиіс. Бұлай пісіру кезінде электрод қозғалысының траекториясы 2.18,
ә-суретінде
кӛрсетілген
Электродтың жылжытылуы тез және жылжымалы түрде орындалып, алайда, бұл жағдайда доға ұзындығының елеулі ұлғаюының орын алмайтынын қадағалау керек. Пісіру процесі кезінде пісіру доғасының тұрақты жануын сақтап, оның үзілуіне жол берілмеу керек. Кратер кристаллизацияланғаннан соң оған электродты жақындатып, кратерді қайтадан пісіру керек. Бұл пісіру ваннасының қызып кетуін және пісірілген жік металында жарықтардың пайда болуын болдырмай, электрод металын балқытып қаптау алдында пісірілген жіктің негізгі бӛлігінің алдын ала жылытуын қамтамасыз етеді. Оған қоса, бұндай пісіру техникасы қожды балқытып қапталған металдың үстіңгі бӛлігіне ығыстыруға мүмкіндік береді. Бұл жағдайда балқытып қапталған металды және пісіру доғасын бақылау мүмкіндігі жақсарып, пісірілген жік тіліктерінің, қатпарлар мен артық дӛңестігінің пайда болуы болдырылмайды, сондай-ақ, үстіңгі бетінің сырты жақсарып, ол біртекті болады. Пісірудің екінші ӛтуі алғашқысы сияқты орындалады, тек екінші ӛтуінде электродты металдың кӛбірек мӛлшері балқытып қапталады. Әдетте, бірінші ӛтуге қарағанда, екінші ӛтуді орындау әлдеқайда қиын.
Айқасқан жалғасты бір ӛтпелі бҧрыштық жікпен тӛбе қалпында пісіру. Бұл пісірілген жалғас кӛбінесе резервуарларды салу және кеме жасау саласында қолданылады. Осы объектілердің үлкен габариттік ӛлшемдері мен ӛздеріне тән ерекшеліктеріне байланысты, пісіруді орындау үшін оларды кӛмкеру дұрыс болып табылмайды. Осыған ұқсас кӛптеген жұмыстар кері полярлық токпен орындалады. Алайда, осындай пісіруді тура полярлық токпен орындауды қажет ететін жағдайлар да кездеседі. Тура полярлық токпен пісіруге қарағанда, кері полярлық токпен пісіру кезінде пісіру тогының мәні кем болмау тиіс. Пісіру процесі кезінде электродтың пісіру бағытына қарай теңселіп жылжуын қолдануға болады. Оған қоса, электродты алға қарай жылжытқан кезде, пісіру доғасының үзілуіне жол берілмеу тиіс. Электродтың осылай жылжуы жиектеріне электродты металды балқытып қаптау алдында олардың алдын ала жылытуын қамтамасыз етіп, пісіру ваннасының қызып кетуін болдырмайды. Сондай-ақ, электрод пен пісіру доғасының жылжуы қождың пісіру ваннасының артқы жағына ығыстыруын тудырады. Пісіру доғасының үстіңгі пластинаның бетіне және пісірлген жіктің
82
Тура полярлық токпен пісіру кезінде пісірлген жікте артық дӛңес- тіктің түзілуі байқалады. Тӛсемдегі жиектерін қисайтып, түйіс жалғас кӛп ӛтпелі жікпен тӛбе қалпында пісіру. Бұл пісірлген жалғас кӛптеген жағдайда құбырлар мен резервуарларды пісіру кезінде қолданылады . Пісіру кері полярлық токпен орындалады. Бұл жағдайда пісіру тогы жеткілікті түрде үлкен болу керек. Металды басқа жерге жақсы тасымалдау үшін қысқа доғаны сақтау керек. Бұл жағдайда электродтың жылжуы сырғымалы түрде орындалу тиіс. Сондай-ақ, тӛсем жағында және жалғастың негізгі бӛлігіндегі жиектері арасында дұрыс қосып қорытылуын қамтамасыз ету керек. Пісірілген жіктің беттік жағының дӛңестілігі мүмкіндігінше азырақ болу тиіс. Осылай пісіру кезінде екінші және одан кейінгі ӛтулер электродтың кӛлденең теңселуінсіз оның сырғымалы жылжу техникасын пайдалану арқылы да орындалады. Металл қызып кете бастаса, доғаны ұзартып, қызып кеткен пісіру ваннасы бар кратер суығанша, электродты алға қарай жылжыту керек. Бұл жағдайда алдында балқытып қапталған білікшелердің беттерімен де, бӛлшектеу қабырғаларымен де жақсы қосып қорытылуын қамтамасыз ету керек. Әрбір ӛтуден кейін жіктің беттерін қождан тазартып отыру керек.
Жиектерін қисайтып, тҥйіс жалғасты кӛп ӛтпелі жікпен тӛбе қалпында пісіру . Бұл пісірілген жалғас кӛптеген жағдайда құбырлар мен жалпақ илемнен жасалған құрылымдарды пісіру кезінде қолданылады. Жиектерін қисайтып, түйіс жалғас кӛп ӛтпелі жікпен пісіру электродтың кӛлденең теңселуімен кері полярлық тоқпен орындалады. Алғашқы ӛтуді орындаған кезде, пісіру тогы тым үлкен болмау тиіс. Алайда, ол металдың сырт жағынан жақсы балқытылуын қамтамасыз ету керек. Бұл жағдайда жалғастың негізгі бӛлігінде алғашқы ӛтуді орындау түйіс жалғастарды пісіру кезінде алғашқы ӛтуді орындауға ұқсайды. Бұл ретте, пісірілген жіктің беттік жағы тегіс болып, оның сыртқы жағында кішігірім білікше пайда болу керек. Екінші және одан кейінгі ӛтулерді орындағанда, алғашқы ӛтумен салыстырғанда, пісіру тогы біршама үлкен болып, пісіру электродтың кӛлденең теңселуімен орындалу тиіс. Пісірілген жіктің орталық бӛлігінде тым үлкен дӛңестіктің пайда болуын болдырмау үшін, электродты кӛлденең бағытта жылжыту тез орындалу тиіс.
83
Одан басқа, электродтың кӛлденең жылжу траекториясы пісірілген жік енінен шықпау керек. Тіліктердің пайда болуын болдырмау үшін электродты кӛлденең теңселу траекторияларының шеткі нүктелерінде ұстап тұру пайдаланылады.
БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ
3-бӛлім
ҚОРҒАУШЫ ГАЗДАРДА ДОҒАЛЫ ЖӘНЕ ҚОРҒАУШЫ ГАЗДАРДАҒЫ ПЛАЗМАЛЫ ЖӘНЕ ДОҒАЛЫ ПІСІРУ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ МЕН ТЕХНИКАСЫ
3.1.
ҚОРҒАУШЫ ГАЗДАРДА ПІСІРУ ТӘСІЛДЕРІНІҢ ТОПТАСТЫРЫЛУЫ
Доғалы пісіру кезінде сапалы жалғастарды алу үшін доға мен балқытылған металл аймағын ауаның зиянды әсерінен қорғау қажет етіледі. Қорғаушы газдарда (3.1-сурет) пісіру кезінде доға мен балқытылған металл аймағын қорғау үшін жанарғының кӛмегімен ағыншамен берілетін газды пайдаланады. Қорғаушы газдары ретінде пісіру кезінде металмен әрекеттеспейтін инерттік газдарды (аргон, гелий және олардың қоспаларын) және металмен әрекеттесетін белсенді газдарды (кӛмірқышқыл газ, сутегі және т.б.), сондай-ақ, олардың қоспаларын пайдаланады.
Қорғаушы газдарда балқытылмайтын электродпен пісіру сұлбасы 3.1,
а-суретінде
кӛрсетілген
Бұл жағдайда доға электрод пен бӛлшек арасында жанады. Пісіру процесі кезінде электрод балқытылмай, пісірілетін жиектер бойы жылжытылатын доға оларды қорытады. Доға алыстаған сайын, балқытылған металл қатайып, бӛлшектің жиектерін қосатын жікті құрайды.
Балқымалы электродпен (3.1,
ә-суреті)
пісірген кезде, доға доғаға үздіксіз берілетін электродты сым мен бӛлшек арасында жанады. Доға сым мен бӛлшектің жиектерін балқытып, нәтижесінде жалпы пісіру ваннасы пайда болады. Доға жылжыған сайын, пісіру ваннасы қатайып, бӛлшектің жиектерін қосатын жікті құрайды. Қорғаушы газын үнемдеу мен процесті басқару мақсатында, пісіруді доға айналасында концентрлік түрде берілетін газдардың екі бӛлек ағыншаларында орындауға болады (3.1,
б-суреті).
Бұл жағдайда газдың ішкі ағыншасында доға жанады және электрод металының тамшысы орналасады, ал сұйық металл ваннасы газдың ішкі және сыртқы ағыншаларының қоспасымен қорғалады.
85
3.1-сурет. Қорғаушы газдардағы пісіру процестерінің сұлбалары: а
— балқытылмайтын электродпен;
ә
— балқымалы электродпен;
б
— газдың екі ағыншасындағы балқытылатын электродпен;
1
— бӛлшек;
2
— доға;
3
— қорғаушы газы;
4
— пісіру жанарғысының шүмегі;
5
— балқытылмайтын электрод;
6
— пісіру ваннасы;
7
— электродты сым;
8
— газдың ішкі ағыншасы
3.2-сурет. Қорғаушы газдарда қолмен доғалық пісірудің негізгі тәсілдер- інің топтастырылуы
86
Қорғаушы газдарда пісірудің жаңа тәсілдері де әзірленді: импульсті-доғалы, вибрациялық-доғалы және т.б. Қорғаушы газдарда балқымалы электродпен пісірудің негізгі тәсілдерінің топтастырылуы 3.2-суретте келтірілген.
Аргон-доғалы пісіру процесінің негізгі параметрлеріне: балқымалы электродпен пісіру кезінде — доға тогы, қорғаушы газының шығыны мен электродты сымды беру жылдамдығы жатады.
Қорғаушы газдарда доғалы пісірудің ерекшеліктері:
3.2.
ГАЗДЫҚ ҚОРҒАНЫСТЫ ЖАСАУ
Пісіру аймағын пісіру жанарғысының шүмегінен шығатын газбен ағындық жергілікті қорғанысы кең таралған (3.3-сурет). Ағындық қорғаныстың сапасы шүмектің 1 құрылымы мен диаметріне,
L
-дің шүмек кесіндісінен А — А пісірілетін материалдың бетіне (L +
H)
және қорғаушы газының шығынына байланысты болады.
Газ ағыны шекаралық қабатпен
3
бӛлінетін ядродан
2
және перифериялық аумақтан 4 тұрады .
Қоршаған ауа ортасына таусылғанда, ағынның ӛзегінде шүмек кесіндісінің
А
А
қимасындағы газдың жылдамдығы мен құрамы сақталады. Ағынның перифериялық аумағында қорғаушы газы қоршаған ауамен араласып, ағын ұзындығы бойы ӛтетін жылдамдық шүмектің кесіндісіндегі алғашқы жылдамдықтан ағынның сыртқы шегіндегі нӛлдік жылдамдыққа дейін ӛзгереді. Осыған орай, металдың сенімді қорғанысы ағын ӛзегінің шегінде ғана жүзеге асырылады. Осы жердің ұзындығы
Н
неғұрлым үлкен болса, оның қорғаныс қасиеттері соғұрлым жоғары болады. Макси- малды ұзындығы
Н
газдың шүмектен ламинарлық таусылуы кезінде байқалады. Газдың турбуленттік таусылуы жағдайында ағыншаның осындай құрылымы бұзылып, оның қорғаныс қасиеттері күрт тӛмендейді.
87
1
— шүмек;
2
— әлеуетті ағын ядросы;
3
— шекаралық қабаты;
4
— ағынның перифериялық аумағы;
Н
— ядроның шүмек кесіндісінен шығып кетуі;
h
— шүмек кесіндісінен пісірудің тиімді қорғаныс аймағының диаметрі d
3
тең болатын деңгейге дейінгі арақашықтық;
L
— шүмек кесіндісінен бұйымның бетіне дейінгі арақашықтық; dc — шүмектің шығыс диаметрі
Іс жүзінде конустық, цилиндрлік және пішінделген шүмектерді (3.4-сурет) қолданады. Шүмектің кіру жерінде ағындық қорғанысты жақсарту үшін жанарғыда шүмектің шығу жерінде газ ағыншасын қосымша түзетуге мүмкіндік беретін ұсақ торларды, кеуекті материалдарды және басқа да бӛлшектерді орнатады. Қорғаушы газының шығыны ламинарлық таусылуға жақын келетін ағынның
dc — қимадағы шүмектің диаметрі
88
Пісірудің бағыты
І
<У-^\
— электрод;
2
— қорғаушы газы;
3, 4
— қорғаушы газының сәйкесінше сыртқы және ішкі ағыншалары
Қорғаушы газы пісіру аймағына концентрлік түрде доғаның айналасына, ал балқытылатын электродпен жоғары пісіру жылдамдығы кезінде бүйір жағынан және екі концентрлік ағыншамен (3.5-сурет) кіру мүмкін. Белсенді материалдарды пісіру кезінде ауаның жанасуын алдын алу үшін, балқытылатын металмен ғана емес, қыздырылған қатты металмен де ұлғайтылған қорғаныс аймағы бар шүмектерді қолданады.
3.3.
ҚОРҒАУШЫ ГАЗДАРДА ДОҒАЛЫ ПІСІРУУ КЕЗІНДЕ ҚОЛДАНЫЛАТЫН МАТЕРИАЛДАР
Инерттік газдар мен олардың қасиеттері . Аргон — бұл ауадан бір жарым есе дерлік ауыр, түссіз әрі улы емес газ (3.1-кесте). Аргон кӛптеген элементтермен химиялық қосылыс түзбейді. Металдарда аргон сұйық күйінде де, қатты күйінде де ерімейді. Ӛнеркәсіпте аргонды кезекті терең суытумен және фракциялық қайта айдаумен таңдамалы булану арқылы бӛлгіш бағандарда ауадан алады. Осы жолмен алынған аргонның құрамында оттектің шағын мӛлшері болады. Бұдан кейінгі оттектен тазарту рәсімі аргондағы оттекті жалынсыз жағу арқылы және басқа да тәсілдермен жүзеге асырылады. Сонда да, таза аргонда оттектің, азот пен ылғалдың шағын мӛлшері кездесе береді.
89
3.1-кесте. Кейбір газдардың физикалық қасиеттері
тығыздығы, г/м
3
Газ
Салыстырмалы атомдық массасы
Салыстырмалы молекулярлық массасы
0 °С және 1 033 Па кезіндегі
Қайнау температурасы, °С
Жылу ӛткізгіштік Вт/(м ■ °С)
Меншікті жылу сыйымдылығы 1 т
20 °С кезінде, Дж/(кг-°С)
Аргон
39,944
1,7833
-185,5
187
0,542
Гелий
4,003
0,17847
-268,9
1 558
5,213
Азот
14,008
28,016
1,251
-196
251
Оттегі
16
32
1,429
-183
262
0,9149
Сутегі
1,008
2,016
0,08988
-259
1 754
Ауа
29
1,293
-190
280
1,006
Түсті металдардың әртүрлі қорытпаларын пісіру үшін әртүрлі тазалық дәрежесі бар аргон талап етілгендіктен, ӛнеркәсіпте оның үш маркасы (3.2-кесте) шығарылады. А маркалы аргонды белсенді және сирек металдар мен олардың қорытпаларын (Tі, Zr, Nb), Б маркалы аргонды магний, алюминий негізіндегі қорытпаларды, В маркалы аргонды коррозияға тӛзімді, қызуға берік және отқа тӛзімді болаттарды пісіру кезінде пайдалануға ұсынылады. Аргон 15 МПа қысымы кезінде газ тәрізді түрде немесе сұйық, қатты суытылған күйде (
Т <
-186 °С және
р = 0,1-1,0 МПа кезінде) болат баллондарда сатылады, тасымалданады және сақталады.
3.2-кесте. Газ тәрізді аргонның әртүрлі маркаларындағы компоненттердің массалық үлестері, % (МЕСТ 10157—79)
Аргон маркасы
Ar, кем емес
О
2
N
2
Ылғал
артық емес
А
99,99
0,003
0,01
0,03
Б
99,96
0,005
0,04
В
99,90
0,005
0,10
90
3.3-кесте. Гелийдің әртҥрлі сҧрыптарындағы компоненттердің массалық ҥлестері, % (ТШ 51-689-75)
Гелий сұрыпы
Не, кем емес
Н
2
N
2
О
2
Кӛмір
сутектер
Ne
2
артық емес
Тазалығы жоғары
99,985
0,0025
0,005
0,002
0,003
0,002
А
99,950
0,008
0,02
0,005
0,007
Кӛміртекті легирленген болаттарды балқымалы электродпен пісіру үшін, құрамында О
2
1-5% мӛлшері бар аргон қажет. Осындай аргон құрамы бойынша В маркалы аргонға жақын. Аргонға қарағанда, ӛнеркәсіпте гелий азырақ кӛлемдерде қолданылады. Гелий кӛптеген элементтермен химиялық қосылыстарды түзбейді. Гелий — бұл иісі мен дәмі жоқ түссіз газ, ол улы емес, қатты денелер арқылы жақсы диффузияланып, ауа мен аргоннан әлдеқайда жеңіл (3.1-кестесін қараңыз). Гелийді әдетте табиғи газдарды сұйылту арқылы алады. Пісіру үшін тазалығы жоғары және А сұрыпты гелийді (3.1-кесте) пайдаланады.
Гелий p
= 15 МПа қысымы кезінде газ тәрізді түрде немесе p < 2 МПа кезінде сұйылтылған күйде болат баллондарда тасымалданады және сақталады. Аргонға қарағанда, гелийдің құны әлдеқайда жоғары, сондықтан оны негізінен химиялық тұрғыдан таза және белсенді материалдар мен қорытпаларды, сондай-ақ, алюминий мен магний негізіндегі қорытпаларды пісіру кезінде қолданады. Іс жүзінде аргон мен гелийдің қоспалары (50 % Аг + + 50 % Не және 40 % Аг + 60 % Не) сирек қолданылады. Қоспаларды екі бӛлек баллоннан іріктелетін екі газды араластыру арқылы алады.
3.4-кесте. Газ тәрізді және сұйық азоттағы компоненттердің кӛлемдік үлестері, % (МЕМСТ 9293-79)
Азот түрлері
N
2
, кем емес
О
2
, кем емес
Газ тәрізді:
электр вакуумды
99,9
0,1
1-ші сұрыпты
99,5
0,5
2-ші сұрыпты
99,0
1,0
Сұйық
96,0
4,0
91
Пісіру ӛндірісінде азот шектеулі түрде қолданылады. Оны мыс пен оның қорытпаларын пісіру үшін пайдаланады. Азот оларға қатысты инерттік газ болып табылады. Кӛптеген басқа металдарға қатысты ол белсенді газ болып табылғасын, оны пайдаланбауға тырысады. Азот — бұл түссіз, улы емес газ (3.4-кесте).
Балқытылмайтын электродтар . Балқымайтын электродтар ретінде вольфрамнан жасалған ӛзектерді пайдаланады. Қолданылатын вольфрамдық электродтар МЕСТ 23949 — 80 стандартының талаптарына сай болу керек. Вольфрамдық электродтарда лантан оксидтерінің (ЭВЛ), иттрийдің (ЭВИ) немесе торий диоксидінің (ЭВТ) қоспалары кездесуі мүмкін. Бұл қоспалар тұтануды жеңілдетіп, доғаның жануын сақтайды, сондай-ақ, электродтың эмиссиялық тӛзімділігін арттырады. Максималды ток жүктемесіне тӛзетін, 0,5-10 мм диаметрлі ЭВЛ және ЭВИ типті электродтар кең таралған. Вольфрамдық электродтардың тотығуы мен олардың тез бұзылуы себепті металды қорғау үшін, пісіру кезінде құрамында оттегі бар газдарды пайдалануға жол берілмейді. Вольфрамдық электродпен аргон-доғалы пісіру жергілікті немесе жалпы қорғаныспен, қосынды сымның берілуімен немесе оның берілуінсіз, тұрақты немесе айнымалы токпен орындалу мүмкін. Кӛптеген металдарды тура полярлық тұрақты токпен пісіреді. Алюминийді, магнийді және бериллийдің пісірілуін
айнымалы токпен орындайды.
Тура полярлық тұрақты токпен пісіру кезінде электродтан термоэлектронды эмиссия үшін ең жақсы жағдайлар қамтамасыз етіліп, сондай-ақ, электродтың тӛзімділігі мен пісіру тогының рұқсат етілетін шегі (3.5-кесте) жоғары болады. Тура полярлық токтың доғасы оңай қозып, ток тығыздықтарының кең ауқымында
10.15 В кернеуі кезінде жанады.
Кері полярлық токтың доғасында маңызды технологиялық қасиеті бар: ол әсер еткен жағдайда, пісірілетін металл беті тазаланып, оның үстіндегі оксидтер кетіріледі. Беттің үстіндегі оксидтердің кетірілу процесі катодтық тозаңдату (катодтық тазалау) деген атқа ие болды. Кӛрсетілген процесті алюминийді, магнийді, бериллийді және беттің үстінде берік оксидтік қабығы бар олардың қорытпаларын айнымалы токпен пісіру кезінде пайдаланады. Қабықтың кетірілуі кері полярлық пісіру тогының жартылай кезеңі кезінде, яғни пісірілетін бұйым катод болған кезде жүзеге асырылады. Осылайша, айнымалы токпен вольфрамдық электродпен пісіру кезінде тура және кері полярлық доғаның артықшылықтары жүзеге асырылып, электродтың тӛзімділігі мен бұйым бетіндегі оксидтердің бұзылуы қамтамасыз етіледі.
92
3.5-кесте. Пісіру тогының во
және пісіру тогының тҥріне (қорға тәуелділігі
льфрамдық электрод диаметріне ушы газы — аргон)
Электрод типі
Пісіру тогының түрі
Пісіру тогы, А, электродтың келесідей диаметрі кезінде, мм
2
3
4
5
6
7
Таза вольфрам
Тұрақты, тура полярлық
50
170
370
470
560
Тұрақты, кері полярлық
30
40
55
65
85
11
0
Айнымалы
20
50
80
220
260
31
0
Лантан оксиді бар вольфрам
Тұрақты, тура полярлық
150
250
500
710
1 000
Тұрақты, кері полярлық
35
45
60
80
100
12
5
Айнымалы
100
160
220
280
340
41
0
Айнымалы токпен пісіру үшін вольфрамдық электродтың жұмыр ұшын жарты сфера түрінде, ал тұрақты токпен пісіру үшін 60° бұрышта 2-3 диаметр ұзындығында немесе тӛрт қырлы пирамида түрінде ұштайды. Вольфрамдық электродтың шығыны үлкен емес, оны азайту үшін қорғаушы газының берілуін доға қызғанша, 10-15 с бұрын бастап, электродты газ ағынында суыту мақсатында, доға үзілгеннен соң 5-10 с-тан кейін аяқтаған жӛн. Вольфрамдық электродтың ластануын алдын алу үшін, электрод ұшын бұйымға тигізбей, доғаны тұтану үшін осцилляторларды немесе конденсаторлардың разрядын пайдалана отырып, доғаны қоздырады.
Болаттан жасалған пісіру сымы . Болаттарды пісірген кезде, негізінен суықтай созылған болат пісіру сымын пайдаланады. МЕСТ 2246 — 70 стандарты осындай сымның жетпіс бес маркасының ӛндіріс кӛздейді. Легирлеу деңгейіне байланысты МЕСТ 2246—70 стандарты бойынша ӛндірілген пісіру сымы тӛмен кӛміртекті, легирленген және жоғары легирленген деп бӛлінеді. Тӛмен кӛміртекті сымның алты маркасы ӛндіріледі: Св-08, Св- 08А, Св-08АА, Св-08ГА, Св-ЮГА және Св-10Г2. Легирленген
93
сымның отыз маркасы ӛндіріледі. Жоғары легирленген сымның отыз тоғыз маркасы ӛндіріледі. Мақсатына байланысты, болат пісіру сымды пісіруге (балқытып қаптауға) арналған сым және электродтарды ӛндіруге (шартты белгіленуі – Э) арналған сым деп бӛлінеді. Сымды пайдалану мақсатына қарай бӛлу электродтарды ӛндіруге арналған сым диаметрі бойынша шекті ауытқуларының одан да қатаң талаптарымен шартталған. Үстіңгі бетінің түрі бойынша тӛмен кӛміртекті және легирленген сымдар мысталмаған және мысталған (М) деп бӛлінеді. Сым бетінің мысталуына (мыстың жиынтық мӛлшерін қоса алғанда) қойылатын арнайы талаптар техникалық шарттармен белгіленеді. Тұтынушының талабы бойынша сым электрқожды (Қ) немесе вакуум доғалы (ВД) қайта балқыту арқылы немесе вакуумдық- индукциялық пештерде (ВИ) қорытылған болаттан ӛндірілуі тиіс. Бұл жағдайда сым металына қойылатын қосымша талаптар (зиянды және бӛгде қосындылардың мӛлшері бойынша нормалардың күшеюі, газдардың, металл емес кірінділер бойынша шектеулердің енгізілуі және т.б.) тараптардың келісуі бойынша белгіленеді. Пісіру сымның шартты белгіленуінде оның диаметрі мен маркасы; болатты қорытып шығару тәсілін сипаттайтын индекстері; мақсаты; сым бетінің түрі; стандарттың белгіленуі кӛрсетіледі. Тӛмен кӛміртекті және легирленгенн сымда күшәланың мӛлшері 0,08%-дан артық болмау тиіс. Тұтынушының келісуімен Св-08 және Св-08А маркалы сымда алюминийдің 0,05%-ға дейінгі қалдықты мӛлшеріне рұқсат етіледі. Св-08ГА, Св-ЮГА және Св- 10Г2 маркалы тӛмен кӛміртекті сымда және легирленген сымда (алюминиймен легирленбеген) алюминийдің қалдықты мӛлшері 0,05%-дан аспауы тиіс. Мысталмаған беті бар сымды орамдарға оралған күйде жеткізеді. Орамдардың ӛлшемі мен массасы 3.6-кестесінде келтірілген деректерге сәйкес келу керек. Мысталған беті бар сымды тікбұрышты қималы бар орамдарда жеткізіледі. 1,6-3,0 мм диаметрлі сымдарға қатысты, орамдардың талап етілетін ӛлшемдері тапсырыста келісіледі. Жоғары легирленген сым ӛңделген және ағартылған күйде немесе майлау материалының ешбір іздерінсіз, ақшыл, ақшыл- күңгірт немесе сұр беті бар инерттік атмосферада термиялық ӛңдеуден кейін жеткізілу тиіс.
94
3.6-кесте. Жеткізілетін сым орамдарының ӛлшемдері мен массасы
Сым диаметрі, мм
Сым орамы айналымының ішкі диаметрі, мм
Сым орамының массасы,
кг, кем емес
тӛмен кӛміртекті
легирленген
жоғары легирленген
0,3 және 0,5
150.
.300
2
2
1,5
0,8
200.
.350
5
5
3,0
1,0 және 1,2
200.
.400
20
15
10,0
1,4 және 1,5
300.
.600
25
15
10,0
1,6 және 2,0
300.
.600
30
20
15,0
2,5 және 3,0
400.
.600
40
30
20,0
4,0.10,0
500.
.750
40
30
20,0
12,0
600.
.800
40
30
20,0
Ескерту. 3.6-кестесінде кӛрсетілген 50%-ға дейін кішірейтілген массасы бар орамдарды партиядағы сымның жалпы массасының 10%-дан аспайтын кӛлемде жеткізуге рұқсат етіледі. Жеткізілетін сым ӛндіруші-кәсіпорынның техникалық бақылау қызметімен қабылдану тиіс, яғни ӛндіруші жеткізілетін сымның МЕСТ 2246 — 70 стандартының талаптарына сәйкес келетіндігіне кепілдік беру керек.
Алюминий мен алюминий қорытпаларынан жасалған пісіру сымы.
Алюминий мен оның қорытпаларын балқытып пісіру кезінде, негізінен сымның он тӛрт маркасын шығаруды ұйғаратын МЕСТ 7871 — 75 стандарты бойынша ӛндірілген, алюминий мен алюминий қорытпаларынан жасалған созылған әрі пресспен басылған пісіру сымын пайдаланады. Сымның сопақтылығы диаметр бойынша шекті ауытқулардан аспау керек. 4 мм немесе одан да кем диаметрлі сымның бетіне химиялық ӛңдеу жүргізіледі. Ӛңделгеннен кейін сымның беті жылтырап, МЕСТ 2789 — 73 стандартына сәйкес
Ra <
2,5 мкм бұдырлық параметрі болу керек.
Оратылған сымның сыртқы түрі 100 мм диаметрлі орауыш жақтарының сыртқы шетінен 5-7 мм арақашықтықта және 200, 300 және 430 мм диаметрлі орауыш жақтарының сыртқы шетінен 10-12 мм арақашықтықта орналасу керек. СвА97, СвА85Т, СвА5 және СвАМц маркалы қорытпалардан жасалған сымды уақыт аралығында үзілуге қарсыласу шамасы 100 МПа-дан кем болмайтын біріктірілген күйде орауыштарға, ал СвАМгЗ,
95
СвАМг5, Св1557, СвАМгб, СвАМгбЗ, СвАМг61, СвАК5, СвАК5 және Св1201 маркалы қорытпалардан жасалған сымды тұтынушының тапсырыс бойынша жасытылған немесе біріктірілген күйде орайды. Орамдардағы сымның беті қабықсыз, жарықтарсыз, тегіс емес жерлерсіз, майысқан жерлерсіз, қылауларсыз, қабатталуларсыз және кенет майысуларсыз болу керек. Тереңдігі диаметр бойынша шекті мәндерден асатын (кетірілген кезде) сым бетінің жергілікті ақауларының болуына жол берілмейді. Сымның бетінде бұдырсыз ақ және қара дақтардың, сондай-ақ, құбылған түсті дақтардың болуына рұқсат етіледі.
Мыс пен оның негізіндегі қорытпалардан жасалған дәнекерлеу сымы. Мыс пен оның қорытпаларын пісіру, балқытып қаптау және пісіріп біріктіру кезінде МЕСТ 16130 — 72 стандарты бойынша ӛндірілген пісіру сымын және мыс негізіндегі мыс пен оның қорытпаларынан жасалған шыбықшаларды пайдаланады. Мыс пен оның қорытпаларынан жасалған пісіру сымының МЕСТ 16130 — 72 стандарты бойынша он жеті маркасы ӛндіріледі: M1; MCp1; МНЖ5-1; МНЖКТ5-1-0,2-0,2; БрКМц3-1; БрОЦ4-3; БрАМцЭ-2; БрОФ6,5-0,15; БрАЖМцЮ-3-1,5; БрХ0,7; БрХНТ; БрНЦр; БрНЦрТ; Л63; ЛО60-1; ЛК62-0,5; ЛКБО62-0,2-0,04-0,5. Шығарылатын сымның беті жарықтарсыз және қабатталусыз таза әрі тегіс болу тиіс. Тереңдігі диаметр бойынша шекті мәндерден асатын (кетірілген кезде) сымдар мен шыбықшалардың бетінде ақаулардың (қабықтардың, тегіс емес жерлердің, қуыстардың, сызаттардың, нақылдардың, майысқан жерлердің және т.б.) болуына жол берілмейді. Ӛңделгеннен кейін бетінің қызыл болуы мен құбылу түсінің пайда болуы ақаудың белгілері болып табылмайды.
Сым жұмсақ (Ж), жартылай қатты (ЖҚ) және қатты (Қ) деп бӛлінеді. ЛК62-0,5 маркалы 2 мм диаметрлі жұмсақ сымның шартты белгіленуінің мысалын келтірейік:
ЛК62-0.5-М-2 сымы МЕСТ 16130 — 72.
Сымдар мен шыбықшалар партиялармен жеткізіледі. Әрбір партияда жеткізудің бір маркалы, бір диаметрлі және бір күйдегі сымдар мен шыбықшалардан тұру керек. Партияның массасы 1000 кг-нан аспау керек.
Никель мен оның қорытпаларын пісіру кезінде Н-1 (МЕСТ 2179
— 59) және НП-1, НП-2 (МЕСТ 492 — 73) маркалы 3...5 мм диаметрлі сымды пайдаланады. Қоспа металы ретінде МЕСТ 492 —
73 стандарты бойынша ӛндірілген НМц-2,5 мен нихромның (Х20Н80) қорытпасынан жасалған сымды да қолданады.
96
Сондай-ақ, никельді пісіру үшін, НМцАТ3-1,5-0,6 және НМцТК1-1,5-2,5-0,15 маркалы (ТШ 48-21-284 — 73), құрамында титан, алюминий, мырыш пен кремний мӛлшері бар арнайы кешенді-легирленген пісіру сымдары пайдаланылады. Титан пісіру сымының диаметрі 1-7 мм. Осындай сым ӛңделген және газсыздандырылған күйде (сутегінің мӛлшері 0,003%-дан аспайды) таза әрі ағартылған металл бетімен жеткізіледі. ВТ1-00 маркалы сым техникалық титанды, сондай-ақ, ВТ2св маркалы сыммен бірге тӛмен легирленшен а- және жалған-а- қорытпаларын, ал СПТ-2 және СП-15 маркалы сымдар беріктігі жоғары (а + Р) - қорытпаларын пісіру үшін қолданылады.
3.4 .
БАЛҚЫТЫЛМАЙТЫН ВОЛЬФРАМДЫҚ ЭЛЕКТРОДПЕН ҚОЛМЕН ДОҒАЛЫ ПІСІРУ
Балқытылмайтын вольфрамдық электродпен доғалы пісіруді әртүрлі кеңістік қалыптарында жалғастардың әртүрлі типтерін орындау үшін пайдалануға болады. Осы тәсілді қолдану қалыңдығы 5-6 мм-ге дейінгі металдарды қосу үшін жарамды, алайда, оны одан да қалың металдарды пісіру үшін пайдалануға болады. Пісірудің осы тәсілі жиектерін балқыту арқылы жіктің жасалуымен қоспа металынсыз, не болмаса пісіру сымы түрінде доға аймағына берілетін қоспа металымен орындалады. Әдетте, пісіруді доғаның 22-34 В кернеуі кезінде орындайды. Бұл жағдайда доғаның ұзындығы 1,5-3,0 мм болу керек. Электрод ұшының шүмектен шығып кетуі 3-5 мм-ден, ал бұрыштық жіктерді және түйіспе жіктерді бӛлумен пісіру кезінде 5-7 мм-ден аспау керек. Қалыңдығы 10 мм-ге дейінгі металдың қолмен пісірілуін «сол жақ» тәсілмен (3.6-сурет) орындайды. Бұл ретте қорғаушы газ ағыншасы пісіру ваннасының толық аумағы мен қоспа сымының қыздырылған бӛлігін жақсылап қамту керек. Бұл жағдайда, пісірілетін металл қалыңдығы кеміген кезде, жанарғы мен бұйым арасындағы бұрышты азайтады. Қалыңдығы 10 мм-ден асатын металды пісіру үшін «оң жақ» тәсілді қолданған жӛн. Бұл ретте жанарғы мен бұйым арасындағы бұрыш 90°-қа жақын болу керек. Жанарғының бұйымға қатысты осындай қалпы бұрыштық жалғастарды пісіргенде де ұсынылады. Жұқа табақты металды пісіру кезінде, сымды доға бағанына емес, бүйір жағынан енгізіп, онымен қайтымды ілгерілеме қозғалыстарды орындайды.
97
90°
3.6-сурет. Вольфрамдық электродпен қолмен пісіру сұлбасы:
1
— жанарғы шүмегі;
2
— вольфрамдық электрод;
3
— доға;
4
— қоспа металы;
и дән
— пісіру жылдамдығы
Кӛп қабатты пісіру кезінде бӛлек білікшелерді бӛлудің бүкіл ені бойынша орындауға ұсынылмайды. Қоспа металы қажетінше пісіру ваннасының бас жағына қарай беріледі. Бұл жағдайда пісіруші пісіру жанарғысының жылжытылуы мен сымның берілуін қолмен қадағалайды. Балқымалы электродпен пісіруге қарағанда, қарастырылып жатқан пісіру тәсілі кезінде қоспа металының балқу жылдамдығы пісіру тогының мәнімен қатаң тәуелділікпен байланыспаған. Ваннаға берілетін қоспа металының саны оның жікті жасауға талап етілетін қатысу үлесін қамтамасыз ету шартынан таңдалады. Жиектерін бӛлмей түйіс жалғастарды пісіру кезінде, қоспа металы негізінен жіктің дӛңестігін жасау үшін қажет. Егер қоспа металы доғалық аралықтан ӛтіп кетіп, пісіру ваннасына ӛтсе, оның шашырауы жоққа шығарылады. Бұл жағдайда булану кететін шығындар қысқарып, балқытылған металдың доға бағанының газдарымен ӛзара әрекеттесуі шектеледі. Тұрақты токпен пісіру кезінде, доға сатырсыз, шертусіз және ызылдаусыз жанады. Тӛмен ӛнімділігі, сондай-ақ, пісірудің мол тәжірибесі мен пісірушінің жоғары біліктілігінің қажеттілігі қарастырылып жатқан процестің негізгі кемшілігі болып табылады. Қапталған электродпен пісіруге қарағанда, балқытылмайтын вольфрамдық электродпен пісіру процесінің кемшіліктеріне доғаның жарықтық және жылулық радиациясынан қосымша қорғаныс шараларын
98
қолдану қажеттілігі жатады.
Балқытылмайтын вольфрамдық электродпен пісіру тура полярлық токпен (яғни, электродта «минус» болғанда) орындалады. Орнатылған доғада электрондар ағыншасы жанарғының теріс электродынан оң электродқа – бӛлшекке, ал оң қуатталған иондардың ағыншасы электродқа қарай қозғалады. Кері полярлық токпен пісіру кезінде жылудың шамамен 70 %
-зы анодта шоғырланып, осы жылудың кӛп бӛлігі пісіру аймағына беріледі. Тура полярлық токты пайдалану металдың терең балқытылуы мен пісірудің үлкен жылдамдығын қамтамасыз ететін тар шоғырланған доғаны алуға мүмкіндік береді. Бұл жағдайда электрод доғаның жылулық энергиясының азырақ бӛлігін алып, айнымалы токпен пісіруге немесе кері полярлық токпен пісіруге қарағанда, азырақ температураға ие болады. Бұл, ӛз кезегінде, пайдаланатын вольфрамдық электродтың диаметрін кішірейтуге және қорғаушы газының шығынын азайтуға мүмкіндік береді. Кері полярлық ток кезінде электрондардың ағыншасы кері электродтан оң электродқа қарай қозғалады. Бірақ, бұл жағдайда, ол бұйымнан электродқа қарай қозғалып жатыр. Демек, вольфрамдық электродтың қасындағы доғада жылу кӛбірек шоғырланады. Тура полярлық токпен пісіруге қарағанда, кері полярлық токпен пісіру кезінде электрод кӛбірек жылу алатындықтан, электродтың қызып кетуін болдырмау үшін диаметрі үлкейтілген шыбықшаларды пайдаланып, пісіру тогын азайтуға тура келеді. Кері полярлық токпен пісіру кезінде пісірілетін бӛлшек азырақ жылуды алып, нәтижеде, оның балқытылу тереңдігі де азырақ болады. Кері полярлық токпен пісірудің келесі кемшілігі магниттік үрлеу салдарынан кейде туындайтын доғаның кезуі болып табылады. Магниттік үрлеу тура полярлық токпен пісіру кезінде де туындауы мүмкін, алайда, кері полярлық токпен пісіру магниттік үрлеуге кӛбірек ұшырайды. Кері полярлық токпен пісіру процесі кезінде металдың бетіндегі оксидтік қабықты доғаның ӛзі кетіре алады. Бұл жағдайда, кері полярлық токпен пісіру кезінде бұйымның негізгі металынан электродқа қарай қозғалған оң қуатталған иондар енді электродтан бұйымға қарай қозғалады. Бұйымның бетіне жеткілікті күшпен соғыла отырып, олар бетті тазартып, нәзік оксидтік қабықты бӛлшектейді әрі оны ыдыратады.
99
Кері полярлық токпен пісіру кезінде доғаның тазарту әсері алюминийді, магнийді және олардың қорытпаларын пісіруге кӛбірек жарамды болып келеді. Алайда, пісірудің бұл тәсілінде елеулі кемшілік бар. Мысалы, 100 А пісіру тогы кезінде 6 мм диаметрлік электродты (қыздыру шарттары бойынша) пайдалану керек. Бұл жағдайда доға жылуы бұйымның үлкен ауданына таралады да, металдың балқытылу тереңдігі жеткіліксіз болады. 2,5 мм диаметрлі электродты пайдалану кезінде металдың қанағаттанарлық балқытылуын қамтамасыз ететін шоғырланған доға пайда болады. Бірақ, электрод қызып кетеді. Металдың жеткіліксіз балқытылу мен диаметрі үлкенірек вольфрамдық электродтарды пайдалану қажеттілігі салдарынан кері полярлық токпен арқылы балқытылмайтын электродпен пісіру сирек қолданылады. Доғаның тұтануы мен жануына қойылатын негізгі талаптарына доғалы аралықта газ иондануы жатады. Иондалған газ электр тогының жақсы ӛткізгіші болып табылады.
Иондану деп бейтарап атомдар мен молекулалардан оң және теріс иондар түзілетін процесті атайды. Жоғары температураларда газ молекулаларының кӛп бӛлігі соғылу кезінде бейтарап молекулалардың иондарға бӛлінуді қамтамасыз ететін үлкен энергияға ие болады. Газдағы электрондар мен иондарға электр ӛрісі арқылы үлкен жылдамдықтар берілгенде, қалыпты температураларда иондануды тудыруға болады. Үлкен энергияға ие бола отырып, бұл бӛлшектер бейтарап атомдар мен молекулаларды иондарға бӛле алады. Қалыпты жағдайларда барлық газдар сияқты ауа да әлсіз электр ӛткізгіштікке ие болады. Бұл бос электрондар мен иондардың аз шоғырлануымен түсіндіріледі. Демек, ауада немесе газда күшті электр тогын, яғни электр доғасын тудыру үшін, электродтар арасындағы ауа аралығын (немесе басқа газ тәрізді ортаны) иондау керек. Электродтарға жоғары кернеу жанасса, иондануды тудыруға болады. Сонда газдағы (аз мӛлшердегі) бос электрондар электр ӛрісімен тарқатылып, одан да үлкен энергияны ала отырып, бейтарап атомдар мен молекулаларды иондарға бӛле алады. Айнымалы, синусоидалық токпен пісіру кезінде және электродтың қысқа тұйықталуынсыз доғаның бастапқы тұтануы үшін, бӛлшекке электрод пен бӛлшек арасында ұшқынды разрядты тудыруға қабілетті жоғары кернеу мен жоғары тазалық кӛздері болып табылатын осцилляторлар қолданылады. Ауада ұзындығы 1 мм электрод аралық аралықты тесу үшін, 1-3 кВ кернеу талап етілсе, аргонда тесу кернеу тӛмендейді.
100
Сериялық осцилляторлар мен қоздырғыштар 2.20 кВ кернеумен жұмыс істеу үшін ӛндіріледі. Разряд тогы 1-10 А жетіп, ал оның энергиясы 0,05-1,0 Дж құрайды. Электрод аралық аралықты тесу оның иондануына әкеп соқтырып, соның арқасында негізгі кӛзден доға туындайды. Сериялық осцилляторлар мен қоздырғыштардағы разрядтың жиілігі 16 кГц-тен 1 МГц-ке дейін құрайды. Бұндай жиілік кезінде жоғары кернеу пісіруші үшін қауіпсіз болады. Себебі жоғары жиілікті ток дененің үстіңгі жері бойынша ӛтіп, қан электролизі тудырмайды және ӛмір үшін маңызды органдарды зақымдамайды. Әдетте, айнымалы токпен пісіру кезінде доғаның ұзындығы электродтың диаметріне тең болу керек. Тура полярлық тұрақты ток арқылы электродтың ұшталған ұшымен пісіру кезінде доғаның ұзындығы электрод диаметрінен әлдеқайда кіші болу мүмкін. Пісіру аймағының талап етілетін газдық қамтуын қамтамасыз ететін шүмектің шығыс диаметрі вольфрамдық электродтың кем дегенде үш диаметрін құру керек.
Электродтың шығып кетуі
— бұл вольфрамдық электродтың шүмектен шығып тұратын арақашықтығы. Электрод шүмектің бүйірінен шығып, бірақ, оның шығыс диаметрінен кӛбірек шыға алмайды. Кӛбірек шығып кеткенде, электродтың пісіру ваннасына, пісіруші беретін пісіру сымына немесе бұрыштық жіктің бүйір бетіне жанасу мүмкіндігі пайда болады. Келесідей жалпы ереже бар: пісіруді электродтың бір диаметріне тең болатын шығып кету жерінен бастау керек. Түйіспе мен бұрыштық жіктердің түбірін пісіру кезінде электродтың шығып кету жерін ұлғайтады.
Доғаның тҧтануы.
Заманауи қондырғылар доғаның жанасусыз және жанасып тұтануын орындауға мүмкіндік береді. Доғаның жанасусыз тұтануы айнымалы токпен пісіру кезінде, ал жанасып тұтануы тұрақты токпен пісіру кезінде орындалады. Доғаның жанасусыз тұтануы үшін жанарғының электродын бӛлшекке жақындатып, бірақ оған тигізбеу керек. Триггерді қосу батырмасын басқан кезде, доғалы аралықтың иондануы мен доғаның қозуы орын алады. Бұл ретте 1 с ішінде доға жанбаса, электронды сұлба осцилляторды ӛшіріп тастайды. Онда триггердің батырмасын жіберіп, оны қайтадан басқан жӛн, яғни доғаны қайтадан қоздырып кӛру керек. Кӛптеген жағдайда, шүмектің шетімен бұйымға тигізу доғаның қоздырылуын жеңілдетеді. Доға жанасып тұтанған кезде, электродты пісірілетін жерге жақындатып, оны ақырын (1.2 с) бӛлшектің бетіне тигізеді. Бұл кезде электродтың ұшталған ұшы қызады. Содан кейін электродты
101
жоғары қарай баяу кӛтереді. Вольфрамдық электродтың қызған ұшы электрондардың кӛзі болып табылғандықтан, доғалы аралықтың иондануы мен доғаның қозуы орын алады. Яғни, электрод кӛтерілгенде, доға қалыптасады. Жанасып тұтану режиміне бұйымға электрод тиген кезде пісіру тогының шектелуі кіреді. Бұл вольфрамдық электродты қызып кету мен жабысып қалудан, ал пісірген жіктің металын ластанудан сақтайды. Доғаны жанасып тұтанудың сипатталған тәсілі белгілі бір дағдыны талап етеді. Доғаны жанасып тұтанудың одан да қарапайым тәсілі кезіндегі әрекеттердің реті 3.7-суретінде кӛрсетілген:
Пісіру жікті алу әдістемесі . Доға тұтанғасын, жанарғыны бұйымның бетіне перпендикуляр түрде ұстап, пісіру ваннасы қалыптаспағанша кішігірім шеңберлі қозғалыс жасап отыру керек. Қажетті ӛлшемдегі пісіру ваннасы қалыптасқаннан кейін жанарғыны бұйым бетіне қарай 75° бұрышқа еңкейтіп, оны пісірілген жік бойымен баяу әрі бірқалыпты жылжытқан жӛн. Жанарғыны жылжыту жылдамдығы пісіру ваннасы үнемі жарқын әрі сұйық болып қалатындай таңдалу керек. Бұл кезде
3.7-сурет. Доға жанасып тұтанған кездегі әрекеттердің реті (1-4)
102
жанарғының алға қарай тұрақты қозғалысынан басқа ешқандай теңселу мен жылжу орындалмайды. Жанарғыны пісіру ваннасының артқы шетіне жылжытып, пісіру ваннасының сыртқы шетін сыммен тез тигізіп, қоспа сымының металын қосу. Бұл ретте қоспа сымды бӛлшектің бетіне қарай 15° бұрышпен ұстап тұру керек. Қоспа сымды алып тастап, доғаны пісіру ваннасының сыртқы шетіне жылжыту. Пісіру ваннасы қайтадан жарқын әрі сұйық болған кезде, қоспа металды қосуды қайталау. Пісірілген жік білікшесінің биіктігі мен ені пісіру (бойлай ілгерілемелі қозғалыс) жылдамдығына, жанарғының кӛлденең жылжуына және пісіру ваннасына енгізілетін қоспа металының мӛлшеріне байланысты болады. Пісіру процесі кезінде қоспа сымының ыстық ұшы қорғаныш газын қамту аймағынан шықпау керек. Пісіру аяқталғанда, инерттік газ ортасында белгілі бір уақыт ішінде электрод пен пісіру ваннасы ғана емес, қоспа сымының ыстық ұшы да болу керек.
Тӛменгі қалыпта жиектерін бӛлмей тҥйіс жалғасты пісіру . Тӛменгі қалыпта түйіс жалғасты пісіру алдында сипатталған пісірілген жікті алу әдістемесі бойынша орындалады. Пісіру процесі кезінде доғаның жік сызығы бойынша үнемі орналасқанын қадағалау керек. Кратерді пісіру үшін, жіктің соңында жанарғыны еңкейту бұрышын кішірейтіп, қоспа металын кӛбірек енгізу керек.
Тӛменгі қалыпта жалғасты ҥсті-ҥстіне пісіру . Доғаны қоздырып, пісіру ваннасы тең қабырғалы үшбұрыш жасай отырып, үстіңгі табақтың бүйірі мен астыңғы табақтың бетін жабатындай етіп қалыптастыру керек. Пісіру процесі кезінде үстіңгі табақ шетінің балқытылған беті тілікше жасап ағып кететіндіктен, жанарғыны дұрыс еңкейту бұрышын таңдау ӛте маңызды. Қоспа сымы толық профильді жіктің қалыптасуына жеткілікті кӛлемде әрбір 5-6 мм сайын пісіру ваннасының алдыңғы шетіне беріледі. Кратердің түзілуін болдырмау үшін пісіру жігін түйіспе қосылысты орындағандай аяқтау керек.
Бҧрыштық таңбалы жалғас тӛменгі қалпында пісіру .
Осындай пісіруді орындау кезінде жалғастың бүйірлік (тік) бетінің қаттырақ қызып, тезірек балқытылатынын ескеру керек. Жылудың кӛп бӛлігі кӛлденең бетке түсетіндей етіп, жанарғыны еңкейту бұрышын таңдау керек. Қысқа доғаны ұстау және жік түбірін пісіру мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін электродтың шығуын ұлғайту керек.
103
Қоспа сымын металл балқытыла бастайтын нүктеге пісіру ваннасының шетіне беру керек. Пісіру процесі кезінде жанарғыны еңкейту бұрышын және қоспа сымын орналастыруды түзету тіліктерді болдырмауға кӛмектеседі. Бұл ретте жіктің ойыстығын болдырмау үшін пісіру ваннасының ойымы қоспа сымымен толтырылу керек. Бұл ретте берілетін қоспа сымының кӛлемін жік дӛңестігінің қалыптасу шарттарына сүйеніп таңдайды.
Бҧрыштық жалғасты тӛменгі қалыпда және «қайықша» тҥрінде пісіру . Жіктің «қайықша» түрінде орындалуын бұрыштық жіктің сыртқы жағын тӛменгі қалыпта пісіру мысалында қарастырайық. Осындай пісіру процесі кезінде қасындағы бӛлшектердің шеттері балқытылып, ал пісіру ваннасы орталық сызық бойынша ӛту керек. Қоспа металын дӛңес жікті алуға жеткілікті болатын мӛлшерде қосқан жӛн. Жұқа материалдарды пісіру кезінде қоспа материалын пайдаланбай, түйісетін бӛлшектердің жиектерін балқытуға болады.
Кӛлденең қалпында пісіру . Кӛлденең қалпында пісіру кезінде доғаны жіктің шетінде тұтатқан жӛн. Кейін жанарғыны жайғастыру керек: кӛлденең бойынша тӛмен қарай 15°-қа және пісіру бағытынан артқа қарай 15°-қа еңкейту. Пісіру ваннасы қалыптасқан соң пісіру сымын оның сыртқы шетіндегі бӛлшектің үстіне қарай жақындатып, жанарғыны пісіру жүрісі бойынша жылжыту (3.8- сурет). Дұрыс таңдалған доға ұзындығы мен тиісті пісіру жылдамдығы күйіктеспе мен ӛтпелі балқытуды болдырмайды.
12
3
4
1
— жанарғы;
2
— қоспа сымы;
3
— жік;
4
— пісірілетін бӛлшектер
104
Тік қалпында пісіру.
Тӛменнен жоғары қарай тік қалпында пісіруді (3.9, а-суреті) қосылыстың тӛмен жағынан бастап, қоспа металды үстінен қосады. Бұл ретте «шағын сӛре» жасауға тырысып, пісіру сымын тигізген сайын оны жоғары қарай кӛтеріп отыру керек. Яғни, қоспа металының кезекті порциясын салуға арналған жері болу керек. Пісірілген жік кең болса, «шағын сӛрені» алдымен жіктің бір жағынан, кейін екінші жағынан жасап, оларды қосылыстырғышпен қосу керек. Жиектерін бӛліп, түйіспе жігін пісіру кезінде электродтың шығуын ұлғайтып, бұл жағдайда шүмектің бүйірі жіктің шетіне тірелу мүмкін. Бұл ретте жанарғы жоғары және тӛмен қарай кішкене теңселу керек. Пісірудің осындай техникасы қолдың тұрақты қалпын қамтамасыз етіп, бірақ, пісіру ваннасын бақылап отыруды қиындатады.
Тӛменнен жоғары қарай пісіру кезінде (3.9,
ә-суреті)
балқытылған металдың беткей кернеуін және балқытылған металды пісіру ваннасында ұстап тұратын доға қысымын пайдаланады. Тӛменнен жоғары қарай тік қалпында пісіру негізінен жұқа металды қосу үшін пайдаланылады. Жиектерін тік қалпында бӛлмей де, оларды бӛліп те түйіспе жіктерін дәнекерлеу техникасын меңгеру пісірушіге құбырларды пісіруді елеулі түрде жеңілдетеді. Себебі барлық дерлік құбырлар осы технология бойынша пісіріледі.
105
Пісіріуді тӛбелік қалпында орындау ең қиын тәсіл болып табылады. Тік қалпында пісіргендей, пісіру ваннасынан балқытылған металды ағызып шығаратын ауырлық күші пісіру процесін қиындатады. Шағын сӛрені жасап, оны бірте-бірте ұлғайта отырып, пісірілген жікті алуға болатын тік қалпында тӛменнен жоғары қарай пісіруге қарағанда, тӛбелік қалпында пісіру кезінде пісіру ваннасының балқытылған металының беткеу кернеуі мен доғаның қысымы ғана пайдаланылады. Тӛбелік қалпында жиектері мен бұрыштық жіктерін бӛлмей түйіс жіктерін пісіру кезінде, электродтың шығып кетуін ұлғайтып, жанарғы шүмегінің бүйірімен түйіспенің бір немесе екі жағына тірелуге болады. Пісіру процесі кезінде пісіруші қолының бірнеше саусағымен немесе жанарғыны немесе қоспа сымын ұстап тұратын қолымен пісірілетін бӛлшектің бетіне тіреле алады. Бұл қолды тұрақты қалыпта ұстауға кӛмектеседі. Кӛлденең және тӛмен қалпында пісіруге қарағанда, тӛбелік қалпында пісіру кезінде пісіру ваннасына берілетін жылу азырақ болу керек, яғни пісіру тогы 5-10%-ға азырақ болу керек. Бұл ретте пісіру ваннасының одан да кіші ӛлшемдері қамтамасыз етіледі. Бұл пісірілген жіктің балқытылған металының пісіру ваннасынан ағып кетуін немесе түсіп қалуын болдырмайды. Оған қоса, кішірек пісіру ваннасын басқарған оңайырақ.
Былай пісіру кезінде қорғаныш газының ағыншасын ұлғайтқан жӛн.
1
— жік;
2
— қоспа сымы;
3
— жанарғы;
4
— пісірілетін бӛлшектер
106
3.10-суретінде тӛбелік қалпында пісіру кезінде жанарғы мен қоспа сымының қалпы кӛрсетілген. Әрине, пісіруші үшін тӛбелік қалпында пісіру ең қиын әрі ол жалықтырып кетеді. Пісіру процесі баяу болғандықтан, оған кӛп уақыт кетеді. Тәжірибесі аз пісірушілердің кӛбісі тӛбелік қалпында пісіруді ыңғайсыз деп есептейді. Тӛбелік қалпында пісіру кезінде қолайлы әрі еркін тұру пісірушіге жанарғыны тұрақты және түзу ұстап, қоспа сымымен жұмыс істеуге кӛмектеседі.
Қҧбырларды пісіру . Балқытылмайтын вольфрамдық электродпен пісіру құбырлардың минималды деформациясымен оларды жалғаған кезде, жоғары сапалы жіктердің алуын қамтамасыз етеді. Бұл ретте құбырларды пісіру кӛбірек дағдыны талап етеді. Түйіспе жіктерінің барлық кеңістік қалыптарда пісіруді меңгерген пісіруші ғана оны сапалы түрде орындай алады. Кӛптеген жағдайда құбырларды пісіру саңылаумен орындалатындықтан, пісірілген жіктің қорғанысын жүргізу керек. Бұны құбырға кигізілетін ұштық бітеуішпен кӛмегімен орындауға немесе құбырдың бүйір жағын қағазбен жауып, скотчпен нығыздауға болады. Бірақ, екі жағдайда да ішіне қорғаушы газының берілуі міндетті болып табылады. Құбырларды пісіру үшін құрамында лантанның 1,5%-дық немесе торийдің 2%-дық мӛлшері бар вольфрамдық электродтарды ғана қолдану керек. Оған қоса, электродтың конустық қайрауында 0,5 мм диаметрлі мұқалтуы болу керек. Бұл шағын әрі тегіс нүкте жіктің қиыстырылатын шектерінде доғаны біркелкі етіп орналастыруға кӛмектеседі. Шүмек түйіс жалғасының шеттеріне тірелгенде, бұл құбырды пісірудің ең кӛп таралған техникасы болып табылады. Үлкен газ шүмектері бар жанарғымен арнайы жұмыс істеу тәсілін пайдалану арқылы пісірудің осындай техникасы пісірушінің аз шаршап, жақсы пісірілген жіктің қалыптасуын қамтамасыз етеді. Құбыржелісінің секцияларын пісіру кезінде олардың арасында саңылау болу керек. Оның ӛлшемі қоспа сымының диаметрінен кішірек болу керек, яғни сым ішке енбей, саңылаудың жиектеріне тірелу тиіс. Түбірлік ӛтуді орындау кезінде газдық шүмекпен екі пісірілетін жиекке тіреліп, жанарғыны бір жағына да, екінші жағына да сәл бұрап отыру керек. Пісіру ваннасы қалыптасқан соң жанарғыны пісіру жүрісі бойынша кезекпен жүргізіп, оны алға-артқа қарай баяу жылжыту керек. Бұл ретте пісіру сымы пісіру ваннасына мерзімді түрде батырылмай, үнемі оның алдыңғы шетінде орналасу керек.
107
Түбір ӛтуі аяқталғанда, жанарғының үстіне саңылаудың жиектері мен түбір ӛтуінің жік бетіне тірелетін үлкен шүмекті орнатқан жӛн. Сондай-ақ, пісіру процесі кезінде жанарғыны пісіру жүрісі бойынша кезекпен жүргізіп, оны алға-артқа қарай баяу жылжыту керек. Пісіру сымын балқытылған металға батырмай, пісіру ваннасының алдыңғы шетінде ұстап отыру керек.
Барлық келесі ӛтулерді де дәл осылай орындайды.
Шүмекті жалғастың жиектеріне тіреп, құбырларды пісіру әдістемесі электродтың ұлғайтылған шығуын талап етеді. Бірақ, бұл жағдайда электрод пісіру ваннасының балқытылған металына жанаспау керек. Пісіру процесі аяқталған соң, пісіру тогын тӛмендетіп немесе доғаны бірте-бірте ұзартып, доғаны үзген жӛн.
Импульстік доғамен пісіру . Вольфрамдық электродпен пісіру кезінде, доға тұрақты пісіру тогы кезінде де, оның белгілі бір бағдарлама бойынша ӛзгеруі кезінде де жана алады. Импульстік пісіру қалыңдығы миллиметр бӛліктерінен 3-4 мм-ге дейінгі металды қосу кезінде қолданылады. Мәні бойынша доғаның тұрақты жануы үшін және секундына 25 импульсқа дейінгі жиілікпен мерзімді түрде қосылатын токты пайдалану пісіру ваннасының ӛлшемдерін кішірейтеді (3.11-сурет).
І
дән
— импульстағы пісіру тогы;
І
кез
— кезекші режимдегі доға тогы (пауза); t
u
— импульстың ұзақтығы; t
П
, — паузаның ұзақтығы;
U
Д
— доғадағы кернеуі
108
Бұл ретте жік бӛлек, балқытылған ванналардан пайда болады.
Ток импульстерінің үзілістері арасында пісіру ваннасы ішінара кристалданып, бұл күйіктеспе ықтималдылығын тӛмендетеді. Алайда, импульстер арасында үлкен үзілістер кезінде, доғалық аралық заряд тасымалдағыштарын (иондарды) жоғалтып, доғаны қайта қоздыру қиынға соғады. Осы фактордың әсерін азайту үшін импульстер арасындағы паузаларда азайтылған тогы бар кезекші доға сақталады. Негізгі доға тогының, кезекші доға тогының, импульс ұзақтығы мен пауза ұзақтығының ара қатынасын реттей отырып, жіктің пішіні мен ӛлшемін ӛзгертеді. Бұл тәсіл түйіспе қосылыстарды ұстап тұрып, барлық кеңістік қалыптарда пісіруге мүмкіндік береді. Пісіру процесі кезінде орындалатын жалғас пен оның кеңістіктегі қалпына қарамастан, пісіруші бар назарын пісіру ваннасына аудару керек. Пісіру ваннасы – бұл металдардың балқытылуы мен қосылуы орындалатын нүкте. Пісіру ваннасы мен металдың балқытылу тереңдігін басқару кез келген кеңістік
қалыпта пісіру кезінде аса маңызды мәнге ие.
Кез келген кеңістік қалыпта сапалы жалғасты орындаудың негізгі ережелері келесідей: пісірілетін беттің тазалығы, пісіруге арналған жақсы құрастырылымы, қажет болғанда, алдын ала қыздырылуы, қорғаушы газының жеткілікті ағыншасы және дұрыс таңдалған пісіру тогы. Сонымен қатар, кез келген жалғас (тӛмен қалыптағыны қоспағанда) пісіру кезінде, үлкен пісіру тогын пайдаланып, пісірілген жіктің үлкен білікшесін балқытып қаптаған жӛн. Бұл ретте доғаны пісірілетін бӛлшектердің қызып кетуін болдырмайтындай етіп, бағыттау керек. Себебі қызып кету жік металының салбырап тұруына немесе күйіктеспеге әкеп соқтыруы мүмкін. Қоспа металын қосу реті мен пісірілген жіктің пайда болатын білікшесінің ӛлшемі қосылған металл порцияларының толық бірігуіне кепілдік беру керек.
3.5.
ПЛАЗМАЛЫҚ
ПІСІРУ ТЕХНИКАСЫ
Плазмалық пісіру ӛнімділігі жоғары процесс болып табылады. Бұл процесс кезінде жылу кӛзі ретінде плазмалық ағынды, яғни энергияның үлкен қоры бар ионданған бӛлшектердің ағыншасын пайдаланады. Плазмалық ағын температурасы 20 000-30 000°С-ге дейін жетеді.
109
Доғалық пісіруден плазмалық пісіру доғаның пішінімен ерекшеленеді. Инерттік газ ортасында балқытылмайтын электродпен пісіру кезінде доға қоңырау пішінді болады. Плазмалық пісіру кезінде (3.12-сурет) шүмек қабырғасын орап алуы салдарынан доға цилиндр пішінін (бұл қысылған доға деп аталады) алады. Плазма түзейтін газ жанарғының камерасына беріліп, шүмек 3 арқылы ағып шығып, доғаны қысады. Газ бӛлігі доға бағаны арқылы ӛтіп, қызып, ионданады және шүмектен
3
плазмалық ағын
4 шығады.
Доға бағанын жуып-шаятын сыртқы қабаты сылыстырмалы түрде суық болып, шүмекті бұзылудан сақтай отырып, доға мен шүмек арасында электр және жылу оқшаулауын құрайды. Плазмалық пісіру кезінде доғаның екі түрі болады: тікелей және жанама әсер ету доғалары. Электрод
1
пен бӛлшек
5
арасында жанатын доға тікелей әсер ету доғасы, ал электрод
1
пен шүмек 3 арасында жанатын доға жанама әсер ету доғасы деп аталады. Газбен қорғалған шүмек
3
арқылы инерттік газбен пісіру аймағының қосымша қорғанысы жүзеге асырылады. Ол жоғары температуралы ағынның үлкен жылдамдықпен ағып, пісіру аймағына ӛзімен бірге қоршаған ауаны әкетіп бара жатқасын керек болады. Негізінен тікелей әсер ету жанарғылары қолданылады.
қосу үшін
Микроплазмалық пісіру.
Қалыңдығы (он микроннан 1 мм-ге дейін) ӛте жұқа металды, сондай-ақ, ұсақ және ӛте ұсақ бӛлшектерді микроплазмалық пісіру немесе 1,5-2,0 мм диаметрлі плазманың ағыны ӛткір болатын инелі доғамен пісіру пайдаланылады. Микроплазмалық ағынды жасау үшін ӛзекті электрод пен газ ӛткізілетін электр бейтарап арнадағы саңылауы (шүмегі) бар жазық электрод арасында қоздырылатын, ұзындығы
110
1
— вольфрамдық электрод;
2
— цанга;
3
газбен қорғалған шүмек;
4
— плазмалық ағын;
5
— пісірілетін бӛлшек
1
-сурет. Микроплазмалық ағынды жасау сұлбасы:
1
— ӛзекті электрод;
2
— газ;
3
— су;
4
— микроплазмалық ағын;
5
шүмек;
6
— доға;
7
— арна;
Е
— электр ӛрісінің кернеулігі;
l
— доға ұзындығы
Микроплазмалық ағысын құру үшін ӛзекті электрод пен шүмек арқылы жазық электродтын арасында электрлік бейтарап арнада айтарлықтай ұзындықты доғалы разрядты қоздырып пайдаланады (сур. 3.13.). Бейтарап арна арқылы газ ӛткізіледі. Газ 2 ӛзекті электродтан 1 доға плазмасы 6 арқылы шүмекке қарай арна бойымен жылжып электрондармен соқтығысып иондалады. Шүмектен плазмалық ағыс 4 шығады. Арна 7 мен шүмек қабырғалары сумен суытылады. Плазмалы ағысы жарқыраған алаумен қоршалған айқын жарқыраған конустың (ядро) тұрақты пішінінде болады. Қыздыру негізінде қыздырылатын дене бетін ағыс түйіршектерінің тікелей бомбалау есебінен жүргізіледі. Микроплазмалы пісіру кезінде 0,1-10 А-лі ток қолданылады, газ шығыны 10-30 л/сағ. және шүмек диаметрі - 0,8 мм болып табылады. Қалыптастырғыш газ плазмалық ағысты ине пішініне келтіреді. Кӛмекші доға үнемі жанып турады, ал оның қосылуы жанарғының ішіндегі контакттарды тұйықтату арқылы іске асырылады. Жұмыс үшін екі түрлі доға қолданылады: тіке және жанама әрекетті. Үнемі жанып түрған кӛмекші доғаның есебінен доға да ӛте тұрақты, үнемі және оп-оңай қоздырылады. Доға едәуір ұзындықта (10-12 мм) ұстап туралады және осындай ұзындықтағы доғаның шамамен ±1 мм ауытқуы пісіру сапасына әсері болмашы. Ӛткір инетәрізді ұшты және доға ұзындығының ± 1 мм ауытқуларына сезімталдығы жоқ плазмалық алау дәлме дәл жинақы жіктердің қалыптасуымен сенімді пісіруді қамтамасыз етеді.
111
Сонымен қатар, доға қысымының әсерінен пісіру ваннаның бас жағынан аяқ жағына сұйық металдың бағытталған ағуы ӛтеді.
ҚОРҒАУШЫ ГАЗДАРДА БАЛҚЫМАЛЫ ЭЛЕКТРОДПЕН ПІСІРУ ТЕХНИКАСЫ
Қорғаушы газдарда балқымалы электродпен доғалық пісіру — бұл үздіксіз берілетін, балқытылатын электрод пен бӛлшек арасында жанатын электр доғамен металдарды балқытып қосу процесі. Доғаның жану аймағы газдың кӛмегімен қорғалады (3.14- сурет). Қорғаушы газы мен жылжымалы балқымалы электрод – осы процестің екі міндетті қатысушысы. Балқымалы электродпен пісіру кезінде, жік негізгі металдың балқытылуы мен қосымша металдың, яғни электродты сымның балқытылуы арқылы пайда болады. Демек, пісіру жылдамдығын, электрод пен бӛлшектің кеңістік қалпынан басқа, пісірілген жіктің пішіні мен ӛлшемдері электродты металдың балқытылу сипатына және оның пісіру ваннасына тасымалдауға байланысты болады. Электродты металды тасымалдау сипаты электрод материалымен, қорғаныш газының құрамымен, пісіру тогының тығыздығымен және басқа да факторлармен белгіленеді.
1
Дәнекерлеу бағыты
1
— электродты сым;
2
— қорғаушы газы;
3
— бағыттаушы жанасу түтікшесі;
4
— газды шүмек;
5
— пісіру ваннасы;
6
— доға;
7
— негізгі металл;
8
— жік металлы;
9
— пісіру кабелі
112
Ағындық және ірі тамшылы режимдері, сондай-ақ, металдың үздіксіз айналатын тасымалдау режимі доғаның салыстырмалы түрде үлкен энергиясымен байланысты және әдетте қалыңдығы 3 мм-ден асатын металды тӛмен және кӛлденең қалпында пісіру үшін қолданылады. Шашыратусыз қысқа доғамен пісірудің циклдық режимі мен импульстік пісіру режимінде тӛмен энергетикалық кӛрсеткіштері болады, бірақ, олар әдетте қалыңдығы 3 мм-ге дейінгі металды барлық кеңістік қалыптарда пісіруге мүмкіндік береді.
Шашыратусыз қысқа доғамен пісірудің циклдық режимі (мерзімді түрде қысқа тұйықталулармен пісіру). Бұл режим 15-22 В кернеуімен және 100-200 А тогымен қысқа доға кезінде 0,5-1,6 мм диаметрлі электродты сымдармен пісіруге тән. Кезекті қысқа тұйықталудан кейін (3.15-суретіндегі 8 және 9-кезеңдер) беткей кернеу күшімен электродтың бүйіріндегі балқытылған металл тамшыға айналып, оның пішінін дұрыс сфераға (1.3-кезеңі) жақындатып, соның арқасында пісіру ваннасымен біркелкі қосылуына қолайлы жағдай жасайды. Нәтижесінде доғаның ұзындығы мен кернеуі максималды болып қалады. Пісіру процесінің барлық кезеңдерінде электродты сымды беру жылдамдығы тұрақты болады, ал оның 3 және 4 кезеңдерде балқытылу жылдамдығы оны беру жылдамдығынан азырақ болып
1-9 — процесс кезеңдері
113
қалады. Сондықтан тамшысы бар электродтың бүйір жағы 4 кезеңдегі қысқа тұйықталу сәтіне дейін пісіру ваннасына жақындайды (доға ұзындығы мен оның кернеуі азаяды). Қысқа тұйықталу процесі кезінде балқытылған электродты металл тамшысы пісіру ваннасына ӛтеді. Содан кейін процесс қайталанады. Қысқа тұйықталу кезінде пісіру тогы күрт ӛсіп (150-200 А-ге дейін), нәтижесінде электр магниттік күштердің (6 және 7 кезеңдері) қысу әрекеті ұлғайып, олардың бірлескен әрекеті электрод пен бӛлшек арасындағы сұйық металдың қосылыстырғышын бұзып тастайды. Тамшы бірден ашылып, әдетте ол бұзылады және жан-жаққа қарай ұшады. Бұл металдың шашыратылуына әкеп соқтырады. Оған қоса, осындай мәндері бар ток тамшы мен пісіру ваннасы арасында түзілген тар қосылыстырғыштан ӛтіп, металдың шайқалып тӛгілуін қамтамасыз
етеді.
Қысқа доғамен пісірудің циклдық режимі кезінде доғалық аралықтың мерзімді тұйықталулардың жиілігі секундына 90-450 тұйықталулар шегінде ӛзгеру мүмкін. Бұл режим жұқа табақты металды пісіру кезінде ыңғайлы, барлық кеңістік қалыптарда жартылай автоматты пісіруге жарамды. Пісіру режимінің оңтайлы параметрлері кезінде шашыраудан болатын электродты металдың шығындары 7%-нан аспайды.
Оңтайландырылған қысқа доғамен пісіру режимі . Қысқа доғамен пісірудің циклдық режимі мен пісіру сымын ӛте жоғары беру жылдамдығы кіретін бұл процесс қысқа әрі күшті доғаны пайдалануға мүмкіндік береді. Нәтижесінде жалғастардың минималды жылу беру мен жік металының тӛмен тотығу деңгейімен пісірілуі қамтамасыз етіледі. Пісірудің ірі тамшылы режимі. Бұл процесте электродты металл пісіру ваннасына жиі емес, құралсыз кӛзбен жақсы кӛрінетін, әртүрлі ӛлшемдегі бӛлек әрі ірі тамшылармен тасымалданады. Бұл ретте доғаның технологиялық қасиеттері нашарланып, тӛбелік қалпында пісіруге қиындық туғызылады. Ал қалдық пен шашырауына кететін электродты металдың шығындары 15%-ға дейін ұлғаяды. Металдың ірі тамшылы тасымалдануы сапасыз пісірілген жіктің қалыптасуын белгілейді. Металдың ірі тамшылы тасымалдануына диаметрлері электрод диаметрінен асатын тамшылар тән. Инерттік қорғаушы газдарын пайдалану кезінде электродты металдың оське бағытталған ірі тамшылы шашыраусыз тасымалдануына қол жеткізіледі. Бұл ретте доға ұзындығы тамшы балқытылған металға
114
2
3
.16-сурет. Электродты металдың ірі тамшылы тасымалданудың сұлбасы: а
— инерттік газдарда дәнекерлеу кезінде оське бағытталған;
ә
— кӛмірқышқыл газда пісіру кезінде оське бағытталмаған;
1
— доға;
2
— электродты металл тамшысы
тимегенше, оның жақсы бӛлінуі үшін жеткілікті болу керек (3.16, а- суреті). Ірі тамшылы процесс кезінде кӛмірқышқыл газды қорғаушы газы ретінде пайдалану электродты металл тамшыларының оське бағытталмаған тасымалдануын әрдайым қамтамасыз ету керек (3.16,
ә-суреті ). Бұл балқытылған тамшылардың тӛмен бӛліктеріне электр магниттік тебу әсерінің салдары болып табылады. Кӛмірқышқыл газдық қорғаныс кезінде электродты сымның ұшы балқытылған тамшы арқылы берілетін доға жылуының әсерімен балқытылады (3.17, а-суреті). Бұл ретте доға арқылы ерікті түрде жіберілетін пішінсіз шариктер түріндегі тамшылар металдың қатты шашыралуын туғызады (3.17, ә-суреті). Бұл жағдайда пісірілген жік қатты әрі оның бетті толқынды болып қалады. Бұл процесс кезіндегі доға әдетте тұрақсыз болып, ӛзіне тән сатыр естіледі. Шашырауын азайту үшін электродтың ұшы
1
— электродты сым;
2
— доға;
3
— металл тамшысы;
4
— пісіру ваннасы;
5
— негізгі металл
115
металл бетінен тӛмен, бірақ, доға жасайтын жазық шегінде орналасу керек. Доға энергиясының кӛп бӛлігі пісіру ваннасының бетіне бағытталғандықтан, пайда болатын пісірілген жікте ӛте терең балқытылу болады.
Импульстік пісіру режимі . Бұл режимде ток импульсінің әсерімен ұшында тамшының пайда болуын қамтамасыз ететін электродтың жылдам балқытылуы орын алады. Электр динамикалық күштердің күрт ұлғаюы тамшы мойнын тарылтып, оны кез келген кеңістік қалыпта пісіру ваннасының бағытына қарай түсіреді. Яғни, импульстік пісіру режимі – бұл балқытылған металл тамшыларының электр импульстарымен ерікті түрде бӛлінетін режим. Осы арқылы ірі тамшылы тасымалдауға сәйкес келетін пісіру тогының мәндері кезінде, шашыратусыз қысқа доғамен пісірудің циклдық режиміндегідей сапалы пісірілген жіктерді қалыптастыруға болады. Импульстік режимде жеке импульстер немесе бірдей немесе әртүрлі параметрлері бар импульстер тобы пайдаланылады. Соңғы жағдайда бастапқы импульстер электродтың балқытылуын жылдамдатады, а соңғылары электродты металдың тамшысын пісіру ваннасына түсіреді. Осының арқасында металл ұсақ тамшылардан құралатын порциялармен және шашыратусыз тасымалданады. Оған қоса, импульстік технологияны қолдану арқылы пісіру ваннасының вибрациясы(дірілі) туындап, нәтижесінде газ кӛпіршіктері одан шығады да, пісірілген жіктердің тығыздығы жоғары болады.
Қысқа доғамен циклдық пісіру
режимі кезіндегі ток
Негізгі доға тогы
116
Тӛмен жылу беру осы пісіру режимінің артықшылығы болып табылады. Бұл жұқа материалдарды пісіру кезінде ӛте маңызды. Импульстік режим тӛмен кӛміртекті және тӛмен легирленген болаттардың жоғары сапалы пісірілуін қамтамасыз етеді. Алюминийді пісіру кезінде азырақ кеуектілікті қамтамасыз ететін үлкенірек диаметрлі электродты сымды пайдалануға болады. Күрделі нәрлендіру блогының болуы бұл процестің негізгі кемшілігі болып табылады. Шашыратусыз қысқа доғамен пісірудің циклдық режиміне қарағанда, балқытып қапталған металға одан да жоғары жылу енгізу коэффициентін қамтамасыз ететін импульстік режим доғаның 28- ден 35 В-қа дейінгі кернеуі мен 300-ден 350 А-ге дейінгі токтарда жүзеге асырылады. 3.18-суретінде металды тасымалдау уақыты мен кезеңі ішінде пісіру тогының ӛзгеру графигі кӛрсетілген.
Металдың ағындық тасымалдау режимі . Мәні бойынша тұрақты (импульстерсіз немесе импульстермен) кері полярлық пісіру тогының жеткілікті түрде жоғары тығыздықтары кезінде және доғаның инерттік газдарда (құрамында аргонның мӛлшері 80%-дан кем емес) жануы кезінде, ағындық деп аталатын электродты металдың ӛте ұсақ тамшылы тасымалдануы орын алу мүмкін. Құралсыз кӛзбен бақылау кезінде балқытылған металл пісіру ваннасына электродтың бүйір жағынан үздіксіз ағынмен ағып жатады деген кӛрініс пайда болғандықтан, бұл процесс солай аталып кетті. Бұл процесс кезінде тамшылардың ағыншасы электродтан пісіру ваннасына дейін ось бойынша ғана бағытталған. Доға ӛте тұрақты әрі тегіс. Шашырауы кішігірім ғана. Пісірілген жіктің білікшесінің беті тегіс. Доға энергиясы конус түрінде металға беріліп, сондықтан балқытып қапталған металл беттік бірігуге ие болады. Қысқа доғамен пісірудің циклдық режиміне қарағанда, металды балқыту тереңдігі үлкенірек, бірақ ірі тамшылы пісіруге қарағанда, азырақ болады. Ағындық тасымалдауға кӛшкен кезде, электродтан пісіру ваннасына қарай газдар ағыншасы мен металдың электр магниттік күштердің қысу әсерінің арқасында қарқындылығы күрт арттырылады. Нәтижесінде доға астында сұйық металдың қабаттауы кішірейіп, пісіру ваннасында жергілікті қуысы пайда болады. Негізгі металға қарай жылу берілу артып, жікте оның осі бойынша ұлғайтылған балқытылу тереңдігі пайда болады. Металды ағындық тасымалдау кезінде доға ӛте тұрақты болып, пісіру тогы мен кернеудің ауытқулары байқалған жоқ.
117
Металдың ағындық ауытқуы жоғары тұрақтылық доғасы (290- 450 А тогы кезінде доғаның кернеу 28-40 В) кезінде орын алып, токтың жоғары мәндері кезінде сапалы пісірілген жіктерді қалыптастыруға мүмкіндік береді.
Бұл режим қалыңдығы 5 мм-ден асатын металдарды пісіру үшін қолданылады. Металдың үздіксіз айналатын тасымалдау режимі – ротациялық тасымалдау. Металдың ротациялық тасымалдануы балқытылатын электрод ұшындағы сұйықтықтың ұзын бағаны түзілген кезде орын алады. Ӛте үлкен ток (450-650 А тогы кезінде доғаның кернеуі 4050 В) және электродтың қатты шығып кетуі салдарынан бұл процесте электрод доғаның әсер етуінсіз балқытылатындай, түзілетін тамшының температурасы соншалықты үлкен болады. Бұл жағдайда ток жүргізетін мүштікте дейінгі арақышықтық 25-35 мм-ді құрайды. Бойлық магниттік ӛрістің әсер етуі салдарынан сұйықтық бағаны ӛз осі бойынша айналып, конустық түрде кеңейтіледі (3.19- сурет). Бұл ретте металл тамшылары радиалды бағытта негізгі материалға ӛтіп, салыстырмалы түрде тегіс әрі кең балқытылуды құрайды. Түсті металдарды пісіру кезінде инерттік газдар міндетті түрде пайдаланылып, сондай-ақ, олар коррозияға тӛзімді және тӛмен легирленген болаттарды пісіру кезінде де қолданылады. Аргон мен гелий бір-бірінен доғаның тығыздығымен, жылу ӛткізгіштігімен және оның сипатымен ерекшеленеді. Аргонның тығыздығы ауаның тығыздығына қарағанда, шамамен 1,4 есе үлкен, ал гелий ауадан 0,14 есе жеңіл. Пісіру ваннасын қорғау үшін ауыр газ тиімдірек болғасын, демек, пісіру ваннасын гелийлік қорғау кезінде аргонмен қорғау кезіндегідей дәл осындай әсерді алу үшін, газ шамамен 2-3 есе кӛп шығындалады.
118
Аргонға қарағанда, гелийдің жылу ӛткізгіштігі кӛбірек болады, сондай-ақ, гелий доғасындағы энергия біркелкі таратылады. Аргондық доға плазмасына ӛзегіндегі ӛте үлкен энергия мен перифериясында одан кішірек энергия тән.
Бұл айырмашылық пісірілген жіктің профиліне үлкенірек әсер етеді. Гелийлік
3.19-сурет. Металдың үздіксіз айналатын тасымалдауының сұлбасы:
1
— электродты сым;
2
— доға;
3
— пісіру ваннасы
доға емшек тәрізді пішінді жіктің алуын қамтамасыз етеді (3.20- сурет). Электродты сымды берудің кез келген жылдамдығы кезінде гелийлік доғаға қарағанда, аргондық доғаның кернеуі әлдеқайда аз болады. Нәтижеде аргондық доғаның ұзындығы бойынша кернеуі азырақ ӛзгеріп, бұл, ӛз кезегінде, оның кӛбірек тұрақтандырылуына әкеп соқтырады. Аргондық доға (аргонның тӛмен де, 80%-дық мӛлшері де бар қоспаларды қоса алғанда) электродтық металдың ағындық берілуін қамтамасыз етеді. Әдетте таза аргон түсті металдарды пісіру кезінде пайдаланылады. Таза гелийді пайдалану оның доғасының тұрақсыздығы салдарынан шектелген. Оған қарамастан, қажетті пісірілген жіктің профилін (терең және кең параболикалық пішіндес) аргон мен гелийдің қоспасын қолдану арқылы алуға болады. Бұл ретте электродты металды тасымалдау сипаты аргондық доға кезіндегідей болады. Гелий мен аргонның қоспасы (оның құрамында гелийдің 60-90% мӛлшерінің болуы жағдайында) негізгі металға максималды жылу берілуін алу және балқытылуын жақсарту үшін пайдаланылады. Кейбір металдарға кӛмірқышқылды газды гелиймен ауыстыру жылу берілуді ұлғайтуды қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Ал гелий инерттік газ болып табылғандықтан, бұл жағдайда пісірілетін метал қасиеттерінің ӛзгеруі орын алмайды. Таза аргон мен гелийдің пайдаланылуы түсті металдарды пісіру кезінде жақсы нәтижелерді қамтамасыз етеді. Алайда, осы газдардың таза күйінде қолданылуы қара металдарды пісіру кезінде оң сипаттаманы алуға
119
мүмкіндік бермейді. Гелийлік доға қатты шашырауы бірге жүретін, басқарылмайтын режимге ӛтіп, ал аргондық доғада күйіктеспеге әкеп соқтыру мүмкін. Аргонға оттегінің 5%-ын немесе кӛмірқышқыл газының 3-10%-ын (25%-ға дейін) қосу пісіру сипаттамасын жақсартады. Инерттік газға қосылатын оттегі немесе кӛмірқышқыл газының кӛлемі негізгі металл бетінің күйіне (тотқақтың болуы), пісірілген жіктің талап етілетін профиліне, кеңістіктегі қалпына және пісірілетін материалдың химиялық құрамына байланысты болады. Әдетте оттегінің 3%-ын немесе кӛмірқышқыл газдың 9%-ын қосу сапалы пісіруді орындауға жеткілікті болады. Аргонға кӛмірқышқыл газының қосылуы пісірілген жіктің алмұрт тәрізді профилін алуға мүмкіндік береді. Доғалы пісірудің кез келген басқа типі сияқты қорғаныш газдарда балқымалы электродпен пісіру процесі доғаны тұтанудан басталады. Доғаның оңай тұтануын қамтамасыз ету үшін электрод (электродты сым) пісірілетін бетпен жақсы жанасу керек, яғни пісірілетін бетте май, саз, тотқақ және жанасуды қиындататын басқа да заттар болмау керек. Әртүрлі пісіру режимдеріне арналған электродты сымның шыңуы 3.21-суретіне сәйкес белгіленеді, себебі электродтың шығуы ұлғайған кезде доғаны инициалдау қиынға соғады. Жанарғыны еңкейту бұрышы 5-20°-ты құрау керек. Жанарғыны жұмыс істеуін жеңілдету үшін беруші жіктің және пісіру кабелінің салмағын ӛтеу мақсатында (бӛлек келтіру кезінде), оларды иыққа лақтырып, келесі әрекеттерді орындау керек: жанарғыны бӛлшекке жақындап және оған тигізбей, пісіру маскасын түсіру және триггердің батырмасын басу керек. Триггердің батырмасын баса отырып, пісіру тізбегі мен қорғаушы газының берілуі қосылады. Электрод бӛлшекпен жанаспағанша, электродты сымды беру қозғалтқышы іске қосылмайды. Кейін сымды электродпен бетке тигізіп, оны тырнай отырып, жанарғыны бӛлшекке қарай жақындату керек. Сымның жабысып қалуын болдырмау үшін жанарғыны дәнекерлеу бағытына қарама- қарсы бағытқа 10-15 мм-ге жылдам созып, оны кішкене кӛтеру керек. Сымның бӛлшекпен жанасуы пайда болған кезде, сымды беру механизмінің электр қозғалтқышы жұмыс істей бастап, триггердің батырмасы басылып тұрғанша, жұмыс істейді. Дұрыс орнатылған доғада жұмсақ әрі ызыңдаған дыбысы шығады. Доғада бұрыс дыбыс шыққанда, мысалы, сымды беру жылдамдығының жоғары екенін кӛрсететін қатты сатырлау кезінде,
120
Жанарғының
жұмыс саңылау
Электрод-
тың шығуы
Жанасу
түтікшесі 3,2 мм-ге шығып тұр
Жанасу
түтікшесіне дейінгі арақашықтық
Доға ұзындығы
Электродтың шығуы
Жанасу түтікшесі
3,2 мм-ге батырылды
Электродтың
шығуы 19...25 мм
г в 2
электродты сымды беру жылдамдығын реттеу керек. Бұл ретте сым пісіру ваннасына тиіп, қысқа уақытқа сӛніп қалады. Тәжірибесі мол пісіруші пісіру доғасының қажетті ұзындығын есту арқылы оңай анықтай алады. Доғаны сӛндіру үшін триггердің батырмасын босату керек. Бұл пісіру тізбегін сӛндіріп, электродты сымды беру қозғалтқышы тоқтайтын болады. Пісіру кезінде электрод жабысып қалса, триггердің батырмасын босатып, сымды кескіштің кӛмегімен тістеп кесу керек. Қорғаушы газында балқымалы электродпен пісіру кезінде жанарғының пісірілетін бӛлшекке қатысты қалпы үлкен мәнге ие болады. Егер пісірілетін бӛлшектер қалыңдығы бойынша тең болатын болса, олардың арасындағы кӛлденең бұрышы бірдей болу керек. Егер бӛлшектері қалыңдығы бойынша тең болмаса, онда жанарғы жұқа металл жаққа қарай еңкейеді (кӛлденең бұрышы азаяды). Бойлық бұрышы 5-25°-ты құру керек. Пісіру бұрышын алға қарай еңкейту арқылы да, оны артқа қарай еңкейту арқылы да орындалады. Артқа қарай еңкейтіп пісіру
121
электродты сымның берілу бағытының жанарғының жылжу бағытына қарама-қарсы орналастырылғанын білдіреді. Алға қарай еңкейтіп пісіру электродты сымның берілу бағытының жанарғының қозғалыс бағытына сәйкес келетінін білдіреді. Пісіру тәсілін ӛзгерту үшін жанарғыны жылжыту бағытын ӛзгертудің қажеті жоқ, оның бойлық бағытындағы еңкеюін ӛзгерту керектігін атап ӛткен жӛн. Пісіру жанарғысының жылжу жылдамдығы минутына шаққандағы метрлерде кӛрсетілетін пісіру жылдамдығын анықтайды. Пісіру жылдамдығына келесі факторлар әсер етеді: Артқа қарай еңкейтіп пісіру кезінде доғаның жоғары тұрақтылығы мен азырақ шашырауға қол жеткізіледі. Артқа қарай еңкейтіп пісіру қалың металдарды қосып біріктіру үшін қолданылады, бұл ретте балқытылудың үлкен тереңдігіне қол жеткізіледі. Оған қоса, бұл жағдайда пісіруші пісіру ваннасын кӛріп отырады, бұл пісірудің сапасын арттыруға кӛмектеседі. Алға қарай еңкейтіп пісіру жұқа металдарды қосып біріктіру үшін қолданылады, бұл ретте пісірудің азырақ тереңдігіне қол жеткізіліп, бірақ пісіру үлкенірек жылдамдықпен орындалады. Пісіруді тӛмен қалпында орындаған оңай, бұл жағдайда пісіру қосылысының сапасы жақсырақ болады. Тӛмен қалпында пісіру кезінде балқытып қапталған металдың ағып кетуі мен газдық қорғанысы жақсырақ қамтамасыз етіледі. Тӛмен қалпында пісіруді меңгергесін, басқа кеңістік қалыптарда пісіруге ӛтуге болады. Тӛменнен жоғары қарай кӛлденең, тік және жоғарыдан тӛмен қарай тік қалыптарда пісіру 10 %
-ға азайтылған пісіру тогы кезінде орындалады. 3.22-суретінде әртүрлі кеңістік қалыптарда пісіруді орындау кезінде пісіру жанарғысын еңкейту бұрыштары кӛрсетілген, ал 3.23- суретінде кӛп ӛтпелі пісірілген жіктерді орындау кезінде білікшелерді салу реті кӛрсетілген. Бұрыштық жіктерді пісіру кезінде пісіру жанарғысын кӛлденең еңкейту бұрышы 45°-ты құрау керек, ал түйіс жіктерді пісіру кезінде бұл бұрыш бірнеше градусты ғана құрау керек. Себебі, ӛзге жағдайда, жіктің бүйір жағындағы металдың балқытылуы нашарланып, сәйкесінше, жік металы мен негізгі металдың бірігуі нашарланады.
122
75...80°
3.22-сурет. Қысқа доғамен пісірудің циклдық режимі (а...г) кезінде және металды ағындық тасымалдау (д) кезінде тӛмен және тік қалпында әртүрлі жіктерді орындау кезінде пісіру жанарғысын еңкейту бұрыштары (пісіру бағыты нұсқармен кӛрсетілген)
Төмен
Төбе
Тӛмен
Тік
Тӛбе Тӛмен Тӛмен
123
Тік қалпында пісіру тӛменнен жоғары қарай да, жоғарыдан тӛмен қарай да орындалу мүмкін, алайда, бұл жағдайда жанарғы қалпы маңызды болады. Пісіру металдың толық балқытылуын қамтамасыз ететін, жанарғының қалпы кезінде ғана орындалу керек, яғни доға пісіру ваннасының алдыңғы шетінде орналасу керек.
Балқытылу.
Балқытылу
— бұл негізгі металдың балқытылу тереңдігі. Пісіру тогының мәні балқытылу тереңдігіне әсер ететін негізгі параметр болып табылады. Токтың ұлғайтылуы немесе азайтылуы сәйкесінше балқытылу тереңдігінің ұлғаюйын немесе азаюйын тудырады. Балқытылу тереңдігін жанарғыны жылжыту жылдамдығымен бірдей болатын электродты сымды беру жылдамдығын арттыру арқылы да ұлғайтуға болады. Бұл ретте доғаның ұзындығы азайып, сәйкесінше, пісіру тогы ұлғаяды, яғни сымды беру жылдамдығын ӛзгерте отырып, балқытылу жылдамдығын ӛзгертуге болады.
Пісірудің басқа параметрлерін ӛзгерту балқытылу тереңдігіне салыстырмалы түрде кішігірім әсерін тигізеді. Доғаның кернеуі азайған сайын, балқытылу тереңдігі де азаяды және керісінше. Доғаның тұрақсыздығы балқытылу тереңдігін азайтады.
Пісірілген жік білікшесінің ӛлшемі.
Пісірілген жік білікшесі биіктігімен (дӛңестігімен) және кеңдігімен сипатталады. Осы параметрлердің дұрыстығы пісірілген жік білікшесінің, әсіресе, кӛп ӛтпелі пісіру кезінде барынша аз ақаулықтармен орындалатынына кепілдік береді. Кӛп ӛтпелі пісіру кезінде жіктің дӛңестігі үлкен болған жағдайда, металдардың сапалы бірігуін қамтамасыз ете отырып, келесі жікті салу қиынға соғады. Қатты тарылған жік те жік металының және негізгі металдың жақсы бірігуін қамтамасыз етпейді. Пісірілген жік білікшесінің сипаттамасы оның ӛлшеміне де, пішініне де байланысты болады. Пісірілген жіктің ӛлшемін (жіктің сума метріне шаққандағы балқытып қапталған металдың мӛлшерін) ӛзгерту үшін пісіру режимін ӛзгерту керек. Пісірілген жіктің ӛлшеміне негізгі әсерін пісіру тогының мәні мен пісіру жанарғысын жылжыту жылдамдығы әсер етеді. Пісірілген жіктің ӛлшемі пісіру тогына тура пропорционал және жанарғыны жылжыту жылдамдығына кері пропорционал. Доға ұзындығының ұлғаюы жік енінің ұлғаюын және оның дӛңестігінің азаюын тудырып, бұл ретте кӛлденең қимадағы жіктің ауданы ӛзгерусіз қалады. Пісірілген жік білікшесінің ені ұлғайғанда, оның дӛңестігі азайып, пісірілген жіктің сұйығырақ металы негізгі металмен тиімдірек бірігіп қосылады, яғни металдардың бірігуі жақсарады.
124
Пісірудің ӛнімділігін (балқытып қаптауда) ұлғайту үшін доға ұзындығының ұлғаюы жік енінің ұлғаюына қарағанда, оның дӛңестігінің ұлғаюын тудырып, пісірілген жіктің білікшесі ӛте дӛңес болып қалады. Артқа қарай еңкейтіп пісіру кезінде пісірілген жіктің тар әрі биік білікшесі қамтамасыз етіледі. Оған қоса, жанарғының бойлық еңкейту бұрышын азайта отырып, пісірілген жік білікшесінің биіктігін азайтып, оның енін ұлғайтуға болады. Алға қарай еңкейтіп пісіру одан да тегіс және жалпақ пісірілген жік білікшесінің алуын қамтамасыз етеді. Пісіру жанарғысымен жұмыс істеу. Пісіру технологиясын толықтай елестету үшін пісіру жанарғысымен жұмыс істеу әдіс- тәсілдерін сипаттау керек. Бұдан әрі келтірілген ұсыныстар анықтамалық болып табылады. Біліктігін арттыруына қарай әрбір пісіруші жанарғыны жылжытудың ӛз әдіс-тәсілдерін жасап шығарады.
Тӛмен қалпында пісіру .
Бір ӛтпелі түйіспе жікті орындау кезінде жанарғының артқа қарай кішкене жылжытып, ара тәрізді әрекеттер орындалады. Жиектерін бӛліп, кӛп ӛтпелі пісіру кезінде, түбірлік жікті орындаған кезде күйіктеспелердің пайда болуын болдырмай, жанарғының ирек теңселуін орындау керек. Толтырушы білікшелер мен қаптайтын жікті де жанарғының кішкене жалпақтау ирек теңселуі арқылы орындайды. Бұл ретте жанарғының кӛлденең еңкейтілуін пайдаланады, ал шеткі қалпына жеткенде, жанарғыны ұстап тұрады. Бұл металдардың жақсы балқытып қапаталуына септігін тигізеді. Бұрыштық жіктерді тӛмен қалпында орындаған кезде пісіру жанарғысымен айналма қозғалыстарды жасау керек.
Кӛлденең қалпында пісіру .
Түйіспе жігі кӛлденең қалпында түйіспе жігін тӛмен қалпында орындағандай, пісіру жанарғысын дәл сол технологияны пайдалану арқылы орындалады. Оның бір ғана ерекшелігі бар: кӛлденең қалпында пісіру кезінде толтырушы біліктер одан да тар болу керек. Пісіруді орындау кезінде, жанарғының пісірілген жіктің білікшесіне салынатын бетке қатысты еңкейтілуі 90°-ты құрау керектігін ұмытпау керек.
Тік қалпында пісіру .
Жиектерін бӛлмей, бір ӛтпелі пісірілген жікті тӛменнен жоғары қарай пісіру жанарғының ара тәрізді теңселуді пайдалану арқылы орындалады. Кӛп ӛтпелі пісіру кезінде түбірлік жіктің орындалуы пісіру жанарғысының ирек жылжытуы арқылы орындалады. Бұл жағдайда, толтырушы білікшелер мен қаптайтын жікті жанарғының сатылы жылжытылуы кезінде
125
орындайды. Бұл ретте жанарғының кӛлденең жылжытылуы кезінде шеткі нүктеге жеткенде, кідіріс жасап, электродты сымның диаметріне тең келетін арақашықтыққа тӛмен қарай түсу керек. Содан кейін жоғарыға қарай кӛтеріліп, қарама-қарсы жаққа кӛлденең бойынша жылжып, бұл жерде қайтадан кідіріс жасап, сосын қайтадан тӛмен қарай түсу керек, және т.б. Бұрыштық жікті тік қалпында тӛменнен жоғары қарай дәнекерлеу кезінде жанарғы бӛлшектің бүйір бетінде кідіріс жасай отырып, «шыршаны» салып жатқандай жылжиды. Жоғарыдан тӛмен қарай пісіру кезінде (түбірлік, толтырушы және қаптайтын білікшелер) жиектерін бӛліп, түйіспе пісірілген жікті пісіру жанарғысының шеткі нүктелерде кідіріс жасап, ирек жылжытылуы арқылы орындалады. Бұл ретте жанарғының кӛлденең еңкеюі пісіру бетіне қатысты 90°-дық градусты құрау керек. Жанарғымен жұмыс істей отырып, доғаның пісіру ваннасының алдыңғы шетінде орналасқанына кӛз жеткізу керек. Балқытылған металдың доға алдында айдалуына жол берілмеу керек. Бұл пісіру сапасын нашарлатады.
Тӛбелік қалпында пісіру.
Тӛбелік қалпында жиектерін бӛліп, түйіспе жігін орындау кезінде пісіру жанарғысының ирек жылжытылуын орындау керек. Бұл ретте жанарғының кӛлденең еңкейілуі пісіру бетіне қатысты 90°-ты құрау керек, ал жіктің шеткі нүктелерінде шағын кідірістерді жасау керек. Сондай-ақ, түбірлік, толтырушы және қаптайтын жіктер орындалады.
БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ
126
4- тарау
ТӚМЕН ЖӘНЕ ОРТА ЛЕГИРЛЕНГЕН БОЛАТ ПЕН ШОЙЫНДЫ ЭЛЕКТРПІСІРУ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ
4.1.
ПІСІРІЛІМДІЛІК ТҮСІНІГІ
Пісірілім
— металдың немесе металл қоспаларын пісірудің белгіленген технологиясында бұйымның құрылысы мен пайдалану шарттарынан туындайтын талаптарға сәйкес келетін байланысты жасау қасиеті.
Пісіру жалғастрының пайдалану қасиеттеріне қойылатын талаптар қабылданған жеңілдіктермен қанағаттанатын болса, материалдардың пісірілім
жеткілікті , ал пісіру жалғасының пайдалану қасиеттерінің ең тӛменгі деңгейі қамтамасыз етілмейтін болса,
жеткіліксіз болып саналады. Бұл ретте, бір материалдың пісірілу қасиетін бұйымның мақсатына қарай түрліше бағалауға болады.
Пісірілім физикалық және технологиялық деп бӛлеміз.
Монолиттік пісіру жалғастарын алудың принциптік мүмкіндігін
физикалық
пісіріім деп түсінеді, бұл әртекті материалдарды пісіру кезінде ӛте маңызды.
Технологиялық пісірілім материалдың пісіру термодеформациялық циклі мен пісірудің металлургиялық әсеріне деген реакциясы болып табылады. Аталмыш реакцияны мысалы, пісіру жалғастар металының механикалық қасиеттерін қаттылық, соққы тұтқырлығы және т.б. кӛрсеткіштері болып табылатын негізгі металдың бір негіздегі қасиеттерімен салыстыру арқылы бағалауға болады. Бұдан басқа, пісірілімді бағалаған кезде жарық тудырудың тӛзімділігін және арнайы қасиеттерін ескереді (коррозиялық тӛзімділік, жоғары және тӛмен температуралардағы беріктігі, морт сынуды болдырмау). Металды тозуға дейін жұмыс істейтін бӛлшектерге балқытып пісіру кезде олардың тӛзімділігі айрықша маңызды болады. Сондай-ақ технологиялық пісірілім түсінігі ,
128
балқытып пісіру қабаттардың тӛзімділігін қамтиды.
Кӛміртекті болаттың пісірілім қасиеттері құрамында алдында кӛміртектің бар-жоғымен анықталады. Пісірудің қарапайым технологиясында негізгі металға тең келетін, метал жігіндегі жарықтарсыз және жік маңындағы аумақтағы иімділігін тӛмендемейтін пісіру жалғасын алу мүмкіндігін статикалық жүктемелерде жұмыс істейтін құрылыстарды дайындауға арналған тӛмен кӛміртекті болаттың жақсы пісірілу қасиеті деп түсінеді. Жік және жік маңындағы аумақтың металлы құрылысты пайдалану температурасында және пісіріленетін жіктің пішінінен болатын кернеу шоғырлануының бар-жоғы кезінде сынғыш жағдайға ауысуына тӛзімді болу керек. Материалдың пісірілімін абсолюттік кӛрсеткіштер бойынша емес, бұрын пайдаланылған материалдардың немесе негізгі металдың қасиеттерін пайдалану арқылы бағалайды. Пісіру жалғастарының әртүрлі жеке қасиеттерін сынаудың нәтижелері осы ӛнім үшін белгіленген техникалық шарттардың нормативтеріне сәйкес болса қанағаттанарлық деп таниды. Пісірілімді бағалау үшін таңдауы пісіру құрылысының мақсатына және металдың пісіру әсерінен болатын құрылымы мен қасиеттеріндегі ӛзгерістеріне негізделетін бірқатар сынамаларды жүргізеді.
Пісіру жалғастарының металының ыстық жарықтардың пайда болуына тӛзімділігі
— пісірілімнің алғашқы және ең маңызды кӛрсеткіші, ӛйткені қатаю кезінде туындайтын керу кернеуінің әсерінен болатын кристалданудың кең температуралық интервалымен қорытпаларды пісірген кезде елеулі кемшілік болып табылатын ыстық жарықтар пайда болуы мүмкін.
Пісіру жалғастарының металының суық жарықтардың пайда болуына тӛзімділігі
пісірілім маңыздылығы бойынша екінші кӛрсеткіші, ӛйткені пісіру жылынуының әсерінен негізгі металдың құрылымы ӛзгереді. Шынықтырылған қорытпаларының жік маңындағы аумағында полиморфтік құбылыстардың нәтижесінде мартенситтік үлгідегі морт құрылымдар пайда болады, бұл суық жарықтарға себепкер бола алады. Пісіру жалғастарының металында болатын үдерістер пісіру құрылымдарының морт сыңғыштығын тудыра алады.
Материалдардың сыңғыш бұзылуына бейімділігі — арнайы сынаулар арқылы бағалатын пісірілім маңыздылығы бойынша үшінші кӛрсеткіші: негізгі металдың сынғыш бұзылуына беймділігін, термиялық әсер ету аумағы мен пісіру металын салыстыру арқылы бағалайды.
129
Сонымен бірге, пісірілімді бағалау кешеніне жік металы мен
пісіру жалғастарының
механикалық қасиеттерін түрлі температурада тексеру, коррозияға тӛзімділігін, беріктігін және ӛзге де арнайы сипаттамаларды анықтау.
Пісірілім кӛрсеткіштерін анықтаудың әдістері
тікелей
, оларды пайдалану барысында белгіленген пішіндегі үлгілерді таңдалған технология бойынша жасайды және
жанама , пісіру үдерісін оған иммитация жасайтын үдеріске ауыстыруға негізделеді. Сынаулардың жанама әдістерін алдын-алу тәсілдер ретінде ғана қарауға болады.
Металдың ыстық жарықтардың пайда болуына тӛзімділігі.
Металдың ыстық жарықтардың пайда болуына тӛзімділігін мынадай зерттеулердің нәтижесінде белгілейді:
Зерттеудің машиналық әдістері.
Осы әдістер басқамен балқытылатын үлгілерді созылу мен бүгіліске, ал пісіру циклі бойынша жылытылатын үлгілерді созылуға сынауды кӛздейді. Машиналық сынақтар рәсімі - үлгілер сериясының белсенді алым ауысуының бір уақытта әртүрлі жылдамдықтағы жік пішінінің ӛзгеруін қамтиды (4.1-сурет). Бұл ретте, бірнеше үлгіде ыстық жарықтардың пайда болуына әкелетін деформациялаудың сындық жылдамдылығын белгілейді. Қоспа материалдарды сынаған кезде арнайы мыс пішінін пайдаланады, оның бір жартысы қозғалмайды, ал екіншісі- білікшені балқыту үдерісінде оське қатысты түрлі бұрыш жылдамдығында бұрылады. Бұл жағдайда деформацияның балқытылған білікше металындағы жарықты тудыратын сындық жылдамдықты белгілейді.
Зерттеудің технологиялық әдістері.
Барлық осы аталған әдістердің мәні - жасанды түрде жасалынған қатаң жағдайда жарықтың пайда болуына әкелмейтін металл (бұған арнайы технологиялық сынамалардың пішіні мен ӛлшемдерін және бекіту түрін таңдау жолымен қол жеткізуге болады) нақты бұйымдарда да бұзылмауға тиіс екеніне негізделеді.
130
4.1-сурет. Үлгілерді ИМЕТ—ЦНИИЧМ әдісі бойынша сынау сұлбасы
Технологиялық сынамалар шартты түрде екі класқа бӛлінеді: сандық және сапалық. Ыстық жарықтардың пайда болуын қандай да бір конструктивтік ӛлшеммен (сынама ӛлшемдері тереңдігі немесе кескіндердің орналасуы және т.б.) немесе пісіру режимінің ӛлшемімен (пісіру жылдамдығы және жылыту температурасы) байланыстыруға болатын технологиялық сынамалар
сандық
сынамаларға жатады.
а
131
ІG
д ц к к
► } п\г гт
a
а
— Пеллини сынамасы;
б
— сақиналық сегмент;
в
— сақиналық кӛп қабатты жігі бар сынама;
г
— жырашық бар сынама; А, Б — пісіру жігінің бастапқы және соңғы нүктелері;
1
7
— балқытылатын қабаттар
Мұндай сынамаларды салыстыра отырып, ыстық жарықтардың пайда болуына кӛп немесе аз кедергі болатын қорытпаларды атап кетуге болады.
Сандық технологиялық сынамалар тұрақты пішіннің үлгісінде қатаң белгіленген ретпен және пісірудің айқындалған режимдерін сақтаған кезде пісіру жігін орындауды кӛздейді. Металл жігінің ыстық жарықтардың пайда болу кедергісін олардың сынамалар мен тілімтас бетінде немесе пісіру жіктерінің сынықтарында бар-жоғы бойынша бағалайды. Сынамалар қорытпалардың ыстық жарықтардың пайда болуына деген тӛзімділігін бағалауға мүмкіндік бермейді және нашар пісірілінетін қорытпаларды іріктеуге арналған.
132
Ыстық жарықтардың пайда болу кедергісін бағалауға арналған кейбір технологиялық сынамалардың сұлбалары 4.2. және 4.3. суреттерде келтірілген.
ҚҰРЫЛЫМДЫҚ БОЛАТТАРДЫҢ ХИМИЯЛЫҚ ҚҰРАМЫ БОЙЫНША ПІСІРІЛІМДІКТІҢ ЕСЕПТІК БАҒАСЫ
Металдар мен олардың қорытпаларының технологиялық пісірілімі бірқатар факторға тәуелді: олардың химиялық белсенділігі, легирлеу деңгейі, қорытпалар құрамы мен құрылым ерекшеліктері. Металдың химиялық белсенділігі жоғары болған сайын оның қоршаған ортамен ӛзара әрекет жасау, алдымен тотығу қабілеті арта түседі, бұл болса пісіру кезінде тиімді қорғаныс пен металлургиялық ӛңдеуді талап етеді. Балқытылған болат пен темір негізіндегі қорытпаларды ауамен қарым-қатынас жасаудан электродтық қаптамалар, флюстер мен инерттік газдар қорғауды қамтамасыз етеді. Белгілі химиялық құрамы болатын пісірілімнің нысана сандық кӛрсеткіші мына теңдеу бойынша анықталатын
кӛміртектің эквивалентті құрамы
болды:
С
экв
= С + Mn/6 + Sі/24 (4.1) мұнда C, Mn, Sі — пайызбен кӛрсетілген кӛміртек пен легирлеу элементтерінің мӛлшері. Кӛміртектің балама мӛлшеріне (және осы ӛлшемге байланысты шынығу және жарық жасау қабілетіне) байланысты барлық құрылмдық болатты тиісінше тӛрт топқа бӛледі: жақсы, қанағаттанарлық, шектеулі және нашар пісіріленетіндер (4.1-кестесі). Бірінші топтағы болаттар (С
балама < 0,25 %) режимдер, қалындығы мен конструкциялық құрылымның кең диапазонында шынықтыру
құрылымдары мен жарықтарын тудырмай-ақ жақсы пісіріледі.
Қанағаттанарлық деңгейде пісірілетін екінші топтағы болаттар (С
балама
= 0,25-0,35 %) пісіру режимін дұрыс таңдағанда суық жарықтарды тудыра алмайды, алайда бірқатар жағдайда оларды жылыту керек.
Шектеулі пісірленетін үшінші топтағы болаттар (С
балама
= 0,36- 0,45%) жарықтарды қалыптастыра алады. Осы болаттың жарықтардың пайда болуына кедергісін пісіру режимдерін ӛзгерту арқылы реттеу мүмкіндігі шектеулі, сондықтан оларды жылыту керек. Жылыту температурасы болаттың маркасына байланысты 150-450 °С шегінде таңдалады.
133
134
4.1-кесте. Болаттардың пісірілім бойынша
жіктелімі
Тобы
Пісірілу
С °/
^балама' /о
Пісіру жағдайын сипаттау
Болат маркалары
І
Жақсы
0,25 артық емес
Кез келген тәсілмен айрықша әдістерді (жылыту, термиялық ӛңдеу) пайдаланбай-ақ пісіріледі
Ст2, СтЗ, 15Г, 10Г2, 09Г2, 10Г2С
ІІ
Қанағаттанарлық
0,25...0,35
Пісіру режимдерін қатаң сақтауды, арнайы қоспа материал пайдалануды, пісірілетін жиектерді мұқият тазалауды, 100-150 °С температурасына дейін алдын-ала және ілеспелі жылыту, термиялық ӛңдеуді талап етеді
15ГС, 15ХМ,
10ХСНД, 18Г2С,
15ХГСА
ІІІ
Шектеулі
0,36...0,45
250-400 °С температурасына дейін жылыту және пісірілгеннен кейін жұмсарту. Пісіру алдында термиялық ӛңдеу қажет. Жылытусыз пісірген кезде жарықтар пайда болуы мүмкін
12Х1МФ,
20ХМФА, ЗОХГС,
35Г2, ЗОХМ,
10ГН2МФА
ІV
Нашар
0,45 артық
Арнайы технологиялық шараларды (жылыту, аралық жұмсарту және т.б.) пайдаланғанына қарамастан, жік пен жік маңындағы аумақта жарықтардың пайда болуының жоғары мүмкіндігі
45Х, 45Г, 40Г2,
40ХС, 40ХМФА,
35ХГСА, ЗОХНЗА,
40ХН2МА
Нашар пісірілетін тӛртінші топтағы болаттар (С
балама
> 0,45 %) шынығу мен суық жарықтардың пайда болуына бейім. Оларды пісірген кезде жылыту және арнайы технологиялық тәсілдерді жасау керек, ал пісіргеннен кейін термиялық ӛңдеу қажет. Жоғары шынықтырылған аустенитты болаттар мен қорытпаларды, сондай-ақ күкірт пен фосфордың мӛлшері жоғары болатын тӛмен легирленген болаттарды пісірген кезде ыстық жарықтардың пайда болуы айқындалады. Пісірудің доғалы тәсілінде ыстық жарықтардың пайда болу кедергісін HCS кӛрсеткішімен сипаттауға болады, ол негізгі компоненттердің пайыздық мӛлшері бойынша есептеледі:
HCS = [C + (S + P + Sі/25 + Nі/100)]/(3Mn + Cr + Mo + V) (4.2) Егер HCS < 4, ыстық жарықтар пайда болмайды. Жуан аса берік болатты пісіргенде HCS жол берілетін мәні 1,6-2,0 шегінде болады.
ТӚМЕН КӚМІРТЕКТІ ЖӘНЕ ТӚМЕН ЛЕГИРЛЕНГЕН БОЛАТТЫ ПІСІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Болат деп құрамында 2,14 % -к-ға дейін кӛміртегі бар темір мен кӛміртектің қорытпасын атайды. Химиялық құрамына қарай болатты кӛміртекті және легирленген деп бӛледі. Құрылымдық кӛміртекті болаттағы кӛміртектің құрамы 0,06-0,90% құрайды. Кӛміртегі осы топтағы болаттардың негізгі легирлеуші элементі болып табылады және олардың механикалық қасиеттері мен пісірілімін белгілейді. Тӛмен кӛміртекті құрылымдық болаттар үшін элементтердің мынадай құрамы тән, %: С — 0,25, Мп — 0,8, Sі — 0,35, Р — 0,04 и S — 0,05 артық емес. Бұдан басқа, оларда қалдық сутегі мен азоттың кейбір мӛлшері бар. Легирленген және кӛміртекті шынықтырылатын болаттарға легирлеуші элементтердің сомалық мӛлшері 10 % дейін болаттар жатады. Осы болаттарды легирлеу – кӛп компонентті кешенді. Негізгі легирлеуші қоспалар – хром, марганец, кремний, никель, титан және т.б.
Қапталған электродтармен қолмен доғалы пісіру.
Электродтарды тағайындалуына және пісірілетін болаттың түріне қарай таңдайды (4.2-кесте). Пісіру режимін металдың
135
4.2-кесте. Тӛмен кӛміртекті және тӛмен легирленген болаттарды пісіргенде пайдаланылатын электродтардың маркасы
Электродтың мақсаты Электродтар маркасы Ескертпе
Тӛмен кӛміртекті болатты пісіру
Тӛмен кӛміртекті және тӛмен легирленген болаттарды пісіру; тӛмен кӛміртекті болаттан жасалған жауапты құрылыстарды пісіру
ОММ-5, АНО-3, АНО-4, АНО-
5, АНО-6, ЦМ-7, ОЗС-4, ОЗС-6, ОЗС-12, СМ-5
АНО-1, ВСП-1, ВСЦ-2, УОНИ- 13/45, ОЗС-2, ОМА-2, МР-3
Тӛменкӛміртекті болаттар және 09Г2 маркасындағы болат үшін АНО-1 электродтарын пайдаланады
Тӛмен кӛміртекті мен орташа кӛміртекті және тӛмен легирленген болаттан жасалған жауапты құрылымдарды пісіру
ОМА-2, УОНИ-13/55, АН-7, ВСН-3, К-5А, ДСК-50, ОЗС-18, ОЗС-25, ОЗС-33 Тӛменкӛміртекті болаттар және 14ХГС маркасындағы болат үшін УОНИ-13/55 электродтарын, ал 10Г2 маркасындағы болаттан жасалған су құбырларын пісіру үшін ВСН-3 электродтарын пайдаланады
қалыңдығына, пісіру жалғастарының түріне және пісірудің кеңістіктегі орналасуына қарай таңдайды. Қалыңдығы 10 мм және одан артық металды кескен кезде тӛменгі жіктерді пісірген кезде 3-4 мм диаметрдегі электродтарды пайдаланады. Электродтардың осы белгіленген маркасы үшін ұсынылатын пісіру тогының мәні, оның түрі мен кереғарлығы паспортқа сәйкес таңдалады, мұнда әдетте, олардың пісіру- технологиялық қасиеттері, жасалатын жіктің үлгідегі химиялық құрамы мен механикалық сипаттамалары келтіріледі. Тӛмен кӛміртекті болаттардан жасалған қатардағы және жауапты құрылымдарды Э42 және Э46 типтегі электродтармен пісіреді. Тӛмен кӛміртекті болаттарды пісірген кезде, әдетте, пісіру жалғасының тиісінше жоғары мехникалық қасиеттері қамтамасыз етіледі, сондықтан кӛптеген жағдайда оның ішінде шынықтыру құрылымдарды қалыптастырудың алдын-алуға бағытталған арнайы шараларды қабылдау керек емес. Алайда жуан металдан жасалған бұрыштама жалғастарын пісіргенде және кӛп қабатты жіктердің бірінші қабатын орындаған кезде тӛмен кӛміртекті металдың
136
болуына әкелетін жарықтарға тӛзімділігін арттыру үшін оны 120-
150 °С температурасына дейін алдын-ала жылыту қажет болуы мүмкін.
Тӛмен легирленген қатардағы құрылымдарды пісіру үшін Э42А және Э46А типтегі, ал жауапты құрылыстарды пісіру үшін - Э50А типтегі электродтарды пайдаланады. Мұндай жағдайда кристализациялық жарықтарға барынша тӛзімді және талап етілетін берік және иілу қасиеттері бар жіктерді алу қамтамасыз етіледі. Жік металын негізгі металды оның металға кіретін легирлеуші элементтерімен пісіру есебінен легирлеу және суытудың жылдамдығын арттыру тӛмен кӛміртекті болаттарды пісірудегі берік кӛрсеткіштері әлдеқайда жоғары металл жігін жасауға мүмкіндік береді. Жіктерді толтыру техникасы және пісірудің оған сәйкес келетін термиялық циклі болатты алдын-ала температуралық ӛңдеуге тәуелді. Жуан металдарды каскадпен және таушықпен пісіру жік металы мен жік маңындағы аумақты суыту жылдамдығын тежей отырып, оларда шынықтыру құрылымдардың пайда болуының алдын-алады. Осы үдеріс жік металын 150-200 °С температуарсына дейін алдын-ала жылытқан кезде де болады. Яғни, осы тәсілдер термиялық қасиеттері бәсеңдеу металдарды сапалы пісіруді қамтамасыз етеді. Термиялық қасиеттері бәсеңдеу металдарды пісірген кезде жік маңындағы аумақтағы осалдануды азайту үшін алдағы суық жіктер бойынша ұзын жіктерді жасау ұсынылады. Пісіру режимін аз патогендік энергиясымен таңдау керек, мұндайда жік маңы аумағындағы осалдану аумағының азаюы қамтамасыз етіледі. Кесіндісі шағын жіктерді пайдалана отырып, жуандығы жоғары тӛменлегирленген және тӛменкӛміртекті болаттардағы пісіру жігінің кемшіліктерін түзеткен кезде суытудың елеулі жылдамдылығы салдарынан қосымша пісіру жік пен жік манында аумақ металының иілу қасиеттері тӛмен болады. Яғни, мұндай жағдайларда кемшілігі бар бӛлікшелерді ұзындығы кемінде 100 мм қалыпты кескін жіктерімен қосымша пісіру немесе 150-200
°С температурасына дейін алдын-ала жылыту керек.
Қорғаушы газдарда пісіру
. Тӛменлегирленген және тӛмен кӛміртекті болаттарды пісірген кезде балқытылған электрод металы мен пісіру ваннасының металын сақтау үшін кӛмірқышқыл газды кеңінен пайдаланады. Қорғаушы газдың құрамы пісіру үдерісінің технологиялық сипаттамаларына және жік металының құрамына елеулі әсер етеді. Кӛмірқышқыл газдан басқа қорғаушы газдары ретінде оның мынадай қоспаларын пайдаланады:
137
CO
2
+ О
2
СО
2
+ Аг
СО
2
+ Аг + О2 Бұл ретте, қосылған газдардың мӛлшері газ қоспасының 50 % дейін болуы мүмкін. Кӛмірқышқыл газға аргонды (кейде бұл қоспаға оттегіні де енгізеді) қосу пісірудің технологиялық қасиеттерін ӛзгертеді (балқыту тереңдігі мен жік пішіні, доғаның тұрақтылығы және т.б.) және жік металындағы легирлеуші элементтердің шоғырлануын реттеуге мүмкіндік береді. Қорғаушы газдары ретіндегі «таза» аргон мен гелий шектеулі пайдаланылады – жауапты мақсаттағы құрылымдарды пісірген кезде ғана. Кӛмірқышқыл газ бен оның қоспаларындағы пісіруді балқымалы электродпен жасайды. Кейбір жағдайларда кӛмірқышқыл газда пісіру үшін балқытылмайтын кӛмір немесе графит электродын пайдаланады. Алайда мұндай тәсіл сирек қолданылады, мысалы қалыңдығы 0,3-2,0 мм тӛменкӛміртекті болаттардың борттық жалғастарын пісіргенде. Кеңістікте түрліше орналасқан жіктерді балқымалы электродпен жартылай автоматты пісірген кезде әдетте, диаметрі 1,2 мм дейін электродтық сымды, ал тӛменгі жағдайда – диаметрі 1,2-3,0 мм сымды пайдаланады. Тӛмен кӛміртекті және тӛмен легирленген болаттарды пісіру үшін Св-08ГС және Св-08Г2С маркасындағы легирленген электрод сымдарын пайдаланады. Жоғары пісіру тоқтарын пайдалана отырып, пісіру икемденуінің және соққы тұтқырлығының тӛмен кӛрсеткіштері бар жік металының қалыптасуына әкеп соғады, бұл суытудың жоғары жылдамдығына байланысты болуы мүмкін. Қалыпты режимде дайындалған жік металының қасиеттері Э50А типіндегі электродтармен жасалған жік металының сипаттамасына сәйкес келеді. Ӛнеркәсіпте кӛмірқышқыл газда ұнтақ сыммен пісіру үдерісі пайдалануда. Аталған пісіру әдісінің технологиялары және пайда болатын пісіру жалғастарының қасиеттері қосымша қорғаныссыз пісіру кезінде ұнтақ сымдарды пайдаланудағы қасиеттерге ұқсас болып келеді. Ұнтақ сымның сапасына, әсіресе, білігінде ылғалдың бар-жоғына ерекше мән беру керек. Пісіру кезінде ылғалды білікті пайдаланғанда су оттегі мен сутекке бӛлінеді, ал пісіру ваннасы металында ерітілген сутек шоғырлануының кӛп болғаны жік металының жоғары кеуектілігін тудырады.
138
ХРОМДЫ ЛЕГИРЛЕНГЕН БОЛАТТАРДЫ ПІСІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Легирленген және кӛміртекті шыңдалатын болаттарға легирлеуші элементтердің сомалық мӛлшері 10% дейін болатын болаттарды жатқызады. Осы болатты легирлеу кӛпкомпонентті және кешенді, ал негізгі легирлеуші қоспалар - хром, марганец, кремний, никель, титан және т.б.
Жауапты құрылымдар үшін уақыт аралығында үзілуге қарсыласы шамасы кд у = 900-1 300 МПа орташа беріктегі перлиттік класындағы легирленген болаттар пайдаланылады. Бұл 25ХГСА, 30ХГСА маркасындағы және кӛміртек мӛлшері аз немесе кӛп болаттар мен кӛміртектің мӛлшері аз күрделі легирленген болаттар, мысалы 12Х2НВФА мен 23Х2НВФА маркалары. Осы болаттар 30ХГСН2А, 28Х3СНВФА мен 30Х2ГСНВМ маркасындағы жоғары легирленген болаттармен салыстырғанда жақсы пісірілу қасиеттерімен ерекшеленеді. Ішінде 45% артық темір болған кезде легирлеуші элементтердің сомалық мӛлшері 10 % жоғары қорытпалар жоғары легирленген болат деп саналады. Негізгі легирлеуші элементтердің мӛлшеріне сәйкес болаттар хромды, хром-никельді, хром-марганец, хром-марганец- азотты және т.б. болып бӛлінеді. Хромды болаттың құрамы хром мен кӛміртектің болуына байланысты әртүрлі болып келеді. Құрамында 12-13% хром және 0,08 % артық кӛміртегі бар болат мартенситтік класқа, 13-16% хром – мартенситтік-ферриттік класқа, ал хромның құрамы 16% - ферриттік класқа жатады. Жоғары легирленген болаттарды пісіргенде бір стандартты маркадағы пісіру сымдарына химиялық құрамы бойынша кӛбірек пайдалануға рұқсат берілген. Пісіру жалғастарының түрлі типтері, пісірудің кеңістіктегі орны және ӛзге де факторлар негізгі металды балқыту тереңдігінің ӛзгертуін және жік металының химиялық құрамын анықтайды. Яғни, қаптама құрамын жікте ферриттің қажетті құрамын қамтамасыз ету және осылайша жікте ыстық жарықтардың пайда болудың алдын-алу үшін түзету керек. Мұндай тәсілдер арқылы жіктердің ыстыққа қажетті беріктігі мен коррозиялық тӛзімділігіне қолжеткізіледі.
Қолмен доғалы пісіру.
Легирлеуші элементтерінің қалдығын азайтатын фтор-кальций қаптамалы электродтарын пайдаланғаны қажетті химиялық құрамы мен құрылымы бар жік металын алуды қамтамасыз етеді. Электродтың кӛлденең ауытқуларсыз қысқа пісіру
139
доғасын сүйемелдеу легирлеуші элементтерінің қалдығын азайтуға септігін тигізеді. Сондай-ақ, бұл негізгі металдың үстінде бүркін тамшыларының тию нәтижесіндегі кемшіліктерінің шығу мүмкіндігін тӛмендетеді.
Қорғаушы газда пісіру . Инерттік газдарды пайдалану доға тұрақтылығын біршама арттырады. Қорғаушы газдары мен қоспаларындағы жылу физикалық қасиеттердің елеулі айырмашылығы доғаның жылу тиімділігінің ӛзгеруі мен пісірілетін жиектерге жылу енгізудің шарттарын анықтай отырып, доғаның технологиялық мүмкіндіктерін біршама кеңейтеді. Инерттік газдарда пісірген кезде легирлеуші элементтердің минималды күю шығыны байқалады, бұл жоғары легирленген болаттарды байланыстырған кезде ӛте маңызды. Қорғаушы газдарда пісірген кезде жік металының химиялық құрамын ӛзгерту мүмкіндігі пісірудің басқа тәсілдеріне қарағанда шектеулі және пісіру (легирлейтін) сымның құрамын немесе негізгі металдың жік металын қалыптастыруға қатысу үлесін (пісіру режимі) ӛзгерту есебінен негізгі және электрод металының құрамы әртүрлі болғанда ғана болуы мүмкін. Балқымалы электродпен пісірген кезде металлургиялық ӛзара іс- қимылының сипатын қорғаныс атмосферасының құрамын елеулі ӛзгерту есебінен ӛзгерту мүмкіндігі туындайды, мысалы доғада құрамында оттегі, кӛмірқышқыл газ және т.б. бар газ қоспаларын пайдалану арқылы қышқылдандыратын жағдайды жасау. Пісурудің осы тәсілін түрлі кеңістік жағдайында пайдалануға болады, бұл монтаж жағдайында қол әдісімен қапталған электродтарымен доғалы пісірумен салыстырғанда орынды болып табылады. Қорғаушы газдардағы пісіруді балқытылмайтын вольфрамды немесе балқымалы электродпен орындауға болады. Инерттік газдар мен олардың қоспаларындағы пісіруді вольфрамды электродпен жасайды. Жоғары легирленген болатты пісіру үшін МЕСТ 10157 — 73 сәйкес жоғары немесе бірінші сұрыптағы аргонды пайдаланады. Әдетте вольфрамды электродты пісіруді 7 мм дейінгі қалыңдықтағы металдарды жалғастыру үшін техникалық және экономикалық пайдаланғаны орынды (металл қалыңдығы 1,5 мм дейін болғанда доғалы пісірудің ӛзге тәсілдерін күйіктеспенің пайда болуынан пайдалану мүмкін емес). Алайда, кейбір жағдайларда вольфрамды электродпен пісіруді жуандау болаттарды жалғастыру үшін де пайдаланады, мысалы, құбырлардың бұрылмайтын түйісін пісіруде. Болаттың қалыңдығына және пісіру жалғастарының құрылымына байланысты легирлейтін материалмен немесе онсыз, арнайы жанарғыны немесе автоматиканы пайдалана отырып, қол әдісімен орындайды. Пісіру үшін тура полярлы токтарды пайдаланады.
140
Алюминий кӛп оксидтер пленкасын бұзу үшін айнымалы тоқты пайдаланылатын алюминийдің мӛлшері жоғары болаттар мен қорытпалар жоғарыда аталған топқа жатпайды. Пісіруді жанатын немесе импульстік доғамен үздіксіз орындауға болады. Импульстік доға жылу әсері ерекшеліктерінің негізінде жік маңындағы аумақтың ұзақтығын азайтуға және пісірілетін жіктердің шалыстығын азайтуға, сондай-ақ жақсы жікті қалыптастыра отырып, аз қалыңдықтағы металды пісіруге мүмкіндік береді. Пісірудің осы тәсілінде пісіру ваннасы металының кристалдану ерекшеліктері ыстық жарықтардың пайда болу мүмкіндігін азайта отырып, оның құрылымын бағытсыздануға ӛз септігін тигізеді. Алайда, аталған ерекшеліктер жоғары легирленген болаттарды пісірген кезде жік маңындағы тіліктің пайда болуына әкелуі мүмкін. Жік түбін қалыптастыруды жақсарту үшін газ үрлеуді, тӛменгі жіктерді қалың металдардың жалғас орындарында жасаған кезде – арнайы балқымалы қосымшаларды пайдаланады. Жоғары легирленген болаттарды жалғастыру үшін плазмалық пісіру де пайдаланылады. Оның артықшылығы – қорғаушы газды аз жұмсау. Түрлі кескіндегі (дӛңгелек, тік бұрышты және т.б.) плазмалық ағынын алу мүмкіндігі және плазмалық жанарғы мен бұйым арасындағы арақашықтағы ӛзгерістер пісірудің бұл тәсілін пайдалануды біршама кеңейтеді. Плазмалық пісіруді аса жұқа металдарды және қалыңдығы 12 мм дейінгі металдарды жалғастыру үшін қолдануға болады. Оны жоғарыда кӛрсетілген кӛрсеткіштерден жоғары болатын қалыңдықтағы металдарда пайдалану жіктерде тілікше пайда болу мүмкін болғандықтан қиынға түседі. Балқымалы электродпен пісіруді инертті, белсенді газдарда және олардың қоспаларында пайдаланады. Құрамында жеңіл қышқылданатын элементтер (алюминий, титан және т.б.) жоғары легирленген болаттарды пісіргенде инерттік газдарды, негізінен аргонды пайдаланғаны орынды. Инертті газдарда пісіреген кезде электрод металын тамшылық немесе ағынды ауыстыруға болады. Ағынды ауыстыру кезінде доға аса тұрақты болады, бұл болса электрод металын пісіру ваннасына ауыстыруды бірталай жақсартады, сонымен бірге метал шашырауын болдырмайды. Бұл, әсіресе, жіктерді тік және тӛбелік жағдайында пісіргенде ӛте маңызды. Шашыраудың, яғни тоттың пайда болу ошақтарының жоқтығы коррозиялық-тӛзімді және ыстыққа тӛзмді болаттарды пісіруде маңызды болады. Алайда пісіру тогының мәні сындық кӛрсеткіштен жоғары болғанда электрод металын ағынды ауыстыруға болады, мұндайда жұқа қабатты металды пісірген жағдайда күйіктеспе болуы мүмкін.
141
3-кесте. Жоғары легирленген болаттарды вольфрам электродтарымен пісірудің болжамды режимдері
Металдың жуандығы, мм
Байланыс түрі
Доға тогы, А
Аргон шығыны л/мин
1
Кӛмкеру
35...60
3,5...4,5
2
75.120 5.6
3
100...140
6...7
1
Қоспасы бар жиектерді ӛңдеусіз түйстіре отырып
40...70
3,5...4,0
2
80...130 5.6
3
120...160
6.7
Аргонға 3...5% оттегіні қосу сындық тоқтың мәнін азайтады.
Тӛмен кӛміртекті жоғары легирленген болаттарды тӛмен кӛміртекті пісіру сымдарын пайдалана отырып пісіргенде, егер пісіру ваннасындағы кӛміртектің бастапқы шоғырлануы 0,10% болса, металды 0,02-0,04% кӛміртектендіру жүреді. Бұл жік металының кристалит арасындағы коррозияға беріктігін күрт азайту үшін жеткілікті. Доғада кӛмірқышқыл газды диссоциациясы есебінен туындайтын тотықтандыру атмосферасы бір уақытта титан мен алюминийдің 50 % дейінгі күйіп шығындалуына септігін тигізеді. Жік металын кӛміртектендіру кейбір жағдайда ыстыққа тӛзімді болаттарды пісіргенде оңтайлы әсер ете алады. Қорғаушы газдарда балқымалы электродпен пісіруді электрод сымын тиімді балқыту үшін теріс полярлығы тұрақты тоқты пайдалана отырып орындайды (4.3-кесте).
4.
5
ШОЙЫНДАРДЫ ПІСІРІЛІМІ ЖӘНЕ ПІСІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Шойынның пішін қасиеттері кӛбісінде графит қоспаларына тікелей байланысты. Осы белгі бойынша, сондай – ақ матрицаның құрылымы шойынның келесі түрлерін ажыратылады:
142
%); Шойындардың тӛмен пісірілімі пісіру жіктің және термиялық әсер ету аймағының морт сынғыштығына, ол пісіруден кейін суығанда ағаруынан анықталады, пісіру барысында ыстық пен суықтан пайда болатын жарықтарға, газдың қарқынды шығу есебінен кеуектеленуіне және пісіру ваннадан ағуды ұстап қалуын қиындататын шойынның жоғары сұйықағымдылығына тәуелді. Шойынды пісірудің екі түрін ажыратады: қыздырумен (ыстық) және қыздырусыз (суық). Шойынды ыстық пісіру тӛмен (300-400°С дейінгі температурамен) және жоғары (600-700°С дейін) қыздырумен ӛткізілуі мүмкін. Шойынның ыстық доғалы пісіру технологиясы келесі операцияларды енгізеді: пісіруге дайындау, алдын ала жылыту, пісіру және одан әрі ӛнімнің баяу суытуы. Қолданған шойынды ыстық доғалы пісіруі балқымалы қапталған электродпен жасалады. Балқымалы электродтар (ОМЧ-1, ВЧ-3, ЭП-4 және басқалар) А және Б марқалы 3,0-3,5 % кӛміртегі, 3.4% кремний, 0,5.0,8% марганеці бар шойын ӛзектен және құрамында тұрақтатын графитизатор қоспасы бар қаптамадан тұрады. Пісіру кезінде жоғарылатқан (болатты пісірумен салыстырғанда) пісіру тоғымен орындайды 1 св = (60-100)d және арнайы элекроұстағышты пайдаланады. Электрод диаметрі 12 мм жету мүмкін. Пісіру кері қарама-қарсылық тұрақты ток немесе айнымалы ток арқылы пайдалана отырып жүзеге асады. Осындай пісіру барысында суыту жылдамдығы 50 °С/сағ аспайды. Шойынды қолмен доғалы пісіру графитизаторлардың (С, Sі) мӛлшері жоғарлатқан электродармен жүргізіледі, ол сұр шойын құрылымды жік алу үшін, немесе жіктің иілімдік қасиеттерін арттыру мақсатында мыс және никель негізіндегі электродтарды қолданылады.
143
144
4.4-кесте.
Шойынды қыздырусыз электродтармен пісіру режимінің параметрлері
Электрод маркасы
Электродтың диаметрі мм болған жағдайда пісіру тоғының, А ұсынылған мәні,
Балқыту коэффициенті, г/(А• сағ)
1 кг балқытылған металлға электродтардың кг шығыны.
3
4
5
6
ЦЧ-4
65..80
90... 120
130...
150
9... 11 1,8
ОЗЧ-2
90... по
120... 140
160...
190
220... 250
13... 14
1,7
ОЗЖН-1
100... 120
130... 150
160...
180
10... 12 1,4
МНЧ-2
90... 110
120... 140
160...
190
210...230
11... 12
1,5
Металды суынуын қамтамасыз ету үшін пісіру үрдісінде үзіліс жасап тұру қажет. Пісіру шағын диаметрлі (3-6 мм) электродтармен жүзеге асырылады, шағын пісіру тоғымен (1 св = (20-30)d), қысқа бӛлікшкелерін (15-25 мм) қолданылады. Пісіруден кейін жігіне соғу жасайды ( кесте – 4.4) Соғылмалы және беріктігі жоғары шойыннан жасалған бұйымдар диаметрі 0,8-1,4 мм Св-08ГС, Св-08Г2С, Нп-30ХГСА марқалы сыммен кӛмірқышқыл газдар ортада және және алдын ала қыздырусыз ұнтақ сыммен сәтті пісіріліп балқытып қапталады. Пісіру тоғы 50-100А, кернеуі 18-20В жағдайында металлдың пісірілген жігі феррит-перлит-сорбиттік, ал термиялық әсер және балқыту аумағы — балқыту желісі бойынша ледебурит бӛлікшелермен троститті-мартенситті құрылымды болады. Жарықшақтар термиялық әсер аймағында жоқ. Пісіру токтың мәні үлкен кезінде жігінде мартенсит пен ледебурит, ал в термиялық әсер аймағында – ағарту мен микрожарықша пайда болады. Металл жігінде негізгі металдың үлесін азайту үшін балқытып қаптауды алдыңғы білікшенің енін 1/3 есе жабу арқылы жүргізеді. Пісіру доғасын бұрын балқытылып қапталған металға бағыттайды. Кӛмір қышқыл газында жіңішке сыммен пісіру кӛлік және трактор ӛнеркәсібінде болат келтелерді шойын фланецтармен жалғастырғанда, соғылмалы және беріктігі жоғары шойыннан тозған бӛлшектерді жаңартуда (дӛңгелек ступицаны, иінді біліктерді және т. б.) және сұр шойыннан жасалған сантехникалық құбырларды жалғастырғанда қолданыс тапты. Сұр шойынды суықтай пісіруге ППЧ-1маркалы ұнтақ сымы әзірленген, оның құрамында: С — 7,0-7,5%; Sі— 4,0-4,5 %; Mn— 0,4-0,8%; Tі— 0,4-0,6% және А1 — 0,6-0,9%.. Аталған сым қышқыл элемент есебімен және негізгі металды пісіру кезінде орташа пісіру тоғымен қосқанда балқытқан металл алады және балқытылған зоналар бӛлікшесі ақталмайды және жарықтары болмайды. Осымен бірге металдың алынған жігінің механикалық касиеттері негізгі металдың касиеттеріне жақын болып келеді. Қорғау ретінде пайдаланылған кӛмірқышқыл газ (қышқылдандырғыш) жікте сутектің аз мӛлшерін және жік металының кеуектілікке бейімділігінің аз болуын қамтамасыз етеді.
Никель негізінде электродтармен пісіру.
Аталған пісіруде жалғастың жеткілікті дәрежеде жоғары беріктілік қамтамасыз етіледі, жарықтар пайда болмайды, ал балқытылып қапталған металл ӛңделуге ыңғайлы болып келеді.
145
2
1
4.4-сурет.Шойын бұйымның пісіру жігінің жиектерін ӛндеу кестесі :
1
— ӛңдеу бетіне балқытылып қапталған никелдік «жастық»;
2
— болат электродтарды қолданып ӛңдеу беттерін толтыру.
Бұны былай түсіндіруге болады, никель темірде шексіз ериді, ал никелдік аустенит ӛз құрамында карбидсіз пайда болған кӛптеген кӛміртекті қамтиды . ОЗЖН-1 маркалы электродпен балқытылып қапталған металдың құрамында 48% никелге дейін болады. Бұл электродтар, сұр және беріктігі жоғары шойынды суықтай пісіру үшін арналған, сонымен қатар, жауапты бӛлшектердің ақауларын жою үшін ұсынылады. Қазіргі уақытта ОЗЧ-3, ОЗЧ-4 маркалы, құрамында 90 % астам никель бар, электродатардың пайдалануы кең тараған. Алайда ондай электродтар ӛте қымбат. Пісіру жұмыстарын арзандату мақсатында никелдік электродтар тек бӛлшектің бетін балқытып қаптау үшін пайдаланады (4.4-сурет), ал басқа жұмыстар кәдімгі электродпен жүргізіледі.
Мыс негізіндегі электродтармен пісіру . Пісіру жігінің жоғары беріктігі талап етпегендігінде, осы пісіру барлық жағдайда пайдаланады. Мыс, никель секілді, кӛміртекпен қосылыс түземейді, бірақ ол темірде ерімейді, сондықтан осындай пісіруде балқытылған жік біркелкі болып келмейді: негізгі мыс құрамына жоғары қаттылықты жоғарыкӛміртекті темір фаза енгізіледі. Мыс – темірлі ОЗЧ-2, ОЗЧ-6 маркалы электродтары фтор– кальцийлі қапталған мыс ӛзегінен жасалады, оған 50 % темір ұнтақ қосылады. Осы электродтар қозғалтқыштар блогтың су жейдесінде, қозғалтқыштардың блог бастиегінің жарықтарын пісіру үшін қолданылады. Ол үшін жарықты екі шетінен тесіп бӛлшектің 2/3 қалыңдығына 70-90° бұрышы ӛңделінеді, содан кейін жарықтар мұқият тазартылады, себебі қалып қойған кір жіктерінде кеуектілікті тудырады. Пісіруді қысқа доғамен тұрақты тоқтың кері қарым –қатынасын пайдалана отырып орындайды, бӛлшектерді суыту үшін 50-60° дейін температураға жеткізіп үзілістер жасайды.
146
Қалың жік алу мақсатында бӛлікшелерді ұзындығымен 40-60 мм пісіруден кейін бірден соғу арқылы ӛңдейді. ОЗЧ типті электродпен балқытылған қабаты, қаттылығы үлкен, шыныққан болат сепкілденген темірмен қаныққан мыс болып келеді. Жік шетінде бӛлек бӛлікшемен ағарған бӛлікшелер орналасқан. Жоғары қаттылығына қарамастан, алынған жікті қаттықорытпалы құралмен ӛндеуге мүмкіндік бар. МНЧ-2 маркілі мыс – никелді электродтар монель – металл (28% мысты, 2,5% темірді, 1,5% марганецті, басқалары — никель). ӛзегін білдіреді. Осы никель электродтары кӛміртекпен қосылыстарды құрмайды, сондықтан балқытылған жігінде қаттылығы аз болып келеді, ал шыңықтырылған шойын зонасы қаттылығы жоғары емес болғандықтан, ол оңай шағын қысуымен босатылады. Осымен қатар, осындай жікте кеуектер мен жарықшақтар аз болады, ол ӛңдеуге де оңай келеді, бірақ оның беріктігі тӛмен. Сондықтан мыс – никелді электродты ӛте жиі мыс
– темірлі электродпен бірге қолданады: жіктің бірінші және соңғы қабаттарын мыс – никелді электродпен орындайды (бірінші - қажетті тығыздығын қамтамасыз ету үшін, ал соңғы – ӛңдеуді жеңілдету үшін), ал басқа қабаттары мыс – темірлі электродтармен толтыралады. Мыс-никелді электрод балқытып қаптау мыс-темірлі электрод балқытып қаптауына сәйкес болады.
Суықтай пісіру және шойынның балқытуы арнайы электродпен қысқа жылулығы бар біліктермен орындалады (ұзындығы - 60 мм) салқындатқышы бар әрбір салынған білікшенің ауада температурасы 60 °С дейін. Кейде әрбір білікке балғамен жеңіл соққы жасап соғу ұсынылады. Соғуды металл 450 °С температурада суыту процесінде ӛткізіледі және жоғары немесе 150°С және одан да тӛмен температурада. Соғу кезінде 400-200 °С температуралар аралығында металдың тӛмен иілуіне байланысты жарылу туғызылу мүмкін. Соққы аз күшімен қолмен 0,6-1,2 кг массадағы балғамен дӛңгеленген соққышпен немесе пневматикалық балғамен жіктің суреті ӛзгергенге дейін жасалады . Кӛп қабатты пісіруде әр қабатты соғады, бірініші қабатты қоспайды, оған соққы бергенде каптамада жарықтар пайда болуы мүмкін. Бұл әдіс жарықтарды және қатты сұлбасында бӛлшектер жігінің тұйықтаушысын және тораптарының бірі конструкциялық болаттар мен шойынды пісіру кезінде кернеу алып тастауға ӛте тиімді. Осыған сәйкес мысты балқытып пісіруде қолданылады.
147
БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ
5- тарау
ТҮСТІ МЕТАЛДАРДЫ ЭЛЕКТРЛІК ПІСІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
АЛЮМИНИЙ ҚОРЫТПАЛАРЫН ПІСІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Алюминий қорытпалар негізгі екі топқа бӛлінеді: деформациялық және құймалы. Осы қорытпаларды бӛлетін теориялық шекарасы ретінде қатты ерітінде элементтердің ерігіштік шегі қызмет етеді. Деформациялық қорытпалар аз ерігіштік шегі жоғарыланған элементтердің легірлеушісі бар және қыздыру кезінде бірфазалық жағдайға ӛтіп кетуі мүмкін, олардың жоғары деформациялық қабілеті қамтамасыз етіледі.
Құймалы қорытпаларда шоғырлануға легірлеуші элементтердің кӛп ерігіштік шегі және құрамында эвтектика бар, оларға олар құю жақсы қасиеттерін береді (сұйықтұрақсыздығы нысанмен толтырылады), бірақ деформацияға олардың қабілетін нашарлатады. Элементтердің кӛбісі, алюминдік қорытпа құрамына кіретіндер, еріткіш шектігіне ие, температураның ӛзгеруімен ӛзгереді, олардың термоӛңдеуін беріктендіріп анықтайды. Түбегейлі термоӛңдеу кезінде барлық қорытпалар беріктендіріп тұруы тиіс, бӛлме температурасында ерігіштік шегі шоғырлы легірлеуші элементтері бар. Осыған байланысты барлық қорытпалар термиялық беріктігі жоқ және термиялық беріктігі бар қорытпаларға бӛлінеді. Пісіру конструкцияларда таза деформациялық алюминий (АД, АД1 маркілі және басқа), сондай–ақ деформациялық алюминий қорытпалар, термоӛңдеумен беріктенетін (АМц, АМг, АМг3, АМг63, АМг6 маркілі және басқа) және термоӛңдеумен беріктелмейтін ( М40, Д20, ВАД23, В92А, 1201, 1420 маркілі және басқа) қорытпалар қолданылады. Құю қорытпалар пісіру
149
конструкцияларда сирек қолданылады. Пісіруден алюминий қорытпалардан жасалған әртүрлі конструкция жалғастарды алуға болады - түйіс, айқасқан, таңбалы және бұрыштық. Ең кең тарағаны – түйіс жалғастар.
Қапталған электродтармен қолмен пісіру . Қапталған электродтармен қолмен доғалы пісіру металдың қалындығы 4 мм жоғары болса пайдаланады. Пісіруді тұрақты токпен электродтың кӛлденең тербелісі жоқ кері қарама – қарсылығымен жүзеге асады. Пісіру кезінде техникалық таза алюминий және қорытпа түрдегі АМц металл электрод ӛзегі негізгі металл бойынша сымға жақын құрамы болуы тиіс. АМг типті қорытпалар үшін пісіру кезінде тұншығып қалмау мақсатында жоғары магний камтылған сымын қолдану қажет (1,5-2,0%). Электродтың қаптамасына криолит, хлордық және фторлы натрий мен қалий тұздары кіреді. Металдың қалыңдығы 10мм-ден жоғары болса, V-тәрізді жиектерін кесу ашу бұрышы 60° және 1-2 мм доғал болу қажет. Алюминийді пісіру кезінде металды алдын ала 100-200°С температураға дейін қыздыру қажет (әсіресе, жіктің басында). Пайдаланатын электрод диаметрі 4-8мм, пісіру тоғы
1
св
= (45. 55) d
(кесте -5.1).
Пісіру жалғастардың механикалық қасиетін жақсарту үшін суық және жылы жағдайда жікті соғу мен роликпен икемдеуді жүзеге асырады.
5-кесте .
Алюминий мен оның қорытпаларын қапталған электродтармен қолмен доғалы пісірудің
болжамды режимдері
Металл қалыңдығы, мм
Электрод диаметрі, мм
Пісіру тоғы, А
Кернеуі, В
Жік ені, мм
6
5
280...300
30...34
10
8
6
300...320
30...34
14
10
6...7
320...380
30...34
16
12
8
350...450
32...36
20
14
8
400...450
32...36
22
16
8
400...450
32...36
24
18
8...10
450...500
32...36
26
20
8...10
500...550
32...36
28
150
Балқымайтын электродтармен қолмен доғалы пісіру . балқымайтын вольфрам электродпен пісіру кезінде түйіс жалғастарының ӛңдеусіз жиектерінде оксид қоспалары жік металдағы пайда болуына жол бермеу үшін рационалдық пішіндегі астарын қолдану қажет. Пісіру кезінде астарындағы канавканың күрделі бейінді ұштық бетіндегі жиектері парақтарды балқытқан кезінде толығымен балқытылуға шығарылады және оксидті пленкалардың қосуы тӛмендеуге ықтимал. Пісіру кезіндегі түйіс жалғастары металдың пісірлген қалыңдығына тәуелді және қабылданған пісіру тәсіліне қарай әртүрлі дайындалған жиектері пайдаланады. Осыдан басқа механикалық ӛңдеу пісірлетін бӛлшектердің жиектеріне рационалдық нысан түрі беріледі, жалғастардың орындалуын жеңілдететін, бӛлшектерді пісіруге дайындағанда үстін ластанғаннан және оксидтерден тазалауды қамтиды. Майдың, бояулардың және басқа ласталған іздері жойылуға тиісті немесе пісірлген бӛлшектердің бүкіл бетінен немесе олардың жиектерінен белгілі бір енінен (20-30 мм) түйісу бойымен. Майлы ластанғанды жақсы кетіретін бензинде, ацетонда, тӛртхлорды кӛміртекті (тетрахлорметанда), уайт – спиритде немесе басқа сұйықтарға шүберікті батырып ішінара немесе жергілікті майсыздандыру детальдардың жиектерін сүртеді. Оксидтік пленканы жою әдісінің ӛнімді және сенімді болатыны бӛлшектерді химиялық уландырумен арнайы ваннаға салу деп есептеледі де оның құрамында келесі технологиялар қолданылады: Алюминий қорытпаларын жоғары магний қамтылған бӛлшектерді қосу кезінде (мысалы, АМг6 қоспалардан) тікелей пісіру алдында олардың жиектерін және әсіресе, бүйір шеттерін шабермен тазалау қажет. Сымның майсыздандыруы мен уландыруы технология бойынша орындалады, негізгі металдың үстін қабылданған майсыздандурымен және уландыруды қолдану үшін. Қосымша ӛндеу вакуумдық кептіруді қамту мүмкін .
151
Аргонмен қорғауда балқымайтын электродпен пісіру .
Алюминдік қорытпаларды аргонда пісіру барысында флюсті пайдалануға қажеттілік болмайды. Бұл процесті жеңілдетеді және пісіруді қосатын мүмкіндігін жасап, коррозиондық қатынас қауіпсіздігінің күрделігінен флюс қалдығы жойылады. Алюминдік қорытпаларды пісіру үшін ортасында қорғау газы бірінші сапалы аргонды немесе гелиймен араласқан аргон қоспасымен пайдаланады. Осымен бірге оксидтік пленка бұзылуы катодтық шашырау (распыление) нәтижесінде болады, сондықтан кері қарама – қарсы тұрақты токты пайдаланып, алюминдік қорытпасының пісіруін аргонда орындауға қажет. Пісіру кезінде вольфрам электродтың тоғы кері қарама – қарсы салдарынан үлкен жылу бӛлу байқалады, электрод шамадан тыс қызып кетеді және вольфрам шығыны жоғары болады. Вольфрамның шығынын азайту үшін, доға нәрлену үшін айнымалы токты пайдалану қажет. Осы жағдайда қысқа кезеңдерде, катод вольфрамдық электрод болып табылады, оның суытылуы ӛтеді, ал қысқа кезеңдерде катод бӛлшек болып табылғанда, оксидтік бұзылуымен және жойылуы ӛтіп жатады. Пісіру кезінде айналмалы ток пайдаланғанда электродтың жоғары тұрақтылығын сақтап қалуға жеткілікті және бӛлшектің оксидтік пленканы қанағаттандырылған дәрежеде бұзуына қол жеткізу, сол себептен осындай пісіруді 0,8-3,0 мм металл қалыңдығында қолданылады. Алюминдік қорытпаларды пісіру үшін қарқынды доғаны пайдаланғандықтан электродтардың балқымайтын мүмкіндігін пайдалануды кеңейтеді. Импульстік доға, айналмалы токпен нәрленетіндіктен, қалыңдығы 0,2 мм және одан жоғары алюминдік қорытпаларды пісіруге болады. Металдың түйіс жалғастарын 0,2- 1,0 мм қалыңдығымен қоспалы сыммен диаметрі 0,6-2,6 мм болат астарындағы арнашалармен қалыптасқан пісіруді пайдаланады. Импульстік доғамен пісіру кезінде алюминдік қорытпаны 0,2-1,0 мм қалыңдығы жиектерінің қисаюы 40-60%. тӛмендейді.
Балқымалы электродпен пісіру.
Осы тәсіл алюминийді және оның қорытпаларын пісіру кезінде 4м қалыңдықта қолданылады. Балқымалы электродпен автоматты және жартылай автоматты аргонмен пісіруде оксид пленкасының сенімді бұзылуы, осы газ гелий немесе қоспамен кӛректену кері қарама – қарсы айналым тоғында жолмен ғана қол жеткізіледі. Оксидтік пленка механизімінің жойылуы бұл жағдайда бұзылуда және оны ауыр оң иондарын шауында жасалады.
152
Балқымалы электродпен алюминийдің пісіру тәсілінің кемшілігі балқытылмайтын электрод пісірумен салыстырғанда кейбір метал жіктерінің механикалық қасиеттерінің тӛмендеу кӛрсеткіші болып табылады. Сонымен, АМг6 маркілі қорытпа беріктік шегі 15%. тӛмендеуі мүмкін. Жіктің азаю беріктігі электродтық металдың доғалы аралықтан ӛту арқылы, үлкен дәрежеде аса қызып кетіп, электродтың балқытылмаған қоспалы сымның пісірілуімен түсіндіріледі. Осы пісіру тәсілдің басымдылығы ваннаны жақсы араластыру пісірілуінде, ал сол салдарынан, оксидтік қосуынан жіктің тазалануы және жоғары ӛнімділігі жатады. Пісіру кезінде осы қоспалы сым диаметр 1,2-1,5 мм тәсіл қолданылады, себебі жеткіліксіз қаттылығынан алюминий сыммен аз диаметрі пісіруге қиын. Осындай тұрақты пісіру процесін 130-140 А ток кезінде алуға болады, ол бір бергенде металдың 4-5 мм қалыңдығын пісіруге болатын мүмкіндігін береді. Пісіру кезінде кӛлденең немесе тӛбе жағдайында пісіру тоғы азаяды 10-15 %. Доғаны нәрлендіруге сыртқы қаттылық сипаттағы тоқ кӛзін пайдаланады. Ұштық жанарғының тӛменгі ара қашықтығы және бӛлшектің беті 5-15мм болып ұсынылады. Балқымалы электрод пісіруі аргонмен немесе аргон гелиймен қоспасы (гелийдің кӛлемді мӛлшері 70 % жетсе). Газдық қоспа пісіру металдың қалыңдығында артығырақ. Кӛлемді қоспаның мӛлшерінде 30% аргон және 70% гелий бір ӛтуде 16мм металл қалыңдығында, ал екі рет ӛткенде – 30мм металл қалыңдығын пісіруге болады. Пісіру аймағын қорғау кезінде, газ қоспасы кӛлемді құрамында 35 % аргон, 65 % гелий, металл жігінің тығыздығы артады.
Плазмалык және микроплазмалык пісіру .
Плазмалық пісіру бұзумен байланысты қажеттілігімен және бӛлшектегі оксидтік пленканың жойылуы қысылған доғалы айнымалы немесе тұрақты кері қарама – қарсылық токпен орындалады. Алюминий және оның қорытпаларын кәдімгі балқымайтын электродпен аргондоғалық пісіруімен салыстырғанда плазмалык пісіру техникалық басылымдық қатарынан келесілерді қамтамасыз етеді:
153
Плазмалық пісіру кезінде айнымалы токты пайдаланған тиімді, қыздырудың ПӘК 65-70% құрайды, (45-50% кәдімгі аргондоғалы балқымайтын электрод пісіруімен салыстыру бойынша). Плазмалық және аргондоғалы пісіру режимді салыстырғанда, плазмалық пісірудің тӛменгі погондық энергиясы да, қысылған доғалы айнымалы тоғының кері қарама – қарсылық аргондоғалы пісіру сияқты, сондықтан плазмалық пісіру, бірінші кезекте, қақталған қосылымдар конструкция үшін және термиялық алюминий қорытпаларын бекітудің басымдылығы. Плазмалық пісіру кезінде погондық энергияны азайтып, алынған жікте тұтастығы жоқ болғандықтан тежеу реакция ыдырау қалғандықтан оксид пленка процесінде пісіру ваннаның кӛлемін тӛмендетеді. Плазмалық пісіру кезінде айнымалы токты пайдалануымен қоспалы сымды 40% дейін қолдану, жіктерді едәуір қысқартады, механикалық жік қасиеттерін қанағаттандырып алу мүмкіндігі негізгі металдың уландыруын қамтамасыз етіп, ең жақсы нәтиже қысылған доғаны пісіруді қамтамасыз етеді. Қысылған доға негізгі металдың толық қалыңдығына кратер арқылы енеді, әсіресе, катод тазалау тиімді кӛрінісіне себепші болу. Тесікті толтыру үшін доға зонасына қоспалы сым беріледі. Қысылған доғаны металға батыру қолмен пісіру үшін сұйық доғалды металды пісіру ваннаға ығыстыру есебімен мүмкін. Плазмалық пісіру алюминдік қорытпалар қалыңдығы 8мм дейін түйіс жалғастарда бӛлу жиектерін саңылауы бар 1,5 мм дейін, бір рет ӛту болат астары бар немесе екі жақтан салмағын орындайды. Плазмалық пісіру үшін айнымалы тоқтың электродинамикалық талаптар сипаттамаларға ие болатын сериялық трансформаторлар пайдаланады. Осындай трансформаторды екінші орауы жүйелікті енгізеді, осымен бірге бос жүрістің 120 В кернеуді қамтамасыз етті. Осындай трансформаторлардың қайтадан орау жүйелі 120 В бос жүрісінің кернеуін қамтамасыз етеді. Тұрақты пісіру тоғын азайтуын құрап арқылы батарей конденсаторын тізбесіне немесе Ом кедергісіне қосылады (мысалы, баланстық реостаттың үлгісі РБ - 300). Вольфрам электрод (анод) арасында және шүмек (катод) кӛмекші доға жанып тұрады, ол 20-25А түзетілген токпен нәрленеді. Микроплазмалық пісіру алюминий және оның қорытпалары үшін 0,2-1,5 мм қалыңдығында сәтті пайдаланады. Осындай пісіру үшін 10-100А түзетілген ток арнайы нәрлендіру кӛзі пайдаланылады. Азамперлік кезекші доғаның нәрленуі (1,0-5,0 А) жеке түзетілген тоқ кӛзінен беріледі.
154
Плазма пайда болушы газ ретінде аргон (аргон шығыны 0,2..0,30л/мин) ал пісіру аймағы қорғау үшін – аргон және гелий қолданылады. Қорғау газының гелий шығыны –алюминийді пісіру кезінде 2,5л/мин аспайды. Қолмен пісірудің жылдамдығы 12- 16м/сағ. Қоспалы пісіру сымның диаметрі 0,8-1,5мм болуы мүмкін. Микроплазмалық пісірумен орындалған жалғастары, негізгі металмен тең беріктікте келеді. Пісіру кезінде алюминдік
қорытпалардың жіктің беріктік коэффицентінің шамасы 0,9.
Микроплазма үшін металл пісірудің кіші қалыңдығы прецизиондық технологияның құрал – жабдықты талап етеді, себебі пісірген жиектерінің астарын тығыз қысу және жиегінен сенімді жылу әкету қажет.
5.2.
МАГНИЙ ҚОРЫТПАЛАРЫН ПІСІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Таза магний беріктікке қатысты (80-110 МПа беріктік шегі) және тӛмен иілуге ие. 300°С температурадан жоғары кезінде магнийдің иілуі жоғарылайды. Конструкциялық материал ретінде магний қорытпалары қолданысқа ие болып, олар жоғары беріктігімен ерекшеленеді.
Магнийдің тығыздығы 1,738 г/см
3
құрайды, яғни оның тығыздығы 1,5рет алюминий тығыздығынан аз және 4,5 рет темір тығыздығынан аздау. Ең тараған легирлеуші элементі, магний қорытпаларының беріктігін арттыратын - алюминий мен мырыш болып табылады. Алайда, олардың беріктікке әсері 150-200 °С. температураға дейін сақталады. Магнийдің және оның қорытпа касиеттерін ерекшелігі – кӛптеген қоршаған ортада коррозияға жоғары сезімталдық, мысалы, алюминий бетіндегі оксидтік пленкасы. Магний қорытпаларының коррозиядан ең жақсы қорғанатын тәсіл – оксидтік пленканың бетіне оны тығыздау немесе арнайы лак-бояу жабындарын жағу . Оксидтік пленканы тығыздау мақсатында магнийлік қорытпалар құрамына бериллийдің қоспасын енгізеді. Кристалдану кезіндегі магний дӛрекі ірікристалданған құрылымды құруға бейімделген. Магнийлық қорытпаларының құрамына жоғары механикалық қасиет модификаторы енгізіледі, мысалы цирконий мен церий.
155
Деформациялық қабілеті бойынша магнийлі қорытпалар алюминий секілді, екі негізгі топқа бӛлінеді: деформациялық және құймалы. Термоӛңдеу сезімділігі бойынша магнийлік қорытпалар, термоӛңдеумен беріктенетін және термоӛңдеумен беріктенбейтін деп бӛлінеді.
Негізгі қасиеттері және қолдану сала бойынша магнийдің қорытпалар үш топқа бӛлінеді: жалпы тағайындай, жоғарыберіктігі бар және ыстыққа тӛзімді. Легирлеу жүйесі бойынша деформациялық магний қорытпаларының бірнеше түрін ажыратады:
Mg—М
П
топ жүйесіне құрамында 1,8-2,5% марганец бар МА-1 маркалы қорытпа, және құрамында, дәнді ұнтақтау және механикалық қасиеттерін жақсарту мақсатында 0,2 % церий бар МА-8 маркілі қорытпа жатады. Осы топ қорытпалары термоӛңдеумен беріктенбейді және біршама жақсы пісіріледі; Құймалы қорытпалар тобына келесілер жатады: МЛ-2 маркілі Mg— Мп жүйесімен; МЛ-3, МЛ-4, МЛ-5, МЛ-6 және МЛ7-1 маркілі (Mg—Al— Zn) жүйесімен; МЛ-10 және МЛ-12 маркілі Mg— Zn— Zrи жүйесімен басқалары. Пңсңру кезінде жоғары ылғалдағын қамтитын аргонда және аргондағы метал жіктердің сутек қоспалары (салдарынан қарқынды сутегінің бӛліну және сұйық кристалданатын металл және "қысу" туындайтын кӛпіршіктері ӛсіп тұрған үлкен жылдамдықпен шырша секілді кеуектілік пайда болады. Магний қорытпаларында пісіру кезінде будың негізгі пайда болуы - сутектің шығуы ылғалдың қалдығының ыдырауының себебі, ол оксидтік пленканың бӛлшектерін қамтиды, негізгі және қосылатын металл балқытқан кезінде пайда болады. Таза магнийді кристализациялау кезінде металда ірікристалдық құралым пайда болады, кӛптеген қорытпалар секілді бірінші кезекте модификатор қамти алмайтын қорытпалар.
156
Сымның бетін ваннаның концентрациясы 180 г/л СгО 3, және температура 90 °С болғанда 5 мин аралығанда ерітіндімен уландыра ӛңдейді. Аргондоғалы пісіруді, балқытуды қалыптастыру үшін, болаттан жасалған астарларда орындайды. Оксидтік пленканы бұзу үшін айнымалы ток пайдаланады. Аргон үшін шығыс шүмектер диаметрі пісіру тогының күштеріне байланысты: тогы 50 А-ге дейін - 8 мм, ал 400 А-ден астам ток кезінде 20 мм ӛзгереді . Қалыңдығы 2-6 мм табақтарды қолмен аргондоғалы пісіру арқылы жиектерін ӛңдемей пісіру тоғы 160-175 А болған жағдайда бір ӛткел ішінде түйістіріп пісіру мүмкін. Пісірілетін элементтердің қалыңдығы 5 мм-ден артық болғанда және аргондоғалы пісіруде жиектерді ӛңдеу және оларды бірнеше ӛту арқылы толтыру қажет. Келесі жіктерді орындау үшін алдыңғы жіктің бетін мұқият тазалау қажет болғандықтан кӛпқабатты пісіру үрдісі күрделенеді. Кӛпқабатты аргондғалық пісіру кезінде металдың жігінде вольфрам мен оксид пленкалардың қосындылары пайда болады. Магний қорытпаларының металдың қалыңдығы 6 мм кезінде балқымалы электродпен аргондоғалық пісірумен орындағаны жӛн. Пісіруді кері полярлы тұрақты токпен жүргізеді. Сонда, сымның диаметріне және пісіру режимінің параметріне тәуелді доғалық аралығында метал тасымалдауының әртүрлі типтері байқалады. Ең жақсы нәтижелер сорғалаған тасымалдау режиміне сәйкес келетін пісіру кезінде кӛрсетілді. Қалыңдығы 5мм дейін табақтарды жиектерін ӛңдемей бір ӛткел ішінде, қалыңдығы 10-20 мм – жиектерін V-тәрізді ӛңдеп (мұқалту 2-6 мм , бұрыштың ашылуы 50-60°), ал қалыңдығы 20мм асса - жиектерін Х-тәрізді ӛңдеп (мұқалту 2-3мм, бұрыштың ашылуы 60-80°) түйістіріп пісіру ұсынылады. Балқымалы электродпен пісіру техникасының кейбір ерекшеліктері бар. Сенімді газды қорғауды қамтамасыз ету үшін бұйым бетінен шүмекке дейін және токжетекші муштік шетінен шүмекке дейін оңтайлы аралық болу қажет (сәйкесінше 10-15 және 5-10 мм). Осы қашықтық кӛбейген кезінде газды қорғау нашарлайды және электродтық сымның шашырауы артады, ал олардың азаюы мушүктін қызуына әкеледі және шүмектер металдың тамшысымен ластанады. Электрод орналасуы жік қалыптасуына маңызды ықпал жасайды. Түістіріп пісіру кезінде жалғастар жиектері ӛңделмей немесе шағын ӛңделгенде сым осі бұйымға 90° бұрышта орналасуы қажет. Жиектері тереңге ӛңделетін қалыңдығы үлкен магний қорытпаларын пісіруді еңкіш
5.3.
МЫС ЖӘНЕ МЫС НЕГІЗІНДЕГІ ҚОРЫТПАЛАРДЫ ПІСІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Таза мыс МЕСТ 859 — 78 сәйкес тоғыз маркалы болып шығарылады. Негізгі мыс қорытпалары ол қола мен жез. Жез дегеніміз мыс пен мырыш қорытпалары. Химиялық құрамы МЕСТ 15527 — 70 және 17711 — 80 бойынша анықталады. Мырыштың мӛлшері 39 %-ға дейін болатын жездер ӛте иілімді, коррозияға тұрақты және пісірілімі ӛте жақсы. Құрамында мырыштың мӛлшері 50%-дан аспайтын жездер іс-тәжірибеде кең қолданыс тапты. Арнайы жездердің құрамында, мырыштан басқа, Fe, Al, Sі, Nі сияқты басқа да элементтер болады (ЛА77-2, ЛАЖ60- 1-1 маркалары және т.б.). Алюминий мырыштың ұшқыштығын азайтады, ойткені балқыған жездің бетінде қорғаушы тотықты пленканы түзеді. Жез құрамына темірді енгізген жағдайда құрылым дәндері ұсақталанып қорытпаның механикалық және технологиялық қасиеттерін арттырылады. Кремний жездің пісірілімін жақсартады. Қола дегеніміз мырыштың мӛлшері 4-5%-дан аспайтын мыс қорытпалары. Негізгі легирлеуші элементтер ол Sn, Al, Mn, Sі, Be және Fe. Қоланың аталуы негізгі легирлеуші элементінен алынады және екі үлкен топқа бӛлінеді: қалайылы (химиялық құрамы МЕСТ 18175 — 78 және 613 — 79 анықталады) және қалайылысыз (МЕСТ
493 — 79 және 18175 — 78).
Қолмен доғалы пісіру кері полярлы тұрақты токпен орындалады. Қалындығы 4 мм-ге дейін мысты жиектерін ӛңдемей, қалындығы 10 мм-ге дейін – біржақты ӛңдеуменен (мұқалту 1,5-3,0 және бұрыштың ашылуы 70° жетеді) пісіруге болады. Пісірілетін үлгілердің қалыңдығы бұдан да жоғары болса Х-тәрізді ӛңдеу ұсынылады. Жез, қола және мыс-никелді қорытпаларды пісіру үшін ММЗ-2, ЦБ-1 және МН-4 маркалы электродтарды, сонымен қатар қалың қаптамалы ЗТ және «Комсомолец-100» электродтарды қолданылады. «Комсомолец-100» маркалы электродтардың ӛзектерін М1 және М2 маркалы мыстан жасайды. ЗТ маркалы электродта БрКМц3-1 қола ӛзегін пайдаланады. Пісіруді қысқа доғамен электродты кӛлденең теңселусіз кері полярлы тұрақты токты пайдаланып орындайды. Пісіру тоғы
1
св
= (50-60)d, мұнда d – сым диаметірі. Ұзын доғамен пісіргенде ылғал мен ауа пісіру ваннасына еніп жіктің кеуектілігіңе келтіреді. Қалыңдығы 4мм-ге дейін табақтарды жиектерін ӛңдемей жіне қыздырмай пісіреді. Табақтардың қалыңдығы 5- 8 мм болғанда 200- 300°С дейін алдын ала, ал қалыңдығы 24 мм болғанда 750-800°С-қа
159
қыздырады.
Жезді алдын ала қыздырып және мысты пісірумен салыстырғанда пісіру тоғы тӛмендеу және пісіру жылдамдығы сәл жоғарылау болғанды пайдаланып пісіреді. Қапталған электродтармен қолаларды алдын ала қыздырумен және қыздырусыз пісіргенде кері полярлы тұрақты токты пайдаланады. Электрод диаметірі 6-8 мм, ал пісіру токтары 160-280 А құрайды. Мыстың пісірілімі жақсы болуы үшін оттегінің мӛлшері 0,03 %, ал жауапты құрылымдарда 0,01 % аспау керек. Кремний, алюминий және титанды жік металына еңгізу арқылы жікті қышқылдандырады және оның жарықтар мен кеуектердің пайда болуына тұрақтылығын арттырады. Мыс балқымалы электродпен аргонда, азотта, азотпен аргонқоспасында және гелийді жақсы пісіріледі. Жіктің ең жақсы қалыптасуы аргонда және гелийде қамтамасыз етіледі. Азоттың пайдалануы пісіру кезінде бағасын тӛмендетеді және ӛнімділігін жоғарылатады. Мыстың жылуӛткігіштігі жоғары болғандықтан жалғастың және жиектерінің пісірілімі жақсы болу үшін оларды 200-500 °С дейін қыздыру қажет. Аргонда пісіру кезінде металдың қалыңдығы 4,5 мм, ал азотта пісіргенде металдың қалыңдығы 6 мм асса алдын ала қыздыру қажет. Аргонда пісіруді екі доғамен орындағанда қалыңдығы 12,7 мм дейін мысты пісіруге болады. Түйіс жалғастарды әдетте арнаулы тӛсеніш планкаларда пісреді. Аргондағы импульсты-доғалы пісіру арқылы тік және тӛбелік жіктерді орындауға мүмкіншілік туындайды. Сонымен қатар, шаң мен газ шығуын азайтып жұқа металды пісіруге мүмкіндік береді. Жік сапасы қорғаушы газдың тазалығымен және элетрод сымының ұүрамымен анықталады. Пісірудің рсы түрінде аргон, таза гелий және азот пайдалынады. пісіргенде мырыштың күйіп кетуін азайту үшін тӛмендетілге кернеу мен токты және импульсты доғаны пайдалану ұсынылған Мырышты сымға қосу арқылы жіктегі мӛлшерін кӛбейтуг болмайды. Жезді аргонда немесе гелийде әдетте БрКМц3-9 немес БрАМц9-2 қолы сымдарымен пісіреді. Жезді пісіру мырышты күйіп кетуінен туындайтын қиыншылықтарына байланысты. Жіктег мырыштың мӛлшерін арттыру үшін пісіруді жиектерді ӛңдеусіз бі ӛткелде орындау жӛн.
160
Мыс пен жезді пісіруді аргонда, гелийде немесе азотта БрКМц3-1, БрАМц9-2 және МНЖКТ маркалы сымдармен жүргізеді. Мыс бӛлшегінің қалыңдығы 4 мм артса оны 200°С қыздырады. Пісіру режимін мыс қалыңдығы бойынша таңдап алады, бірақ тӛмендітілген кернеулерді пайдалана отырып электродты мыс жағына ауыстырады. Импульсты-доғалы пісіруді пайдалану арқасында шашырау мен жұқа мыс түтіктерінің балқуын жоққа шығарып тік және тӛбелік жіктерді орындауға болады. Қалайылы қолаларды пісіру бірнеше қиындықтармен байланысты, ӛйткені олар жік маңындағы аймақта жарықтардың пайда болуына бейім. Жарықтардың пайда болуын жоққа шығару үшін жік маңындағы аімақтың ұзындығын азайту немесе енін арттыру керек. Осының арқасында температураның ӛзгеруі баяу ӛтеді. Қалыңдығы 10 мм-ге дейін қатаң мес жалғастардың пісіруін қыздырысыз жүргізеді. Осы жағдайда бӛлшектредің минимальды қыздырылуын және жалғастағы кернеудің минимальдығын қамтамасыз ету керек. Қалыңдау металды 300-350°С дейін жергілікті немесе жалпы қыздырумен пісіреді. Қалайылы қолаларды аргонда, гелийде немесе азотта қорғаушы газдарсыз пісіреді. Құрамында қорғасын жоқ қолаларды пісіру үшін 4,5-7,5 % мырышы бар фосфорлы қола сымын ұсынылғын. Қорғасыны бар қолалардағы ақауларды пісіру үшін оларға құрамы бойынша жақын сымдарды қолданылуы ұсынылған. . Кремнийлі және алюминийлі қолалар мыспен жақсы пісіріледі. Пісіруді аргонда, гелийде немесе азотта БрКМц3-3 және БрАМц9-2 маркалы сымдармен жүргізеді. Мыс жиегімен балқыуын арттыру үшін пісіру доғасын мысқа бағыттайды, ал мыс қалыңдығы 5 мм-ден артса жалғасты қыздырады. Пісіру режимін мыс қалыңдығынан таңдап алады. Алюминийлі қолалар болатпен де жақсы пісіріледі. Пісіруді БрАМц9-2 маркалы сыммен аргонда жүргізеді. Пісіру режимдері қолаларды пісіргендегідей болады. Кӛпқабатты жіктерді қабаттардың толық суығанда ғана жүргізеді.
5.4.
ТИТАНДЫ ЖӘНЕ ОНЫҢ ҚОРЫТПАЛАРЫН ПІСІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Титан және оның қорытпалары оттек, азот және сутекке жақындығы жоғары. Титанның қарқынды қышқылдануы 400 °С
161
аса қыздырғанда, ал азотпен ӛзара әрекеттесу 600 °С астам қыздырғанда басталады. Титанның сутегіні сіңіруі темірге қарағанда мың есе артығырақ. Бұл газдар және кӛміртек титанның иілуін азайтады және қаттылығын арттырады. Техникалық титан және оның бірқатар қорытпалары балқытылған құрылымдарды ӛндіру үшін қолданылады. Балқыту кезінде олардың негізгі талаптары газдар мен кӛміртекті 400 ° С-тан жоғары жерлерде пісіру аймағына енгізуді болдырмау болып табылады. Пісіру A маркасының аргонында және химиялық таза гелийде, жіктің және негізгі металды қосымша қорғаумен жүзеге асырылады. Жақсы қорғаныс жағдайында жік беті күмісті жылтыр. Жік бетіндегі құбылма, сұр және қоңыр жұғын оның нашар қорғанысының дәлелі болып табылады. Пісіру аймаққа газ және кӛміртектің түсуін болдырмау үшін пісірілетін жиектері мен қоспалайтын сымдарды мұқият тазалау керек.
Тазалау механикалық түрде майсыздандыру арқылы жүзеге асырылады Қорытпалардың жиынтығы әдетте вольфрамды электродпен аргондоғалы пісіру арқылы орындалады. Жіктің түбінің қорғанысын жақсарту үшін тегіс жікпен пісіреді. Пісіру режимдері металл қалыңдығының пісіру бейімділігі дәндердің және термиялық циклдың ұлғаюы негізінде таңдалады. Дәндердің ӛсуін азайту үшін ұсақ қуатпен және жоғары жылдамдықпен жұмыс жасайтын режимдер ұсынылады. Титанның жоғарғы электр кедергісін ескере отырып, пісіру электродтың аз ұшып шығуы арқылы жүзеге асады. Пісіру барысында жік түбінің шалапісірілімін болдырмау үшін оны вольфрамды электродпен аргондоғалы пісіру, ал басқа жік балқымалы электродпен пісіру арқылы жүзеге асыру ұсынылады. Титанның аргондағы үлкен пісіру тоғы кезінде титанның термиялық ӛткізгіштігінің тӛмендігі және электродтан шыққан күшті будың ағыны арқасында жіңішке терең балқу пайда болады және жіктің түбінде кеуек пайда болады. Балқыту аймағын кеңейту және кеуектердің пайда болуын болдырмау үшін пісіруді гелий немесе гелий қоспасы (20%) аргонмен жүргізу ұсынылады. Жік мӛлшері және пішініне қойылатын жоғарғы талаптар жағдайында электродпен пісіруден кейін, жіктің шеттері вольфрам электродымен балқытылған немесе оның үстіне қапталған жік орнатылады.
162
Пісірлген жалғастардың қасиеттері электродты сымның құрамы, пісіру режимі және жалғастың келесі термиялық ӛңдеуі арқылы анықталады. Сонымен қатар, диаметрі 0,8-ден 7,0 мм- ден басталатын пісіруге арналған сымдар қатары шығарады, олар вакуумды күйдіруден ӛтеді.
Техникалық титан және бір фазалы қорытпаларды пісіру үшін
– ВТ1 маркалы сымды, ал берік материалдар үшін - ВТ2, ВТ5 және т.б. Сызат пайда болуға қарсы иілгіштік, тұрақтылық, және майысқақтығын арттыру үшін термиялық қатайтылған қорытпалар термиялық жолымен ӛңделеді. Оның режимі қорытпа құрамы мен қажетті пісіру қасиеттеріне байланысты.
Электродты сымдарды, пісіру режимдерін және термиялық ӛңдеуді дұрыс таңдау арқылы алынған жалғастардың механикалық қасиеттері вольфрам электродтарымен орындалған жалғастардың қасиеттеріне жақын. Титан қорытпаларының пісірілген жалғастарының негізгі ақаулары – әдетте пісіру аймағына оттек, азот, сутегінің түсуі және пісірудің жоғарғы жылдамдығы арқылы пайда болатын кеуектер мен жарықтар. Таза электр сымын қолдану, таза газдарды тазалау және пісіру жылдамдығын тӛмендету кеуектердің және сызаттардың пайда болуына жол бермейді. Титанды балқытылмайтын электродпен пісіру тікелей полярлықтың тұрақты тоғымен жүзеге асырылады, яғни электрод мұнда катод болып табылады. Балқытылмайтын электродтың жұмыс жасайтын бӛлігі конусқа ұшталады. Ұштау бұрышы пісірілетін металлдың қалыңдығына байланысты 30- 45°. Үлкен бұрыштары бар электродтар пайдаланылуы мүмкін, бірақ ену тереңдігі азаяды. Қоспалы сыммен автоматты пісіру кезінде жікті жақсарту және электродтың тұрақтылығын арттыру үшін, оның конусы диаметрі 0,5-0,8 мм дейін мұқалтады. Бұл доғаны бұзу және негізгі металдан күшеюге бәсең ауысуға септігің тигізеді. Балқымайтын электродтың жұмыс жасауы оның конустық бӛлігінің кедір-бұдырының азаю кезеңінде жоғарлайды. Үлкен қалыңдықтағы титан табақтарының түйіс жалғастарын кӛпқабатты пісіру арқылы жиегін кесу және шӛгілетін сымды беру арқылы жасалады. Қолмен пісіру оттықтың қысқа доға бұрышының алға жылжуы бар тербелгіш қозғалыссыз орындалады. Электрод пен толтырғыш сым арасындағы бұрыш 90 ° -де сақталады, сым беру үздіксіз жүреді.
163
Пісіруді аяқтау немесе доғаның кездейсоқ үзуден кейін, аргон 400 ° С дейін салқындағанша берілуі керек. 5.1- суретте түйіс жалғастардың жиектерін кесуді кӛрсетілген. Титаннан және оның қорытпаларынан дайындалған пісірілген ӛнімдер үшін қалыңдығы 0,5-2.0 мм, болатын балқымайтын электродпен қолмен импульсті-доғалық пісіру қолданылады, ол тікелей полярлық ток импульстарымен ӛндіріледі.
Балқымайтын электрод пен бӛлек нәрлендіру кӛзінен пісірілетін ӛнім арасында, аз амперлі кезкші доға (0,8-10 А) үнемі сақталады. Тоқ, пісіру жылдамдығы, сондай-ақ импульстар мен үзілістердің ұзақтығы бойынша, жіктің ӛлшемдерін ӛзгертуге болады. Инертті газ ортасында тұтынылатын электродпен пісіру қалыңдығы 3,4 мм-ден асатын титан және титан қорытпаларын түйіс, таңбалы және айқасқан жалғастарын тӛменгі позицияда қолданылады. Пісіру кері полярлықтың тікелей тоғымен жүзеге асырылады. Пісіру тоғының анықталған қатынасы, доға кернеуі, электрод сымының берілу жылдамдығы және электродтың шығуын қамсыздандыратын балқытылған металды минималды шашыратумен доғаны тұрақты күйдіру электродты металдың ағыстық сипаттамасы кезінде орындалады.
164
Электродты сымның диаметріне байланысты тоқтың тығыздығына сәйкес болатын жағдайда титан қорытпалары барысында ағыстық ауысу байқалады. Доғаның тұрақты жануы жоғары динамикалық қасиеттердің қатаң немесе нәзік құлдырау вольт-амперлік сыртқы сипаттамасы бар нәрлендіру кӛзін қолдану арқылы орындалады. Титан қорытпасының қалыңдығы 25 мм-ден артық емес кезде тұтынылатын балқымалы электродпен бір ӛтпелі пісіру қолайлы болып табылады. Қалыңдығы жуандарына кӛп ӛтпелі, жиектерін кесетін пісіру ұсынылады. Жиектерінің оптималды ашылуы 60 °, ал мұқалту 3
-5 мм.
Титан элементтерін қалыңдығы 1,5 мм-ге дейін қосу үшін микроплазмалық пісіру қолданылады, ол тікелей полярлықтың тұрақты тоғының қысылған доғаның кӛмегімен орындалады. Плазма қалыптастырушы газ ретінде аргон қолданылады және гелий немесе гелий мен аргон қоспасы (50% 75 гелий кӛлеммен) қорғаушы газ ретінде пайдаланылады. Электродтар бұл жайтта 0,8,2,0 мм диаметрі ВЛ және ВИ маркалы вольфрамдық шыбықтар болып табылады. Микроплазмалық пісіру үздіксіз және импульстік режимдерде жүзеге асырылады. Қосылған бӛлшектердің қалыңдығы 0,3 мм- ге дейін кӛмкерілген жиектер бойымен пісіріледі. Металлдың үлкен қалыңдығында басқа қосылыстар түрлері қолданылады.
5.5
НИКЕЛЬДІ ҚОРЫТПАЛАРДЫҢ ПІСІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Никель және оның қорытпаларын пісіру олардың арнайы физикалық және химиялық қасиеттері, сондай-ақ қоспалардың жоғары сезімталдығына, әсіресе, еріген газдар әсерінен қиын болып келеді. Балқытылған никельде, O
2
, H
2
және CO газдарының ерігіштігі жоғары болып табылады және ол суыған кезде – шектеулі, бұл - металдың кеуектілігін, сондай-ақ оның «сутегі ауруын» анықтайды. Осыған байланысты, никельді балқыту арқылы пісіру кезінде туындайтын негізгі проблемалар санына пісіру аймағын атмосфера газдарынан сенімді қорғау, пісіру материалдарының жоғарғы деңгейде таза болуы, пісіру ваннасының қышқылсыздандырылуы және газсыздандырылуы жатады. Никель үшін ең тиімді қышқылсыздандырғыш - алюминий және титан болып табылады.
165
Пісіруге дайындық . Никельдің және оның қорытпаларының жоғары сапалы жалғастарын алудың маңызды шарты пісіру металды және пісіру сымының сапасын қамтамасыз ету. Никель мен мыс-никель қорытпаларын зауыттық атмосферада ұзақ уақыт бойы сақтау кезінде оларда күкірт пайда болады, сондықтан жиектер мен іргелес металл бӛліктерін металл жылтырауға дейін мұқият тазартады, ацетонмен немесе таза бензинмен майсыздандырады. Әдетте, пісіруге дейін никельден және оның қорытпаларынан жасалған бӛлшектердің шеттерін химиялық күйдіру талап етілмейді. Алайда, бірқатар жағдайларда, ұзақ уақыт бойы жоғары температуралы жылытудан кейін сақталған техникалық никель бетіндегі оксидтердің қабықшасын желіндіру ерітіндісінде ӛңдеу ұсынылады. Қайнатпас бұрын, бӛлік ыстық суға жуылады, содан кейін ұландыру ваннасына батырылады, ұландырудан кейін қайтадан ыстық суда шайылады. Бӛлшектерді ұландыру ваннасы ұзақтығы шамамен 5-10 сек. ұландыру және жуудан кейін қышқыл қалдықтары 1% су аммиак ерітіндісінде бейтараптандырылады және қайнаған суға кептіріледі.
Қапталған электродтармен электрдоғалы пісіру Бұл пісіру негізінен металл бӛлшектерін 1,5 мм-ден астам жоғары сапалы қаптамасы бар электродтармен кері полярлық тұрақты тоқ доғаның кӛмегімен байланыстырады. Электрдоғалық пісіру үшін рутилфторлыкарбонатты қаптамалары бар ОЗЛ-32 маркалы электродтары қолданылады. Никель қорытпаларын пісіруге жаңа ЭНР-1, ЭНС-1, ЭНС-3 маркалы электродтар пайдаланылады. Никельді пісіру барысында электродты қыздыруды және жікте минималды ішкі кернеуді алдын алу қажет. Сонымен қатар, электродты сымның құрамындағы қышқылсыздандыратын және тұрақтандырушы элементтердің түтіндерінің азаюы байқалады. Пісіру қысқа доғамен, яғни болат балқыту жылдамдығынан (7-9 м / с) шамамен 15% -ға аз жылдамдықпен жүзеге асырылады, дегенмен, кейбір электродтар, мысалы, «Прогресс- 50» және «ОЗЛ-32» тік және тӛбелік позицияларда пісіруге мүмкіндік береді. Пісіру шамамен 15% жылдамдықпен қысқа доғасымен орындалады. Никельден жасалған, (15 мм) болатын бӛлшектер және оның қорытпаларын пісіру кезінде жиектерін 200-250 ° - дейін алдын ала жылыту ұсынылады, бұл кӛпқабатты пісіруде жіктің жасалуын және қалыңдығын қамтамасыз етеді.
166
Қалыңдығы 3-4 мм болатын никельден және оның қорытпаларынан жасалған бӛлшектер жиектері ӛңдеусіз пісіріледі. Байланыстың түріне және никельдің пісірілген табағының қалыңдығына байланысты табақ жиектерін дайындауда әртүрлі механикалық әдістері пайдаланылады: пневматикалық кескіш, кесу немесе фрезерлік станоктар. Жік бағытына қарай 30-40 мм қашықтықта бӛлшектердің шеттері мен беттерін тотықтыратын пленкадан, коррозиядан, майдан және кірден металды жылтырға дейін тазалау керек. Мүмкіндігінше бір ӛтумен пісіру ұсынылады. Никель бӛліктерінің үлкен қалыңдығы және кӛп ӛтпелі пісіру жағдайында аралық қабаттардың бетін жақсы тазалау қажет. Деформацияны азайту үшін қоқыстан тазартудан кейін пісіру кішкене жырық аумағы бар жерлерде орындау ұсынылады.
Қорғаушы газдарда пісіру . Никельді және оның қорытпаларын балқымайтын электродпен пісіру бірінші сұрыпты аргонды пайдалана отырып тікелей полярлықтың тұрақты тоқпен жүзеге асырылады. Сапалы жік алу үшін балқытылған жиектерді және іргелес металл бӛліктерді 20-30 мм қашықтықта мұқият тазалап, шетінен және толтырғыш материалдардан тазалап, аргонды жіктің артқы жағымен қорғап, титанды пісіру барысындағыдай арнайы саптамаларды қолданыңыз. Никельді пісіру ең аз доғаның ұзындығы мен жоғары пісіру тоғымен орындалады. Пісіру тоғы 10-12 вольт кернеуіндегі 1 мм қалыңдықтың 1 мм қалыңдығына 40-50 А есептеледі. Никельді қолмен пісіру кезінде «сол» балқыту әдісі процестің барынша мүмкін жылдамдығымен және электродтың минималды кӛлденең тербелістерінде қолданылады. Қыздырғыштың жіктің осіне ұсынылған бұрышы 60 ° -дан аспайды, ал балқымайтын электродтың құлашы – 12-15 мм. Толтырғыш металын 20-30 ° бұрышпен жік осіне тік бұру керек. Кӛп ӛтпелі пісіру кезінде әр кейінгі қабат толық салқындату, қожды бӛлшектеу және алдыңғы қабатты майсыздандырудан кейін қолданылады. Агрессивті ортаға ұшыраған жіктер соңғы кезекте орындалады. Аргон ортасында жасалған никель бӛлшектерінің пісірілген қалыңдығы жоғары беріктігі, жақсы иілгіштік және қатаңдықпен ерекшеленеді.
167
БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ
1.
Мыстың қандай ерекше қасиеттері оның пісіруінің күрделілігін
анықтайды?
дайындалуы қандай?
мыс пісіріледі?
анықтайды?
қолданылады?
әдісі қолданылады?
6 ТАРАУ
МЕТАЛЛДАРДЫ ЭЛЕКТРДОҒАЛЫҚ КЕСУ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ
МЕТАЛДАРДЫ ДОҒАЛЫ КЕСУДІҢ МӘНІ ЖӘНЕ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ
Әртүрлі металдар үшін жылу кесудің әртүрлі әдістерін қолдану мүмкіндігі 6.1- кестеде келтірілген. Кейбір жағдайларда белгілі бір кесу әдістерін қолдануға шектеулер бар, мысалы: ауа доғалы - қалыңдығына дейін.
6.1-кесте. Тҥрлі металдар ҥшін термиялық кесудің әртҥрлі әдістерін қолдану мҥмкіндігі
Металл
Оттек (газодық)
Оттек флюстық
Ауа доғалық
Плазма доғалық
Доғалық
Газлазерлік
Тӛмен кӛміртекті болат
0
0
Коррозияға тӛзімді болат + + + + +
Шойын + + + +
0
Алюминий және оның қорытпалары -
0
0
Магний және оның қорытпалары + -
Мыс және оның қорытпалары -
0
0
Титан және оның қорытпалары +
0
0
0
Никель және оның қорытпалары -
0
0
0
Ескерту: «+» - орынды, «0» - кесудің пайдасыз әдістері; «-» - кесу қиын немесе мүмкін емес .
168
6.2-кесте. Болаттың доғалы кесуінің параметрлері
Болаттың қалыңдығы, мм
Электрод диаметрі, мм
Доға тоғы, А
Болаттың кесу жылдамдығы, м/сағ
Тӛмен кӛміртекті
Коррозиялық тұрақты
5
6
270-300
58…62
63
65
8
360-400
26…28
31
33
10
10
450-500
30…32
32
34
12
12
540-600
22…24
24
25
20
10
450-500
10
12
14
12
540-600
12
14
15
25
14
630-700
9
11
12
13
мысалы: ауа доғалы - қалыңдығына дейін
металл 30 мм, оттек флюстік - 1000 мм металл қалыңдығына дейін.
Бӛліп кесу үшін пісіруде пайдаланылатын әдеттегі электродтар доғаның ток күшін 20-30% кӛбейтеді, бірақ арнайы электродтарды пайдалану жӛн. Тоқ тұрақты немесе айнымалы болуы мүмкін, нәрлендіру кӛзінің бос кернеуі 65 В тӛмен емес, кесу жылдамдығы 10-12 м / сағ. Кесу бӛлшектерін кесу сызығынан сұйық металдың еркін ағынын мүмкін етіп орналастыру керек. Барлық кеңістіктегі жағдайларда кесу тұрақты тоқтың кері полярлықтығы немесе айнымалы тоқтың қолданылуымен орындалады.
Болаттан жасалған доғалы кесу параметрлері 6.2-кестеде келтірілген.
Металлдарды оттек – доғалы және ауа-доғалы кесу
Оттек-доғалы кесудің мәні электродты және металды пісіруді орындайтын кесу дайындаманың арасында электр доғаның пайда болуынан тұрады. Металл - кескіш аймақтан оттектің немесе ауаның ағынымен жойылады. Оттек-доғалы кесу кезінде оттек арнайы құрамының жағындысы бар металл электродтың ішкі каналы бойынша кесу аймағына кіреді (6.1-сурет).
169
6.1 -сурет: Оттек доғалы кесу сұлбасы: 1 - электрмен қамту; 2 - бағыттаушы; 3 - электр жетегі; 4 - кесілген металл; 5 - электрод; Θ - электрод пен металлдың бетін кесу арасындағы бұрыш; α - қиылысатын металдың беті мен бағыттаушы беті арасындағы бұрыш
Оттықтың тұтқасы электродты бекіту және оттекті қамтамасыз етеді. Кесу процесі электрод пен металдың арасындағы доғаны қозғаудан басталады, содан кейін металлдың тотығуын жүзеге асыратын және осы аймақтан реакция ӛнімдерін мәжбүрлеп алып тастайтын кесу аймағына оттек енгізіледі. Оттектің кескіш ағыны электродтан кейін беріледі. 6.3 - кестеде оттек-доға механикаландырылған болаттардың кескіндері келтірілген (6.3-сурет). Оттек-доғалы кесу кӛміртегі, легирленген, коррозияға тӛзімді болаттар, шойын және түсті металдарда қолдануға болады.
6.3-кесте. Оттек-доғалы механикаландырылған болаттардың кесілуі
Металл қалыңдығ
Электрод диаметрі,
Доға тоғы, А
1 м ұзындық кеспеге оттек шығыны, м
3
Кесу жылдамдығы,
10
4
100
0,1
30
15
4
170
0,13
28
20
4
180
0,16
26
30
5
220
0,29
22
40
5
240
0,37
17
50
5
260
0,4
12
170
Кесу құбырлы болат және қиын балқитын металл емес электродтармен (графит, кӛмір), сондай-ақ DC және AC арқылы қарапайым қапталған болат электродтармен орындалады. Металлдардың ауа доғалы кесілуі үздіксіз кӛмір немесе графит электродымен жүргізіледі. Электрод ұстағышының стационарлық губкасында электродтың осіне параллель ауаны беру үшін тесіктер бұрғыланады. Ауа доғалы кесудің екі түрі бар - бӛлгіш және беті. Кесу жиегін кесу кезінде электрод - кесу қуысында (сурет- 6.2, а) металл бетіне 60-90 градус бұрышта болады. Беткі кесу кезінде (6.2, b), доға электродтың соңы мен ӛңделетін металл беті арасында күйеді. Электрод бетіне 30 ° бұрышпен қиылысу бағытына қарама-қарсы бағытта еңкейген. Кесу кері кернеудің тұрақты тоғымен жүзеге асырылады. Доға кернеуі 45-50 В, тоқ 250-500 А (бӛлек кескіш үшін - 1600 А дейін), электрод диаметрі 6-12 мм. Ауа қысымы - 0,4-0,6 МПа, ауа шығыны 20,40 м3 / сағ, балқытылған металдың салмағы 20 кг / сағ. Оттек-доғалы және ауа-доғалы кесу әдісі кесу бетінің жоғары сапасын қамтамасыз етпейді, сондықтан олар кесілген бетінің жоғары сапасы талап етілмеген немесе ыстық газбен қиындықтар туындаған жағдайларда ғана қолданылады.
6.2-сурет. Металдарды аэромеханикалық кесу: a - бӛлу; б - беті; 1 - электрод ұстаушы; 2 - электрод; 3 - кесілген металл (кӛрсеткілер кесу бағытын кӛрсетеді)
171
Беткі ауа доғасын кесуді қолданудың ӛрістеуі балқыған жіктер ақауларын іріктеу, сондай-ақ болат, шойын және түсті құймалардың ақауларын жою кезінде орын алды. Жоғары легирленген болат пен шойынның ауа-доғалы кесу жоғары легірленген болаттар мен шойынның беткі қабатындағы оттек доғасы ағынымен бәсекелеседі, себебі бұл ағын, флюсты,жанар газды және оттекті талап етпейді. Ауа доғалы кесудің ағымдық кӛздері ретінде балқытудың түрлендіргіштері, жоғары қуатты түзеткіштер және қатты вольт- ампер сипаттамалары бар ауыспалы ток кӛздері пайдаланылады. Бұл электрлік импульстік режимде 2 000 А дейінгі тоқпен ағып кету процесінің тұрақты жүргізілуін қамтамасыз етеді.
Ауа беру үшін компрессорлар қуаты 20-30 м
3
/ сағ пайдаланылады. Ауа беру желісінде су мен май бӛлгіштерін орнату ұсынылады. Қолмен ауа доғалы кесу сапасы мен ӛндірісі кӛбіне кесушінің біліктілігіне байланысты. Кесу процесінде электродтың біркелкі емес берілуіне байланысты ойықтың тереңдігі ӛзгеруі мүмкін.
6.4
МЕТАЛЛДАРДЫ СУ АСТЫНДА КЕСУ
Металлдарды су астында доғалы кесуді қолайлы жылдамдықта орындау, доғаны қуаттау үшін күшті тоқ кӛзі қажет (әдетте 500-ден 1000 А-ға дейін ағымдар қолданылады). Кӛп жағдайда тікелей полярлықты тікелей қолдануға болады, алайда тәжірибе кӛрсеткендей, ауыспалы ток қолданылуы мүмкін. Арнайы қуатты электр балқыту қондырғысы болмаған жағдайда бір доғаға параллель екі немесе үш қалыпты агрегаттар қосылады. Доғаны нәрлендіру үшін күшті ток кӛзінің қажеттілігі су астындағы доғалы кесудің кемшілігі болып табылады, ӛйткені жұмыс орнында осындай ток кӛзінің болуы әрдайым мүмкін емес.
172
Доғалы кесудің екінші негізгі кемшілігі - металдың қалыңдығының жоғарылауымен үдерістің жылдамдығының жылдам тӛмендеуі, сондықтан қалыпты жағдайларда қалыңдығы 10-15 мм аспайтын металдарды кесу үшін доғалы кесуді пайдалану ұсынылады. Қалыпты жағдайда 15 мм-ден қалың металдар басқа әдістермен кесіледі. Су астында доғалы кесуді тікелей кӛміртек немесе полярлы графитті электрод арқылы жүзеге асыруға болады, бірақ бұл әдіс әлі кең қолданыс таппады. Эксперименттік зерттеу сатысында су астында кесуге арналған арнайы электродтар бақылануда, мысалы, карборундтан, металл оксидтерінен және т.б. Мұндай әдістердің
практикалық қолданылуы әлі де алынған жоқ.
6.4
МЕТАЛЛДАРДЫ ПЛАЗМАЛЫҚ КЕСУ
Металдарды кесу үшін тӛмен температуралы плазма әдетте арнайы құралда пайда болған электр доғасында - плазматрон арқылы ӛтіп, ол арқылы техникалық газдардан ӛтеді. Екі плазмалық-доғалы разряд сұлбасы әзірленді: плазматронның катодты мен ӛңделетін металл (тікелей әрекет доғасы) арасында плазмалық доғаның (сурет-6.3а) процестен тәуелсіз сигналдар арасында қозғалатын плазма ағыны (сурет- 6.3b) (тәуелсіз доға). Сұлбардың екеуінде де доғалы разряд плазматрон каналдарында шоғырланады. Осының арқасында, плазмақұраушы ортаның шағын шығындарына қарамастан плазма ағынының едәуір жылдамдығына жетуге болады.
173
Плазмалы доға тәсілі барысында, кесік үш түрлі плазмалы доғамен қалыптасады: бағана, анодтық таңба және факел (сурет- 6.4), бұл әртүрлі металл жылу тиімділігін, сондай-ақ ең тӛменгі жылу алауын қамтамасыз етеді. Әртүрлі тиімді термиялық қуаты бар доғалы колоннаның үш түрлі бӛлігінің болуы плазмалық доғалы кесу оттек кесу жағдайына қарағанда әлдеқайда кӛп болған кезде кесектердің конустығын анықтайды.
Плазма қалыптастыратын орта.
Әртүрлі техникалық газдар катодта олардың әрекеті арқылы белсенді емес (аргон, азот, сутегі) және белсенді (ауа, оттек) бӛлінген плазмалық доғалы кесу үшін плазмалық құратын орта ретінде қолданылады. Плазма қалыптастырушы орталар доғаны дұрыс тұтану және жақсы тұрақтандыруды, электр энергиясын кесілген металдың қалыңдығы бойынша жылу және біркелкі энергия тасымалдауға және электродқа және кесілген металл бетіне теріс әсердің болмауын қамтамасыз етуі керек. Аргон-сутегі қоспалары алюминий, магний және олардың қорытпалары сияқты жеңіл металдарды кесу үшін қолданылады. Түсті металдардың плазмалық-доғалы кесу тәжірибесінде арзан азот-сутегі қоспалары азырақ қолданылады. Бұл қоспалармен алынған кесіктердің сапасы аргон-сутегі
қоспаларын пайдаланғаннан сәл тӛмен.
174
175
6.4-кесте. Әртүрлі металдарды кесу үшін плазмалық орталар
Плазма құрайтын орта
Кесілетін материал
Алюминий және оның қорытпалары
Жоғары легирленген болаттар
Титан
Ауа
Қалыңдығы120 мм-дейін болатын металды механикаланған кесу
Қалыңдығы 100 мм болатын металды машинамен кесуге
Ұсынылмайды
Азот
Металлды қолмен кесуге арналған
Аргон сутегімен
Қолмен және механикаланган кесуге арналған
Салыстырмалы шағын қалыңдықты беттері жоғары сапалы металдарды кесу
Азот сутекпен
Қолмен және механикаландырылған кесу
Аргон
Ұсынылмайды
Қолмен және механикаландырылғ ан кесу
Плазмалық орта ретінде қысылған ауаны пайдаланып, ауа айналымын кесу процесі құрылымдық және жоғары легірленген болаттарды кесу кезінде кең қолдануға ие болады. Кесу тиімділігін арттыру үшін ауадағы немесе оттек қоспасынан жоғары оттек құрамымен плазма құрайтын орталар пайдаланылады. Алайда, бұл жағдайда электродты кейбір белсенді емес газбен (аргон, азот) қорғау қажет. 6.4-кестеде түрлі металдарды кесу үшін бірқатар плазма құрайтын ортаны қолдану мүмкіндігі кӛрсетілген. Жалпы заңдылық - ең алдымен қара металлдарды кесу үшін белсенді газ қоспаларын және түсті металдарды және олардың қорытпаларын кесу үшін белсенді емес газдарды және олардың қоспаларын пайдалану.
Плазмалық кесу процесінің технологиялық ерекшеліктері . Кесілген бетінің плазмалық-доғалы кесу сапасын оңтайлы жағдайында оның перпендикулярлық еместігін қоспағанда, металдарды оттекпен кесу кезінде кесілген бетінің алынатын сапасы кем түспейді. МЕСТ 14792 сәйкес плазмалық доғаның сапалы кесуін келесі тӛрт негізгі кӛрсеткішпен бағалайды: ӛлшем шегі, перпендикулярсыз кескін, бетінің кедір-бұдыр болуы, термиялық әсер аймағының тереңдігі. Кесілген металл қалыңдығына байланысты осы параметрлердің әрқайсысы үшін пайдалану қысқарту мақсаты мен шарттарын айқындайтын стандартталған сапасы мен дәлдігін үш сапа және дәлдік классы белгіленген, олар кескіннің қолдануының міндетін және шартын анықтайды. 1 класс кесу бетінің сапасы ең жоғары талаптарға сәйкес келеді, 2 класс - ӛндірістік жағдайларда қол жеткізілген талаптар, және 3 класс - барлық индикаторлар бойынша ең тӛменгі талаптар. Процесінің жоғары сапалы және кесу ӛнімділігін қамтамасыз ету үшін мұқият кесу торапқа металл тасымалдаудың дайындық жұмысын жүзеге асыруға тиіс. Тасымалдау кезінде қаңылтырдың деформациялануын болдырмау және оның бетіне зақым келтірмеу керек. Бұл, әсіресе, алюминий және оның кейбір қорытпалары, мыс және т.б. үшін жұқа және жұмсақ металдар үшін ӛте маңызды. Мұндай металлдарды арнаулы арбаларға тасымалдауға ыңғайлы және оларды кранмен тасымалдаған кезде парақтар бетіне біркелкі орналастырылған пневматикалық соратын шыныаяқтарды пайдалану керек.
177
Ӛңделетін металл оң (жерге тұйықтайтын) сыммен сенімді байланысуы керек. Егер мұндай байланыстың сенімділігі кепілдік берілмесе, оң сымды кесетін ӛнімге бекітілген байланысты қапсырмаға әкелу ұсынылады. Қолмен немесе жартылай автоматты түрде кесу үшін бӛліктерді контурды 10-20 мм нүктелер арасында аралықпен қадағалау және керілу арқылы белгілеу керек. Бор белгілеуі контурдың дәлме-дәл кӛбеюін және кейбір металдардың беттерінен оңай тазаланбайды (жарылған). Бӛлшектерді белгілегенде, кесілген бӛліктердің мақсатына байланысты кесу үшін жеңілдік ескеріңіз. Доғалық кесу қозғау бойынша, бір жағынан, бастапқы толық кесу мүмкіндігін алып тастау, ал екінші жағынан, құрмай кесу разряд қос доғасының қозғауын қамтамасыз ету үшін, сондықтан кесілген металл бастапқы шетіне плазмотрон құру немесе жанып жатқан алаудың пилоттық доғаның шетінен жеткізілуі маңызды. Осы мақсатта плазмотрон бастапқы шетінен асып түседі, осылайша қалыптастыру шүмегі осінен 3,5 мм қашықтықта болады. Бұл қашықтықты едәуір арттырған кезде қосалқы доғал жалыны металды кесіп тастаумен электр байланысын қамтамасыз етеді. Фланецтің ішкі контурын кесу кезінде алдымен бастапқы тесік жасаңыз. табағы металл кесу кезінде плазматронға орташа немесе тӛмен бастапқы қалыңдығы тесік күйдіріп жіберуі мүмкін. Мұны істеу үшін алдымен қосалқы доғаны жарықтандыру керек. Бұл жағдайда плазматрон саңылаудың тесу нүктесінен жоғары кескіш доғаның қозғалысын жоққа шығаратын қашықтыққа (плазматронның соңғы беті мен металл кесілген металл арасындағы ара қашықтық 50 мм-ге тең болуы тиіс) кӛтерілуі керек. Содан кейін плазмотрон кесу доғасы пайда болғанға дейін біртіндеп тӛмендетілуі керек, қайтадан 4-6 мм-ге кӛтеріліп, қиылған контурдың бағытына (немесе контур бойына) немесе кескіш станцияның жұмыс ісін қосыңыз. Егер табақтың қалыңдығы үлкен болса, яғни тесік плазматронмен тесу мүмкін болмаса, бастапқы тесік бұрғыланады. Кесудің ені артуы үшін оның диаметрі жоспарланған кесудің енінен аз болуы керек. Қозғалыс басталғанда, плазматрон тесік осінен сәл ауытқиды. Берілген режимнің дұрыстығын кесу процесінде кесілген қуысынан шығарылған ұшқын ағымымен бағалауға болады (6.5- сурет).
178
1 - плазматрон; 2 - металл; 3 - доғаның алауы
Егер ұшқын ағыны табақтың бетіне перпендикуляр болса (6.5, a-сурет), нәтижесінде алынған беттердің параллельдері жақын; егер бұл ағым алаудың қозғалысына қарама-қарсы бағытта бұрылып кетсе (6.5, b-сурет), нәтижесінде кесілетін перпендикулярлық 3-класты сапа мен дәлдік талаптарынан аспайды. Егер ұшқын ағыны табақтың бетіне перпендикуляр болса (6.5, a-сурет), нәтижесінде алынған беттердің параллельдері жақын; егер бұл ағым алаудың қозғалысына қарама-қарсы бағытта бұрылып кетсе (6.5, b-сурет), нәтижесінде кесілетін перпендикулярлық 3-класты сапа мен дәлдік талаптарынан аспайды. Бұрышта сызықты секциялар қиылысатын контурды кесу кезінде, кесу жылдамдығы параллель шеттермен кесілген нүктеге дейін тӛмендеуі керек. Орташа және үлкен қисықтық контурлары бар кескіш бӛлшектерге де қатысты. Егер кӛрсетілген талаптар сақталмаса, кесілген бӛліктің ӛлшемдері (тӛменгі және жоғарғы жазықтықтар бойымен) плазма ағынының кесірінен айтарлықтай айырмашылығы болады. Әдетте, қисық кесу жылдамдығы 25- 30% тӛмендейді. Түзу сызықты кесу аяқталған кезде жылдамдық азаяды, себебі басқаша жағдайда металл қалыңдығы арқылы кесілмейді. 5-20 мм қалыңдығы бар алюминий қорытпалары азот немесе ауада кесілуі мүмкін. Алюминий қорытпаларын 60 мм немесе одан да кӛп қалыңдығы бар ӛңдеу кезінде кесу сапасы нашарлайды. Қалыңдығы 30-160 мм алюминийді кесу үшін азот-сутегі қоспалары қолайлы. Алюминий минималды кедір – бұдыр болу үшін аргон – сутегі қоспаларында кеседі.
179
Бұл жағдайда кесу бетінің сапасы қоспаның сутегі құрамына байланысты. Тӛмен сутегінің құрамында кедір-бұдырлы беттер алынып, тӛменгі жиегіндегі құлдырау металлдары жиналады. Жоғары беткі сапасы 35-50% сутегі бар аргон қоспасымен қамтамасыз етіледі. Бұл жағдайда кесілген кесіктің қалыңдығы бойынша сапасы шамамен бірдей, ал тӛменгі шеттердегі қосындылар күрт тӛмендейді. Аргон қоспасында 60% астам сутегі бар болса, кесу беттерінде терең соққылар пайда болса, кесек үстіңгі жиегіндегі табақ метал бетінен ағып жатқан тотықпалы пленка, ал тӛменгі жиек - металл қайтадан ағып шығады. Плазмалық-доғалы кесу қалыңдығы 100 мм-ден аз легирленген болаттар үшін ұтымды. Плазма-доғаның қалыңдығы 50-60 мм-ге дейін коррозияға тӛзімді болаттан жасалған жұмыс газы оттек бар газдарды - қысылған ауаны немесе азот пен оттегінің қоспасын білдіреді. Азот-сутегі қоспаларын кесу кезінде коррозияға тӛзімді болаттан жасалған қалыңдығы 16-40 мм болатын бетінің ең аз кедіріне қол жеткізіледі. Кішкене қалыңдығы бар болатты кескенде, азоттың үлкен мӛлшері жұмсалады, бұл тӛменгі жиектегі саңылаудың пайда болуына кедергі келтіреді. 50-60 мм-нен астам қалың болат оттек немесе сутегі бар азот қоспаларында кесіледі. Коррозияға тӛзімді болаттардың жоғары жылдамдықты, графикалық доға плазмалық кесуіне арналған жұмыс газы 20- 25% азотпен оттек қоспасы болып табылады. Тӛменгі кӛміртекті болаттардың қалыңдығы 40-50 мм-ге дейін плазмалық-доғалы кесу үшін жұмыс газдары ретінде қысылған ауа, оттек немесе оттек құрамды қоспалар қолданылады. Болат – азот немесе азот- сутегі қоспаларында кесілуі мүмкін. Сутегі құрамды плазма құрайтын қоспаларды пайдалану кезінде тӛменгі кӛміртекті болаттардың плазмалық-доғалы кесу іс жүзінде коррозияға тӛзімді болаттарды кесуден ерекшеленбейді, бірақ бұл жағдайда кесу жылдамдығы шамамен 20% -ға азаяды. Азот пен азот-сутегі қоспаларының қалыңдығы 20 мм-ден кем болаттарды кесу кезінде кесіктердің сапасы тӛмен. Мыс пен табақтарды кесу кезінде доғалы қуат болатты кесуден гӛрі кӛп болуы керек. Бұл жағдайда плазма құратын газ ретінде сутектің жоғары мӛлшерімен сығылған ауамен және азот қоспалары пайдаланылады. Осы орталарда кесу кезінде кесу беттерінің сапасы бірдей.
180
Кесілген бетіндегі мысты ауа плазмалық кесу кезінде оңай алынбалы мықты сынғыш биса қалыптасады. Шағын және орта қалың мыс табақтарын кесу үшін, ауа плазмалық кесу 350-400 А доғаның ішінде қолайлы болып табылады. Сонымен қатар, мыс табақтарының кесу жиектері 0,8-1,5 мм тереңдікте алынады. Плазмалық-доғалы титан кесуден кейін, дайындық ретінде ғана ұсынылғанда, механикалық ӛңдеу қажет. Плазмалық доғалы кесу жабдығы. Плазмалық доғалық кесу жабдығы плазмотронды, газды басқару және ӛлшеу жабдықтары бар газды басқару панелін, электр жабдығының блогын, қуат кӛзін, плазмотронды жылжытуға арналған құрылғыны қамтиды. Плазма доғасы үшін оттек кесуге арналған бірдей типтегі машиналар қолданылады. Кесу үдерісінің жоғары тұрақтылығын және доғаның жану тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін нәрлендіру кӛзінің вольт- амперлік сипаттамасы кернеуінің тӛмендеуіне және бос жүрістің кернеуі жоғары болуы керек (6.6-сурет). МЕСТ 12221-79 сәйкес, кесу түріне (қолмен немесе механикаландырылған) және кесу беттерінің сапасына қойылатын талаптарға сәйкес, біздің ӛнеркәсіп плазмалық доғалы кесу үшін әмбебап жабдықты шығарады. «Киев-5», «Киев-6» және APR-404 қондырғыларын монтаждалған ауа-плазмалық кесу үшін құрылғы шығарылды.
181
Киев-5 және Киев-6 қондырғыларына арналған тіп- тікеқұламалы кӛздердің жұмыс істеуі басқару жүйесімен қамтамасыз етілген тогы-кернеу сипаттамасының құлдырауына негізделген. Киев-5 және Киев-6 қондырғыларына арналған ағымдағы кӛздердің жұмыс істеуі басқару жүйесімен қамтамасыз етілген тогы-кернеу сипаттамасының құлдырауына негізделген. Ӛнеркәсіпте бұрынғы ұрпақ қондырғылары бар - APR 402 және APR 403 қанықтығын индукторлары бар, олар құлдырау сипаттамаларын тӛмендетеді. Қолмен плазмалық доғалы кесу, негізінен металды салыстырмалы түрде аз қалыңдығымен кесу кезінде қолданылады. Осындай кесу үшін пайдаланылатын құрылғылар жиынтығы кесуші плазматронды, кабель-шлангалық пакетті, коллекторды және оттықты қамтиды. Осы қондырғыларда доғалы ток қосуға арналған түймелер, плазмалық газды шығаратын клапандар мен нәрлену тұтқалары кесу плазматронының тұтқасына орнатылады. Кесу доғаны катодты шашатын шашты электрӛткізгіштігі бар аралықпен қысқаша жабады. Осы типтегі қондырғылар ВЦ-500, ВДГ-501 қуат кӛздерінен, доғалық балқыту үшін немесе PSO-500 және басқа да балқыту потенциалдарының айналмалы түрлендіргіштерінен жұмыс істейді. Кесу плазматрондарының конструкциялары екі негізгі блокты қамтиды: электрод және тұмсықты. Бұл блоктар бір-бірінен электрлік түрде оқшауланады және плазмалық газдарды, негізгі және қосалқы тоқтар, электродты бекітуге, сондай-ақ электрод пен шүмекті салқындату жүйесін қамтамасыз ететін қондырғыларды қамтиды (6.7-сурет). Электрод және шүмек түйіндері плазма құрайтын газдар берілсе, доға ағымы қозғалатын арка камерасын құрайды. Плазмалық доғалы кесу әдісіне байланысты электродтар лантандалған вольфрам ӛзегі (аргон, азот, оттекті қолдану барысында) немесе цирконий немесе гафний кірістірумен сумен суытылған мыс электроды (жұмыс газы ретінде ауа тотығу құралдарын пайдаланғанда - ауа, байытылған ауа, оттек) қолданылады. Цирконий мен гафниий жоғары доғалық разрядтау температурасына ұшыраған кезде, бетіне тӛзімді оксид пленканы қалыптастырады, содан кейін электродты кесу кезіндегі эрозиядан қорғайды. Алайда, осы электродтардың тӛтенше жоғары температуралардың әсерінен кедергісі тӛмен және олардың жұмыс уақыты 2 ... 4 сағаттан аспайды.
182
Плазма қалыптастырушы газдарды доғалық камераға жеткізу әдісіне қарай доғаны тұрақтандырудың осьтік және құйынды жолдары бар (6.8, а). Бірінші әдісі, плазмалық-қалыптастыру орта электрод осіне камералық ағыны қатар жеткізіледі, ал екінші - бұл ағымы орамасының қамтамасыз ететін тангенциалды арналарының камерасына беріледі (6.8, б-сурет). Осьтік тұрақтандыруға болатын плазматрондарда катодтар 20-30 ° бұрышқа ӛткірленеді, бұл саңылаудың шығыңқы бӛлігімен бағанындағы осьте катодты нүктенің нақты бекітілуін жасауға мүмкіндік береді. Реттелетін катодтар ретінде диаметрі 2-6 мм және ұзындығы 100-150 мм лантандық вольфрам шыбықтар қолданылады. Механикаландырылған кесу үшін плазмотрондарда,негізінен, цирконий немесе гффний кірістіретін мыс суыту катодтары қолданылады. Дӛңгелекті осьтік тұрақтандыру арқылы кірістіру керек. Құйынды тұрақтандыру арқылы жазық катодты қолдануға болады. Бұл жағдайда кірістіру орталығында катодты нүктенің бекітілуі оның бұралуына байланысты ағын осін тұрақтандырумен қамтамасыз етіледі.
Шүмек қондырғысының негізгі элементі - қалыптастыратын ұшы. Шүмек каналының пішіні мен ӛлшемдері кесу ағынының параметрлерін айтарлықтай анықтайды: саңылаулардың кесіндісі кішірек және оның ұзындығы неғұрлым ұзағырақ болса, энергияның тығыздығы жоғары, демек, плазма ағынының жылдамдығы және басқа да ұқсас жағдайлар кезінде кесу ӛнімділігі. Дегенмен, шығыс тетігінің ең кіші диаметрі қос доғалардың пайда болуымен (доғалық разрядтар деп аталады) бір мезгілде негізгі доға - катод пен шүмектің саңылаумен, шүмекті және кесілетін металдың арасында. Металл кесуге электрмен жабдықтау немесе плазмалық ағынының болмауы дұрыс жұмыс істемеуіне байланысты болуы мүмкін ұшы-қалыптастыру саптама алаңында доғалық бағанында кем кернеудің тӛмендеуі болады - доғаның анод кернеуі тӛмендеуі сомасы катодты- саптама және доғалық саптаманың кернеудің тӛмендеуі катодты мысқа егер Dual ARC, орын газ. Кӛбінесе, қос доғалы кесу доғаның қозғалысы кезінде пайда болады (6.9-сурет). Заманауи қондырғыларда кесетін доға жоғары жиілікті қосалқы разряд кӛмегімен қозады.
183
Сол кезде, алдыменен электрод пен ұштықтың арасында қуаты тӛмен кӛмекші доға қоздырылады (15-40 А ток кезінде), ол ұштықты немесе катодты қиратпайды.Әдетте плазматрондар ұштықтары, жылуӛткіздігіштігі жоғары металдан, мыстан жасалады, ол ұштықты жақсы суынуы үшін қажет. Дегенмен, мыс пісіру сорғыларының суының қарқынды суытуына қарамастан, олардың доғалы бағанындағы газдардың жоғары температурасы себебінен олардың тозуы жақсы.
6.7-сурет. Плазмалы шырақтың сұлбасы:
1 - плазмалық газды жеткізуді қамтамасыз ету; 2 - суыту суын беру;
3 - дренажды қосу; 4 - катодты блок; 5 - катодты кірістіру; 6 - оқшаулайтын жең; 7 - шашатын; 8 - кесілген металл; 9 - доға камерасы; 10 - плазма доғасы; 11 - электрмен жабдықтау; 12 - балласттың тұрақтылығы
1 - катодты бекіту; 2 - катодтық торап; 3 - катодты; 4 - газбен жабдықтау; 5 - оқшаулағыш; 6, 10 - салқындату жүйелері; 7 - шүмек қондырғысы; 8 - доға камерасы; 9 - шашатын қалыптастыру; 11 - плазмотронды бекіту; 12 – боран
184
c
6.9-сурет. Қос доғаны қалыптастыру сұлбасы:1 - катодты; 2 - шүмек; 3 - металл; 4 - кесу полюсі доғасы; 5, 6 - қос доғалардың бағаналары, тиісінше, Ұшы - металл, ал катод - ұшы
Доға жануының тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін және доғаның қосарлану мүмкіндігін азайту үшін шүмектің шығу саңылауының диаметрі катод диаметрінен үлкен (немесе тең), ал шүмектің ұзындығы оның диаметрінен аз болуы керек. Доғаның тоғы катодтың диаметрімен анықталады. Шүмектің тұрақтандыру арқылы оның тозуы айтарлықтай азаяды, бірақ оның қызмет ету мерзімі ереже бойынша 7-8 сағаттан аспайды. Плазматронның қызмет мерзімін ұзарту үшін ұштығына арнайы ауыстырылатын шүмектерді бекітеді.
БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ
185
7-ТАРАУ
ГАЗБЕН ПІСІРУ МЕН КЕСУ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ ЖӘНЕ ТЕХНИКАСЫ
ПІСІРУ ЖАЛЫНЫ
Жанар газдың жану үдерісі жағдайға байланысты белгілі температурада тұтанудан басталады. Жанғаннан кейін әрі қарай егер жану кезінде бӛлінетін жылу жанар қоспасының жаңа бӛліктерінің жануына және қоршаған ортаға бӛлінген жылудың орнын толтыруға жеткілікті болса, сыртқы кӛзден газдың қызуы талап етілмейді. Ацетиленді оттегі пісіру жалыны ацетиленнің тұтану реакциясына байланысты (7.1-сурет).
Пісіру жалыны үш аймаққа бӛлінеді: 1-ядро, 2-орташа аймақ және 3- алау . Жалынның 1-ядроның ішінде мүштіктен келетін газ қоспасы бірте-бірте қызып, тұтану температурасына дейін жетеді. Жалынның ядросында жанарғыға берілетін ауа болғандықтан ацетиленнің жылулық ыдырауы орын алады. Жалын ядросында ацетиленнің ыдырау реакциясы тӛмендегідей болады:
С
2
Н
2
+ О
2
= 2С + Н
2
+ О
2
(7.1)
186
1
— ядро;
2
— орташа аймақ;
3
— алау
Жалынның 2-орташа аймағында газ қоспасындағы оттегімен кӛміртек толық емес тотықтырылады, ол тӛмендегідей жазылады:
2С + Н
2
+ О
2
= 2СО + Н
2
(7.2) Аталған реакция нәтижесінде бӛлінетін жылу қоспаның қызуына және ондағы тотықтандырғыш үдерістерінің жеделдетілуіне себеп болады. 7.2.-суретте кӛріп отырғанымыздай, жалынның 2-аймағы ең жоғары температурамен сипатталса, 3-алауында ауадан берілетін оттегімен ӛзара әрекеттесу кезінде сутек және кӛміртек тотығы жанып аяқталады:
2СО + Н
2
+ 1,5О
2
= 2СО
2
+ Н
2
О (7.3)
Соған қарамастан, кӛп мӛлшерде жылу бӛлінеді. Алайда, 3-алау аймағының кӛлемі үлкен болғандықтан, ондағы температура 2- аймаққа қарағанда тӛмен.
Қалыпты жалын және ацетиленнің толық жануын түзу үшін (7.1,а-суретін қара) оның әрбір кӛлеміне жанарғыға соғұрлым оттегі беру қажет, яғни р = У к
/У
а
= 1. р =1,1-1,3 болған кезде қалыпты жалын пайда болады. Бұл қатынасты кӛбейткен кезде (Р > 1,3) жалын тотықтандырғыш сипатқа ие болады (тотықтандырғыш жалын), ӛйткені оның құрамында металды тотықтандыратын артық ауа болмайды. Бұл жағдайда жалын ядросы қысқарып, анық емес кӛріністегі сүйірленген (7.1,б-суретін қара) түрге айналып, солғынданып, кӛгілдір түске енеді.
Келіп тұрған ауа мӛлшерін азайтқан кезде (ацетилен шығыны)
кӛміртектендіретін жалын
пайда болады ( 7.1, в-суретін қара).
187
1
— ядро;
2
— орташа аймақ;
3
— алау
Орташа аймақ кӛлемі үлкейіп, ядро кӛмескіленіп, оның артынан жасыл түсті «ацетиленді қауырсын» пайда болады. Ацетилен шығыны айтарлықтай жеткілікті болса, кӛміртек бӛлшектері сыртқы аймақтарда да пайда болып, жалын тотықтандырғыш жалынға айналып, ұзарады және қызыл түске енеді. 7.3-суретте жалынның ең жоғары температурасының газ қоспасының құрамына тәуелделігі кӛрсетілген .
40 50 60 70 0
2
г, °с
3500
3400
3300
3200
3100
3000
2800
2600
188
Жалынның ең жоғары температурасы және пісірудің ең жоғары ӛнімділігі қалыпты жалынмен салыстырғанда қоспаның құрамында оттегінің белгілі шығынымен байқалады. Таза оттегі және ацетилен үшін жалынның максималды температурасы 3100-3200 ° C болуы мүмкін. Ацетилен жалынында пайда болған еркін кӛміртек балқытылған металмен сіңірілуі мүмкін, сондықтан бұл жалын кӛміртектендіру деп аталады. Оның температурасы қалыпты немесе тотығы жалынының температурасымен салыстырғанда тӛменірек болып келеді. Жалынның температурасына жанар газ бен оттегінің қоспаларының байланысы айтарлықтай ықпал тигізеді. Р қатынасы артып бара жатқанда, максималды температура артып, сол жаққа, яғни жанарғының мүштігіне ауысады, бұл оның құрамында артық оттегі болған жағдайда қоспаның жану жылдамдығының ӛсуімен түсіндіріледі . Пісіру жанарғысының ацетиленді-оттекті жалынының температурасы газ қоспасының р =1,1-1,2 қатынасында ацетиленнің меншікті шығыны 250-400 дм
3
/сағ болғанда, жалынның ішкі ядросына дейінгі ара-қашықтыққа байланысты тӛмендегідей ӛзгереді:
Ара-қашықтық, мм 3
4
11
25
Температура,°С............ 3 050.3 150 2 850.3 050
2 650.2 850
2 450.2 650
Металдың беткі жағына бағытталған жалынның газ ағыны деформацияланып, тарала отырып, металл бетінің біршама аумағын қыздырады. Бұл бӛлік жылу нүктесі деп аталады. Жалынның жылу ағынын қызу таңбасы бойынша бӛлінуі жалынның иілу бұрышына, металл шүмектен қызған металға дейінгі қашықтыққа және жанарғының шүмегінен шығатын жанар қоспасының орташа жылдамдығына байланысты болады. Жалынның жылу қуатын ұтымды пайдалану арқылы, атап айтқанда, қуатын таңдау және жанар газдар мен оттегінің шығынын реттеумен кӛтеруге болады, ӛйткені оның жылдамдығын арттыру арқылы пісірудің жақсы сапасына қол жеткізуге мүмкіндік туындайды, сондай-ақ кейбір жағдайларда алау газдарының жылуын пайдалану арқылы газ пісірудің ӛнімділігін кӛтеруге болады.
189
77
7.2 .
ГАЗБЕН КЕСУГЕ АРНАЛҒАН ЖЫЛЫТҚЫШ ЖАЛЫН
Оттегімен (газбен) кесу – белгілі бір кӛлемде металды қарқынды тотығу процесі, одан кейін сұйық оксидті оттегі ағынымен алып тастау. Кесу процесі металдың үстіңгі жиегін металды оттегіде тұтандыратын температурасына дейінгі қыздыру жалынымен қыздырудан басталады, ал ол температура болаттың химиялық құрамына байланысты 1050-1200°С құрайды. Металдың тұтану температурасына жеткен кезде оның жоғарғы жиегіне кесу шүмегінен оттегі ағыны беріліп, болат жанып, оксидтер пайда болады және айтарлықтай мӛлшерде жылу бӛлініп, жиектің үстіңгі бӛлігінде болаттың балқу температурасына дейін қызуын қамтамасыз етеді. Жиектің үстіңгі бӛлігінде пайда болған сұйық оксидтер мен темір балқымасы металдың қабырға жиектерімен оттегі ағыны ретінде орын ауыстырып, оның тӛменгі қабаттары қыза бастайды, осыған орай барлық металл толық деңгейде кесілгенше тотығады. Кескіні күйіктеспемен бір мезгілде кесу бағыты бойынша белгілі бір жылдамдықпен қозғалтады. Кесіктің алдыңғы бетінде тұтас қалыңдығы бойынша жанар металдың үздіксіз қабаты пайда болады. Металлдың тотығуы әр сәтте жоғарыдан басталады және металдың тӛменгі қабаттарына ӛтеді.
Оттегілі кесу процесін жүргізу үшін келесі шарттарды орындау қажет: Жоғарыда кӛрсетілген шарттар оттегімен кесу арқылы ӛңделетін металға қойылатын талаптарды анықтайды. Ең алдымен, оксидтердің балқу температурасы металдың балқу температурасынан тӛмен болуы тиіс. Олай болмаған жағдайда, оттегі ағыны балқытылған металды тотықтыра алмайды, демек, кесу аймағында металдың қажетті деңгейде қызуы болмайды.
190
Таза металдардың ішінде тек темір мен титан оттегімен кесу арқылы жақсы ӛңделеді. Әдеттегі оттегімен кесуді никель, мыс, алюминий, магний, хром және мырыш үшін пайдалануға болмайды. Жылыту жалыны металдың беткі қабаттарын тұтану температурасына дейін қыздыруға қызмет етеді. Оттегімен кесу кезінде газ тәрізді және сұйық кӛмірсутектер отын ретінде қолданылады. Оттегі қоспасында жанар заттарды жағу кезінде жоғары температурадағы жалын пайда болады. Жалынның жоғарғы температурасы ацетиленмен қамтамасыз етіледі. Ацетилен - бұл қымбат газ, себебі оның ӛндірісі үшін бастапқы материал кальций карбиді болып табылады, ол ӛндірісте үлкен мӛлшерде энергияны талап етеді, сондықтан қазіргі кезде оттегімен кесу кезінде ацетилен сирек қолданылады. Бұл мақсаттарда алмастырғыш газдар
қолданылады: табиғи газ, пропан-бутан қоспалары және т.б.
Газ жалынымен металды қыздыру процесі екі сатыда жүреді. Бірінші сатыда металдың жиектері жылудың жылжымайтын кӛзі болған жағдайда оттегі ағынында тұтанатын температураға дейін қызадырылады. Берілген температураға дейін қыздыру уақыты жылу кӛзінің қуатына, материалдың жылу қасиеттеріне және оның массасына байланысты болады. Кесілген металдың қалыңдығы артқан сайын жанар газдың шығыны ӛсуде. Ацетиленге қарағанда, анағұрлым тӛмен жылуда жанатын жанар газды пайдалануға кӛшу оның шығынының ӛсуін талап етеді. Металл беті әртүрлі жағдайда ластанса (қақ, күйік) немесе кесілетін металдың үстіңгі бӛлігі мен кесік арасындағы ара-қашықтық технологиялық себептерге байланысты ұзартылған жағдайда да жанар газдың шығыны ӛседі. Екінші сатыда қыздыру жалыны алдында орналасқан металл қабаттарын тұтану температурасына дейін қыздырып, процесті үздіксіз жүргізу қамтамасыз етіледі. Бірінші сатыда металды қыздыру процесінде, ереже бойынша, құрамында оттегі кӛп жалын пайдаланылып, жиектердің қыздырылуы жеделдетіледі. Кесу барысында метал қалыпты құрамды жалынмен қыздырылады.
КЕСЕТІН ОТТЕГІНІҢ АҒЫНЫ
Кесетін оттегі ағыны құрал-жабдық ретінде қызмет етеді, ал кесік бетінің сапасы және кесу ӛнімділігі оның қасиеттеріне байланысты болады. Кесетін оттегінің ағынына қойылатын негізгі талаптарының бірі – ол ӛзінің геометриялық ӛлшемдерін кесілетін металдың барлық қалыңдығы бойынша сақтап қалу.
191
Қалыңдығы 5-8 мм болат прокат, 392-1176 кПа (3.92-11.76 кгс / см
2
) кескіштің алдында кесетін оттегіқысымымен ӛңделеді. Қалыңдығы үлкен (300 мм-нен астам) болат құймалары мен соғылмаларын кесу үшін шүмектерінде кесетін оттегіге арналған цилиндр түріндегі шүмекті пайдалана отырып, қысымы тӛмен (392 кПа дейін) оттегі қолданылады. Кесу ағынының маңызды параметрі - оның шүмектен шығу жылдамдығы. Оттегімен кесу барысында оттегі ағымы ең жоғары жылдамдықпен шықаны дұрыс, сонымен қатар, шүмектің кесігінен шығатын ағынның статикалық қысымы атмосфералық қысымнан ерекшеленбеуі керек. Кесетін оттегі ағынының жылдамдығының жоғарылауы сұйық металл үлпектеріне динамикалық әсер ету деңгейін арттырып, бірдей жағдайларда металдарды оттегімен кесу жылдамдығын арттыруды қамтамасыз етеді (7.4-сурет). Демек, кесу үшін жоғары қысымды оттегіні қолдану қажет. Металды тотықтыруға берілетін белгілі мӛлшердегі оттегіден басқа кесу аймағына сұйық қоқыс кесіктерінің саңылауларынан үрлеу үшін оттегі қажет. Оттегімен кесу тәжірибесі кӛрсеткендей, оттегінің қолданылу коэффициенті, негізінен, кесік бетінің сапасына және металдың қалыңдығына қойылатын талаптармен анықталады. Оттегіні пайдалану коэффициенті металды 5-10 мм қалыңдықта кесу кезінде ең аз мәні (0,2-0,4) болады, металл қалыңдығы 100 мм- ге кӛбейген уақытта, шамамен, 2 есеге ӛседі және әрі қарай азғана ӛзгеріп отырады.
440 480 520 560 w, м/с
192
7.4
ГАЗБЕН ПІСІРУ КЕЗІНДЕГІ ЖАЛҒАСТАРДЫҢ ЖӘНЕ ЖІКТЕРДІҢ ТҮРЛЕРІ
Газбен пісіру барысында түйіс, айқасқан, таңбалы және бұрыштық жалғастар пайдаланылады (7.5-сурет).
Түйіс жалғастар (
7.5,
а...г-сурет.)
ең тӛмен қалдық кернеулер мен пісіру кезінде деформацияланатындықтан, статикалық және динамикалық жүктемелерде ең жоғары тӛзімділігі, сондай-ақ бақылау жүргізуге қолжетімділігі болғандықтан ең кӛп тараған болып табылады. Түйіс жалғастарды қалыптастыру үшін негізгі және қоспа металдардың аз мӛлшері шығындалады. Жалғастырудың бұл түрі жиектердің қиғаштануысыз, бір немесе екі жиектің қиғаштануымен (V-пішінді) немесе екі жиектің екі қиғаштануымен (X-пішінді) ашылуымен орындалуы мүмкін.
Жиектер жіктің теріс жағын пісіру кезінде металдың ағып кетуіне жол бермеу мақсатында мұқалады. Жиектер арасындағы саңылау жік тамырының пісірілуін жеңілдетеді.
а
— жиектерді ӛңдеусіз және саңылаусыз түйіс;
б
— жиектерді ӛңдеусіз және саңылауы бар түйіс;
в, г
— жиектердің біржақты және екіжақты қиғаштануымен түйіс;
д
— айқасқан;
е
— саңылаусыз таңбалы;
ж
— саңылаумен таңбалы;
з
— дӛңбек;
и
— бұрыштық; s— пісірілетін материал қалыңдығы
193
Жоғары сапалы жалғастарға қол жеткізу үшін жіктің барлық ұзындығы бойынша саңылаулардың жалпақтығын бірдей, яғни жиектердің параллель болуын қамтамасыз ету қажет.
Айқасқан жалғастар
(7.5,
д- сурет.)
қалыңдығы аз (3 мм-ге дейін) металдарды, қаптамаларды, құбыр ӛткізгіштің жалғастырғыштарын және т.б. газбен пісіру кезінде пайдаланылады. Қалыңдығы үлкен металдарды пісіру кезінде мұндай жалғастыру түрлері ұсынылмайды, ӛйткені бұйымның ӛзгеруіне соқтырады және оларға сызат түсуі мүмкін.
Таңбалы жалғастар (7.5, е, ж-сурет.) шектеулі пайдаланылады, ӛйткені оларды орындау кезінде металдың қарқынды қызуы қажет. Одан басқа, аталған біріктіру бұйымдардың ӛзгеруіне себеп болады. Таңбалы жалғастарды қалың емес бұйымдарды пісіру кезінде пайдаланады, жиектердің қиғаштануысыз орындалады және бұрыштық жіктермен пісірледі.
Қапталдық жалғастар (7.5, з-сурет.) қалың емес бӛлшектерді пісіруге, сонымен қатар құбыр ӛткізгіштерін дайындау және біріктіру кезінде пайдаланады.
Бұрыштық жалғас (7.5,и-сурет.) жауаптылығы жоқ сыйымдылықтарды, фланецтерді және құбыр ӛткізгіштерін пісіру кезінде пайдаланылады. Қалың емес металдарды пісіру кезінде қоспа металды пайдаланбай кӛмкеру арқылы бұрыштық жалғастарды пайдалануға болады.
Пісіру жалғастар түрлеріне байланысты
түйіс
және
бұрыштық
пісіру жіктерін ажыратады. Пісіру кезінде кеңістікте орналасуына қарай жіктері
тӛменгі, тік, кӛлденең
және
тӛбелік
болып бӛлінеді (7.6-сурет).
Пісірілген жіктерді қалыптастыру және жалғастарды түзу үшін ең жақсы жағдайлар тӛменгі позицияларда пісіру кезінде пайда болады, сондықтан басқа позицияларда пісіру тек кеңістікте ерекше жағдайларда ғана қолданылуы керек.
а б в г
194
а
— қапталданған;
б
— қарсы;
в
— құрама;
г
— қиғаш
Қолданыстағы күшке қатысты орналасуына сәйкес жіктер қапталданған (күш әсерінің бағытына параллель орналасқан), қарсы (күш әсерінің бағытына перпендикуляр орналасқан), құрама және қиғаш болып бӛлінеді (7.7-сурет).
Кӛлденең қиманың пішіні мен дӛңестігінің дәрежесін
қалыпты, дӛңес
және
иілген
жіктер ажыратып тұрады. Қалыпты жағдайда дӛңес және қалыпты жіктер пайдаланылса, ал иілген жіктер негізінен тұтқыш үшін қолданылады. Бағытталған қабаттардың санына қарай жіктер бір қабатты және кӛп қабатты, ал ұзындығына қарай -
үздіксіз
және
үзілімелі
жіктер ажыратады
7.5 .
ПІСІРУ
Пісіру режимі пісірілетін металдың түріне, аумақты ӛлшеміне және бұйымның пішініне байланысты болады. Пісіру әдісі металдың қалыңдығы, жіктің кеңістікте орналасуы және т.б. арқылы анықталады. Жылытқыштың қозғалыс бағыты бойынша газды пісірудің екі, яғни сол және оң әдісін ажыратады. Жиі қолданылатын сол жақ пісіру тәсілінде (7.8, а - сурет), жанарғының жалыны металдың пісірілмеген шетіне бағытталады, ал қоспа сым алаудан алдына жылжытылады. Бұл әдіс қалың емес (4-5 мм-ге дейін), сондай-ақ салыстырмалы түрде балқу температурасы тӛмен металдарды пісіру кезінде қолданған жӛн. Сол жақ әдіспен пісірілген металл жақсы қалыптасады. Оң жақ тәсілінде (7.8,б-сурет) жалын жіктердің пісірілген бӛлігіне бағытталып, ал сым жалынның артқы жағына жылжытылады, алайда оның соңғы жағы балқытылған метал ваннасынан алынбайды.
195
5
4 3 3 4 5
a б
7.8.-сурет. Пісірудің сол жақ (а) және оң жақ (б) әдістері:
1
— қоспа шыбықша;
2
— газ жалыны;
3
— жік;
4
— пісіру ваннасы;
5
— пісірілетін металл
Жылытқышты тіке орналастырады. Кӛлденең тербелістер жылытқышқа үлкен қалыңдықтың бӛліктерді оң жақ әдіспен пісіру кезінде ғана хабарланады. Пісірудің оң жақ әдісі пайдалану жалынның жылуын неғұрлым толық пайдалану есебінен газдың меншікті шығыны азаятындықтан процестің ӛнімділігін арттырады, алайда металды қыздырудың үлкен концентрациясына байланысты металдың шалыстануын азайтады. Қоспа сым негізгі металдың механикалық қасиеттері мен химиялық құрамына сай болуы керек. Қоспа сымның диаметрі d
таңдалған пісіру әдісіне және негізгі металдың қалыңдығына s байланысты болады. Оң жақ пісіру әдісі үшін d = s / 2 және сол жақ пісіру әдісі үшін d = s / 2 +1 мм. Газбен пісірудің анықтаушы параметрі жылытқыштың ұштығындағы нӛмірі болып табылады, ол қажетті күшті жалынмен қамтамасыз етеді. Жалын күші пісірілетін металдың қалыңдығына және жылулық қасиеттеріне байланысты:
М = sC
мұнда
С
— қалыңдығы 1 мм метал, дм
3
/сағ үшін газ шығынының меншікті жылу коэффициенті.
Пісірілген жіктердің сапасына және геометриялық параметрлеріне әсер ететін газбен пісірудің қосымша параметрлері пісіру жылдамдығы, жалынның түрі, ұштықтың иілу бұрышы және жалынның ядросының пісіру ваннасының түбіне дейінгі қашықтық болып табылады.
Пісіру жылдамдығын қажеттілігіне қарай ӛзгерту қажет, ӛйткені пісіру жылдамдығы ӛзгермесе, қызуды асырып жіберу немесе металды күйдіру кӛріністері орын табады.
196
Ұштықтың иілу бұрышы металдың қызуына қарай ӛзгереді. Оны жалын күші қосымша факторы ретінде санауға болады, ал ваннаның пішіні мен ӛлшемі (иілген немесе дӛңес) бойынша пісіруші бұрышты ӛзгерту туралы шешімді дереу қабылдай алады. Кейде оны орындау үшін пісіру ваннасынан жалынды бір сәтке алып тастауы қажет болады Жылытқыш мүштігінің иілу бұрышы пісіру барысында ӛзгеруі мүмкін, яғни металды жақсы жылыту және пісіру ваннасын жылдам қалыптастыру үшін пісірудің бастапқы уақытында иілу бұрышы ең үлкен кӛлемде (80 ... 90 °) белгіленеді және пісіру барысында осы бұрыш пісірілетін металдың қалыңдығына және түріне сәйкес келуі керек.
Жалынның ядросынан пісіру ваннасының түбіне дейінгі қашықтық тұрақты болуы керек. Балқытылған металл ваннасының түбіне ядроның шетімен тиюге болмайды, себебі бұл жағдайда балқыма кӛміртекпен толтырылады. Жалынның ядросының шетінен пісіру ваннасының түбіне дейінгі қашықтық шамамен ядро ұзындығына тең болуы немесе сәл аз болу керек. Пісіру сымы жұмыс істейтін (қалпына келтіретін) аймақта немесе пісіру ваннасының шетінде болуы тиіс. 3 мм-ден әрі қарай қалыңдықтағы болат жиектерді оң жақ тәсілмен тӛменгі орында пісіру кезінде (немесе қалың болатты сол жақ тәсілмен, жиектерді ӛңдеумен немесе ӛңдеусіз пісіру кезінде) жылытқыш пен қоспа сымның соңының ең кӛп тараған әрекеті 7.9-суретінде кӛрсетілген. Дұрыс әдіспен пісіру кезінде қыздырғыштың және қарапайым сымның ең кӛп таралған қозғалысы кӛрсетілген. Бұл жағдайда қоспа сымның соңы пісіру жылытқышының әрекетіне қарсы қозғалыс жасайды.
7.9.-сур.Қалыңдығы 3 мм-нен артық болатын болатты тӛменгі орындарда пісіру кезіндегі жылытқыш және сым соңдарының қозғалыс сызбасы (пісіру бағыттары бағыттауыштармен кӛрсетілген):
1
— движение проволоки;
2
— движение горелки
1
— сым қозғалысы;
2
— жылытқыш қозғалысы;
3
— қозғалыс тоқтайтын орындар
197
Бұрыштық жіктерді жасау кезінде қалыпты пішініне қол жеткізу үшін жылытқыш және қоспа сыммен 7.10-суретте кӛрсетілген қозғалыстар жасалады. Қалыңдығы 5 мм болатын металды пісірудің оң жақ тәсілімен пісіру кезінде жылытқыш жалыны жіктердің тіліктеріне тереңдетіліп беріледі және оны бойлай, тербелгіш қозғалыстар жасамай орын ауыстырады. Бүгілуді азайту және сызаттардың пайда болуына жол бермеу үшін табақшалар пісіру кезінде жиектердің арасындағы саңылаулар жіктердің шеттерінде ұзындығы 2-4% (4-6 мм-ден аспауы керек) құрайтындай болып кеңейтілуімен орналасады. Пісіру жіктері пайда болған сайын қысқыш құрылғы біртіндеп босатылады. Сонымен қатар, жіктің дайын бӛлігінің металы шӛгілетіндіктен, саңылау қажетті ӛлшемге дейін азаяды. Саңылаудың ӛлшемі тұтқыштын кӛмегімен немесе сына арқылы жіктерді орындаудың шамасы бойынша жиектердің бойымен жылжитын және түйіс орнатылатын сына кӛмегімен анықталады.
ӘРТҮРЛІ ОРНАЛАСУЫНДА ЖІКТЕРДІ ПІСІРУ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ Айтарлықтай деңгейде газбен пісіру кезінде жіктердің қалыптасу процесі газ жалынының қысымына, қоспа сым соңының қозғалысына, тамшы ауырлығының күшіне және металдың үстінің керілу күшіне байланысты болады. Тік және тӛбелік жіктерін пісіру жалының газ ағымының қысымы және қоспа сымның қозғалысы сұйық металды ваннада ұстауға себеп болады. Сондай-ақ, бұл жағдайда жіктердің қалыптасуына сұйық ваннадан үзілу және ағып кетуге себеп болатын тамшылардың ауырлық күші және керісінше бағытқа бағытталып, ваннада тамшыны ұстауға ұмтылатын үстіңгі керілу күші әсер етеді. Пісіру тәсілін (оң және сол) таңдау кеңістікте жіктердің орналасуына байланысты.
Тік жіктерді тӛменнен жоғары пісіру кезінде сол жақ тәсілді пайдаланған дұрысырақ (7.11-сурет). Кейбір жағдайларда тік жіктерді тӛменнен жоғары қарай оң жақ тәсілмен, яғни тесіп ӛтетін белдікпен де пісіруге болады (7.12- сурет). Мұндай жағдайда пісіруші металда тесіп ӛтетін саңылауды күйдіріп, тӛменінде жиектерге балқымамен толтырады.
198
-сурет.Тік жіктерді тӛменнен жоғары қарай сол жақ тәсілмен пісіру сұлбасы:
1
— қоспа шыбықша;
2
— жылытқыш;
3
— бӛлшек;
4
— жік
Бұл жағдайда жиектер қиғаш жасалмайды. Пісірілетін металл қалыңдығының жартысына тең саңылауы бар бӛлшектер жинақталып, тігінен орнатылады. Жік бірден металл қалыңдығының барлығына қалыптасады, сонымен қоса жапсардың екі жағынан да жіктер күшейтіледі. Жік металы, бұл жағдайда, тығыздығы бойынша тӛменгі орында пісірілген жіктен кем болмайды.
Кӛлденең жіктерді оң жақ тәсілмен орындаған жеңіл, ӛйткені жалынның газ ағымы жіктерге тікелей бағытталған және металдың пісіру ваннасынан ағып кетуіне жол бермейді. Пісіру ваннасын кейбір бұрыштарға орналастырады (7.13-сурет).
Тӛбелік жіктерін оң жақ тәсілмен орындаған жеңіл, ӛйткені қоспа біліктің соңы және газ ағымының қысымы металдың ағуына кедергі болады. Мұндай жіктерді сол жақ тәсілмен жасау, ереже бойынша, металдың жұғыны және белдіктің сапасыз қалыптасуына алып келеді.
1
— түйіс;
2
— қоспа шыбықша;
3
— жылытқыш;
4
— пісіру ваннасы;
5
— жік;
6
— газ жалыны
199
-сурет. Кӛлденең жікті пісіру сұлбасы:
1
— қоспа шыбықша;
2
— бӛлшек;
3
— жылытқыш;
4
— жік
7.7.
БОЛАТТЫ ГАЗБЕН ПІСІРУ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ
Тӛмен кӛміртекті болатты газбен пісірудің әртүрлі тәсілімен пісіруге болады. Болатты пісіру кезінде жылытқыш жалыны қалыңдығы 1мм металл үшін сол жақ пісіру кезінде 100... 130 дм
3
/сағ, ал оң жақ пісіруде 120-150 дм
3
/сағ ацетилен шығынымен қалыпты болуы қажет.
Қалыңдығы 6 мм болатты газбен пісіру кезінде жанар газ ретінде ацетилен, пропан-бутанды қоспа немесе табиғи газ (шектеулі қолданыс) қолданылады. Қоспа сым болат маркасына байанысты таңдалады. Болатты газбен пісіру тәртібі 7.1 және 7.2 кестелерінде келтірілген. Күшті жалынмен пісіру кезінде металл күйіп кетпеуі үшін мүштіктің иілу бұрышын негізгі металға келтіре отырып, азайтады, ал жалын, соған қарай, қоспа сымның соңына бағытталады. Қоспа материал ретінде Св-08, Св-08А, Св-08ГА, Св-10ГА и Св- 10Г2 маркілі пісіру сымдары пайдаланылады. Бұл жағдайда флюсты пайдалану қажет емес . Болаттың құрамында 0,3% -дан астам кӛміртек болған кезде, металдардың кристалдану температурасына (ыстық сызаттар) жақын және пісіруден кейін салқындату (суық сызаттар) температураларында сызаттар пайда болуы мүмкін. Кӛміртек құрамының ӛсуі метал ұнтақтарының шеттерінде сынғыш қабықшалардың пайда болуына ықпал етеді, сондықтан осындай болаттардағы сызаттар жік аймағында да, жік металдарында да құрылуы мүмкін. Құрамында кӛміртек 0,3...0,6%-дан жоғары болаттарды пісіру үшін
200
7.1-кесте
Кӛміртекті болаттарды ацетилен қоспасын пайдаланумен газбен пісіру тәртібі!
Пісірілетін металдың қалыңдығы, мм
Түйістегі саңылау ӛлшемі, мм
Жиектердің қиғаштықтар ының бұрышы,
Ілестіруші арасындағы қашықтық, мм
Пісіру сымдарының диаметрі, мм
Мем.стандарт бойынша жылытқыш ұштығының нӛмірі 1077—79Е
Шығын, дм
3
/сағ
ГЗ
түріндегі
Г2
түріндегі
ацетиленнің
оттегінің
0,3…0,6
20..
30
1,0
0
20…60
28…65
0,6...1,5
20..
30
1,5...2,0
1
1
50... 125
55... 135
1,5...2,5
0,8...1,5
30..
50
2,0...2,5
2
2
120...240
130...280
2,5...4,0
1,5...2,5
60...65
50...
80
2,5...3,5
3
3
230...430
250... 440
4,0…6,0
2,5...4,0
70...90
800...
100
3,5...5,5
4
400... 700
430...750
7,0…10,0
3,0…6,0
70…90
100...
120
5,0...6,0
5
660... 1 100
740... 1 200
7.2-кесте.Кӛміртекті болаттарды пропан-бутан қоспасын пайдаланумен газбен пісіру тәртібі
Пісіру
шығын, дм
3
/сағ
Пісірілетін
металдың қалыңдығы, мм
Түйістегі саңылау ӛлшемі, мм
Жиектердің
қиғаштықтарын ың бұрышы, ...°
сымдарының диаметрі,
мм
Мем.стандарт бойынша
жылытқыш ұштығының нӛмірі 1077—79Е
пропан-
бутанды қоспасының оттегінің
0,5…1,0
1,0. . 1,5
1,0. . 1,5 1; 2 30...90 105...315
201
1,1.„2,0
1,5.
.2,0 Қиғаштықсыз жиектер
1,5.
.2,0
2; 3
60... 180
210...680
2,1...3,0
2,0.
.3,0
2,0.
.2,5
3; 4
120...270
420... 950
3,1…5,0
3,0.
.4,0 60...90
2,5.
.4,0
4; 5
180...540
630... 1 900
қалыңдығы 1 мм металл үшін ацетилен шығыны 75-100 л/сағболатын қалыпты жалын пайдаланылады. Қалыңдығы 3 мм-ден артық металл үшін 250-350°С – қа дейін бұйымдарды алдын ала жалпы қыздыру, сонымен қатар түйіс аймақты 650-700°С-қа дейін жылытқыштармен жергілікті қыздыру ұсынылады. Жік металының және түйіс аймақтың құрылымын пісіруден кейін 600-650 °С-та жұмсарту арқылы жақсартуға болады. Перлитті класына жатқызылатын тӛмен легирленген болат (10ХСНД, 15ХСНД маркілі) жоғары беріктігімен, жақсы пісірілетіндігімен және атмосфералық жағдайларда тоттануға тӛзімділігімен сипатталады. Аталған болаттарды газбен пісіру кезінде 1мм металл үшін сол жақ пісіру кезінде 70-100 л/сағ, ал оң жақ пісіруде 100-130 л/сағ ацетилен шығынымен қалыпты жалынды, Св-08А и Св-08Г2С маркілі қоспа сым пайдаланылады,
ал флюс қолданылмайды.
Хромкремниймарганецті болат (30ХГСА түріндегі) ӛте берік, созылмалы және тербеліс және соққыларды кӛтереді. Жылумен ӛңделген кезде олардың тӛзімділігі 800 МПа және салыстырмалы ұзаруы 10% болады. Хром мен кремнийдің күйіп қалуын болдырмау үшін пісіруді қалыңдығы 1 мм-ге металды пісіру үшін 75-100 л/сағ ацетиленді шығынымен ұштықпен орындайды. Қоспа метал ретінде Св-08 және Св-08A маркілі тӛмен кӛміртекті сым немесе С-18XMA маркілі тӛмен легирленген сым қолданылады. Пісіруге дейін қалыңдығы 0,5-1,5 мм металл табақшалар әр 20-30 мм сайын ілеседі, ал қалыңдығы 2 мм-ден астам табақшалар - әр 40-60 мм кейін ілеседі. Тұтқыштарды табақшалардың жиегінен немесе пісірілген біріктірулер бұрышынан 10-15 мм қашықтықта орналастырған дұрыс. Жиектерді мұқият тазалау және түзету қажет, сондай-ақ, олардың арасындағы саңылаудың нақтылығы сақталуы тиіс, ӛйткені олардың жік ұзындығының бойымен біркелкілігі қалыптармен тексеріледі. Пісіру бір қабатта жүзеге асырылады. Легирленген болатты белгілі шамада пісіру олардың химиялық құрамымен, әсіресе, құрамындағы кӛміртекпен анықталады. Аталған болат маркілерінің кейбіреулері ғана газбен жақсы пісіріледі. Артық күйіп кетудің алдын алу және деформациялануды азайту үшін хромды болаттарды пісіру ацетилен шығыны тӛменделген (қалыңдығы 1 мм металл үшін 70 дм
3
/сағ) қалыпты жалынмен орындалады .
202
Қоспа сымда осы маркілі болаттан да, пісірілген болаттан да немесе құрамы жақын, мысалы Св-04Х19Н9, Св-06Х19Н9Т маркалы сымды қолданады.
Хром-никелді болаттарды газбен пісіру .
Қалыңдығы 1 мм металл үшін ацетилен шығыны 70-75 дм
3
/сағ болатын қалыпты жалынмен орындайды. Бұл жағдайда тотығу жалынын қолдануға болмайды, себебі баяу балқитын оксидтер пайда болып, хром қатты күйіп кетуі мүмкін. Бұл жағдайда құрамында кӛміртек аз, сонымен қатар, мысалы Св-01X19Н9, Св-06Х19Н9T, Св-07Х19Н10B маркалы титан немесе ниобий бар қоспа сым пайдаланады. Пісіруді пісіру ваннасына батқан қоспа сымның соңын ұстай отырып, ең үлкен жылдамдықпен орындайды. Пісіру ванналарын сақтау үшін келесі құрамдағы флюстар пайдаланылады: Пісіруден кейін бораты бар флюстар мұқият жойылуы керек, ӛйткені, олар жіктерде кристалдар арасында коррозия туғызатын агрессивті қабықшалар түзеді. Флюстер сумен араластырып, пісіруден 15-20 мин бұрын паста түрінде жиектерге, сондай-ақ оксидтердің пайда болуының алдын алу үшін жіктердің тамырына жағылады. Пісіру аяқталғаннан кейін флюс қалдықтары ыстық сумен мұқият шайылады. Пісіруден кейін, құрылымдық мүмкіндік болса, жылуды 950-1100°С- қа дейін ӛңдеуді титықтап, сумен суытқаны дұрыс. Қалыңдығы 1,5-2,0 мм-ден аспайтын хромды-никелді болаттарды газбен пісіру кезінде жалғастардың қанағаттанарлық сапасы мен тиісті ӛнімділік қамтамасыз етіледі.
7.8
МЫСПЕН ОНЫҢ ҚОРЫТПАЛАРЫН ГАЗБЕН ПІСІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Мыстың жоғары сапада пісірілуін қамтамасыз ету үшін пісіру ваннаны қышқылсыздандыру қажет. Бұл ретте пісіру ваннадан мыстың оксидтері оларды флюстармен байланыстыру арқылы не болмаса осы ваннаның бетіне қалқып шыққан оксидтерді белсенді элементтермен қалпына келтіру арқылы жойылады.
203
Белсенді элементтер қоспа металдың құрамына енгізілуі мүмкін. Жауапты емес аз жүктелген құрылымдарды пісіру үшін қоспа металл ретінде ашытқышсыз мысты қолдануға ұсынуға болады. Мысты газбен пісіру барысында флюстар қолданылады. Бірақ жұқа металды (3 мм-ге дейін) пісіруде оларды қолданбауға да болады. Бу тәрізді, ұнтақталған қалыпта немесе паста түрінде қолданылатын флюстар металды газдың тікелей әсерінен қорғап қана қоймай, сондай-ақ пісіру ваннадағы еріген мыстың оксидтерін байланыстыруға және кетіруге тиіс. Әдетте мұндай пісіруге негізінде бор қосылыстарынан тұратын қышқылды флюстар қолданылады. 1,5-2,0 мм дейінгі қалыңдықтағы түйіс жалғастарды негізінде қоспа металсыз пісіреді. Жиектер арасындағы саңылау арқылы металл ағып кетпеуі үшін олардың астына асбестті немесе графитті тӛсейді. Қалыңдығы 3 мм басталатын жалғастарды пісіруде V-тектес жиектердің қиғаштығын қолданады, бұл пісіру жылдамдығын арттыруға мүмкіндік береді, демек, металдың қышқылдануын азайтады. Мұндай ӛңдеудің ашылу бұрышы металл қалыңдығынан алғанда 1/5 тең, бірақ 1,5-2,0 мм кем емес, мұқалтумен 90° құрайды. Қалыңдығы 10 мм астам жалғастар үшін және жіктің екі жағынан тік бағытта пісіруді атқаратын екі пісіруші қатар жұмыс жасағанда, Х-тектес жиектің ӛңдеуін қолданады. Мысты пісіруде ацетиленді алмастырғыштар (пропан-бутан, табиғи газ және т.б.) ацетиленоттекті жалын мен газ жалынын қолданады, бұл ретте термиялық әсер аймағы кӛбірек, демек ӛзгеріске ұшырауда кӛбірек болады. Ацетиленді алмастырғышпен жұмыс жасау барысында пісірушіге жалындың қажет етілетін сипатын кӛзбен мӛлшерлеу қиындау, ал бұл пісіру сапасының тӛмендеуіне әкеліп соғуы мүмкін.
Бір жанарғымен пісіруде жалынның қуаттылығы (ацетилен шығыны, л/сағ)
V
a
= (150-200) s, (7.5)
мұнда
s
— мыстың қалыңдығы, мм.
Жалын сипаты р = 1,1-1,2 сәйкес бекітіледі, яғни қатаң түрде қалыптағы. Мысты пісіруде жалын жұмсақ болуы және болатты пісіру барысындағы бұрыштан үлкен болып табылатын бұрыш астынан бағытталуы тиіс. Қоспа пісіру ваннасы суымау үшін оның үстінде болуы тиіс, сонымен бірге балқытылатын сым пісіру ваннаның үстіңгі бетіне жақын болуы міндетті, бұл оның тотығуын азайтады.
204
Қалыңдығы 5 мм дейінгі табақ мысты сол әдіспен, ал кӛбірек қалыңдықтағыны мүмкіндігінше оң әдіспен пісіреді. Мысты бір қатардан пісіреді, ӛйткені бірінші қабаттың ӛзі қатты тұтасып, оның үстіне екінші қабатты орнатса (мыстың ыстықтай сынғыштығы 250- 500°С температурасында) жарықшақтың пайда болуы әбден мүмкін. Жай жезді пісіру үшін маркасы негізгі металл сияқты жез сымды және пісіру ваннадан мырыштың буға айналуын болдырмайтын БМ-1 маркалы флюсты қолдануға болады. Жезді пісіруде флюстарды әрқашан дерлік қолданады. Бұл ретте ерекшелікті ӛзі флюстанатын ЛКБ062-0,2-0,04-0,5 маркалы қоспа металды қолдану жағдайы құрайды. Жезді пісіру барысында, әдетте, негізгі оксидтер түзіледі, мәселен, CuO, ZnO, MnO, сондықтан оны пісіру барысында қолданылатын флюстар құрамына қышқылды негізге ие қосындылар кіреді. Қышқыл флюс ретінде негізінде В
2
О
3
борлы ангидридті қосындыларды қолданады. Металл оксидтері борлы ангидридпен ӛзара әрекеттесе отыра боратты түзеді, мысалы, ZnO-B
2
O
3
, CuO-B
2
O
3
, MnO-B
2
O
3
және т.б.
Пісіру кезінде жанарғы жалыны оның ядросы ваннаның үстіңгі бетінен 10-15 мм қашықтықта болатындай бағытталады. Жалынның ядросын қоспалайтын шыбықша мен пісіру ваннасының бетіне жанауға болмайды, ӛйткені бұл балқытылған металдың қатты қызып кетуі мен оның сутекті сіңіруіне соқтырады. Қоспалайтын шыбықшаның ұшы балқытылған ваннаға батырылуы мүмкін. Жанарғы мүштігінің пісірілетін металдың бетіне кӛлбеулену бұрышы металдың қалыңдығына байланысты 30-90° құрайды, сонымен қатар ӛнімді қыздыру дәрежесіне байланысты ол ӛзгеруі мүмкін. Мүштіктің кӛлбеулену бұрышына тәуелді пісіру процесінің ӛнімділігі осы бұрыш неғұрлым үлкен болса, соғұрлым жоғары. Жезді газбен пісіру кезінде, мысты пісірудегі сияқты, негізінен алғанда түйіс жалғастар қолданылады, анағұрлым сирек— бұрыштық және ӛте сирек — айқасқан жалғастар. Пісіру астындағы жиектерді бір рет жүргенде пісіру металдың барлық қалыңдығына толық пісірілім болатындай етіп дайындайды. Жезді, әдетте, сол әдіспен металдың барлық қалыңдығындағы жиектердің пісіруімен бір қабатта пісіреді. Бірақ та салыстырмалы үлкен қалыңдықтағы жезді пісіру барысында бір жүргенде толық пісіруді қамтамасыз ету қиын. 3 мм астам қалыңдықтағы жезді пісіруде толық пісірімді кері жағынан пісірім жігінің қосындысын сала отыра алса, 5 мм бастап және жоғары қалыңдықтағы жезді пісіру үшін технологиялық тӛсенішті қолданады. Мұндай тӛсеніш жез бен мыстан (қалатын) немесе тотықтануға тӛтеп беретін болаттан (алынбалы) дайындалады.
205
Қоланы пісірудегі негізгі қиындық, әсіресе, 5 %
астам алюминийлі, А1
2
О
3
қиын балқитын алюминий оксидін түзуге байланысты, оның балқу температурасы негізгі металдың балқу температурасына қарағанда жоғары, және ол пісіру барысында сұйық ваннаның түбіне шӛгіп қалады. Газбен пісіру барысында алюминий оксидін жалын арқылы қалпына келтіру мүмкін емес. Пісіру ваннасынан оксидті арнайы флюстардың кӛмегімен ғана кетіруге болады. Неғұрлым тұрақты және сапалы нәтижені кӛмірлі электродпен сондай-ақ аргон-доғалы пісіру қамтамасыз етеді. Газбен пісіру тұрақты нәтижені бермейді, сондықтан да сирек қолданылады. Алюминийлік қоланы газбен пісіру барысында жиектерді қалайылы қоланы пісірудегі сияқты дайындайды. Р = 1,2- 1,3 қатынасын сақтай отыра қалыптағы жалынмен оларды пісіреді, бұл ретте жалын жұмсақ болуға тиіс.
7.9
ГАЗБЕН КЕСУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Газды (оттекті) кесу
— бұл нақты кӛлемдегі металды қарқынды тотықтандыра отыра кейіннен оттек ағынымен сұйық оксидті жою процесі.
Кесу процесін қыздырушы жалынмен металдың үстіңгі жиегін металдың оттекте тұтану температурасына дейін қыздырудан бастайды, бұл температура болаттың химиялық құрамына қарай 1050-1200°С құрайды. Тұтану температурасына жеткен кезде металдың жоғарғы жиегіне кесуші шүмектен оттек ағыны беріледі, бұл ретте болат оттек ағынында оксидтерді түзе отыра және балқу температурасына дейінгі жоғарғы жиекте оны жылытуды қамтамасыз ететіндей айтарлықтай жылу мӛлшерін бӛле отыра жана бастайды. Жиектің жоғарғы бӛлігінде пайда болған сұйық оксидтер балқымасы кесіктің бүйір жиегінен жылжып, металл барлық тереңдікте кесілгенге дейін бірізді тотықтандыратын металдың тӛменгі қабаттарының қыздырылуын жүзеге асырады. Бір мезгілде кескішті нақты жылдамдықта кескіш бағытында жылжыта бастайды. Кесіктің маңдай бетінде барлық қалыңдықта ыстық металдың үздіксіз қабаты түзіледі. Кесуші оттектің ағыны әрекетінде кесілетін металл тотықтанады және кесік қуысынан үріліп шығарылады.
206
Газбен кесу процесін жүзеге асыру үшін оксидтерді балқыту температурасы металдың ӛзін балқыту температурасынан тӛмен болуы қажет. Керісінше жағдайда, оттектің ағыны балқыған металды тотықтыра алмайды. Егер, металдың тұтану температурасы балқыту температурасынан жоғары болса, онда металл балқиды және оның тотықтануынсыз оттектің ағыныменен үрленіп шығарыла бастайды, яғни анағұрлым энергетикалық шығынды қажет ететін балқыту процесс жүретін болады. Балқыманың жоғары тұтқырлығы үстіңгі қабаттарда оның жылжуына кедергі болып, осы себептен кесік жиегінде жылудың бӛлінуі тӛмендейді. Таза металдардан оттекті кесумен темір мен титан жақсы ӛңделеді. Жай оттекті әдіспен никель, мыс, алюминий,магний, хром мен мырышты кесуге болмайды. Газбен кесу процесінметалдың үстіңгі бетіндегі кесіктің бастапқы нүктесін оттек ағынында тұтанғанға дейін қыздырудан бастайды. Оттек ағынын беріліп, металл қалыңдығы бойынша үздіксіз тотықтану басталғаннан кейін кескішті кесіктің сызық бойымен жылжыта бастайды. Әдетте кесу процесін табақтық илемнің ернеуінен бастайды. Дайындаманың ішкі элементтерін ою кезінде әуелі металдың барлық қалыңдығына тесік тесу қажет. Болат табақта да бастапқы тесікті тесіп ӛтуді металдың үстін жылытудан бастайды. Белгіленген температураға жеткен соң баяу кесуші оттектің шұрасын ашып, кескішті 5-15° бұрыштан кесу бағытына қарсы жаққа қисайтады. Бір мезетте кескішті тӛмен жылдамдықта жылжыта бастайды. Тесікті күйдіріп тескеннен соң кескішті табақтың бетіне перпендикуляр орналастырады. Үлкен қалыңдықтағы илемді кесу барысында бастапқы тесікті бұрғылау не болмаса оттекті сүңгі-кесу арқылы жасайды. Қолмен бӛліп кесу кезінде ӛңдеудегі дәлдіктің үшінші класына сәйкес келетін режимдерді қолданады. Кесіктің соңында бӛлшек контурын тұйықтау кезінде кесу жылдамдығын біртіндеп тиімдіден 50 %-ға дейін тӛмендетеді, бұл табақтың тӛменгі бӛлігінде бӛгеттің пайда болуына жол бермейді. Табақтан ӛлшемі бойынша әртүрлі бӛлшектерді ою қажеттілігінде кесуді табақтың шетінен бастау қажет және оның қысқа жағын бойлай отыра жылжыту керек (7.14-cурет). Бӛлшектің пішінін айналу бағытын бірінші кезекте қалдыққа кететін металға қабысатын жиектер ӛңделу есебінен таңдайды.
206
Соңғы кезекте бӛлшекті табақтың негізгі массасынан ажырататын кесікті жасау керек. Кесу барысында металды қырқу қаттылығы ойып алынатын бӛлшек қаттылығынан аз болуы міндетті, сондықтан қалдықтарды тілуді ескерген жӛн. Жұқа металл табағынан біртипті бӛлшектердің кӛп санын жасау қажеттілігінде дестелі кесуді қолдануға болады. Ол үшін табақтарды карталарға кесіп, сосын оларды пакетке жинайды. Жиналған пакет бұрандама қысқышпен тартылады (7.15-сурет), содан соң табақтарды доғалы пісіру кӛмегімен бекітеді. Бұл ретте табақ металдың үстіңгі бетін ластан тазарту қажет, ал кесу үшін тӛменгі қысымдағы оттекті қолданады. Кесуші оттектің қалыптағы қысымында кесік орнықсыз пакетке жиналған карталардың тығыз жанаспаған аймақтарында бӛлшек сұлбаларын тартып қалу түрінде жүзеге асады. Тӛменгі қысымдағы оттекті пайдалану жағдайында пакеттегі карталар арасындағы 2...3 мм дейінгі саңылаулар кесудің сапасына айтарлықтай әсер етпейді. Үлкен қалыңдықтағы болатты кесудің негізгі ерекшелігі (300 мм астам) үлкен ұзындықтағы металды тотықтандыру бағытын жасақтау қажеттілігінде тұр, сондықтан бұл жағдайда арнайы кескіш аппаратура, сонымен қатар, кесудің ерекше тәсілдерін қолдану қажет етіледі. Титан қорытпаларын кесу жылдамдығы тӛмен кӛміртекті болатты кесу жылдамдығына қарағанда 2 - 5 ретке жоғары, ал ацетилен мен оттек шығыны бұл ретте тӛмен. Титанды кесу процессінде кесік аймағында күшті жарқыл туындайды, сондықтан жұмысшылардың қорғаныш кӛзәйнектерінің жарық сүзгілері бұл жағдайда сіңірудің неғұрлым жоғары коэффициентіне ие болуға тиіс. Титанды оттекпен кесу процессінің орнықтылығын арттыру мақсатында мүштік қапталы мен кесілетін металл бетінің арасындағы қашықтықты тӛмен кӛміртекті болатты кесу барысында қолданылатынға қарағанда 1,5 ретке ұлғайтады.
207
Титан мен оның қорытпаларының жоғары белсенділігіне қарай кесіктің бетінде 2,5 мм тереңдікте ӛзгертілген химиялық құрамды қабат түзіледі, онда титанның оксидтері мен нитридтері бар. Мұндай металдарды пісірудің тиісті сапасына қол жеткізу үшін оның жоғарғы қабатын сүргілеу немесе фрезерлеу жолымен алып тастайды.
Оттек. Бұл жер бетінде кеңінен таралған элемент. Газ тектес оттегі түссіз, мӛлдір, иіс пен дәмге ие емес. Ол жанбайды, бірақ жану процессін белсенді үдетуге қабілетті. Жоғары химиялық белсенділікке ие оттегі, инертті газ бен асыл металдарды ескермегенде, барлық элементтермен химиялық қосындыларды (оксидтер) түзуге қабілетті. Тотығу реакциясының жылдамдығы температураны кӛтеру немесе катализаторларды қолдану барысында артады. Оттектегі органикалық заттарды тотығу реакциясы жылу энергиясының кӛп мӛлшерін бӛлумен жүреді. Реакция аймағында оттектің қысымы мен температурасын арттыру оның жүруін шапшаңдатады.
208
Жанар газдар мен булар оттекпен қосылғанда тұтану барысында жарылғыштықтың кең ауқымына ие жарылғыш қосындыларын түзеді. Мұндай қосындыларда жарылыс толқынының таралуы ӛте үлкен жылдамдықпен қозғалады (3000 м/с және жоғары). Бүкіл әлемде оттегіні ӛнеркәсіптік алудың негізгі әдісі – атмосфералы ауадан оны терең салқындату және тазарту әдісімен шығару. Атмосфералы ауа сұйылтудың әртүрлі температураларындағы газдардың қосындыларын білдіреді және де ауаның негізгі элементтері болып азот пен оттегі табылады. Қондырғыларда оттегі мен азотты алу үшін ауа қоспалардан тазартылуға, салқындату циклінің тиісті қысымына дейін компрессорда қысуға ұшыратылады (0,6-20 МПа), сұйылту температурасына дейін жылу алмастырғыштарда салқындатылады, содан соң сұйық түрде оттегі мен азотқа бӛлініді (тӛменгі температуралы ректификациямен).
Жанар газдар.
Газ жалынды ӛңдеу үшін жану кезінде оттегінде басқа жанар газдардың – ацетиленді алмастырғыштар ӛртену барысына қарағанда жоғарырақ температурадағы жалын түзетін ацетилен (С
2
Н
2
) кеңінен қолданылады.
Ацетилен
қанықпаған реттегі кӛмірсутекті білдіреді. Оның химиялық формуласы С
2
Н
2, құрылымдық формуласы Н — С = С — Н түріне ие. Атмосфералық қысым мен қалыптағы температурада ацетилен –түссіз газ. Техникалық ацетилен оған қоспалар қосатындықтан ӛзіндік ӛткір иіске ие. 20 °С және 0,1 МПа-да ацетилен тығыздығы р = 1,09 кг/м
3
Атмосфералық қысымда ацетилен 82,4-83,6°С температурасында сұйылады. -85 °С және тӛмен температурада ацетилен кристаллдарды түзе отыра, қатты күйге ӛтеді. Сұйық және қатты ацетилен үйкелістен, механикалық немесе гидаврликалық соққыдан және детонатор әрекетінен оңай жарылады.
Ацителеннің толық жану реакциясы келесі түрге ие
С
2
Н
2
+ 2,5О
2
= 2СО
2
+ Н
2
О (7.6)
Ацителеннің жану реакцясының жылулығы
Q
ацетиленнің ыдырау реакциясының жылулығы мен кӛміртек пен сутектің жануының бастапқы реакцияларының сомасынан құралады. Газдар – ацетиленді алмастырғыштарды ысыту жалынының тым жоғары температурасы қажет етілмейтін газ жалынды ӛңдеудің процестеріне қолданған абзал. Мұндай процестерге тез балқитын металды (алюминий, магний және оның қорытпалары, қорғасын) пісіру, жоғары температурадағы және тӛменгі температурадағы дәнекермен дәнекерлеу, беттік шыңдау, жұқа болатты пісіру, оттекті бӛлгіш және беттік кесу.
209
Әсіресе, кеңінен газ-алмастырғыштар оттекті бӛліп кесуде қолданылады. Ацетиленді ауыстыру коэффициенті – бұл қыздырылатын металға тең жылу әсер етудегі газ алмастырғыш У з
шығынының
У
а
ацетилен шығынына қатынасы, яғни у = У з
/У
а .
Болатты кесу барысында тәжірибеде қолданылатын ацетиленді басқа жанар газдармен алмастыру коэффициенттерінің мәні 7.3- кестеде келтірілген.
Сутек. Техникалық сутек МЕСТ 3022 — 80 сәйкес жеткізіледі. Ӛнеркәсіптік алу әдісіне орай сутегінің келесі маркаларын ажыратады: А — су электролизімен алынатын; Б — ферросилицийдің сілтімен ӛзара әрекеттесуінде темір булы әдіспен алынатын; В — хлорлы тұздың электролизімен алынатын; Г — кӛмірсутекті газдардың бу коверсиясымен алынатын.
Табиғи газ.
Бұл газ негізінде метаннан тұрады. Газ кен орнының сипатымен анықталатын табиғи газдың құрамы шамамен келесі: 97,8% СН
4
; 0,9% С
2
Н
6
және С
3
Н
8
; 1,3% N
2
және СО
2
. Табиғи газдың тығыздығы 0,7-0,9 кг/м
3
құрайды, ал құрамына орай жанудың тӛменгі жылулығы — 31-33 МДж/м
3
. Табиғи газ оттегі қоспасымен жану барысында жалын температурасы 2100-2200 °С дейін барады. Табиғи газды болатты бӛлгіш және беттік оттегілі кесуде, қалыңдығы 4.5 мм болатты пісіруде, тез балқитын металдар мен қорытпаларды пісіруде, дәнекерлеуде, сонымен қатар, оттекті ацетиленге қарағанда тӛменірек температурада жалынды қолдануға жол беретін газ жалынды ӛңдеудің басқа процесстерінде қолданады.
7.3-кесте. Болатты кесуде ацетиленді басқа жанар газдармен ауыстыру коэффициенттерінің мәні
Газ- алмастырғыш
Водород
Табиғи газ
Техникалық пропан
Кокс газы
Мұнай газы
Тақтатас газы
Болатты бӛліп кесу
5,2
1,6.1,8 0,6
3,2.4,0 1,2 4,0
Болатты сыртынан кесу
4,0
1,0.1,2
5,0
1,8…2,4
6,0…8,0
210
Техникалық пропан мен пропанбутанды қоспасы. Бұл газдар мұнай ӛңдеудің жанама ӛнімдері болып табылады.
Техникалық пропан, ең алдымен, С
3
Н
8
пропаннан немесе пропан мен пропиленнің қоспасынан С
3
Н
6
тұрады, олардың саны қоса алғанда 93 %
кӛлемнен кем болмауға тиіс.
Пропан мен пропанбутандық қоспасының жалын температурасы олар оттекті қоспасында жану кезінде 2300-2350 °С құрайды, ал мүштікте қоспаны қосымша ысыту барысында 2700 °С дейін жетеді.
Газбен пісіру ҥшін флюстар . Флюстар пісіру ваннаның бетінде металды ары қарай тотықтандыру мен азоттаудан қорғайтын қож пленкасын түзеді. Флюс тез балқитын және оның балқу температурасы негізгі және қоспа металдардың балқу температурасына қарағанда тӛмен болуға тиіс. Сұйық ваннадан оксидтер мен металл емес қосуларды жою химиялық не физикалық еріту жолымен жүзеге асырыла алады. Екі жағдайда флюстың әрекет ету механизмі тарату заңына негізделген, заттардың екі араласпайтын сұйық фазасы жанасқан кезде, оның екі фазасындада еритін компонент, олардың арасында осы температурада үздіксіз қатынаста тарайды. Шойынды пісіру кезінде, пісіру ваннада кремнийдің қиын еритін қышқылды оксиді түзіледі, оны еріту үшін флюстың құрамына негізгі қасиеттерге ие компоненттерді енгізеді. Мұндай компонент ретінде әдетте натрий карбонаты Na
2
CO
3
мен калий карбонаты К
2
СО
3
қарастырылады.
Алюминийді пісіру үшін қажетті флюстардың кӛпшілігінің құрамында хлорид пен литий фториді бар. Алюминийді пісіру үшін қажетті флюстарда литий тұзынан басқа да калийдің фторлы немесе хлорлы ӛзге тұздар легі, натрий мен кальций бар. Алюминийді пісіруде алюминий оксидінің химиялық еріткіші бар флюстармен қатар оксидтерді химиялық және физикалық еріту қасиетіне ие ӛзге флюстарды да қолданады.
Қоспа материалдар . Пісірілетін металдың жиектер арасындағы саңылауларын толтыру мен жікті күшейте түсу үшін пісіру ваннаға қоспа материалдар қосады. Қоспа материалдар ретінде сым, шыбық пен тілкемдер пайдаланылады. Тілкемдерді негізгі металл құрамдас металл табағынан тіліп алады. Газбен пісіру барысында жіктің металының қасиетін негізінде қоспа материалда бар легирлеуіш қосымшалар есебінен жақсартады, сондықтан қоспа металл нақты талаптарға сәйкес болуы шарт:
211
БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ
212
8 -тарау
ГАЗБЕН ПІСІРУ ЖӘНЕ КЕСУГЕ АРНАЛҒАН
8.1.
АЦЕТИЛЕНДІ ГЕНЕРАТОРЛАР
МЕСТ 5190 — 78 сәйкес ацетиленді генераторларды ӛндіретін ацетилен қысымына, ӛнімділігіне, құрылымы мен кальций карбидының сумен ӛзара әрекеттесуін реттеуге қолданатын жүйесіне қарай саралайды.
Тӛмен қысымды генераторлар ацетиленнің 0,01 МПа (0,1 кгс/см
2
) дейінгі қысымына есептелсе, ал орташа қысымды генераторлар ацетиленнің 0,01 дан 0,07 МПа (0,1-0,7 кгс/см
2
) дейінгі қысымына есептелген.
Ацетиленді генераторларды кӛшірмелі және стационарлық түрде дайындайды. Кӛшірмелі генераторлар 3 м
3
/сағ. дейінгі ӛнімділікке ие.
Кальций карбидының сумен ӛзара әрекеттесуін реттеу жүйесі бойынша генераторлар ӛзара әрекеттесетін заттардың сандық және мерзімді реттеу деп аталатын кальцийдің сумен байланысының ұзақтығын реттейтін түрлерге бӛлінеді. Кальций карбидының сумен ӛзара әрекеттесу әдісіне байланысты генераторлардың келесідей шартты белгілері қабылданған:
Әртүрлі ацетиленді генераторлардың құрылымдары 8.1- суретте кӛрсетілген. «Су карбидке» және «суды ығыстыру» аралас жүйесіндегі генераторлар ең оңтайлы. Генераторлар қальций карбидінің кесектерінің белгілі кӛлемдерімен жұмыс жасау үшін есептелген.
214
4
2 5 Су г а
— «карбид суға»;
б
— «су карбидке»;
в
— «суды ығыстыру»;
г
«құрғақ жіктеу»; д
— «су карбидке» және «суды ығыстыру» аралас жүйесі;
1
— кальций карбидының бункері немесе барабан;
2
— газ жинағыш;
3
— балшықты түсіру;
4
— газды іріктеу үшін штуцер;
5
— су беру жүйесі;
6
— реторта
Генератор кальций карбидын пайдалы қолданудың жоғары коэффициентіне ие болуға тиіс, герметикалық және газды іріктеуді оқыстан тоқтатқан жайдайда бӛлмеге ацетиленнің шығарылуына жол бермеу үшін жеткілікті сиымдылықтағы газ жинағышы болуы шарт. Сонымен қатар генератор алынатын газдың жақсы тазалануын қамтамасыз етуге тиіс. 8.2- суретінде кӛрсетілген АСП-10 генераторының құрылымы мен жұмысын қарастырайық. АСП-10 генераторының корпусы үш бӛліктен құралған: жоғарғы — газ түзуші, орташа — ығыстырушы, тӛменгі — шайғыш пен газ жинағыштан. Жоғарғы бӛлік тӛменгімен
10
құю құбырымен жалғанған. Газ түзгіште кальций карбидын сумен ацетиленді бӛліп шығару арқылы ажырату жүреді.
215
1
— бұранда;
2
— иінағаш;
3
— бағыттауыштар;
4
— қақпақ;
5
—серіппе;
6
— мембрана;
7
Ығыстырғышта ауа жастығы мен су болады, ол генератордың жұмыс жасау барысында газ түзгіште сумен араласады. Шайғышта ацетиленнің салқындауы жүріп, оны әктің бӛлшектерінен бӛлектеу жүзеге асады. Шайғыштың жоғарғы бӛлігінде ацетилен жиналады. Аппараттың бұл бӛлігі газ жинағыш деп аталады.
Газ түзгіште су 7 қылта арқылы құйылады.
10
құю құбырының деңгейіне жеткен кезде су газ түзгіштен шайғышқа жеткізіледі.
Шайғыш
15.
қадағалау тығынының деңгейіне дейін толтырылады.
Карбид
8 кәрзеңкеге жүктеліп, 17 түпқойма бекітіледі, 4
қақпақты орнатылып және 1 бұранда күшіменен жасалатын
6
мембранамен басылады.
Газтүзгіште түзілетін ацетилен
10
құбыры бойынша шайғышқа жетіп, су қабатынан ӛтеді, салқындатылады және шайылады.
216
Шайғыштан ацетилен шұра
12
, шланг пен қауіпсіздік сұқпасы
13
арқылы тұтынуға жеткізіледі.
Газ түзгіште кальций карбидын ажырату процесін реттеу бір мезетте екі әдіспен жүзеге асады: кальций карбидымен кәрзеңкені тік қозғау арқылы суға жылжыту арқылы және ығыстырғыштың жұмысы нәтижесінде.
Газ түзгіште қысымның жоғарылауына қарай
5
мембранды серіппемен байланған карбидті кәрзеңке жоғарыға қарай қозғалады, карбидты суға малу деңгейі азайып, ацетиленді ӛндіру шектеледі және қысымды арттыру тоқтатылады.
Газ түзгіште серіппе күшіменен қысымды тӛмендету кезіне
5
мембрана мен карбидті кәрзеңке суға батырылады. Осылай серіппелі мембрана күшіменен генераторда ацетиленнің қысымын автоматты реттеу жүзеге асырылады.
Сонымен бірге генераторда қысым газ түзгіштен суды келте құбыр
11
бойымен ығыстырғышқа және керісінше ығыстыру арқылы реттеледі. Ацетиленді бӛлу шамасына қарай газтүзгіште қысым кӛтеріліп, су ығыстырғышқа кері құйылады. Газтүзгіште су деңгейі тӛмендеп, карбидты кәрзеңке су деңгейінен жоғарыда қалады. Бұл ретте кальций карбидының сумен ыдырату реакциясы тоқтатылады. Газтүзгіште қысым тӛмендетілгенде су ығыстырғыштан жоғарыға кӛтеріліп, қайтадан газтүзгіште карбидты суға малу іске асады.
Қауіпсіздік клапаны
9
ацетиленнің артық қысымын алып тастауға арналған. Клапанды корпусқа кірігетін жерінде карбид, қақ пен басқа ластарды ұстап қалу үшін торкӛз орнатылған. 12 шұра ацетиленнің тұтынушыға беруді және қосуды реттеуге арналған. Газтүзгіштегі ацетиленнің қысымы 18 манометрмен қадағаланады. Газтүзгіштен балшықтың тӛгілуі мен балшықты судың шайғыштан шығарылуы тиісінше 16
және
14 штуцерлер арқылы жүзеге асады.
8.2.
САҚТАНДЫРҒЫШ СҰҚПАЛАР МЕН ОТҚА ТОСҚАУЫЛДАР
Сақтандырғыш сұйықтық (сулы) сұқпалар деп ацетиленді генераторлар мен жанар газдар құбыр желісін жалынның кері соққысынан қорғау үшін арналған құрылғыларды атайды.
218
1
— газ жеткізетін құбыр;
2
— алынбалы түп;
3
— сыртқы құбыр;
4
8.4-сурет. Жабық типті
гидравиликалық ысырманың сұлбасы:
а
клапан;
3
— корпус;
4
— диск;
5
— ниппель;
6
— қадағалаушы кран
219
Кері соққы деп жалынның жанарғы шүмегіне немесе кескіштің ішкі каналына енуі және жанар қоспалар легіне қарсы таралу аталады. Жалынның кері соққысының болу ықтималдығы жалпы алғанда қосындылардың қалыпты ағу жылдамдығы мен оның тұтануының қалыпты жылдамдығы арасындағы қатынасымен анықталады. Тұтанудың қалыптағы жылдамдығы немесе жанудың жылдамдығы деп осы нүктедегі шебінің бетіне перпендикуляр бағытталған жалынның таралу жылдамдығы аталады. Сырттан қарағанда кері соққы кенеттен тарс ету және жалынның сӛніп қалуымен сипатталады. Қысым ысырмадағы сұйықтық бағанасының 7 қадағалау шұрасының деңгейіндегі биіктігімен, және
1
және 3 құбырлар арасындағы сақиналық кеңістіктегі оның жоғарғы деңгейімен анықталады. Кері соққы барысында ысырма корпусынан су
1
құбырға және ішінара
5
құйғышқа ығыстырылып,
1
құбырды толық толтырады және жалынның сақтандырғыш ысырма арқылы ӛтуіне кедергі болып табылатын гидравликалық бағана жасайды. Кері соққы аяқталған кезде су ысырманың корпусына жиналып, содан кейін ол қайтадан жұмыс жасауға дайын болады. Осындай ысырмаға
1 және 3 құбырлардың биіктігімен анықталатын ең кӛп қысым әдетте 0,01 МПа-дан аспайды. Кей кезде суды алып кетудің алдын алу және жұмыстың сенімділігін арттыру мақсатында ысырманың газ кӛлемін керамикалық сақиналармен толтырады. Орташа қысымды (0,15 МПа дейін) генераторлар мен дәнекерлеу бекеттері үшін жабық типті гидравликалық ысырмаларды қолданады ( Жоғары қысымды ацетиленнің жарылыс ыдырауын оқшаулау үшін жиі от бӛгеттерін ЗВП-1 (8.5-сурет) қолданады. От бӛгетінің негізгі элементі болып жалын ӛшіргіш табылады, ол металл керамика элементінен, тірек штокы мен фтор қабатты клапан орнатылған тұтастырғыштан тұрады. Жалын ӛшіргіш құрамада ер мен бұранда арқылы жиегі қыстырылған резеңке мембранаға сүйенеді.
220
8.5-сурет. ЗВП-1 от бӛгетінің құрылымы:
1
— ер;
2
— фтор қабатты клапан;
3
— бұранда;
4
— мембрана;
5
— тұтастырғыш;
6
— металл керамикалық элемент;
7
— корпус;
8
— тірек шток
8.3.
СЫҒЫМДАЛҒАН ГАЗ БАЛЛОНДАРЫ МЕН БАЛЛОНДАР ҮШІН ШҰРАЛАР
20 МПа (200 кгс/см
2
) дейінгі қысымға есептелген кішкене және орташа сиымдылығындағы газға арналған болат баллондар МЕСТ 949 — 73 талаптарына жауап береді.
220
8.1-кесте. Газбен пісіру мен кесу барысында қолданылатын баллондардың шартты бояу түстері
Газ
Баллон түрі
Баллондағы жазу
Жазу түсі
Ацетилен
Ақ
Ацетилен
Қызыл
Сутегі
Қара-жасыл
Сутегі »
Оттегі
Кӛгілдір
Оттегі
Қара
Пропан
Қызыл
Пропан
Ӛзге жанар газдар »
Газдың атауы Ақ
Баллондар белгілі бір қысымдағы газдардың әртүрлі сиымдылығына ие. 12 дм
3
(литрлік) дейінгі кӛлемдегі баллондар кішкене сиымдылықтағы баллондарға жатады. 20-дан 50 дм
3
–ға (литрлік) дейінгі баллондар орташа сиымдылықтағы баллондар деп аталады.
Сығымдалған, сұйытылған және - 50-ден +60°С-қа дейінгі температурада ерітілген газдарды сақтау мен тасымалдау үшін арналған баллондарды жіксіз құбырлардан жасайды.
Оттегі үшін баллондарды 15 МПа (150 кгс/см
2
) ӛлшемді қысымға арнап шығарады, ал ацетилен үшін 10 МПа (100 кгс/см
2
) ӛлшемді қысымға жасайды.
Баллондардың 40 дм
3
(литрлік) сиымдылықтағы түрі ең кӛп таралған. 8.1-кестеде газдарды сақтау мен тасымалдау үшін арналған баллондардың шартты бояу түстері келтірілген. Газ үшін арналған баллондардың жоғарғы сферасының бӛлігін боямайды, оған келесі тӛлқұжаттық мәліметтерді қағып жазады: Оттегіге арналған баллондар (8.6-сурет) корпусының 1390 мм ұзындығында 43,5 және 60 кг салмаққа ие.
Баллондағы оттегінің мӛлшерін есептеп шығару үшін оның сиымдылығын, дм 3,
газдың қысымына, МПа (кгс/см
2
) кӛбейтеді. Мәселен, баллонның 40 дм
3
сиымдылығында және оттегімен толтырылған баллонның 15 МПа (150 кгс/см
2
) қысымында баллондағы оттегінің мӛлшері 40 х 150 = 6 000 дм
3
(немесе 6 м
3
) құрайды.
221
8.6- сурет. Оттегі баллонының құрылымы:
1
— сақтандырғыш қалпақ;
2
— текті шұра;
3
— сақина;
4
— корпус;
5
— тірек тоспа; L
6
— баллонның ұзындығы; D15— баллонның диаметрі;
s
6
— баллон қабырғасының қалыңдығы
Баллондар тӛменгі бӛлігіменен тоспаларға сүйену арқылы тасымалдау барысында корпусына соққылардың тиюіне жол бермейді және газ бекетінде орнату кезінде орнықты тік қалыпты қамтамасыз етеді. Баллондардың жоғарғы бӛлігі де кездейсоқ соққылардан қалың қабырғалы қалпақтармен қорғалады. Пісіру бекетінде баллонды тігінен орнатады және құлап кету қаупінен сақтандыру үшін шынжыр немесе қамытпен бекітеді. Қысқа мерзімді монтаждық жұмыстар кезінде баллонды жерге шұра оның тоспасынан жоғары болатындай қылып орналастырады. Ол үшін баллонның жоғарғы бӛлігін ойығы бар ағаш тӛсенішке тірейді. Жоғары қысымды газды қауіпсіз сақтау мақсатында ацетиленді баллондарды (8.7-сурет) ацетонмен қанықтырылатын ағаш кӛмірі, кеуектас, инфузорлық жерден тұратын, онда ацетилен жақсы еритін арнайы кеуек массамен толтырады. Ацетонда ерітілген масса кеуегінде ацетилен жарылу қаупі жоқ болып, осындай түрде оны баллонда 2,5-3,0 МПа (25-30 кгс/см
2
) дейінгі қысымда сақтауға болады. Ацетиленге арналған баллонның шартты қысымы 20 °С-та 1,9 МПа (19 кгс/см
2
) құрайды.
Баллонның шұрасын ашқан кезде ацетилен ацетоннан бӛлініп шығып, газ түрінде редуктордан жанарғы шлангіне шығады. Бұл ретте ацетон масса кеуегінде сақталып, кейіннен баллон толтырылған кезде қайтадан ацетиленді ерітеді. Баллондық ацетилен генераторлық ацетиленге қарағанда жұмыс жасауға кӛбірек қауіпсіз, таза, және ылғалы аз, жанарғы мен кескіште газдың жоғарылау қысымын қамтамасыз етеді.
222
Табақтық кӛміртекті болаттан пісіру арқылы жасалатын пропан- бутанға арналған баллонның (8.8 сурет) қабырғасының қалыңдығы
3 мм және 40 мен 55 дм
3
(литрлік) сиымдылыққа ие. Мұндай баллондар жұмыс қысымының максимальды 1,6 МПа (16 кгс/см
2
) кӛлеміне есептелген.
Оттегі баллондарына шұраны жезден дайындайды. Оттегімен әрекеттесетін шұра бӛлшектерін болаттан жасауға болмайды, ӛйткені сығымдалған ылғал оттегі ортасында ол күшті коррозияға ұшырайды.
а
— дәнекерленген БАС-1-58;
б
— жіксіз;
1
— корпус;
2
— тиек шұра;
3
тӛсенші сақиналар;
8
— жоғарғы сфера
223
Оттегі шұрасында кездейсоқ майдың тиюі немесе қолдан жасалған тығыздама тӛсенішінің үйкелісі болат бӛлшектердің жануына әкеп соғуы мүмкін, ӛйткені болат сығымдалған оттегі ағынында жана алады. Оттегі баллонының шұрасы (8.9-сурет) капрон тӛсеніші бар майұстағышты тығыздағышқа 7 ие, оған 2 серіппемен қысылатын, ал ашық клапанда газ қысымымен белдемелі сүмбі 5 тіреледі.
Белдіктің
3
айналуы клапанға айналдырық пен клапанның тӛртбұрышты артқы ілмегіне кигізілетін муфта
8
арқылы беріледі.
Ацетиленді баллон шұраларын (8.10-сурет) осы жағдайда қауіпсіз болып табылатын болаттан дайындайды.
1 2 3
-сурет. Оттегі баллонының шұрасының құрылымы:
1
— сомын;
2
— серіппе;
3
белдік;
4, 7
— капрон тӛсеніштер;
5
1
— тығыздама сомыны;
2
— шайба;
3
— тығыздама тӛсеніштері;
4
— тығыздама сақинасы;
5
— сүмбі;
6
— нығыздауыш;
7
— киіз сүзгіш;
8
— сым сақинасы;
9
— киіз тӛсеніші;
10
— корпус;
11
— штуцер тӛсеніші
224
Ацетиленді шұраларда мыс пен 70 % жоғары мыстан тұратын қорытпаларын қолдануға тиым салынады, ӛйткені мыспен ацетилен жарылғыш қосылыс –ацетиленді мысты түзуі мүмкін. Ацетиленді шұраға редукторды бұрандамен жабдықталған қамытпен қосады. Сүмбіні оның тӛртбұрышты ұшына кигізілетін тұқыр кілтімен айналдырады.
Сүмбінің тӛменгі бӛлігі 5 эбониттен қосымшаға ие және клапан ретінде қызмет етеді. Тығыздама тӛсенішін 3 нығыздау үшін теріден жасалған сақиналар жинағын қолданады. Шұраның артқы ілмегіне киіз сүзгішті
7 қондырады.
Оттегілік және ацетиленді шұралардың әртүрлі құрылымдары, баллондардың әртүрлі бояуы сияқты, оттегілік баллонды қателесіп ацетиленмен толтырғандығын ескертеді, немесе керісінше. Қателесу ӛте үлкен қауіп тудырады, ӛйткені баллондардың жарылысына әкеп соғуы мүмкін.
8.11- сурет. Пропандық баллон шұрасының құрылымы:
1
— корпус;
2
— бітеуіш;
3, 4, 11
— тӛсеніштер;
5
— букса;
6
— салмалы
сомын;
7
— тығыздама сомыны;
8
— серіппе;
9
— белдік;
10
— сүмбі;
12
— шток;
13
— шайба;
14
— клапан
225
Пропан баллонының шұрасы (8.11-сурет) созылмалы резеңке тӛсеніштермен жалғасқан 4 болат корпусқа 1, клапанға
14
және айналдырыққа
10
ие, ол тығыздама сомынының герметикасын
7
қамтамасыз етеді.
8.4.
СЫҒЫМДАЛҒАН ГАЗДАРҒА АРНАЛҒАН БӘСЕҢДЕТКІШТЕР
Газды бәсеңдеткіш баллоннан немесе газ құбырынан келіп түсетін, газ қысымын тӛмендету, және шығыс бұрандалы тетігінде оның шығыны мен қысымын тұрақтандыру үшін тағайындалған.
Тікелей әрекет етуші бәсеңдеткіштер
– келіп түсетін газдың қысымы бәсеңдеткіштің жұмыс камерасына газдың кіруі үшін қызмет ететін, қақпақшаны ашатындығымен, және
кері әрекет ететін бәсеңдеткіштер
– келіп түсетін газдың қысымы бұл қақпақшаны жабуға жабатындығымен ажыратылады. Пайдалануға аса ыңғайлы және қауіпсіз кері әрекет ететін бәсеңдеткіштер болып табылады.
Газдың түрі бойынша бәсеңдеткіштер оттектік, ацетиленді, пропан- бутанды және метанды болып бӛлінеді. Сыртынан қарағанда олар бояуымен, яғни аталған газ үшін баллонның түсіне сәйкес түсі болуы тиіс. Газ бәсеңдеткіштері баллонға бекітілетін құрылғының құрылғысына қарай бӛлінеді: ацетиленді бәсеңдеткіштерде тірек бұрандасы бар қамыт, ал қалған бәсеңдеткіштерде – баллонның шұрасындағы бұрандасына сәйкес, салмалы сомыны болады. Кеміту сұлбасы бойынша бірсатылы (біркамералы) бәсеңдеткіштер және екісатылы (екі камералы), онда қысым екі кезеңмен тӛменделетін болып бӛлінеді. Барлық бәсеңдеткіштердің ұстанымы бірдей. Оны кері әсері бар бірсатылы баллонды бәсеңдеткіш мысалында қарастырамыз (8.12- сурет). Газ баллоннан (8.12, а- сурет) кірісінде манометр 1 орнатылған, жоғарғы қысым камерасына 11 түседі. Газ қысымы ӛзінің еріне серіппемен 2 қысылған, 10 қақпақшаның ашылуына кедергі келтіреді. Газды жанарғыға беру үшін ретке келтіруші бұрандамен 8 серіппені қысу қажет 7, ол резеңке мембранаға әсерін тигізіп 6, сояуыш арқылы қақпақшаға 10 әсерін тигізетін болады.
Қақпақшаның күйі 10 серіппелердің 2 және 7 қысылу күштерінің ара қатынасына қарай болады. Егер 7 серіппенің қысылу күші 2 серіппенің қысылу күшіне қарағанда кӛп болса, 10 қақпақша ашылады және газ 10 қақпақша кедергісінен ӛтіп, 9 тӛменгі қысым камерасына ӛтеді.(8.12, б- сурет).
226
8.12-сурет Жабық (а) және ашық (б) күйлерінде кері әсер ететін бірсатылы баллонды бәсеңдеткіштің сұлбасы: 1 — жоғарғы қысым манометрі; 2, 7 — серіппелер; 3 — тӛменгі қысым манометрі; 4 — сақтандырғыш қақпақша; 5 — шұра; 6 — резеңке мембрана; 8 — ретке келтіруші бұранда; 9 — тӛменгі қысым камерасы; 10 — қақпақша; 11 — жоғарғы қысым камерасы.
Сонымен бірге байланыстырушы резеңке тармақтары бойынша дәнекерлеуші жанарғысына 5 шұрасы арқылы ӛтетін газ бойынша, 9 камераның шығысында орнатылған, 10 қақпақша ашық болған сайын, тӛменгі қысымды манометрмен 3 ӛлшенетін, 9 камерадағы жұмыс қысымы кӛп болады. Осылайша, жұмыс қысымын ретке келтіру 8 бұрандамен жүргізіледі: оны бұрау кезінде 7 серіппенің күші мен 10 қақпақшаның ӛтетін қимасы арттырылады, сәйкесінше 9 камерадағы қысым азаяды және керісінше кемиді. Орнатылған жұмыс қысымын тұрақтандыру келесі жағдайда жүзеге асырылады. 8 бұранданың күйі шығынды теңдестіру мен бәсеңдеткішке газдың түсуі тұрақты жұмыс қысымын қамтамасыз етеді. Егер газ шығыны, оның балоннан келіп түсуінен кӛп болған жағдайда, 9 камерадағы қысым тӛмендейді, 7 серіппе жаздырылады, 10 қақпақша кӛбірек ашылып, 9 камераға газдың түсуі арттырылып, ондағы қысым жұмыс күйіне дейін артады және керісінше болады.
227
Егер қандайда бір себептермен тұрақтандыру жүргізілмесе және 9 камерадағы қысым қауіпті шегіне дейін арттырылса, 4 сақтандыру қақпақшасының серіппесін қысу қажет, қақпақша ашыладыжәне артық газ атмосфераға лақтырылады. Бәсеңдеткішті баллонға, оны 1...2 ашып, бәсеңдеткіштің шұғасы мен бұрандасында ластану мен май іздері жоқтығына кӛз жеткізіп, алдын ала балонның шұға саңылауын үрлеп, 8 бұранданы соңына дейін бұрап жалғау қажет. Бәсеңдеткіштің таңбасында келесі әріптік белгілер қолданылады: Б — баллонды; С — жүйелі; Р — рампалы; А — аце- тилен; В — сутегі; К — оттегі; М — метан; П — пропан; О — серіппелі ретке келтіргіші бар бір саты; Д — серіппелі ретке келтіргіші бар екі саты; З — бір саты пневматикалық белгісі бар бір саты.
Таңбадағы сандар бәсеңдеткіштердің м
3
/ч аса ӛткізу қабілеттіліктерін кӛрсетеді. Бәсеңдеткіштердің әрбір типіне бір немесе бірнеше таңба сәйкес келеді. Бәсеңдеткіштерді әртүрлі климатикалық жағдайларда жұмыс істеу үшін МемСТ 6268-78 сәйкес әзірлейді. Бәсеңдеткіштердің корпустары газ баллондардың түстеріне сәйкес боялады: оттекті – кӛк, ацетиленді – ақ, пропанды – қызыл. Ацетиленді бәсеңдеткіштер оттекті ұқсас іс-әрекеттер ұстанымына сәйкес. Олардың айырмашылығы баллон шұрасына қарай жалғау әдісінде болады. Бәсеңдеткішті балонның бұрасына жалғамас алдын шұра келтеқосқышын үрлеп, бәсеңдеткіш келтеқосқышының тӛсемесінің және салмалы сомынының дұрыстығына, сондай-ақ онда ластанудың болмауына кӛз жеткізіңіз.
8.5.
ПІСІРУ ЖАНАРҒЫЛАРЫ
Жанарғы
—жанып тұрған жалынның қажетті жылу қуатын, кӛлемін және пішінін тұрақты алу үшін тағайындалған құрылғы.
Жанарғы құрылымы жанар газдар мен оттегінің талап етілетін ара салмағы мен қуатының байсалды ретке келтірілуі мен жанар қоспасының құрамын араластыруды қамтамасыз етеді. Барлық газжалын жанарғыларының құрылымдары келесі түрлеріне қарай топтастырылады:
228
және қуаты үлкен (800-7000 л/сағ ацетилен);
Пісіру үшін жиі ацетиленнің оттегімен қосылған қоспасымен жұмыс істейтін,
біржалынды инжекторлы жанарғылар
қолданылады. Инжекторлы жанарғыдағы оттегі 2 бұрандалы түтік арқылы (8.13-сурет) 0,1-0,4 МПа қысымымен ӛтіп және үлкен жылдамдықпен инжектордың орталық арнасынан 13 шығады. Бұл ретте оттегінің ағыны шығысында ацетилен арналарының шығуы құрылады, оның есебінен ацетилен 16 араластырғыш камерасына 16 инжекторланады (сорғылайды), ол жерде пайда болған ыстық қоспа 1 мүштікке жолданады, және шығысында жанады. Инжекторлы жанарғылар келіп түсетін 0,001 МПа және одан да жоғары қысым болған кезде қалыпты жұмыс істейді. Инжекторлы жанарғының жұмысы барысында оттегінің артуы немесе кемуі ацетилен шығынының сәйкесінше арттыру немесе кемуін болдырады.
Жанғыш қоспа
1, 3
— сәйкесінше ацетиленоттегі жарарғысының мүштігі немесе ауыспалы ұшы;
4
— араластырғыш камерасы мен корпусы қабырғаларының арасындағы саңылау;
5, 12
— сәйкесінше оттегі және жанар газдың берілуінің ретке келтіруші бұрандалары;
6
— корпус;
7, 11, 17
— сәйкесінше оттегінің, жанар газдың және жанар қоспаны беруге арналған түтік;
8
— тұтқа;
9, 10, 19
— келтеқосқыштар;
13
— инжектор;
14
— кішкентай кесу арнасы;
15
— араластырғыш арнасының арнасы;
16
— араластырғыш камера;
18
— жылытқыш;
20, 21
— келтеқосқыштағы бүйір саңылауы; І және ІІ — сәйкесінше ацетиленоттекті және пропан-бутаноттекті жанарғысына арналған ауыспалы ұштары
229
2
5
Оттегі Ацетилен
1
— мүштік;
2
— ұшының түтігі;
3, 8
— шұралар;
4, 7
— сәйкесінше оттегі мен ацетиленді беруге арналған түтіктер;
5, 6
— бұрандалы түтіктер
Жанарғылар газ шығынымен ажыратылатын және әртүрлі қалыңдықтағы металды дәнекерлеу үшін тағайындалған әртүрлі нӛмірдегі ауыспалы ұштарымен жабдықталады. Ұшының нӛмері пісірілетінметалдың қалыңдығына және сағатына 1 мм қалыңдықтағы кубты дециметрдегі ацетиленің талап етілетін шығынына сәйкес таңдалады.
Жанар газ бен оттегі бірдей 0,05-0,10 МПа қысымымен берілетін
инжекторсыз жанарғылардың
әмбебаптылығы азырақ, ол жанарғының барлық жұмыс істеу барысында қоспаның тұрақты құрамын қамтамасыз етеді. Газдардың қысымын дәл ретке келтіру мақсатында бұл жанарғылардың шұралары инелі сүмбімен жабдықталған. Инжекторсыз жанарғылар қысымы тӛмен жанар газдың құрамында жұмыс істей алмайды. Бірақ олар жұмыс барысында және құрылымы бойынша қарапайымдылығын қамтамасыз етеді.
1 2 3 4 5
1
— мүштік;
2
— қыздырғыш камера;
3
— жылытқыш;
4
— жылытқыштың шүмегі;
5
— ыстық қоспаны беруге арналған түтік;
6-
жылытқыш жалын.
230
Пропан-бутан қоспалары мен басқа газ-алмастырғыштарына арналған жанарғылар ацетилен жанарғыларынан оларды мүштік арналарынан шығарғанға дейін, жанар газдың оттегі бар ацетилен жанарғыларынан олардың ұштарында (8.15- сурет) құрылғылардың болуымен айырмашылықтары бар. Жылытқыш 3 жанар қоспаның 5 түтігі мен жанарғының мүштігімен 1 арасында бұрандалады 3 және оның саңылауы арқылы 4 (шүмегі) жанар қоспаның бӛлігі мүштікке дейін сыртқа шығады. Жанарғы жұмыс істеу барысында 6 қоспаның бір бӛлігі жануы барысында мүштікті бүркиді және ол арқылы ӛтетін қоспаның негізгі бӛлігін 300-350°С температураға дейін жылытады. Қорытындысында газдың жану жылдамдығы мен пісіру жалынының температурасы арттырылады. Бұл жалынның тиімді қуаты мен металды ӛңдеу үдерісінің ӛндірімділігін арттырады. Әрбір жанарғы ұштарының жиынтығымен жабдықталған, ол газдың қажетті шығынын және жалынның қуатын ретке келтіруге мүмкіндік береді.
8.6.
ҚОЛМЕН ОТТЕКТІ КЕСУГЕ АРНАЛҒАН КЕСКІШТЕР
Газоттекті кескіде жылытқыш және ӛзіндік кескіш бӛлігі құрастырылымы біріктірілген. Газоттекті кескінің жылытқыш бӛлігі әрекет ету ұстанымы, құрылымы және есептеу әдістемесі бойынша пісіру жанарғыларына ұқсас. Жанар газдың қысымына қарай жылытқыш бӛлігі инжекторлы немесе инжекторсыз болуы мүмкін. Инжектор тӛменгі қысымды ацетиленді пайдалану кезінде қажет. Орташа қысымды ацетиленді немесе жеткілікті қысыммен берілетін жанар газдарды пайдалану кезінде, инжекторсыз жылыту құрылғысы бар кескіштерді ауыстыруға болады. Ӛндірісте қолданылатын жанар газдың қысымына қарай, инжекторлы жылытқыш құрылғысы бар кескіштер пайдаланылады. Оттекті кесуге арналған арналардың орналасуы мен газоттекті кескіштің жылытқыш жалыны 8.16- суретте кӛрсетілген. Кескіш оттегіге арналған арналарды алдын ала орналастыру мен жылыту жалыны (8.16, а -сурет) қазіргі уақытта сирек және тек ғана бір бағытта кесу үшін қолданылады. Мұндай кескіштің алдында жылытқыш жалыны болуы тиіс, кескіш бағытын ӛзгерту кезінде қарама-қарсы кесу оттегі жеткілікті жылытылмаған металға түседі және кесу үдерісі тоқтатылады.
231
1
— кескіш оттегіге арналған арна;
2
— жылытқыш қоспаларына арналған арна
Жылыту жалынының қоспаларына арналған арналардың концентрлік орналасуы мен оттегінің кесу ағыны (8.16, б -сурет) айтарлықтай ыңғайлы. Жылыту жалынының арналары концентрлік орналастырылған кескіштерде отты түтік пішінін алады, олар осі бойынша оттектің кескіш ағыны болады. Мұндай кескіштер кесуді кез келген бығытта жүргізуге мүмкіндік береді: оттекті кесу ағыны әрқашан жеткілікті жылытылған металға түседі, ол айтарлықтай ыңғайлы, ал үдеріс бағыты ӛзгеріп отыратын, пішінді кесу үшін ол әрқашан қажет болып табылады. Арналар концентрлік орналасқан кескіштерінің артықшылықтарының салдарынан кең қолданылымда болып табылады. Жанар ретінде шығарылатын қол кескіштері үшін ацетилен, оны алмастырғыштар мен керосин пайдаланылады. 8.17-суретте Р2А-02 қол әмбебап кескішінің құрылымы ұсынылған. Мұндай кескіштің корпусында 9 оттегі мен жанғыш газды ӛткізуге арналған саңылауы бар, сондай-ақ жылытқыш және жанар газдардың шығынын ретке келтіруге арналған шұралар орнатылған. Оттегі 7 мен жанар газды 8 беруге арналған келтеқосқышы бар түтіктер кескіштің ұстағышына 6 жалғанған. Корпусқа 9 салмалы сомынмен 11 инжекторы бар 10 камера 12 жалғанған, ол жерде жылытқыш оттегі мен жанар газының араласуы жүргізіледі. Инжекторды қолдану орташа және жоғарғы қысымы бар жанар газының желісінен (0,98 кПа дейін) мұндай кескішпен жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
232
1, 2
— сәйкесінше сыртқы және ішкі мүштік;
3
— басы;
4, 13
— сәйкесінше кескіш оттегі мен жанар қоспаларына арналған түтіктер;
5
— шұра;
6
— ұстағыш;
7, 8
— сәйкесінше оттегі мен жанар газды ӛткізуге арналған келтеқосқыш;
9
— корпус;
10
— инжектор;
11
— салмалы сомын;
12
— алмастырғыш камера
Жылытқыш оттегі инжектор арқылы ӛтіп, араластыру камерасында сұйылтуды қамтамасыз етеді, оның арқасында жанар газдың сорабы жүргізіледі. Бұдан әрі жанар қоспа түтік бойынша 13 кескіштің басына 3 түседі, ал одан ішкі мүштікте 2 орналастырылған, оймакілтек арналарына түседі. РЗП-02 кескіші ацетиленді алмастырғыш газдарында жұмыс істеуге арналған ұқсас құрылымы бар және Р2А-02 үлкен кӛлемдегі инжекторлар мен шығыс оймакілтектерімен ерекшелінеді. Құрылыс алаңдарында және далалық жағдайларда оттекті кесу үшін тӛмен кӛміртекті және тӛмен легирленген болат оттекті кескіші үшін РК-02 (8.18-сурет) керосин кескіштері қолданылады, олар сұйық жанарда (керосинде) жұмыс істейді. Мұндай кескіш шұралар 8 мен жалынды ретке келтіргіштері, ұстағышы 10 бар, оның сыртқы бетінде асбестпен толтырылған араластырғыш камерасы, жылытқыш шүмегі 17, ішкі 1 және сыртқы 2 мүштігіні монтаждалған. Керосин кескішке қысымы 20-200 кПа қысымымен арнайы шланг бойынша қол сорғысымен күбешеден беріледі. Оттегі бұрандалы түтік 11, шұра 8, түтік 4 және инжектор арқылы камераға 16 түседі, ол жерде буландырғыштың 15 асбестті қоспасымен толтырылған жанар газдың буымен араластырылады. Керосин кері қақпақша 12 және түтік 6 арқылы буыландырғышқа түседі, жұмыс істеу барысында керосинкескіші шүмегінің жалынмен 17 қыздырылады. Жанар газ буының шығыны инжектор түтігімен қатты байланған сермермен 13 жалғанады.
233
3
2
1
1, 2
— сәйкесінше ішкі және сыртқы мүштік:
3
— басы;
4
6
— сәйкесінше жылжытатын, оттекті және керосинді кесетін түтіктер;
7
—оттекті кесуге арналған бекіткіш шұра;
8, 9
— жалынды ретке келтіруші шұралар;
10
— ұстағыштар;
11
— оттекті беруге арналған бұрандалы түтік;
12
— кері қақпақ;
13
— сермер;
14
— үш айыр;
15
— буландырғыш;
16
— араластырғыш камера;
17
— жылытатын шүмек.
Керосин кескішпен жұмыс істеу кезінде жалынның оттекті шлангына соққысын алдын алу мақсатында жанар бӛшкесінің қысымы, оттегінің жұмыс қысымынан әрқашан аз болу қажет, ол керосиннің оттекті ұстағышына ағуын алдын алады.
ОТТЕКТІ КЕСУГЕ АРНАЛҒАН МАШИНАЛАР ЖӘНЕ МАШИНАЛЫ КЕСКІШТЕР
Оттекті кесуге арналған машиналар ауыр қол еңбегінің кӛлемін қысқарту, ӛнімділікті арттыру мен кесу сапасын жақсарту мақсаттарында қолданылады. МЕСТ 5614-74 сәйкес оттекті кесуге арналған машиналар екі негізгі типтерге бӛлінеді: стационарлы және жылжымалы.
Оттекті кесуге арналған стационарлы машиналар келесі жағдайда бӛлінеді:
– консольді (Пк), кесілетін бӛлігінде тек қана консоль және топсалы (Т) болып орналастырылады;
234
Сызба бойынша пішінді кесуге, санды бағдарламалық (С) пішінді кесу үшін қолданылады: Металдарды оттегімен кесуге арналған машинаның негізгі жұмыс инструменті машиналы газды кескіші болып табылады. Машиналы газды кескіштер қолдан істелгеннен, ұстағыш жоқтығымен ерекшеленеді, яғни олар машинаның корпусына тікелей бекітіледі. Қолданылатын кескіштердің типі машина типімен анықталады. Машиналы кескіштердің негізгі типтері келесідей болып бӛлінеді: инжекторлы, бірдей қысымда және шүмек ішіндегі араласу. Машиналы кескіштер діңгектегі ілмекті шұралары бар корпусынан тұрады, олар тікелей машинаның құралкүймешегіне және мүштегі бар басына бекітіледі. Теңдей қысымы бар кескіштердің инжекторлары болмайды. Оларға оттегі орталық саңылауы арқылы түседі, ал жанар газ – бүйір саңылауы арқылы түседі. Газдардың қоспалары кескіштің басына түседі. Газдың тең қысымын ұстап тұру үшін кескіштің алдында қысымның арнайы ретке келтіргіші орнатылады. Шүмегі ішінде орналасқан кескіштер кӛпшырақты мүштіктері бар, олардың арналарында газдардың жылжуы жүргізіледі. Машиналы кескіштердің мүштіктері тұтас және алмалы-салмалы болып бӛлінеді. Тұтас түрі жанармай қоспасына арналған бұрғылап кесілген арналарымен және кесу оттегімен әзірленеді, ал алмалы- салмалы түрі сыртқы және ішкі мүштіктерден тұрады. Кесу үдерісін автоматтандыратын, стационарлы машиналардың негізгі торабы, кӛшірме жасау жүйесі болып табылады, ол механикалық, электромагнитті, фотоэлектронды, қашықтық- масштабты және бағдарламалық болып табылады.
Механикалық кӛшіру сызба бойынша немесе белгі бойынша мехникалық басымен жүзеге асырылады. Кескіш машинаның ролигін жүргізушісінің қолын бұру кезінде кесілетін бӛлшектің кӛшірме жасау үстелінің беті бойынша сызбасы бойынша дәл кӛшірмесін шығарады. Сонымен қоса тікелей, циркулярлы құрылғысы бар механикалық басымен жабдықталған жағдайда, шеңбер бойынша шығарылады.
235
Электрмагнитті кӛшіру магнитті басымен жүзеге асырылады. Бұл жағдайда магнитті саусағы (дӛңгелентетін болатты цилиндрлік білегі) бәсеңдеткіш арқылы электроқозғалтқыштан айналуды алады Қортындысында магнитті саусақ құрыш кӛшірмесінің жұмыс ернеуіне тартып және оның контурын таптайды. Магнитті басымен қатты байланған кескіш, кӛшірме тәрізді, пішіні мен кӛлемі сияқты бӛлшектерді кесуді жүргізеді. Кӛшірмелер қалыңдығы 5-8 мм тӛмен кӛміртекті болат табағынан әзірленеді.
Фотоэлектронды кӛшіру қағазда тушьпен орындалған сызба бойынша тікбұрышты - координатты параллелограмм машиналарында жүзеге асырылады, олар механикалық басымен жабдықталған. Фотокӛшірме ұстанымы кӛшірме жасау бӛлігінде орналасқан сәуле кӛзі линза жүйесінен жарық сәулесін береді, ол иілген айнаға түсіп, сызбаның бетіне жарық таңбаболып бір нүктеге топталады. Жабық қорапта орналасқан фотоэлемент сызбаның ақ фонында бейнеленетін, сәулелерді қабылдайды, ал қара сызбаға түсетін жарық таңбаны, фотоэлемент қабылдамайды. Газ кесу машиналарында амплитудалы және импульсті фотокӛшіру жүйесі қолданылады. Бағдарламалық басқарылуы бар машиналарды кесудің барлық операциялары автоматтандырылған, яғни жалынның автоматты жануын және кесу тәртібінің барлық параметрлерінің автоматты ретке келтірілуін қамтамасыз етеді: шүмектен металдың бетіне дейінгі ара қашықтық, жалынның қуаты
БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАР
236
9-
ТАРАУ
Қ
ОРҒАЙТЫН ГАЗДАРДАҒЫ АВТОМАТТЫ ДӘНЕКЕРЛЕУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
9.1.
ҚОРҒАУШЫ ГАЗДАРДА БАЛҚЫМАЙТЫН ЭЛЕКТРОДПЕН ПІСІРУ
Қорғаушы газдарда пісіру ӛндірісте кеңінен қолданыс тапты. Осы әдіспен түрлі кеңістік қалыпта қалыңдығы он бірліктен ондаған миллимертрлерге дейін жартылай автоматты және автоматты түрде әртүрлі металдарды және қорытпаларды біріктіруге болады.
Қорғаушы газдарымен пісіру кезінде (9.1- сурет)
1
доға аймағына
2
оттық шүмегі арқылы 3 қорғаушы газы үздіксіз беріледі. Доғаның жылумен
4
негізгі металл балқиды, сондай-ақ егер пісіруді балқитын электродпен жасаса, онда электродты сым балқиды. Пісіру ваннасының балқыған металы кристалдана тігісті құрайды. Балқымайтын электродпен пісіру кезінде электрод балқымайды, ал оның шығындалуы металдың булануымен немесе жоғары пісіру кезінде жартылай ерумен беріледі. Жіктің пайда болуы негізгі металдың шетінің немесе қосымша енгізілген қоспа металдың балқуынан болады. Қорғаушы газдары ретінде инертті (аргон және гелий) және белсенді (кӛмірқышқыл газы, сутек, оттегі және азот) газдары, сонымен қатар орталықтан немесе бүйірінен берілетін электродқа
9.1-сурет. Қорғаушы газдарында пісіру сұлбасы:
1
— доға;
2
— жанарғы шүмегі;
3
—қорғаушы газ ағыны ;
4
— негізгі металл
238
Вольфрам электродын қорғаныш ретінде пайдаланған кезде инертті газ немесе олардың қоспалары және тұрақты немесе ауыспалы тоқтар қолданылады. Кӛптеген металдарды балқытып біріктірудің үздік нәтижелері иттрийленген немесе лантанданған вольфрамды электродтарын қолданғанда қамтамасыз етіледі. Электродты дайындауда вольфрамға 1,5-2,0% иттрий немесе лантан оксидтері қосу олардың тӛзімділігін арттырады және пісіру тоғын 15 % -ға кӛтеруге мүмкіндік береді. Пісіру алдында электродтың жұмыс жасайтын жағын әдетінше екі- үш диаметр ұзындықпен 60° бұрыштағы конуста ұштайды. Электродтың ұшталған түрі тігістің түрі мен мӛлшеріне әсерін береді. Ұштау бұрышын және мұқалған диаметрді азайтумен балқыту тереңдігі мӛлшері біршама артады. Бұйымға тікелей қарама- қарсы тоқ кезінде негізгі металдың тереңдей балқуын қамтамасыз ететін доғаның жылуы 70 % -ға дейін бӛлінеді. Бұл ретте анодта (электродта) оның барынша қызуына және жұмыс жасайтын жағының еру мүмкіндігіне әкелетін кӛп энергия бӛлінеді. Ауыспалы тоқты пайдалану кезінде электрод пен мүлік қарама- қарсылығы тоқ жиілігінің ӛзгерісімен бірге ӛзгереді, сондықтан электрод пен мүліктегі бӛлінетін жылудың мӛлшері шамамен бірдей болады. Ассиметриялық ауыспалы тоқпен доғаны қуаттандыру арқылы алюминий қорытпаларын балқымайтын электродпен пісіру ӛте тиімді. Пісірудің аталған тәсілі кезінде доғаны қуаттандыру үшін ӛндірістік жиіліктегі арнайы тоқ кӛздері пайдаланылады, әрі тік және кері қарама- қарсы тоқтар айтарлықтай ерекшеленеді. (9.2- сурет). Доғаның тиісті мәндегі тоқтарын таңдау пісіру ваннасын қажетті катодтың ӛңделуін кері қарама- қарсы тоқтың әрекеті кезінде қамтамасыз етуге мүмкіншілік береді, әрі тік қарама- қарсы
239
тоқтың күшейтілген импульсының әсері есебінен доғаның балқыту қасиетін арттырады. . Бұл ретте жіктің түріне белсенді әсер ету мүмкіндігі қамтамасыз етіледі, әрі балқымайтын вольфрамды электродтың тӛзімділігінің қанағаттанарлық үйлесімі және мүлік үстін катодты тазарту дәрежесі сақталады. Жұқа табақты металды пісіру үшін импульсты доға қолданылады. Бұл жағдайда тұрақты тоқтың күшті импульстерімен қуатталған доғамен негізгі металл балқытылады. (9.3, а-сурет). Доға жанғандағы үлкен үзіліс кезінде (£ п ) доғалық аралық ионсызданады, бұл оның қайталай жануының қиындығына әкеледі. Бұл кемшілікті жою үшін негізгі импульсты доға салынатын, екінші, әдетте, дербес нәрлендіру кӛзіндегі кезекші, қуаттылығы аз доға тұрақты демеп отырады. Электродтан термоэлектронды эмиссияны үнемі сүйемелдейтін кезекші доға негізгі пісіру доғасының тұрақты шығуын қамтамасыз етеді. Бұл реттегі алынатын пісіру доғасы жіктің бір- бірін жекелей жабатын нүктелерден тұрады (9.3,
б, в-сурет).
Нүктелердің жабу мӛлшері металл қалыңдығына, кезекші доға тоғына, пісіру жылдамдығына және т.б. байланысты. Пісіру тоғының артуымен және импульс ұзақтығымен жіктің жалпақтығы мен еру тереңдігі артады. Жіктің мӛлшерлері кӛбінесе оның серпінінің ұзақтығынан гӛрі пісіру тоғының мәніне тәуелді. Жекеленген пісіру нүктелерінің түрі шеңберге жақындау, пісіру ваннасынан (күйіктеспе) балқыған металдың ағып кету мүмкіндігін азайтады,
/ св
— пісіру тоғы; 1
деж
— кезекші доға тоғы;
— іркіліс уақыты; t, — пісіру импульстың уақыты;
= t, + t, — кезең уақыты
240
сондықтан осындай сапасы жоғары пісіруді салмағы жоқ тӛсемсіз барлық кеңістік қалыпында жеңіл орындауға болады. Электродтың жұмыс жасайтын жағының ластануы оның тӛзімділігінің тӛмендеуіне (ерудің ең тӛменгі температурасы бар вольфрам қосындысының пайда болуына) және жік сапасының тӛмендеуіне әкеледі, сондықтан доғаны негізгі металға немесе қоспа сымына тигізбей, не доға аралығын кӛмір электродымен тұйықтай қыздырады. Пісіру тоғын дұрыс таңдауда электродтың жұмыс жасайтын жағы аз ғана шығындалады және ұштағыш түрін ұзақ сақтайды. Қорғаушы газының қажетті шығыны пісіретін металл құрамы мен қалыңдығына, пісіру жалғасының типіне мен пісіру жылдамдығына қарай белгіленеді. 9.4,
а, б,-суретте бейнеленген жалғас типтері қорғаушы газдарының қалыпты шығындалуы кезінде орындалады. 9.4, в,
г-суретте бейнеленген жалғастар қорғаушы газының артық шығынын талап етеді, сондықтан оларды пісіру кезінде жікке қатарлас бүйірінде орналастырылған экранды қолдану ұсынылады. Қорғаушы газының ағыны пісіру кезінде бүкіл пісіру ваннасын, қоспа шыбығының жылытылған бӛлігін және электродты сенімді түрде түгедей қамтылуы керек. Пісірудің жоғарлатылған жылдамдығы кезінде қорғаныш газы ауамен ығысуы мүмкін. Бұл жағдайда қорғаушы газының шығынын арттыру қажет. Жиектің V- немесе Х-сипатты бӛліктері бар кӛп ұңғы жіктерінің бірінші ұңғысын жеңіл қоспа металсыз жиі қолмен немесе механикаландырылған пісірумен орындайды, ал бӛліктер қоспа металдың кейінгі ұңғыларында толықтырылады. Жіктің түбін қалыптастыру үшін мыс немесе болат алмалы- салмалы тӛсемдерді, сондай-ақ флюс кӛпшікті пайдалануға болады. Кей жағдайларда қалған кӛпшіктер де пайдаланылады. Белсенді металдарды
241
1
4
3
2
1
a б
1
— мыс тӛсем;
2
— қорғаушы газын беру арнасы;
3
— балқитын металл;
4
— қысқышқұрылғы
жік түбін жақсылап пісіру және балқытылған және ысытылған металдың ауадан кері жағынан қорғанышын қамтамасыз ету қажет. Бұл қорғаушы инертті газды беруге арналған жырашықтары бар мыс немесе басқа тӛсемдерді пайдалануды қамтамасыз етеді (сурет
- 9.5).
Автоматтандырылған пісіру кезінде балқымайтын электрод жалғастардың бетіне перпендикулярлы орналастырылады. Электрод пен қоспа сымдары арасындағы бұрышта (әдетте 2-4 ммдиаметрлі) 90°- қа жақын болуы тиіс. Пісіру кезінде қоспалайтын шыбықша доғаның алдында болуы тиіс, яғни ол пісіру ваннасының бас жағынан берілуі керек. Сатылы жіктерді автоматтандырылған пісіру кезінде шүмектен электрод соңынан шығатын тұсында терең ұңғыдан 3-5 мм- ден аспауы, ал бұрыш жіктері мен қиысқан жіктері пісіру кезінде— 5-7 мм. болуы тиіс. Доғаның ұзындығын 1,5-3,0 мм шамасында ұстану керек. Пісірілмегендерді болдыртпау үшін жіктің басы мен соңында қыстырма белгі тақтайшаларды қолдану ұсынылады.
ҚОРҒАУШЫ ГАЗДАРДА
БАЛҚЫМАЛЫ ЭЛЕКТРОДПЕН ПІСІРУ
Автоматтандырылған пісіру кезінде электродтың орнын ауыстыру және электродты немесе қоспа (балқымайтын электродпен пісіру кезінде) металды беру автоматтандырылған. Бұл жағдайда доғалар параметрлерінің тұрақтылығы ӛздігінен реттеу арқылы немесе ықтиярсыз сақталады. Автоматтандырылған пісіру кезінде не пісірілетін бұйымға қатысты электрод, не электродқа қатысты бұйым орнын ауыстырады. Бірінші нұсқада пісіру сымының беру механизмі
242
автоматтың жылжымайтын арбасына орналастырылады, ал екіншісінде - қозғалмайтындай етіп орнатады. Автоматты доғалы пісірудің кез келген тәсілінің негізгі параметрлеріне пісіру тоғы, доға кернеуі және пісіру жылдамдығы жатады. Үрдістің қосымша параметрлері автоматты пісіру тәсілімен анықталады. Балқымалы электродпен пісіру кезінде электродты балқыту үдерісінің және пісіру ваннасына электродты металды кӛшірудің үш негізгі түрін анықтауға болады: қысқа тұйықталулар,тамшылық және бүріккіш. Мерзімді қысқа тұйықталулары бар үрдістерге 15-22 В. кернеулі қысқа доға кезінде 0,5-1,6 мм диаметрлі электродты сымдармен пісіру тән. Кезекті қысқа тұйықталудан соң (1 және 2 кезеңдер 9.6, а- суретте) сыртқы тартылыс күшімен электродтың қапталына тамшылай жиналады. Нәтижесінде доғаның ұзындығы мен кернеуі максималды болады. Барлық үрдіс ішінде электродты сымды беру ұзақтығы тұрақты, ал оның еру жылдамдығы 3 және 4 - кезеңдерде оның беру жылдамдығынан аз бола бастайды, сондықтан тамшысымен электрод қапталы қысқа тұйықталудың 5 - кезеңіне дейін пісіру ваннасына (бұл ретте доға ұзындығы мен оның кернеуі азаяды) жақындай түседі.
243
Қысқа тұйықталу кезінде пісіру тоғы күрт ӛседі де, нәтижесі ретінде электрмагнитті күштердің сығылысу әрекеті артады, олардың біріккен әрекеті электрод пен бұйым арасындағы сұйық металдың бӛгетін бұзады. Қысқа тұйықталу кезінде балқыған электродты металл тамшысы пісіру ваннасына ӛтеді. Бұдан әрі үрдіс қайталанады. Доғалық аралықтың мерзімдік тұйықталуы секундына 90 – 450 рет жиілікпен іске асырылады. Электродты сымның әр диаметрі үшін (материалға, қорғаушы газына және т. б. байланысты) қысқа тұйықталуыларымен бірге пісіру үдерісі бар пісіру тоқтарының диапазондары болады. Үрдістің оптимальды параметрлері кезінде пісіру кеңістіктің түрлі қалпында болуы мүмкін, ал электродты металдың шашырау шығыны 7 %- дан аспайды. Пісіру тоғының тығыздығы мен доға ұзындығының артуы электродты металдың балқу сипатының және электродты металл ауысуының ӛзгерісіне, қысқа тұйықтаулары бар қысқа доғаны пісіруден жиі қысқа тұйықтаулары бар немесе олары жоқ үрдіске кӛшуге әкеледі. Бұл жағдайда пісіру ваннасына электродты метал түрлі мӛлшерде жекелей ірі тамшылар (9.6,
б-сурет), анық жақсы кӛрінетіндей жүйесіз тасымалданады. Бұл ретте доғаның технологиялық қасиеті тӛмендейді, тӛбе қалпында пісіру қиындайды, электродты металдың қалдық шығыны және шашырауы 15 %- ға дейін артады. Доғаның технологиялық қасиетін арттыру үшін оның лездік қуаттылығының мерзімдік ӛзгеруін қолданады, яғни импульсты доға пісіруі (9.7-сурет). Бұл жағдайда тоқтың импульсы әрекетінен электродтың ұшына тамшыны қалыптастыруды қамтамасыз ететіндей жылдам балқыту жүзеге асады. Электрмагнитті күштердің күрт артуы осы тамшының түп жағын тарылтады да, оны кез келген кеңістік қалыпында пісіру ваннасы бағытына лақтырады. Кері қарама – қарсы пісіру тоғының тұрақты мәні бойынша (импульстермен немесе импульссіз) жеткілікті жоғары тығыздықтар кезінде және инертті газдардағы доғаның жануы кезінде электродты металдардың ӛте ұсақ тамшылы ауысуын бақылауға болады. Осындай
ауысу ағыс деп аталады, себебі оны бақылау кезінде балқыған металл пісіру ваннасына электрод қапталынан үздіксіз ағыспен ағатындай әсерді айқын байқауға болады (9.6,
в-сурет).
Электродты металдың тамшыдан ағысқа ауысу сипатының ӛзгеруі пісіру тоғының электродтың аталған диаметрі үшін сындық мәнге дейін артуы кезінде жүзеге асады.
244
J
L
t
1
п , и п
— кідіріс уақытындағы тоқ және кернеу; 1
и , и и
— импульс уақытындағы тоқ және кернеу;;t
n ,
Ь
и
— кідіріс және импульс ұзақтығы
Қорғаушы газы құрамының ӛзгеруі де сындық тоқтың мәніне әсерін береді. Мысалы, аргонға 5 % - ға дейін оттегі қоспасы сындық тоқтың мәнін азайтады. Арнайы шараларды қолданбастан кӛмірқышқыл газында пісіру кезінде электродты металдың ағысқа ауысуын алу мүмкін емес. Электродты металдың ауысу сипатын басқару мақсатында жұмыс тоқтарының диапазонын кеңейтуге мүмкіншілік беретін, оның ішінде қысқа тұйықталулармен пісіру кезінде, электродты сымдардың импульсты берулерін пайдалану талпыныстары қолданылады. Қысқа тұйықталуларды бұл ретте сымды үздіксіз берумен салыстырғанда 3 - 5 рет арттыруға болады. Алайда бұл тәсілді ӛндірістік қолдану сымды импульсты берудің сенімді механизмдерінің жоқтығынан қиындық туғызады. Балқымалы электродпен пісіру кезінде сыртқы магнитті ӛрістер доғаны қабылдамайды. Сыртқы магнитті ӛрістердің әсер ету ықпалы ұзын доғаны пісіруде байқалады, ал электродты металдың ағысқа ауысуы кезінде барынша кӛзге түседі. Бұл жағдайда балқыған электрод қапталы сыртқы магнитті ӛріс жиілігімен синхронды ауытқиды. Оның кӛлденең ауытқуы кезінде тігістің ені кеңиді және балқу тереңдігі азаяды. Пайда болған жіктердің нәтижесінде ӛзінің осі бойынша балқудың айтарлықтай тереңдігі болмайды.
245
Доғаның технологиялық сипаттамаларының ӛзгеруі жоғары жылдамдықтағы қорғаушы газын орталықтан беруді пайдаланудан болуы мүмкін. Газдың дағдылы шығындар кезінде жоғары жылдамдықпен бітуі шығатын тесіктері азайтылған шүмектерді қолданғанда жетуге болады. Доғаны газбен үрлеу оның үстін азайтуға, яғни сығылуына мүмкіншілік береді. Нәтижесінде бұйымға доға жылуының енуі барынша шоғырланған түрде болады. Газ ағынының кинетикалық қысымымен балқытылған металл доғадан ығысады да, доға металға енеді. Нәтижесінде балқыту тереңдігі 1,5 - 2 есеге ӛседі. Алайда бұл ретте жіктерде ақаулардың болу мүмкіндігін де арттырады.
ҚОРҒАУШЫ ГАЗДА
ДОҒАЛЫ ПІСІРУГЕ АРНАЛҒАН АВТОМАТТАР
Автоматты пісіру үшін түрлі типтегі аппараттар қолданады. Автоматты доғалық пісіру үшін негізгі құрал ретінде (балқытып қаптау) пісіру автоматтары, білдектер және қондырғыларды пайдаланады. Доғалы пісіруге арналған автоматтар балқымалы, сондай- ақ балқымайтын электродтарын қолданылады. Ӛндірісте балқымалы электродтармен пісіруге арналған автоматтар барынша кең ӛріс алды. Балқымалы электродтармен доғалы пісіруге арналған автоматтар тікелей адамның қатысуынсыз механизмдердің, оның ішінде берілген бағдарлама бойынша, тӛмендегі операциялардың орындауын қамтамасыз етеді:
пісіру жалғасының желісі бойымен доғаның салыстырмалы орын ауыстыруы;
Доғалы пісіруге (балқытып қаптау) арналған автоматтар құрамына:
электродты немесе қоспа материалын беру механизмі; ■
қосылыс желісі бойымен орын ауыстыру механизмі; ■
баптауыш, қосалқы және түзетуші орын ауыстырулар механизмі ;
246
Автоматтардың негізгі бӛлігі—пісіру бастиегі — доға аймағына балқымалы электродты немесе қоспа материалын беруге арналған электромеханикалық қондырғыны құрайды. Пісіру бұйымына қарай қозғалмайтындай бекітілген пісіру бастиегі
аспалы
деп аталады
Оны қолданған кезде пісіру нысаны доғаға қарай қосалқы қондырғы немесе пісіру құрылғысының кӛмегімен орнын ауыстырады. Егер де пісіру автоматы құрылымында арнайы бағыт бойынша бастиектің орнын ауыстыруға арналған механизм болса, онда оны
ӛздігінен жүретін
деп атайды. Осындай бастиегі бар автоматты
аспалы типті автомат
деп атайды. Егер автомат құрылымында бастиегі ӛзінде бекітілген арба тікелей пісірілетін бұйыммен орын ауыстырса, онда ондай автоматты
пісіру тракторы
деп атайды.
Пісіру автоматтары пісіру бастиегінен, арбадан, басқару тетігінен, аппаратты шкафтан және пісіру сымы бар кассетадан (9.8- сурет) тұрады. Пісіру бастиегінің негізгі элементтері сымды беру, беру доңғалақшалары, тоқ беруші мүштік және бастиектің қондырмалы ауыстыруына арналған қондырғы болып саналады. Сымды беру механизмі электрлі қозғалтқыш пен бәсеңдеткіштен тұрады. Ауыспалы тоқтың электрлі қозғалтқышын пайдалау кезінде реттеу бәсеңдіткіштерін қолданады. Ауыспалы тоқтың электрлі қозғалтқыштары реттелмеген бәсеңдегіштермен қатарласа жұмыс істей алады. Беру доңғалақшалары бәсеңдеткіштердің шығыс біліктерінде орналасады. Оның мақсаты - жылжымайтындай пісіру сымын тұрақты беру. Әдетте бұған беру доңғалақшаларының екі жұбын қолданғанда жетуге болады. Бәсеңдеткіштің корпусына электр байланысын және пісіру ваннасына сымның бағытын қамтамасыз ету үшін тоқты ӛткізетін мүштік бекітіледі. Үлкен диаметрлі (3-5 мм) электродты сымды пісіру үшін кӛбінесе сырғымалы доңғалақшалы байланысы бар мүштіктер қолданылады. Диаметрі аз (0,8-2,5 мм) сымды пайдалануда түтік тәрізді мүштіктер қолданылады. Сырғымалы байланыс мүштіктердің ауыспалы ұштарының есебінен сүйемелденеді. Пісіру бастиегінің аспалы құрылымы оның қондырмалы орын ауыстыру мүмкіндігін қамтамасыз етуі тиіс: тігінен - электродтың қажетті шығуын қамтамасыз ету үшін немесе пісіру жігіне қарай оның кӛлбеуінің бұрышын және кӛлденеңнен - пісіру алдында жіктің ортасымен электрод қапталын орналастыру және үрдіс ішінде оның қалпын түзету үшін.
247
1
— арба;
2
— басқару тетігі;
3
— электродты сымы бар кассета;
4
— механизмді беруші;
5
—беру доңғалақшалары;
6
— тоқты ӛткізетін мүштік
Арба пісірілетін жік бойымен бас тиегінің орнын ауыстыруға арналған. Автоматтардың кӛбінде арба негізгі элементтің ролін атқарады. Оның корпусына пісіру бастиегін сымға арналған кассета және автоматты басқару модулі орнатылады. Арбаның бірсарынды жүрісін пісіру жылдамдығының кең диапазонында қамтамасыз ету қажет. Тұрақты тоқты электр жетегі бар автоматтарда арбаның орын ауыстыру жылдамдығы қозғалтқыш білігінің айналым санының ӛзгеруімен реттеледі. Ауыспалы тоқты жетекті пайдаланғанда арба жылдамдығы бәсеңдеткіштегі ауыспалы тегершіктермен реттелінеді. Қорғаушы газдарында пісіру үшін автоматтарда қалыпты тоқ ӛткізгіш мүштіктердің орнына, тоқ ӛткізгіштен басқа, пісіру аймағына қорғаушы газын беру, қоспа сымдарды беру және қатты қызудан бастиекті мәжбүрлеп суытуға арналған қондырғысы бар арнайы пісіру бастиегін пайдаланады. (9.9-сурет). 9.10-суретте вольфрамды электродпен автоматты пісіруге арналған жанарғы құрылымы ұсынылған. Электрод
10
сермердің
7
кӛмегімен тоқ ӛткізетін цангаға қысылған. Шүмекке
1
қарай электрод қалпын ӛзгерту үшін сомын
5
қолданылады,айналған кезде ағынды сумен суытылатын құрсау
6
оттықтың
4
ішкі корпусында қозғалады.
248
1
— пісіружанарғы;
2
— қосымды сымы бар кассета;
3
— сымды беруге арналған механизм;
4
—сымды қысу механизмі;
5
— сымды беру аймағын реттеу механизмі;
6
—жанарғының кӛлденеңнен орнын ауыстыру механизмі;
7
— сымды беру арнасы;
8
— сымды беру арнасының ұштығы.
Цанга
2
- белгілі диаметрлі электродтарға арналған ауыстырмалы тетік.Газ жалғастық
8
арқылы құрсау мен жанарғының ішкі корпусы
9
арасындағы саңылаумен түседі.
АДСВ (АДСВ-5, АДСВ-6 және басқалар) типті вольфрамды электродпен пісіруге арналған автоматтар маңыздылығы нәрлендіру кӛзі типіне байланысты тұрақты, лүпілді және ауыспалы тоқпен бойлай қосындылармен аргонда орындауға арналған. Пісіру ұзақтығы 5-80 м/сағ шамасымен реттеледі.
249
Сурет - 9.10. Вольфрамды электродпен автоматты пісіруге арналған оттықтың құрылымы:
1
— шүмек;
2
— тоқ ӛткізгіш цанга;
3
— газ ӛткізбейтін ішпек;
4, 9
— оттықтың тиісті ішкі және сыртқы корпусы;
5
— сомын;
6
— құрсау;
7
— сермер;
8
— қорғаушы газын беруге арналған жалғастық;
10
— электрод
Осындай автоматтарда қолданылатын жанарғы 1-5 мм. диаметрлі вольфрамды электродты бекітуге есептелген. Автоматтар АСГВ-4 біріздендірілген бастиегімен (сурет - 9.9 қараңыз), доға кернеуін реттеушімен және жіктің қалпын индукциялы тетікпен жік бойын бақылау құрылғысымен толықтырылады. Автоматтың орнын ауыстыру автоматтың аударылып қалуын болдыртпайтын механизмі бар рельс типімен бағыттау бойынша жүзеге асырылады.
250
9.11-сурет. Трактордың пісіру бастиегінің сұлбасы:
1
— пісіру бастиегінің шүмегі;
2
— газ жеткізу құрылғысы;
3
— тоқӛткізгіш;
4
— механизмді беруші;
5
— электродты сым
9.4.
ҚОРҒАУШЫ ГАЗДАҒЫ ПІСІРУГЕ АРНАЛҒАН ГАЗ ЖАБДЫҚТАРЫ
АСТ типті автоматтар монтажды (ACT-ІІ) және цех (ACT-І) жағдайында 20 мм дейін қабырғасының қалыңдығы бар 220 мм дейінгі диаметрлі құбырлардың бұрмасыз жіктерін пісіруге арналған. Пісірілетін материалына байланысты олар тұрақты және ауыспалы тоқпен жинақталады, қоспаларды беру, электродтың кӛлденең ауытқу және доға кернеуін реттегіштер механизмдері бар. Жалғағыш корпусының арқасында осындай автоматтарды құбырға орналастыруға болады. АДГ-502 және АДГ-602 автоматтары— трактор типті, бӛлігі бар және бӛлігі жоқ жиектердің жік жалғастарын, сонымен қатар бұрыш және айқасқан жалғастарын кӛмірқышқыл газының ортасында доғаның тұрақты тоғымен балқымалы электродымен пісіруге арналған. Бұл автоматтар екі бӛліктен тұрады: пісіру тракторы және доғаның нәрлендіру кӛзі- түзеткштен. Пісіру тракторының сұлбасы 9.11-суретте кӛрестілген.
251
Сонымен қатар, РК -53, РКД-8-61 сияқты қарапайым оттегілік редукторларды қолдану мүмкін.
Жылытқыштар ( 9.13-сурет) редукторға баллоннан келетін кӛмірқышқыл газды кӛп мӛлшерде қолдану жағдайында қатып қалуын алдын алуға бағытталған. Жылытқыш баллонға салмалы сомынмен бекемделеді. Нәрлендіру кӛзі тұрақты 20 В тоқпен немесе 36 В айнымалы тоқпен қамсыздандырылады.
Жоғары қысымды кӛмірқышқыл газды құрғатқыштар
(9.14, а- сурет) түсіруші редуктордың алдына орналастырылады.
Жоғары қысымды кӛмірқышқыл газды құрғатқыштар
(9.14,
б-сурет) ортақтандырылған газ ажыратылуы болған уақытта қолданылады. Бұл құрғатқыштарда ылғалжұтқыш ретінде силикагель немесе алюмогликоль, кейде кӛк дәрі мен кальций хлоридің қолданылады. Силикагель мен кӛк дәріні ылғалдандырып 250...300°С температурасында 2 сағат бойы қатты қыздырады. Құрғатқыштардың бір зарядтары шамамен 30...33 м
3
кӛмірқышқыл газды кептіруге есептелген.
1
— корпус;
2
— былғары киімі (кожух);
3
— жылан түтік;
4
— жылуоқшаулағыш қабат;
5
— қыздырғыш элемент;
6
— салмалы сомын
252
1
1
— тӛлке;
2
— салмалы сомын ;
3
— серіппе;
4, 9
— торлар;
5
—сүзгі;
6
— тор шайба;
7
— корпус;
8
— келтеқосқыш
Қорғаушы газдың шығынын ӛлшеуге арналған шығын ӛлшегіштер қалтқылы (қалқыма ӛлшеуіш) және дроссельді болып бӛлінеді. Қалқыма ӛлшеуіш жеңіл қалқыма орналасқан шыны тетіктен тұрады. Газ шығыстары қаншама кӛп болса, қалқыма да соншама жоғары кӛтеріледі. Қалқыма ӛлшеуіштің межелігі болады, ол ауа шығысы бойынша теңестірілген. Қорғаушы газдын шығысын санау үшін тиісті кесетелерді қолданылады. Дроссель типті шығын ӛлшегіштің әрекеті дроссельді диафрагма алдындағы және артындағы аумақтағы қысымның ӛзгеруін ӛлшеу қағдатына негізделген, бұл құбылыс газ шығысына байланысты, газ шығысын манометрлер ӛлшейді. Бұл қағиданы қолдану мысалы ретінде У-30 редукторын айтуға болады, бұл жағдайда манометр жұмыс камерасында қысымды кӛрсетудің орнына газ шығысын кӛрсетеді.
Қатынастырғыштар
СО
2
+ О
2
и СО
2
+ А
Г
+ О
2
газ қоспаларын алу үшін қолданылады.
253
Бекет қатынастырғыш УКП -1-71, СО
2
+ О
2
газ қоспасын алу үшін қолданылады, бұл қоспа баллондардан алынады. Бұл газ қоспасы алдын ала берілген құрамын сақтайды және оның шығысын бақылайды, құрамында ДКП-1-65 редукторы, қысым реттегіші және газ араластыру түйіні болады. Алынған қоспаны түрлендіру үшін қатынастырғыштағы шүмектер ауыстырылады. Рампалы қатынастырғыш УКР-1-72 баллон рампаларынан оттегіні іріктеу арқылы СО
2
+ О
2
газ қоспасын алуға, ал кӛмірқышқыл газын құрамында сұйылтылған аса суытылған кӛміртегі диоксиді бар изотермикалық сыйымдылықтан алуға мүмкіндік туғызады. Бұл қатынастырғыш 10-50 дейін пісіру бекетін газбен қамсыздандырады. Газ қақпақшасын қорғаушы газын үнемдеу үшін қолданылады. Оны мүмкіндігінше пісіру жанарғысына жақынырақ орналастырады, доғаны қосудың алдында жағып, доға үзіліп жік кратеріндегі темір толықтай қатқан кезде сӛндіреді. Электромагниттік газ қақпақшалары кеңінен қолданылуда. Қайта ӛткізу рампасы пісіру цехына қорғаныш газды жеткізу үшін қолданылады. Егер қорғаныш газы едауір кӛп қолданылса, кезек қосылатын екі баллон тобынан, газ жабдықталған коллектордан және пісіру бекеттеріне қорғаныш газ жеткізетін құбыр желісінен тұрады. Кӛмірқышқыл газ және оның қоспаларын жеткізетін құбыр желілерін қара түске бояйды .
БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ
8. Пісіру жанарғысы қандай негізгі түйіндерден тұрады? 7. Қорғаушы газдардағы пісіруге арналған автоматтың негізгі түйіндері қандай?
10- тарау
ФЛЮСПЕН ЭЛЕКТРҚОЖДЫ ПІСІРУ
10.1.
ФЛЮСПЕН ЖАРТЫЛАЙ АВТОМАТТЫ ПІСІРУ
Флюспен жартылай автоматты пісіруді ӛндірісте кеңінен қолдану, жоғары сапа және пісіру жалғасының тұрақтылығы, пісірушілердің жұмыс жағдайының ыңғайлылығы, пісіру жабдықтарының және электр қуатының тӛмен шығысының нәтижесіне деп түсіндіруге болады. Кӛбінесе флюспен пісірудің бір электродты қолдану, яғни бір доғалы түрі кеңінен тараған. Бұл жағдайда пісіру доғасы (10.1- сурет) электродты сым
1
және флюс қабаты астындағы бұйымның арасында орналасады. 5 Балқытылған флюспен 5 газбен флюс булары және балқытылған металл қуыс құрайды – газды кӛпіршік 4, бұл жерде пісіру доғасы болады. Доға жаратқан газды кӛпіршіктегі газ қысымы мен механикалық қысым доға астынан сұйық металды ығыстыру үшін жеткілікті болады, бұл процесс доғадан негізгі металға жылу бергіштікті жақсартады. Пісіру тоғының жоғарылауы доғаның механикалық қысымын және негізгі металдың Л пр
балқыту тереңдігін арттырады.
255
-сурет. Флюспен балқыту сұлбасы:
1
— сым;
2
— беру механизмінің доңғалақшасы;
3
— флюс;
4
— газды кӛпіршік;
5
— балқытылған флюс;
6
— пісірілген жік;
7
— пісіру ваннасы;
8
— қож қабыршығы
Пісіру ваннасындағы 7 балқытылған металдың кристалдандыру процессі нәтижесінде пісірілген жік 6 пайда болады. Қатып қалған флюс қож қабыршағын 8 құрайды, ал балқытылған флюс кӛпіршік құрайды да, пісіру ваннасының үстін жабады, ол балқытылған металды ауамен ӛзара әрекеттесуіне бӛгет жасайды. Балқытылған металл және қождың металлургиялық ӛзара әрекеттестігі жіктегі қажетті химиялық қоспасы болатын және легирлеуші элементтердің күйіп кетуін алдын алатын металдың пайда болуына жағдай жасайды. Беру тізбегіндегі доңғалақша 2 арқылы электродтық сымға тоқ жеткізу жүзеге асырылады, ол доғадан шағын арақашықтықтағы (70 мм дейін) болуы тиіс (электрод шағын ғана ұшып шығу керек), бұл жоғары деңгейдегі пісіру тогын (2000 А дейін) қолдану барысында электродтың қатты қызудың алдын алуға мүмкіндік береді. Пісіру тогының тығыздығы 200-250 А/мм
2
жетуі мүмкін. Нәтижесінде негізгі металды балқыту тереңдігі кӛбейеді және электрод сымынының балқу жылдамдығы ӛседі, яғни аталмыш процестің ӛнімділігі жоғарылайды. Флюспен пісіру ауыспалы және тұрақты тоқ қолданып жүзеге асыруға болады. Доғаға электродты сым беру және доғаны түйіс жаққа қозғалту арнайы механизмдердің кӛмегімен жүзеге асырылады. Флюспен пісірудің бірнеше түрі бар, мысалы, кейбір жағдайда екі доғалы немесе кӛп доғалы флюспен пісіруді қолдану абзал. Бұл жағдайда доғалар бір немесе бірнеше нәрлендіру кӛзінен қоректенуі мүмкін. Қосарланған (жарықшақтанған) электродпен (10.2-сурет) пісіру барысында, ортақ пісіру ваннасын құрайтын доғалар бір нәрлендіру кӛзінен қоректенеді.
Екі доғалы пісіру барысында (10.2,
б-сурет)
екі электрод қолданылады. Бұл жағдайда доғалар жалпы немесе бӛлек пісіру ванналарын құрауы мүмкін (бірінші доғадан кейінгі металл толықтай кристалдандырылған кезде). Егер доғалар бӛлек пісіру ванналарын құраса, әдетте екі электрод пісірілнген бұйымның жазықтығына перпендикуляр орналасу керек. Доғалар арасындағы ара қашықтықты ӛзгерту арқылы пісірудің қызулық кезеңін реттеуге мүмкіндік туады, бұл шыңдалған болатты біріктіру кезінде ӛте маңызды. 10.2 в - суретте кӛрсетілген сұлба бойынша ауыспалы тоқпен пісіру барысында үш доға пайда болады, біреуі – электродтардың арасында, ал қалған, екеуі – әр электрод пен бұйым арасында пайда болады. Бұл жағдайда әр доға бір балқытатын кеңістікте жанады.
256
а
— қосарланған электродпен пісіру барысында;
б
— екі доғалы пісіру;
в
— «үш фазалы доғамен» пісіру барысында
әр доғадағы тоқ реттеледі, балқытылатын электрод металлының мӛлшерін ӛзгерту мүмкін немесе негізгі металды балқытуды реттеу мүмкіндігі пайда болады.
10.2 Пісірудің бұл әдісінің кемшіліктеріне, пісірудің бұл түрін тек тӛменгі қалыпта орындау мүмкін, ӛйткені жіктің жалпақтығы кӛлденең 10-15° ауытқыса балқытылған флюс металға ағып кетуі мүмкін.
ФЛЮС АСТЫНДА ПІСІРУДІҢ РЕЖИМДЕРІНІҢ ПАРАМЕТРЛЕРІН ТАҢДАУ
Пісіру режимдерінің параметрлері жасалатын жіктің құрылымымен ӛлшемдеріне әсері әдетте, параметрлердіңм біреуінің ӛзгеруіне және екіншісінің тұрақты сақталауы жағдайында қарастырылады. Пісіру жігінің тілімшеге балқыған металды балқытып қаптауды орындау барысында пайда болатын кейбір заңдылықтарын қарастырып кӛрейік, балқу тереңдігі бұйым қалындығыны 0,7 бӛлігінен аспау керек (егер балқыту тереңдігі одан асып түссе пісіру ваннасының тӛменгі жағындағы жылуды әкету тӛмендеуі мүмкін және пісіру ваннасының пішіні мен жік кӛлемі ӛзгеруі мүмкін). Пісіру тогының қуаты жоғарлаған сайын (сурет-10.3,а) металдың балқу тереңдігі де біршама сызыққа дейін ӛседі. Бұл пісіру ваннасының жалпақтығына жасалған қысымның ӛсіумен түсіндіріледі, оның нәтижесінде балқытылған металл доғалардың астына ығыстырылаы. Бұл жағдайда жіктің жуандығы аз мӛлшерде ғана ӛсуі мүмкін. Пісіру тогы тығыздығының ӛсуі (тұрақты тоқпен қуаттандыру нәтижесінде электрод диаметрінің азаюы) балқыту тереңдігін біршама кӛбейтуге мүмкіндік туғызады, бұл доға қозғалуының азаюымен түсіндіріледі. Ал жік жуандығы бұл жағдайда азаяды.
257
-сурет. Пісіруді әртүрлі параметрлерінің кӛлденең кесудің жасалатын жік ӛлшемдеріне тигізетін әсері: а
— пісіру тогы;
б
— доға кернеуі;
в
—пісіру жылдамдығы;
г
— электрод шығуы;
h „p
балқу тереңдігі; е
— жік ені;
g
— жік шығынқылығының биіктігі
Тура кереғарлықтағы тұрақты тоқпен пісіру барысында балқу тереңдігі 40-50% кӛбейеді, ал кері кереғарлықтағы тұрақты тоқпен пісіру барысына қарағанда ауыспалы тоқпен пісіру 15-20% азаяды. Доға кернеуін арттыру барысында (доға ұзындығы) (10.3,б- сурет) оның қозғалтқыштығы жоғарылайды. Бұл жағдайда, жік жуандығы ӛседі, ал оның тереңдігі аз ғана ӛзгереді. Пісірудің бұл
параметрі тәжірибеде жік енін реттеу үшін қолданылады.
258
Пісіру жылдамдығы ӛсумен қатар, доға астындағы балқытылған металдың қабаттау ені азаяды, нәтижесінде негізгі жіктер де азаяды (10.3,
в-сурет).
Пісіру жылдамдығы мен пісіру тогы шамадан тыс жоғары болса жіктерде тілікшелер пайда болуы мүмкін. Электродтың ұшып шығуы кӛбейген сайын (10.3, г-сурет) оның жылыту қарқындылығы да артады, бұл балқу жылдамдығының арттырады. Нәтижесінде доға астындағы балқыған металдың қабаттау жуандығы да артады, бұл балқыту тереңдігінің азаюына әкеп соғады. Бұл әсер 1-3 мм диаметрлі электродтар сымдарымен пісіру барысында қолданылады, нәтижесінде жік жасау кезіндегі балқымалы электрод металдың кӛбеюіне алып келеді, яғни бұл жағдайда металдың ӛсуі қосымша металдың әсерінен болады (электродтың шамадан тыс ұшып шығу әдісі қолданылады). Электродтың және бұйымның кеңістіктік қалпы электрқожды пісіру барысындағы жіктің пішіні мен ӛлшеміне қолмен пісіру кезіндегідей әсер етеді. Пісірудің бұл тәсілі тек тӛменгі қалыпта және бұйымның еңкіш бұрышы 15° жоғары болмаған жағдайда іске асырылуы мүмкін. Жіктің пішіні мен ӛлшемін бұйымды еңкейту арқылы ӛзгерту тәжірибеде айналма қосылысқан жерлерді пісіру барысында ғана қолданылады, себебі жалпақ конструкцияларды еңкіш қалпына орналастыру қиынға соғуы мүмкін. Электродты еңкейту кӛп доғалы пісірудің жылдамдығын арттыру үшін қолданылады. Негізгі металлды 100 °С немесе одан да жоғары температураға дейін жылыту жіктің енімен балқыту тереңдігінің артуына алып келеді.
Флюспен автоматты пісіруді бастамас бұрын пісіруге әзірленген жиектердің тазалығын, олардың жиналу дұрыстығын және электрод белағашы бойынша бағытын тексеру керек. Қалыңдығы 10 мм асатын металды қосу барысында кӛп қабатты жіктер қолданылады. Әр келесі жік салар алдында бұйым бетін қождан мұқият тазалап сыртқы кемістіктерді анықтау үшін қарап шығу керек. Егерде бұйымда күйіктеспе немесе шалапісірілім болса, оларды жою үшін технологиялық енсіз жұқа тақтайшаларды қолданылады. Пісіру процесін бастамас бұрын, негізгі металл қызбаған кезде, оның балқу тереңдігі жіктің негізгі бӛлігінің балқу тереңдігінен әлдеқайда аз болады, сондықтан да жіктің бұл бӛлігін әдетте кіру жұқа тақтайшасына шығарады. Пісіру аяқталғаннан кейін ойық орналасқан жерде әлсіреген жік пайда болады, сондықтан да пісіру процесін шығу жұқа тақтайша орналасқан жерде аяқтайды.
259
Кіру және шығу жұқа тақтайшаларының ені 150 мм дейін және ұзындығы (металл қалындығына мен пісіру тәртібіне байланысты) 250 мм дейін болу керек, оларды пісіруді бастамас бұрын тұтқышқа орналастырады. Қосылысқан жерлерді асылып тұрған қалпында флюспен автоматтандырылған біріктіру барысында барлық ұзындығы бойы жақсы пісірілген жік жасау қиын болуы мүмкін, ӛйткені металл мен флюс жиектердің арасындағы саңылауларға ағады, нәтижесінде күйктеспелер пайда болады. Күйіктеспелердің алдын алу үшін арнайы астарлар қолданылады, бір қатарлы жіктер жасаған кезде олардың жуандығы негізгі металл қалындығының 30-40% құрайды немесе бірінші жіктің жуандығына сәйкес болуы мүмкін. Пісіру барысында бір қабатты жіктерді және алмалы жезді астарлар қолдану барысында жік сапасы жиектерді қатайтып бұраудың сенімділігіне бағынышты болады. Егер саңылау 0,5 мм асатын болса балқытылған металл ол арқылы ағып кетуі үшін, бұл жіктегі кемсктердің пайда болуына әкеп соғады. Пісірудің бұл тәсілінің кемшілігі – негізгі жырашық пен қозғалмайтын жез астары бойымен қосылысқан жерде жиектерді нақты салынуына байланысты болады. Жіктің түбірін қалыптастыруды жақсарту үшін тереңдігі кеңейтілген жез астарының жырашығына флюс құйылады, яғни жез флюс астармамен дәнекерлеу жасайды. Флюс жастықтағы біржақты пісіру барысында (10.4-сурет) флюс қатты жымқырылған болса, жиектер толықтай пісіріледі және жуандығы 2 мм және жоғары болатын жиектерді жинау барысында және жік түбірін қалыптастыруда азырақ нақтылықты қажет етеді.
а
— жалпақ конструкциялардың;
б
— ішкі сақиналы жіктердің;
1
— бұйым;
2
— флюс;
3
— ауа құбыршегі;
4
— жайма;
5
— пішінделген иілгіш тілім (нұсқарлар иілгіш тілім мен бұйымның бағытының ауысуын кӛрсетеді)
260
Қосылысқан жердегі флюс 3 құбыршек беретін ауамен жымқырылады, ал сақиналы жіктерді пісіру барысында - арнайы иілгіш тіліммен 5 жымқырылады. Пісірілетін қаңылтырлар флюсты жымқыру кезінде қисаймау үшін арнайы салмақпен немесе арнайы магниттік ӛрісте магниттермен ұсталып тұрады. Жіктің кӛлденең қималы жер ауданына және пісіру қалпына байланысты жалғанулардың жиектерінің бірін қиғаштықсыз және қиғашты етіп бір немесе кӛп қабатты жіктермен орындауға болады. Қосылысқан жерді толықтай қиғаштықсыз және жиексіз пісіру үшін таңбалы жалғасы бар қабырғалардың жуандығы 14 мм кем болған жағдайда орындауға болады. Бұрыштық жіктерді «қайқша» қалпында және электродты еңкейтіп ұстау қалпында орындайды (10.5-сурет).
«Қайықша» қалпында (10.5, а-сурет) бір ӛткел болса жіктерді 14 мм дейінгі катетпен немесе 6 мм дейінгі еңкіш электродпен жүзеге асыруға болады. Пісіруге арналған жалғасты минималды саңылау жасап жинау керек, бұл оған балқытылған металдың ағуын алдын алуға кӛмектеседі. Егер саңылау 1,5 мм жоғары болса бірінші жіктің алдыңғы жағында қолмен пісіру немесе механикаландырылған пісіру жалғасы жасалады. Пісріп жалғау негізгі жіктерді салғанда толықтай қайта пісірілу керек.
: а
— «қайқша» қалпында;
б... е
— еңкіш электродпен;
1
2
— кӛп қатарлы жіктің білікшелер
261
Тәжірибеде саңылаудың сырт жағын талшықтас бауымен бітеу қолданылады, бұл бау ақырында алынып тасталады. Осындай әдістер еңкіш электродпен пісіру барысында да қолданылуы мүмкін, бірақ саңылау 2,5 мм аспауы керек. Жиектердің қосылысқан жерлерін толықтай пісіру үшін пісіруді симметриялы емес «қайықша» жасауға болады, электродпен таңба текшесінің арасындағы бұрыш 30° дейін азайтылу керек. Бұл әдіс пісірілген элементтердің қалындығы әр түрлі болған жағдайда, яғни жұқа элемент пен қалын электрод арасындағы бұрыш азайған кезде қолданылуы мүмкін. Таңбалы жалғастарын еңкіш электродпен жасаған кезде жалғаудың тік қабырғасында тілімдерді алдын алу қиын болуы мүмкін. Осындай тілімдердің алдын алу үшін сӛрені қозғайды (10.5,
б, в-сурет). Кӛп ӛтпелі жіктерді жасау реттілігі
10.5,
г. суретінде кӛрсетілген. Үстінгі жапырақтың жуандығы 8 мм дейін болса айқасқан жалғастар үстіңгі жиекті балқытып тік электродпен орындалалды ( 10.5, д-сурет), ал бұрыш жалғасты пісіру үшін алмалы астардың үстінде орындайды, пісіріліп атқан элементтердің жиектері ӛңделуі тиіс (10.5, е-сурет).
-ЖАБДЫҚТАР
АДФ-1002 автоматы (ТС-17) флюспен қосылысқан жерлер мен бұрыш жіктері электродтың тік немесе еңкіш қалпында ауыспалы тоқпен пісіру үшін қолданылады (10.6-сурет). Осындай пісіру аппараты екі негізгі түйіннен тұрады: пісіру тракторы және ТДФЖ-1002УЗ басқару блогы орнатылған нәрлендіру кӛзінен тұрады. Бұл автомат пісіру электродты сымды тұрақты жылдамдықпен жеткізетін жүйелерге жатады, оғаның ӛздігінен реттелу қағидасы негізінде жұмыс жасайды. Аталған автоматтың сымды жеткізу механизмдерінің бәсеңдеткіштер және пісіру трактордың жүрістік арбасы ауыспалы тоқпен жұмыс істейтін ортақ электр қозғалтқышпен іске қосылады. Бұл автоматтардың ерекшелігі, олардың тек бір электр қозғалтқышы болады. Электрод сымды жеткізу және пісіру жылдамдығы пісіру доғасының кернеуіне тәуелді емес және ауыспалы тісті доңғалақтардың кӛмегімен сатылы реттеледі. Пісіру тракторының тұрқысында мүштік пен басқару құрылғысы, дұрыс және тізеткіш құрылғалары, сымға арналған кассета, флюсқа арналған шанақ бар кронштейн бекітілген.
10.6.-сурет. АДФ-1002 (ТС-17) автоматының сұлбасы:
1
— флюсқа арналған шанақ;
2
— сымға арналған кассета;
3
—басқару құрылғысы;
4
—арба;
5
—пісіру бастиегі
АДФ-1002 автоматының электр сұлбасы электрод сымының қосымша әрекеттер жасағанда (пісірудің алдында сымды қысқарту, пісіруден кейін сымды қождан кӛтеріп алу, сымды бастиекке салу) кӛтермелеуін және түсіруін қамтамассыз етеді. Сонымен қатар, пісіру тогын қосу, доғаны жандыру, пісіру аумағына электрод сымын жеткізу, автоматтын пісіріліп жатқан бұйым бетімен қозғалуын және кратерді пісіріп бітеу сияқты әрекеттерді орындайды. АДФ-1002 автоматының артықшылықтарына келесідей белгілерін жатқызуға болады: құрылымының оңайлығы, шағындылығы, аспаптың аз габариттік ӛлшемдері мен салмағы, жоғары деңгейдегі сенімділігі. Автоматтың шағын ӛлшемдері 1м аспайтын бұйымдардың ішкі жіктерін пісіруге мүмкіндік береді. АДС-1000-2 автоматы электродты жеткізу жылдамдығын ӛзгерту негізінде доғаны автоматты реттеу қағидасы негізінде жұмыс жасайды (10.7-сурет). Электрод сымын жеткізу және арбаның жылжу механизмі тұрақты тоқпен қамсыздандыратын бӛлек электр қозғалтқыштармен жабдықталған. Пісіруді және оны жеткізу жылдамдығын жаттық реттеу аталған қозғалтқыштардың айналу жиілігіне байланысты. Сымды жеткізуге арналған бӛлек қозғалтқыштың бар болуы доға кернеуіне байланысты автоматтандырылған реттеуді қолдануға мүмкіндік туғызады. Егер доға тым кернелген болса (доға ұзындығы артса) қозғалтқыш айналымының артуы салдарынан сымды жеткізу жылдамдығы да артады.
263
10.7-сурет. АДС-1000-2 автоматының сұлбасы:
1
— арба;
2
— сымға арналған кассета;
3
— басқару құрылғысы;
4
— пісіру бастиегі;
5
— флюсқа арналған бункер
АДС-1000-2 құрылымы тӛрт дӛңгелекті арба болып табылады, бұл арбада сымды жеткізуге арналған механизмі бар пісіру бастиегі, сымға арналған кассета, флюсқа аранлған бункер және басқару құрылғысы орналастырылған. Арба қозғалысы рельс тартылған жолмен немесе тура бұйым үстімен жүзеге асырылады. Пісіру тракторының жоғарғы бӛлігі бұралмалы болады, бұл рельстік жолдан түрлі қашықтықтағы автоматты жіктерді пісіруге икемдеуге мүмкіндік береді. А-1416 автоматы флюспен бір доғалы пісіруге арналған, оның тӛмендегідей негізгі түйіндері болады:
264
А-1412 ӛздігінен жүретін автомат (10.8-сурет), флюспен айнымалы тоқ қолдану арқылы екі доғалы пісіруге арналған, ТДФЖ-2002 трансформаторларымен жабдықталады. А-1412 автоматының құрылымы А-1416 автоматымен сәйкестендірілген және екеуінің негізгі түйіндері бірдей болады. Жорық жылдамдығымен жүретін арба асинхронды электр қозғалтқыштың кӛмегімен қозғалады, ал жұмыс жылдамдығымен жүретін арба тұрақты тоқпен жұмыс жасайтын электр қозғалтқыш кӛмегімен істейді. Оның жұмыс жылдамдығы электр қозғалтқышының он мәрте диапазонындағы тиристорлық реттеуіштің кӛмегімен жылжу жиілігіне байланысты болады. Бұл автомат аударылмау үшін арнайы екі пісірілген кронштейнге және доңғалақшаға негізделген тіреудің кӛмегімен ұсталады. Пісірудің кеңістік орналасуына және электродтардың қажетті шығуына байланысты мүштіктердің қалпын реттеу қызметін бәсеңдеткіш пен электрқозғалтқышы орналасқан пісіру бастиегін кӛтеру механизмі атқарады.
10.8.-сурет. Екі доғалы пісіру А-412 автоматының сұлбасы:
1
— беру механизмдері;
2
— тіреуші дара рельс;
3
—басқару құрылғысы;
4
— сымға арналған кассеталар;
5
— флюс бункері;
6
—беру механизмдерін бекіткіш ілмек; 7 — ӛздігімен жүретін арбаны жылжытуға араналған электр қозғалтқыш;
8
— ӛздігімен жүретін арба;
9
— аударылу фиксаторы
265
10.5
ЭЛЕКТРҚОЖДЫ ПІСІРУ
Электрқожды пісіру барысында (ЭҚП) тоқ сұйық қабат арқылы ӛткен уақытта бӛлінетін жылу негізгі және қоспа металдың балқытылуын жүзеге асырады. Бұл жағдайда балқыған қож қабаты пісіру ваннасының үстінгі қабатында орналасады да, металды ауа әсерінен қорғайды.
а
— тербеліссіз және тербелісі бар бір электрод;
б
— тербелісі бар екі сымды электрод;
в
— қатпарлы электрод;
г
— балқитын мүштік;
1
— пісірілетін бӛлшек;
2
— электродты сым;
3
— балқыған қож ваннасы;
4
— балқыған металл (негізгі және электродты);
5
—пісіру жігі;
6
—қатпарлы электрод;
7
— балқитын мүштік;
8
— сумен салқындалатын жез жылжымалары және қалыптастырушы құрылғы
266
10.1-кесте. 3 мм диаметрдегі кӛміртекті болатты электрқожды пісірудің есептелген және құрастырма саңылаулар
Қалыңдығы .. мм құрайтын қаңылтырды пісіру
Саңылау
50…70
70.100
100.200
200.500
500.1000
1000. 2 000
Есептелген, мм
18
20
22
25
30
30
Минималды құрастырма, мм
20
22
24
28
36.40
40…42
ЭҚП сымды (бір немесе бірнеше) электродпен пісіру түрі қолданылады, ол тербелісті немесе тербеліссіз, кең ауқымды кесудің қатпарлы электроды немесе балқитын мүштік болуы мүмкін (сурет-10.9).
Электрқожды процесс тоқ қысымы 0,2-300 А/ мм
2
жеткен уақытта тұрақты болады, пісіру барысында 1 мм кем емес электрод сымдары және кесу ауқымы 400 мм
2
асатын қатпарлы электрод қолданылған жағдайда ғана жүзеге асырылуы мүмкін.Бұл пісіру барысында қатты сыртқы сипаттамасы бар нәрлендіру кӛздерін қолдануға мүмкіндік туғызады. Жікті мәжбүрлеп жасау үшін жез сумен салқындатылатын жабдықтар қолданылады. \ ЭҚП кемшілігіне, электрқожды пісіру процесінің аяқталмағанынша тоқтатылмауын жатқызуға болады. Пісіру процесін мәжбүрлеп тоқтатса пісіру жігінде кемістіктер пайда болады. Бұл жағайда пісірілген жерлерді жӛндеу немесе толық тазалап қайта пісіру қажеттілігі туады.
1
— жіктің кіру қалтасы;
2
—жікті аяқтауға арналған шығу жұқа тақтайшалары
267
Бӛлшектерді пісіруге дайындау процессі келесідей жүзеге асырылады. Қалыңдығы 200 мм дейінгі металлдың қапталды үстіндегі жиектерді газбен кесетін машиналармен ӛңдейді. Егер металл қалыңдығы 200 мм асса механикалық ӛңдеу қолданылады. Жаймадан кесілген бүйір жақтағы бӛлшектерді егеуқұм шеңберлерімен тазалайды, ал құйылған және соғылған бӛлшектерді жиек шетжағынан 60-80 мм жуандыққа дейін ӛңдейді. Тура қосылысқан жерлері бар құрамаларды жинау барысында ауытқулар 2-3 мм аспауы тиіс. Қосылысатын бӛлшектерде сақиналы жік жасағанда диаметрлердің максималды айырмасы ±0,5 мм, ал жиектердің ең үлкен ауытқуы – 1 мм аспауы керек. Жалғастарды жасау кезінде бекіткіш тұтқалар мен тілімдерді 500-800 мм кейін орналастырады. Тілімдерді тӛмендегідей пісіреді, жік шет жақтағы жиектерден 60-80 мм арақашықтықта аяқтау міндетті. Пісірілетін дайын бұйымның нақты ӛлшемдерін білу үшін барлық бӛлшектерді пісіру барысында пайда болуы мүмкін пішіннің ӛзгеруін есепке алып саңылаумен жинау қажет. Электрқожды жіктер сумен салқындатылатын жылжымалар немесе жез астарлармен құрастырады, сонымен қатар, болат астарлар немесе құлыптық жалғастармен де құрастыруға болады. Электрқожды процесті бастау үшін және ЭҚП аяқталған кезде оны пісіру құрамасы шегінен шығару үшін кіру қалташасы және шығу жалпақ тақтайшалары қолданылады (10.10-сурет).
ЭЛЕКТРҚОЖДЫ ПІСІРУ РЕЖИМІНІҢ ПАРАМЕТРЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ
ПІСІРУ ЖІКТЕРІ
Электрқожды пісіру режимінің негізгі параметрлері – пісіру тоғы, электродтардағы кернеу және пісіру жылдамдығы. Осы параметрлерді ӛзгертілуі пісіру ваннасы мен жігінің кӛлемдерін ӛзгеруін нақытайды. Пісіру ваннасының кӛлемі (10.11-сурет) оның е енімен және h тереңдігімен бағаланады. Пісіру жігінің дӛңестігі құрама құрылғылардың ӛлшемдерімен анықталады.
268
h
— пісіру ваннасының тереңдігі; s— бӛлшектің қалыңдығы; е — пісіру жігінің ені; g, g
1
беттік жағы бақыту жақтарынан жіктің дӛңестігі
Пісіру тоғын арттырған сайын, астаудың тереңдігі сызықтыққа жақын сипатпен ӛседі. Тоқ астаудың қажетті шектегі тереңдігін анықтайтын басты параметрі. Астаудың еніне тоқтың ӛзгеруі аз әсер ететін. Электродтағы кернеудің ӛзгерісі металл астауының еніне зор ықпал етеді, және бұл тәуелділік тікелей сипатқа ие. Тәжірибеде астау және жіктің енін талап етілетін шектерде электродтардағы кернеуді реттеу арқылы ӛзгертеді. Кернеудің ӛсімен металл ваннасының тереңдігі де артады. Пісіру жылдамдығын үрдістің тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін ӛзгерту оның басқа параметрлерін ӛзгертуді де талап теледі, әсіресе, пісіру тоғын. Пісіру жылдамдығын ӛсіру кезінде астау тереңдігінің артуы байқалады. Пісіру астауының ені күрделі максимумы бар тәуелділік бойынша ӛзгереді. Электрқожды пісірудің қосымша параметрлеріне саңылау кӛлемі, электродың беріс жылдамдығы, электродтардың саны және олардың кӛлденең қимасы, қож астауының тереңдігі, қосынды құрамы және т.б. жатады. Осы параметрлердің пісіру астауы және жігінің еніне әсері негізгі параметрлердің ықпалынан тӛмен. Пісіру астауының жеткіліксіз тереңдігінде оның ішінде не оның бетінде доғалық қуатсыздандыру пайда болуының ықтималдығы бар. Пісіру астауының тереңдігін 30...90 мм аралығында сақтайды.
ЭҚП үшін балқымалы флюстар қолданады. Кӛміртекті және
269
АН-8, АН-8М және АН-22 ие флюстарын қолданады Электрқожды үрдістің басында АН-25 флюсты қолданады, ол қатты және балқыған күйлерінде жоғары тоқ ӛткізгіштігіне ие. Қолданыс алдында флюсты паспорт және технологиялық талаптарға сай электр пешінде 1-2 сағат 300-700°С температурасында қатты қыздырады. Флюс қабатының қалыңдығы 80-100 мм. ЭҚП кезінде электродты металл ретінде сым, тілімше, құбыр және таспа қолданылады. Әдетте, диаметрі 3 мм тұтас қималы сымды қолданады, бірақ басқа диаметрлі сымдарды (1,2 немесе 5,6 мм) қолдануға мүмкін. Электродты металлдың химиялық құрамы негізгі металлдың құрамының сипатына жақын және де пісіру металының пайдалану кӛрсеткіштеріне сай болуы тиіс (10.2-кесте). Электрқожды үрдісті қоздыру екі әдіспен жүзеге асырылады: пісіру флюсты алдымен электр доғасы кіру қалтасында еритін «қатты старт» тәсілі арқылы, ал содан соң доға себілетін және балқымалы флюс арқылы шунтталады немесе кіру қалтасына бӛлек пеште алдын ала балқытылған сұйық флюсты құйылатын «сұйық старт» арқылы.
10.2 -кесте. Электрқожды пісіруде қолданылатын сымдар
Пісірілетін болаттың маркасы
Электродты сымның маркасы
Ст3, 20, 22К, М16С, 25, 10Г2С1, 15К
Св-10Г2, Св-10Г2С
12ХМ
Св-04Х2М
16ГС, 20К, 09Г2С
Св-10Г2С
20ГС, 25ГС, 20ГСФ, Ст5, 35, 40
Св-08ХГ2СМ
25ДГСФА, 34ХМ1А, 08ГДНФ, 10ХСНД, 16ГНМА, 20Х2МА,
20ХНМФ
Св-08ХН2М
25Х2ГМТ
Св-20ХН3МФ
35Н3МФА
Св-20ХН3МФА
270
Сым электродтармен пісіру.
ЭҚП арналған ең кең тараған электродтар типі – бұл диаметрі 3 мм дейін электродты сым. Оның кӛмегімен қалыңдығы 500 мм-ға жететін түйістіре пісірілген жалғас жасалады. Электрқожды үрдістің бастапқы кезеңінде электродты сырғақтан барынша алшақ орналастырады. Доғаны қоздырғаннан соң (5-6 с кейін) қож астауын дәлдеу уақытын қысқарту және электрқожды үрдісті тұрақтандыру мақсатында сымдарды беру жылдамдығын 100-120 м/с дейін баяулатады. «Қатты старт» кезіндегі электрқожды үрдістің бастапқы кернеуі таңдалған режимнің кернеуінен 2-3 В жоғары болуы тиіс, бұл доғалық үрдістен электрқождыға ӛтудің жылдамдауына кӛмектеседі. Саңылаудағы электродты ілгермелі-қайтарымды түрде орнын ауыстыра бастайды және сымның жеткізілуін белгіленге дейінгі шамаға жылдамдығын арттырады. Ұзын тігістерді пісіруде әр 0,5-1,0 м сайын қож астауының құрамының 5-10 пайызын ықтиярсыз тӛгу арқылы және флюсты (кішкене үлестермен) құйып отыру арқылы жаңарту қажет.
Сақиналық жіктерін пісіру технологиясы.
Қалыңдығы 150 мм дейінгі сақиналық жіктерді бір электродпен пісіреді, қалыңдығы 100-250 мм - екі электродпен, ал қалыңдығы 150-450 мм болатын тігістерді – үш электродпен пісіреді. Кері білікшені жасау үшін, ағынды сумен суытылатын мыс сақиналарын; қалған болат тӛсемдерді (ені 80-100 мм және қалыңдығы 25-30 мм сақиналар); кері сырғақтарды қолданады. Пісіруге арналған сақиналық жік (10.12 сурет) І және ІІІ нүктелерде құрастыру саңылауларымен дайындалады. Алдын-ала сақиналық жікке металдан қалыңдығы 35-40 мм болатын кіру қалтасын кіргізеді, оны доғалы қолмен пісіру арқылы белгілер бойынша пісірілетін ӛнімнің бір бӛлігінің бүйіржақ бетіне қысады. Кіру қалтасын І. ІІІ нүктеде қондырғаннан соң, осы бүйіржақ бетіне қажетті құрастырма саңылауын бекітуін қамтамасыз ететін дистанциялық тӛсемдерді пісіреді. Жиналған бӛлшектерін сақина жігінің шеңберіне біркелкі пісірілетін жұқа тақтайшалармен бекітеді, содан соң, ӛнімді аунақшалы тіректерге орналастырады және шетжақ айналдырғышпен қалтаны жұмыс күйіне қондырады. Қалтаның түбі пісіру үрдісінің басында кӛлденеңорналасуы тиіс, бұл қалтаны қосындымен толтыру үшін қажет. Сақиналы жікті пісірудің жалпы үрдісі үш кезеңге бӛлінеді.Бірінші кезеңде (10.12, а -сурет) пісіру жабдығын
кӛтеру процесінде
271
І...ІІІ— құрастырма саңылауларды бақылау нүктелері; К — кірме қалтасы
г
в
272
қалтаның біршама бӛлігін (сақиналы жіктің осінің деңгейіне дейін) қосындымен толтырады, ал қалтаның соңын қозғалыссыз жабдық және айналмалы бұйым жағдайында пісіреді (10.13, б-сурет). Екінші кезеңде пісіру процесін тіксызықты тігістерді пісіруде сияқты орындалады. Бұйымды шеңбердің ұзындығының 1/3 бұрғаннан соң кіру қалтасын қалып бойынша газжалынмен кеседі. Және аталған аумақты жіктің тұйықтаушы бӛлігінің пісіруіне дайындайды. Үшінші кезеңде жіктің тұйықтаушы бӛлігінің пісіруі орындалады. Сақиналық жіктің тіксызықты бӛлігі тік орныққанда (10,13, в- сурет), бұйымды айналдыруды тоқтатып, пісіру жабдығын кӛтереді. Сақиналы жіктің тұйықтаушы бӛлшегінің тік бӛлігін пісіріп болған соң, пісіру жабдығын кӛтеруді тоқтатып, бұйымды айналдыруды қосады. Электродтардың ауытқу амплитудасын азайта отыра, жіктің сыртқы шетіне ең жақын электродты істен шығарады және пісіруді бір электродпен аяқтайды (10,13, г- сурет).
Пісіретін балқымалы мҥшітігі.
Балқымалы мүштігі электродты сымдарды жеткізуге арналған каналдарымен жабдықталған жұқа қабырғалы құбырдың, тілімше немесе біліктердің жиынтығы.
273
Мүштік балқымайтын және балқымалы бӛліктерден құралады. Оның балқымалы бӛлігінің ұзындығы кіру қалтасын және кіру жұқа таяқшаларынан ескергенде, пісірілетін сақиналы жіктің ұзындығымен анықталады. Балқымайтын бӛлігі мүштікті бекітуге және пісіру кабелін қосуға кӛп рет қолданылады. Қысқа тұйықталудың алдын алу үшін мүштікті пісірілетін металдың жиегінен оқшаулау қажет. Балқымалы мүштіктің пішіні пісірілетін жіктің конфигурациясына байланысты, ал оның материалы негізгі металға сай болуы тиіс. Кең тарауға 5 және 10 мм мүштіктер ие.
Ҥлкен қималы электродтармен пісіру . Қалыңдығы 200 мм дейінгі бұйымдарды бір электродпен, ал қалыңдығы кӛбірек бұйымдарды – екі не үш электродпен пісіреді. Электродтардың оңтайлы қалыңдығы 10-12 мм, жиек ортасындағы саңылау арасында 28-32 мм. Электрод ені пісірілетін металдың қалыңдығына сай. Пісіру кезінде екі және үш электродтар арасындағы саңылау 12-16 мм құрайды.
Ҧнтақты қоспа металмен пісіру . Қосымша қоспа болса, пісіру жылдамдығы екі есе артады. Мұндай пісіруді ұнтақты қоспа металдарын (ҰҚМ) мӛлшерлеу және беру қоспалары бар стандартты пісіру жабдығымен жүргізеді. ҰҚМ бункерінен тұтқа бойынша тікелей қож астауына немесе оған электрод ену зонасына, не пісіру саңылауынан тыс электродқа беріледі. Бірінші және екінші жағдайда ҰҚМ ферромагнитті қасиеттерге ие болуы мүмкін, алайда олардың болмауы да мүмкін. Үшінші нұсқа ферромагнитті ҰҚМ үшін ғана арналған.
ҰҚМ тасымалдау үшін электрод айналасында бар магнит ӛрісін қолданады.
Пісіру зонасына мӛлшерленген қуат жіберу арқылы пісіру
. Қуатты мӛлшерлеп жіберуді ЭҚП кезінде сымды электрод, балқымалы мүштік және үлкен қиыс электродтары арқылы қолдануға болады. Электродты үзіліссіз жіберу пісіру барысында қайта-қайта пісіру тоғының кӛзін сӛндіріп отырады. Сымды электродтармен ЭҚП кезінде қуатты мӛлшерлеуді циклді жүзеге асырады: импульсі ұзақтығы 0,8-1,2 с және кідіру ұзақтығы – 0,2-0,3 с. Балқымалы мүштікпен ЭҚП кезінде импульс ұзақтығы 0,8-1,5 с, ал кідіру – 0,3-0,6 с құрайды. Мӛлшерленген қуатты қолдану пісіру жылдамдығын 1,5-2 есе арттыруға кӛмектеседі және жоғары температураны қамтамасыз етпейтін кейбір маркалардың пісірілу жалғастарын ӛңдеуге мүмкіндік береді.
274
Ілеспелі мәжбҥрлі суытуы мен пісіру . Термотұрақты болатты ЭҚП кезінде жіктің және жік маңындағы аймағының бетін сулы душпен ілеспелі суытуды қолданады. Су шашқыштарды сырғақтың астында пісірілетін жіктің бір не екі жағынан орналастырады. Сумен суытылатын аумақтың ені 130-140 мм құрайды. Ілеспелі суфтуды қолдануда пісіру жылдамдығын қарапайым ЭҚП салыстырғанда 1,5-2 есе арттыруға болады. Қалыңдығы 120 мм металды пісіруде бұл тәсіл аса тиімді. Электродты сымның беру адымын ұлғайтылған кезінде пісіру. Электродты сымның құрғақ беру адымын 180-220 мм дейін ұлғайту арқылы оны пісіру тоғы арқылы қож астауына 1200 о С дейін қыздыруға мүкіндік бар. Электродты сымды алдын-ала қыздыру арқылы пісіру жылдамдығын 2-3 есе арттыруға болады. Сонымен қатар, пісіру үрдісі астаудың 20-25 мм тереңдігінде де тұрақты. Аталған пісіру әдісі қалыңдығы 300 мм металды пісурге қолданылуы мүмкін.
ЭҚП үшін 100-120 мм электродтың (10.15- сурет) беру адымы кезінде арнайы мүштік жасалған, онда тоқжолдан тӛмен қарай ұзындығы 150-160 мм тоқ ӛткізбейтін керамикалық бағыттаушы тетік қондырылған. Пісіру кезінде бұл тетіктің соңы қож астауынан 40-50 мм қашықтықта орналасуы тиіс. Электродтары жоғары ұшу ықтималдығы бар пісіру техникасының кәдімгі пісіруден айырмашылығы аз.Электрқожды пісіруде біріктігі тең метал жігі және пісіру жалғасының ӛңделуі. Пісірілген жалғастың соққы тұққырлығының арттыру үшін тӛмендетілген қумабойлы қуаты бар ЭҚП, ілеспелі газды және индукциялық қыздыруы бар ЭҚП, сонымен қатар жалғастардың 750-950 о
С температурасында термиялық ӛңдеу қолданылады .
1
— сымды жеткізу түтігі;
2
— тоқжолы;
3
— мүштік;
4
— сым;
5
— сырғақ;
6
— қож астауы;
7 — пісіру жігі
275
10.7.
ЭЛЕКТРҚОЖДЫ ПІСІРУ ҮШІН ЖАБДЫҚТАР
Электрқожды пісіру жабдықтары доғалы пісіруге арналған автоматтарға қарағанда қож және металл астауларды ұстап қалу, жікті мәжбүрлі қалыптастыру, металл астауының деңгейін автоматты ӛңдеу және пісіру жабдықтарын тік кӛшу механизмдерінің құрылғыларымен жабдықталған. Астауды ұстау әдістеріне қарай және кӛшу сипатына қарай ЭҚП арналған рельсті, рельссіз және аспалы аппараттары ажыратылады.
Рельсті аппаратта жік бойымен тік орнатылған рельс бойынша немесе пісірілетін бұйымда жікке қарама-қайшы бекемделген бағыттаушылар арқылы жылжиды. Рельстер немесе арнайы бағыттауыштар қозғаушының тісті доңғалақтары жүретін тісті тіреумен жабдықталған. Рельсті жол қатты (тіксызықты тігістерді пісіру үшін) немесе иілгіш (қисықсызықты тігістерді пісіру үшін) болуы мүмкін.
а
10.16- сурет. Электрқожды пісіруге арналған құрылғы сұлбасы
а, б
— рельсті (сымды және пластинкалы электродпен пісіру үшін);
в
— рельссіз;
г
— аспалы (балқымалы мүштікпен пісіру үшін)
276
Осындай құрылғылармен орындалатын пісіретін тігістердің максималды ұзындығы салыстырмалы түрде кӛп емес және рельс және тісті тіреудің ұзындығыменанқыталады.
Рельсті болып табылатын құралдар А-372Р, А-433Р, Д-535 және т.б. Салыстырмалы түрде қалыңдығы үлкен емес (100 мм-ге дейін) бӛлшектерді пісіру барысында қолданылатын
рельссіз аппараттар
екі түрлі болады:
Механикалық қыспақтағышы бар құралдар А-306М, А-612 және 340М бұйым бойынша қозғалады және оның бетін пісіру кезінде қайталайды. Осындай құралдардың қозғалысы жүру механизмі және бӛлшек жиектері арасындағы үйкеліс күші арқасында пісірілетін жіктің екі жағында орналасқан екі арбаның жинақталған бӛлшектерінің саңылаулары арқылы ӛткізілген және серіппемен тартылған күші арқылы жүзеге асырылады (10.17-сурет)
277
Электрмагнитті қыспақтағыштығы бар аппараттар тік жазықтықта бірнеше электромагниттер арқылы жүреді. Бұл аппараттардың негізгі кемшіліктері тартым күшінің тӛмендігі, бӛгеттерге сезімталдығы және жұмыстағы қауіпсздігінің жеткіліксіздігі. Пісіру бір немесе екі электродпен жүзеге асырылады. Электродты сым иілгіш түтіктерімен бӛлек жеткізу механизмі арқылы жеткізіледі. Аспалы аппараттардың жүру механизмі жоқ. Олардың құрамына электродтарды жеткізу мехнизмі және пісіру тоғын мүштікке жеткізу құрылғысы кіреді.
Аспалы түрдегі пісіру аппараттарын үш негізгі топқа бӛледі.
Пластиналы және білікті электродтары бар пісіру аппараттарында сымды электродтардың орнына кӛлемі 20х250 мм пластиналар немесе 30 мм аспайтын біліктер және де тӛртбұрышты қиысыты біліктер қолданылады. Осындай аппараттардың негізгі кемшілігі пісіру тігісінің максималды биіктігінің электродтардың шектеулі ұзындығына тәуелділігі. Бұл топқа А-550 және А-1517 аппараттары жатады. Балқымалы мүштігі бар аппараттарда пісіру тоғы қож астауына мүштік арқылы жеткізіледі, оның ішкі жағында қосымша кӛмекші сым беріледі. Бұл топқа А-645 және А-741 аппараттары енеді. Сақиналы жікті орындауға арналған сымды электродтар арқылы сымды жеткізу мехнизмі нық орнатылған, ал пісірілетін бұйым кәдімгі доңғалақты стенд арқылы айналады. Бұл топқа А-356 және А-401 аппараттары жатады. Пластиналы және таспалы электродмен пісіру аппараттарында пластиналарды жеткізу механизмі бір немесе бірнеше электродтарға арналған қысқыш құрылғылар мен тӛрткілдеш,бұрандамалы және қысқыш құрылғылар қондырылатын басқа да жетегілер арқылы рельс бойымен қозғалатын суппорттардан құралады. Электрқожды пісіру аппараттары доғаның кернеуінен тәуелсіз жеткізудің тұрақты жылдамдылығына ие, бұл электродың еру жылдамдығын ӛзі реттеуімен шартталған. Олардағы нәрлендіру кӛзі болып қатал вольт-амперлі сипаттамасы және бос жүрістің тӛмен кернеуі бар трансформаторлар табылады.
278
БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ
11- тарау
ПІСІРІЛГЕН ҚҰРЫЛЫМДАРДЫ ТОПТАСТЫРУ. ПІСІРІЛГЕН ҚҰРЫЛЫМДАРҒА ҚОЙЫЛАТЫН НЕГІЗГІ ТАЛАПТАР
11.1.
ПІСІРІЛГЕН ҚҰРЫЛЫМДАРДЫ ТОПТАСТЫРУ ҚАҒИДАЛАРЫ
Пісірілген құрылымдардың сан түрлілігі олардың біріңғайлығын қиындатады. Пісірілген құрылымдарды келесідей ажыратуға болады:
— арқалықтар, жақтаулар, фермалар, сыйымдылықтар, сауыттар, қысыммен жұмыс жасайтын құбырлар мен құбыр желілері, корпустық құрылымдар және т.б.
Пісірілген құрылымдар жұмыстарының сипаттық ерекшелітеріне сәйкес олардың ажыратылатын негізгі типтерін қарастырамыз.
Арқалықтар
— негізінен кӛлденең иіліске жұмыс жасайтын құрылымдық элементтер. Ӛзара мықты біріктірілген арқалықтар жақтаулық құрылымдарды тудырады.
Кӛлденең иіліс типтері мен пісірілген арқалықтар ӛлшемі сан түрлі. Тік жазықтыққа түсірілетін күш үшін кӛбіне қос таңбалы қимасы бар арқалықтарды қолданады. Тік және кӛлденең жазықтыққа әсер ететін, сондай-ақ айналмалы сәттегі әрекет кезіндегі түсетін күш үшін қорапты қимасы бар арқалықтарды қолданған дұрысырақ. Әдетте пісірілген қос таңба үш негізгі жалпақ элементтен тұрады: қабырғадан және екі сӛреден (белдіктен), алайда оның тік және кӛлденең қатайту қабырғалары болуы мүмкін. Үлкен ӛлшемде қабырғалар мен қос таңбалы арқалықтар белдігі жалғамалы болуы мүмкін. Мұндай аралықтар автокӛлік кӛпірлерінің аралық .
280
құрылысын салу кезінде қолданыс тапты. Арқалықтың тік қабырғасының беріктігі тік және кӛлденең қатайту қабырғаларымен қамтамасыз етіледі, ал қима белдіктердің жалпақтығы мен қалыңдықтарының ӛзгеруіне қарай ӛзгереді. Қорапты қимасы бар арқалықтар кӛпірлік крандардың құрылымында кеңінен қолданылады. Әдетте арқалық бойына кӛлденең диафрагмаларды орналастырады, оларды қыстырылған жоғарғы белдікке және бүйірлік қабырғаға дәнекерлейді. Сондай-ақ қорапты қимасы бар пісірілген элементтерді ірі кӛпірлік аралық құрылыс фермаларының біліктері ретінде қолданады. Автокӛлік және теміржол кӛпірлері фермаларының құрылымдарында ені 526 мм, биіктігі 450; 600; 800 мм және ұзындығы 17 м болатын біркелкіленген пісірілген қорапты элементтер қолданады. Аралықтардан қарағанда бұл элементтердің диафрагмалары жоқ.
Колонналар
— бұл сығуға немесе бойлық иілісін сығуға айрықша жұмыс жасайтын элементтер.
281
Колонналарды тұтас (11.1,
а, б-сурет)
және алмаспайтын (11.1,
в-сурет)
деп ажыратады. Цех колонналары ауырлықты жабындар мен крандық кӛпірлерден кран астындағы арқалықтар тірегі орналасқан орындарда қабылдайды. Бұл қимадағы қалыпты күш пен иілу сәтінің күрт ұлғаюы кӛбіне сатылық колонналарды пайдалану қажеттілігіне алып келеді (11.1, б, в-суретті қараңыз). Колоннаның тӛменгі жағында бетон фундаментке салмақ түсіретін тірек тақтасы болады.
Кереге кӛз қҧрылымдар
— негізінен созылу немесе сығылуды сынайтындай түйінге біріктірілген біліктер жүйесі. Кереге кӛз құрылымдарға фермалар, жақтаулар, діңгектер, арқалық торлар және қаңқалар жатады.
Жақтаулар жеке бӛлшектер мен механизмдерді біртұтас агрегатқа біріктіруге арналған кӛлемді кеңістіктік құрылым болып табылады. Жақтауларға қойылатын басты талаптардың бірі – құрылымның қаттылығы, сол себепті дәнекерленген жақтау құрамына кіретін арқалық дайындамаларды бір-бірімен тікелей немесе қосалқы қатты элементтердің кӛмегімен біріктіреді. Жақтау ӛлшемдері және олардың құрылымдық әрленуі, сондай- ақ арқалық дайындамаларды алу әдістері де әртүрлі. Осылайша күшті илемделген орнақ торларының жақтауларын ауыр құймабұйым түрінде арқалық дайындамалардан құрастырады және пісіреді (11.2-сурет). Теміржол жылжымалы сотавы арбасының жақтауларындағы ӛте күрделі элементтер кӛбіне салыстырмалы жұқа қабырғалы болат құймалар түрінде жасалады. Түйіндерде сол немесе басқа қимасы бар бірнеше жеке біліктердің бірігуінің болуы кереге кӛз құрылымдарға ортақ болып табылады.
Фермалар, арқалықтар тәрізді кӛлденең иілімге жұмыс жасайды. Арқалықтардың құрылымдық пішіні қарапайым, алайда фермаларды айтарлықтай үлкен аралықтарда қолдану кӛбіне үнемді болып келеді. Ферма торларына тән сызбалар 11.3 -суретте кӛрсетілген. Үшбұрышты (11.3, а-сурет) және қиғаш (11.3, б-сурет) сызбалар негізгі болып табылады. Панель ұзындығын азайту мақсатында жоғарғы немесе тӛменгі белдікке күш қабылдайтын фермаларды 11.3,
в, г суреттерінде кӛрсетілген сызбалар бойынша дайындайды. Кейде қатты түйінді қиғаш емес фермаларды қолданады (11.3, д- сурет). Параллель белдікті немесе сынық сызықтан түзілген белдікті фермаларды белдіктер кескіндері бойынша ажыратады (11.3, е- сурет).
Фермалар тағайындалуы бойынша итарқалық және кӛпірлі болып бӛлінеді.
Арқалық тордың түрлері 11.4 -суретте кӛрсетілген.
282
Мұнара типті кеңістікті кереге кӛз құрылымдар (радиодіңгектер, радиомұнаралар, бұрғылау мұнарасы және т.б.) үлкен биіктік салдарынан айтарлықтай жел күшіне шалдығады, сол себепті оларды құбырлы элементтерден жасайды. Бұл құрылымдардың кӛлемі теміржол қозғалмалы составының кӛлемінен үлкен болғандықтан оларды заводта дәнекерленген бӛлшектерден құрастырады. Мұнараның негізгі тіректері бӛлшек қырларының бұрыштарында орналасқан және жалпақ фермалардың белдіктері болып табылады
В
г ^
Г
1
-сурет. Ферма торларының сипаттама сұлбалары (а... е)
283
a б
11.4-сурет. Пісірілген арқаулық тор түрлері (а, б )
Тіректер стандартты ұзындықтағы жеке құбырлардан құралады және олардың шетжағына пісірілген фланецтер арқылы ӛзара бұрандалармен біріктіріледі. Қабықшалы құрылым — бұл артық қысымды сынайтын құрылым, оларға құрылым тұмшалылығы талабы қойылады. Мұндай құрылымдарға түлі сыйымдылықтар, сауыттар мен құбыр желілері жатады. Қабықшалы типті құрылымдар жалпақ дайындамалардан құралады және герметикалық жіктермен дәнекерленеді. Сыртаумақтық ӛлшемге,құрылымдық әрлеуге, даярлаудың сипаттық ерекшеліктеріне және қолданысқа беруге сәйкес қабықшалы құрылым қысыммен жұмыс жасайтын құрылыстың аумақты емес сыйымдылығы, құбырлар мен құбырлар желісі
деп бӛлінеді.
Сыйымдылықтар мен құрылыстарында кӛбіне қозғалмалы теміржол составының аумағынан асып түсетін ӛлшемдер болады. Мұндай бұйымдарды бӛлшекпен зауытта жасауға және құрастыру орнына жеке бӛлшектермен апаруға тура келеді. Қысымда жұмыс жасайтын сауыттар жұқа қабатты, орташа қалыңдықтағы, қалың қабырғалары және кӛпқабатты қабырғаларды ажыратады. Беріктігін есептеген кезде қабырғасының қалыңдығы басқа ӛлшемдерден айтарлықтай аз болса (20 рет және одан да кӛп), сауыт жұқа қабырғалы болып саналады. Жұқа қабырғалы сауыттарға ,әдетте, цилиндр, сфера немесе тор пішінін береді пішін таңдау түрлі пікірлермен анықталады. Берілген сыйымдылықтағы сфералық сауыттың массасы минималды. Корпусты кӛліктік құрылымдар — бұл динамикалық күшке ұшыраушы құрылыс, сол себепті оларға минималды масса болған жағдайда жоғарғы қатаңдық талаптары қойылады. Негізінен мұндай типтегі құрылыстарға кеме корпустары, тұтас металды вагондар, автокӛлік шанақтары, сондай-ақ жанармай және цемент тасу цистерналары жатады.
284
Бұл құрылымдарға оларды вибрациялық және динамикалық күштерді қабылдай алатын қатты кеңістіктік құрылысқа біріктіретін жалпақ немесе иілген жалпақ элементтер мен ендерді қолдану ортақ болып табылады.
Машиналар мен аппараттардың бӛлшектері
— бұл ауыспалы бірнеше рет қайталанатын күш кезінде жұмыс жасайтын құрылыстар. Мұндай құрылыстарға қойылатын ӛзіндік талаптар маңызды түрде қамтамасыз етілетін дайындамаларды немесе дайын бӛлшектерді механикалық ӛңдеу ӛлшемнің дәлдігі болып табылады. Тұғырлар, дӛңгелектер, біліктер мұндай құрылыстарға мысал болып келеді.
ДАЙЫНДАУ КЕЗІНДЕГІ НЕГІЗГІ ЖАЛҒАСТАР ТҮРЛЕРІ
Пісірілген құрылымдарды дайындау кезінде әртүрлі пісіру жалғастар түрлері орындалады: түйіс, айқасқан, бұрыштық және таңбалы. Жалпақ және кеңістікті құрылыс элементтерін түйіс жалғасы кеңінен жайылған болып табылады. Мұндай жалғастар статикалық және динамикалық жүктеме кезінде жоғарғы беріктікке ие және балқытып пісірудің кез келген түрімен орындалады. Әртүрлі қалыңдықтағы элементтерді пісіру кезінде қалыңырақ элемент жиегін жиектер қызуының біркелкілігін қамтамасыз ету және кӛбіне жұқа элемент күюуін болдырмау мақсатында қиғаштап орындайды. Айқасқан жалғас кӛбіне қарапайым дайындық және бұйымды жинау жағдайында жалпақ дайындамаларды пісіру кезінде қолданылады. Бұл жалғас түйіске қарағанда әлсіздеу. Сонымен қатар, айқасқан жалғастар пісірілген элементтерді жабумен шартталатын негізгі металды шығындаумен байланысты. Айқасқан жалғастар жұмыс жүктемелеріне есептелген, бірақ олардың беріктігі түйіс жалғастардан тӛмен, бұл пісіріліп жатқан элементтер арасындағы саңылау салдарынан остік жүктеме және шоғырландыру кезіндегі қосымша иілімге байланысты. Бұрыштық жалғастар,әдетте, байланыстырушы болып табылады, олар жұмыс жүктемесін кӛтеруге арналмаған.
Бұрыштық жалғастар балқытып пісірудің кез келген түрімен орындала береді.
285
0,
Бджхэ//.і» фя
Элементтерді
таңбалы жалғас
кеңістіктік құрылыстарды
жасауда кеңінен таралған. Оларды бӛлмей, жиектерді бір немесе екі жақты бӛлу арқылы да орындайды. Бӛлшектеу түрінде пісіруді орындау кезінде пісірімді және кез келген жүктеме жағдайындағы біріктірудің жоғарғы беріктігін қамтамасыз еткен жӛн.
Таңбалы жалғастар үшін балқытып пісірудің кез келген түрі қолданыла алады.
11.3.
ПІСІРІЛЕТІН БӚЛШЕКТЕР МЕН ҚҰРЫЛЫСТАРДЫҢ ТЕХНОЛОГИЯЛЫЛЫҒЫН ҚАМТАМАСЫЗ ЕТУ
Бұйымның қызметтік міндетіне жауап беретін, белгіленген ресурс шегіндегі сенімді жұмысын қамтамасыз ететін, сондай-ақ бұйымды материал, еңбек пен уақытты минималды жұмсай отыра жасауға мүмкіндік беретін конструктивті пішін тиімді болып табылады.
Құрылыстың технологиялылығы ұғымын анықтайтын бұл талаптар құрылысты жобалаудың барлық деңгейінде және оны дайындау процесінде де сақталуы тиіс.
Эскиздік жобалау деңгейінде конструктивті әрлеудің түрлі нұсқаларындағы бұйымның белгіленген қызметтік қасиеттерін қамтамасыз етудің принциптік мүмкіндігін анықтайды және олардың технологиялық мақсаттылығы бағаланады.
Техникалық жобалау деңгейінде барлық негізгі түйіндер құрылысы мен кӛп еңбекті қажет ететін бӛлшектерді әдетте бірнеше нұсқада жасайды, соңынан оларды технологиялылығы мен қолданыстағы беріктігі бойынша салыстырады.
Қолданыстық жобалау деңгейінде қабылданған құрылыс нұсқасына бӛлшектік технологиялық тексеру жүргізіледі. Бірінші ретте сызбалар мен ірі, әсіресе, сырттан әкелінетін дайындамалардың техникалық талаптары, сосын барлық негізгі түйіндер мен бӛлшектердің сызбалары және оларды дайындауға, жинауға, монтаждауға және сынауға арналған техникалық талаптар тексеріледі. Ұзақ сериялы ӛндірісте дайындаудың толассыз әдістерін қолданған тиімді, олар процесстерді
типтендіруге
және
қалыптандыруға
мүміндік береді.
Ӛндірістік процесс механизациясы
ұғымының астарын қол еңбегін машина жұмысына ауыстыру деп ұғады.
Автоматтандырылған ӛндірістік процесс кезінде қызмет кӛрсетуші қызметкер тек құрылғылар мен басқару жүйесін жӛндеу және бақылау функцияларын орындайды. Бұл ретте басқару жүйесін жұмысшылар және қосымша агрегаттар мен құрылғылардың ӛзара әрекет ету уақытын нақты, әрі келісілген түрде қамтамасыз ететін механизмдер мен байланыс құралдары құрайды.
286
Бұйым сызбасы, техникалық талаптар және оның шығуына жоспарланған бағдарламасы дәнекерлеу құрылымын дайындаудың технологиялық процесін жобалауға арналған бастапқы деректер болып табылады. Сызбаларда дайындама материалдары, олардың конфигурациясы, ӛлшемі, пісіру жалғастарының түрлері, яғни технологтың орындауға қабылдауы тиіс бұйымды жобалау процесінде құрастырушының қабылдаған шешімі туралы деректер бар.
Т
ехнол
огтың сызбаға енгізуге құқы жоқ, сол себепті сызбад
ан кез келген ауытқуды технолог қайта түзеуі тиіс.
Шығару бағдарламасы нақты мерзім ағымында (мысалы 1 жылда) дайындалуы қажет бұйымдар саны туралы мәліметтерден тұрады. Бұл сандар талап етілетін құрылғыларды, технологиялық жабдықтауларды, механизация және автоматизация заттарын таңдауға негіз болып келеді.
Шартты түрде барлық құрылымдарды үш топқа бӛлуге болады:
Құрылымды пайдалану талаптары мен оны сапасыз дайындаудың болуы мүмкін салдарларын бұл құрылымды дайындау технологиясына деген техникалық талаптар анықтайды.
Пісірудің технологиялық процесін жобалау – есептік аналитикалық әдістерді пайдалануға негізделген күрделі оңтайландырылған тапсырма. Күрделі пісіру құрылымын жасаудың оңтайлы технологиялық процесінің варианты бірнеше есептік
287
нұсқалардан таңдалады.
Негізгі мақсатқа сәйкес құрылымдар перспективалық және технологиялық жұмыс процестерін (ТП) ажыратады. Перспективалық технологиялық процеске технологиялық операциялардың реттілігі, құрылымдарды жеке технологиялық түйіндер мен элементтерге бӛлу, арнайы құрылғылар мен жабдықтардың жобалық зерттеуін, күтілетін дәнекерлеу кернеуі мен деформациясын есептеу , жасау технологиясының дайындалған нұсқаларына салыстырмалы баға беру жатады.
Жұмысшы ТП
жатады:
Процеспен қамтылған бұйымдар санына сәйкес ТП-тің екі түрі анықталған:
типті
және
дара
Талдап тексеру деңгейіне сәйкес әрбір ТП бағдарлы, операциялы немесе операциялы-бағдарлы болуы мүмкін. Типтік ТП-ті бұйым топтарының типтік ӛкілдеріне арналған кӛптеген қолданыстағы және болуы мүмкін ТП сараптамасының негізінде дайындайды.
Технологиялық операция
бір жұмыс орнында орындалатын ТП бӛлімі болып табылады.
Пісіру технологиялық процеске негізгі және қосалқы нормативтік құжаттарды ажыратады. Негізгі нормативтік құжаттар бұйымның дайындалу ТП (операция) толық және бірден анықтайды және түрлі инженерлік- техникалық, жоспарлы-экономикалық және ұйымдастыру тапсырмаларын шешуге қажетті және жеткілікті ақпараттары бар. Негізгі құжаттар жалпы және арнайы мақсатты ажыратады. Қосалқы нормативтік құжаттарды ТП-ті (операцияны) дайындау, енгізу және функцияландыру кезінде пайдаланылады. Арнайы мақсаттағы құжаттар бұйымдарды жасау процестерінің түрлеріне, ӛндірістің түрлері мен типтеріне сәйкес ТП (операцияларды) сипаттау кезінде қолданылады.
288
Оларға мыналар жатады:
Технологиялық карта
— құрылымның бӛлшектері, жиналуы және пісірілуі бойынша барлық деректер келтірілген негізгі ӛндірістік құжат. Технологиялық карта принципті технологиялық процеске қатаң сәйкес келеді.
11.5.
ПІСІРУ ҚҰРЫЛЫМДАРЫН ЖАСАУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Пісіру құрылымдарын жасау технологиясына бірнеше дәйектілікпен орындалатын операциялар кіреді. Негізгі және қосымша операцияларды ажыратады.
Дайындамалық
(18-24%)
, құрастыру
(10-32%)
, пісіру
(14-27
және ӛңдеу
(5-13%)
операциялары
негізгі
болып табылады. Ӛңдеу операциясына бақылау операциялары жатады, термиялық және механикалық ӛңдеу, бояу және қаптама. Тікелей пісіруге қатысты қосалқы операциялар үлесі 5-10% құрайды, ал құрылымның пісірілетін элементтерін тасуға байланысты жалпы операциялар үлесі — 15 - 42 %. Пісіру құрылымдарын дайындау кезіндегі құрастырылып жатқан бұйым бӛлшектерін бекіту және ӛзара дұрыс орналасуын қамтамасыз етуге арналған құрастыру операциясы. Құрастыру тақта, стеллаж, стенд немесе арнайы құрылғы үстінде жүргізіле алады. Жеке ӛндіріс жағдайларында бӛлшектердің түйіндерде орналасуы жиі белгіленеді, ал оны бекіту үшін бұрандама .
289
Қарнайы
қысқыштар, енсіз жұқа тақтайшалар, сыналы қапсырмалар және басқа да әмбебап аспаптар қолданылады. Сол немесе басқа да жіктерді орындау кезінде бұйым тұрысын пісіру процесінде ӛзгертуге тура келеді, олар мына аспаптардың кӛмегімен жүзеге асырылады:
позиционер
лер,
айналдырғыштар,кӛмкергіштер, аунақшалы стендтер, қолқұрылғылар. Бұл аспаптар бұйымдарды пісіруге ыңғайлы қалыпқа келтіретін бекітуші болуы, сондай-ақ бұйымды бекітуші ғана емес, оны дәнекерлеу жылдамдығына тең жылдамдықпен орнын ауыстыруды қамтамасыз етуші немесе ӛзіне дәнекерлеу басының бағыттаушы қозғалыс элементін қосушы болуы мүмкін. Құрушы-пісіруші жабдықтың сол немесе басқа да типтерін қолдану оны дайындау технологиясымен және шығару бағдарламасымен қабылдау бұйым құрылымымен анықталады. Жалпы қолданысқа арналған әмбебап аспаптар дара және ұсақ сериялы ӛндіріс жағдайында кең номенклатуралы бұйымдарды құрастыру және пісіру үшін қолданылады. Мұндай аспаптар орталықтандырыла дайындалады және дайын түрде сатып алуға болады. Үлкен серияда және жаппай ӛндіруде бұйымдарды жасау үшін жеке операцияларда қолдануға арналған арнайы амалдар ойластырады. Болаттан жасалған бӛлшектерді термиялық ӛңдеу кӛбіне пісіруден кейін орындалады. Термиялық ӛңдеудің келесідей түрлері ажыратылады: босаңдату, қалыптандыру, шынықтыру және жұмсарту.
Қалыптандыру
— ӛзіне мыналарды қосатын термиялық ӛңдеу түрі:
Жұмсарту
— салмағы дәл келмейтін құрылымдарды тұрақты құрылымға айналдыру мақсатында фазалық айналу, ұсталым және кейіннен суыту температурасынан тӛмен температураға дейін шынықтырылған бӛлшектерді аздап қыздыруда қорытылатын термиялық ӛңдеу түрі. Жұмсарту шынықтыру, оның металургиялық қасиетін жақсарту, сондай-ақ корозиялы-берік материалдарды пісіру кезінде коррозиялы беріктіктің артуы нәтижесінде бӛлшекте пайда болатын ішкі кернеуді алуды қамтамасыз етеді
290
Пісіру арқалықтарын жасау .
Кӛп жағдайда қабырғаларды сӛрелермен бекітетін белдікті жіктері бар қос таңбалы арқалықтар қолданылады. Әдетте мұндай арқалықтарды үш жалпақ элементтерден құрайды. Құрастырудың мәні сӛрелер мен қабырғалардың симетриясы мен ӛзара перпендикулярлықта және оларды бір-біріне қысып, артынша тұтқышпен бекітуде. Құрастыруға базалары мен бастырықтары аралықтың ұзындығы бойынша сәйкес орналасқан кондукторларды (11.5 - сурет) пайдаланады. Үзіліссіз автоматты желілердегі жоғары ӛндірісті пісіру аралықтарын жасау үшін жылдамдығы 10-60 м/мин құрайтын, яғни флюс қабатының астында пісіру жылдамдығынан біршама жоғары ток жиілігінде пісіру кең қолданысқа иеленеді.
Кереге кӛз қҧрылымдарды дайындау . Мұндай құрылымдар – ең бірінші созылу немесе сығуды сынайтын түйінге біріктірілген біліктер жүйесі. Кереге кӛз құрылымдардың түйіндеріндегі біліктер тікелей немесе қосалқы элементтер кӛмегімен, кӛбіне доғалы пісіру әдісімен біріктіреді. Нүктелік түйіс пісіруді қолдану перспективалы болып табылады. Үлкен кӛлемді кереге кӛз құрылымдарды зауытта бӛлшектеп жасайды және құрастыру орнына жеке секциялармен жӛнелтеді. Секция кӛлемі жеткізу әдісіне сәйкес тағайындалады: теміржол бойынша тасымалдау кезінде қозғалмалы состав кӛлеміне байланысты. Секциялар әдетте құрастыруға арнайы кондукторларды қажет ететін сериялық ӛндіріс кезінде кеңістіктік құрылымдар тәрізді болады.
Қабықша типті қҧрылымды дайындау . Қабықша типті құрылымдарды жалпақ дайындамалардан құрастырады және герметикалық жіктермен пісіреді. Үлкен кӛлемді ӛлшемдерге, құрылымдық әрлеуге, дайындаудың және пайдаланудың сипаттық ерекшелітеріне сәйкес қабықшалы құрылымды кӛлемді емес сыйымдылыққа, құрылысқа, сауытқа, қысым астында жұмыс жасайтын құбырлар мен құбыр желілеріне бӛледі.
291
Үлкен кӛлемді сыйымдылықтар мен құрылыстарды табақтық илемнен дайындау кезінденегізгі жұмыс кӛлемін дайындаушы зауытта орындаған жӛн. Бұл үшін әрбір құрылымды зауыт жағдайында жасалып жатқан элементтер үлкен кӛлемде болатындай етіп бӛлшектейді, алайда теміржол қозғалмалы составының кӛлемі (12-18 м) шегінде. Жӛнелтілетін элементтердің ӛлшемдерін 16-18 мм дейін үлкейту мақсатында жалпақ құрылымдарды орау әдісі жасалды, ол тез арада кең етек алды. Жұқа қабырғалы сауыттарды дайындау технологиясын қарастырайық. Егер қабырғаларының қалыңдығы басқа ӛлшемдерден (20 есе және одан да кӛп) қарағанда тӛмен болса сауыт жұқа қабырғалы болып саналады. Қабырғасының қалыңдығы 10 мм дейінгі жұқа қабырғалы сауыттарға әдетте цилиндр, сфера немесе тор пішіндерін береді, айта кететіні пішіндерді таңдау түрлі түсініктермен анықталады: сфералық сауыттың берілген сыйымдылықта салмағы минималды, ал тор сауытты ықшамдап орналастыруға болады, мысалы сұйықтықты ракета қозғалтқышының жану камерасының айналасына. Бұл ретте цилиндр пішінді сауыт технологиялық құрылымдық әрлеуді қамтамасыз етеді. Сауыттарды дайындау кезінде тура сызықты, сақиналы және айналмалы түйіс жіктер қолданылады, сондай-ақ қабырға қалыңдықтарына сәйкес олардың әрбіреуін орындауға түрлі қабылдаулар және түрлі жабдықтар да қолданылады. Жұқа қабырғалы сауыт жіктері қорғаныш газдарын ортада орындайды. Құрастыруды қысқыш аспаптардың кӛмегімен жүзеге асыру ұсынылады, себебі пісірлген жиектерді тӛсемге қысу тұтқышсыз аспапты бір жақты пісіруді жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Табақтар арасындағы тура сызықты жіктерді және ернеушенің бойлық жігін құрастыру және пісіру кезінде жиектерді тӛсемге біркелкі және тығыз қысу перне тәрізді қысу аспаптарымен жүзеге асырылады.
292
Саңылау
Бойлық жіктер жұқа қабырғалы жиектерді тудыратын тура сызықты бұзады және кӛлденең қима жігінің аймағындағы беткейдің қисықтығын азайтады. Мұндай пісіру деформацияларын түзету үшін роликті жұқартуды қолданады. Ірі сериялы ӛндіріс жағдайында пісірудің түрлі әдістерін пайдалана отыра сыртқы диаметрі 6-1420 мм дәнекерленген құбырлар шығарады. Диаметрі 6-529 мм құбырларды тура жікті орама материалдардан жасаса, үлкен диаметрлі құбырларды спираль жікті немесе тура жікті жеке табақтардан жасайды. Магистральды құбыр желілеріне арналған құбырларды флюс қабатының астынан доғалы пісірумен орындайды. Бұл ретте жікті түзілім немесе спираль бойынша орналастырады. Табақтардың шектеулі жалпақтығы үшін диаметрі 820 мм дейінгі тура жікті құбырларды бір бойлық жікпен, ал үлкен диаметрлерді екі жікпен пісіреді. Пісіруді екі жақтан орындайды, айта кететіні сыртқы жікті ӛтпелі типті орнақта бірінші болып салады. Орнақ алдындағы кӛтермелі домалайтын роликтермен 3 құбыр (11.6-сурет) дайындамасын 4 пышағына бағыттайтын ось бойынша жалғағышпен жоғарыға орнатылады. Орнақты ӛте 3 құбыр дайындамасы 4 бағыттаушы пышағына ілінген және құбырдың ішкі беткейіне роликтермен тірелген 5 жақтауына жылжып келеді. Құбыр қозғалысы орнақтың жетекті қозғалыс білікшелерімен қамтамасыз етіледі, айта кетсе олардың ернеулерінің арасындағы саңылау тік жетектелмейтін білікшелердің бүйірлік қысымы салдарынан тарылып келеді, ал пісіру аймағындағы 2 саңылау жоқ. Спираль жікті орама болаттан жасалған құбырды құрастыру және пісіру жолақ еніне тәуелсіз кез келген диаметрде құбыр жасауға мүмкіндік береді. Бұл әдісті қолдануда дайындау процесі толассыз және артынан калибрлеусіз талап етілетін ӛлшем және пішін дәлдігін қамтамасыз етеді.
1 2 3 4
293
ол
ПІСІРУ ҚҰРЫЛЫМДАРЫНЫҢ ЕСЕБІ ТУРАЛЫ МӘЛІМЕТТЕР
Қазіргі уақытта металл құрылымдарын есептеудің ұйғарынды ынта қою, шекті байлық және сенімділік бойынша үш әдісі қолданылады. Ӛнеркәсіптің және құрылыстың түрлі салаларында есеп металл құрылымдары мен пісірлген құрылымдар кӛптеген бастапқы талаптар негізінде жүргізіледі. Мысалы, машина құрастыруда есеп ұйғарынды ынта қою бойынша жүзеге асырылса, ӛнеркәсіптік құрылыста – шекті жағдай бойынша жүзеге асырылады. Ұйғарынды ынта қою бойынша есептеу кернеудің жеке құрылыстық элементтерінде әрекет ететін күш ағымдық шегінен аспауы тиіс, яғни құрылымның барлық жұмысы материалдың тегіс кезеңінде ӛтуі тиіс.
Негізгі есептеу формуласының осындай
σ ≤ [ σ ] = σ пр / n ,
(11.1)
мұндағы σ
— негізгі және кездейсоқ немесе апаттық жүктеме әрекеттерінен күш түсіру;
σ шек
— шекті күш түсіру (иілімді материалдар үшін — ағымдық шек, нәзіктер үшін — сенімділік
шегі); п
—сенімді коэффициентінің қоры немесе ӛнеркәсіптің түрлі салаларындағы құрылымдар үшін анықталатын қауіпсіздіктің жалпы коэффициенті.
Коэффициент n толықтай сенімді, бірақ жеткіліксіз экономикалық құрылым қамтамасыз етіледі. Статистикалық жүктемелер кезінде жабысқақ бүліну кезінде иілімдік материалдардан жасалған бӛлшектер беріктігін бүлдіру кезінде ст материалдың ағымдық шегі бойынша ӛндіріледі оның тегістік шегінен айырмашылығы аз және қарапайым түрде анықталады. Ұйғарынды ынта қою бұл ретте мына формуламен анықталады [ σ ] = σ т /[n т ]
(11.2)
мұндағы [n
т
] = 1,2...1,6 — ағымдық шек бойынша тӛзімділік қорының коэффициенті.
Дәлдік қорының п
т коэффициентінің мәні ағымдық шегі бойынша жұмысшылармен күш түсіру шегінде түсіндірілетін ағым бӛлшектерінің бұзылуына әкелмейді, тек қана оның кӛлемінің
294
бӛлшегінің иілімдік деформациясын және пішіндер мен ӛлшемдердің қалдықтық ӛзгеруін шақырады. Қажетті жағдайларда ессептерді шектік ықпал ету, иілімдік деформациямен анықталған құқсат қағазын есептелінетін шектік ықпалын есепке ала отыра орындайды .
БАҚЫЛАУ СҦРАҚТАРЫ
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
— 328 с.
«Академия», 2017. — 288 с.
«Академия», 2010. — 64 с. — (Сварщик).
/ В.В.Овчинников, М.А.Гуреева. — М. : Изд. центр «Академия», 2013. — 304 с.
296
: учеб. пособие / В. В. Овчинников. — М. : Изд. центр «Академия», 2010. — 64 с. — (Сварщик).
Алғысӛз……………………………………………… 4
Тарау 1. Пісіру доғасының нәрлендіру кӛзі…………………………. 6
1.1
Пісіру орнының жабдығы……………………………………….
6
1.2
Нәрлендіру кӛздері туралы жалпы мәліметтер………………..
14
1.3
Сыртқы вольт-амперлі сипаттама және нәрлендіру кӛздерінің жұмыс тәртібі
15
1.4
Нәрлендіру кӛздерін топтастыру және белгілеу……………….
21
1.5
Пісіру трансформаторлары……………………………………...
22
1.6
Пісіру түзеткіштер……………………………………………….
28
1.7
Резонансты нәрлендіру кӛздері…………………………………
34
1.8
Пісіру доғасының инверторлы кӛздері…………………………
35
1.9
Пісіру түрлендіргіштер мен агрегаттар………………………...
40
1.10
Кӛпбекетті нәрлендіру кӛздері.
45
1.11
Электр пісіруге арналған қосалқы құралдар.
52
Тарау 2. Пісіру доғасының технологиясы және орындау техникасы………………………………………………………………..
5
2.1
Пісіру доғасын қоздыру әдістері………………………………..
59
2.2
Пісіру кезіндегі электродтың орны мен орын ауыстыруы……
62
2.3
Пісіру тәртібінің параметрлерін таңдау принципі……………..
65
2.4
Түрлі кеңстіктік жағдайдағы жіктерді орындау әдісі
67
Тарау 3. Қорғаушы газдарындағы пісірудің доғалы және плазмалы технологиясы және техникасы…………………………………………..
8
3.1
Қорғаушы газдарындағы пісіру әдістерін топтастыру………...
85
3.2
Газды қорғаныс жасау…………………………………………...
87
3.3
Қорғаушы газдарында доғалы пісіру түрінде қолданылатын материалдар.
89
3.4 Балқымайтын электродтпен қолмен доғалы пісіру техникасы…………………………………………………………
97
3.5
Плазмалы пісіру техникасы.
109
3.6 Қорғаушы газдарында балқымайтын электродпен пісіру техникасы…………………………………………………………
112
Тарау 4. Тӛмен легирленген және орташа легирленген болаттар мен шойындарды электр пісіру технологиясы……………………..
1
4.1
Пісіруге бейімділік ұғымы………………………………………
128
4.2 Құрылымдық болаттардың химиялық құрамы бойынша пісіруге бейімділіктің есептік бағасы…………………………..
133
4.3
Тӛмен кӛміртекті және тӛменлегирленген болаттарды пісіру технологиясы
135
Тарау 5. Тҥсті металдарды электр пісіру технологиялары………..
1
5.1
Алюминий қорытпаларын пісіру
технологиясы
149
298
Мазмұны
9
5
28
49
5.2
Магний қорытпаларын пісіру технологиясы…………………...
155
5.3 Мыс және мыс негізіндегі қорытпаларды пісіру технологиясы……………………………………………………..
159
5.4
Титан мен оның қорытпаларын пісіру технологиясы……….
161
5.5
Никель қорытпаларын пісіру технологиясы ………………….. 165
Тарау 6. Металдарды электр доғалы кесу технологиялары………
1
6.1
Металдарды доғалы кесу болмысы мен ерекшелігі ………..…
168
6.2
Металдарды оттек-доғалы және ауалық-доғалы кесу…………
169
6.3
Металдарды су астында кесу…………………………………… 172 6.4
Металдарды плазмалы кесу…………………………………….. 173 Тарау 7. Газбен пісіру мен кесудің технологиясы және техникасы………………………………………………………………..
1
7.1
Пісіру жалыны…………………………………………………… 185 7.2
Газбен кесуге арналған қыздырғыш жалын…………………… 189 7.3
Кесуші оттек ағыншасы…………………………………………. 190 7.4 Газбен пісіру кезіндегі пісіру жалғастары мен жіктерінің түрлері……………………………………………………………. 192 7.5
Пісіру тәртіптері…………………………………………………. 194 7.6
Түрлі қалыптағы жіктерді пісіру технологиясы………………. 197 7.7
Болаттарды газбен пісіру
технологиясы
199
7.8 Мыстар мен олардың қорытпаларын газбен пісіру технологиясы…………………………………………………….. 202 7.9
Газбен кесу технологиясы………………………………………. 205
7.10
Металдарды газбен пісіру және кесу кезінде қолданылатын материалдар………………………………………………………
208
Тарау 8. Газды пісіру мен кесуге арналған аспаптар мен аппаратуралар…………………………………………………………...
2
8.1
Ацетиленді генераторлар………………………………………..
214
8.2
Қауіпсіздік сұқпалары мен оттан қорғайтын бӛгеттер………... 217 8.3 Сығылған газға арналған балондар мен баллондардың бұрандалары……………………………………………………… 220 8.4
Сығылған газға арналған бәсеңдеткіштер……………………... 226 8.5
Пісіру оттықтары………………………………………………… 228 8.6
Қолмен оттекті кесуге арналған кескіштер……………………. 231 8.7 Оттекті кесуге арналған машиналар мен машиналық Кескілер…………………………………………………………... 234 Тарауа 9. Қорғаушы газдарындағы автоматты пісіру технологиясы…………………………………………………………….
2
9.1
Қорғаушы газдарында балқымайтын электродпен пісіру…….. 238 9.2
Қорғаушы газдарында балқымалы электродпен
пісіру………..
242
9.3
Қорғаушы газдарында доғалы пісіруге арналған
автоматтар
246
9.4
Қорғаушы газдарында пісіруге арналған газдық аппаратура… 251 Тарау 10. Флюс астында доғалы пісіруге және электрқожды пісіруге арналған технологиялар мен аспаптар…………………….
2
68
85
14
38
55
10.1
Флюс астында пісіруге арналған аспаптар…………………….. 255
10.2
Электрқожды пісіру
……………………………………………... 257
10.3
Электрқожды пісіру режимінің параметрлері және олардың
жік ӛлшемдеріне әсері.
………………….……………………… 259
10.4
Электр қожды пісіруге арналған аспаптар…………………….. 262
10.5
Флюс астында жартылай автоматты пісіру
……………………. 266
10.6
Флюс астында пісіру режимінің параметрлерін таңдау………. 268
10.7 Флюс астында кӛміртекті және легирленген болаттарды пісіру……………………………………………………………… 276 Тарау 11. Пісіру қҧрылғыларын топтастыру. Пісіру қҧрылғыларына қойылатын негізгі талаптар……………………...
2
11.1
Пісіру құрылғыларын топтастыру принциптері……………….
280
11.2 Пісіру құрылымдарын дайындау кезіндегі бірігудің негізгі түрлері…………………………………………………………….
285
11.3 Пісіру бӛлшектері мен құрылымдарының технологиялылығын қамтамасыз ету…………………………...
286
11.4 Пісіру құрылымдарын дайындаудың технологиялық процесін дайындау тәртібі………………………………………………….
287
11.5
Пісіру құрылымдарын дайындау технологиясы……………….
289
11.6
Пісіру құрылымдарын есептеу туралы мәліметтер……………
294
Әдебиеттер тізімі………………………………………………………...
2
80
96
Кәсіби білім беру
В.В.Овчинников
Барлық кеңістік жағдайында тҥрлі болаттан, тҥсті металдар мен олардың қорытпаларынан,
шойыннан жасалған бӛлшектерді дәнекерлеу және кесу
О
ҚУЛЫҚ
3-басылым, стереотиптік
Редактор
В. Н. Махова
Техникалық редактор
Е. Ф. Коржуева
Компьютерлік беттеу:
Л. М. Беляева
Корректор
С. Ю. Свиридова
Бас. № 103116326. Басылымға қол қойылды 23.05.2017. Формат 60 х 90/16. Гарнитура «Балтика». Офсеттік қағаз. Офсеттік баспа. Шартты басылым беті. 19,0. Тираж 1 000 экз. Тапсырыс №
«Академия» баспа орталығы» ЖШС.
www.academіa-moscow.ru
129085, Москва, Мир
даң-ы
, 101В, 1 бет.
Тел./факс: (495) 648-05-07, 616-00-29.
31.05.2016 жылғы № РОСС ки.ПЩ01.И00695 санитарлық-эпидемиологилық қорытынды. «Саратовский полиграфкомбинат» ААҚ мен баспа ұсынған электронды тасығыштан басылды.
www.sarpk.ru
410004, Саратов қ., Чернышевский к-сі, 59.
Пікірлер (0)
Пікір жазу үшін аккаунтқа кіріңіз. Кіру