Реферат: Пластмаси та їх основні компоненти. Зварювання металів та її призначення, Xreferat.

02.10.2015

Пластмаси та їх основні компоненти. Зварювання металів та її призначення

План

Вступ

Пластмаси. Основні компоненти пластмас. Шаруваті пластичні матеріали

Загальні відомості, основні властивості та компоненти, що входять до складу пластмас

Шаруваті пластичні матеріали

Зварювання металів та її призначення. Технологія електрозварювання

Висновок

Список використаної літератури

Введення

До металургії відносяться виробничі процеси обробки видобутих руд, процеси отримання металів, очищення металів від небажаних домішок (рафінування), виробництва металевих сплавів, порошкова металургія, термічна (теплова) обробка та хіміко-термічна обробка металів та сплавів, обробка металів тиском, литтям, зварювання і паяння металів, покриття металу шаром іншого металу і дифузійний впровадження в поверхневий шар металевих деталей різних металевих і неметалевих речовин.

В історії техніки весь наведений комплекс металургійних виробництв по мірі свого розвитку одночасно зазнавав значну внутрішню диференціацію, і в кінці XIX ст. і особливо у XX ст. багато з названих металургійних виробництв стали виконуватися не у власне металургійної промисловості, а увійшли до складу різних галузей машинобудування і будівельної індустрії. Сучасні машинобудівні заводи можуть мати сталеплавильні, ливарні, прокатні, ковальські, штампувальні, зварювальні, термічні, гальванічні цехи або ділянки у складі механічних цехів. Однак ці зміни, пов’язані з раціональною організацією сучасної промисловості, не вплинули на істота металургійних процесів та складу поняття «металургія», наведеного вище; великі машинобудівні заводи мають відділ головного металурга.

Розвиток металургійного виробництва, поступове і зростаюче підвищення вимог до якості металів і сплавів зумовили виникнення у другій половині XIX ст. і подальший широкий розвиток металознавства – науки, яка вивчає в загальному зв’язку склад, будову та властивості металів і сплавів, а також закономірності зміни властивостей під впливом теплового, механічного та хімічного впливів.

До механічної обробки відносять обробку зі зняттям стружки ріжучими інструментами (різання різцями, свердлами, фрезами) і без ріжучих інструментів (лазерна, плазмова, ультразвукова, электроискровая, анодно-механічна обробка). Така обробка металів і неметалічних матеріалів проводиться на металообробних верстатах в механічних, інструментальних, ремонтних цехах машинобудівних заводів, у відділеннях агропромислового комплексу, експериментальних і навчальних майстернях. В механічній обробці виділяють технологічні процеси і науку про різанні металів і ріжучих інструментах, металообробних верстатах, їх приводах, управлінні, автоматизації та роботах, що виконуються на них.

Неметалеві конструкційні матеріали значно відрізняються від металів за фізичними, хімічними, механічними та технологічними властивостями; технологічні процеси їх виробництва та обробки є оригінальними і розглядаються окремо від способів обробки металів, хоча і часто мають однакові найменування.

Промислове виробництво немислимо без допусків розмірів, а виробництво машин та механізмів також без принципів взаємозамінності, якості поверхневого шару, забезпечення встановлених посадок деталей, що сполучаються.

Технічні вимірювання є супутніми при всіх видах виробництва й обробки конструкційних матеріалів, а також при складанні машин, механізмів і будівельних конструкцій.

До металів відносять більшість хімічних елементів періодичної системи Менделєєва Д. І.. Деякі метали знаходять широке застосування в технічно чистому вигляді, тобто з малим вмістом домішок, наприклад залізо, мідь і алюміній в електро — і радіотехніці. Інші метали, наприклад тантал, ніобій, гафній, цирконій, кремній використовують у сверхчистом вигляді, тобто з мільйонними частками відсотка всіх домішок або навіть на рівні окремих атомів домішок, в приладобудуванні, атомній техніці, обчислювальної техніки.

Незрівнянно ширше і різноманітніше застосування металевих сплавів, яких налічується десятки тисяч марок. Найважливішим промисловим металом є залізо, яке в чистому вигляді і в сплавах з вуглецем та іншими елементами відносять до групи чорних металів. Сплавами цієї групи є сталь, чавун і феросплави. Із загального числа виплавлялися у всьому світі металів близько 94 % припадає на чорні. Вони представляють головний конструкційний матеріал в машино — і приладобудуванні і один з головних в будівельній індустрії, транспорті і зв’язку.

Усі інші метали і їх сплави відносять до групи кольорових металів; їх прийнято поділяти на легкі (щільність до 3 г/см3) і важкі. Виділяють також благородні і рідкісні метали.

З кольорових металів важливе промислове значення мають алюміній, мідь, магній, свинець, цинк, олово, титан. Але вартість кольорових металів порівняно з чорними висока, тому у всіх випадках, коли це припустимо, їх намагаються замінити чорними металами або неметалевими матеріалами.

Крім перерахованих, промислове застосування мають також такі кольорові метали: хром, нікель, марганець, молібден, кобальт, ванадій, вольфрам, цирконій, тантал, ніобій, реній, індій, срібло, платина, золото, германій, селен, телур.

Металургійна промисловість охоплює підготовку та збагачення видобутих руд, процеси отримання металів з підготовленої сировини, очищення їх (рафінування), виробництво металевих сплавів, прокатку.

У відповідності з підрозділом металів і вихідних руд розрізняють металургію чорних і кольорових металів. Залежно від виду енергії, яка використовується при основних процесах, розрізняють пирометаллургию і гидрометаллургию.

В гідрометалургії метали отримують із руд шляхом вилужування і виділення із розчинів без нагрівання до високої температури.

У пирометаллургии метали і сплави отримують і рафінують при спалюванні палива, екзотермічних реакціях, электроплавке, електролізі розплавів, дистиляції (тобто відновлення металів в газоподібному стані з подальшою конденсацією), термічної дисоціації з летючих сполук, металотермії (тобто виділення металів з їхніх сполук іншими, більш хімічно активними, металами).

Найбільш поширеною в пирометаллургии є плавка заснована на спалюванні палива в печах. Вихідні матеріали для плавки, взяті в розрахованому масовому співвідношенні, називають шихтою. До складу шихти входять паливо, руди (частіше рудні концентрати, так чи інакше підготовлені до плавки), метали (в основному у вигляді брухту), флюси, шлаки попередніх плавок та інші оборотні матеріали.

1 Пластмаси. Основні компоненти пластмас. Шаруваті пластичні матеріали

1.1 Загальні відомості, основні властивості та компоненти, що входять до складу пластмас

Серед нових конструкційних матеріалів чільне місце належить пластичних мас (пластмас) і синтетичних смол. Пластичними масами називають неметалеві матеріали, одержувані на основі природних і синтетичних полімерів.

Виробництво машин не обходиться без використання пластмас і гум. Вони є замінниками дефіцитних кольорових металів, так і матеріалами з особливими властивостями, для яких не завжди може бути знайдена заміна. Цим і пояснюється широке використання пластмас для виготовлення величезної номенклатури деталей машин. Застосування пластмас підвищує якість машин та обладнання за рахунок зниження їх маси, покращує зовнішній вигляд, дозволяє економити кольорові і чорні метали. Особливо ефективна заміна пластмасами кольорових металів (свинцю, міді, цинку, латуні, бронзи) і легованих сталей. Застосування, наприклад, 1 т епоксидної смоли в електротехніці дає економію більше 4 т міді.

Вихідними матеріалами для одержання пластмас служать дешеві природні речовини: продукти переробки кам’яного вугілля, нафти, природного газу і т. д. На виробництво пластмас потрібно набагато менше капітальних вкладень, ніж на отримання кольорових металів.

Основою пластичних мас є смоли – високомолекулярні сполуки органічного походження. Смоли в чистому вигляді використовуються рідше.

Пластмаси залежно від поведінки смоли при нагріванні діляться на термореактивні (реактопласти) і термопластичні (термопласти). Реактопласти під дією тепла і тиску (або ініціаторів – прискорювачів відкидання) переходять у твердий, неплавкое і нерозчинне стан. Реактопласти не можуть бути повторно перероблені. Термопласти під дією тепла плавляться і тверднуть при охолодженні. Вироби з термопластів можуть неодноразово перероблятися. Однак повторний кілька погіршує фізико-механічні властивості матеріалу (за рахунок розкладання і забруднення його).

У залежності від застосовуваного наповнювача пластичні маси поділяють на композиційні та шаруваті. Композиційні в свою чергу діляться на порошкоподібні і волокнисті.

В даний час поставлено завдання можливо більш повного використання у всіх галузях народного господарства досягнень сучасної хімії і, зокрема, заміну традиційних матеріалів новими, більш економічними і практичними синтетичними матеріалами. Передбачено збільшення використання нафтової та газової сировини для виробництва полімерних матеріалів, створення достатніх потужностей з переробки полімерних матеріалів у вироби для потреб народного господарства. Найбільш великими споживачами пластмас є електротехнічна промисловість, радіоелектроніка, загальне машинобудування.

Основні властивості пластмас.

Синтетичні матеріали одержують синтезом органічних речовин. До таких матеріалів відносяться пластмаси, плівки і волокна, гуми, клеї, герметики, фарби, лаки. Властивості синтетичних матеріалів визначаються фізико-механічними показниками тих полімерів, з яких вони отримані. Всі полімери відрізняються винятково великими розмірами молекул. Форма молекул полімерів може бути лінійною (ниткоподібний) або сітчастої. Кожна молекула полімеру (макромолекула) являє собою сукупність ланок якоїсь однієї певної структури, з’єднаних хімічними зв’язками. Часто макромолекули являють собою поєднання ланок двох або трьох різних типів структур. Такі полімери називають сполученими полімерами або сополімерами. Властивості кополімерів за їх значеннями бувають середніми порівняно з властивостями окремих полімерів, складових даний сополімер. Сильніше виражені властивості полімеру, ланок якого більше в макромолекулах сополімеру.

Реферат: Пластмаси та їх основні компоненти. Зварювання металів та її призначення, Xreferat.

Структура макромолекул

а) – лінійна, б) – розгалужена, в) – сітчасті (зшиті).

Вироби з пластмас при звичайних умовах зазвичай являють собою тверді і пружні тіла.

Асортимент застосовуваних у промисловості пластмас досить різноманітний. Для переважної більшості їх характерні наступні позитивні якості:

мала щільність полімерних матеріалів (1,1—1,8 г/см3), що дозволяє значно зменшити масу машин при їх виготовленні деталей з пластмас;

хімічна стійкість – пластмаси не схильні до корозії, навіть в агресивних середовищах;

електроізоляційні властивості, що дозволяють застосовувати пластмаси в якості діелектриків, незамінних у високочастотних пристроях радіозв’язку, телебачення і т. д.;

висока відносна і абсолютна механічна міцність і можливість створення анізотропних матеріалів;

висока технологічність – трудомісткість виготовлення найскладніших деталей з пластмас незначна в порівнянні з трудомісткістю виготовлення деталей з інших матеріалів;

наявність необмежених ресурсів дешевої сировини.

В залежності від виду пластмас вони можуть володіти і іншими корисними властивостями:

низьким коефіцієнтом тертя – деякі види пластмас, наприклад текстоліт, ДСП (древеснослоистые пластики), капрон, капролон, успішно замінюють бронзи і бабіту в підшипникових вузлах машин;

високим коефіцієнтом тертя в поєднанні з зносостійкістю — фенопластові з азбестовим наповнювачем, пресскомпозиции на основі каучуків та інші види спеціальних пластмас з успіхом замінюють в конструкціях транспортних та інших машин чавун і дорогі сорти дерева;

прозорістю – деякі ненаполненные пластичні маси, такі, як поліметилметакрилат (органічне скло), полістирол та інші, здатні пропускати промені світла в широкому діапазоні хвиль, у тому числі ультрафіолетову частину спектру, значно перевершуючи в цьому відношенні силікатні скла; ці пластмаси широко застосовують в оптичній промисловості і машинобудуванні для виготовлення прозорих деталей – водомірних стекол, арматури олійних і охолоджувальних систем, лінз оглядових отворів і т. д.

Одночасно, з вказаними перевагами пластмаси володіють наступними недоліками:

низьку теплостійкість – основні види пластмас можуть задовільно працювати лише в порівняно невеликому інтервалі температур (від — 60 до +200 °С); для пластмас на основі кремній-органічних полімерів, фурфурольных композицій і фторопластов верхня межа температур трохи вище: 300 — 400 °С;

низькою теплопровідністю, яка в 500 — 600 разів нижче теплопровідності металів, що обмежує їхнє застосування у вузлах і деталях машин, де необхідний швидкий відвід великих кількостей теплоти;

низьку твердість (НВ 6 — 60);

вираженою властивістю повзучості, особливо яскраво помітним у термопластів;

малою жорсткістю – модуль пружності самих жорстких пластмас (склопластиків) на один-два порядки нижче, ніж у металів;

старінням – властивості пластмас з часом погіршуються під дією температури, вологості, світла, води.

Все це необхідно враховувати при конструюванні деталей з пластмас.

Компоненти, що входять до складу пластмас

В більшості своїй пластмаси складаються з смоли, а також наповнювача, пластифікатора, стабілізатора, барвника і інших добавок, що поліпшують технологічні та експлуатаційні властивості пластмаси. Властивості полімерів можуть бути в значній мірі покращені і змінені, в залежності від вимог, пропонованих різними галузями техніки, з допомогою різних складових пластмаси.

Наповнювачі служать для поліпшення фізико-механічних, діелектричних, фрикційних або антифрикційних властивостей, підвищення теплостійкості, зменшення усадки, а також для зниження вартості пластмас. Наповнювачі бувають органічні і неорганічні. Органічними наповнювачами є деревна мука, бавовняні очоси, целюлоза, папір, бавовняна тканина, деревний шпон. В якості неорганічних наповнювачів використовують азбест, графіт, скловолокно, склотканина, слюду, кварц.

Використовуючи як заповнювач деревне борошно, отримують порошкові полімерні матеріали – пресспорошки, вживані для виготовлення не сильно навантажених деталей. Для отримання матеріалу з більш високою механічною міцністю вживають волокнисті наповнювачі (волокна бавовни, азбесту). Ще більшу міцність пластмас надають листові наповнювачі – їх застосовують для одержання шаруватих пластмас: при застосуванні бавовняної тканини – текстоліт, склотканина – склотекстоліт, паперу – гетинакс азбестової тканини – асботекстолит. При застосуванні деревного шпону виробляють деревні шаруваті пластики. Для виготовлення деталей, по міцності не уступають сталям, в якості наповнювачів використовують скловолокно, стеклошнуры, стекломати.

По масі вміст наповнювачів у пластмасах становить від 40 до 70 %. Виняток тут становлять теплоізоляційні матеріали, де в якості наповнювача використовують гази, отримуючи газонаповнені полімерні матеріали – пінопласти і поропласти.

Пластифікатори збільшують пластичність і плинність пластмас, покращують морозостійкість. В якості пластифікаторів застосовують дибутилфталат, трикрезилфосфат та ін

До складу пластмас часто вводять стабілізатори – речовини, що запобігають розкладання полімерних матеріалів під час їх переробки і експлуатації під впливом світла, вологості, підвищених температур та інших факторів. Для стабілізації використовують ароматичні аміни, феноли, сірчисті сполуки, газову сажу.

Барвники додають для фарбування пластичних мас. Застосовують як мінеральні барвники (мумія, охра, умбра, літопон, крон і т. д.), так і органічні (нігрозин, родамін).

Мастильні речовини – стеарин, олеїнова кислота, трансформаторне масло – знижують в’язкість композиції і запобігають прилипання матеріалу до стінок прес-форми.

1.2 Шаруваті пластичні матеріали

Матеріали, одержувані при з’єднанні між собою накладених один на одного декількох шарів волокнистих наповнювачів (тканини, паперу, деревини тощо), просочених синтетичними смолами, називаються шаруватими. Шаруваті пластмаси випускають або у вигляді напівфабрикату, що представляє собою листи наповнювача, просочені смолою, або у вигляді відпресованих скляних заготовок: листи, плити різної товщини, труби різних діаметрів, стрижні, диски, або у вигляді фасонних виробів. Плити виготовляють, просочуючи наповнювач смолою і розкроюючи його на листи, які складають один з одним в пакети заздалегідь встановленої товщини. Пакет пресують при тиску 8 — 10 МПа і температурі 140 — 160 °С.

Необхідність попередньо розкроювати листи наповнювача, просоченого смолою, і збирати пакети призводить до того, що з шаруватих пластмас переважно формують заготовки. Тому для шаруватих пластмас механічна обробка є одним з основних методів їх переробки у вироби. Шаруваті пластмаси відрізняються анізотропією властивостей, особливо це стосується механічної міцності. Найбільш міцний матеріал уздовж ниток основи тканини або волокон шпону.

Промисловість випускає наступні види шаруватих пластмас: гетинакс, текстоліт, асботекстолит, ДСП, склотекстоліт та ін

Гетинакс – шарувата пластмаса на основі фенолоформальдегідної смоли і аркушів паперу. Гетинакс випускають марок А, Б, В, Г. Гетинакс марок Д і має підвищені електричні властивості, марок Б і Р – підвищену механічну міцність. Гетинакс випускають у вигляді листів товщиною 0,5 — 50 мм, стрижнів діаметром до 25 мм і трубок різних діаметрів. Гетинакс застосовують головним чином як електроізоляційний матеріал. Випускають також декоративний гетинакс для оздоблювальних робіт.

Текстоліт – шарувата пластмаса, де в якості наповнювача використовується бавовняна тканина, в якості сполучного – фенолоформальдегидная смола.

Текстоліт володіє відносно високою механічною міцністю, малою щільністю і високими антифрикційними властивостями, високою стійкістю до вібраційних навантажень і хорошими діелектричними властивостями. Теплостійкість текстоліту 120 — 125 °С. Текстоліт знайшов широке застосування як замінник кольорових металів для вкладишів підшипників прокатних станів, як конструкційний і виробний матеріал у машинобудуванні, для виготовлення напрямних роликів в літаках, шестерень в автомобілях та ін Текстолитовые шестерні на відміну від металевих працюють безшумно.

Електротехнічний текстоліт застосовують для виготовлення електроізоляційних виробів підвищеної міцності для роботи на повітрі і в трансформаторному маслі.

Асботекстолит представляє собою шарувату пластмасу з наповнювачем з азбестової тканини і сполучною – фенолоформальдегідної смолою. Він має високу теплостійкість – до 250 °С. Асботекстолит застосовують переважно в якості теплоізоляційних облицювань для гальмівних колодок і дисків зчеплення, так як він володіє великим коефіцієнтом тертя.

Древеснослоистый пластик (ДСП) – просочений невеликою кількістю фенолоформальдегідної смоли, спресований деревний шпон. ДСП має високу механічну міцність, знижену вологостійкість і гірші діелектричні показники.

Дельта-деревина, як і інші види ДСП, застосовується як конструкційний, обшивочний і виробний матеріал у машинобудуванні, як замінник кольорових металів для виготовлення шківів, вкладишів підшипників, втулок, шестерень, опорних рам.

Склотекстоліт виготовляють пресуванням пакету склотканини, просоченої смолою. Вибір сполучного визначається призначенням склотекстоліти, і способом виготовлення виробу. Так, скло-текстоліт КАСТ отримують при використанні суміші фенолоформальдегідної смоли з поливинилацетатами, склотекстоліт ВФГ – полісилоксану і поліацетали, склотекстоліт ЕФ-32-301 – при використанні епоксидної смоли.

Діаметр скловолокна в склотканини становить 3,5 — 5 мкм. Сполучна в склотекстоліті виконує роль клею, і його зміст не перевищує 25 — 30%, інакше міцність виробу знижується.

З пакету просоченої склотканини пресують листи, плити, труби. Склотекстоліт застосовують для виготовлення сильно навантажених конструкційних виробів, що працюють в сухих і вологих середовищах, при температурах до 350 °С, стійких до розчинів електролітів, олив і рідких палив, а також виробів, які повинні володіти високими діелектричними властивостями і радиопрозрачностью. Він знайшов також широке застосування для виготовлення різноманітних високонавантажених великогабаритних виробів (кузовів легкових автомобілів, автобусів, кабін вантажних автомобілів, човнів, катерів, авто — і залізничних цистерн, ємностей і апаратури хімічної промисловості).

2 Зварювання металів та її призначення. Технологія електрозварювання

Зварюванням називають технологічний процес отримання нероз’ємних з’єднань заготовок за допомогою встановлення міжатомних і міжмолекулярних зв’язків між зварюваними частинами, що можливо при зближенні атомів на відстань, близьке до параметру кристалічної решітки.

Зварювальні процеси застосовують для виготовлення зварних конструкцій, виправлення шлюбу лиття і відновлення поламаних і зношених виробів.

Розвиток зварювання (особливо в останні роки) призвело до появи нових її видів і розширення можливостей і області її застосування. Нові види зварювання внаслідок високої концентрації енергії і малої тривалості процесу (зварювання електронним променем, вибухом, лазерна, ультразвукова, холодна зварка) характеризуються відсутністю реакцій утворення оксидів та інших сполук від взаємодії зварюваних металів з газами, флюсами, що забезпечує міцність зварювання і можливість з’єднання матеріалів, які не зварюються традиційними способами.

Зварюються між собою як однорідні метали, так і різнорідні (наприклад, з міддю сталь, мідь з алюмінієм), а також метали з неметалами (керамікою, склом, керметами та ін), пластмаси. ГОСТ 19521 — 74 визначає три класи зварювання: термічний, механічний і термомеханічний.

термічному класу належать види зварювання плавленням, коли метал крайок зварюваних частин розплавляється, утворюючи зварювальну ванну (іноді разом з присадним металом), а потім твердне, утворюючи зварний шов. Теплова енергія, необхідна для цього, виходить при перетворенні електричної або хімічної енергії. До цього класу відносяться дугове, електрошлакове, плазмове, електронно-променева, лазерна, газова, термитная зварювання.

механічного класу належать види зварювання, при яких визначальним чинником є пластична деформація, що виникає під впливом тиску в поверхневих шарах з’єднуються частин, у результаті чого в зонах контакту дробляться і витісняються адсорбовані включення кисню, азоту, парів води, жирових забруднень, відбувається зминання виступів і заповнення западин від шорсткості поверхонь, збільшення активних майданчиків взаємодії, зближення атомів до розмірів атомних радіусів, узагальнення їх електронів і освіта завдяки цьому зварного з’єднання. До механічного класу належать холодна, ультразвукове зварювання, зварювання вибухом, тертям.

термомеханічного класу належать види зварювання, при яких для утворення зварного з’єднання використовують теплову енергію і зовнішній тиск. До цього класу відносяться контактна, газопрессовая, дифузійна і інші види зварювання.

Для виготовлення зварних конструкцій застосовують такі основні типи з’єднань: стикове, внахлестку, заклепувальне, кутове і таврове. Стикові з’єднання з відбортовкою (рис. 1, 1) застосовують при товщині листа до 3 мм, листи товщиною 3 — 8 мм зварюють без оброблення крайок (рис. 1, 2), при товщині аркушів до 15 мм застосовують V-образну оброблення крайок (рис. 1, 3), при товщині понад 15 мм – X-подібну оброблення (рис. 1, 4), при товщині понад 20 мм – просту чашоподібну або двосторонню оброблення (рис. 1, 5, 6). При з’єднанні внахлестку (рис. 1, 7) величина перекриття кромок дорівнює 3-5-кратної товщині зварюваних частин. Електрозаклепками (рис. 1, 8) забезпечується отримання міцних (але не щільних) з’єднань; для зварювання верхній лист просвердлюється (або пробивається) і при заварці отвори приварюється і нижній лист; тонкі (до 3 мм) листи проплавляют дугою по-цілому, без отворів. Кутові з’єднання (рис. 1, 9) найчастіше отримують без спеціального оброблення крайок. Таврові з’єднання для конструкцій, що несуть невеликі навантаження, виконують без скосу кромок (рис. 1, 10); при великих навантаженнях для елементів товщиною 10 — 20 мм застосовують односторонній (рис. 1, 11), а при товщині більше 20 мм – двосторонній скіс (рис. 1, 12).

Наведені види оброблення крайок і види швів характерні для дугового і газового зварювання. Зварювання з глибоким проплавленням (лазерне, плазмове, електронно-променева) не вимагає складної підготовки кромок; інші види зварювання (електрошлакове, ультразвукова, холодна, контактна, дифузійна, термитная, зварювання вибухом, тертям) вимагають лише вирівнювання і очищення зварюваних поверхонь.

Реферат: Пластмаси та їх основні компоненти. Зварювання металів та її призначення, Xreferat.

Рис. 1.

Структура зварних швів термічного класу залежить від виду зварювання і її технології. При значній масі проплавляемого металу і відповідно часу формування шва (дугове, електрошлакове, газове, термитная зварювання) утворюються ділянки (рис. 2 ) литого металу (/), перегріву (2), перекристалізації (3), рекристалізації (4). Для таких видів зварювання характерні значна зона термічного впливу та пов’язаних з цим напруг, що нерідко вимагає подальшого відпалу або нормалізації заготовок; крім того, шов більш або менш забруднений газами і шлаками.

Інші види зварювання (електронним променем, лазерна, плазмова) виконуються за частки секунди, дають тонкий і чистий шов, вільний від дефектів.

Зварювання з питань, віднесених до механічного класу, здійснюється під дією сил, викликаних зусиллям опади (Ррис. 3 ), спрямованих нормально до поверхні з’єднання, а пластична деформація розвивається паралельно цій поверхні, так як атоми поверхневого шару не можуть впроваджуватися в глиб металу і знаходять переміщення від середини до периферії поверхні з’єднання.

Реферат: Пластмаси та їх основні компоненти. Зварювання металів та її призначення, Xreferat.

Рис. 2. Рис. 3.

Для термомеханічного класу зварювання взаємозв’язок параметрів температура – тиск для різних способів і різних металів є також різною. Зварні з’єднання утворюються при пластичному деформуванні металу, причому тиск призначається зменшується по мірі збільшення температури процесу.

У 1802 р. акад. В. о. Петров відкрив явище дугового розряду. У 1882 р. російський винахідник Н. Н. Бенардос запропонував застосувати електричну дугу для зварювання металів вугільним електродом. У 1888 р. гірничий інженер Н. Р. Славянов замінив графітовий електрод металевим. В даний час близько 99 % робіт, виконаних дуговим зварюванням, провадиться за способом Славянова. Дугове зварювання по розповсюдженню займає перше місце серед інших видів зварювання. Її використовують при виробництві всіх видів рухомого складу залізничного транспорту, морських і річкових суден, котлів, автомобілів, підйомно-транспортних споруд, трубопроводів для газів, рідин і сипучих матеріалів, металевих конструкцій і арматури будівель, промислових споруд, мостів, вузлів і деталей електричних, сільськогосподарських та інших машин і механізмів. До числа металів, що зварюються, електричною дугою, відносяться майже всі конструкційні сталі, сірий і ковкий чавуни, мідь, алюміній, нікель, титан та їх сплави і інші метали і сплави.

Зварювання за способом Бенардоса. Зварювання виробляється графітовим електродом 2 (рис. 4, а) з присадним металом від прутка 1 або без нього; зварювання цим способом має обмежене застосування. Нею користуються для з’єднання з відбортовкою тонких сталевих заготовок, де не потрібно присадний метал, для кольорових металів і чавуну, а також для наплавлення порошкових твердих сплавів. Зазвичай застосовують постійний струм, причому для стійкості дуги і кращого прогріву стику при зварюванні користуються прямою полярністю: заготівлю включають анодом (+), а електрод – катодом ( – ).

Реферат: Пластмаси та їх основні компоненти. Зварювання металів та її призначення, Xreferat.

Рис. 4.

Зварювання за способом Славянова. При зварюванні застосовують металевий електрод 3 у вигляді дроту (рис. 4, б). Дуга збуджується між електродом і основним металом і плавить їх обидва, причому утворюється загальна ванночка, де перемішується весь розплавлений метал. Електродна дріт випускається діаметром від 0,3 до 12 мм Для зварювання вуглецевої сталі застосовують дріт марок Св-08А, Св-08ГС, Св-10Г2, для зварювання легованої сталі різних марок – леговану дріт марок Св-08ГС, Св-18ХГС, Св-10ХМФТ, Св-12ХПНМФ, Св-12Х13, Св-09Х16Н25М6АФ та ін.

При ручному зварюванні користуються електродами, покритими обмазкою. Обмазки бувають стабілізуючими, захисними і легуючими.

По товщині покриття електроди бувають (ГОСТ 9466 — 75) з тонким, середнім, товстим і особливо товстими покриттями. Тонкі покриття є стабілізуючими; вони складаються з крейди і рідкого скла. Знаходиться у складі крейди кальцій виділяється в плазмі дуги, іонізує його, тим самим сприяє стійкості горіння дуги.

Середні, товсті і особливо товсті покриття забезпечують стійкість горіння дуги, а також захист і легування металу. Склад цих обмазок підбирається так, щоб навколо дуги створювалася газова середовище, що захищає метал електрода 4 (рис. 4,), стікає в дузі, і метал ванни 7 від окислення і розчинення в ньому газів. У міру плавлення електродів обмазка шлакується і шлак 6 рівномірно покриває шов 5, захищаючи метал від окислення і насичення азотом. Крім того, шлак уповільнює охолодження металу, що сприяє виділенню розчинених газів і ущільнення шва. У разі потреби в обмазку додають феросплави для легування. Таким чином, до складу цих покриттів входять іонізуючі (наприклад, крейда), газоутворюючі (борошно), шлакообразующие (польовий шпат) речовини, а також розкислювачі (феромарганець) і легуючі компоненти.

У всіх випадках, коли зварна конструкція повинна витримувати великі навантаження, застосовують електроди з товстими і особливо товстими покриттями, що забезпечують міцність і в’язкість шва, не поступаються основного металу.

Електричні параметри дуги можуть змінюватися в широких межах: застосовують струми від 1 до 3000 А при напрузі від 10 до 50 В; потужність дуги – від 0,01 до 150 кВт. Такий діапазон потужності дуги дозволяє використовувати її для зварювання як дрібних, так і великих і важких виробів.

Напруга дуги в залежності від сили струму виражається кривими, наведеними на рис. 5. визначальними вольтамперную або статичну характеристику дуги (1 – для дуги 3 мм; 2 – для дуги 6 мм). Наведені криві показують, що при струмі понад 50 А (найбільш часто застосовуються при зварюванні) напруга горіння дуги майже не залежить від сили струму і визначається довжиною дуги.

Реферат: Пластмаси та їх основні компоненти. Зварювання металів та її призначення, Xreferat.

Рис. 5.

Типовими пороками зварних швів є непровари (місцевий відсутність сплавлення між наплавленим і основним металом), пористість металу швів, шлакові включення, тріщини, перепал (окислення металу в шві і прилеглій до нього зоні).

Апаратура для зварювання. Дугове зварювання можлива на постійному та змінному струмах. Дуга на постійному струмі стійкіше, але витрата електроенергії вище. Для живлення дуги постійним струмом застосовують генератори і випрямлювачі.

Зварювальні апарати і генератори ділять на однопостові – для харчування однієї дуги та багатопостові – для живлення декількох дуг. Для зварювання використовують стандартну напругу струму (220, 380, 500).

рис. 6. а наведена схема включення зварювального апарату змінного струму. Первинна обмотка П трансформатора 4 підключається до мережі; до вторинної обмотки До низької напруги (55 — 65 В) підключається регулятор струму (дросель) 3. Струм регулюється зміною індуктивного опору дроселя: частина 2 сердечника може переміщатися за допомогою гвинта від обертання рукоятки 1, при цьому змінюється повітряний зазор а, а також регулюється зварювальний струм.

Зварювальні генератори постійного струму приводяться в дію електродвигуном або двигуном внутрішнього згоряння.

Генератори, що живлять силову і освітлювальну мережу, повинні забезпечувати постійну напругу незалежно від навантаження (величини струму, що йде споживачам). Зовнішня вольтамперна характеристика таких генераторів близька до прямої, паралельної абсциссе (крива а на рис. 6. б).

Обмотка зварювальних генераторів і трансформаторів повинна бути охоронена від руйнування струмами короткого замикання при збудженні дуги. Зовнішня вольтамперна характеристика цих генераторів і трансформаторів повинна бути падаючої (крива б), тобто напругу має зменшуватись із збільшенням струму, а при струмі короткого замикання напруга повинна зменшуватися до нуля (точка 1); напруга холостого ходу має бути достатньою для збудження дуги.

Реферат: Пластмаси та їх основні компоненти. Зварювання металів та її призначення, Xreferat.

Рис. 6

Зварювальні генератори і трансформатори повинні володіти хорошими динамічними властивостями, тобто миттєво реагувати на зміну вольтамперної характеристики зварювальної дуги. Падаюча характеристика в зварювальних генераторах забезпечується впливом магнітного поля якоря на магнітне поле полюсів генератора: а у зварювальних трансформаторах – послідовним включенням індуктивного опору – дроселя (рис. 6, б).

Крива б вольт-амперної характеристики джерела живлення двічі перетинає криву вольтамперної характеристики дуги; точка 2 характеризує параметри струму при збудженні дуги, точка 3 – параметри її стійкого горіння.

Для захисту очей та обличчя зварника від променів дуги застосовують щитки та шоломи з темними спеціальними стеклами, що поглинають ультрафіолетові промені.

Автоматизація електродугового зварювання. При ручний зварюванні зварювальник повинен підтримувати дугу, подавати електрод у міру його витрачання і пересувати дугу уздовж шва. Автоматизація цих прийомів призводить до автоматичної зварюванні.

Сутність способу автоматичного дугового зварювання під флюсом полягає в наступному. Зварювальна головка 5 (рис. 7 ) подає в зону дуги електродний дріт 3 з касети 6. Для живлення дуги, утвореної між основним металом 2 і електродним дротом, зазвичай користуються змінним струмом. По мірі утворення шва 9 головка 5, а з нею

Короткий опис статті: зварювання пластмас Загальні відомості, основні властивості та компоненти, що входять до складу пластмас. Шаруваті пластичні матеріали. Сутність і способи зварювання, її призначення. Апаратура для зварювання, види оброблення крайок і види швів. Автоматизація електродугового зварювання. Пластмаси, і, їх основні компоненти., Зварювання металів, і, її, призначення

Джерело: Реферат: Пластмаси та їх основні компоненти. Зварювання металів та її призначення — Xreferat.com — Банк рефератів, творів, доповідей, курсових і дипломних робіт

Також ви можете прочитати