Маслакова Л.П. и др. Методическое руководство к практическим работам по курсу Технология конструкционных материалов

Подождите немного. Документ загружается.

Механизация процесса в свою очередь способствует также ста-

бильности формирования сварного шва и стабильности горения сва-

рочной дуги (принцип саморегулирования длины дуги).

Рис. 3.9. Алгоритм выбора параметров режима автоматической

сварки под флюсом

Толщина листа Н, мм

Глубина провара h=0,6 H, мм

Площадь сечения сварного шва

ШВ

=f(h), мм

Сила сварочного тока, I

СВ

f(h), А

100 h

СВ

⋅

, А

Диаметр сварочной проволоки d

ПР

, мм

ПР

=(0,5-10) мм

Плотность сварочного тока

i=40-160 А/мм

Скорость подачи сварочной проволоки

ρπ

⋅

ПР

C ВР

IК

, мм/ч

=7,8 г/см

(плотность низкоуглеродистой стали)

Коэффициент наплавки К

, г/А·ч,

Коэффициент расплавления К

, г/А·ч,

≈К

=14-16 г/А·ч

Скорость сварки

⋅

ШВ

C ВН

СВ

IК

, мм/ч

Производительность сварки G=К

·I

СВ

, г/ч,

Практическая работа:

«Разработка технологического режима

автоматической сварки под флюсом».

Задача.

Выполнить соответствующие расчеты, провести сравни-

тельный анализ процессов ручной дуговой сварки и автоматической

сварки под флюсом (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Сравнение результатов расчета

Сравниваемые

характеристики

Ручная дуговая

сварка

Автоматическая

сварка под флюсом

Удельный ток

УД

А/мм

Производительность

сварки G, г/ч

Потери металла на угар

и разбрызгивание, %

Литература

Автоматическая электродуговая сварка под слоем флюса: Метод.

указания к практической работе / В.Б. Безрук и др.; МАДИ (ТУ).- М.,

1998. – 30с.

3.3. Пайка

Цель работы:

Получить представление о пайке как технологии получения не-

разъемного соединения и ее применении в автотракторостроении.

Основные вопросы темы

Назначение и область применения процесса пайки.

Физическая сущность процесса; преимущества процесса пайки.

Строение паяного соединения.

Припои для пайки, требования к ним, классификация, примеры.

Флюсы для пайки, классификация, состав; механизм воздействия

флюсов на оксидную пленку.

Бесфлюсовая пайка.

Технология пайки: подготовка паяемой поверхности перед пайкой,

способы получения паяемого соединения и обработка полученного

со-

единения после пайки, оборудование для пайки.

Общие сведения

Пайкой называют процесс получения неразъемного соединения

заготовок без их расплавления путем смачивания поверхностей жидким

припоем с последующей его кристаллизацией. Образование соедине-

ния без расплавления основного металла обеспечивает возможность

распая полученного соединения. Принципиальная схема строения пая-

ного соединения представлена на рис.3.10.

Для пайки используют припои и флюсы. Функции припоя и флюса

отражает схема, представленная на рис.3.11.

Классификация припоев, их химический состав и механические

характеристики отражены в табл.3.2, 3.3.

Основным технологическим свойством припоя является смачи-

ваемость. Высокая смачиваемость обеспечивает хорошее растекание

припоя по поверхности паяльных изделий (рис. 3.12).

Рис. 3.10. Схема строения паяного соединения

Рис.3.11. Исходные материалы для пайки и их назначение

Пайка находит широкое применение при производстве автомоби-

лей и дорожных машин. Она применяется для сборки радиаторов, а

также приборов электрооборудования. При изготовлении металлоре-

Припой

Исходные материалы

для пайки

Флюс

Удаление оксидной

пленки с паяемых дета-

лей.

Предотвращение

образования оксидной

пленки во время пайки.

Улучшение смачи-

вания припоем поверхно-

стей паяемых деталей

Смачивание поверх-

ностей паяемых деталей.

Проникновение в за-

зор между паяемыми де-

талями.

Обеспечение связей

между припоем и паяе-

мыми деталями.

Назначение

жущих инструментов (резцов, сверл, фрез и др.) пайку используют для

соединения твердосплавных пластин с державкой.

Таблица 3.2

Припои. Классификация, химический состав,

температурный интервал плавления

Температура,

Классификация Марка

Содержание

элементов, %

по массе

начала

плавления

полного рас-

плавления

Свинцово-

оловянистые

ПОС61 61Sn, 39Pb 183 190

Свинцовые

с серебром

ПСр3 97Pb, 3Ag 300 305

Цинковые

с алюминием

Без мар-

ки

95Zn, 5Al 380 380

Алюминиевые 34А 66Al, 28Сu, 6Si 525 525

Серебряно-

медные

ПСр50 50Ag, 50Cu 779 860

Медно-

фосфорные

ПМФ7 93Cu, 7P 714 850

Медно-цинковые Л68 68Cu, 32Zn 910 940

Таблица 3.3

Припои. Марки, механические характеристики,

область использования

Марка

Прочность паяного

соединения σ

МПа

Назначение

ПОС15-ПОС90 ≤ 100

Пайка сплавов на основе Fe и Cu.

Детали радио- и электроаппаратуры,

пайка труб, радиаторов

ПС

2,5…ПС

7,5 ≤ 160

Пайка меди и латунных деталей, из-

делия криогенной техники

34А, В65 150-180

Пайка алюминиевых сплавов марок

АМ

, АМ

; невозможность пайки

сплавов Д1, Д6, не допускающих на-

грев выше 500

ПС

-50

ПС

-70

300-500

Позволяет получить паяное соеди-

нение высокой электропроводности

ПМФ7 120-200

Пайка медных и бронзовых деталей,

работающих при статических нагруз-

ках, пайка медных трубопроводов

ПМУ36 -ПМУ54,

Л63, Л68

250-300

Пайка меди, латуни, бронз и сталей

а) б)

Рис. 3.12. Взаимодействие расплавленного припоя с поверхностью

паяемого металла: а – хорошее смачивание; б – несмачивание

Другим исходным материалом для пайки является флюс. Его на-

значение – очистка поверхности паяемого металла, а также снижение

поверхностного натяжения и улучшение растекания и смачиваемости

жидкого припоя. Классификация флюсов, их химический состав и на-

значение представлены на рис.3.13 и в табл. 3.4.

Рис. 3.13. Классификация флюсов для пайки

Признаки классификации флюсов для пайки

Температур-

ный интервал

пайки

Флюсы для

высокотем-

пературной

пайки (выше

450

С)

Флюсы для

низкотемпе-

ратурной

пайки (ниже

450

С)

Природа

раствори-

теля

Водные

флюсы

Природа

активаторов

Неводные

флюсы

(спиртовые)

Неорга-

нические

Органи-

ческие

кислотные

Органи-

ческие

бески-

слотные

Газовые

среды

Жидкие

флюсы

Пастооб-

разные

флюсы

Флюсы

твердые

Агрегатное

состояние

Таблица 3.4

Флюсы. Химический состав и их назначение

Компоненты

Содер-

жание,

% по

массе

Температур-

ный интервал

активности,

Назначение и

характеристика

Канифоль

Спирт этиловый

150…300 Пайка меди, латуни

Флюс ЛМ - 1

Канифоль

Ортофосфорная к-та

Спирт этиловый

200…240

Пайка хромоникеле-

вых, коррозионно-

стойких сталей

Хлористый цинк

Хлористый аммоний

Вода

150…320

Пайка меди, латуни,

низколегированной

стали

Паста Нисо

Глицерин

Вазелин

Хлористый цинк

200…360 Пайка меди

Флюс 34А

Хлористый калий

Хлористый литий

Фтористый натрий

Хлористый цинк

420…620

Пайка алюминия и

его сплавов

Флюс 18В

Фтористый калий

Борная кислота

550…850

Пайка сталей, меди,

медных сплавов се-

ребряными припоя-

ми

Флюс ПВ200

Бура

Окись бора

Фтористый кальций

800…1200

Пайка коррозионно-

стойких сталей, ме-

ди и медных спла-

вов

Способы пайки классифицируют в зависимости от источника теп-

ла. Алгоритм технологического процесса пайки представлен на

рис.3.14.

Рис. 3.14. Принципиальная схема технологического процесса пай-

ки

Задача.

Освоить навыки получения паяного соединения; дать

характеристику паяемому материалу, используемому для пайки,

припою, флюсу, источнику нагрева.

Литература

Безрук, В.Б. Технологии в автотракторостроении: учеб. пособие

/В.Б. Безрук; – МАДИ (ГТУ). -М., 2005.-36с.

Паяное соединение

Травление

Зачистка

Обезжиривание

Пайка

сопротивление

Индукционная

пайка

Пайка в печах

Нагрев газо-

сварочной,

плазменной

го

елкой

Нагрев

паяльником

Технология процесса пайки

Сборка

деталей и

узлов под

пайку

Пайка.

Источники

нагрева

Подготовка

поверхностей

паяемых

деталей

Обработка деталей после пайки

(удаление остатков флюса, промывка в

воде, в специальных растворах,

обдувка песком)

Контроль качества паяного

соединения (рентгеновский, магнитный,

ультразвуковой). Механические

испытания

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИИ...............................................................3

1.1. Теоретические основы металлургических процессов ...................3

1.1.1. Принципиальная схема выделения искомого элемента из руды

................................................................................................................3

1.1.2. Огнеупорные материалы............................................................6

1.1.3. Металлургическое топливо ........................................................8

1.2. Производство чугуна (доменный процесс) ...................................12

1.3. Производство стали .......................................................................17

1.3.1. Основные способы производства стали .................................17

1.3.2. Принцип передела чугуна на сталь .........................................20

1.3.3. Мартеновский способ производства стали .............................23

1.3.4. Кислородно-конвертерный способ производства стали ........25

1.3.5. Производство стали в

электропечах .......................................26

1.3.6. Разливка стали, строение стального слитка...........................29

Литература …………..……………………………………………………..33

2. ЛИТЬЕ В РАЗОВЫЕ ФОРМЫ.......................................................34

2.1. Литье в песчаные формы...............................................................34

2.2. Литье в специальные разовые формы .........................................41

2.2.1. Литье в оболочковые формы ...................................................41

2.2.2. Литье по выплавляемым моделям ..........................................45

Литература …………..……………………………………………………..50

3. ОСНОВЫ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА...............................51

3.1. Ручная дуговая сварка ...................................................................51

3.2. Автоматическая дуговая сварка под флюсом ..............................57

3.3. Пайка ...............................................................................................61

Литература …………..……………………………………………….…….66

Учебное издание

МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

к практическим работам

по курсу

«Технология конструкционных материалов»

МАСЛАКОВА Любовь Петровна,

СЕЛИВЕРСТОВА Ольга Владимировна,

ФАТЮХИН Дмитрий Сергеевич

Редактор И.А.Короткова

Подписано в печать 16.04.2010 г. Формат 60х84/16

Печать офсетная Усл. печ. л. 4,25 Уч. – изд. л. 3,4

Тираж 500 экз. Заказ 228 Цена 51 руб.

Ротапринт МАДИ. 125319, Москва, Ленинградский просп., 64