2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Методы получения и обработки изделий из металлов сварка

Способы получения и технологической обработки металлов и сплавов

1. Для первичного получения металлов в большинстве случаев используют три вида технологий:

· Пирометаллургия[3] – совокупность процессов получения и очистки металлов и сплавов, протекающих при высоких температурах. Пирометаллургия – основная и древнейшая область металлургии. В современной классификации пирометаллургия противопоставляется гидрометаллургии – совокупности так называемых мокрых процессов получения металлов, осуществляемых при невысоких температурах. Примерами пирометаллургических процессов могут служить доменная плавка, мартеновская плавка, плавка в конвертерах, дуговых и индукционных печах. Почти 100 % мирового производства чугуна, стали, свинца, около 95 % меди, свыше 60 % цинка получают методами пирометаллургии.

· Гидрометаллургия[4] – извлечение металлов из руд, концентратов и отходов различных производств при помощи водных растворов химических реагентов с последующим выделением металлов из этих растворов. Основные операции гидрометаллургии: механическая обработка руды (дробление, измельчение, классификация, сгущение); изменение химического состава руды или концентрата (обжиг, спекание, разложение химическими реагентами); выщелачивание; обезвоживание и промывка; осветление растворов и удаление вредных примесей; осаждение металлов или их соединений из растворов; переработка осадков. Гидрометаллургические методы широко используются при производстве меди, никеля, кобальта, платины и других цветных металлов.

· Электрометаллургия – область металлургической науки и техники, охватывающая извлечение металлов из руд и концентратов, плавку и рафинирование металлов и сплавов, а также их нагрев и придание им соответствующей структуры при помощи электрического тока. Электрометаллургия делится на две области: в первой применяются электротермические методы, т. е. используется тепловой эффект электрических явлений; во второй – электрохимические методы, а именно электролиз как при обычных (электролиз водных растворов), так и при высоких (электролиз расплавленных солей) температурах. В чёрной металлургии применяют преим. электротермические методы, а в цветной – электротермические и электрохимические. Широкое распространение получили рафинирующие переплавы (так называемая, спецэлектрометаллургия). Электрометаллургические методы широко используются при производстве алюминия, магния и других цветных металлов, образующих прочные окислы.

Побочные продукты, получающиеся при производстве черных и, особенно, цветных металлов, могут содержать большое количество ценных элементов и используются, например, для получения всех металлов платиновой группы, золота, серебра, редкоземельных элементов и т. п. Из газообразных продуктов доменных печей извлекают цинк, селен и др. ценные элементы. Сера, получающаяся при производстве ряда цветных металлов, идет на производство серной кислоты. Шлак идет на производство стройматериалов (шлакобетон, шлаковата, шлакоблоки и т. п.).

Производство чугуна и стали. Чугун выплавляют в доменных печах за счет разделения смеси железной руды, кокса и шлакообразующих на три фазы: газообразную и две жидких – шлак и чугун. Благодаря различию в плотности шлак концентрируется в средней части печи, а чугун – в нижней. Чугун, направляемый на производство стали, называют «передельным». Передельный чугун в жидком виде транспортируют в сталеплавильный цех.

Пудлинговый[5] способ получения стали известен с конца ХVIII в. Во второй половине XIX в. он был вытеснен бессемеровским, томасовским и мартеновским процессами[6]. Наиболее распространенным в мире, начиная с середины 70-х гг. ХХ в., является кислородно-конвертерный способ производства стали, пригодный для переработки чугуна и возрастающих объемов металлолома. В результате продувки кислородом и взаимодействия со специально наведенным шлаком в расплаве уменьшается содержание углерода и вредных примесей, прежде всего, серы и фосфора.

Высококачественную сталь получают в индукционных и электродуговых печах путем переработки металлолома с небольшим количеством чугуна, необходимого для создания избытка углерода. Для еще большего повышения качества сталь может быть подвергнута электрошлаковому, электродуговому, электроннолучевому и др. переплавам.

Читать еще:  Механизированная сварка порошковой проволокой в среде активных газов 136

Все вышеуказанные пирометаллургические процессы производства чугуна и стали дискретны и хуже поддаются автоматизации по сравнению с непрерывными процессами, характерными для гидрометаллургии.

В настоящее время имеется тенденция прямого восстановления металлов из руд, что позволяет автоматизировать производство, отказаться от ряда промежуточных процессов, уменьшить потери металла и выбросы вредных примесей. В частности, при производстве стали начали применять железорудные окатыши, получаемые прямым восстановлением железа из руды водородом или углеродом. Из таких окатышей получают наиболее качественные стали, в которых содержится минимум вредных примесей.

2. Способы обработки металлов и сплавов

· Обработка с увеличением или уменьшением массы изделий

С уменьшением массы обрабатываемого изделия связаны такие процессы, как резанье (точение, фрезерование, шлифование, протяжка и т. д.), растворение и химическое травление, производимое для подготовки поверхности к последующей отделке.

К увеличению массы изделий приводят такие технологические приемы, как сварка, наплавка, напыление, пайка, гальванопластика, окраска и т. д. Эти процессы служат для неразъемного соединения деталей или для придания поверхности особых свойств.

· Обработка с изменением формы при неизменной массе

В промышленности широко применяются различные способы пластического деформирования: ковка, штамповка, прокатка и т. п. Деформация в этих процессах происходит под действием механических сил, энергетического импульса (например, магнитного поля) или от ударной волны, вызванной взрывом.

· Обработка, связанная с изменением агрегатного состояния

Охлаждением из жидкого состояния получают слитки, отливки, полуфабрикаты типа прутков, лент, полос, фольг и т. п. Изготовление слитков осуществляется путем разливки жидкого металла в изложницы.

Крупнейшим в ХХ веке отечественным изобретением, внедренным на самых современных заводах за рубежом, является процесс непрерывной разливки стали, позволивший получать профили постоянного сечения сложной формы (даже с внутренним отверстием, например, трубы) непрерывным способом. Такие слитки называют слитками УНС (установка непрерывной разливки стали). Литые заготовки могут иметь очень сложную форму и поэтому сокращают потери металла при резании.

Методами сверхбыстрого охлаждения жидкого металла получают материалы с аморфной структурой – металлические стекла, которые обладают уникальными физическими свойствами, например, магнитными.

· Методы управления структурой и свойствами материалов

Для изменения свойств материалов широко используются: термическая, химико-термическая, термомеханическая, термоциклическая, деформационная, радиационная, лучевая, термомагнитная и др. виды обработки, о которых будет сказано в дальнейшем.

37.120.192.53 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Подготовка металлических деталей к сварке состоит из нескольких этапов. Особенности каждого этапа

При проведении сварочных работ нередкой проблемой является то, что металлические заготовки бывают неровные, имеют искривления или волнистости. В таких случаях металл необходимо править – проводить работы, в результате которых достигается подходящая геометрическая форма заготовки.

Правка металлического полотна

Существует два способа выполнения правки: ручной – с использованием кувалды или молотка на наковальне и машинный – с использованием специальных машинных приспособлений.

Ручная правка предполагает использование молотка с круглым бойком. Тонкие листовые заготовки и детали из цветных металлов необходимо выравнивать, используя молотки, имеющие вставки из мягких металлов. Существуют металлические и деревянные гладилки, которые используются при правке тонкого листового металла.

Машинную обработку обычно проводят с помощью правильных валиков и прессов. При использовании правильных валиков заготовка проходит между цилиндрическими валиками, которые вращаются в различном направлении, таким образом происходит выравнивание детали. При использовании пресса заготовка располагается на две опоры, после чего на выпуклую часть детали давят ползуном пресса. В результате такого воздействия неровная заготовка выправляется.

Читать еще:  Водопровод для дома своими руками из скважины

Зачистка металла для сварки

Очистка поверхностей свариваемых деталей проводится с целью удаления загрязнения, окалины, ржавчины, шлака и заусенец во избежание возможных дефектов.

Проводить очищение можно вручную и при помощи механического воздействия. Зачистка проводится: с помощью газовых горелок, проволочными щётками, растворами щелочей и кислот, абразивным способом.

При необходимости сделать поверхность металла шероховатой применяется гидроабразивная обработка.

На крупных технических предприятиях очистка производится проточной последовательной обработкой. Вначале металл обрабатывают раствором соляной кислоты, затем промывают проточной водой и нейтрализуют раствором кальцинированной соды.

Способы разметки заготовок

Для получения деталей с нужными параметрами необходимо правильно обрезать профиль, а перед этим его необходимо разметить.

Существует три способа разметки: ручная, оптическая, мерная резка.

Для ручной разметки используются самые простые инструменты, такие, как линейка и штангенциркуль. При производстве небольших однотипных партий могут использоваться заготовленные шаблоны. Существенными минусами данного способа являются: низкая скорость и высокая трудоёмкость.

В оптическом способе разметка наносится специальными разметно-маркировочными машинами. В этих машинах встроен пневматический крен, который наносит разметку, согласно заданным параметрам. Данный метод отличается высокой скоростью работы.

Мерная резка отличается от других способов тем, что не предусматривает разметку профиля. Согласно заданной программе, в которой указаны нужные параметры детали, аппарат сразу режет заготовку.

Резка металла

Для придания заготовке нужного размера используют механическую и термическую резку.

Механическая резка осуществляется при помощи ручных или механических инструментов. Часто используются ленточная пила, болгарка, стационарная циркулярная пила.

Термическая резка представляет собой процесс плавления металла, согласно нанесённым отметкам. Для проведения таких работ используются плазматрон, кислородный резак, или применяется дуговая сварка. Данный тип резки является универсальным, так как позволяет резать заготовки не только прямыми линиями, но и криволинейно.

Предварительная обработка кромок

Подготовка кромок необходима для достижения высокой прочности сварочного шва. Обработка кромок включает в себя подбор угла разделки, установление ширины зазора и длины откоса.

Если зазор подобран правильно, то провар металла будет полноценный, а само соединение прочным.

Если две детали имеют разную толщину, то плавный переход между ними может обеспечить наличие скоса.

Если толщина металлического листа менее 3 мм, то нет необходимости обрабатывать кромки.

Подготовку кромок можно проводить двумя способами: холодным и термическим. При термической обработке используются ручные или автоматические горелки. Холодный способ считается более качественным. При данном способе используются станки и ручные инструменты.

Особенности сборки изделий под сварку

Завершающим этапом подготовки является правильная сборка деталей. Необходимо зафиксировать детали должным образом, чтобы после проведения работы они остались в нужном положении.

Часто используют точечную приварку деталей, так как простой фиксации бывает недостаточно. Такая приварка гарантирует сохранность формы конструкции и её надёжность. Также это позволяет удобно расположить заготовку для проведения горизонтального шва.

Правила сборки изделий под сварку:

  • необходим свободный доступ к месту сварки деталей, даже при использовании специальных изделий для фиксации;
  • детали должны быть зафиксированы очень прочно и с высокой точностью во избежание деформации при проведении работ;
  • необходимо соблюдать установленную последовательность сборки конструкции;
  • нужно, чтобы конструкция не изменяла своё положение в пространстве.
Читать еще:  Как дешево покрасить забор из дерева

Подготовка труб к сварке

Необходимо особенное внимание при подготовке труб к сварке. Например, трубы из углеродистой и низколегированной сталей подлежат ручной обработке и только холодным способом.

В обязательном порядке проводится проверка толщины стенок, во всех местах соединения она должна быть одинаковой. Величина разносторонности не может превышать 10% от толщины стенок. При этом торцы должны быть перпендикулярными.

При проведении сварочных работ возможно использование инвертора. Если используется сварочный полуавтомат, то необходимо правильно установить силу тока, уровень расхода защитного газа, выбрать скорость подачи сварочной проволоки.

Сварка металла, методы

Сварка подразумевает процесс соединения двух разных металлов, при котором происходит их сильный нагрев, деформирование, и последующее соединение межатомных связей, в результате чего получается неразрывное соединение. В настоящее время сварка имеет много методов, приблизительно их 100. Разные виды сварки классифицируются по физическим, техническим, а также технологическим признакам.

Под физическими признаками предусматриваются:
• термическая сварка металлов;
• термомеханическая;
• механическая.

Термическая сварка- это вид сварки, в которых используется тепловая энергия. К ним относятся — газовая, дуговая, плазменная сварка и др. Термомеханическая подразумевает вид сварки, когда используются тепловая энергия и давление. Там, где применяется механическая энергия, называют механическую сварку. Например, холодная, сварка взрывом, трением, ультразвуковая.

По своим техническим признакам есть виды сварки:
• по способу защиты металла в зоне сваривания (в вакууме, в воздухе, в пене, под флюсом, в защитном газе);
• по долготе процесса (прерывистая и непрерывистая);
• по степени механизации (механизированная, автоматизированная, автоматическая, ручная);
• защитного газа (в инертных газах и в активных);
• характер защиты металла в зоне сварки (в контролируемой атмосфере или со струйной защитой).
Сварка металла, методы
По технологическим признакам устанавливается для каждого вида отдельно, так как методы их работы отличаются.
Дуговая сварка. Подразумевает плавление кромок металла электрической дугой, при сильном нагреве и плавлении металла.

Есть некоторые виды этой сварки:

Ручная дуговая.
• плавящийся электрод- это классический способ сварки, при котором электрод плавится и кромка изделия, получается ванна расплавленной массы металла. При охлаждении получается шов;
• неплавящийся электрод может быть угольным или графитовым, который возбуждает дугу между изделием и присадочным материалом, образуется ванна жидкого металла, после чего все затвердевает. Применяется при сварке цветных металлов.

Полуавтоматическая и автоматическая сварка под флюсом.
• выполняется механизированным путем, подача дуги и дальнейшее ее перемещение по заданному контуру заданных свариваемых кромок. Флюс защищает сварочный шов от внешнего воздействия кислорода. Качество шва великолепное.

Сварка дугой, когда металл в защитном газе.
• производится неплавящимся электродом (вольфрамовым) или плавящимся. При этом электрод плавится и образуется шов, при неплавящемся шов появляется из расплавленного металла изделия, иногда добавляют присадочный материал. Защитный газ мощной струей оттесняет атмосферный воздух, защищая от окисления.

Электро-шлаковая сварка.
• осуществляется путем плавления металла свариваемых кромок изделия.
Сейчас все чаще применяют в промышленности тугоплавкие и химически активные металлы и их сплавы. Чтобы их соединять, требуются новые виды сварки металла, методы, которые успешно справлялись с этой задачей. Для этого придумали такие виды сварки, которые обеспечивают очень высокое качество швов и для них используют источники высокой концентрации теплоты.

Оставьте свой комментарий Отменить ответ

В процессе сварки в итоге получаются прочные неразъемные соединения, установленные…

Источники:

http://studopedia.ru/3_165538_sposobi-polucheniya-i-tehnologicheskoy-obrabotki-metallov-i-splavov.html
http://elsvarkin.ru/texnologiya/podgotovka-detalej/
http://metallsmaster.ru/svarka-metalla-metody/

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector