Пісіру доғасы және оның қасиеттері

Пісіру доғасы деп көп жылу мен жарық шығаратын газдағы қуаты электрлік жалындауды айтады. Физикалық тұрғыдан қарағанда электрлік жалындау ионданған ауа арқылы өткізілетін электр тогінің нәтижесі доғаның қасиетін сипаттайтын негізгі параметрлерге кернеу, ток және доғаның ұзындығы жатады. Кернеу мен ток арасындағы тәуелділікті доғаның тұрақты жағдайындағы статикалық вольт-амперлі сипаттамасы көрсетеді / "а" сурет/. Ол бірде ылдыйлаған I, бірде тұрақты ІІ және өрлеулі Ш болып келуі мүмкін.

Пісіру доғасы /сурет "б”/ үш бөліктен тұрады: катод аумағы, анод аумағы және доға діңгегі. Барлық аумақты доға діңгегі I алады, онда ионизациялау процесі мен катод аймағындағы тегіс бөлшектер анодқа қарай ауысады. Доға діңгегінің жылысалқындығы 6000-7000°С-ға жетеді. Ол қатты қызган электрод пен пісірілетін металдардың бу қоспаларынан және сол булардың қоршалған газдармен реакция нәтижесіндегі өнімдерден тұратын ортамен 2 қоршалған.

I. Қолмен доғалық пісірудің электродтары. Колмен доғалық пісіруде пісіруші электродты біртіндеп жұмсап қажетті бағытта жылжытып отырады. Электрод дегеніміз сырты қажетті қоспалармен әр-түрлі қалыңдықта сыланған металл талшық. Бенардос әдісімен пісіргенде диаметрі 6-30 мм, ұзындығы 200-300 мм балқымайтын көмір және графит электродтары қолданылады.

Славянов әдісімен пісіру үшін балқитын диаметрі 1,6-12 мм, ұзындығы 150-450 мм металл электродтары жұмсалады. Инертті газдарда пісіруде диаметрі 1-6 мм балқымайтын вольфрам электродтарын пайдаланады.

Болат сымдарын /жалаңаш электродтармен/ доғалық пісіруге болмайды, өйткені доғаның тұрақтылығы және пісірілген жіктік сапасы нашарлайды. Доға жануының тұрақтылығын арттыру мақсатында сым арнайы қабатпен бүркеледі. Бірақ жұқа қабатпен бүркелген электродтар азот пен оттегімен қатты канығатындықтан пісіру жігінің жарақтылық қасиеттері жоғары болмайды. Балқыған металды ауа әрекеттесуінен сақтау үшін электродты 5 қалың және сапалы етіп сылайды /сурет/. Олардың құрамына электр доғасының тұрақтандырғыштардан басқа легірлеуші кокс және газ түзетін заттар және бұларды өзара біріктіретін желімдейтін /сұйық шыны/ қосылады.

Кокс түзейтін заттар ретінде /ТіО₂, SiO₂, MnO/ тотықтары /СаСО₃, МgСО₃/ карбонаттары т.б. қоспалар /СаҒ₂/ минерал түрінде жағылады. Бүркеушілер балқығанда қож түзіледі, сөйтіп олар электрод металының тамшыларын 3 пен тігіс металын I азот пен ауа оттегісінен қорғайды. Металл жігі мен қож суынғаннан кейін қож қабығы 2 тігіс бетінен оңай алынады.

Электродтарды сылайтын құрамды дайындау үшін шихта жадығаттарын ұнтақтап, елеп сұйық шынымен араластырады. Дайын болған аралас қойыртпақ қоспамен электрод сымдарды арнайы жоммен қысымдап сылайды. Одан кейін кептіреді.

Электродтардың тағайындау мақсатына сәйкес топталуы және шартты белгіленуі мынадай:

У – көміртекті және аз легірленген құрылғылық соэғанда көрсететін беріктігі 60 кГс/мм²-ге дейінгі болаттарды пісіруге арналған;

Л - легірленген құрылғылық, созғандағы беріктігі 60 кГс/мм²- ден артық болаттарды пісіруге арналған;

Т - легірленген қыздыруға төзімді болаттарды пісіруге арналған;

В - жоғары легірленген айрықша қасиетті болаттарды пісіруге арналған;

Н - айрықша қасиетті үстіңгі қабатын балқытып жапсарлап калып-тастыруға арналған;

Пісіру арқылы қосудың түрлері. Қ олмен, автоматты және жартылай автоматты пісірудегі қосудың негізгі түрлері төрт топқа бөлінеді. Бұлар тоғыстырып қосу, бұрыштап қосу, таврлы және айқастырып қосу.

Тоғыстырып пісіруде пісірілетін металдың қалыңдығына қарай жиегін бүгіп, жиегін жонбай біржақтама және екіжақтама симметриялық немесе симметриялы емес етіп бір немесе екі жиегін де жонып жалғастырады. Табақ темірлердің қалыңдығы 30-100 мм болғанда симметриялы екі жақты қисық сызықты формалы етіп жалғастырылады.

Бұрыптап немесе таврлы қосуда тоғыстырып қосудағыдай табақ темірдің қалыңдығына қарай жиектерін жонбай қосып біржақтама және екіжақтама бір немесе екі табақ темірдің де жиектерін жонып жалғастырады. Бір жақ жиегін жонғанда 50+5°. Ал екіжақтама жонғанда 54-6° етіп жонады. Қалыңдығы 2-60 мм табақ темірлерді айқастырып қосады. Біржағынан немесе екі жағынан бірыңғай немесе үзік жікті етіп пісіреді.

12.2-сурет.Пісіріп жалғастырудың түрлері

 

3. Пісіру ережелері. Колмен доғалық пісірудің негізгі параметрлеріне электрод диаметрі мен пісіру тогының күші, пісіру жылдамдығы жатады.

Пісіру тогының күші негізінен электрод диаметріне байланысты.

Электрод диаметрі пісірілетін металдың қалыңдығына сәйкес алынады, бұл сәйкестік төменде келтірілген.

Металдың қалыңдығы, мм 1-2, 3-5, 4-10, 12-24

Электрод диаметрі, мм 2-3, 3-4, 4-5, 5-6

Әдетте, қолмен пісіруде электрод диаметрі 5 мм-ден артық болмайды.

Диаметрі 3-6 мм болғанда мына формуламен есептеледі:

I=k·d

Пісіру жігі негізгі екі түрге бөлінеді: тоғыстырылған және бұрышталған болып. Бұлардың конструктивтік шешімі әртүрлі.

Тігінен немесе төбедегі жікті пісіруде әдетте электрод диаметрі 4 мм-ден аспайды және пісіру тогының шамасы төменгі жағдайда пісіруден 10-20 % кем етіп алынады.

4. Пісіру жігін орындау. Олардың кеңістікте қалай жайғасуы мен пісірудегі жалғастыру түрлеріне байланысты болады. Кеңістікте орналасуына қарай тігістерді /сурет "а"/ төменгі, /сурет "б"/ тігінен, /сурет "в"/ горизонтальды және /сурет "г"/ төбе жігі деп бөледі. Ең қолайлысы төменгі жікпен пісіру, өйткені балқыған металл ағып кетпейді. Вертикальді және горизонтальді тігістердің, орындалуы қиынырақ, ал төбе тігісінің, орындалуы тіпті қиын. Бұрыштық және таврлы қосуларды қайық сияқты /сурет "д"/ жағдайға келтіріп орындау қажет.

 

12.3-сурет. Жіктердің кеңістіктікте орналасуы

 

Металдардың пісірілгіштігі. 1. К ө м і р т е к т і б о л а т т а р. Кұрамында 0,27%-ке дейін көміртегі бар болаттар пісірудің барлық әдістерімен жақсы пісіріледі, ал көміртегінің мөлшері 0,27%-тен артық болаттарды пісіргенде олардың құрамындары көміртегі жанып, пісіру жапсарында майда қуыстар пайда болады және пісіру жапсарының қаттылығы мен морттығы артып, сы-заттар пайда болады. Сондықтан құрамында көміртегінің мөлшері көп болаттарды алдын ала қыздырып, пісіргеннен соң термиялық өңдеуден өткізеді. Мұндай болаттарды пісіру үшін қосымша жадығат ретінде аз көміртекті болаттарды пайдаланады. Бұл жадығат пісіру жапсарын шынығудан сақтайды. Пісіру тігісінің беріктігін оның құрамына марганец, кремний т. б. легірлеуші элементтер енгізу арқылы арттыруға болады. Металдың құрамындағы фосфор 0,04%-тен асып кетсе, пісіру жапсарынын, морттық қасиеті артады, ал күкірт 0,04%-тен асса, пісіру жапсарында сызаттар пайда болып, металдың механикалық қасиеті жоғары жылысалқындықта нашарлайды.

2. Легірленген болаттар. Құрамында көміртегінің мөлшері 0,35%-ке дейінгі легірленген болаттардың (легірлеуші элементтердің қосындысы 2-5%) пісірілгіштігі барлық жағдайда қанағаттанарлық болады. Бұл болаттардың пісірілгіштігі құрамындағы хром (1,5%-тен жоғары) мен көміртегі артқан сайын жақсара түседі. Көміртекті, никельді (3,5%) болаттар газбен, электр доғасымен жақсы пісіріледі, ал молибденді, хром-молибденді болаттардың пісірілгіштік қасиеттері төмен. Бұл болаттарды пісіргенде сызаттар пайда болатындықтан, оларды қатты қыздырмай, үздіксіз, суытпай пісіру керек. Әдетте, пісіруден бұрын бұл болаттарды белгілі жылысалқындыққа дейін қыздырып алады.

Төмен легірленген болаттарға қарағанда орташа және жоғары легірленген болаттардың жылудан ұлғаю коэффициенттері жоғары болатындықтан, олар пісіру кезінде аса қызып кетуі немесе деформациялануы мүмкін. Бүл болаттарды белгілі жылысалқындыққа дейін қыздырып, ауада суытқанда карбид түзілетіндіктен қаттылығы артып, коррозияға беріктігі кемиді, сызаттар пайда болады.

3. Ш о й ы н. Шойынды пісірудегі негізгі қиыншылық оның ағаруы мен жарылып кетуі. Шойынды сұйық күйде қыздырып және шала қыздырып пісіруге болады.

Шойынды алдын ала 783-923° К (600—650° С) жылысалқындыққа дейін қыздырып, диаметрі 20 мм-ге дейінгі құрамында 3,6%-ке дейін көміртегі, 3,5%-ке дейін кремний элементтері бар шойын электродтарымен пісіреді. Мүндай құрамды электрод пісіру процесінде шойынды ақталудан сақтайды. Сүр шойынды электр доғасы немесе газ жалынымен пісіріп, баяу жылдамдықпен суытады.

Шойынды қыздырып пісіру арқылы сапалы пісіру жапсарын алады, бірақ күрделі, әрі еңбекті көп керек ететіндіктен, практикада бұл әдісті сирек қолданады. Шойынды шала қыздырып пісіру әдісі аса жауапты емес детальдарды пісіру үшін қолданылады. Бүл әдіспен пісіру үшін металл жапсарын ұзына бойына 623—773° К (350—500° С)-қа дейін қыздырады.

Шойынды сұйық күйде пісіру әдісінде электр доғасы қолданылады. Электрод ретінде мынадай жадығаттар пайдаланылады: көміртекті болаттан жасалған жұқа сылақты электродтар;

Монельден жасалған электродтар. Бүл электродтарды шойын детальдарының механикалық өңдеуден пайда болған кемшіліктерін пісіру үшін қолданылады. Монель — никель мен мыс элементтерінен құйылған қорытпа. Монель электродымен пісірілген жапсардың әдетте беріктігі төмен болады.

Комбинациялық электродтар. Бүл электродтар сапалы екі болат электроды мен бір мыс электродынан тұрады. Мұндай электродпен шойынды пісіргенде шойынның пісіру участогы ақталғанмен, ақталған шойынды электрод құрамындағы мыс майда участоктарға бөліп тұрады. Шойынды суық күйде пісіру әдісінде құрамында мрамор, плавик шпаты, кварц құмы, ферромарганец, ферросилиций бар сылақпен сыланып, мыс қабатты ацетанит хромникельді болаттан жасалған электродтар қолданылады. Сылақтың құрамында 66%-ке дейін феррованадий бар.

Дәнекерлеу

Дәнекерлеу (пайка) ісамалында металдар сұйық күйде балқу жылысалқындығы төмен және химиялық құрамы, нeriзri қосылыс түзетін металдардың құрамынан бөлек дәнекер (припой) деп аталатын қорытпалармен бекітіледі. Дәнекерлеу арқылы көбнесе 6ipi екіншісінде ерімейтін жадығаттарды қосады. Дәнекер балқып, қосылатын екі металмен де диффузияланып, берік қосылыс түзеді. Дәнекерлеу көміртекті, легірленген болаттар мен түсті металдар және олардың қорытпаларын қосу үш!н қолданылады.

Дәнекерлеу ісамалында екі түрлі дәнекер қолданылады: 1. жұмсақ дәнекерлер, олардың балқу жылысалқындығы 673 К (400° С-қа дейін), 6epiктіri 50-70^ (5-7 ^).

2. Қатты дәнекерлер, олардың балқу жылысалқындығы 1173 К (900° С-қа дейін), 6epiктiri 500 Мн/м (40-50 кг/мм²).

Жұмсақ дәнекерлердің құрамына қалайы, қорғасын, калий, висмут, мырыш элементтері енеді.

Төмендегі 1-кестеде кейбір жұмсақ дәнекерлердің маркалары және олардың химиялық құрамы көрсетілген.

Өртке қарсы қолданылатын спинклер қондырғыларында балқу жылысалқындығы өте төмен 352 К (79° С) AgCl маркалы қорытпа (Si 9,6%, Pb 45,16%, Bi 45,3%) қолданылады.

Дәнекерлеу кәсіпілімі. Жұмсақ дәнекермен дәнекерленгенде қосылыс түзетін металл беттері май, кіp және тотықтан тазартылып болған сон 6ip-6ipiнe беттестіріп, дәнекермен дәнекерленеді. Металды дәнекерлеу ісамалында пайда болған тотықтан тазарту үшін оның бетіне флюс себіледі. Флюс ретінде хлорлы цинк (ZnCl), мусәтір (нашатырь) (NH₄C1) немесе кани­фоль қолданады. Флюс металдың бетін тотықтан тазартумен қа­тар дәнекердің металмен жұққыштық қасиетін арттырады.

Металды дәнекерлеудің мынадай жолдары бар: дәнекерлегішпен, шілтермен металды балқытылған дәнекерге батыру арқылы дәнекерлеу. Өндірісте жоғарыда айтылған дәнекерлеу әдістерінің ішіндегі көп тарағаны – дәнекерлегішпен дәнекер­леу әдісі. Дәнекерлегіш - мыстан жасалған сабы бар сына тәрізді аспап. Дәнекерлегішпен дәнекерлеу үшін ол алдын-ала 523- 673К (250 - 300°С)-қа дейін қыздырылып, флюске, одан соң дәнекерге қатырылады да, қосылатын металл жапсарына жанастырылады. Металл жапсарының участогы қыздырылған соң жапсар участогына қосымша дәнекер беріледі, ол epin, қатайғаннан кейін берік жапсар түзіледі.

Қатты дәнекерлермен дәнекерлегенде флюс ретінде қақталған (прокаленная) (1056 К (883° С) температурада) бура немесе оның әр түрлі заттармен қоспалары (бор қышқылы, фторлы ка­лий, хлорлы цинк т. б.) қолданылады.

Дәнекерленетін металл бетіне флюс ceyin, оны флюстің балқу жылысалқындығына дейін қыздырады. Дәнекерленбейтін металдың бөлігіне графит, бор сияқты қорғағыш заттар себіледі. Қатты дәнекермен дәнекерлеу кәсіпілімі металды қыздыру әдісіне байланысты. Металл көрік, газ және контактілік әдістермен қыздырылады.

 

Дәріс

Тақырып: «Бетонның негізгі физикалық-механикалық қасиеттері»

Жалпы талаптар

Темірбетон үшін арналған бетон белгілі физико-механикалық қасиеттеріне тиісті болу керек:

- жоғары беріктігі;

- арматурамен жақсы ілінісуі;

- арматураның стержіндеріне қорғаушы бетонның тығыздығы жеткілікті болу керек;

Темірбетонның міндет артуына және эксплуатация жағдайына байланысты бетон арнайы талабын қанағаттындыру тиісті:

- аязға төзімділігі қайта-қайта тоңдырып және еріткен кезде;

- ыстыққа төзімділігі ұзақ жоғары температураны әлсіреткен кезде;

- коррозияға төзімділігі агрессивтік ортасы әлсіреткен кезде.