Основні види обробки металів
Обробка металів тиском. Сутність обробки металів тиском полягає в тому, що при впливі на метал будь-якої зовнішньої сили (наприклад, удар молота, тиск преса) у металі відбуваються зміни розмірів та форми, що є результатом переміщення частинок. Таке явище називається деформацією.
Якщо після видалення прикладеної сили метал не відновлює повністю свою початкову форму та розміри, то така деформація називається залишковою чи пластичною. Більшість металів і сплавів має здатність піддаватися пластичній деформації внаслідок впливу на них зовнішніх сил. Обробка металів тиском та заснована на явищі пластичної деформації.
При обробці металів тиском змінюється як їх форма, а й структура, і навіть механічні властивості. Основними видами такої обробки є прокатка, волочіння, кування та штампування. Заготівлі, які підлягають обробці тиском, попередньо нагрівають до необхідних температур. Нагрів заготовок здійснюють у вугільних та нафтових горнах; у полум'яних печах, що опалюються твердим, рідким або газоподібним паливом; у електричних печах.
Зварювання металів. Для відновлення зношених деталей та деталей, що отримали пошкодження в процесі їх експлуатації, широко застосовується зварювання. Зварюванням називається процес з'єднання частин в одне нероз'ємне ціле шляхом нагрівання їх у місцях з'єднання. Існують різні способи зварювання, які можна розділити на дві основні групи: зварювання плавленням та зварювання із застосуванням тиску.
При ремонті автомобільних деталей застосовується в основному зварювання плавленням, яке полягає в тому, що металеві частини, що зварюються, нагрівають у місцях з'єднання до розплавленого стану, в результаті чого відбуваєтьсяз'єднання цих частин без застосування тиску. До такого способу належать такі види зварювання: газова та електродугова.
Газове зварювання. Найбільше застосування має ацетилено-кисневе зварювання. Процес газового зварювання полягає в тому, що кромки деталей, що зварюються, в місцях їх з'єднання нагрівають до розплавлення основного металу полум'ям зварювального пальника, причому в полум'я пальника вводять одночасно присадковий матеріал (пруток або дріт), що має однаковий хімічний склад з основним металом. В результаті нагрівання деталей, що зварюються між кромками утворюється зварювальна ванна, що складається з розплавленого основного і присадкового металів. При твердінні цих металів виходить зварний шов.
Як паливо газу використовують ацетилен, кисень є окислювачем. Ацетилен являє собою хімічну сполуку вуглецю та водню. При згорянні ацетилену в струмені кисню температура полум'я досягає 3200-3500 ° С. Ацетилен можна отримати різними способами. Зазвичай його отримують дією води на карбід кальцію, що є сполукою вуглецю з кальцієм. Ацетилен і кисень подають до місця, що зварюється, деталі за допомогою зварювального пальника (рис. 81). При згорянні ацетилену в струмені кисню утворюється зварювальне полум'я, яке в залежності від співвідношення кількостей ацетилену і кисню, що подаються, може бути трьох основних видів: нормальне, або нейтральне, окисне і навуглероживающее. У більшості випадків застосовується нормальне полум'я, яке виходить при подачі в пальник на один об'єм ацетилену від 1,1 до 1,3 кисню.
Мал. 81. Схема пристрою зварювального пальника
Для запобігання розплавленому металу від окиснення застосовуються зварювальні порошки або пасти, які називаються флюсами. Уяк флюси застосовують прожарену буру, борну кислоту, кремнієву кислоту, хлористий калій, хлористий натрій, вуглекислий натрій та інші речовини.
Для виконання газозварювальних робіт необхідно наступне обладнання: ацетиленовий генератор, призначений для одержання ацетилену з карбіду кальцію шляхом розкладання його водою; хімічний очищувач, запобіжний затвор, кисневий балон, редуктор, шланги, зварювальний пальник, зварювальний стіл, ящик для присадкових прутків та флюсів, ванна з водою для охолодження пальника.
Злектродугове зварювання. При електродуговому зварюванні тепло, необхідне розплавлення металу, виходить від електричної дуги. Електродугове зварювання може здійснюватися двома способами: способом Слов'янова із застосуванням металевого електрода та способом Бенардосу з вугільним електродом.
Найбільш поширеним є спосіб із застосуванням металевого електрода. Сутність його полягає у наступному. При зварюванні металевий електрод приєднується до одного полюса зварювального апарату, а деталь, що зварюється до іншого. Для збудження електричної дуги металевий електрод, що є одночасно і присадним матеріалом, підводять до деталі, що зварюється до зіткнення з нею, а потім швидко відводять на відстань 2-3 мм.
При цьому електрична дуга має температуру понад 3500° С. При такій температурі метал електрода плавиться, а на деталі, що зварюється, утворюється зварювальна ванна з розплавленого основного металу. Краплі металу з кінця електрода, що плавиться, стікають у зварювальну ванну і змішуються з основним металом, при застиганні утворюючи зварний шов.
До зварювання із застосуванням тиску відноситься контактне зварювання, засноване на використанні тепла, що виділяється при проходженніелектричного струму через деталь, що зварюється. При цьому метал у місцях зіткнення деталей, що зварюються, нагрівається до пластичного стану, при якому деталі з'єднуються під дією зовнішнього зусилля і зварюються.
Устаткування посту електрозварювання. Живлення електричної дуги при зварюванні змінним струмом проводиться від зварювального трансформатора, який знижує напругу мережі до 55-65 ст. Така напруга називається напругою холостого ходу, вона цілком достатньо для збудження електричної дуги. Робоча напруга при зварюванні завжди менше напруги холостого ходу-18-22 і підтримується регулятором, включеним в ланцюг трансформатора.
При зварюванні постійним струмом застосовують зварювальні генератори. Для зварювання необхідно мати, крім того, зварювальний стіл із металевою плитою. Плита приєднується до одного з полюсів зварювального генератора, а деталь, що зварюється, затискається в лещата, укріплені на плиті. Зварювальник повинен бути забезпечений електродотримачем для закріплення в ньому електрода та шоломом або щитком із захисним склом для запобігання очам та особі від променів електричної дуги.
Обробка металів різанням. При виготовленні різних деталей у більшості випадків заготівля піддається механічній обробці різанням. Ріжучим інструментом із заготівлі знімається зайвий метал, тобто припуск, у результаті виходить деталь заданих форм і розмірів.
Обробка різанням здійснюється на металорізальних верстатах. Залежно від характеру механічної обробки застосовуються різні металорізальні верстати: токарні, стругальні, фрезерні, шліфувальні та ін.