Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
1
1. Технически университет –
Варна
КУРСОВА РАБОТА
по Заваряване на легирани стомани и цветни метали
Изработил: Елена Ненкова Проверил:……….
спец. ТТОМ ,фак. № 11611006 / проф. Скулев /
3. 1.Въведение
Медта и медните сплави са сред най-използванитематериали,поради тяхната
отлична топло - и електропроводимост, устойчивост на корозия, нисък коефициент на
триене, висока устойчивост на корозия и добра здравина, устойчивост на умора и добър
външен вид, В какви ли не отрасли на промишлеността се използват медта и нейните
сплави.Развитиетонастраната е немислимобез електрификацията, а електрифицирането
днес е немислимо без мед. Далекопроводите, намотките на генереторите и много детайли
в електрическите машини са изработени от електролитна мед и медните сплави.
В измерителни прибори, радиоапаратите, телевизорите, всевъзможните електрически
прибори и апаратури и изобщо насякъде,където тече ток се намира мед.Това свое
предпочитано положение спрямо другите метали медта е извоювала благодарение на
високата си електропроводимост и ковкост(пластичност) и сравнително невисоката
цена;от всички метали само среброто има по-високаелектропроводимост от медтаМедта
и повечето медни сплави могат да се съединяват чрез заваряване или запояване.
За мащинни детайли се използват сплави на медта с цинк, олово, алуминий и др.Те
(изключение правят бериливия бронз и някои алуминиеви бронзи)не приеминават през
термичната обработка и техните механички свойства се определят от химичния им
състав и неговото влияние на структурата. Основното им преимущество е ниския
коефициент на триене,който е съчетан с повечето сплави с висока пластичност и доста
устойчивост от корозия и добра електропроводимост.
4. 2.Свойствана медта
Медта кристализира в стенноцентрирана кубична решетка; не притежава
полиморфизъм и фазовите й превръщания са свързани само с изменение на
агрегатното състояние. Медта има висока топлопроводност и електро-
проводност, химическа устойчивост по отношение на различни среди. При
това механичните й свойства са достатъчно добри и се запазват дори при
дълбоко охлаждане (-253 оС), когато напр. почти всички стомани стават
крехки. Някои данни за топлофизичните и механични свойства на медта са
приведени по-долу:
3.Сплави на медта
Медта в чист вид се използва рядко, тъй като не притежава необходимите
свойства.
Бронзът е сплав от мед и калай (до 12%) с добавки от цинк, никел, олово,
берилий (за висока твърдост) и други елементи. Сплав с 5% калай е известна
като монетен бронз или медяален бронз. Бронзът се предпочита за детайли,
подложени на изпарения, атмосферни и морски въздействия.
Месингът е сплав от мед и цинк (до 45%), понякога с примеси от други
елементи, чийто състав сумарно не трябва да надвишава 10%. Месингът лесно
се обработва и се отличава с пластичност.
Мелхиорът е сплав на мед и никел (до 30%), с малко желязо и манган.
Сплавта е със сребрист цвят и се отличава с висока пластичност. Освен за
ювелирни изделия се използва за направа на прибори за хранене.
5. Нойзилбер е сплав на медта с цинк(до 20%) и никел ( ~15%) , като също има
сребрист цвят, отличава се с пластичност и висока корозионна устойчивост.
3.1.Месинги
Висока якост, корозионна устойчивост, износоустойчивост, с малко
относително тегло, подлежи на всякакъв вид обработка.
Сплавитес до 39% Zn при стайна температура са еднофазни (a - твърд разтвор)
и имат висока пластичност и якост, които намаляват при появата на b' - фаза.
Еднофазният месинг лесно се поддава на студена и гореща пластична
деформация, докато пластичността на b' - месинга е малка. При 20º С и
съдържание на Zn>50% месингът се подлага само на гореща пластична
деформация при температура 750-850º С.
Основен вид термична обработка на месинга е отгряването при 600 - 700º С,
което се провежда за подготовка на структурата преди пластична деформация.
Охлаждането на a - месинга може да се извърши с голяма скорост, тъй като
той не претърпява фазови превръщания. При отгряване на a + b' месинга
настъпва фазова прекристализация и скоростта на охлаждане формира
различна структура и свойства.
Някои от използваните в практиката сплави са CuAl4 (за радиатори и
кондензаторни тръби), CuZn10 (за художествени изделия), CuZn38 (за
радиатори, тръбопроводи) и др.
6. Заваряване на месинг се използва главно в производствата в химическата
промишленост и може да се извършва с всички известни методи.
Основна трудност при заваряване е свързан с интензивното кипене и изгаряне
на цинк. Цинка е с ниска температура на топене - 419⁰ С и точка на кипене
905⁰ С и по-ниска от точката на кипене на основния метал.
Таблица 1.Избор на заваръчна тел
Медните, месинговите контакти и контактни възли се изработват в различни
конструкции, в зависимост от техният начин на работа - подвижни и
неподвижни, намиращи по широко приложение контактни възли са
илюстрирани на чертежа.
7. Контактите от медни, месингови сплави, целите контактни възли и
контактоносачите се използват в комутационната апаратура /релета,
прекъсвачи, контактори, дъгогасителни камери и др./ Широко приложение
намират в Железопътният транспорт - електрическите и дизелови локомотиви,
в Електрическия градски транспорт - тролеи и трамваи, в Морските и Речни
Пристанища - пристанищните кранове за товаро-разтоварните дейности.
3.2.Бронзи
Два основни вида - калаен и безкалаен.
При наличие на калай над 6-8% пластичността рязко намалява, поради
появяващата се твърда и крехка d - фаза. Ето защо, сплавите над това
съдържание се използват само за леене. Бронзът с лята структура има малка
пластичност, но висока износоустойчивост и е отличен антифрикционен
материал.
Според предназначението си калаеният бронз се разделя на няколко групи:
леярски бронз за машинни детайли - CuSn3Zn7SiNi1, CuSn5Zn5Si5, леярски
бронз с високи антифрикционни свойства - CuSn10Pb12, леярски бронз за
художествено леене - CuSn9 (камбанен бронз), CuSn5Zn5Pb5 и деформируем
бронзCuSn4Zn3. -
8. Термичната обработка на калаения бронз се състои в хомогенизация за
отстраняване на ликвацията и междинни отгрявания за улесняване на
пластичнатадеформация.
Поради високата цена на калая, все повече се използват сплави, при които
калаят е заменен с други елементи - Al (алуминиев бронз, напр. CuAl5,
CuAl9Fe3, CuAl10Fe4Ni4), Si (силициев бронз, CuSiMn1, CuSi1Ni3Mn), Mn
(манганов бронз, CuMn17Sn13Fe8), Sb (антимонов бронз), Pb (оловен бронз) и
Be (берилиев бронз).
Структура на калаения бронз се определя от диаграмата на състоянието Cu-Sn
9. 4. Заваряемостна медта
Заваръчните свойства на медта варират въз основа на неговата чистота, но има
много начини за заваряване на метала. Като цяло, заваръчните апарати трябва да
бъдат в състояние да произвеждат висока локализирана топлина, тъй като медта
е с много висока топлопроводимост.
Заваръчните свойства на медта варират въз основа на неговата чистота, но има
много начини за заваряване на метала. Като цяло, заваръчните апарати трябва да
бъдат в състояние да произвеждат висока локализирана топлина, тъй като медта
е с много висока топлопроводимост.
Ацетилен-кислородните заваръчни апарати могат да бъдат използвани за
заваряване на мед или медни сплави, въпреки че този начин на заваряване може
да доведе до по-ниско качество на заварката в някои случаи. Възможно е
кислородът да се натрупа в границите на заварката, от което нагревната площ
може да стане чуплива.
Заваръчни апарати за волфрам инертен газ (ВИГ) заваряване
Медни парчета с дебелина до 16 мм. може да се заваряват с волфрам инертен газ
апарат за електродъгово заваряване и подходящ метален пълнител със състав,
подобен на базовия метал. Аргон защитен газ е най-подходящ за заварки върху
метал с дебелина до 1.6 мм, сместа от хелий-аргон е най-добра за по-дебели от 1.6
мм метали.
Заваръчни апарати за метал електродъгово заваряване с инертен газ (МИГ)
Медта може да бъде заварена със заваръчни апарати за метал-електродъгово
заваряване с инертен газ с голям ампераж. МИГ заваръчните апарати могат да
използват различни видове защитни газове в зависимост от дебелината на
медният детайл, който ще бъде заваряван - аргон до 6 мм и хелий-аргон смес за
по-дебели детайли. Диаметъра на електродите, подгряващите температури и
напрежението също трябва да се увеличат с дебелината на медния детайл, който
ще се заварява.
Трудностите при заваряване на мед:
- Високата топлопроводност на медта, почти 10 пъти по-голяма от тази на
стоманите, изисква по-концентрирано нагряване. При това значителната
големина на коефициента на линейно разширение на медта (около 1,5 пъти по-
голям отколкото на стоманите), довежда до съществени топлинни деформации и
напрежения. Затова при заваряване на мед често се налага предварително и
съпътстващо подгряване на основния метал, а така също и намаляване на
деформациите.
- Понижена устойчивост на метала към образуване на кристализационни
пукнатини и пори.
10. Появата на кристализационни пукнатини в МШ и ЗТВ е свързано с 2 глави
причини:
1) окисляване на Cu при заваряване, а също така наличие на О2 в самия
заваряван метал;
2) наличие в метала на някои примеси (напр. Bi и Pb), благоприятстващи
развитието на кристализационни пукнатини. Едростълбчатият и
транскристалитният строеж на ЗШ много облекчава възникването на тези
пукнатини.
Високата разтворимост на О2 в течната мед изисква създаване на
ефективна защита на зоната на заваряване от възможно насищане на метала и най-
вече пълно освобождаване от него на метала от заваръчната вана. За това трябва
да се осъществят:
1) защита на метала с шлака и неутрални по отношение на Cu защитни
газове;
2) разкисляване на течния метал с помощта на разкислители – P, Zn,
Mn, Si и свързване на повърхностната окисна корица.
3) Прилагане на някои технологични похвати, намаляващи вредното
въздействие на окисната корица: проковаване на ЗС (при Т‹ 200 или › 600 оС),
разрушаващо непрекъснатостта на разполагане на окисната корица;
назначаване на режими на заваряване с по-малки стойности на линейната
енергия и др.
4.1.Заваряемост на медни сплави
Медните сплави са много разнообразни. Широкоизвесни са месингите (сплави на
Cu с Zn), калаени бронзове (сплави на Cu с Sn), безкалаени бронзове
(силициеви, манганови, алуминиеви, алуминиево-железни и др.), а така също и
медно-никелови сплави.
Месингите съдържат до 39% Zn и представляват еднофазен твърд разтвор
на Zn в Cu (α-месинги). Тези сплави притежават повишена пластичност.Средните
стойности на Rm = (30 ÷ 40) kg/mm2, а А = (15 ÷ 40)%. С увеличаване
съдържанието на Zn (> 39%) сплавта става двуфазна (α- и β-фаза) и нарастват
якостните й х-ки. Заваряемостта на такива месинги е по-лоша от тази на
еднофазните, във връзка с по-малката им пластичност.
Основната трудност при заваряване на месинги е значителната загуба на
Zn вследствие изпарение, усилващо се при разтваряне на Н в течния метал. Това
е свързано с ниската му температура на кипене – Тк = 420 оС. Изпарявайки се Zn
активно се окислява и образува в атмосферата труднотопим праховиден оксид
ZnO. Загубите на Zn от заваръчната вана при газово З достигат 25%, а при дъгово
– 40%. Намаляването съдържанието на Zn в НМ може да доведе до пористост на
11. метала и снижаване на неговата якост. Трябва да се има предвид, че парите на
цинка инеговия оксид са много отровни. Загубите на Zn могат да се намалят с
използване на окислителен пламък (при газово заваряване) и въвеждане на в
заваръчната вана на Si или Al. За да се намали топлоотвеждането от заваръчната
вана и да се създадат условия за по-пълно отделяне на разтворените газове е
целесъобразно преди заваряване ОМ да се нагрява до 250 – 300 оС.
Бронзовете се отнасят към металопластичните сплави на Cu, притежаващи в
течно състояние повишена течливост. В зависимост от съдържанието на ЛЕ те
могат да се разделят на деформируеми и леярски. Деформируемите бронзове са
със съдържание на ЛЕ 5 – 8% (напр. калаените бронзове са със 7 – 8% Sn,
безкалаените алуминиеви бронзове до 5 – 7% Al и др.). Леярски бронзове са
медни сплави с по-високо съдържание на ЛЕ
Заваряемостта на бронзовете в голяма степен зависи от състава им.
Особени затруднения предизвиква заваряването на леярските калаени бронзове,
които предварително се подгряват, но без прегряване, тъй като излишният калай
(Sn), останал по границите на зърната, при прегряване се разстопява (Тт = 232 оС)
и снижаваякостта на НМ дотолкова, че той може да се разруши дори под действие
на собственото си тегло. Затова калаените леярски бронзове се заваряват
предимно с газокислородно заваряване с мек нормален ацетилено-кислороден
пламък и забавено охлаждане на метала.
Медно-никеловитесплави са особена група сплави на медна основа,които
се използват широко в промишлеността като конструкционни
корозионноустойчиви материали ( напр. мелхиорите – МН 19, МНЖМ 30-0, 8-1 и
др.), а така също електро-техническите (напр. сплавите нейзилбер – МНЦ 15-20 и
манганин – МНМ 3-12 и др.). Получаването на качествено ЗС при тях се
възпрепятства от:
1) повишена склонност на ЗШ към образуване на кристализационни
пукнатини;
2) чувствителност на ЗШ към образуване на пори.
"ВИГ" метод - при заваряване на мед, както и при заваряване на месинг, бронз
трябва да се има предвид следните особенности: поради високата
топлопроводимост на медта близо шест пъти спрямо тази на стоманата, изисква
използуването на заваръчни източници с повишена линейна енергия, а също и
прилагането на предварително и съпъдстващо подгряване. Посреством
съвременните инверторни,AC/DC апарати се изпълняват заварки на всякъкав тип
санитарна техника, серпентини, казани, валове, втулки колектори, вилки,
отливки, финна механика и др.
12. 5.Приложение
- Електропреносната и електроразпределителната мрежа
- Водопроводната мрежа
- Домашни предмети
- Материали за покриви, улеи и др.
- Електрически машини, двигатели и генератори, ел. релета
- Микровълнови печки
- В корабостроенето в сплав с никел ( купроникел, монел ) поради високата
издръжливост на корозия
- Транспортни съоражения
6. Изводи
- Медта все повече навлизав интегралните схеми и замества алуминия заради по-
добрата си проводимост.
- Медта е рециклируема - не причинява щети на екологията.
7. Литература:
1. http://www.ztv-bg.com
2. http://zavariavane.com
3. http://rezachki.com
4. http://www.castingarea.com
