Тип звареного з'єднання
Основними перевагами зварених з'єднань є: економія металу; зниження трудомісткості виготовлення корпусних деталей; можливість виготовлення конструкцій складної форми з окремих деталей, отриманих малодоходним, прокаткою, штампуванням.
Звареним конструкціям властиві й деякі недоліки: поява залишкових напруг; жолоблення в процесі зварювання; погане сприйняття знакозмінних напруг, особливо вібрацій; складність і трудомісткість контролю.
Тип звареного з'єднання визначають взаємним розташуванням елементів, що зварюються, і формою підготовки (оброблення) їхніх крайок під зварювання.
У залежності розташування деталей, що з'єднуються, розрізняють чотири основних типи зварених з'єднань: стикові, напускові, кутові й таврові .
Основні типи зварених з'єднань
а - стикове; б - напускове; в - таврове; г - кутове
Крайки обробляють із метою повного провару заготівель по перетині, що є однією з розумів рівноміцності звареного з'єднання з основним металом.
По характері виконання зварені шви можуть бути однобічні й двосторонні.
Форми підготовки крайок під зварювання:
а - V-Образна; б - U - образна; в - X-Образна; г - двостороння Х- Образна
Спеціальні термічні процеси у зварювальному виробництві
Наплавлення – процес нанесення кулі металу або сплаву на поверхню виробу.
Наплавлення дозволяє одержувати деталі з поверхнею, що відрізняється від основного металу, наприклад жаростійкістю й жароміцністю, високою зносостійкістю при нормальних і підвищених температурах, корозійною стійкістю й т.п. Наплавлення може вироблятися як при виготовленні нових деталей, так і в ремонтно-відбудовчих роботах, істотно подовжуючи рядків експлуатації деталей і вузлів, забезпечуючи цим високий економічний ефект.
Існують різноманітні способи наплавлення.
Ручна дугова електродами зі стрижнями й покриттями спеціальних составів.
Автоматичне наплавлення під флюсом. Електроди можуть бути суцільного перетину й порошкові. Состав флюсу, метав електрода й состав наповнювача визначають властивості наплавленого кулі.
Наплавлення що плавляться й не плавляться електродами в середовищі захисних газів. Властивості наплавленого кулі залежати від матеріалу присадки або електрода.
Плазмове наплавлення. Дуга може бути як прямого, так і непрямої дії. Можна плазмовою струменем оплавляти куля легованого порошку, попередньо нанесень на поверхню деталі.
Електрошлакова, електронно-променеве, лазерне наплавлення, а також наплавлення газокисневим полум'ям.
Істотним показником ефективності того або іншого способу наплавлення є ступінь перемішування при наплавленні основного металу й присадочного: чим вона менше, тім ближче будуть властивості наплавленого кулі до заданого.
Напилювання
При напилюванні розплавлені по всім обсязі або по поверхні частки матеріалу майбутнього покриття направляються на поверхню нагрітої заготівлі. При зіткненні з поверхнею частка деформується, забезпечуючи гарний фізичний контакт із деталлю. Характер взаємодії частки з матеріалом підложки, наступна кристалізація часток визначає якість адгезії покриття з підложкою. Наступні шари формуються вже за рахунок зв'язків часток один з одним, мають лускату будову й істотно неоднорідні.
У міру підвищення вартості об'ємного легування й прагнення одержати необхідні експлуатаційні властивості більше економічним способом (легуванням поверхні) напилювання стає вусі більше кращим.
Для напилювання використовують джерела тепла: газове полум'я, плазму, іонне нагрівання, нагрівши в печах, лазер і ін.
Найбільше поширення одержали процеси газополум’яного й плазмового напилювання. Матеріал для напилювання подається в полум'я пальника або плазмову дугу у вигляді дроту або порошку, де відбувається нагрівши й розпилення часток, які тепловим потоком джерела нагрівання розганяють і попадають на поверхню напилюємої деталі. Інший спосіб формування покриттів при нагріванні в печах. У цьому випадку нагріта деталь контактує з матеріалом покриття, що перебуває у вигляді порошку або газової фази. Одержуване таким методом покриття має високу адгезію до поверхні деталі за рахунок активних дифузійних процесів, що відбуваються в період тривалої витримки в печі при високій температурі.
Всі більше поширення одержують іоно-плазмові методи напилювання зносостійких і декоративних покриттів.
Пайка
Пайка – процес одержання нероз'ємного з'єднання заготівель без їхнього розплавлювання шляхом змочування поверхонь рідким припоєм з наступною його кристалізацією. Розплавлений припій затікає в спеціально створювані зазорі між деталями й дифундує в метав цих деталей. Протікає процес взаємного розчинення металу деталей і приспіваю, у результаті чого утвориться сплав, більше міцний, чим припій.
Утворення з'єднання без розплавлювання основного металу забезпечує можливість розпаю з'єднання.
Якість паяних з'єднань (міцність, герметичність, надійність і ін.) залежати від правильного вибору основного металу, приспіваю, флюсу, способу нагрівання, типу з'єднання.
Припій винний добрі розчиняти основний метав, мати змочувальну здатність, бути дешевіємо і недефіцитним. Припої являють собою сплави кольорових металів складного состава. По температурі плавлення припої підрозділяють на особливо легкоплавкі (температура плавлення нижче 145 0С), легкоплавкі (145…4500С), середньоплавкі (450…11000С) і тугоплавкі (вище 1050 0С). До особливо легкоплавких і легкоплавких припоїв ставляться олов'яно-свинцеві, на основі вісмуту, індію, олова, цинку, свинцю. До середнеплавкі і тугоплавких ставляться припої мідні, мідно-цинкові, мідно-нікелеві, із благородними металами (сріблом, золотом, платиною). Припої виготовляють у вигляді прутків, аркушів, дротів, смуг, спіралей, дисків, кілець, зерен, які укладають у місце з'єднання.
При пайку застосовуються флюси для захисту місця спаю від окислювання при нагріванні складальної одиниці, забезпечення кращої змочуваність місця спаю розплавленим металом і розчинення металевих окислів. Температура плавлення флюсу винна бути нижче температури плавлення приспіваю. Флюси можуть бути тверді, пастообразні й рідкі. Для пайки найбільш застосовні флюси: бура, плавиковий шпат, борна кислота, каніфоль, хлористий цинк, фтористий калій.
Пайку точних з'єднань роблять без флюсів у захисній атмосфері або у вакуумі.
Залежно від способу нагрівання розрізняють пайку газову, зануренням (у металеву або соляну ванну), електричну (дугова, індукційна, контактна), ультразвукову.
В одиничному й дрібносерійному виробництві застосовують пайку з місцевим нагріванням за допомогою паяльника або газового пальника.
У крупносерійному і масовому виробництві застосовують нагрівши у ваннах і газових печах, електронагрів, імпульсні паяльники, індукційне нагрівання, нагрівши струмами високої частоти.
Перспективним напрямком розвитку технології пайки металевих і неметалічних матеріалів є використання ультразвуку. Генератор ультразвукової частоти й паяльник з ультразвуковим магнітострикційним вібратором застосовуються для без флюсової пайки на повітрі й пайку алюмінію. Оксидна плівка руйнується за рахунок коливань ультразвукової частоти.
Процес пайки включає: підготовку поверхонь деталей, що сполучаються, під пайку, складання, нанесення флюсу й приспіваю, нагрівши місця спаю, промивання й зачищення шва.
Деталі для пайки ретельно підготовляються: їх зачищають, промивають, знежирюють.
Зазор між сполучаються поверхнями, що, забезпечує дифузійний обмін приспіваю з металом деталі й міцність з'єднання. Зазор винний бути однаковий по всім перетині.
Припій винний бути зафіксований щодо місця спаю. Припій закладають у місці спаю у вигляді фольгових прокладок, дротових контурів, стрічок, дробу, паст разом із флюсом або наносять у розплавленому виді. При автоматизованій пайці - у вигляді пащі за допомогою шприць-установок.
При можливості передбачаються засоби механізації - напівавтомати й автомати для газової, електричної пайки.
Паяні з'єднання контролюють по параметрах режимів пайки, зовнішнім оглядом, перевіркою на міцність або герметичність, методами дефекто- і рентгеноскопії.