Svetslödning. Speciella svets- och lödtekniker

Svetsning - lödning är en teknisk process baserad på att införa ett lågt värmeinnehåll i basmetallen, vilket leder till att endast fyllmaterialet smälter.

Ökande krav på förbättrad korrosionsbeständighet leder till användning av förbelagda material i många industrier. Bland de olika möjligheterna att skydda stål från korrosion är zink av särskild betydelse på grund av dess korrosionsskyddande egenskaper, å ena sidan, och dess låga pris, å andra sidan.

Zinkskiktet som appliceras på basmaterialet sträcker sig från 1 till 20 mikron, beroende på produktionsmetod. Ett stort antal galvaniserade delar används inom bilindustrin, bygg-, ventilations- och luftkonditioneringsutrustning, hushållsapparater etc.

Tack vare katodskyddet har zink stor betydelse för att skydda stål från korrosion. Om det uppstår skador på det skyddande lagret av zink påverkar zinkbeläggningen järnet med katodiskt skydd. Detta påverkar även avstånd 1 - 2 mm på en obelagd yta. Tack vare fjärrinverkan av katodiskt skydd av zink skyddas både icke-galvaniserade skurna kanter på plåt och mikrosprickor som uppstår till följd av kallbearbetning, såväl som miljön för svetsfogen där zink avdunstar. På samma sätt, baserat på katodiskt skydd, utesluts korrosion under film av zinkskiktet i de skurna kanterna.

Vad är kärnan i svetsning - lödning av galvaniserade delar?

Zink börjar smälta vid ~ 420 °C och avdunsta vid ~ 906 °C. Dessa egenskaper påverkar svetsprocessen negativt, eftersom antändningen av svetsbågen åtföljs av avdunstning av zink. Avdunstning av zink och oxider kan leda till bildning av porer, sprickor, defekter i svetsfogar och en instabil svetsbåge. Därför är det mer fördelaktigt för galvaniserade delar om mindre värme installeras. Ett alternativ vid svetsning - lödning av galvaniserade plåtar i en skyddande gasmiljö är användningen av kopparhaltig tillsatstråd.

Speciellt kända är koppar-kisel (Ci SI3) och aluminium-brons trådar. Följande fördelar kan nämnas när du använder dessa ledningar:

• ingen korrosion av svetssömmen;
• minimalt stänk;
• låg beläggningsutbränning;
• låg värmetillförsel;
• enkel efterbearbetning av sömmen;
• katodiskt skydd av basmaterialet i sömmens omedelbara område.

På grund av sin höga kopparhalt har dessa fyllmedel en relativt låg smältpunkt (beroende på legeringens sammansättning - från 950 till 1080 °C). Basmaterialet smälter inte, vilket gör att anslutningen mer liknar lödning. Det är också härifrån beteckningen "Svetsning - lödning, eller MIG-lödning" kommer ifrån. Den skyddsgas som rekommenderas är vanligtvis argon.

Fyllnadsmaterial

För svetsning och lödning av galvaniserade plåtar rekommenderas följande kopparlegeringar:

CuSi3; CuSi2Mn; CuA18

I praktiska tillämpningar används oftast fyllnadsmaterial av typen CuSi3. Deras betydande fördel är deras låga hållfasthet, vilket underlättar efterföljande mekanisk bearbetning. Fyllnadsmaterialets flytbarhet bestäms väsentligt av kiselhalten. Med ökande kiselhalt blir smältningen trögflytande, så du måste vara uppmärksam på den snäva toleransen i innehållet av legeringstillsatser i legeringen.

Fyllnadsmaterialet av typen CuSi2Mn används också för zinkbeläggningar. Den extra halten av 1% mangan i tråden ökar styvheten. Av denna anledning är den svårare att bearbeta än andra kopparlegeringar. Denna tråd används främst där efterföljande mekanisk bearbetning inte krävs. Svetsfyllnadsmaterial typ SiA18 används främst för aluminiumbelagt stål.

Under svets- och lödningsprocessen används en övervägande kontrollerad övergång av materialet till sömmen, därför en pulsad svetsbåge. I vissa applikationer, speciellt med tjocka zinkskikt från 15 mikron, kan en stor mängd ångor leda till instabilitet i lödnings- eller svetsprocessen. Därför, i fall av denna typ, är det bekvämare att använda en kort svetsbåge, som kan vara mer stabil. I detta fall ställs höga krav på strömkällan och dess regleregenskaper.

I en argonrik skyddsgas uppnås genom korrekt val av huvud- och pulsströmparametrar en kontrollerad, kortslutningsfri övergång av materialet in i svetsen (Fig. 1).

Variabel pulsform under svetsning - lödning (Iknt är den strömstyrka vid vilken en jetbåge används, IM är den genomsnittliga strömstyrkan).

Med ett optimalt val av parametrar rivs en droppe fyllnadsmaterial av från trådelektroden genom impuls. Resultatet är en nästan stänkfri process. Forskning har visat att olika tillsatsmaterial och skyddsgaser kräver olika pulsformer. Detta ledde till en separat pulsform för varje fyllnadsmaterial, "skuren" efter massa. Detta gäller särskilt för brons- och koppartrådar.

För att säkerställa att zinkavdunstning i tunnplåt förblir så liten som möjligt måste processen utföras med låg ström. Därför är huvudkravet att strömkällan i det lägre effektområdet ger en särskilt stabil ljusbåge. En låg inställning av huvudströmmen är lika viktig som en snabbt känslig styrning av båglängden så att båglängden kan bibehållas under en kort tid. Konsekvensen är en lätt uppvärmning av basmaterialet och en minskning av mängden zinkavdunstning. Som ett resultat av båda effekterna hittas ett litet antal porer (Fig. 2).

Detta har en positiv effekt både på efterföljande bearbetning av sömmen genom slipning och på fogens ökade styrka genom lödning.

Ris. 2. Kälsvets med en pulsad svetsbåge (plåttjocklek 1,5 mm)

Synergiläge

Goda resultat vid MIG-lödning av galvaniserade plåtar kan endast uppnås med en kraftkälla med en tillräckligt stor frihet vid val av parametrar. Tack vare de många steglöst justerbara parametrarna (cirka trettio parametrar) är det möjligt att enkelt förbättra dropplyften vid pulsad bågsvetsning eller använda kortslutning vid kortbågssvetsning för ett stort antal tillsatsmaterial. Dessa ytterligare parametrar komplicerar underhållet av strömförsörjningen och skulle därför begränsa användarbasen till enbart experter.

Genom att använda det så kallade synergiläget (digital styrning) med programmerade parametrar för varje tråd- och gaskombination är processen mycket enkel för användaren att hantera.

Svetsmaskinstillverkaren tar på sig uppgiften att optimera parametrar för många olika basmaterial, tillsatsmaterial och skyddsgaser. Detta vetenskapligt bevisade resultat registreras i en elektronisk lagringsenhet i form av en databank. Användaren har ett val av parametrar för valfritt tillsatsmaterial direkt i strömkällan. Den inbyggda mikroprocessorn tar hand om det steglösa effektvalet i intervallet från minimum till maximum.

Trådmatning

Jämfört med standardtrådar är bronstrådar väldigt mjuka. Därför ställs särskilda krav på trådmatningsmekanismen. Fylltråden måste matas fritt och friktionsfritt. 4-valsdrivningen med inkopplade matarrullar, med en liten spännkraft, överför tillräcklig kraft för att mata tråden. Vanligtvis används släta rullar med ett halvcirkelformigt spår. För att bibehålla ett litet friktionsmotstånd i slangpaketet måste du använda en teflon- eller plastkanal. Exakt införande av tråden i kontaktspetsen är nästa huvudförutsättning för problemfri trådmatning.

Den exakt dimensionerade kontaktspetsen i brännaren ger en pålitlig kontakt för att överföra ström till bronstråden.

Exempel på svets- och lödapplikationer

Svets- och lödningsprocessen kan användas för både olegerade och låglegerade stål samt rostfria stål. Denna metod används främst för stål med galvaniserad yta. Lätt utbrändhet av lagret både i svetsens omedelbara område och på baksidan beror på låg värmetillförsel och låg smältpunkt för tillsatsmaterialet.

Ris. 3. Exempel på användning av MIG-lödning inom bilindustrin och relaterade industrier: bränsleledningselement, dörrgångjärn

Alla typer av svetsfogar och svetspositioner som är kända för svetsning i skyddsgasmiljö är lämpliga för svetsning och lödning. Både vertikala sömmar (från botten till topp och topp till botten) och takpositioner utförs felfritt. Svetshastigheten för MIG-lödning är identisk med MAG-svetsning (upp till 100 cm/min).

4.1 Beräkning av svetsmetallens förväntade mekaniska egenskaper

Vid bedömning av svetsmetallens förväntade mekaniska egenskaper är det nödvändigt att ta hänsyn till effekten av följande tekniska faktorer: basmetallens deltagande i svetsens bildning och dess kemiska sammansättning; typ och kemisk sammansättning av svetsmaterial; svetsmetod och svetsläge; typ av anslutning och antal pass i svetsen; dimensioner av svetsfogen; storleken på plastiska dragdeformationer i svetsmetallen under dess kylning.

4.1.1 Inverkan av basmetallens andel och följaktligen svetsmetallens kemiska sammansättning på dess mekaniska egenskaper fastställs av empiriska ekvationer.

a) Tillfällig draghållfasthet s in, MPa, beräknas med hjälp av formeln

s in =48+500∙C+252∙Mn+175∙Si+239∙Cr+77∙Ni+80∙W+70∙Ti+

176∙Cu+290∙Al+168∙Mo, (51)

b) Förlängning

δ=50,4─(21,8∙C+15∙Mn+4,9∙Si+2,4∙Ni+5,8∙Cr+6,2∙Cu+

2,2∙W+6,6∙Ti)+17,1∙Al+2,7∙Mo, (52)

där symbolerna i ekvationerna 48, 49 anger innehållet av kemikalien

element i svetsmetallen, %.

c) s t =0,73∙s in, (53)

där s in – tillfällig draghållfasthet, MPa;

d) ψ=2,32∙δ, (54)

där δ – relativ förlängning, %.

4.1.2 Inverkan av kylhastighet och randvillkor på mekanisk

svetsmetallegenskaper

a) Den momentana avkylningshastigheten för metallen i den värmepåverkade zonen vid temperaturen med den lägsta stabiliteten av austenit w 0, grader/s under enkelpasssvetsning av stumfogar med genomträngning bestäms av formeln

w 0 =2plсgd 2 (T min ─T 0) 3 /(q p 2), (55)

b) Den momentana avkylningshastigheten för metallen i den värmepåverkade zonen vid temperaturen med den lägsta stabiliteten av austenit w 0, grader/s vid svetsning av T-fogar bestäms av formeln

w 0 =3plсgd 2 (T min ─T 0) 3 /(q p 2), (56)

c) Den momentana avkylningshastigheten för metallen i den värmepåverkade zonen vid temperaturen med den minsta stabiliteten av austenit w 0, grader/s vid ytan av en pärla på en massiv kropp bestäms av formeln

w 0 =2 pl(T min ─T 0) 2 /q p, (57)

där l är värmeledningskoefficienten, W/(cm × 0 C),

с – specifik värmekapacitet, J/(g × 0 C);

g – basmetallens densitet, g/cm 3 ;

d – tjockleken på metallen som svetsas, cm;

T 0 – initial temperatur, 0 C;

T min – temperatur av den lägsta stabiliteten av austenit, 0 C;

q p – svetsenergi, J/cm.

För lågkolhaltiga och låglegerade stål är det möjligt att acceptera

¾ 1=0,42 W/(cm x 0 C);

¾ cg=5,25 J/(cm 3 x 0 C);

¾ T min =550…600 0 C.

De mekaniska egenskaperna hos svetsmetallen som erhålls genom beräkning enligt formlerna 51─53 bör korrigeras genom påverkan av den momentana kylhastigheten (Figur 9).

Figur 9 – Graf över relativa egenskaper hos mekanisk

svetsmetallens egenskaper beroende på den momentana hastigheten

sömkylning

d) Mekaniska egenskaper hos svetsmetallen med hänsyn till den momentana kylhastigheten:

s i söm =s i ∙f(s in), (58)

s t svets =s i ∙f(s t), (59)

ψ svetsa =s i ∙f(ψ), (60)

4.2 De förväntade mekaniska egenskaperna och strukturella sammansättningen av metallen i den värmepåverkade zonen bestäms från atlaser (över strukturella omvandlingar av metallen vid punkter i svetszonen under svetsning) beroende på kylningshastigheten eller värmetillförseln vid svetsning för varje specifik stålkvalitet som svetsas (metall som svetsas).

5 UTVECKLING AV SVETSTEKNIK

Svetsteknikalgoritmen kan presenteras i allmän form:

a) Oädel metall:

1) val, namn på materialet som ska svetsas;

2) bedömning av svetsbarhet;

3) förberedelse för svetsning.

b) Svetsmaterial:

1) val, namn på svetsmaterial;

2) förberedelse för svetsning.

c) Montering.

d) Svetsning:

1) svetsläge;

2) svetsteknik.

e) Rengöring av svetsfogen.

f) Kvalitetskontroll av svetsfogen.

Efter varje operation bör övervakning föreskrivas.

LABORATORIEARBETE Nr 1.

"FORSKNING AV PÅVERKAN AV GEOMETRISKA PARAMETRAR

KANTSKAPET TILL GEOMETRISKA PARAMETRAR

SVETSA"

Mål för arbetet.

1. Behärska metoden för att beräkna huvudparametrarna för bågsvetsläget och svetsens geometriska parametrar.

2. Undersök inverkan av de geometriska parametrarna för kantberedning på svetsens geometriska parametrar (svetsad sträng).

1. Svetsmaskin:

2. Epidiaskop.

4. Mekanikerns verktyg.

5. Mätverktyg.

6. Teknisk kalkylator.

7. Plåt gjord av stål St3 (10, 20, 09G2S) med spår av olika geometriska parametrar.

10. Grafpapper.

1. Ta mätningar av de geometriska parametrarna för spåren;

2. Ställ in svetsläget (inställt enligt tabell 9);

4. Utför svetsning;

5. Gör en makrosektion;

6. Projicera svetsarnas konturer på diagrampapper och gör mätningar:

a) Sömbredd, e;

b) Inträngningsdjup, h;

c) Öka höjder, g;

d) Sömhöjder, N;

f) Ytarea, F n;

8. Beräkna den relativa diskrepansen, teoretiskt och experimentellt erhållet, värden för svetsars geometriska parametrar.

9. Dra slutsatser om arbetet.

Tabell 9 – Parametrar för svetsläge

LABORATORIEARBETE Nr 2.

"UTVECKLING AV TEKNIK FÖR SVETSSÄTNINGAR"

Mål för arbetet.

1. Utveckla en teknik för svetsning av stumfogar av plåtar av lågkolhaltigt konstruktionsstål av ferritisk klass.

Laboratoriearbetets varaktighet – 4 timmar

Utrustning, verktyg och material.

1. Svetsmaskin:

a) A-1416 i kombination med en likströmskälla - svetslikriktare VKSM-1000 och ballastreostater RB-302 (RB-301, RB-303);

b) ADF-1002 i kombination med en växelströmskälla - svetstransformator TDF-1000.

2. Epidiaskop.

3. Utrustning, verktyg och material för att göra makrosektioner.

4. Mekanikerns verktyg.

5. Mätverktyg.

6. Teknisk kalkylator.

8. Svetstråd Sv-08ХМ (Sv-08, Sv-08G2S), diameter 3,0 mm (2,0 mm, 2,5 mm, 4,0 mm).

9. Svetsflöde AN-60 (AN-348).

10. Grafpapper.

11. Penna med hårdhet HB eller B.

Uppdrag och riktlinjer.

11. Gör en makrosektion;

a) Sömbredd, e;

b) Inträngningsdjup, h;

c) Öka höjder, g;

d) Sömhöjder, N;

e) Smältarea, F pr;

f) Ytarea, F n;

17. Dra slutsatser om arbetet.

Uppgifterna och riktlinjerna ges i rekommenderad ordningsföljd för deras genomförande

Tillfällig draghållfasthet s in, MPa, bestäms av formeln

Sträckgränsen s t, MPa, bestäms av formeln

där HB är Brinell-hårdheten för svetsmetallen

Laboratorierapporten ska upprättas på A4-papper i enlighet med GOST 2.105-95. Huvudinskriften får inte placeras i marginalen på ett textdokument.

LABORATORIEARBETE Nr 3.

"UTVECKLING AV SVETSTEKNIK FÖR FILETSVETSFOGAR"

Mål för arbetet.

1. Utveckla en teknik för svetsning av T-fogar (överlappsfogar) av plåtar av lågkolhaltigt konstruktionsstål av ferritisk klass.

2. Tillämpa i praktiken metoden för att beräkna huvudparametrarna för bågsvetsläget och svetsens geometriska parametrar.

3. Stärka färdigheter i att arbeta med teknisk litteratur och regulatorisk dokumentation.

Laboratoriearbetets varaktighet – 4 timmar

Utrustning, verktyg och material.

1. Svetsmaskin:

c) A-1416 i kombination med en likströmskälla - svetslikriktare VKSM-1000 och ballastreostater RB-302 (RB-301, RB-303);

d) ADF-1002 i kombination med en växelströmskälla - svetstransformator TDF-1000.

2. Epidiaskop.

3. Utrustning, verktyg och material för att göra makrosektioner.

4. Mekanikerns verktyg.

5. Mätverktyg.

6. Teknisk kalkylator.

7. Plattor av stål St3 (10, 20, 09G2S).

8. Svetstråd Sv-08ХМ (Sv-08, Sv-08G2S), diameter 3,0 mm (2,0 mm, 2,5 mm, 4,0 mm).

9. Svetsflöde AN-60 (AN-348).

10. Grafpapper.

11. Penna med hårdhet HB eller B.

Uppdrag och riktlinjer.

1. Ta mätningar av plattornas geometriska parametrar;

2. Från GOST, skriv ut den kemiska sammansättningen och mekaniska egenskaperna hos basmetallen, den kemiska sammansättningen av svetstråden och svetsflöde;

3. Bedöm basmetallens svetsbarhet enligt de kriterier som anges i avsnitt 3;

4. I enlighet med GOST eller med uppdraget, välj typ av svetsfog, tilldela de initiala geometriska parametrarna för den svetsade fogen och svetsen;

7. Bedöm svetsmetallens motstånd mot bildning av heta sprickor och metallens motstånd i den värmepåverkade zonen mot bildning av kalla sprickor enligt de kriterier som anges i 3 §.

9. Dra slutsatser om rätt val av svetsmaterial och svetslägesparametrar. Utveckla svetsteknik i enlighet med rekommendationerna i avsnitt 5.

10. I enlighet med den utvecklade tekniken, utför svetsarbete och kontrolloperationer;

11. Gör en makrosektion;

12. Projicera svetsens konturer på diagrampapper och gör mätningar:

g) Sömbredd, e;

h) Inträngningsdjup, h;

i) Öka höjder, g;

j) Sömhöjd, N;

k) Smältarea, F pr;

m) Ytarea, F n;

13. Mät hårdheten på svetsmetallen;

14. Beräkna draghållfastheten och sträckgränsen för svetsmetallen med hjälp av formlerna 61 och 62;

15. Beräkna den relativa diskrepansen, teoretiskt och experimentellt erhållet, värden för svetsars geometriska parametrar;

16. Presentera värdena för svetsens geometriska parametrar och svetsmetallens mekaniska egenskaper, bestämda genom beräkning och experiment, och den relativa avvikelsen mellan dem i form av tabell 10.

17. Dra slutsatser om arbetet.

Uppgifterna och riktlinjerna ges i rekommenderad ordningsföljd för deras genomförande

Tabell 10 – Beräknade och experimentella parametrar

Laboratorierapporten ska upprättas på A4-papper i enlighet med GOST 2.105-95. Huvudinskriften får inte placeras i marginalen på ett textdokument.

BIBLIOGRAFISK LISTA

1. bågsvetsningsmetoder 3

1.1 Elektrisk svetsbåge som ett tekniskt element 3

1.2 Grundläggande metoder för bågsvetsning 5

1.3 Beräkning av huvudparametrarna för det mekaniserade svetsläget

i skyddsgaser och undervattensbågar och geometriska parametrar

svets 14

2. beräkning av svetsmetallens kemiska sammansättning 22

2.1 Beräkning av svetsmetallens kemiska sammansättning genom blandning 22

2.2 Beräkning av svetsmetallens kemiska sammansättning, med hänsyn tagen

tillväxt av element från flux 23

3. Beräkningsmetoder för att utvärdera stål mot

sprickbildning under svetsning 24

3.1 Bedömning av ståls tendens att bilda heta fläckar

svetssprickor 24

3.2 Bedömning av legerat ståls tendens att bildas

kallsprickor under svetsning 26

4. bedömning av förväntade mekaniska egenskaper

svetsfog 30

4.1 Beräkning av förväntade mekaniska egenskaper

svetsmetall 30

4.2 Förväntade mekaniska egenskaper och strukturell sammansättning

värmepåverkad zon metall 32

5. utveckling av svetsteknik 33

6. laboratoriearbete nr 5. "Konsekvensstudie

geometriska parametrar för skäreggar på

svetsens geometriska parametrar" 34

7. laboratoriearbete nr 6. "teknologisk utveckling

Stumfogsvetsning 36

8. laborationer nr 7. "teknologisk utveckling

svetsa en fog med en kälsvets 39

bibliografi 42

Speciella svets- och lödtekniker

METODISKA INSTRUKTIONER

att utföra laboratoriearbete inom disciplinen "Special svets- och lödningsmetoder" för studenter inom specialitet

150202 "Utrustning och teknik för svetsproduktion"

utbildningsformer på heltid och deltid

Godkänd av redaktions- och förlagsrådet

Tyumen State Oil and Gas University

Sammanställt av: Ph.D., Docent A.P. Krylov,

assistent Rybin V.A.

© Statens läroanstalt för högre yrkesutbildning

"Tyumen State Oil and Gas University" 2011

LABORATORIEARBETE Nr 1

Manuell bågsvetsning av koppar med belagda elektroder

Målet med arbetet:

Studie av kopparsvetsprocesser med manuell bågsvetsning med belagda elektroder: fastställande av tekniska parametrar för svetsningsläget för givna termofysiska egenskaper hos metallen som svetsas på temperaturfält och svetsens geometriska dimensioner; val av optimala svetslägen för ett material med en given tjocklek.

Material och utrustning:

1. DC-svetsströmkälla med en kraftigt fallande ström-spänningskarakteristik.

2. Kopparplåtar 4 mm tjocka, storlek 150 x 50 mm – 2 st.

3. Elektroder för svetsning av koppar "Komsomolets 100".

4. Stålstödplåt storlek 10x200x200 mm.

Teoretisk information:

Koppar är den första metall som människan började bryta och bearbeta långt innan hon upptäckte järn. Det finns relativt lite koppar i jordskorpan (~ 0,01%), men på grund av dess unika egenskaper visar det sig i många fall vara oersättlig.

Koppar är ett diamagnetiskt, duktilt och tungt material (γ = 8,94 g/cm3) med hög värmeledningsförmåga (λ = 0,923 cal/cm·s·0С) och låg elektrisk resistans (ρ = 1,68 μOhm·cm), samt hög korrosionsbeständighet. Dessa egenskaper hos koppar bestämmer dess utbredda användning inom den elektriska och kemiska industrin, skeppsbyggnad, instrumenttillverkning, metallurgi och andra industrier.

Ren koppar har låg hållfasthet (σ = 216 ... 235 MPa) och hög duktilitet (δ = 60%; ψ = 75%).

Koppar smälter vid 1083 0C och kokar vid 2360...2595 0C. Inga polymorfa transformationer detekterades i koppar, i hela temperaturområdet under smältpunkten har den ett fcc-gitter. Den specifika värmekapaciteten för koppar är ungefär densamma som för järn och är 0,0915 cal/g·0С. föroreningar i koppar minskar dess elektriska ledningsförmåga (fig. 1). Syre i små mängder ökar den elektriska ledningsförmågan hos koppar på grund av att det hjälper till att avlägsna föroreningar under smältning på grund av deras oxidation.

Koppar interagerar mycket aktivt med gaser, men interagerar inte med kväve även vid höga temperaturer.

Elektroder med beläggningar för bågsvetsning av koppar (liksom för andra icke-järnmetaller) regleras inte av statliga standarder och tillverkas enligt tekniska specifikationer eller pass för specifika märken, sammanställda och godkända av företag eller organisationer som utvecklar elektroder.

Elektrodstavar är gjorda av dragen tråd eller runda dragna och pressade stavar, reglerade av standarder.

Bland de första märkena av elektroder för kopparsvetsning, utvecklade av Tomsk Polytechnic Institute tillsammans med Komsomolets-anläggningen baserad på koppartrådskvaliteter M1 ... M3, är elektroder i Komsomolets-serien (Komsomolets 100, Komsomolets MN, Komsomolets MS). Ferromangan, ferrokisel och kiselkoppar (71 % Cu, 24 % Si, 1 % Fe och upp till 0,155 % S) användes som deoxidationsmedel för den avsatta metallen.

Fullständig deoxidation uppnås när kiselhalten i svetsmetallen är inom 0,3...0,7%. Att samlegera den med mangan och kisel i förhållandet 1: 3 har en positiv effekt på kvaliteten på svetsmetallen, vilket ger lågsmältande slagg som lätt tas bort från metallen. Med en ökad kiselhalt blir svetsmetallen skör. På femtiotalet av förra seklet utvecklades elektroder av märkena MM3-1, MM3-2. Ferrokisel, grafit och simanyllegering med sammansättning: 31...35% Si, 19...22% Mn, 27...30% Al används som deoxidationsmedel i dessa elektroder. Användningen av simanil-legering istället för ferrolegeringar gjorde det möjligt att minska halten av järn och skadliga föroreningar i den avsatta metallen, vilket förbättrade elektrodernas tillverkningsbarhet.

De mest använda för svetskonstruktioner gjorda av koppar och krombrons med medelstora och stora tjocklekar (5...20 mm) är elektroder av märkena ANC-1, ANC-2, tillverkade i enlighet med TU IES 593-86, som tillåta svetsning att utföras i forcerat läge. Vid användning av dessa elektroder inträffar en relativt liten legering av svetsmetallen (2...2,5 gånger mindre än vid användning av Komsomolets 100 elektroder), vilket avsevärt ökar dess elektriska ledningsförmåga.

Förbättrade elektroder av märkena ANC/OZM-2, ANC/OZM-3, ANC/OZM-4, avsedda för svetsning av kommersiellt ren koppar som inte innehåller mer än 0,01 % syre, har satts i serieproduktion. De har en hög produktivitet på 4 till 4,9 kg/h (för elektroder med en diameter på 4 mm) och en avsättningshastighet på 14,5 till 17,5 g A/h. Koppar upp till 4 mm tjock svetsas utan skäreggar; upp till 10 mm - med ensidig skärning vid en kantfasvinkel på upp till 60...70 0 och en trubbig på 1,5...3 mm. För större tjocklekar rekommenderas X-formad skärning av kanter. Användningen av elektroder i ANC-serien gör det möjligt att göra stumfogar på koppar upp till 20 mm tjocka utan att skära kanterna med en- eller tvåsidiga sömmar.

Före svetsning rengörs metallen som svetsas grundligt från oxider och föroreningar till en metallisk glans och avfettas för att erhålla en svetsfog av högre kvalitet. Kantrengöring kan göras mekaniskt - med sandpapper, metallborstar m.m. Det rekommenderas inte att använda en slipande sten, eftersom de djupa repor den lämnar på metallytan fungerar som källor till efterföljande kontaminering och gör det svårt att avfetta med organiska lösningsmedel.

Vid manuell svetsning av koppar med belagda elektroder krävs kantuppvärmning, från en tjocklek på 4 mm. Uppvärmningstemperaturen ökar med tjockleken på kanterna som svetsas och produktens dimensioner.

Med en kanttjocklek på 5...8 mm värms metallen till 200...300 ˚С, med en tjocklek på 24 mm - 750... 800 ˚С. elektroder av märket ANC-1 (ANC-2) säkerställer svetsning utan uppvärmning av metall upp till 10...15 mm tjock eller med låg uppvärmning för metall med stora tjocklekar.

bord 1

Ungefärliga metoder för manuell enkelgångssvetsning av koppar med belagda elektroder

Svetsning med belagda elektroder utförs med likström med omvänd polaritet. Svetsströmmen bestäms från förhållandet I St.~ 50 d el (tabell 2), och för elektroder i ANC-serien - I St.= (85…100) d el vid U d = 45…50V.

Vid flerskiktssvetsning av koppar med en tjocklek på mer än 10...12 mm (3...6 lager) används elektroder med en diameter på 6...8 mm med en svetsström på upp till 500 A.

Svetsning utförs med en kort båge utan tvärgående vibrationer av elektroden. Bättre sömbildning säkerställs av elektrodens fram- och återgående rörelse. Förlängning av bågen försämrar bildningen av sömmen, ökar stänk och försämrar de mekaniska egenskaperna hos svetsfogar. Vid svetsning av stumfogar används metall (stål eller koppar) eller asbestdynor. Svetsning utförs i ett lägre läge eller något lutande läge (uppför).

Svetsning med Komsomolets 100 elektroder ger tillfredsställande mekaniska egenskaper hos svetsmetallen: σ in=180...200 MPa; δ = 18…20 %; α = 1800; KCU= 0,59...0,78 MJ/m2. Tillräckligt höga mekaniska egenskaper hos sömmen och svetsfogen på koppar kan också erhållas genom att använda elektroder med stavar av brons Br.KMts 3-1, Br.OF 4-0.3 och mässing L90 ( σ in= 190…230 MPa; α = 1800).

Att smida sömmar på koppar utan uppvärmning ökar hållfastheten hos metallen i sömmarna med en liten minskning av duktiliteten ( σ in= 235…242 MPa; α = 143…1800).

Värmeledningsförmågan och elektrisk ledningsförmåga hos svetsade material reduceras avsevärt i jämförelse med samma parametrar för basmetallen. Svetsmetallens elektriska ledningsförmåga är endast 20 % av den elektriska ledningsförmågan hos M1-koppar. Sömmens elektriska ledningsförmåga minskar i ungefär samma utsträckning vid svetsning med elektroder med stavar av brons Br.KMts 3-1.

Arbetsorder

1. Förbered plattorna för svetsning med en V-formad avfasning av kanterna i en total vinkel på 70-80˚, med en trubbig 2-3 mm.

2. Installera plåtarna på stålstödet ände mot ände med ett mellanrum på 1 mm och fäst som visas i Fig. 1.

3. Svetsa plattorna enligt Fig. 1

4. Efter avslutad svetsning, kyl snabbt plattorna i vatten.

5. Skär prover från svetsade plattor och gör makro- och mikrosnitt av dem, etsa makrosektionerna med ett reagens av 15 g kaliumdikromat, 10 ml svavelsyra och 100 ml vatten.

6. Undersök makro- och mikrostrukturen hos proverna. Studera mikrostrukturen med en förstoring av ×200.

Figur 1. Schema för häftsvetsning och svetsning av kopparplåtar

Rapporten ska innehålla:

· beskrivning av den experimentella metoden

· experimentella resultat som anges i motsvarande kolumner i tabellen;

· Formulering av slutsatser

· Förklaring av de erhållna resultaten;

· en kort beskrivning av svetsinstallationens design och funktion;

· teknisk process för att svetsa en given enhet.

Frågor för självkontroll:

1. Sammansättning av elektrodbeläggning för manuell bågsvetsning av koppar och dess legeringar.

2. Teknik för manuell bågsvetsning med belagda elektroder.

3. Märkning av svetstråd för svetsning av koppar och dess legeringar.

4. Flussmedel för elektrisk bågsvetsning av koppar och dess legeringar.

5. Hur man väljer ström när man svetsar koppar under ett lager av flussmedel.

LABORATORIEARBETE Nr 2

Republiken Kazakstan Syndepartement

Bilim zhane gym för utbildning och vetenskap

förbundsminister i Republiken Kazakstan

D. Serikbaev atyndagy EKSTU

ShKMTU uppkallad efter. D. Serikbaeva

JAG GODKÄNDE

Dekanus vid fakulteten för M&T

_______________2014

Psiru men danekerleu adisteri

Zerthanalyk zhumystar boyinsha adistemelik

nuskaular

Speciella svets- och lödtekniker

Laboratorieriktlinjer

(praktiskt arbete

Specialitet: 5B071200, "Mechanical Engineering"

Specialisering: "Teknik och utrustning för svetsproduktion"

Ust-Kamenogorsk

Riktlinjer utvecklades vid Institutionen för maskinteknik och teknik för strukturella material på grundval av statliga utbildningsstandarder i Republiken Kazakstan 3.08.338 - 2011 för studenter med specialitet 5B071200 "Mechanical Engineering".

Diskuterades vid ett möte med avdelningen "M och TCM"

Huvud avdelning

Protokoll nr 2014

Godkänd av Fakulteten för maskinteknik och transports metodråd

Ordförande

Protokoll nr ____ daterat _______________ 2014

Utvecklad av

Position professor

Standard styrenhet

Riktlinjerna ger fullständiga beskrivningar av laboratoriearbete och praktiskt arbete.

Varje arbete består av ett namn, mål och mål, den teoretiska delen av frågan som studeras och rekommendationer för praktiskt genomförande, med angivande av sluttabell eller grafform. Dessutom anges kraven för arbetsrapporten och en lista med grundläggande frågor för självtest ges.

1 TEKNIK OCH UTRUSTNING FÖR GASSVETNING

1.1 Syfte med arbetet

Syftet med laborationsarbetet är att studera:

Svetsprocess;

Svetstekniker;

Svetsstationsanordningar;

Syfte med svetsinstrument och fixturer.

1.2 Utrustning, anordningar, verktyg

Fylltråd;

Gasgenerator;

Gasbrännare;

Gasskärare;

Overall.

Vid gassvetsning används värmen som genereras av förbränning av brandfarliga gaser (acetylen, propan, butan, fotogenånga, väte etc.) i tekniskt rent syre för att smälta kanterna på de delar som ska sammanfogas och det införda fyllmaterialet. I detta fall är de maximala flamtemperaturerna 3100, 2750, 2500, 2400, 21000C respektive. Syre-acetylensvetsning har blivit mest utbredd på grund av dess kostnadseffektivitet och effektivitet med maximal kvalitet på fogar.

1.3.1 Syre

För svetsarbeten används syrgas, som erhålls från luft genom djupkylning (vätskebildning). Syre tillförs till förbrukningsstället i blå stålcylindrar under ett tryck på 15 MPa eller i flytande form i specialkärl med god värmeisolering. För att omvandla flytande syre till gas används förgasare eller pumpar med förångare för flytande syre.

Syre har hög kemisk aktivitet och bildar föreningar med alla kemiska element utom inerta gaser. Reaktioner av föreningen med syre fortskrider med frigöring av en stor mängd värme.

När ren syrgas kommer i kontakt med organiska ämnen, oljor och fetter kan de självantända. Därför måste all syrgasutrustning avfettas ordentligt. Syre kan bilda explosiva blandningar med brandfarliga gaser över ett brett intervall

1.3.2 Acetylen (C2H2)

Acetylen är den främsta brandfarliga gasen för gassvetsning och skärning av metaller; temperaturen på dess låga när den bränns i en blandning med tekniskt rent syre når 31500C (med ett överskott av syre 34500C).

Vid normalt tryck och temperatur är teknisk acetylen en färglös gas med en stark, specifik lukt.

Vid användning av acetylen måste dess explosiva egenskaper beaktas. Självantändningstemperaturen för acetylen varierar från 240-6300C och beror på trycket och närvaron av olika ämnen i den.

Att öka trycket minskar självantändningstemperaturen för acetylen avsevärt.

Acetylen med luft bildar explosiva blandningar som sträcker sig från 2,2 till 81 volymprocent acetylen vid normalt atmosfärstryck och med tekniskt rent syre – från 2,3 till 3 volymprocent acetylen. De mest explosiva blandningarna är de som innehåller 7–13 % acetylen.

Närvaron av kopparoxid minskar antändningstemperaturen för acetylen till 2400C. Därför är användningen av legeringar som innehåller mer än 70% koppar strängt förbjuden vid tillverkning av acetylenutrustning.

Acetylens explosivitet minskar när det löses i vätskor. Det löser sig särskilt bra i aceton. I en volym teknisk aceton vid 200C och normalt atmosfärstryck kan upp till 20 volymer acetylen lösas. Acetylens löslighet i aceton ökar med ökande tryck och sjunkande temperatur.

Acetylen produceras genom nedbrytning av kalciumkarbid (CaC2) med vatten enligt reaktionen

Direkt på gassvetsarens arbetsplats finns austilen antingen i vita cylindrar eller tillverkas av kalciumkarbid i en gasgenerator.

1.3.3 Oxy-acetylenflamma

Strukturen hos austilen-syreflamman visas i figur 1. Den är också typisk för de flesta gas-syreblandningar.

1 - kärna; 2 – återhämtningszon; 3 – flamfackla

Figur 1 – Diagram över strukturen hos en syrgaslåga.

Flamkärnan 1 består av en blandning av kalla gaser med tydligt definierade gränser. I zon 2 brinner acetylen i rent syre i förhållandet 1:1 enligt reaktionen

Denna zon kännetecknas av en reducerande atmosfär på grund av närvaron av CO och H2 och en maximal temperatur på 31500C. Vid smältning och svetsning i denna zon fortskrider processen effektivt och med minimal oxidation av svetsmetallen.

I den yttre zonen förbränns produkterna från ofullständig förbränning på grund av syret i den omgivande luften enligt reaktionen

I detta fall bildas en flambrännare 3, som används för ytterligare uppvärmning av de svetsade kanterna och sömmen.

Beroende på förhållandet mellan gaser i blandningen kan lågan vara normal (Figur 1), uppkolande (acetylen) och oxiderande (Figur 2).

a) – normal; b - uppkolning; c - oxidativ

Figur 2 – Typer av acetylen-syre låga.

Med ett överskott av acetylen (Figur 2.b) förstoras kärnan, får en vag kontur och börjar röka. Denna låga används vid svetsning av högkolhaltiga stål och gjutjärn. Med ett överskott av syre förkortas flamkärnan och blir skarpare. En sådan låga, trots den högre temperaturen på 34500C, orsakar oxidation av legeringskomponenter och bör inte användas för svetsning.

1.3.4 Svetsmetoder

Beroende på rörelseriktningen för brännaren och påfyllningsstaven längs sömmen, särskiljs vänster och höger svetsmetoder. Med den vänstra metoden (Figur 3.a) rör sig påfyllningsstaven fram, följt av brännaren. Den vänstra metoden är enklare och används för svetsning av små tjocklekar upp till 3 mm.

a – vänster; b – höger; 1 - påfyllningsstav; 2 – gasolbrännare

Figur 3 – Gassvetsningsmetoder

Med rätt metod rör sig brännaren fram, följt av påfyllningsstaven (Figur 3.b). Rätt metod är mer komplicerad, men mer produktiv och låter dig effektivt påverka det flytande metallbadet (mixa, underhålla, flytta).

Vertikala sömmar utförs med den vänstra metoden, och horisontella sömmar och taksömmar utförs med rätt metod. För att bättre blanda metallen är det nödvändigt att sänka ned änden av fyllnadsstaven i det smälta badet och göra oscillerande rörelser med det. Diametern på påfyllningsstaven väljs ungefär lika med tjockleken som svetsas, men inte mer än 4-5 mm. Fyllningsstaven tas av samma sammansättning som basmetallen. Brännareffekten väljs med en hastighet av 120-150 l/timme per 1 mm av tjockleken på metallen som svetsas. Vid svetsning av plåt av olika tjocklek väljs brännareffekten efter den större tjockleken.

Legerade stål och icke-järnmetaller svetsas med hjälp av flussmedel av lämpliga sammansättningar.

1.3.5 Svetsstationsutrustning

Utformningen av svetsstationen kan endast skilja sig åt i metoden för acetylenförsörjning:

Tillförsel av acetylen i en cylinder;

Tillverkning av acetylen på svetsplatsen i en gasgenerator.

Figur 17 visar den första versionen av svetsstationsdiagrammet.

Svetsning och lödning är de i särklass mest populära och effektiva metoderna för att sammanfoga metaller och deras legeringar. Människor som känner till grunderna för lödning och vet hur man installerar metallprodukter genom lödning, vet som regel grunderna för svetsning, som ett alternativt alternativ för att påverka materialet, såväl som dess legering. Trots detta skiljer sig svetsning fortfarande från lödning. I detta avseende är varje metod värd att noggrant övervägas.

Metallsvetsning: metoder och typer

Allmän information

Svetsning är processen att erhålla (installation) av en permanent anslutning genom att etablera interatomiska bindningar mellan de anslutna ytorna av metaller och deras legeringar under allmän eller lokal påverkan (uppvärmning) och plastisk deformation.

Idag finns det ganska många typer av svetsning (cirka hundra). Kända arter klassificeras efter fysiska, tekniska och tekniska egenskaper och egenskaper. Beroende på vilken form av energi som används kan tre klasser särskiljas utifrån fysiska egenskaper.

• Termisk;
• Mekanisk;
• Termomekanisk.

Det är värt att notera att den termiska klassen av delar representerar alla typer av anslutningar av metaller och legeringar som använder termisk energi (plasma, båge, gas).

Den mekaniska klassen representerar alla typer av svetsning av metaller, såväl som deras legeringar, som utförs med hjälp av mekanisk energi (friktion, kyla, ultraljud och explosionsvetsning).

Den termomekaniska klassen avser typer av svetsning av metaller och legeringar, under användningen av vilket tryck används, såväl som termisk energi (diffusion och kontakt).

Klassificering av svetstyper görs enligt vissa tekniska egenskaper:

• Genom processkontinuitet (intermittent, kontinuerlig);
• Enligt metoden för att skydda delen i arbetsområdet (i vakuum, i luft, undervattensbåge, i gas, i skum, med kombinerat skydd);
• Efter grad av mekanisering (mekaniserad, manuell, automatisk, automatiserad);
• Enligt arten av skyddet av delen i bågens verkningsområde på ytan av fasta material (i en kontrollerad atmosfär, med jetskydd);
• Efter typ av skyddsgas (inerta eller aktiva gaser).

Det är värt att uppmärksamma det faktum att de tekniska egenskaperna för svetsning fastställs för varje typ separat. I detta avseende krävs bekantskap med de mest populära typerna av bearbetning, såväl som motsvarande utrustning.

Bågsvetsning

Att sammanfoga metaller med en elektrisk ljusbåge gör att en anslutning kan uppnås genom smältning. Kanterna på delarna som svetsas värms upp med värmen från en ljusbåge.

Idag används fyra huvudtyper av metallbågsvetsning:

1. Manuellt arbete kan utföras på två sätt: med en förbrukningsbar och icke förbrukningsbar elektrod. I det första fallet, under drift, används elektroder som kan smälta under påverkan av elektrisk energi. Denna metod används oftast för manuellt arbete. Således exciteras en elektrisk båge, varefter, som ett resultat, smälter elektroden och den efterföljande smältningen av materialets kant inträffar. Som ett resultat av sådan exponering för elektricitet uppstår ett bad av smält material. Efter kylning förvandlas badet till en söm. I det andra fallet händer följande med den icke förbrukningsbara elektroden: de sammanfogade kanterna kommer i kontakt, varefter en båge exciteras mellan elektroden (grafit eller kol) och produkten; kanterna på produkten, såväl som fyllmaterialet, värms upp till smälttemperaturen, vilket resulterar i ett bad av smält material (legering). När det stelnat bildar materialet (legeringen) en svets. En liknande metod kan påverka alla icke-järnmetaller, såväl som dess legering.
2. Automatisk och halvautomatisk nedsänkt bågsvetsning kan utföras genom att mekanisera de grundläggande rörelser som svetsaren utför vid manuell bearbetning av metaller eller vid påverkan av dess legering.
3. Skyddsgasen produceras med hjälp av en icke förbrukningsbar (volfram) elektrod, eller genom användning av en förbrukningsbar elektrod. Svetsen bildas i det första fallet på grund av de smälta kanterna. Vid behov tillförs sålunda fyllnadsmaterial till bågzonen. Det andra fallet involverar matning av elektrodtråd in i bågområdet, som sedan smälter och därigenom deltar i bildandet av svetsen av delarna (det kan också påverka legeringen). Skydd av sömmen från bildandet av en oxidfilm på den uppnås inte utan deltagande av en stråle av skyddsgas, som förskjuter luft från arbetsområdet.
4. Elektroslaggbearbetning av metaller, såväl som deras legeringar, uppnås genom att smälta kanterna på materialet som förenas, såväl som elektroden, med hjälp av värme från en elektrisk ström medan den passerar genom slaggen. Dessutom hjälper slagg att skydda materialet från luft, och följaktligen från efterföljande oxidation.

Lödning och allt du behöver veta om det

Lödning har använts som en metod för att skapa pålitliga kopplingar mellan metaller och legeringar sedan urminnes tider. Metallprodukter erhållna som ett resultat av bearbetning bars i Babylon, Rom, det antika Egypten och även Grekland. Sedan dess har naturligtvis bara ett fåtal tekniska tillämpningsregler nått vår tid, men dessa regler är inte kända för alla idag. Således bör lödningsmetoder vara kända för alla som vill eller redan känner till grunderna för lödning.

Vad är lödning?

Lödning är en procedur för att sammanfoga material genom att införa lod mellan delarna som löds. Löd, som fungerar som ett bindande material, fyller gapet mellan materialen och sätter därmed ihop delarna, varefter det, när det stelnat, bildar en enda hel legering, som är en permanent förbindelse. Förfarandet låter dig påverka vilket material som helst och dess legering.

Under proceduren verkar tinol på metallen och dess legering och värmer den till önskad temperatur, som är högre än smältpunkten för basmaterialet. Sålunda får lodet en flytande konsistens, varefter ytan på de lödda delarna vätas, vilket gör det möjligt för det att fylla mellanrummen mellan delarna som ansluts. Detta följs av upplösning av basmaterialet i tinol, ömsesidig diffusion. När de stelnat är de två delarna stadigt sammansatta.

Vad är skillnaden mellan lödning och matlagning?

Installationen av delar genom att använda lödning liknar svetsinstallation till utseendet, men kärnan i proceduren är fundamentalt annorlunda än svetsning. Låt oss ta en närmare titt på skillnaderna.

Skillnader:

1. Under drift smälter inte basmaterialet till en viss temperatur, vilket händer i.
2. Frånvaron av smältning av delarnas basmetall gör det möjligt att ansluta delar av ganska små storlekar.
3. I det första fallet kan separation, såväl som anslutning av delar (installation/demontering) utföras utan att kompromissa med materialets integritet (legeringen eller metallen påverkas inte).
4. Proceduren kan påverka olika metaller, en legering av var och en av dem, och även icke-metaller i vilken kombination som helst.
5. Lödning är sämre än svetsprocessen när det gäller fogstyrka. Installation av delar genom lödning som är föremål för betydande mekaniska belastningar är således inte alltid att föredra.

Typer av anslutning

Låt oss titta på de typer av lödning som du behöver veta, eftersom förtenning och lödning, såväl som andra processer, kan utföras på olika sätt beroende på den valda typen av anslutning av delar.

Typer:

• Låg temperatur. Fördelar: förmåga att bearbeta miniatyrdelar, kostnadseffektivitet, användarvänlighet.
• Hög temperatur. Fördelar: installation av delar som utsätts för starka mekaniska belastningar är möjlig.
• Kompositionell proceduren påverkar metallen och legeringen av produkten som har ojämna eller icke-kapillära mellanrum. Kompositlod används.
• Klar lödning- den mest populära metoden.
• Reaktionsflödeslödning.

Ovannämnda arbetsmetoder används idag tryggt i många branscher och upptar sina egna nischer. I detta avseende är det olämpligt att tala om preferensen för en metod.

Den tekniska processen för lödning inkluderar en uppsättning operationer, varav de viktigaste är följande.

Förbereda ytan för lödning. Kvaliteten på ytförberedelse för lödning avgör till stor del nivån och stabiliteten hos lödfogens egenskaper. Det finns följande huvudmetoder för ytrengöring: 1) termisk (brännare, glödgning i en reducerande atmosfär, i vakuum); 2) mekanisk (bearbetning med ett skärverktyg eller slipmedel, hydrosandblästring eller kulblästring); 3) kemikalie (avfettning, kemisk etsning, elektrokemisk etsning, etsning med ultraljudsbehandling, kombinerat med avfettning och etsning).

Förbereda delen för lödning inkluderar även applicering av speciella tekniska beläggningar med galvaniska eller kemiska metoder, varmförtenning (nedsänkning i smält lod), med hjälp av ultraljud, beklädnad, termisk vakuumsprutning. Montering innebär ofta att man applicerar lod och lägger ut det i form av doserade bitar av tråd eller folie. När du placerar lod är det nödvändigt att ta hänsyn till lödningsförhållandena: produktens placering i en ugn eller annan uppvärmningsanordning, uppvärmnings- och kylningslägen.

Applicering av flux. Ibland, när man monterar delar för lödning, är det nödvändigt att applicera flussmedel. Pulverformigt flussmedel späds med destillerat vatten till en tunn pasta och appliceras med spatel eller glasstav, varefter delarna torkas i termostat vid 70–80°C i 30–60 minuter. Vid flamlödning tillförs flussmedlet på en stav av uppvärmt lod, vid lödning med en lödkolv - den arbetande delen av lödkolven eller tillsammans med lodet, vid användning av tenn-blylod - i form av rör fylld med kolofonium.

Lödning(uppvärmning av fogen eller allmän uppvärmning av sammansatta delar) utförs vid en temperatur som överstiger lodets smältpunkt, vanligtvis med 50–100°C. Beroende på smälttemperaturen för de använda lödningarna delas lödning upp i hög temperatur och låg temperatur.

Ytor som inte är föremål för lödning skyddas från kontakt med lod av en speciell grafitbeläggning med tillsats av en liten mängd kalk. Lödning genom nedsänkning i smält lod används för stål, koppar, aluminium och hårda legeringar, delar av komplexa geometriska former. Denna process kräver en stor mängd lod. En typ av dopplödning är vandringsvåglödning, där det smälta lodet pumpas och bildar en våg över smältnivån. Den del som löds rör sig i horisontell riktning. I samma ögonblick som du rör vid badkaret sker lödning. Vandringsvåglödning används inom den radioelektroniska industrin vid produktion av tryckta radioinstallationer.

3. Lödmetoder

Lödmetoder klassificeras beroende på vilka värmekällor som används. De vanligaste inom industrin är lödning genom strålningsvärmning, exoflux, lödkolvar, gasflamma, nedsänkning, ljusbåge, induktion, elektriskt motstånd, lödning i ugnar.

Lödning genom strålningsvärme. Lödning utförs med hjälp av strålning från kvartslampor, en defokuserad elektronstråle eller ett kraftfullt ljusflöde från en kvantgenerator (laser). Strukturen som ska lödas placeras i en speciell behållare där ett vakuum skapas. Efter evakuering fylls behållaren med argon och placeras i en anordning, på båda sidor av vilken kvartslampor är installerade för uppvärmning. Efter att uppvärmningen är klar tas kvartslamporna bort och enheten och dess delar kyls. Vid användning av laseruppvärmning säkerställer den termiska energin koncentrerad i en smal stråle avdunstning och sputtering av oxidfilmen från ytan av basmetallen och lodet, vilket gör det möjligt att erhålla fogar i en luftatmosfär utan användning av konstgjorda gasformiga medier . Med strålningslödningsmetoden omvandlas strålningsenergi till termisk energi direkt i materialet i lodet och de delar som löds. Denna lödmetod varar inte länge.

Exolux lödning. Korrosionsbeständiga stål löds huvudsakligen med denna metod. Ett tunt pulveraktigt lager av flussmedel appliceras på den rengjorda fogen. Ytorna som ska sammanfogas är inriktade och en exoterm blandning placeras på motsatta sidor av arbetsstyckena. Blandningen består av olika komponenter, som placeras i form av en pasta eller flera millimeter tjocka briketter. Den sammansatta strukturen installeras i en anordning och placeras i en speciell ugn, i vilken den exoterma blandningen antänds vid 500°C. Som ett resultat av exoterma reaktioner av blandningen stiger temperaturen på metallytan och lodet smälter. Denna metod används för att löda överlappsfogar och färdiga block av små strukturer.

Lödning med lödkolvar. Basmetallen värms upp och lodet smälts på grund av värmen som ackumuleras i massan av metallen i lödkolven, som värms upp före lödning eller under lödningsprocessen. För lågtemperaturlödning används lödkolvar med periodisk uppvärmning, kontinuerlig uppvärmning, ultraljud och slipmedel. Den arbetande delen av lödkolven är gjord av röd koppar. En lödkolv med periodisk uppvärmning under drift värms ibland upp från en extern värmekälla. Lödkolvar med konstant uppvärmning är gjorda elektriska. Värmeelementet består av nikromtråd lindad på ett lager av asbest, glimmer eller på en keramisk hylsa monterad på en kopparlödkolvstång. Lödkolvar med periodisk och kontinuerlig uppvärmning används oftast för flusslödning av järnhaltiga och icke-järnhaltiga metaller med mjuklod med en smältpunkt under 300–350°C. Ultraljudslödkolvar används för flussmedelsfri lågtemperaturlödning i luft och för lödning av aluminium med lågsmältande lod. Oxidfilmer förstörs på grund av ultraljudsfrekvensvibrationer. Slipande lödkolvar kan användas för att löda aluminiumlegeringar utan flussmedel. Oxidfilmen avlägsnas genom att lödkolven gnuggas mot metallen.

Monteringen av komponenter för lödning är viktig. Monteringen måste säkerställa att delarnas relativa position är fixerad med det erforderliga gapet och att lod rinner in i springan. I de fall där lod är förplacerat i en fog i form av folie och sedan aggregatet värms upp (till exempel i en vakuumugn), är det nödvändigt att säkerställa att delarna komprimeras vid lödtemperaturen med en viss kraft . Om denna kraft är otillräcklig blir resultatet en för tjock söm med otillfredsställande styrka. Överdriven kompression kan skada den lödda enheten.

Specialanordningar används för att komprimera delar under lödning. Den erforderliga kompressionskraften tillhandahålls av mekaniska klämmor eller skillnaden mellan den termiska expansionen av produktens material och anordningens material. Den senare metoden är ofta den enda när ugnslödning utförs vid höga temperaturer.

Flamlödning. Vid lödning utförs uppvärmning av lågan från en gasbrännare. Blandningar av olika gasformiga eller flytande kolväten (acetylen, metan, fotogenånga, etc.) och väte används som brännbar gas, som vid förbränning i blandning med syre ger en högtemperaturlåga. Vid lödning av stora delar används brandfarliga gaser och vätskor i blandning med syre, vid lödning av små delar - i blandning med luft. Lödning kan utföras antingen med en speciell typ av brännare som ger en bred brännare, eller med normala svetsblåsare.

Lödning genom nedsänkning i smält lod. Det smälta lodet i badet är täckt med ett lager flussmedel. Den del som förbereds för lödning är nedsänkt i smält lod (metallbad), som också fungerar som värmekälla. För metallbad används vanligtvis koppar-zink och silverlod.

Lödning genom nedsänkning i smält salt. Badets sammansättning väljs beroende på lödtemperaturen, vilket bör motsvara den rekommenderade badtemperaturen på 700–800°C när man arbetar med en blandning av en viss sammansättning. Badet består av natrium, kalium, bariumklorid, etc. Denna metod kräver inte användning av flussmedel och en skyddande atmosfär, eftersom sammansättningen av badet är vald på ett sådant sätt att det helt säkerställer upplösningen av oxider, rengör lödda ytor och skyddar dem från oxidation vid upphettning, dvs. är ett flussmedel.

Delarna förbereds för lödning, lod placeras på sömmen på rätt ställen och sänks sedan ner i ett bad av smälta skikt, som är flussmedel och en värmekälla, där lodet smälter och fyller sömmen.

Elektrisk ljusbågslödning. Vid bågslödning utförs uppvärmning genom en direkt ljusbåge, bränning mellan delarna och elektroden, eller genom en indirekt ljusbåge, bränning mellan två kolelektroder. Vid användning av en direktbåge används vanligtvis en kolelektrod (kolbåge), mer sällan en metallelektrod (metallbåge), som är själva lödstaven. Kolbågen riktas mot änden av lödstaven som berör basmetallen för att inte smälta delens kanter. En metallbåge används vid strömmar som är tillräckliga för att smälta lodet och mycket lätt smälta basmetallens kanter. Högtemperaturlod som inte innehåller zink lämpar sig för direktbågslödning. Med hjälp av en indirekt kolbåge kan du utföra lödningsprocessen med högtemperaturlödningar av alla typer. För att värma denna metod används en speciell kolbrännare. Strömmen till elektroderna tillförs från en bågsvetsmaskin.

Induktionslödning (lödning med högfrekventa strömmar). Under induktionslödning värms delar upp av virvelströmmar som induceras i dem. Induktorer är gjorda av kopparrör, huvudsakligen med rektangulärt eller kvadratiskt tvärsnitt, beroende på konfigurationen av delarna som ska lödas.

Med induktionslödning säkerställs snabb uppvärmning av delen till lödtemperaturen genom användning av högkoncentrerad energi. För att skydda induktorn från överhettning och smältning används vattenkylning.

Motståndslödning. Med denna lödmetod leds en elektrisk ström med låg spänning (4–12 V), men relativt hög hållfasthet (2000–3000 A) genom elektroderna och värmer dem till en hög temperatur på kort tid; delarna värms upp både på grund av värmeledningsförmågan från de uppvärmda elektroderna, och på grund av värmen som genereras av strömmen när den passerar genom delarna själva.

När en elektrisk ström passerar värms den lödda fogen upp till lodets smälttemperatur, och det smälta lodet fyller sömmen. Kontaktlödning utförs antingen på speciella installationer som ger kraft med hög ström och låg spänning, eller på konventionella motståndssvetsmaskiner.

Lödning i ugnar. För lödning används elektriska ugnar och, mindre vanligt, flammugnar. Delar för lödning värms upp i normala, reducerande eller skyddande miljöer. Lödning med högtemperaturlödningar utförs med hjälp av flussmedel. Vid lödning i ugnar med kontrollerad miljö, sätts delar av gjutjärn, koppar eller kopparlegeringar som ska lödas ihop till enheter.

Lödförbindningar mellan metaller och icke-metalliska material. Lödning kan användas för att bilda metallföreningar med glas, kvarts, porslin, keramik, grafit, halvledare och andra icke-metalliska material.

Efterlödningsbehandling inkluderar borttagning av flussrester. Flussmedel, som delvis finns kvar på produkten efter lödning, förstör dess utseende, ändrar elektrisk ledningsförmåga och vissa orsakar korrosion. Därför måste deras rester efter lödning försiktigt avlägsnas. Rester av kolofonium och alkohol-kolofoniumflöden orsakar vanligtvis inte korrosion, men om driftsförhållandena för produkterna kräver att de tas bort, tvättas produkten med alkohol, en alkohol-bensinblandning eller aceton. Aggressiva sura flussmedel som innehåller saltsyra eller dess salter tvättas noggrant i följd med varmt och kallt vatten med hjälp av hårborstar.

Typiska lödanslutningar visas i fig. 2.1. Löda sömmar skiljer sig från svetsade sömmar i sin strukturella form och formningsmetod.

Typen av lödfog väljs med hänsyn till driftskraven för monteringen och monteringens tillverkningsbarhet i förhållande till lödning. Den vanligaste typen av anslutning är överlappslödning.

Ris. 2.1. Typiska lödanslutningar

I enheter som arbetar under betydande belastningar, där, förutom sömmens styrka, täthet krävs, bör delarna endast anslutas med en överlappning. Lappade sömmar ger en stark anslutning, är lätta att göra och kräver inga justeringar, som är fallet med stum- eller geringslödning.

Stumfogar används vanligtvis till delar som är opraktiska att tillverka av ett helt metallstycke, samt i de fall det är oönskat att fördubbla metallens tjocklek. De kan användas för lätt belastade enheter där täthet inte krävs. Den mekaniska hållfastheten hos lod (särskilt lågtemperaturlod) är vanligtvis lägre än hållfastheten hos metallen som förenas; för att säkerställa lika hållfasthet hos den lödda produkten tillgriper de att öka fogens yta med hjälp av ett snett snitt (i en gering) eller en stegad söm; Ofta används en kombination av rumpleder och höftleder för detta ändamål.

Lödning kan användas för att producera komplexa konfigurationer av enheter och hela strukturer som består av flera delar i en produktionscykel (uppvärmning), vilket gör det möjligt att betrakta lödning (i motsats till svetsning) som en gruppmetod för att sammanfoga material och förvandla den till en högpresterande teknisk process som lätt kan mekaniseras och automatiseras.

Vid lödning är följande defekter möjliga: förskjutning av de lödda elementen; sjunker i sömmar; porositet i den lödda sömmen; flussmedel och slagginneslutningar; sprickor; drick inte; lokala och allmänna deformationer.