2.1 Өндірістік жағдайда газэлектр пісірушілерді дайындау жүйесі
Диплом жазар алдында диплом алды тәжірибе барысында №9 кәсіптік лицейде зерттеу жүргіздім. “ Пісіру құрылғыларын өндіру және жинастыру ” пәнінен 2курс студенттеріне сабақ жүргіздім. Зерттеу барысында осы пәннің мағынасын, мазмұнын студенттерге түсіндіруге тырыстым.
“ Пісіру құрылғыларын өндіру және жинастыру ” пәні пісіру өндірісінде істейтін мамандарды қалыптастыруда ең соңғы пәндердің қатарына жатады. Бұл пәнде әртүрлі пісіру құрылғылардың дайындаудың негізгі тәсілдері беріледі:
аралықты, қаңқалы және торлы құрылғыларды дайындау технологиясы;
габаритті емес сыйымдылықтар мен ғимараттарды дайындау технологиясы;
қысыммен істейтін ыдыстарды дайындау;
магистральді және технологиялық құбыр жолдарын жинастыру;
машиналардың пісіру бөлшектерін дайындау технологиясы.
Пәнді оқыту мақсаты – студенттердің пісіру құрылғыларын дайындауда технологиялық процесстің теориялық негіздерін және пісіру өндірісіндегі механикалық жабдықтар мен технологиялық тізбектердің жұмыс атқаруын білуі болып табылады.
Пәнді оқытудағы міндет – студенттердің пісіру құрылғыларын өндіру технологиялық процесін жасауды іс жүзінде үйренуі, дайындама, құрастыру пісіру өндірісінің жағңа прогрессивті технологиясын еңгізе білуі, сондай-ақ технологиялық процестің талартарына сай қажетті жабдықтар аппараттар мен материалдарды дұрыс таңдай білуі қажет. [17]
2.2 Өндірістік жағдайда газдыэлектрпісірушілерді дайындау жүйесі бойынша ұсынылатын сабақтардың жуықтау жоспары
Қазіргі кезде білім сапасын арттырып, білікті де білімді маман дайындау мақсатында кәсіптік білім беру өте маңызды болып отыр. Соның ішінде «Газбен және электрмен пісіру» мамандығы үлкен сұранысқа ие.
1-Тақырып. Кіріспе. Пісіру жалғастары мен жіктері.
Сабақтың мақсаты – пісірудің жалпы ұғымдарын және пісіру жалғастары мен жіктерді түсіндіріп өту.
Сабақтың көрнекілігі: плакат, интерактивті тақта
Сабақ жоспары: 1. Балқытып пісірудің негізгі әдісі. 2. Электр доғалы пісірудің отаны. 3. Пісіру жігі.
Оқу-әдістемелік нұсқау: Балқытып пісірумен ажыратылмайтын жалғас алу үшін, пісірілетін металл элементтерінің негізгі металл жіктерімен қосынды метал (пісіру сымы және т.б) жалғасатын жерде, «пісіру ваннасы» деп аталатын, жалпы шомылықта балқымалар озара еріксіз араласады.
Балқытып пісірудің негізгі әдісі – электр доғалы пісіру. Оның механикаландыру дәрежесіне байланасты көп түрлері болады: - қолмен жартылай- атоматты, автоматты; - әртүрлі қорғаушы заттарды пайдаланумен –электродтың қалың қамтамасымен (қолмен доғалы пісіруде), флюс астында, қорғаушы газ ортасында немесе механикаландырылған пісіруде ұнтақты сыммен, доғалы әдістің кейбіреулерінде және электронды сәүлелі пісіруде бақыланатын атмосферада (қорғаушы газ немесе вакуумда( пісіру. Балқытып пісіру түсті металдар мен қорытпалардың өте кең ауқымын пісіруге, сондай-ақ металл емес –шыны, керамика, графиттерді де пісіруге, пайдаланынады.
Электр доғалы пісірудің отаны Россия екені белгілі. 1882 жылы Н.Н.Бенардос көмір электродымен электр доғалы пісіру әдісін ұсынды, ал 1888жылы Н.Г.Славянов металл электродымен электр доғалы пісіру әдісін ұсынды. Олар басқа да пісіру процестері мен түрлерін тапты, атап айтқанда доғаға электродты механикаландырып берүге арналған қондырғы, пісіру ваннасын ауадан қорғау үшін флюс есебінде ұнатақталған шыныны пайдалану және басқалары.
Пісіру жігі – ол пісіру процесінде балқыған күйінде кристалданған металл. Бұл түсініктерді бөлу қажет, өткені пісіру жігі, жалғасқан элементтердің байланыстырушы бөлігі есебінде, геометриялық пішінін, тұтастығынын, беріктігі және пісіру орнындағы металдың басқа қасиеттерін анықтайды. Пісіру жалғасының қасиеті жік металы мен негізгі металдың жік жаны аумағының қасиеттерімен анықталады. Негізгі металдың термиялық әсер аумағына жақын кернеу шоғырланатын жік металының негізгі металға ауысатын бөлігін және термиялық әсер аумағының илемділік деформациясын анықтайтын бөлігін ескеру қажет, өйткені олар пісіру жалғасындағы күштердің бөлінуіне және сипатына әсер етеді. [17]
2-Тақырып. Пісіру доғасын нәрлендіру көздері.
Сабақтың мақсаты – пісіру доғасын нәрлендіру көздерімен таныстыру.
Сабақтың көрнекілігі: плакат, интерактивті тақта
Сабақ жоспары: 1. Пісіру доғасының нәрлендіру көздері. 2. Электр доғалы пісіруге арналған трансформаторлар. 3. Пісіру генераторлары.
Оқу-әдістемелік нұсқау: Пісіру доғасының нәрлендіру көздері келесі талаптарға жауап беруі тиіс: 1) нақты технологиялық үрдіске қажет доғаның тоқ күшін қамтамасыз етуі; 2) доғаның тұрақты жануы үшін, сырттық сипаттамасының қажетті түрі болуы; 3) доғаны жандырудың мөлшерлі жағдайын қамтамасыз ететіндей және шашырау коэффициентінің төмен болуы үшін, осыған сай динамикалық көрсеткіштерінің болуы. Әдетте пісіру доғасының қоректендіру көзінің бос жүріс кернеуі 70-90В құрайды. Қуаты нақты технологиялық үрдіс үшін пісіру тоғының қажетті күшімен анықталады. Пісіргенде электр энергиясының шығынын азайту және құлама сырттық сипаттамасын қамтамасыз ету үшін, қоректендіру көзіндегі магниттік тізбектерде магниттік ағындардың дұрыс қатынасы болуы қажет.
Электр доғалы пісіруге арналған трансформаторлар. Доғалы пісіруге
арналған трансформаторлар бір фазалы төмендеткіш трансформаторлардың
арнайы түрлеріне жатады. Трансформаторларға қойылатын негізгі талаптар:
1)Трансформатордың екінші орамасындағы бос жүріс кернеуі, есептелген
трансформатордың пісіру тоғының барлық мәнінде, доғаны алғашқыда және
қайта жандыру, пісіру үрдісінде оны ұстап тұру мүмкіншілігі болатындай етіп орындалуы қажет;
2)Қолмен, автоматты және флюс астында жартылай автоматты пісіруге
арналған трансформаторлардың сырттай сипаттамасы құлама болуы керек;
3)Пісіру ережесін реттеу мүмкіншілігі кең аралықта қамтамасыз етілуі керек.
Пісіру генераторлары. Генераторларда құлама сырттық сипаттаманы үйек астындағы ауа саңылауындағы ағынды өзгерту жолымен алу, қазіргі пісіру генераторлардың негізгі қағидасы болып саналады. Тұрақты тоқты пісіру генераторларын сырттық сипаттмасының түрімен келесі топтарға бөлуге болады: генераторлар құлама сырттық сипаттамасымен; генераторлар қатаң сырттық сипаттамасымен; орамаларды өзгертіп жалғастыру жолымен құлама және қатаң сырттық сипаттаманы алуға мүмкіншілік беретін-әмбебап генераторлар. [17]
3-Тақырып. Балқытып пісіруге арналған нәрлендіру көздеріне
қойылатын технологиялық талаптар.
Сабақтың мақсаты - балқытып пісіруге арналған нәрлендіру көздеріне
қойылатын технологиялық талаптарымен таныстыру.
Сабақтың көрнекілігі: плакат, интерактивті тақта
Сабақ жоспары: 1. Нәрлендіру көзі- пісіру доғасы жүйесінің статикалық орнықтылығына қойылатын талаптар. 2. Нәрлендіру көздерінің динамикалық қасиеттеріне қойылатын талаптар.
Оқу-әдістемелік нұсқау: Металдарды қолмен және механикаландырып пісіруге арналған постылар және автоматты балқытып пісіруге арналған қондырғылар, пісіру жылуының – электр доғасы, қожды ванна, электронды немесе жарық сәулесінің т.б. қоректендіру көзін қамтамасыз ететін жабдықтардан тұрады. Осындай жабдықтарға пісіргенде бөлшектерді бекітуге және жылжытуға арналған, пісіру манипуляторлары және пісіру металдарын тотығу мен ластанудан – флюс астында, қорғаушы газ ортасында немесе вакуумде қажетті қорғауды қамтамасыз ететін, жабдықтар жатады. Қолмен пісіруде пісіруге жататын бөлшектерді құрастыру мен бекітуге арналған әртүрлі манипуляторлар, тұрақтандырғыштар немесе стенділер пайдаланылады. Пісіру жігінің сапасы көпшілігінде, пісірушінің шеберлігімен, ал бұйымдарды механикаландырып жылжытқанда, оларды манипулятормен жылжыту жылдамдығының тербелісімен анықталады. Пісіру металын қорғау электрод қаптамасымен қамтамасыз етіледі. Доғалы пісіру үшін жартылай автоматтарды пайдаланғанда пісіру ваннасы флюс немесе пісіру бастиегінінен берілетін қорғаушы газбен қорғалады.
Доғаның орнықты жануын ұстап тұру үшін, қажетті доға кернеуімен Vд доға тоғының Jд арасындағы байланысын, доғаның статикалық вольт-амперлік сипаттамасы деп атайды. Доға сипаттамасының жеке учаскелерінің түрі электродтағы (доғадағы)тоқтың тығыздығына байланысты. Электродтағы тоқтың үлкен тығыздығында, (қорғаушы газ ортасында автоматты пісіруде) әдетте, кішілеу электрод диаметрін, қысылған доғаны
пайдаланғанда, катод дағы мен доға бағанасы доғадағы тоқ жоғарылағанмен,
олар көбеймейтін жағдайда, яғни тоқ тығыздығы мен кернеулігі ток күші
көбейген сайын, пропорционал көбейеді, статикалық сипаттама өспелі болады. Тоқ көзі мен электрлі пісіру доғасы пісіру үрдісінде қажетті орнықтылығы бар энергетикалық жүйе болып табылады. Жүйенің орнықтылығы деп, ұзақ уақыт ішінде ережесінің көрсеткіштері Jд және Uд өзінің өлшемін өзгертпейтін жағдайды түсінеміз. Егерде, кейбір сыртқы себептер нәтижесінде (доға ұзындығы, оның кедергісі және ионизация дәрежесі өзгерсе), бұл көрсеткіштердің өзгерісі өтсе, онда орнықтылықты тепе-теңдіктен ауытқуына алып келеді, онда жүйе қайтадан тепе-теңдік жағдайына келуі керек. Нәрлендіру көзі кернеуінің жүктеме ток күшінен байланысы нәрлендіру көзінің сырттық сипаттамасы деп аталады. [17]
4-Тақырып. Қаптамалы металды электродтармен қолмен доғалы
пісіру.
Сабақтың мақсаты - қаптамалы металды электродтармен қолмен доғалы пісіру техникасын түсіндіру.
Сабақтың көрнекілігі: плакат, интерактивті тақта
Сабақ жоспары: 1. Әдістің мәнісі. 2. Доғаны жағу және ұстап тұру.
Оқу-әдістемелік нұсқау: Пісіру доғасының пайда болуы және оны ұстау үшін, электрод пен пісіру бұйымына пісіру тоғы қорек көздерінен тұрақты немесе айнымалы тоқ беріледі. Доға электродтың металды өзегін, оның қаптамасын және негізгі металды балқытады. Балқыған электродтың металды өзегі қожбен қорғалған жеке тамшылар түрінде пісіру ваннасына өтеді. Пісіру ваннасында электрод металы бұйымның балқыған металымен (негізгі металмен) араласады, ал балқыған қож оның бетіне қалқып шығады. Негізгі металдың балқыған тереңдігі балқу тереңдігі деп аталады. Ол пісіру ережесіне (пісіру тоғының күші мен электрод диаметріне), пісірудің кеңістіктегі қалпына,бұйымның бетімен доғаны жылжыту жылдамдығына, пісіру жалғасының құрылымына, пісіру жиектерін ӛңдеудің мөлшері мен түріне т.с.с. байланысты.
Доғаны жағудың алдында электрод маркасына, пісірудің кеңістік қалпына және пісіру жалғастарың түріне байланысты пісіру тоғының күшін т. б. қою керек. Доғаны екі әдіспен жағуға болады. Бірінші әдісте электродты бұйымның бетіне тигенше тігінен жақындатады және тез жоғары доғаның қажетті ұзындығына дейін тартады. Екіншісінде – электродты металл бетіне шақпақтайды. Доғаны жағудың әдістерін қолдану, пісіру жағдайына және пісірушінің тәжрибесіне байланысты. Доғаның ұзындығы электрод диаметрі мен маркасіне, пісірудің кеңістіктегі қалпына, пісіру жиектерінің өңделуіне байланысты. Доғаның мөлшерлі ұзындығы LД = (0,5 ÷ 1,1)dэл (dэл – электрод диаметрі) шамасында. Доғаның ұзындығын көбейту балқытылған жік металының сапасын төмендетеді, мұнда қарқынды тотығу мен азоттану орын алады, металдың күю және шашырауы шығындарын көбейтеді, негізгі металдың балқу тереңдігін азайтады. Сондай-ақ жіктің сырт пішінін нашарлатады. [17]
5-Тақырып. Электрлік доға және оның пісіруде қолданылуы.
Сабақтың мақсаты – доғаның электрлік және физико-жылулық қасиеттерімен оқушыларды таныстыру.
Программадағы теориялық оқу санының аз болғанына қарамастан бұл тақырып негізгі тақырыптардың бірі болып саналады. Бұл тақырыпта доғалы пісірудің процесі туралы негізгі түсініктер аталып өтілген. Материалдың толық берілуі оқушыларға доғалық пісіру жайлы негізгі мәліметтерді түсіндіреді.
Бұл тақырыпты тақырыпшаларға бөлуге болады:
Доғалы разрядтың физикалық негіздері және доғаның электрлік қасиеттері.
Доғалы пісіруге магниттік өрістің әсері.
Доғаның пісіру қасиеттері.
Доғалы разрядтың физикалық негіздері және доғаның электрлік қасиеттері.
Сабақтың көрнекiлiгi: плакат – электрлі доғалы пісірудің сұлбасы. Плакат – доғаның жану процесінің сұлбасы және көлемдік ионизация. Плакат – доғаның құрылысың сұлбасы. Плакат – ауыспалы ток кезіндегі доғадағы токтің және қысымның өзгеруі.
Сабақ жоспары. 1. Газдағы электр разряды. 2. Доғалы пісірудің құрылысы. 3. Доғаның вольт-амперлік мінездемесі. 4. Ауыспалы токтагы доғаның ерекшеліктері. 5. Флюс астындағы және қорғаныс газдардағы ауыспалы ток доғасының ерекшеліктері.
Оқу-әдістемелік нұсқау. Тақырыпшаның бірінші сұрағын қарастыра отырып оқушыларға электрлік токтың табиғаты және металдардың электрондық өтімділігі жайлы естеріне сала кеткен жөн. Электрлі пісіру доғасы және газдағы электрлік разрядтың түзілуі жайлы сұлбаларда қарастырған жөн.
Электр доғасы құбылысының мағынасын айқындағаннан соң доғаның пайда болуы мен тұрақты жану процесін түсіндіруге болады. Металл бетінен электронға шығуға қажетті энергия көлемін электрон шығу жұмысы деп атайтынын айтып өту керек. [17]
6-Тақырып. Флюс астында доғалы пісіру.
Сабақтың мақсаты - флюс астында доғалы пісіру жайлы мәлімет беру.
Сабақтың көрнекілігі: плакат, интерактивті тақта
Сабақ жоспары: 1. Флюс астында доғалы пісіру. 2. Пісіру ережесі көрсеткіштерінің жік түрі мен мөлшеріне әсері.
Оқу-әдістемелік нұсқау: Флюс астында доғалы пісіру. Бұл тәсілдің өнеркәсіпте болаттардан, түсті металдармен олардың қорытпаларынан құрылғылар жасағанда кеңінен қолданылуы, үрдістің жоғары өнімділігі, жоғары сапасы және пісіру жалғастарының қасиеттерінің тұрақтылығымен, қолмен доғалы пісірумен салыстырғанда, пісіру материалдары мен электроэнергия шығынының төмендігімен түсіндіріледі. Тәсілдің кемшілігіне жік жазықтығы көлбеуліктен 10-150 ауытқығанда, балқыған флюс пен металдың ағу мүмкіншілігінен, тек қана төменгі қалыпта пісіру мүмкіншілігін жатқызуға болады.
Тәсілдің мәнісі. Бір доғалы пісіру – бір электродты пайдалану үрдісі кеңірек тараған. Пісіру доғасы жалаң электрод сымымен 1 флюс астындағы бұйымның 3арасында жанады. Балқыған флюс пен металдың газдары мен
буларынан, пісіру доғасы жанатын газ қуыстығы пайда болады. Газ қуыстығындағы газдың қысымы 7-9 г/см2 құрайды, бірақ доғаның механикалық қысымымен біріккенде, доғаның астындағы сұйық металды ығыстыруға жеткілікті. Бұл доғадан негізгі металға жылу берілісін жақсартады. Пісіру тоғының күшін көбейту доғаның механикалық қысымын және негізгі металдың балқу тереңдігін Нпр көбейтеді.
Жіктің түрі мен мөлшері пісіру ережесінің көптеген көрсеткіштеріне - пісіру тоғының шамасына, доға кернеуіне, электрод сымының диаметріне, пісіру жылдамдығына т.б. байланысты. Бұйым немесе электрод көлбеуі, электрод шығуының шамасы, флюс ірілігі, тоқ түрі мен полярлығы, т.с.с. кӛрсеткіштер жік түрі мен мөлшеріне елеулі әсер ете қоймайды. Жік түрі мен мӛлшеріне ереже көрсеткіштерінің әсерін, әдетте солардың біреуін өзгертіп, басқа көрсеткіштерін тұрақты сақтап тұрып байқайды. Пісіру тоғының күші көбейген сайын, балқу тереңдігі бір шамаға дейін сызықты тура көбейеді. Бұл доғаның астындағы балқыған металды ығыстыратын пісіру ваннасының бетіндегі доға қысымының ұлғаюымен (доғадан негізгі металға жылу беріліс жағдайлары жақсарады) және погонды энергияның көбеюімен түсіндіріледі. Балқыған электрод металының көлемі көбеюінен жіктің күшеюі көбейеді. Доғаның негізгі металға тереңдеуінен (негізгі металдың жазықтық бетінен тӛмен болғандықтан) жік ені аз ғана көбейеді. Пісіру тоғының тығыздығын көбейтү (тұрақты тоқта электрод диаметрін кішірейту) балқу тереңдігін күрт көбейтүге мүмкіндік береді. Бұл доға қозғалысының азаюымен түсіндіріледі. Бұл жағдайда жік ені кішірейеді. Егер доғаның нәрлендіргіш көзінің жоғарғы тоғының шамасы шектелген болса, онда электрод сымының диаметрін азайту жолымен жіктің қажетті балқу тереңдігін алуға болады. Дегенмен, мұнда жіктің балқу түрі коэффициенті (ψ = e/Н) азаяды және жік металының жұмыс қимасында орналасқан аумақтық ликвациясы қарқындалады. Тоқтың түрі мен полярлығы жік түрі мен мөлшеріне елеулі әсер етеді, бұл доғаның аноды мен катодындағы бөлінетін жылу көлемінің әртүрлі жағдайымен түсіндіріледі. [17]
7-Тақырып. Қорғаушы газ ортасында доғалы пісіру.
Сабақтың мақсаты - қорғаушы газ ортасында доғалы пісіру жөнінде мәлімет беру.
Сабақтың көрнекілігі: плакат, интерактивті тақта
Сабақ жоспары: 1. Қорғаушы газ ортасында доғалы пісіру. 2. Тәсілдің мәнісі.
Оқу-әдістемелік нұсқау: Қорғаушы газда пісіру өнеркәсіпте кеңінен қолданыс тапты. Бұл тәсілмен қолмен, жартылай автоматты, әртүрлі кеңістік жағдайында, түрлі металдар мен қорытпаларды миллиметрдің ондық бөлшегінен ондаған милиметрге дейінгі қалыңдығын жалғастыруға болады.
Пісіргенде пісіру аумағына 1 бастиек 2 арқылы үзіліссіз қорғаушы газ беріліп тұрады. Доғаның жылуымен негізгі металл 4 балқиды, егерде пісіру балқитын электродпен орындалса, онда электрод сымы да балқиды. Пісіру ваннасындағы балқыған металл кристалданып жік қалыптасады.
Жіктің қалыптасуы негізгі металл жиектерінің балқуы, балқитын электрод металы немесе қосымша енгізілетін қосынды металл (балқымайтын электродпен пісіргенде) есебінен болады. Қорғаушы газ есебінде инертті (аргон мен гелий) және белсенді газдар (көміркышқыл газы, сутегі, оттегі және азот). Сондай-ақ олардың қоспалары (Ar + He, Ar + CO2, Ar + O2, CO2 + O2 және басқалары) пайдаланылады. Электродқа байланысты қорғаушы газды ортасынан немесе жанынан беруге болады. Балқитын электродпен үлкен жылдамдықпен пісіргенде, ортадан беретін қорғаушы газдың тұрған ауаны үрлеп шығаруының сенімділігі бұзылғанда, газды жанынан беру іске асырылады. Пісіру кезіндегі соққан жел қорғаушы газ ағынын үрлеп, пісіру жігі немесе жалғасының сапасын күрт нашарлатады.
Қорғаушы газдардың жылу-физикалық қасиеттері доғаның технологиялық қасиеттеріне және жік пішініне үлкен ықпал жасайды. Мысылы, гелийді аргонмен салыстырғанда, оның иондаушы потенциалы жоғарырақ және плазма температурасында жылу өткізгіштігі үлкен. Сондықтан гелийдегі доға "жұмсақтау". Бірдей жағдайда гелийдегі доғаның кернеуі жоғарырақ, ал қалыптасқан жіктің балқу тереңдігі аздау, ені үлкендеу. Сондықтан гелийді жұқа жаймалы металдарды пісіргенде пайдалану тиімдірек. Бұдан да басқа, гелий ауадан және аргоннан жеңіл, бұл пісіру аумағын жақсы қорғау үшін, оның шығынын көбейтуді (1,5-3 есе) қажет етеді. Көмірқышқыл газы жік пішініне әсер ету жағынан аралық жағдайда.
8– сурет. Қорғаушы газ ортасында доғалы пісіру.
Қолданылатын қорғаушы газдардың көп түрлерінде, олардың жылу –
физикалық қасиеттерінің елеулі айырмашылығында, пісіру металдарына (ісжүзінде барлығына) және олардың қалыңдығына (0,1 мм-ден оншақты милиметрге дейін) қатысты бұл тәсілдің үлкен технологиялық мүмкіншіліктері бар. Пісіруді балқымайтын (көмірлі, вольфрамды) немесе балқитын электродтарды қолданып орындауға болады. Басқа тәсілдермен салыстырғанда қорғаушы газда пісірудің бірқатар артықшылығы бар: әртүрлі металдар мен қорытпалардың әртүрлі қалыңдығында пісіру жалғастарының сапасының жоғарылығы; әртүрлі кеңістік қалпында пісіру мүмкіншілігі; жік қалыптасуын көзбен байқау мүмкіншілігі, бұл жартылай автоматты пісіруде өте маңызды; флюс толтыру, оны жинау және қожды кептіру операцияларының жоқтығы; жоғары өнімділігі және механикаландыру мен автоматтандырудың жеңілдігі; белсенді қорғаушы газдарды қолданғанда құнының төмендегі. Бұл тәсілдің флюс астында пісірумен салыстырғандағы кемшіліктеріне доғаның жылу және жарық радиациясына қарсы қорғау шараларының қажеттілігі. [17]
8-Тақырып. Ұнтақты сыммен доғалы пісіру. Электроқожды
пісіру.
Сабақтың мақсаты - ұнтақты сыммен доғалы пісіру және электроқожды пісіру тақырыбын түсіндіру.
Сабақтың көрнекілігі: плакат, интерактивті тақта
Сабақ жоспары: 1. Ұнтақты сымдармен доғалы пісіру. 2. Электр қожды пісіру.
Оқу-әдістемелік нұсқау: Флюс астында пісіруде, әсіресе жартылай автоматтыда, электродты өңделген жиекке дәл бағыттау мүмкіншілігі және қалыптасуын бақылау қиындау. Қорғаушы газбен пісіргенде жел тұрудан,
газ бастиегін шашырандылар зақымдауынан т.с.с. пісіру аумағын қорғау
сенімділігі нашарлайды. Бұл жағдайда, қаптамалы болат электродтарының
жақсы қасиеттерін (қорғау, легірлеу, балқыған металдың тотығын азайту) және қимасы тұтас сымдармен механикаландырылған пісіруді (жоғары ӛнімділік) біріктіретін, ұнтақты сымдарды пайдаланудың үлкен өндірістік артықшылығы бар, әсіресе жинастыру жағдайында. Бұған пісіру процесін қиындататын немесе оның еңбексиымдылығын көтеретін (флюс салу және жинау т.б.) газ аппаратурасының (баллондар, шлангілер, газ реттегіштер) флюс және флюс аппараттарының жоқтығы мүмкіндік жасайды. Жартылай автоматты пісіргенде өңделген жиектерге электродты бағытауды, әсіресе оның көлденең тербелісінде, сондай-ақ жік қалыптасуын байқау мүмкіншіліктері, ұнтақты сыммен пісірудің негізгі артықшылықтары. Ұнтақты сыммен өзегін толтыратын құрамды өзгерту, жіктің химиялық құрамы мен доғаның технологиялық сипаттамаларына ықпал жасауға мүмкіндік береді.
9– сурет. Электроқожды пісіру процесінің сұлбасы.
Тәсілдің мәнісі. Ұнтақты сымның құрылымы оны доғамен балқытудың
кейбір ерекшеліктерін анықтайды. Сым өзегі 50-70% металл емес заттардан
тұрады, сондықтан оның электр кедергісі металл қабығынан жоғары - жүз еседей көп. Сол себептен барлық пісіру тоғы металды қабықтан оны балқытып өтеді. Металл қабығы ішіндегі орналасқан өзектің балқуы, негізінде доғаның жылу шашыратуы және балқыған металл қабығынан жылу беріліс есебінде өтеді. Осының салдарынан өзек қабықтан шығып, ваннаның сұйық металына тиюі немесе оған ерімеген күйінде бөлшектеп енуі мүмкін. Бұл жік металының металл емес қосындыларымен ластануын көбейтеді.
Бұл тәсіл қалыңдығы жоғары металдарды жалғастыру үшін өнеркәсіпте кеңінен қолданылады. Мысалы, құрамдары әртүрлі болатпен шойынды, мыс, алюминий, титан және олардың қорытпаларын пісіру үшін қолданылады. Тәсілдің артықшылығына, іс жүзінде кез-келген қалыңдықты металды бір өтпелі пісіру мүмкіншілігін жатқызуға болады. Бұл басқа тәсілдердегідей қожды кетіруді, пісірудің келесі өтпені өтер алдындағы пісіру қондырғысын тиісті баптауды, қажет етпейді. Бұл жағдайда жиектерін қиғаштамай-ақ пісіру орындалады. Пісіру үшін бір немесе бірнеше сым электродтарын немесе басқа қимасы ұлғайтылған электродтарды пайдалануға болады. Осының нәтижесінде, пісіру металының қалыңдығы өскен сайын жоғарылайтын, үрдістің жоғары өнімділігі мен тиімділігіне жетеді.
Тәсілдің кемшіліктеріне төмендегілерді жатқызуға болады:
- техникалық орындалу жағын алғанда, бұл тәсілмен пісіруді металдың қалыңдығы 16 мм-ден жоғары болғанда ғана жургізуге болады;
- металдың қалыңдығы 40 мм-ден асқанда ғана бұл тәсілмен пісіру
экономикалық тиімді;
- бұл тәсілде тек қана тік жіктерді пісіруге болады. [17]
9-Тақырып. Доғалы пісіруге арналған аппараттар.
Сабақтың мақсаты - ұнтақты сыммен доғалы пісіру және электроқожды пісіру тақырыбын түсіндіру.
Сабақтың көрнекілігі: плакат, интерактивті тақта
Сабақ жоспары: 1. Ұнтақты сымдармен доғалы пісіру. 2. Электр қожды пісіру.
Оқу-әдістемелік нұсқау: Жіктің барлық ұзындығындағы көрсеткіштерінің бірдей болуымен анықталатын пісіру жалғастарының жоғары сапасын қамтамасыз ету үшін, пісіру аппаратуралары келесі операциялардың орындалуын қамтамасыз етуі қажет:
- пісіру тоғын электродқа және бұйымға келтіруді;
- электрод немесе қосынды металды және пісіру жиектерін қыздыруды;
- металды, оның балқу жылдамдығына тең жылдамдықпен пісіру
ваннасына беруді;
- электродтың жік бойымен қажетті дәлдікпен жылжуын;
- пісіру аумағын ауа әсерінен қорғауды.
Нақты қажетті технологиялық ережеге байланысты, аппаратура кейбір
қосымша операцияларды да (электрод тербелісін, ваннаны қолдан қалыптастыру, флюсті толтыру және оны тазарту т.б.) қамтамасыз етуі қажет.
Бұл операцияларды қолмен немесе пісіру автоматы көмегімен орындайды.
Доғалы пісіруде жік сапасы тұрақты болады, егерде оны орындау барысында
бекітілген берілген пісіру ережесі, яғни келесі факторлардың жиынтығы
сақталса:
Негізгілері:
- пісіру тоғының күші, А;
- электрод сымын беру жылдамдығы, м/сағ;
- электрод сымының қимасы, мм2;
- бос жүрісте және доға жанғанда электродтағы кернеуі, В;
- жік қалыптасу жылдамдығы (пісіру жылдамдығы), м/сағ;
- электродтың жік осінен ауытқуы, мм.
Қосымшалары:
- электродтың көлденең жылжуы: а) құлашы, мм; б) жиілігі, Гц;
- флюстің құрамы мен құрылымы, электрод қаптамасы;
- негізгі металдың температурасы, 0С;
- электрод немесе сымның көлбеуі, град;
- қорғаушы газды беру жылдамдығы, л/мин;
- бұйымның қалпы және пісіру орны.
Жіктің көрсеткіштерінің бекітілген ережеден немесе траекториядан барлық ауытқуын, аспаптардың көрсеткіштеріне сүйене отырып, қолмен немесе автомат көмегімен дұрыстайды. Пісіру бұйымдарының кең атау тізіміне байланысты, қазіргі кезде балқытып пісіруге арналған жабдықтардың көптеген түрлері жасалды және шығарылады. Жаппай және сериялы жабдықтардан да басқа көптеген арнайыландырылған, әдетте жоғары дәрежелі автоматтандырылған қондырғылар жасалды. Дегенмен, олардың жұмыс негізінде жұмыс ережесін реттеу мен тұрақтандырудың жаппай өндірістік жабдықтарда да пайдаланылатын, жалпы қағидалары қолданылған. Осы бөлімде доғалы пісіруге арналған көбірек таралған жаппай аппаратуралардың негізгі түрлері ғана қарастырылған және сол аппаратуралардың сипаттамалары келтірілген. Пісіру ережесін реттеушінің негізгі арналуы- жікке жылу енгізуді анықтайтын негізгі көрсеткіштер, тоқ пен доға кернеуін реттеу немесе тұрақтандыру. Бұл жағдайда реттеуші есебінде:
а) электрод беру жылдамдығы Vэл;
б) қоректендіру көзінің кернеуі Vи;
в)пісіру тізбегінің кедергісі Zс әсер етеді.
Пісіру үрдісінің орнықтылығы доға ұзындығы өзгергенде болатын, доға тоғының кездейсоқ тербелістерінде, электрод сымының балқу жылдамдығын өзгертумен қамтамасыз етіледі. Электрод сымының әрбір бекітілген беру жылдамдығына, беру жылдамдығы металдың балқу жылдамдығына тең болатын, доға жануының өз ережесіне сай келеді. Доға ұзындығының аз ғана өзгергенінде, электродтың балқу ережесі мен жоғарыда айтылған екі жылдамдық өзгереді. Нәтижесінде доға аралығының ұзындығы қалпына келе бастайды, бұл келу жылдамдығы:
мұнда, lд-доға ұзындығы;
νп-электродтың балқу жылдамдығы;
νэ-электродты беру жылдамдығы.
Мұндай жүйе электродтағы тоқ тығыздығы жоғарылағанда (сымның
диаметрі 1-3 мм) және тораптағы кернеу тербелісі 8%-ға дейін болғанда жақсы жұмыс істейді. Автоматты реттеу жүйесін, электродта тоқ тығыздығы, оның кездейсоқ ауытқығанында, ережесі жылдам қалпына келтіруге жеткіліксіз болып тұрғанда, пайдаланады. Бұл жағдайда доғаның жану ережесін өздігінен реттеу құбылысына, келесі шамалардың біріне: доға кернеуі, доға тоғы, қоректендіру көзінің электр қозғалтқыш күшіне әсер ету арқылы автоматты реттеудің арнайы жүйесімен, сол бағытта жылу ережесін өзгерту қосылады. Тек қана доға жану ережесі автоматтандырылған қондырғыларды, доғалы пісіруге арналған жартылай автоматтар, ал оған қоса бастиекті түйіс бойымен жылжыту қарастырылса –онда оларды пісіру автоматтары деп атайды. Доғалы, пісіруге арналған жартылай автоматтардың, тоқтың жоғары тығыздығында (200А/мм2-ге дейін) жіңішке пісіру сымын қолданғандықтан, жоғары эксплуатациялық көрсеткіштері болады. Доға жануы ережесінің өздігінен реттеу процесі жеткілікті түрде қарқынды өтеді және түйіс бойымен пісіру бастиегіне қолмен жүргізгенде пайда болатын доға аралығының барлық ұзындық тербелісін қарымталауға мүмкіндік береді.
Қазіргі кезде электр пісіру жабдығын өндіргенде, құрама элементтердің аз санында, арналуы әртүрлі аппараттарды алуға мүмкіндік беретін, әмбебап және агрегаттау қағидасы кеңінен қолданылады.
Бұл тәсіл аппаратураларды жобалаудан бастап, оны дайындау, пайдалануы мен жөндеуіне дейін, барлық сатысында үлкен экономикалық тиімділік береді.
Тасымалы жартылай автомат (10,а-суреті) габарит өлшемдерінің (362×234×153мм) аздығымен ерекшеленеді. Жартылай автоматтың жылжымалы вариантында (10,ә-суреті) сымның қоры 20 кг-ға дейін ұлғайтылады, ал массасы 80-100 кг-ға дейін сымның ауыр орамасымен жұмыс істеу үшін, беру механизмін арнайы арбашыққа бекітеді (10,б-суреті). Жартылай автоматтар тұрақты орында жұмыс істегенінде беру механизмін, барлық бағытта бұрылғанда ең жоғарғы радиус әсерін қамтамасыз ететіндей, бұрылмалы консольді арқалықта орналастырылады. (10,д-суреті). Қоректендіру көзі немесе басқару шкафы мен беру механизмінің арасының ең көп қашықтығы 15м. Жартылай автоматы пісіру, тез әсерлі айырғыш көмегімен, үш метрлі шлангі арқылы беру механизмімен жалғасқан әмбебап бастиекпен орындалады. Бастиектер, соплолар, ажыратқыштар және жанарғының басқада элементтері өзара әмбебапталған, оларды пайдалану барысында, нақты жағдайда, ыңғайлырақ пісіру бастиегін жылдам таңдап, қолдануға мүмкіндік береді. ПДГ-502 және ПДГ-503 жартылай автоматтары, қатаң ғана емес, сондай-ақ құлама сырттық сипаттама алуды қамтамасыз ететін, әмбебап пісіру түзеткішімен ВДУ-504 жинақталған, бұл бір пісіру жанарғысын ауыстыру жолымен, жартылай автоматты флюс астында пісіруге бейімдеуге мүмкіндік береді. ПДГ-306, ПДГ- 504 және ПДГ-50Л жартылай автоматтары, оларға аралық басқару шкафы арқылы қосылатын, көп посталы қоректендіру көздерімен істеуге арналған.
Жартылай автоматты басқару сұлбасы шала өткізгіш элементтермен орындалған, олар пісіру және баптау ережелерінде қажетті жұмыс циклін
қамтамасыз етеді.
10-сурет. Балқитын электродтармен доғалы пісіруге арналған жартылай автоматты жинақтау: а-тасымалы қиын жететін жерлерді пісіруге арналған (беру механизмі МПЗ-1); ә-жылжымалы (МПО-1); б-жылжымалы сымның үлкен қорымен (МПТ-1); в-тұрақты орындағы; 1-газ баллоны; 2-қоректендіру көзі; 3-басқару блогі; 4- электродтық сым беру механизмі; 5-жанарғы; 6-кассета электродтық сымымен. [17]
10-Тақырып. Пісіру ережесінің көрсеткіштерін есеп-экспериментельді тәсілдермен анықтау.
Сабақтың мақсаты - пісіру ережесінің көрсеткіштерін есеп-экспериментельді тәсілдер арқылы анықтау.
Сабақтың көрнекілігі: плакат, интерактивті тақта
Сабақ жоспары: 1. Пісіру үрдісінің күрделілігі 2. Номограммалар мен кестелер 3. Эксперименттердің нәтижелері.
Оқу-әдістемелік нұсқау: Балқытып доғалы пісіру технологиясын жасауға қатысты технологиялық есептеулерге пісіру жігі мен жалпы жалғастың күтетін геометриялық түрі мен мөлшерін бағалау, олардың механикалық қасиеттері мен химиялық құрамына байланысты есептеулерді жатқызуға керек. Осыған байланысты пісірудің технологиялық үрдістері жүретін жағдайларды ескеру қажет: пісірілетін металдың химиялық құрамы, мөлшері мен қалыңдығы, қоршаған ауаның температурасы, жік қалыптасуында негізгі металдың үлестік қатысуын анықтайтын пісіру ережесі; жік металы мен термиялық әсер аумағының салқындату жылдамдығы; қосынды материалдардың химиялық құрамы; олардың жік қалыптасуындағы үлестері, тамшыда, доғада және пісіру ваннасындағы реакциялардың өту сипаты; жік металында және термиялық әсер аумағында, оны салқындатқанда пайда болатын, созу илемділік деформациясының мөлшері. Пісіру үрдісінің күрделілігіне барлық технологиялық жағдайларды пісіру ережесінде ескеріп, пісіру жалғастарының есептейтін дәл аналитикалық байланыстарды алу мүмкін емес. Іс жүзінде құбылысты толық қамтитын, сондай-ақ әртүрліліктің көптеген жеке жағдайларын ескеруге мүмкіндік беретін, тек қана экспериментальді тәсілдерді қолданып ақпарат алады. Сондықтан пісірудің технологиялық үрдісін әдетте, экспериментальды зернеулердің нәтижесін жалпылау негізінде, жуықталған формулалармен есептейді. Пісірудің технологиялық үрдісін жасағанда, талаптарға байланысты, барлығын немесе жеке аралық және соңғы шығыс сипаттамаларын есептейді:
а) жік маталы мен термиялық әсер аумағының температурасы мен салқындату жылдамдығы, қатерлі температура аралығында (Тmax, Wохл, tв) оны ұстап тұру;
ә) Fпр, Fн және γӛ коэффициенттерінің шамасын есептеумен анықтайтын,
негізгі металдың жік қалыптасуындағы үлестік қатынасы;
б) барлық легірлеуші элементтер үшін жік металының химиялық құрамы;
в) жіктің геометриялық өлшемдері: балқу тереңдігі Н, ені е, күшейту
биіктігі h, балқу ψпр және жік ψв түрлері коэффициенттері;
г) жік металының механикалық қасиеттері: беріктиік шегі σв.ш, жылжып сусымалылық шегі σт.ш, салыстырмалы ұзаруы δш, салыстырмалы көлденең
кішіреюі ψш, соққы тұтқырлығы αв.ш. Әдетте «а» және «б» пункттері бойынша есептеулерді барлық болаттар үшін орындайды.
Төмен көміртекті және төмен легірленген құрылғылық болаттарға «в» және «г» пункттері бойынша есептеу үшін жуықталған формулалар бар. Шынығатын болаттар үшін «а» - «в» пункттері бойынша есептеуге болады, одан да басқа аустенит таралунының термикинетикалық немесе изотермиялық диаграммалары көмегімен, жік күтетін құрылымын, шынықтыру құрылымы мен сызаттар пайда болу мүмкіншіліктерін бағалау қажет. Қатаң математикалық негіздеу, пісіруде металды қыздыру мен салқындату процесін есептеу формулаларында ғана бар. Қазірге дейін пісіру ережесінің көрсеткіштерін, көптеген эксперименттер негізінде жасалған, әртүрлі кестелер мен номограммалар бойынша таңдау, кеңінен іске асырылады. Бұл мәліметтерді пайдалану пісіру ережесінің барлық кӛрсеткіштерін J, U, Vсв, Vпл, dэ, Jэ таңдауға мүмкіншілік береді. Бұл жағдайда пісіру жіктерінің қажетті балқуы, жіктің сыртқы бөлігінің қанағаттанарлық түрі, жік металының негізгі металл деңгейіндегі механикалық қасиеттерінің қамтамасыз етілетініне сенімді болуға болады.
Дегенмен, номограммалар мен кестелерде технологқа маңызды және
қызықты төмендегі мәліметтер туралы ақпараттар жоқ.
1. Жіктің өлшемдері (H, e, h, ψв) қандай болады;
2. Fпр, Fн және γо шамалары қандай;
3. Жік металының механикалық сипаттамалары (σв.ш., σт.ш., σш, ψш) қандай
болады.
Тек, осы көрсетілген мәліметтер ғана бірнеше варианттан, ақау болмауын қамтамасыз етіп қана қоймай, сондай-ақ жоғары өнімділік пен пісіру материалдарының, электроэнергия, еңбек ақы, қосымша және басқа шығындардың ең аз шығынында, жайлырақ беріктік пен пайдалану саласында, тиімдісін таңдауға мүмкіндік береді. Пісірудің тиімді ережесін таңдау жоғарыда көрсетілген сандық көрсеткіштердің бірнеше вариантын салыстыруға негізделеді, бұны қарапайымдылау, арзан және есептеу жолымен обьективті жасауға болады. Міне осы, жинақталған нақты тәжірбиелік мәліметтер негізінде, оларды ғылыми жүйелендіру, жалпылау және математикалық өңдеумен, технологтарды қызықтыратын пісіру процестерінің қажетті дәлдікпен мәнісін көрсететін, есептеу алгоритмдерін, яғни математикалық үлгі жасау, көптеген зерттеушілердің талпынысын анықтады.
Қазіргі кезде зерттейтін нысана немесе процестің математикалық үлгісі
экспериментті зерттеулердің қажетті бөлігі болып саналады, өйткені, алатын нәтижелерді статикалық өңдеумен экспериментті зерттеуді дұрыс және аз шығындармен іске асыру қиын. Классикалық бір факторлы экспериментте, оны орындағанда, оның барлық тәуелсіз айнымалы факторлары, біреуінен басқасы, тұрақты деп алу қарастырылады, ал бір айнымалы фактор өз мәнінің барлық таңдалған аралығында өзгертіледі. Содан кейін, ұқсас тәжірибе басқа факторлар үшін қайталанады да, бір факторлы эксперименттердің нәтижелері
жинақталады. Эксперименттердің мұндай жоспарын іске асыру қиынға соқпайды, дегенмен, ол өткізу уақытының ұзақтығымен, материал мен жабдықтар шығынның көптігімен байланысты, беретін дәлдігі жоғары емес,
бірнеше факторлардың бір уақытта және бірлескен әсерін ескеруге мүмкіндік
бермейді. Осы келтірілген себептерге байланысты, қазіргі кезде эксперименталды зерттеулерді жобалау, ұқсастық теория идеясына немесе
эксперименттерді көп факторлы жобалауға негізделген математикалық үлгілер, процестер мен құбылыстар негізінде іске асырылады. Егер зерттейтін процестің физикалық мәнін талдау және ұқсастық теориясы негізінде, ұқсастық шегі мен кешенді көрсеткіштер немесе бұл процестің жалпыланған координатын алуға мүмкіншілік болса, онда ұқсастық жағдайына жауап беретін әртүрлі эксперименттердің нәтижесін жоғары дәлдікпен және жақсы жетістікпен жалпылауға болар еді. Ұқсастық теориясын пайдалану мүмкін болмаған жағдайда, әрбір көрсеткіштің бірлескен әсері жөнінде кеңірек ақпарат алу мақсатында және қажетті эксперимент санын азайту үшін, көп факторлы жобаланатын эксперимент тәсілі қолданылады. Бұл тәсілдің негізінде жеке көрсеткіштердің және олардың бірлескен әсерін ескеретін, әртүрлі дәрежелі функционалды байланыстар түрінде шағындап жобаланған тәжірибе негізінде, бақылау нәтижелері мен дербес айнымалылардың арасындағы эмпириялық байланыстарды алуға мүмкіндік беретін, көп тармақты корреляциялық талдау
енгізілген. Бұл жағдайда өтетін процестердің ішкі физикалық мәні ашылмайды, бірақ бірнеше дербес айнымалылардың (көрсеткіштердің) бір уақыттағы әсерін ескеріп, процесс жүруіне көрсеткіштердің формалды ықпалы көлемді (сандай) анықталады. Бұл тәсілді қолданғанда функционалды байланыстарды табуға қажет тәжірибе саны елеулі қысқартылады және бұдан да басқа, алынған шешімдер зерттейтін бұйымның сан жағын сипаттайтын, интерполяцияланған формулалар есебінде пайдаланылуы мүмкін. Сонымен, а-д пунктары бойынша есептеу мүмкіншіліктері әртүрлі, оларды пайдалану жуықтап есептеу формулаларының барлығымен және мұндай формулаларды алу мақсатында,
қажетті эксперименталды зерттеулерді дұрыс жасай білумен байланысты.
Сандық талдау вариантын пайдалануға негізделген, міне осындай көзқарас, пісіру ережесін негіздеуде және таңдауда ең дұрысы деп саналады. Бұл болаттар және пісіру тәсілі үшін көрсетілген формулалар тәжірибеден көпқайтара тексеруден өткен және ±10-12% дәлдікпен нәтиже береді. Пісіргенде жік пен пісіру жалғастарының ақырғы мөлшерлері мен қасиетіне әртүрлі дәрежеде әсер ететін көптеген факторлар бар. Оларға тоқ күші, кенрнеуі, пісіру жылдамдығы, электрод сымының химиялық құрамы мен өлшемі, қорғаушы ортаның құрамы мен түрі, негізгі металдың химиялық құрамы мен өлшемдері, қоршаған ауаның температурасы жатады. Осы себеппен, әрбір фактордың және олардың біріккен әсерін, яғни зерттеу нәтижесін белгілі жүйеге келтіру және олардың сандық байланысы мен қатынасын бағалау қиын болады. Құбылыстың физикалық мәнісін талдау негізіндегі ұқсастық теориясы мен өшемдіктерді пайдаланғанда, зерттейтін функцияға бірлесіп ықпал ететін факторлардың жиынтығын (кешенін) іздейді. Бұл кешендер зерттелетін процестерге мәні елеулі тұрақты бірлестіктердің қосындысы болып табылады. [17]