109. Резка металлов

Резкой металлов называют отделение частей (заготовок) от сортового, листового или литого металла. Различают механическую (ножницами, пилами, резцами), ударную (рубку) и термическую резку.

Термической резкой называют обработку металла (вырезку заготовок, строжку, создание отверстий) посредством нагрева. Паз, образующийся между частями металла в результате резки, называют резом. По форме и характеру реза может быть разделительная и поверхностная резка, по шероховатости поверхности реза — заготовительная и чистовая Термическая резка отличается от других видов высокой производительностью при относительно малых затратах энергии и возможностью получения заготовок любого, сколь угодно сложного, контура при большой толщине металла.

Можно выделить три группы процессов термической резки: окислением, плавлением и плавлением окислением.

При резке окислением металл в зоне резки нагревают до температуры его воспламенения в кислороде, затем сжигают его в струе кислорода, используя образующуюся теплоту для подогрева следующих участков металла. Продукты сгорания выдувают их реза струей кислорода и газов, образующихся при горении. К резке окислением относится газоплазменная (кислородная) и кислородно-флюсовая резка Газопламенной резкой можно резать железо и углеродистые стали. Для резки чугуна, цветных металлов высоколегированных сталей, хромоникелевых сплавов применяют кислородно-флюсовую резку. Этот способ резки применяется также для резки бетона и железобетона.

При резке плавлением металл в зоне резки нагревают мощным концентрированным источником тепла выше температуры его плавления и выдувают расплавленный металл из реза с помощью силы давления дуговой плазмы, реакции паров металла, электродинамических и других сил, возникающих при действии источника тепла, либо специальной струей газа. К способам этой группы относятся: дуговая, воздушно-дуговая, сжатой дугой (плазменная), лазерная и термогазоструйная резка. Наиболее распространен обеспечивающий высокое качество производительности труда способ плазменной резки (резка сжатой дугой). Для цветных металлов, и в первую очередь алюминия, плазменная резка — один из лучших способов.

При резке плавлением-окислением применяют одновременно оба процесса, на которых основаны две предыдущие группы способов резки. К способам этой группы относятся: кислородно-дуговая, кислородно-плазменная, кислородно-лазерная резка.

110. Пайка металлов

Пайка металлов — это процесс соединения частей изделия введением между ними расплавленного промежуточного металла — припоя с температурой плавления более низкой, чем у соединяемых металлов. Припой в жидком виде заполняет зазор между соединяемыми поверхностями под действием капиллярных сил, а затем кристаллизуется и прочно соединяется с основным металлом. Основной металл при пайке не плавится, а только подогревается.

Источниками теплоты при пайке являются электронагрев, индукционный нагрев, газовое пламя, паяльник. При пайке припой нагревается на 30—60°С выше температуры его плавления, а основной металл изделия нагревается почти до температуры плавления припоя, чтобы обеспечить хорошую смачиваемость поверхностей припоя и капиллярность.

Капиллярность — совокупность явлений, обусловленных силами взаимодействия между жидкими и твердыми телами на их общей границе, при которой припой засасывается в очень малые объемы, зазоры под действием капиллярных сил. Паяные конструкции широко применяются в технике при производстве всех систем летательных аппаратов, в электротехнике и других отраслях промышленности. Для пайки чаще всего применяются нахлесточные соединения. Достоинство пайки — практическое отсутствие коробления и равнопрочность изделий.

По ГОСТ 17325-79 различают два основных вида пайки:

1) высокотемпературную; 2) низкотемпературную.

При высокотемпературной пайке температура плавления припоев выше 550 ^оС, а при низкотемпературной — ниже 550 ^оС. В качестве высокотемпературных припоев используются медь, цинк, серебро, никель. В низкотемпературных припоях основой являются свинец, олово, сурьма. Существует определенная маркировка припоев, например ПОС-18, ПОС-30, ПОС-40, где цифра указывает процентное содержание олова, а остальное — почти все свинец. Для легких сплавов припой группы ПОС неприемлем, так как большое содержание свинца вызывает сильную коррозию.

Все припои для высокотемпературной пайки можно разделить на медные, медно-цинковые, серебряные, медно-фтористые. Температура плавления этих припоев от 720 до 980 ^оС. Серебряные припои имеют температуру плавления 720—870°С в зависимости от марки. У медно-фтористых припоев температура до 980 ^оС. При пайке мягкими припоями применяют флюсы: хлористый цинк, нашатырь, а когда от соединения требуется электропроводность, в качестве флюса используют канифоль, иногда даже в растворе анилинового спирта.