ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΕΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ κ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΥΛΙΚΩΝ, ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ κ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Παραουσίαση μαθήματος με διαφάνειες στο Powerpoint Ξάνθη 2017 1
ΜΕΡΟΣ Α ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 τοπικα θερμες κατεργασιες 5.1 τοπικα θερμες κατεργασιες 5.2 κοπη οξυγονου 5.3 συγκολλησεις 5.4 ειδικες μεθοδοι συγκολλησης 5.5 υπολογισμοι συγκολλησεων 5.6 επιτρεπομενες τασεις ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 - επιμεταλλωση 6.1 επιμεταλλωση 6.2 κονιομεταλλουργια 2
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 5.1 ΤΟΠΙΚΑ ΘΕΡΜΕΣ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ Υπό το γενικό αυτό τίτλο περιλαμβάνονται κατεργασίες μετάλλων κατά τις οποίες ο κύριος όγκος του υλικού βρίσκεται σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, τοπικά δε από χημικά ή φυσικά αίτια αναπτύσσονται υψηλές θερμοκρασίες, συνήθως ανώτερες του σημείου τήξης του μετάλλου. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν κυρίως η κοπή μετάλλου με φλόγα ακετυλενίου ή υδρογόνου, η συγκόλληση με ακετυλένιο ή υδρογόνο, οι διάφοροι τύποι ηλεκτροσυγκολλήσεων, η συγκόλληση και η κοπή με πλάσμα, ακτίνα ηλεκτρονίων ή ακτίνες laser και η μέθοδος κοπής με ηλεκτρικό σπινθήρα. Συνηθισμένο πρόβλημα των τοπικά θερμών κατεργασιών είναι οι τοπικά υψηλές θερμικές τάσεις που δημιουργούνται κατά την απόψυξη των προϊόντων στη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Δευτερεύοντα προβλήματα των μεθόδων αυτών κατεργασίας είναι η τοπική αλλοίωση των μηχανικών ιδιοτήτων του αντικειμένου, λόγω των υψηλών θερμοκρασιών, καθώς και η επιφανειακή μεταβολή της χημικής σύστασης του μετάλλου λόγω των χημικών αντιδράσεων με το οξυγόνο και το άζωτο της ατμόσφαιρας. Τα προβλήματα αυτά είναι δυνατό να αντιμετωπισθούν με θερμική κατεργασία και χημική προστασία αντίστοιχα 3
5.2 ΚΟΠΗ ΟΞΥΓΟΝΟΥ Η κοπή με φλόγα οξυγόνου συνίσταται στην υπό υψηλή θερμοκρασία (3500οC) θέρμανση και οξείδωση του μετάλλου από ρεύμα οξυγόνου 4
5.3. ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ Με τον όρο συγκόλληση εννοούμε γενικά την τοπική σύμφυση μετάλλων υπό υψηλή θερμοκρασία Τα βασικά προβλήματα που αντιμετωπίζει ο μηχανικός κατά την παραγωγή συγκολλητών προϊόντων είναι κυρίως ο κατάλληλος σχεδιασμός του κομματιού ώστε να διευκολύνεται η συγκόλληση και η "συγκολλητότητα" του υλικού σε συνδυασμό με τα μηχανήματα συγκόλλησης που υπάρχουν. 5
5.3. ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ -είδη (1) Συγκόλληση με Σφυρηλάτηση. (2) Συγκόλληση Θερμίτου. (3) Συγκόλληση Επαγωγής. (4) Σκληρή κόλληση. (5) Μαλακή κόλληση. 6
5.3. ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ 5.3.1. Ηλεκτροσυγκόλληση Τόξου. 7
5.3.1. Ηλεκτροσυγκόλληση Τόξου. 8
5.3.2. Συγκολλήσεις Οξυγόνου. Στις συγκολλήσεις οξυγόνου, η θερμότητα που χρειάζεται για την τήξη και τη συνένωση του μετάλλου με την κόλληση προέρχεται από την καύση ακετυλενίου, υδρογόνου ή αερίων υδρογονανθράκων. 9
5.3.3. Ηλεκτροσυγκολλήσεις αντίστασης 10
5.3.3. Ηλεκτροσυγκολλήσεις αντίστασης 5.3.3.1. Κόλληση Κηλίδας (πόντας) 11
5.3.3. Ηλεκτροσυγκολλήσεις αντίστασης 5.3.3.2. Ηλεκτροσυγκόλληση Ραφής 12
5.3.3. Ηλεκτροσυγκολλήσεις αντίστασης 5.3.3.3. Ηλεκτροσυγκόλληση Προεξοχής Βασική προϋπόθεση, για τη χρησιμοποίηση, της μεθόδου είναι η σχετικά μικρή ηλεκτρική αγωγιμότητα του μετάλλου. Έτσι δεν είναι δυνατή με τη μέθοδο αυτή η συγκόλληση του χαλκού, του αλουμινίου και των κραμάτων τους. 13
5.3.3. Ηλεκτροσυγκολλήσεις αντίστασης 5.3.3.4. Ηλεκτροσυγκόλληση λάμψης και αναστροφής. Πράγματι, η ηλεκτροσυγκόλληση λάμψης παρουσιάζει: 1. Μεγαλύτερη μηχανική αντοχή. 2. Μικρότερη παραμόρφωση στην περιοχή της συγκόλλησης. 3. Μικρότερη μηχανουργική προετοιμασία των προς συγκόλληση κομματιών. 4. Μικρότερη ηλεκτρική κατανάλωση. 5. Μεγαλύτερη ταχύτητα συγκόλλησης. 6. Καλύτερη συγκόλληση ανομοιογενών μετάλλων. 14
5.4. ΕΙΔΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗΣ Όπλο πλάσματος Συγκόλληση ακτίνας ηλεκτρονίων Συγκόλληση ακτίνας Laser. ασκήσεις 15
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 6.1 ΕΠΙΜΕΤΑΛΛΩΣΗ Με τον όρο επιμετάλλωση εννοούμε τη δημιουργία ενός στρώματος μετάλλου πάνω στο μέταλλο βάσης για την προσθήκη ορισμένων επιθυμητών ιδιοτήτων. Οι ιδιότητες που συνήθως επιδιώκουμε να δώσουμε σε μία μεταλλική επιφάνεια με τη μέθοδο της επιμετάλλωσης είναι συνήθως η αντοχή στη διάβρωση και στην οξείδωση, η βελτίωση των ιδιοτήτων τριβής και η αύξηση των πόρων της μεταλλικής επιφάνειας για τη βελτίωση των συνθηκών τριβής και λίπανσης εδράνων και αξόνων, και η επαναφορά φθαρμένων αντικειμένων στις αρχικές τους διαστάσεις Οι βασικοί τρόποι επιμετάλλωσης είναι: ο ψεκασμός με υγρό μέταλλο, η ηλεκτρόλυση και η εμβάπτιση του αντικειμένου σε ρευστό μέταλλο. 16
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 6.2 ΚΟΝΙΟΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ Η κονιομεταλλουργία είναι η τεχνική με την οποία κονιοποιημένα μέταλλα και κράματα συμπιέζονται μέσα σε μήτρες ώστε να πάρουν το επιθυμητό σχήμα. Οι κόκκοι της σκόνης συμπιεζόμενοι συγκολλούνται προσωρινά και παίρνουν το σχήμα της μήτρας. Το αντικείμενο στη συνέχεια θερμαίνεται σε κάμινο με κατάλληλη ατμόσφαιρα με αποτέλεσμα οι κόκκοι μεταξύ τους να συγκολληθούν μόνιμα, παράγοντας το τελικό προϊόν. Σε άλλες περιπτώσεις η θέρμανση γίνεται κατά τη διάρκεια της συμπίεσης. Η πρώτη ύλη της κονιομεταλλουργίας παράγεται κατά διάφορους τρόπους, μηχανικούς, φυσικούς ή χημικούς, οι σπουδαιότεροι των οποίων είναι: 1. Οι θραυστήρες που κονιορτοποιούν τα υπολείμματα των μηχανουργικών κατεργασιών. 2. Ο ψεκασμός υγρού μετάλλου με μορφή αεροζόλ 3. Ο καταιονισμός υγρού μετάλλου, μέσω κατάλληλου κόσκινου από μεγάλο ύψος. 4. Η εναπόθεση μετάλλων υπό μορφή σκόνης στα ηλεκτρόδια συσκευών ηλεκτρόλυσης. 5. Η αντικατάσταση σιδήρου, χαλκού, νικελίου κλπ. από τα σουλφίδιά τους από το αλουμίνιο 17