Wyklad 161718

Podstawy Techniki

Wykładowca: mgr inż. Łukasz Sobczyk

Połączenia nierozłączne w techniceZGRZEWANIE

Podstawy Techniki


OPOROWE

DYFUZYJNE

TARCZOWE

WYBUCHOWE

ULTRADZWIĘKOWE

POŁĄCZENIA ZGRZEWANE

Podstawy Techniki


Zgrzewanie jest procesem łączenia elementów konstrukcji polegającym na ich podgrzaniu w miejscu styku do temperatury plastyczności przy równoczesnym odpowiednim nacisku.

Podstawowe odmiany technologii zgrzewania oporowego to:- zgrzewanie punktowe (jedno- i dwustronne),-zgrzewanie garbowe,- zgrzewanie liniowe (na zakładkę, liniowo-doczołowe),- zgrzewanie doczołowe zwarciowe,- zgrzewanie doczołowe iskrowe.

Metodą zgrzewania można łączyć ze sobą różnorodne metale i ich stopy

Norma PN-74/M .69020 określa parametry zgrzein punktowych w zależności od grubości łączonych blach.

POŁĄCZENIA ZGRZEWANE OPOROWE

Podstawy Techniki



Zgrzewanie punktowe Zgrzewanie liniowe Zgrzewanie garbowe

Zgrzewanie doczołowepunktowe

Zgrzewanie doczołowe iskrowe

Podstawy Techniki



Zgrzewanie elektryczne oporowe składa się z 3 faz.

Faza I - łączone elementy zostają poddane sile docisku dwóch elektrod, a po dociśnięciu zostaje włączony prąd elektryczny o wysokim natężeniu. Na skutek jego przepływu powstaje zjawisko oporu elektrycznego (szczególnie na styku powierzchni łączonych elementów) tworząc strefę roztopionego uplastycznionego metalu zwanego jądrem zgrzeiny. Faza II – rozrost jądra zgrzeiny wraz ze wzrostem ilości powstającego ciepła. Proces zgrzewania musi być tak zaprojektowany, aby jądro zgrzeiny (jego wielkość) zapewniało powstanie połączenia o wystarczającej wytrzymałości. Faza III - wyłączenie prądu jednakże zgrzeina pozostaje nadal pod dociskiem elektrod. W tym czasie jądro zgrzeiny osiąga maksymalną wielkość. Rozpoczyna się proces krzepnięcia (rekrystalizacji) metalu w jądrze zgrzeiny .

Podstawy Techniki



Podstawy Techniki


Połączenia nierozłączne w techniceLUTOWANIE

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIA LUTOWANE są to połączenia części metalowych za pomocą spoiwa nazywanego lutem, którym jest metal o niższej temperaturze topnienia niż łączone elementy.

Lutowanie miękkie - jest stosowane często w połączeniach przewodzących prąd, lecz nie przenoszących dużych sił. Ten typ lutowania stosowany jest również w konstrukcjach z blach cienkich.

Rozróżnia się:

Lutowanie miękkie metali ciężkich (stali, miedzi, cynku, itp. oraz ich stopów) lutami ołowiowo-cynowymi o temperaturze topnienia od 180 do 325 st. C i lutami specjalnymi (odpornymi na wysokie lub niskie temperatury, niskotopliwymi itd.) o temperaturze topnienia do 325 st. C; Lutowanie miękkie metali lekkich (aluminium, magnezu i ich stopów); najczęściej używane luty: cynkowo-kadmowe (temperatura topnienia 320 st. C), cynkowo-cynowe (260-320 st. C) - cynkowo-aluminiowe (430 st. C)

POŁĄCZENIA LUTOWANE

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIA LUTOWANE MIĘKKIE

Podstawy Techniki


Lutowanie twarde jest połączeniem o własnościach pośrednich pomiędzy lutowaniem miękkim i spawaniem

Rozróżnia się:

Lutowanie twarde metali ciężkich; stosowane luty: miedziane, mosiężne, srebrne i specjalne, temp. topnienia tych lutów od 600 do 1450 st. C Lutowanie twarde metali lekkich ; do lutowania aluminium i jego stopów używa się najczęściej lutów aluminiowo krzemowych( 83% Al., 13 % Si ,) a do lutowania magnezu i jego stopów – lutów magnezo-aluminiowo-cynkowych (83 % Mg, 12%Al., 5% Zn) : temp. topnienia tych lutów wynoszą od 530 do 570 st. C Połączenia lutowane wykonuje się zwykle jako zakładkowe i nakładkowe.

POŁĄCZENIA LUTOWANE TWARDE

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIA LUTOWANE TWARDE

Podstawy Techniki


Połączenia nierozłączne w techniceNITOWANIE

Podstawy Techniki


Zastosowanie: łączenie płaskich elementów konstrukcyjnych

NITOWANE POŚREDNIE

Podstawy Techniki


NITOWANIE BEZPOŚREDNIE

Bezpośrednie połączenie płyt metalowych cieńszej i grubszej

Bezpośrednie połączenie koła zębatego z wałkiem

Zastosowanie: łączenie płaskich elementów konstrukcyjnych

Podstawy Techniki


Połączenia nierozłączne w techniceWALCOWANIE

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIE ZA POMOCĄ ZAWALCOWANIA

Połączenie rury cienkościennej z rurą lub prętem

Podstawy Techniki


Połączenia nierozłączne w techniceZWINIĘCIA

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIE POPRZEZ ZAWINIĘCIE

Połączenia blach cienkich poprzez zawinięcie

Podstawy Techniki


Połączenia nierozłączne w techniceSPAWANIE

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIA SPAWANE

POŁĄCZENIA SPAWANE są stosowane rzadziej w konstrukcjachdrobnych i konstrukcjach mechanicznych urządzeń elektronicznych.Wykorzystywane są natomiast głównie w konstrukcjach dużych

ELEKTRYCZNE:

- ŁUKOWE RĘCZNE- POD TOPIKIEM- W OSŁONIE GAZÓW - ATOMOWE- PLAZMOWE- ELEKTRONOWE- ELEKTROŻUŻLOWE- LASEROWE

GAZOWE:

- Acetylenowo - tlenowe

Podstawy Techniki


ŁUKOWE


Podstawy Techniki


W OSŁONIE GAZÓW


Podstawy Techniki



ELEKTROŻUŻLOWE

Podstawy Techniki


Rodzaje złącz spawanych

-złącze doczołowe -Złącze zakładkowe-Złącze nakładkowe -Złącze kątowe

-Złącze teowe-Złącze krzyżowe -Złącze przyległe

Podstawy Techniki


Rodzaje spoin i sposób ich oznaczania wg.[PN-EN 22553:1997]

Podstawy Techniki


Rodzaje złącz spawanych

Podstawy Techniki


Spawanie metodą TIG

Podstawy Techniki


Zalety metody TIG: - wysoką jakość złączy spawanych, które są pozbawione niezgodności spawalniczych - łatwość obserwowania metody, co pozwala na kontrolę procesu podczas spawania - łatwość ustawiania parametrów i kontrolowania ich - brak rozprysku - możliwość wykonania połączeń zarówno z zastosowaniem spoiwa jak i bez

Wady metody TIG: - mała wydajność - wysokie umiejętności manualne spawacza - konieczność stosowania w większości przypadków osłony gazowej grani - konieczność dokładnego przygotowania brzegów łączonych elementów - możliwość przedostania się do spoiny wolframu w postaci wtrąceń poprzez niewłaściwe zajarzenie łuku oraz kontakt elektrody z ciekłym jeziorkiem spawalniczym.

Spawanie metodą TIG

Podstawy Techniki


Elektroda nietopliwa wykonana jest z wolframu lub stopu wolframu z pierwiastkami zmniejszającymi pracę wyjścia elektronów (Tor, Lantan, Cyrkon, Cer) przyczyniając się do większej trwałości elektrody. Spawanie TIG przeprowadzone może być prądem stałym oraz prądem przemiennym.Spawanie prądem stałym- spawanie niklu i jego stopów, tytanu, miedzi- spawanie z biegunowością dodatnią (elektroda podłączona jest do bieguna dodatniego) i ujemną (elektroda podłączona jest do bieguna ujemnego),- przy biegunowości dodatniej elektroda musi mieć znacznie większą średnicę niż przy podłączeniu do bieguna ujemnego,- przy biegunowości ujemnej spawanie zapewnia mniejsze nagrzewanie elektrody i wydłużenie czasu jej pracy,Spawanie prądem przemiennym- spawanie aluminium, magnezu,- redukuje zjawisko rozpylania powierzchniowej warstwy tlenków,- gorsza stabilność łuku.

Spawanie metodą TIG - parametry

Podstawy Techniki


Spawanie metodą TIG - parametry

Podstawy Techniki


Rodzaj metalu spawanego

Rodzaj procesu spawania

Rodzaj gazu ochronnego Opis podstawowych własności

Aluminium i stopy aluminium

Ręczne Ar Łatwe zajarzenie łuku i duża czystość spoiny

Automatyczne He , He+Ar Duże prędkości spawania, możliwość spawania bez podgrzewania wstępnego

Magnez i stopy magnezu

Grubość złącza poniżej 1,5mm Ar Łatwość regulacji przetopienia i duża czystość spoiny

Grubość złącza powyżej 1,5mm He Dobre przetopienie, najlepsze wyniki przy spawaniu prądem stałym

Stal węglowaRęczne Ar Łatwość regulacji kształtu spoiny i zajarzenia łuku, możliwość spawania

we wszystkich pozycjach

Automatyczne Ar+He Zwiększone przetopienie i szybkość spawania

Stale Cr-Ni Austenityczne

Ręczne Ar Ułatwiona regulacja przetopienia cienkich blach

Automatyczne

Ar+He Zwiększona głębokość przetopienia i szybkość spawania

Ar+max 35% H2

Unika się podtopień, wymagane jest mniejsze natężenie przepływu niż czystego Ar

He Największe głębokości przetopienia i energie liniowe spawania

Cu, Ni i ich stopy Ręczne i automatyczne

Ar Duża łatwość spawania cienkich blach i cienkich rur

Ar+He Zapewnione wyższe energie liniowe spawania

He Możliwość spawania grubych blach z dużymi prędkościami bez podgrzewania wstępnego

Tytan i jego stopy Ręczne i automatyczne

Ar Duża czystość spoiny

He Większa głębokość przetopienia przy spawaniu grubych blach

Własności fizyczne gazów ochronnych stosowanych przy spawaniu TIG

Podstawy Techniki


Spawanie metodą MIG/MAG

metoda MIG - spawanie w osłonach gazów obojętnych (nieaktywnych) (Ar, He) lub ich mieszanin (Ar + He)metoda MAG - spawanie w osłonach gazów aktywnych (CO2, O2, H2, N2).

Podstawy Techniki


Elektroda topliwa w postaci drutu pełnego, zwykle o średnicy od 0,5¸4,0 mm, podawana jest w sposób ciągły przez specjalny system podający, z prędkością w zakresie od 2,5¸50 m/min. Palnik chłodzony może być wodą lub powietrzem.

Obecnie prawie wyłącznie stosuje się spawanie MIG/MAG prądem stałym z biegunowością dodatnią. Spawanie prowadzone jest jako półautomatyczne zmechanizowane, automatyczne lub w sposób zrobotyzowany.

Zastosowanie metody spawania MIG/MAG:- wszystkie metale, które mogą być łączone za pomocą spawania łukowego (stale węglowe i niskostopowe, stale odporne na korozję, aluminium, miedź, nikiel i ich stopy).

Spawanie metodą MIG/MAG - parametry

Podstawy Techniki


Zalety metody MIG/MAG: - operatywność - łatwa możliwość obserwowania jeziorka spawalniczego i śledzenia całego procesu - możliwość wykorzystania szerokiego asortymentu materiałów - wysoka wydajność - możliwość mechanizacji i robotyzacji procesu

Wady metody MIG/MAG : - niebezpieczeństwo zakłóceń osłony gazowej przez podmuch powietrza - jakość złączy uzależniona w dużej mierze przez umiejętności manualne spawacza

Spawanie metodą MIG/MAG

Podstawy Techniki


Gaz ochronny Działanie chemiczne Spawane metale

Ar obojętny Zasadniczo wszystkie metale poza stalami węglowymi.

He obojętny Al., Cu, stopy Cu, stopy Mg, zapewniona duża energia liniowa spawania.

Ar+20-80% He obojętny Al., Cu, stopy Cu, Mg, zapewnione duże energie liniowe spawania, mała przewodność cieplna gazu.

N2 redukujący Spawanie miedzi z dużą energią liniową.

Ar+20-25% N2 redukujący Spawanie miedzi z dużą energią liniową łuku, lepsze jarzenie się łuku niż w osłonie 100% N2.

Ar+1-2% O2 słabo utleniający Zalecana głównie do spawania stali odpornych na korozję i stali stopowych.

Ar+3-5% O2 utleniający Zalecana do spawania stali węglowych i niskostopowych.

CO2 utleniający Zalecana wyłącznie do spawania stali niskowęglowych.

Ar+20-50% CO2 utleniający Zalecana wyłącznie do spawania stali węglowych i niskostopowych.

Ar+10% CO2+5% O2 utleniający Zalecana wyłącznie do spawania stali węglowych i niskostopowych.

CO2+20% O2 utleniający Zalecana wyłącznie do spawania stali niskowęglowych i niskostopowych.

90% He+7,5% Ar+2,5% CO2 slabo utleniający Stale odporne na korozję.

60% He+35% Ar+5%CO2 utleniający Stale niskostopowe o wysokiej udarności.

Własności fizyczne gazów ochronnych stosowanych przy spawaniu MIG/MAG

Podstawy Techniki


Spawanie łukiem krytym

Podstawy Techniki


Spawanie elektrodami otulonymi

Podstawy Techniki


Spawanie plazmowe

Podstawy Techniki


Spawanie acetylenowo - tlenowe

Podstawy Techniki


Spawanie acetylenowo - tlenowe

Zalety palnika: - operatywność - łatwa możliwość obserwowania jeziorka spawalniczego i śledzenia całego procesu - możliwość wykorzystania szerokiego asortymentu materiałów - wysoka wydajność - możliwość mechanizacji i robotyzacji procesu

Wady palnika : - niebezpieczeństwo zakłóceń osłony gazowej przez podmuch powietrza - jakość złączy uzależniona w dużej mierze przez umiejętności manualne spawacza

Podstawy Techniki


Spawanie acetylenowo - tlenowe Metoda spawania w prawo

Metoda spawania w lewoMetoda spawania w górę

Podstawy Techniki


Roboty spawalnicze

Podstawy Techniki


Połączenia rozłączne w techniceWCISKOWE

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIA WCISKOWE

Mogą być wielokrotnie łączone i rozłączane pod warunkiem nieuszkodzenia powierzchni styku.Połączenie wciskowe uzyskuje się poprzez wtłoczenie czopa jednej części do otworu drugiej. Na skutek wtłoczenia w obydwu elementach powstają odkształcenia sprężyste.W połączeniach wciskowych stosowane jest pasowanie wtłaczane np. H7/s7, dlatego można je nazywać połączeniami wtłaczanymi.

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIA WCISKOWE

Podstawy Techniki


Połączenia kształtowe w techniceKOŁKOWE

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIA KOŁKOWE

Są to połączenia realizowane przy pomocy elementów konstrukcyjnych o kształcie walca lub stożka nazywanych kołkami.

Rozróżnia się:

kołki złączne przeznaczone do łączenia części mechanicznych,kołki ustalające przeznaczone do ustalania wzajemnego położenia części mechanicznych,kołki prowadzące . pełniące rolę elementów prowadzących w parachkinematycznych.

Materiał kołków: stal 45, 55.

Kształty i wymiary kołków określają normy. Parametry kołków walcowychokreśla norma PN-66/M-85021.

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIA KOŁKOWE

Podstawy Techniki


Połączenia kształtowe w techniceSWORZNIOWE

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIA SWORZNIOWE

Sworznie są to krótkie wałki służące zwykle do tworzenia połączeń przegubowych (par kinematycznych).

Sworznie są wykonywane jako: walcowe (pełne i drążone) oraz kształtowe z łbem lub bez łba.

Sworznie walcowe gładkie . PN-63/M-83001Sworznie walcowe z łbem . PN-63/M-83001

Podstawy Techniki


Połączenia kształtowe w techniceWPUSTOWE

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIA WPUSTOWE

W połączeniu wpustowym elementem łączącym jest wpust.Kształty oraz wymiary wpustów są znormalizowane. Wymiary wpustów pryzmatycznych określa norma PN-70/M-85005, natomiast wpustów czółenkowych norma PN-70/M-85008.

Zastosowanie wpustów:Połączenia kół z wałkami, sprzęgieł z wałkami oraz korb, dźwigni zwałkami itp.

Połączenia wpustowe są wykonywane jako:spoczynkowe - pasowanie N9/h9 w wałku i w piaście,ruchowe . pasowanie N9/h9 w wałku oraz F9/h9 w piaście.

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIA WPUSTOWE

Podstawy Techniki


Połączenia gwintowe w technice

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIA GWINTOWE

Rodzaje: połączenia pośrednie, połączenia bezpośrednieW połączeniach pośrednich wykorzystywane są łączniki gwintowe:wkręty, śruby, nakrętki.W połączeniach bezpośrednich części są łączone za pomocąwykonanego na nich gwintu wewnętrznego i zewnętrznego.Najczęściej stosowany jest gwint metryczny zwykły lubdrobnozwojowy

Podstawy Techniki


Lp. Nazwa gwintu Wymiary Skrót literowy

Oznaczenie gwintu

1. Metryczny zwykły Średnica zewnętrzna śruby w [mm], np. d=12 mm

M M12

2. Metryczny drobnozwojny (drobnozwojowy)

Średnica zewnętrzna śruby i skok gwintu w [mm]

M M12x1

3. Calowy (Whitwortha) Średnica zewnętrzna śruby w calach ["] - ¾"

4. Calowy drobnozwojny Średnica zewnętrzna śruby i skok gwintu ["] W W7/8"x1/16"

5. Rurowy calowy zewnętrzny (walcowy) – szczelność uzyskiwana poza gwintem (dodatkowa uszczelka ściśnieta)

Średnica wewnętrzna rury w calach (a właściwie nazwa rury, bo śr. wewn. zależy od grubości ścianki rury )

G G 3/4

6. Rurowy zewnętrzny (stożkowy) szczelność uzyskiwana na gwincie

Oznaczenie rury ( przybliżeniu średnica wewn. w calach)

R R2

7. Rurowy calowy walcowy wewnętrzny ze szczelnością uzyskiwaną na gwincie

j.w. Rp Rp2``

8. Rurowy calowy wewnętrzny (stożkowy) ze szczelnością uzyskiwaną na gwincie

j.w. Rc

9. Rurowy Briggs`a Średnica wewnętrzna rury w calach ( jej nazwa = średnicy nominalnej)

St.B St.B.3/4``

Wyklad 161718

Documents

Transcript of Wyklad 161718