Wyklad 161718c

Podstawy Techniki

Wykładowca: mgr inż. Łukasz Sobczyk

Połączenia nierozłączne w technice

ZGRZEWANIE

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



LUTOWANIE

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



NITOWANIE

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



WALCOWANIE

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIE ZA POMOCĄ ZAWALCOWANIA

Połączenie rury cienkościennej z rurą lub prętem

Podstawy Techniki



ZWINIĘCIA

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIE POPRZEZ ZAWINIĘCIE

Połączenia blach cienkich poprzez zawinięcie

Podstawy Techniki



SPAWANIE

Podstawy Techniki


POŁĄCZENIA SPAWANE

POŁĄCZENIA SPAWANE są stosowane rzadziej w konstrukcjachdrobnych i konstrukcjach mechanicznych urządzeń elektronicznych.Wykorzystywane są natomiast głównie w konstrukcjach dużych szafsterowniczych, konstrukcjach wsporczych, dużych obudowach, pulpitachi szkieletach konstrukcyjnych.

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+ArDuże 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 stopyRęczne i automatyczne

Ar Duża łatwość spawania cienkich blach i cienkich rur

Ar+He Zapewnione wyższe energie liniowe spawania

HeMożliwość spawania grubych blach z dużymi prędkościami bez podgrzewania wstępnego

Tytan i jego stopyRęczne 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 ochronnyDziałanie

chemiczneSpawane 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 obojętnyAl., 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 redukującySpawanie 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 technice

WCISKOWE

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 technice

KOŁKOWE

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



SWORZNIOWE

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



WPUSTOWE

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 161718c

Documents

Transcript of Wyklad 161718c