Правка металла газовой горелкой

Обновлено: 23.01.2025

Газопламенная правка дает возможность выпрямлять профильный металл. Для этого газовой горелкой нагревают изогнутое место до вишнево-красного цвета, охлаждая соседние участки сырым асбестом или мокрыми тряпками. Поскольку нагретое место более пластичное, то при охлаждении сжатым воздухом оно сожмется и металл выпрямится. [2]

Техника газопламенной правки несложна. Отметим, что газопламенная правка в настоящее время является наиболее производительным процессом правки деталей из толстолистовой стали, валов большого диаметра, крупных поковок и отливок, а также сварных конструкций. С увеличением толщины металла эффективность процесса возрастает. Недостатком газопламенной правки следует считать трудность механизации процесса. Поэтому для тонколистового металла выгоднее применять, когда это возможно, вальцы или правильные прессы, особенно в условиях поточного производства. [3]

Для газопламенной правки может применяться как ацетилено-кислородное пламя, так и пламя различных заменителей ацетилена. [4]

При газопламенной правке деформации изгиба , необходимые для выправления элементов изделий в одной плоскости, достигаются не механическими средствами, а за счет соответствующего использования остаточных пластических деформаций, возникающих в результате быстрого и концентрированного местного нагрева, в нужном для правки направлении, пламенем газовой горелки. [5]

В чем заключается газопламенная правка методом О. [6]

Лучше всего поддаются газопламенной правке детали , изготовленные из малоуглеродистой стали. На рис. 5 показан стальной брус, выправленный газопламенным методом. [8]

Тепловые напряжения, возникающие при газопламенной правке , по физической сущности такие же, как при дуговой или газовой сварке. Различие заключается в том, что температура нагрева при газопламенной правке, как правило, не превышает 900 С, а сам процесс нагрева протекает сравнительно быстро. [9]

Для листового металла можно использовать также метод газопламенной правки , предложенный чехословацким новатором О. Нагретый металл расширяется, а затем при остывании под влиянием сил сжатия выпрямляется. [10]

Наиболее простым и эффективным способом правки является правка с помощью газовой горелки. Основными параметрами при газопламенной правке являются температура нагрева, скорость нагрева, ширина зоны нагрева и место напрева. [12]

Тепловые напряжения, возникающие при газопламенной правке, по физической сущности такие же, как при дуговой или газовой сварке. Различие заключается в том, что температура нагрева при газопламенной правке , как правило, не превышает 900 С, а сам процесс нагрева протекает сравнительно быстро. [13]

Широко используются процессы, родственные газовой сварке по оборудованию и технологическим приемам, в которых газокислородное пламя служит источником нагрева металла. К таким процессам относятся: газопламенная поверхностная закалка, пайка, газопламенная правка изделий , металлизация, напыление пласт-масс и эмалей. [14]

Газовая правка металла и местная термообработка

Правка - это технологическая операция, в процессе которой местными пластическими деформациями видоизменяется начальная форма листа, заготовки или изделия. Так, поставляемая металлургической промышленностью горячекатаная листовая сталь может иметь волнистость (кривизну листов в продольном направлении) и коробоватость до 12 мм на 1 м. Допускаются искажения формы и поставляемого профильного проката. Изготовление сварных конструкций неизбежно приводит к их деформациям, короблениям.

Применительно к конструкциям сложной формы эти методы вообще неприменимы и для них используется правка местным нагревом, в частности газопламенная, получившая значительное развитие в последние годы.

Физическая сущность газопламенной правки заключается в изменении линейных размеров и формы в результате возникновения локализованных пластических деформаций, вызываемых местным нагревом металла, свободные деформации которого ограничены окружающими, достаточно жесткими областями холодного металла. Так, например, если в центральной части листа (см. рис. 128, а) имеется местная бухтина с центром в зоне А, то для выравнивания листа надо либо растянуть все периферийные зоны (что вручную может быть выполнено только для тонкого металла слесарной рихтовкой - созданием пластических деформаций металла у кромок ударами молотка), либо стянуть, сократить линейные размеры металла в районе бухтины. Это достигается местным нагревом бухтины, например пламенем, так, чтобы окружающий холодный металл вызвал бы в нагретом напряжения сжатия выше предела текучести. Тогда после охлаждения появятся деформации сокращения размеров, и бухтина сократится или совсем исчезнет, выровнявшись с остальной поверхностью листа. Естественно, что со стороны действия пламени зона нагрева будет больше (рис. 128, б), а следовательно, большими будут и конечные сокращения. Поэтому нагрев необходимо вести со стороны выпуклости бухтины.

Так как абсолютная величина деформации зависит как от температуры нагрева , так и от зоны нагрева , эти величины должны подбираться (примерно расчетом, предварительными экспериментами и накопленным опытом) для осуществления различных случаев правки. При этом, естественно, при пламенном нагреве важной характеристикой является и интенсивность нагрева. В некоторых случаях, когда жесткость ненагреваемой части листа (конструкции) мала (например, велика зона нагрева по отношению ко всему листу) и не может вызвать необходимых пластических деформаций сжатия нагретой зоны в процессе ее нагрева, применяют искусственное увеличение жесткости исправляемого элемента: например, в случае рис. 128, а - прихватку по контуру (вдоль отдельных кромок) жестких угольников, тавров или швеллеров. После окончания правки эти временные жесткости удаляются (срезаются или срубаются прихватки, снимаются струбцины).

Нагрев для правки может осуществляться не только пятнами, но и при линейном или волнообразном перемещении источника нагрева по исправляемому изделию, вызывающему соответствующие вытянутые прямолинейные или извилистые зоны нагрева (рис. 128, г). При перемещении зоны нагрева линейные сокращения поперек и вдоль такой зоны неодинаковы. Поперечные сокращения, как правило, больше, чем продольные. Так, если относительно тонкий лист стали (размерами 1 м X 1 м) нагреть полосой шириной примерно 80 мм на всю толщину, то поперечное сокращение составит около 0,7-0,75 мм, а продольное только -0,15 мм. Величина продольных и поперечных деформаций зависит и от соотношения габаритных размеров листа L/B (рис. 128, г). Чем больше отношение L/B, т. е., чем уже нагреваемый лист, тем относительно большей является продольная деформация. Поэтому для правки плоских длинных элементов целесообразнее больше использовать поперечные деформации, а для изделий типа валов, брусьев - продольные.

Расположение полосы нагрева не по оси симметрии приводит не только к сокращению размеров, но и к общему изгибу выправляемого элемента, величина которого также зависит от жесткости обрабатываемого изделия (детали).

При правке толстых листов и толстостенных элементов в ряде случаев необходимо учитывать возможность изменения размеров не только в основной плоскости, но и появление деформаций из плоскости, вызываемых неравномерностью прогрева их по толщине, в соответствии с рис. 128, б.

Газопламенная правка может применяться не только для сталей, но и для листов и изделий из цветных металлов.

При газопламенной правке может применяться как ацетилено-кислородное пламя, так и пламя различных заменителей ацетилена. Однако при этом в ряде случаев приходится учитывать возможную степень уменьшения интенсивности нагрева, приводящую к увеличению пятна (зоны) нагрева, а следовательно, к изменению соотношений зоны нагрева и жесткости окружающего холодного металла.

Всякий дополнительный ввод тепла в изделие и наличие дополнительных местных пластических деформаций приводит к увеличению зон высоких внутренних напряжений, в частности растяжений, достигающих предела текучести, т. е. к общему увеличению напряженности конструкции. В определенных условиях и особенно при малом запасе пластичности металла конструкций это может привести к появлению в них трещин еще в процессе изготовления или при эксплуатационных условиях, вызывающих иногда небольшую, но дополнительную деформацию. Для исключения таких разрушений или снижения эксплуатационных характеристик конструкции, имеющих большую общую напряженность (от сварки, дополнительной правки), их необходимо подвергать общей термической обработке для снятия внутренних напряжений.

В связи с изложенным, технологический процесс изготовления сварных конструкций надо строить так, чтобы они получались максимально приближенными к необходимой форме и размерам, для ограничения последующей их правки.

Местная газопламенная термическая обработка

Во многих случаях при изготовлении сварных конструкций и при обработке металла целесообразно применять местную термическую обработку с использованием местного нагрева высокоэффективными источниками тепла. Местный газопламенный нагрев применяется в следующих технологических видах обработки:

1) поверхностная закалка деталей;

2) местный отжиг, нормализация, отпуск для улучшения структуры и свойств металла (в частности, сварных соединений) и возможности последующей механической обработки;

3) местный отпуск, нагрев для снятия и перераспределения внутренних напряжений, в частности в сварных конструкциях;

4) поверхностная очистка листов и конструкций, собранных под сварку.

Поверхностная закалка газовым пламенем, как имеющая наибольшее промышленное применение и требующая особого оборудования и аппаратуры, будет рассмотрена более подробно в гл. XIX.

Местный отжиг (нормализация) или отпуск для улучшения структуры и свойств применяется главным образом для сварных соединений легированных сталей и цветных металлов. Так как в этих случаях улучшения требует только металл шва и околошовных участков зоны термического влияния, можно применять не общую термическую обработку всего изделия, а только местную, в районе сварных соединений. Режим улучшающей термической обработки (температура, длительность выдержки, скорость охлаждения) для различных металлов (а также целей обработки) является различным.

Хотя местная термическая обработка (даже с применением индукционного, в частности, высокочастотного нагрева) является менее совершенной, чем общая, она для некоторых случаев обеспечивает возможность получения желательных результатов с минимальными капитальными затратами и с применением простой аппаратуры.

При газопламенной местной термической обработке нагрев до назначаемой температуры в заданной зоне осуществляется пламенем обычных горелок (а иногда и резаков) при использовании ацетилена или его заменителей. Разогрев обычно осуществляется рассосредоточенным пламенем, которое достигается выбором мощности и большим удалением мундштука от нагреваемой поверхности, чтобы избежать ее перегрева и тем более оплавления. Температура нагрева оценивается при этом термопарами, при меньших ее значениях термокарандашами, а при достаточно широком диапазоне температур термической обработки (например, для малочувствительных к температуре обработки низкоуглеродистых сталей) по цвету каления, оцениваемого визуально.

Длительность выдержки и регулирование скорости охлаждения при этом ограничены целесообразной степенью загрузки сварщика. В некоторых случаях замедление скорости охлаждения достигается дополнительными простейшими устройствами, ограничивающими потери тепла в окружающее пространство (применение асбестовых одеял, помещение мелких деталей в устройства с сухим, иногда подогретым песком и др.).

Местная газопламенная термическая обработка в целях облегчения последующей механической обработки применяется для отпуска закалившихся при кислородной резке кромок заготовок и реже для местной механической обработки (например, сверления, фрезерования) закаленных деталей. Как правило, требования к режиму нагрева в этих случаях менее строгие, чем в предыдущем и легко осваиваются квалифицированным оператором.

Местный отпуск для снятия внутренних напряжений эффективен только для относительно простых сварных соединений, например типа стыка трубопроводов, приварки патрубков и пр. Режим такой термической обработки для стальных конструкций обычно задается температурой (как правило, в пределах 600- 680° С), длительностью выдержки и шириной зоны нагрева. Методы выполнения такой обработки и регулирования ее режима в этом случае подобны выполнению обработки на улучшение структуры, но максимальная температура нагрева, как правило, меньше, а длительность выдержки достигается средствами, задерживающими охлаждение.

Перераспределение внутренних остаточных напряжений в сварных конструкциях, в основном при стыковых швах, может быть достигнуто и так называемой термопластической обработкой. При этом для перераспределения напряжений обеспечивается прогрев полос шириной около 80 мм примерно до 250° С специальными многопламенными горелками с линейным расположением сопел для пламени одновременно с двух сторон от шва на расстоянии от него 100-150 мм. По мере перемещения горелок нагретые полосы заливаются водой для быстрого охлаждения и нераспространения нагрева на большую ширину. Вода подается через специальные каналы в горелке, позади сопел для пламени. При таком режиме в нагревавшихся зонах металла появляются остаточные пластические деформации, растягивающие шов и снимающие при этом имеющиеся остаточные напряжения растяжения в металле шва и околошовной зоны. Однако одновременно в основном металле, в зоне нагрева и охлаждения параллельно швам возникают остаточные напряжения, равные, как правило, пределу текучести и распространенные в большей зоне, чем после сварки. В связи с тем, что такое перераспределение остаточных напряжений, снижая их в шве, создает по величине примерно такие же в двух зонах основного металла, оно целесообразно только в том случае, когда механические свойства металла шва и околошовной зоны ниже, чем свойства свариваемого металла. При современном состоянии сварки, когда в большинстве случаев обеспечивается необходимая прочность и надежность швов, мало отличающаяся от металла конструкции, метод термопластического перераспределения напряжений в настоящее время почти не применяется.

Для очистки поверхностей (в меньшей степени и зазоров в собранных под сварку конструкциях) от окислов и ржавчины также применяется газопламенный нагрев. При этом вследствие достаточно концентрированного ввода тепла в поверхностный слой нагретые окислы откалываются (отскакивают) от более холодного металла и сдуваются механическим воздействием пламени. В некоторой степени при пламени нормальной регулировки происходит и восстановление окислов. Для такой очистки металла применяются либо обычные горелки (очистка зазоров, участков прилетающих к месту, где будет накладываться шов), либо огневые «швабры» - многопламенные горелки с длинными рукоятками и роликами, обеспечивающими необходимое расстояние от пламени до очищаемой поверхности листа.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Термическая обработка и правка изделий после сварки

Она основана на развитии пластического деформирования сжатием растянутых участков конструкции. При правке этим методом обычно нагревают растянутую часть деформированной детали. Нагрев производят в отдельных участках (рис. 12). При этом расширению металла препятствуют окружающие его холодные части детали. В этих участках металл испытывает пластическую деформацию сжатия и укорочения растянутых волокон металла. При последующем охлаждении эти участки, сокращаясь, выпрямляют изделие. Термическую правку применяют в основном для устранения деформаций коробления листовых конструкций и ликвидации изгиба балочных конструкций. При правке выпучин листовых деталей нагревают выпуклую часть в отдельных точках в шахматном порядке. Каждый нагретый участок стремится расшириться, но за счет противодействия со стороны окружающего холодного металла в нем возникают пластические деформации сжатия.

Рис. 12. Правка местным нагревом: а – по ребру, б – по плоскости

После охлаждения диаметр нагреваемой окружности уменьшается, что и приводит к исчезновению выпучины. Нагрев можно производить газовой горелкой, электрической дугой, угольным электродом, на машинах для точечной сварки.

Правка убыстряется при сочетании местного нагрева с приложением статических нагрузок при использовании специальных правочных приспособлений.

Схемы правки определённых конструкций представлены в прил. 2.

2. Термическая правка с общим нагревом (отжиг)

Её производят также в специальных правочных приспособлениях, в которых конструкция фиксируется в нужном положении с предварительным натягом в жёстком приспособлении (рис. 13). Затем приспособление с изделием загружается в печь и подвергается общему нагреву. Нагретый металл пластически деформируется в приспособлении и при последующем охлаждении сохраняет приданную ему форму. Такую правку можно сочетать с операцией общей термической обработки конструкции. Режимы термообработки для сталей приведены в таблице прил. 3. Однако этот метод требует применения дорогостоящих приспособлений из дефицитных материалов, поэтому применяется, как правило, в тех случаях, когда изделие сварено из высокопрочного материала, избавиться от деформаций очень трудно.

Рис. 13. Схема жёсткого

3. Холодная механическая правка

Её производят с приложением статических, безударных нагрузок. Для этой же цели используют ручные прессы, специальные правочные приспособления, стальные пуансоны для обжатия на механизированных прессах, а также прокатку на трехвалковых станах или растяжение на специальных станках (рис. 14). Для правки крупногабаритных сварных узлов применяют гидравлические правильные прессы и специализированные правильные машины. Так, грибовидность сварных двутавровых балок (рис. 1, д) – деформацию полок, образующуюся вследствие усадки сварных швов, выправляют на специализированной машине по схеме, приведенной на рис. 14, а. Ролики служат для подачи балки в процессе правки, нажимной ролик 2 совершает возвратно-поступательное движение.

Рис. 14. Схемы механической правки сварных двутавровых балок (а)

и цилиндрических оболочек (б)

Сварные цилиндрические оболочки правят на трёх и четырёхвалковых листогибочных машинах (рис. 14, б).

Для тонкостенных сосудов применяют прокатку и проковку сварных швов на специализированных станках. Прокатка осуществляется роликами, а проковка – высокоскоростным ударным пневматическим устройством. При этом металл шва осаживается по толщине, в результате чего происходит его раздача в продольном и поперечном направлениях. Это приводит к небольшому устранению поперечной усадки и существенному или полном устранению продольных деформаций укорочения зоны сварки (рис. 15). Таким же образом удается устранять выпучины в листовых деталях, производя проковку с краев детали и перемещаясь к ее центру.

Рис. 15. Устранение угловых деформаций прокаткой и проковкой

Термомеханическая правка

Она заключается в сочетании местного нагрева с приложением статической нагрузки, изгибающей исправляемый элемент конструкции в нужном направлении. Эта нагрузка может создаваться домкратами, прессами или другими устройствами (рис. 14). Применение дополнительного нагрева способствует снижению усилий, необходимых для устранения деформаций. Такой способ правки обычно применяют для жёстких сварных узлов.

Рис. 14. Термомеханическая правка сварного фундамента с применением домкрата (цифра-ми показана последовательность мест нагрева): 1 – опоры; 2 – места нагрева; 3 – домкрат

Методы правки и требования, предъявляемые к ней

Методы правки. Правку корпусных конструкций выполняют холодным, тепловым безударным и комбинированным методами.

Холодный метод правки конструкций выполняют одним из перечисленных способов:

изгибом конструкций на прессе;
растяжением сварных конструкций на правильно-растяжных машинах;
прокаткой сварных соединений конструкций (полотнищ, обечаек, труб и т. п.) в листоправильных машинах;
прокаткой зоны сварных соединений конструкции в специальных установках и листогибочных вальцах;
проколачиванием зоны сварных соединений конструкций.

При тепловом безударном методе правку конструкций осуществляют путем нагрева пламенем газовых горелок, теплом плазменной струи или электрической дуги с последующим охлаждением.

В качестве горючих газов используют ацетилен или его заменители (пропан-бутан, природный газ и др.). При этом допускается применение многосопловых горелок.

Комбинированный метод правки конструкций предусматривает местный нагрев и применение механического поджатия или раскрепления при помощи:

талрепов;
скоб;
стяжек;
домкратов;
грузов и т. п.

Домики по стыковым сварным соединениям следует устранять в результате строжки сварного шва по выпуклой стороне домика на глубину до двух третей его высоты с последующей заваркой выстроганных участков. Если стрелка прогиба домиков превышает значения трех допусков, до деформации необходимо устранять путем роспуска этих соединений с последующими разделкой кромок, выравниванием, стыкованием и заваркой. Для конструкций из алюминиевых сплавов сварные соединения допускается распускать при значении стрелки прогиба уже более двух допусков.

Считается допустимым исправлять:

бухтины со стрелкой прогиба, превышающей значения трех допусков, для чего производят надрез по центру бухтины с последующими разделкой кромок, выравниванием и заваркой разрезанного участка. Перед резкой бухтины в начале и конце участка должны быть просверлены отверстия диаметром 3—6 мм;
единичные бухтины по свободным кромкам (волнистость) на алюминиевых конструкциях со стрелкой прогиба более двух допусков (на длине не более 0,5 м) в результате надреза их дисковой пилой с последующими разделкой кромок, выравниванием и заваркой;
бухтиноватость обшивки, для чего устанавливают дополнительные подкрепляющие рёбра жесткости, толщина которых не должна превышать 0,6—0,8 от толщины подкрепляемой обшивки, а высота — 8—10 толщины ребра. В одной ячейке обшивки можно устанавливать не более одного дополнительного ребра жесткости. При этом ребра не должны достигать перекрестного набора на 10—15 мм. Концы ребер жесткости следует срезать на «ус» (рис. 1).

Правка корпусных конструкций должна производиться только в тех случаях, когда общие и местные деформации, возникающие в процессе их изготовления, превышают допустимые значения, регламентируемые чертежом и отраслевыми стандартами.

Общие требования правки

Правка узлов и конструкций состоит либо в удлинении волокон сварных соединений, получивших пластические деформации укорачивания, либо в сокращении волокон других участков, имеющих излишнюю длину.

Удлинение волокон материала производят холодным методом, или методом тепловых домкратов, а укорочение волокон — тепловым безударным методом посредством концентрированного нагрева или комбинированным методом путем местного концентрированного нагрева и механического воздействия.

Рис. 1 Форма концов дополнительных ребер жесткости: а — на конструкциях из алюминиевых сплавов; б — на стальных конструкциях

Правку узлов и секций следует выполнять после окончания всех сборочно-сварочных работ. Участки конструкций в районе установки насыщения, оборудования, фундаментов и вышележащих конструкций должны быть выправлены до установки последних.

Правку гофрированных конструкций осуществляют методами, принятыми для плоских секций. При этом важно, чтобы количество нагреваемых участков конструкции было минимальным, снижающим деформации до допускаемых значений.

Требования к правке холодным методом. Сварные плоские полотнища без набора правят на правильно-растяжных машинах или в многовалковых листоправильных машинах и в исключительных случаях на гидравлических прессах. Перед правкой нужно очистить рабочую поверхность валков от металлической пыли, окалины, грязи и масла. Валки не должны иметь выступающих «гребешков» и других дефектов.

Во избежание смятия сварных швов необходимо применять прокладки.

Сварные полотна могут быть также выправлены проколачиванием зоны сварных соединений пневматическим молотком со специальным зубилом или кувалдой через гладильный молоток (рис. 2 и 3).

Рис. 2 Рабочая часть зубила для проколачивания сварных швов стыковых (а) и тавровых (б) соединений

Правку конструкций (балок и секций) пластическим изгибом холодным методом следует производить на прессах, домкратами или грузами (рис. 4).

Рис. 3 Рабочая часть гладильного молотка

Режим правки конструкций холодным методом регламентирован отраслевыми стандартами. Ширина зоны прокатки или проколачивания сварных соединений при правке корпусных конструкций должна составлять 60—100 мм (по 30—50 мм с каждой стороны сварного соединения). Допустимые размеры конструкций (сечение балок, высота набора и ширина секций), подвергаемых правке пластическим изгибом холодным методом, определяются максимально возможным усилием Р, создаваемым прессом, домкратами или грузом, а также устойчивостью элементов балок и набора секций. Ширина опор и прокладки В должна быть не меньше высоты набора Н секции или узла.

Рис. 4 Схема правки холодным методом секций с набором одного направления. 1 — пуансон; 2 — опорные балки; 3 — секция

При правке тепловым безударным и комбинированным методами нагрев рекомендуется производить:

штрихами (короткими полосами) — при правке бухтин обшивки и волнистости по свободным кромкам;
полосами по обшивке с обратной стороны приварки набора — при правке ребристости;
«треугольниками» — при правке общего изгиба балок; «пятнами» — при правке бухтин обшивки тонколистовых конструкций (толщиной 4 мм и менее).

При нагреве исправляемых участков теплом электрической дуги правка осуществляется путем наплавки холостых валиков или в результате нагрева поверхности конструкции холостыми проходами. Кратеры должны быть тщательно заделаны.

В случае нагрева конструкций пламенем газовых горелок, плазменной струей, а также электрической дугой перемещение источника тепла производится прямолинейно или зигзагообразно с постоянной скоростью.

Правка листового металла. Назначение правки листового металла.

Листовой и сортовой прокат, поступающий в работу обыкновенно бывает недостаточно выправлен, поэтому почти весь металл прежде чем пустить в производство подвергают правке. Правка делает металл ровным и правильной формы, что позволяет правильно проводить последующие операции.

Степень точности и необходимость правки зависит от технических требований к конструкции и технологических требований к этой операции в связи с последующими операциями. Так правка перед разметкой заготовки для цельноштампованного или лепесткового днища в большинстве случаев не требуется; точность правки под строгание гораздо выше, чем точность под резку газом вручную и т. д.

Всякое искривление металла объясняется тем, что часть волокон его становится короче других. Отсюда процесс правки — уравнивание длин волокон путем сжатия удлиненных или удлинения коротких. Практически процесс правки — это растяжение, так как выполнить его гораздо легче, чем сжать волокна.

В большинстве случаев растяжение волокон выпрямляемых деталей производят следующими способами:

ударами кувалды по металлу, лежащему на плите;

изгибом металла.

Наклеп металла — это.

При правке в металле образуется состояние наклепа, это означает, что металл становится более твердым, менее пластичным и хрупким. При правке металла способом изгиба по большей части явление наклепа не обнаруживается, помимо сильного изгиба.

При правке металла ударами кувалд качество металла ухудшается вследствие появления местных вмятин и забоин. Поэтому этот способ нужно применять только в случае правки неответственных деталей или производить его с помощью гладилок или подкладных листов.

Способы правки металла. Правка металла нагревом.

Правку металла осуществляют как в горячем, так и в холодном состояниях. Правка в холодном состоянии является обычной, в горячем состоянии правка применяется в случае сильной изогнутости или при отсутствии оборудования, дающего необходимую точность или необходимую мощность. Горячую правку необходимо производить в интервале температур 1150°—800° С (для сталей, содержащих углерод до 0,3%). Температура выше максимальных показателей может вызвать изменение структуры металла и пережог. Правка при температуре ниже 800°С в мягкой стали может вызвать наклеп, а в твердой — могут образоваться трещины.

Температурные интервалы, при которых необходимо производить правку, зависят от содержания углерода и других примесей в стали. Нагрев металла в зависимости от вида, размеров и веса за готовки может быть произведен в горнах и печах. Местный нагрев может быть осуществлен газовой горелкой.

Правка, гибка и резка металла

Правка— это слесарная операция, по выправке заготовок и деталей, имеющих вмятины, искривления, коробления.

Металл подвергается правке в холодном и горячем состоянии. Выбор способа правки определяется величиной прогиба, размерами детали и материалом.

Правке подвергаются только пластичные материалы — сталь, медь, алюминий и их деформируемые сплавы. Сила удара на краю изогнутости больше, на краю листа меньше.

Рихтовка- это правка закалённых деталей, а также деталей, изогнутых через ребро жесткости.

При рихтовке деталей удары рихтовальным молотком наносят по вогнутым ( укороченным ) сторонам заготовки. При этом металл в местах ударов пластически деформируется, укороченные слои металла удлиняются и деталь разгибается.

Правку полосового и пруткового металла выполняют на плитах и наковальнях. Удары молотком наносят по выпуклой части. Качество правки проверяют на глаз, линейками или на плитах.

Правильные плиты изготавливаются из стали или серого чугуна. Масса плиты должна быть в 80-150 раз больше массы молотка.

Молотки для правки применяют с круглыми полированными бойками. Молотки с квадратными бойками оставляют забоины на металле.

Деревянные молотки- киянки применяют для правки тонколистовых металлов.

Правку валов с небольшими искривлениями производят, нанося лёгкие удары молотком по вогнутой стороне вала, что приводит к её удлинению и исправлению вала. если усилие от молотка недостаточно, применяют винтовые или гидравлические прессы.

Выправленные таким способом валы, могут иметь внутренние остаточные напряжения, которые приводят к их искривлению при работе. Для устранения напряжений валы нагревают до температуры 400-500 градусов.

Правка методом подогрева применяется для исправления профильного металла ( уголков, швеллеров) .

Правка ведётся безударным способом. Нагревают изогнутую часть паяльной лампой или газовой горелкой до тёмно-вишнёвого цвета 800-850 градусов, окружающие выпуклость части детали охлаждают мокрым асбестом или мокрой ветошью. При этом нагретые слои быстро уменьшают свою длину и разгибают деталь.

Гибка— способ обработки давлением, при котором заготовке или ёе части придаётся изогнутая форма.

Гибке подвергаются только пластичные материалы. Сущность гибки состоит в том, что под действием сил, превышающих внутренние силы упругости металла, заготовка пластически деформируется и одна её часть перегибается по отношению к другой на заданный угол.

Для гибки труб применяют наполнители которые предотвращают дефекты. Наполнитель оказывает давление на внутреннюю поверхность стенки трубы и препятствует изменению формы поперечного сечения. В качестве наполнителей при гибке труб используются жидкости и сыпучие материалы.

При гибке заготовки различные слои её в поперечном сечении ведут себя по разному. Слои на выпуклой части заготовки растягиваются, на вогнутой- сжимаются, а в средней не изменяют своей длины, и длина его до и после гибки остаётся постоянной. Поэтому средний слой- нейтральная линия может быть использован для определения длины заготовки изогнутой детали.

Развальцовка труб заключается в увеличении диаметра конца трубы или придания ему конической формы. Применяется при подготовке труб к образованию разъёмных и неразъёмных соединений

Конспект лекции по теме:

Резка металла

Резка сортового, листового и других металлов выполняется: без снятия стружки ( ручными или механическими ножницами, труборезами, кусачками) и со снятием стружки ( ручной ножовкой газовой электрической резкой)

Сущность резки ножницами в том. что под давлением пары встречных ножей, металл пластически деформируется и разделяется на части в плоскости движения ножей.

Чем тверже разрезаемый металл, тем больше угол заострения лезвия ножа, для мягких металлов он составляет 65 гр., для металлов средней твёрдости 70-75, для твёрдых металлов 80-85.

Для уменьшения трения ножей о разрезаемый металл лезвиям придают небольшой задний угол, равный 1,5-3 гр.

Ручные ножницы применяются для резки стальных листов толщиной до 0,5-1,0 мм, а для цветных металлов толщиной до 1,5мм.

По расположению режущих кромок ножницы делятся на правые ( со скосом режущей части с правой стороны) и левые ( со скосом режущей части с левой стороны)

Правыми ножницами удобно резать по прямой линии и по кривой без закруглений, т.к. постоянно видна разметочная риска. Левые ножницы применяются для резки по правой кромке листа против часовой стрелки.

Стуловы ножницы в отличии от ручных имеют большие размеры и применяются для резки листового металла толщиной до 3 мм

Силовые малогабаритные ножницы (рис. 1).

Они применяются для резки листовой стали толщиной до 2,5 мм

Ножницы имеют систему рычагов, которые позволяют увеличить усилие на лезвиях в два раза по сравнению с ручными ножницами. При работе рукоятка ножниц закрепляется в тисках.

Ручные рычажные ножницы (рис. 2). Применяются для резки листовой стали толщиной до 4 мм, алюминия и латуни — до 6 мм. Ножи имеют повышенную твердость закалки. Обеспечивают получение реза без вмятин и достаточную точность.

рис 1 Стуловые ножницы

Скорость резки должна составлять 30-60 рабочих ходов в минуту. Высокий темп резки приводит к перегреву и быстрому затуплению полотна.

Латунь и бронзу режут только новым ножовочным полотном . даже малоизношенные зубья не снимают стружку из-за низкого коэффициента трения этих сплавов

Узнать еще:

Правка — слесарная операция, предназначенная для устранения искажений формы заготовки (вмятин, выпучиваний, волнистости, коробления, искривления т. п.) путем пластического деформирования. Металл подвергается правке как в холодном, так и в нагретом состоянии. Правку можно выполнять ручным способом на стальной или чугунной плите или на наковальне. Машинную правку производят на прессах и правильных вальцах.

Для правки применяют: молотки из мягких материалов (медь, свинец, дерево) с круглым полированным бойком (квадратный боек оставляет следы в виде забоин); гладилки и поддержки (металлические или деревянные бруски) для правки тонкого листового и полосового металла; правильные бабки для закаленных деталей с фасонными поверхностями.

Кривизну заготовок проверяют на глаз по зазору между плитой и уложенной на нее заготовкой. Изогнутые места отмечают мелом. Наиболее проста правка металла, изогнутого по плоскости. В этом случае молотком или кувалдой наносят сильные удары по наиболее выпуклым местам, уменьшая силу удара по мере их выпрямления. При этом периодически заготовку поворачивают с одной стороны на другую. Более сложной является правка металла, изогнутого по ребру. Здесь прибегают к растяжению части заготовки. Правку металла, имеющего скрученный (спиральный) изгиб, рекомендуется производить методом раскручивания. Для этого один конец заготовки зажимают слесарными тисками, а другой — ручными тисочками. Затем рычагом кривизну выпрямляют. Результаты правки проверяют на глаз, а более точную проверку проводят на разметочной или контрольной плите по просвету.

Правку ( закаленных заготовок проводят различными молотками с закаленным бойком или специальным молотком с закругленной узкой стороной бойка. Удары наносят не по выпуклой, а по вогнутой стороне заготовки. При этом волокна металла на вогнутой стороне растягиваются и заготовка выпрямляется. Правку заготовок сложной формы, например угольника, у которого после закалки изменился угол между измерительными сторонами, производят следующими способами: если угол меньше 90°, то удары молотком наносят у вершины внутреннего угла, если больше 90°,— у вершины наружного угла.

Гибка — одна из наиболее распространенных слесарных операций. Ее применяют для придания заготовке изогнутой формы по заданному контуру. В процессе гибки металл подвергается одновременному действию растягивающих и сжимающих напряжений, поэтому здесь необходимо учитывать механические свойства металла, его упругость/ степень деформирования, толщину, форму и размеры сечения заготовки, углы и радиусы изгиба детали. Радиус изгиба детали не следует принимать близким к минимально допустимому, если это не диктуется конструктивными требованиями. Целесообразно не допускать радиус изгиба меньше толщины заготовки, так как это приводит к появлению трещин и других дефектов. В холодном состоянии рекомендуется изгибать детали из листовой стали толщиной до 5 мм, из полосовой стали — толщиной до 7 мм, из круглой стали — диаметром до 10 мм.

При гибке полосы из листовой стали на нее сначала наносят риску .загиба. Затем заготовку зажимают в тисках между угольниками-нагубниками так, чтобы разметочная риска была обращена к неподвижной губке тисков и выступала над ней на 0,5 мм. Наконец, ударами молотка, направленными к неподвижной губке, загибают конец полосы

Для гибки скобы заготовку зажимают в тисках между угольником и бруском-оправкой и загибают первый конец. Затем, вложив внутрь скобы брусок-оправку требуемого размера, скобу зажимают в тисках на уровне рисок и отгибают вторую лапку.

Рубка представляет собой операцию обработки металла резанием. С помощью режущего инструмента — зубила, крейцмейселя или канавочника — с заготовки удаляют излишний слой металла, разрубают ее на части, вырубают отверстие, прорубают смазочные канавки и т. п. Рубку производят в тех случаях, когда по условиям производства невозможна станочная обработка или когда не требуется высокая точность обработки. Рубку мелких заготовок выполняют в тисках, крупные заготовки рубят на плите или наковальне.

Для рубки применяют следующие инструменты: зубило, крейцмейсель, канавочники.

Зубило слесарное состоит из трех частей: рабочей 2, средней 3 и ударной (бойка) 4. Клиновидную режущую кромку зубила 1 и боек закаливают и отпускают. После термической обработки твердость режущей кромки достигает HRC356…61, бойка — HRC337…41. Зубило имеет длину 100…200 мм, а ширина режущей кромки — соответственно 5…25 мм. Угол заострения зубила в зависимости от обрабатываемого материала должен составлять:

Твердые материалы (чугун, твердая сталь, бронза) 70°

Материалы средней твердости (сталь) …. 60°

Мягкие материалы (медь, латунь) 45°

Алюминиевые сплавы и цинк 35°

Чем меньше угол заострения, тем меньшую силу необходимо приложить для резания. Однако чем больше твердость и хрупкость обрабатываемого металла, тем прочней должна быть режущая кромка и больше угол заострения; Боек зубила имеет вид усеченного конуса с полукруглым верхним основанием. Поэтому наносимый молотком удар всегда приходится по его центру.

Крейцмейсель отличается от зубила более узкой режущей кромкой. Он применяется для вырубания узких канавок, пазов и т. п. Углы заточки, твердость рабочей и ударной части крейцмейселя те же, что и у зубила.

Кйнавочники отличаются от крейцмейселя изогнутой формой режущей кромки и применяются для вырубания смазочных канавок во вкладышах и втулках подшипников и при других подобных работах.

Перед работой зубило располагают на верстаке с левой стороны тисков режущей кромкой к себе, а молоток — с правой стороны тисков бойком, направленным к тискам. Большое значение при рубке имеет правильное положение корпуса слесаря: у тисков надо стоять устойчиво вполоборота к ним.

Дефекты сварки

Сварочный электрод — металлический или неметаллический стержень из электропроводного материала, предназначенный для подвода тока к свариваемому изделию. В настоящее время выпускается более двухсот различных марок электродов, причем более половины всего выпускаемого ассортимента составляют плавящиеся электроды для ручной дуговой сварки.

Сварочные электроды делятся на плавящиеся и неплавящиеся. Неплавящиеся электроды изготовляют из тугоплавких материалов, таких как вольфрам по ГОСТ 23949-80 «Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся», синтетический графит или электротехнический уголь. Плавящиеся электроды изготовляют из сварочной проволоки, которая согласно ГОСТ 2246—70 разделяется на углеродистую, легированную и высоколегированную. Поверх металлического стержня методом опрессовки под давлением наносят слой защитного покрытия. Роль покрытия заключается в металлургической обработке сварочной ванны, защите её от атмосферного воздействия и обеспечении более устойчивого горения дуги.

Рисунок 8.Сварочный электрод

Кузнечные работы

Виды работ

Вытяжка или протяжка

Вытяжка или протяжка — операция, при которой заготовка под действием ударов удлиняется и уменьшается в поперечном сечении.

Осадка

Осадка — операция, при которой площадь поперечного сечения заготовки увеличивается за счет уменьшения ее высоты. При осадке происходит растяжение металла, что вызывает в нем большие напряжения. Перед осадкой заготовку нужно нагреть до высокой температуры по всему сечению и по всей длине. Осадку применяют в следующих случаях:

— когда следует перепутать волокна в металле или придать им такое направление, которое улучшало бы качество изделия (например, при ковке шестерен);

— когда проковывается заготовка заданного веса, но недостаточного сечения;

— когда из имеющейся заготовки нельзя получить заданный уков. Высадка середины короткой заготовки производится также с помощью колец. Перед высадкой концы заготовки протягиваются на необходимый размер. Затем один конец заготовки вставляется в нижнее кольцо, установленное на боек, а на другой конец надевается верхнее кольцо. Бойком молота по заготовке и верхнему кольцу наносятся удары, и происходит высадка средней части заготовки. Для высадки средней части нужно, чтобы стенки внутреннего отверстия в одном кольце имели уклон 6—7%, в противном случае освободить поковку от колец будет очень трудно.

Подкатка

В этих же обжимках можно произвести — подкатку конца трубы. Для этого нагретый конец трубы кладется на нижнюю обжимку, и ударами кувалды по верхней обжимке, поворачивая одновременно трубу, уменьшают ее диаметр.

Штампы

В последнее время все шире распространяется свободная ковка под молотами и подкладных штампах. Применение подкладных штампов не требует больших затрат, а потому их изготовление экономически оправдывается при ковке даже небольших партий деталей. Основное преимущество подкладных штампов сводится к тому, что течение металла в них ограничивается стенками штампа и получающиеся поковки по своей точности приближаются к штампованным. Это позволяет резко уменьшить припуск на механическую обработку, что снижает расход металла и общую трудоемкость изготовления детали. Кроме того, облегчаются условия работы кузнеца, а производительность труда увеличивается в 5—6 раз.

Загиб

Загиб — операция, при которой часть заготовки загибают — под заданным углом к другой части заготовки. Загиб производят на наковальне, с которой загибаемая часть свешивается так, чтобы вершина угла изгиба совмещалась с краем наковальни. Удары кувалдой наносят по свисающей части, удерживая заготовку на наковальне клещами и ручником, а большую заготовку — клещами и другой кувалдой, которую держит подсобный рабочий. Угол изгиба проверяют по шаблону. В месте изгиба материал вытягивается и становится тоньше. Если требуется, чтобы толщина материала в месте изгиба не уменьшалась, заготовку в месте изгиба осаживают на требуемую толщину. Тонкие полосы стали можно изгибать в тисках. Часто приходится изгибать отковываемую заготовку или деталь под разными углами. При ковке под молотом заготовку зажимают между бойками молота и, ударяя кувалдой по свободному концу заготовки, ее изгибают. В этом случае внешние слои металла вытягиваются, в внутренние слои сжимаются. Перед гибкой производится местный нагрев, т. е. нагревается только то место, в котором будет изгибаться заготовка. При свободной ковке, когда это возможно, гибку необходимо производить с помощью подкладных штампов. Для гибки в подкладных штампах требуется гораздо меньше времени, а размеры поковки получаются более точными.

Прошивка

Прошивка отверстий круглого или прямоугольного сечения производится пробойниками такой же формы. На наковальню помещают подкладку с отверстием соответствующего размера и профиля, а на нее кладут обрабатываемый материал. Прошивка отверстия производится ударами кувалды по пробойнику. Отверстия в толстых болванках пробиваются под молотами, причем этот процесс происходит иначе, чем при ручной ковке. Вместо пробойника применяют прошивни.

Отрубание материала

Отрубание материала производят кузнечным зубилом по разметке. Кузнечная сварка является операцией по соединению двух концов стали, нагретых до температуры белого каления. Для разрубки металла под молотами употребляются кузнечные топоры. Металл под молотами, как правило, рубят в горячем виде. Рубка металла производится при температуре не ниже 700°. Заготовки рубят под молотами различными способами.

Окалина

Прочной сварке мешает образующаяся при нагревании пленка окалины. Для того чтобы окалина легко отставала, нагретые концы перед сваркой посыпают мелким чистым кварцевым песком и ударяют о наковальню.

Закалку зубил производят следующим образом. Рабочую часть зубила нагревают до температуры — 780—830° (светло-вишневое каление). Затем, держа зубило клещами за головку, замачивают нагретую часть в воде, опуская ее в вертикальном положении.

1.5. Опиливание

Опиливанием —

называют метод обработки заготовок напильником для получения необходимой формы, размера, шероховатости поверхности.

металла производится напильником, в тисках и основано на разрушении поверхностного слоя материала заготовки режущими элементами инструмента (напильника).

(ГОСТ 1465-93) представляют собой многолезвийный режущий инструмент, у которого зубья расположены на поверхности стальных закаленных брусков, имеющих различный профиль поперечного сечения и длину. Напильники подразделяются по форме поперечного сечения на плоские, квадратные, трехгранные, ножовочные, ромбические, полукруглые и круглые, а по числу насечек на единицу длины — на драчевые, имеющие от 4 до 12 насечек, личные — 13 — 24 насечки и бархатные, имеющие 30-80 насечек на 10 мм длины.

Длина напильников от 100 до 450 мм ( через 50 мм).

Драчевые напильники применятся для снятия с детали слоя металла до 0,7- 1 мм, личные — используют после драчевых.

Напильники изготавливаются из сталей марок У12, У12А, У13, У13А, 14ХФ и 13Х, а также из быстрорежущей стали.

Механизация операции опиливания достигается применением опиловочных станков, шлифмашинок, специальных приспособлений.

Читайте также: