Ширетүү техникасынын негиздери
Ширетүү — бирдей же окшош курамдагы металлдарды жылуулук таасири астында, бирдей же окшош металлды кошуп же кошпой бириктирүү. Ширетүүнүн жардамы менен бөлүктөр бири-бирине ажырагыс болуп туташып, бир бүтүн түзүлөт. Жакшы ширетүү тыгыз кошулууну шарттайт, ал ширетүү жеринде негизги материал да эрип кеткен учурда гана камсыз кылынат (уатуу зонасы).
Жаа менен ширетүү
Темир конструкциялар үчүн биринчи кезекте электр жаасы менен ширетүү каралат, анда керектүү жылуулук электр жалын жаасы аркылуу алынат. Жалын жаасы негизги бөлүк менен аталган электроддун ортосунда түзүлөт, ал ошол учурда эрип, кошумча материалды берет. Кошумча материалды (электродду) туура тандоо ширетилген бирикменин касиеттерине эң чоң таасир этет. Электроддор ширетилүүчү негизги материалдын мүнөздүү бекемдиктерине жараша тандалат. Электроддорду тандоо, ширетүү шарттарын аныктоо кесиптик билимди талап кылат, ошондуктан айрыкча даярдалган «ширетүү техникасы боюнча адис инженерлер» институту түзүлгөн; алардын милдети, башкалардын катарында, ширетүү иштерин көзөмөлдөө жана ширетүүчүлөрдүн аттестацияларын бир калыпта кайталоо болуп саналат.
Газ менен ширетүү жана кесүү
Газ менен ширетүүдө керектүү жылуулук газдын күйүүсү аркылуу алынат, ошондуктан негизги жана кошумча материал эрип кетет. Андан да маанилүүсү — кесүү. Кесүүчү горелка ширетүүдөгүдөй иштеген жылуулук түтүгүнөн тышкары, кычкылтек үчүн дагы бир кесүүчү түтүккө ээ. Ысык жалын менен ысытылган болот күйгүзүлүп, кычкылтек агымы менен үйлөп чыгарылат. Кесүү кошумча иштетүүсүз эле болот конструкцияларынын көптөгөн максаттары үчүн жетиштүү болгон жылмакай жана так беттерди берет.
Шайкештирилүү
Ширетилген бирикмелерди баалоодо ширетүү процессинде кошумча материалдын да, негизги материалдын да курамы олуттуу өзгөрүшү мүмкүн экенин эске алуу керек. Түзүлүштүн өзгөрүүсү да чоң мааниге ээ — эриген тигиш менен өзгөрбөгөн негизги материалдын ортосунда жылуулук таасиринин даражасына жараша ар түрдүү түзүлүшкө жана ошого жараша ар түрдүү касиеттерге ээ зона болот. Тигиштин жанында негизги материал эриген аймак (уvar зонасы) жайгашат жана анда ширетүү зонасы менен негизги материалдын ортосунда кошулуу жүрөт. Айланадагы материалдын зонасы да дагы эле катуу ысытылган болот, бирок бул жерде эрүү чекити мындан ары жетилбей калат. Бул ашыкча ысытуу зонасында түзүлүштө чоң өзгөрүүлөр пайда болуп, ал көп учурда бүт ширетилген бирикменин касиеттерин аныктоочу болуп калат.
Тигиштин жарака кетиши тигиште жаракалардын пайда болушун билдирет; алар ширетүүдөн кийин дароо эле, али жогорку температурада жүргөндө же көк кызгануу аймагында муздаганда гана, болжол менен 300oCде, пайда болушу мүмкүн. Жарака кетүү негизинен электроддордун касиети болуп саналат, ал дээрлик омоталган электроддордо гана кездешет, ал эми алар дал ушундайча болот конструкциялар үчүн маанилүү. Жаракалардын пайда болушу үчүн эки шарт аткарылышы керек, атап айтканда ширетүү процесси же башка тышкы таасирлерден келип чыккан жогорку чыңалуулар, ошондой эле материалдын катуулугунун жогорулашы.
Металлургиялык өзгөрүүлөрдөн тышкары, материалдын курамында жана түзүлүшүндө маанилүү болгон физикалык процесстер да бар, алар ширетүүдө материалга берилүүчү чоң жылуулук көлөмдөрү жана ошол учурда жетишилген жогорку температуралар менен байланышкан. Ысытуу бир калыпта эмес, болгону тар чектелген аймактарда жүрөт. Ысытууга байланышкан жылуулук кеңейүү ысытылган зонанын ички чыңалуусу менен ысытылбаган материал тарабынан тоскоолдукталат. Мындан тышкары, тышкы чыңалуу да пайда болот, анткени бөлүктөр ширетүүдө бекем кысылып турушу керек, ошондуктан ысытуу учурунда пластикалык кысылуулар чыгат. Муздаганда тигиш жана анын айланасы эң күчтүү жыйрылат (жыйрылуу). Муздатуу учурунда кеңейүү тоскоол болгондуктан, мажбурланган чыңалуулар (жыйрылуудан чыккан чыңалуулар) пайда болушу керек. Ширетиле турган бөлүктөрдү 200 °C дан 300 °C га чейин алдын ала ысытуу менен муздоону кыйла жайлатууга болот. Бекемдөө таасирин азайтуу аркылуу түзүлүш жакшыраак калыптанат, катуулануу азыраак калат.
Материалдарды жана ширетүү иштерин сыноо
Жалпысы: Ширетилген иштердин сапаты бир катар жагдайларга, акырында андай эле эмес адистин чеберчилигине жана ишенимдүүлүгүнө көз каранды болгондуктан, бардык ширетүү иштерин так көзөмөлдөө жана сыноо зарыл. Сыноолордон материалдардын жана электроддордун ширетүүгө жарактуулугун аныктоочу, белгилүү бир учур үчүн ширетүү шарттарын жана ширетүү ыкмаларын салыштырган, үлгүлөрдү сыноолор ж.б. көрсөтүлөт.
Сүр. 1 - ширетилген тигиштин ийилүүгө сыноосу
Ширетилген тигишти ийүү боюнча сыноо: Бул тик бурчтуу кесилиштеги жөнөкөй устундун ийүүгө сыноосу (сүр. 1), анда тартылуу тарабындагы жарым ай формасында иштетилген узунунан кеткен оюк бир катмар менен кайра ширетилет жана бул бөлмө температурасында жүргүзүлөт. Тигиш деформацияланууга жөндөмдүүлүктү өтө азайтат, ошондуктан сыноо үлгүлөрү көп учурда толугу менен морт жана капыстан сынып калат. Ийүү бурчу жука плиталарда чоңураак болот, ал плитанын калыңдыгы менен төмөндөйт.
Чокко чыдамдуулук: Тигиштин ийилүү сынагында көбүнчө жаракалар эң оболу тигиштин өзүндө пайда болуп, морт сынуу болот. Негизги материал тигиштин морт жарылышы учурунда капыстан пайда болгон жүктү кабыл ала алышы керек. Ширетилген зонанын жаракасы негизги материал аркылуу да тез жайылбашы, жарака жай гана өнүгө алышы талап кылынат. Негизги материал бул күтүүсүз жүктү кабыл алууга жетиштүү чок болушу керек жана бул касиет төмөн температураларда да жетиштүү деңгээлде сакталышы зарыл. Чокко чыдамдуулук, ошондой эле башка механикалык касиеттер да сыноо жүргүзүлгөн температурага олуттуу көз каранды. Төмөн температураларда, мис., 0 oCден төмөн, ал 20 oCдеги маанинин бир бөлүгүнө чейин төмөндөшү мүмкүн. Бул кескин төмөндөөнүн орду материалды баалоодо маанилүү. Бүгүн ширетилген болот конструкциялар үчүн картаюуга жакшы туруктуулугу бар материал, башкача айтканда муздак абалда созулган үлгүлөрдө соккуга каршы жогорку чокко чыдамдуулук талап кылынат.
Сүр. 2 - Нотацалуу чыңалуу абалындагы деформация
Катуулук: Ширетүү зонасында катуулук көрүнүштөрү чоң мааниге ээ. Катуулуктун өсүшүн билүү маанилүү, анткени сынуудагы узарыш катуулук көбөйгөн сайын тез төмөндөйт (сүр. 3), ал эми тартылуудагы бекемдик σB Brinell катуулугу HB менен дээрлик пропорционалдуу түрдө өсөт. Курулуш болоттору үчүн болжол менен σB = 0,36*HB. I-тайтандын негизги бурчтук тигишинин катуулугунун бир мисалы сүр. 4дө көрсөтүлгөн. Өтүүчү зонада абдан кичине аралыкта катуулук боюнча чоң айырмалар бар. Катуулуктагы өзгөрүү түзүлгөн түзүлүшкө көз каранды. σ-ε-l сызыгы да катуулук менен зоолордун чыңалуу абалындагыдай өзгөрөт (сүр. 2).
Сүр. 3 - Бринелл катуулугу жана узаруу
Сүр. 4 - ширетилген I-саанчынын мойнундагы ширетүү аймагындагы катуулуктар
Даяр ширетилген бириктирүүлөрдү бузбай текшерүү
Рентген аркылуу текшерүү – Жука калыңдыктарды рентгендегенде, рентген сүрөтүн бир экранда көрүнүктүү кылса болот. Рентген нурларынын ордуна радиоактивдүү материалдардын гамма нурларын колдонсо болот. Рентген сүрөтү тигиштин сапаты жөнүндө тыянак чыгарууга мүмкүндүк берет. Камтылган шлак же тешикчелер, ошондой эле кошулуштагы кемчиликтер жана жаракалар ушундай жол менен аныкталып, керек болсо жоюлушу мүмкүн.
Магниттик агызуу – изилденип жаткан болоттун ошол бөлүгүндө магнит талаасы пайда кылынат да, анан себилген күкүмдөр талаага жараша жайгашат. Магнит талаасындагы мүмкүн болгон бузулуулардан жаракалар аныкталышы мүмкүн. Бул ыкма өзгөчө үстүрт жаракаларды табууда натыйжалуу, бирок шлак кошулмаларына жана көзөнөктөргө, ошондой эле калың плиталардын ичиндеги жаракаларга салыштырмалуу анча сезимтал эмес.
Ультраүндүк менен текшерүү – Ультра кыска үн толкундары чектеш беттерде гана эмес, ошондой эле ички бөлүнүү беттеринде да, мисалы, жаракаларда же ажырымдарда чагылышат.