Payvandlash texnikasi asoslari
Payvandlash — issiqlik ta’sirida, bir xil yoki o‘xshash tarkibli metallarning, shu turdagi yoki shunga o‘xshash metall qo‘shilgan yoki qo‘shilmagan holda biriktirilishidir. Payvandlash yordamida detallar ajralmas tarzda o‘zaro bog‘lanadi va yagona butunlik hosil bo‘ladi. Yaxshi payvandlash yaqin bog‘lanishni nazarda tutadi, u faqat payvandlash joyida asosiy material ham erigan taqdirdagina (erish zonasi) hosil bo‘ladi.
Elektr yoyli payvandlash
Po‘lat konstruksiyalar uchun birinchi navbatda elektr yoyli payvandlash ko‘rib chiqiladi, bunda zarur issiqlik elektr alangali yoyi yordamida olinadi. Alangali yoy asosiy detal va shunday ataluvchi elektrod orasida hosil bo‘ladi, elektrod bu jarayonda eriydi va qo‘shimcha material beradi. Qo‘shimcha materialning (elektrodning) to‘g‘ri tanlanishi payvandlangan birikma xossalariga eng katta ta’sir ko‘rsatadi. Elektrodlar payvandlanayotgan asosiy materialning xarakteristik mustahkamliklariga qarab tanlanadi. Elektrodlarni tanlash, payvandlash shartlarini belgilash maxsus bilimni talab qiladi, shu sababli ayniqsa tayyorlangan “payvandlash texnikasi bo‘yicha mutaxassis muhandislar” instituti yaratilgan bo‘lib, ularning vazifasi, jumladan, payvandlash ishlarini nazorat qilish va payvandchilarning attestatsiyalarini muntazam ravishda qayta o‘tkazishdan iborat.
Gaz bilan payvandlash va kesish
Gaz bilan payvandlashda zarur issiqlik gazning yonishi hisobiga hosil qilinadi, shuning uchun asosiy va qo‘shimcha materiallar erish holatiga keladi. Muhimi — kesish. Kesish gorelkasi payvandlashdagi kabi ishlaydigan issiqlik quvuridan tashqari, kislorod uchun yana bir kesish quvuriga ham ega. Issiq alanga bilan qizdirilgan po‘lat kuydiriladi va kislorod oqimi bilan puflab chiqariladi. Kesish silliq va aniq yuzalar beradi, ular keyingi ishlovsiz ham po‘lat konstruksiyalarning ko‘plab maqsadlari uchun yetarli bo‘ladi.
Payvandlanuvchanlik
Payvandlangan birikmalarni baholashda payvandlash jarayonida qo‘shimcha materialning, shuningdek asosiy materialning tarkibi sezilarli darajada o‘zgarishi mumkinligini inobatga olish kerak. Tuzilma o‘zgarishi ham katta ahamiyatga ega — erigan chok bilan o‘zgarmagan asosiy material orasida, issiqlik ta’siri darajasiga qarab, turli tuzilishga va shunga mos ravishda turli xossalarga ega zona bo‘ladi. Chok yonida asosiy material erigan hudud (uvar zonasi) joylashadi va unda payvandlash zonasi bilan asosiy material o‘rtasida birikish sodir bo‘ladi. Atrofdagi material zonasi ham juda qattiq qizdiriladi, garchi u yerda erish nuqtasiga endi yetib borilmagan bo‘lsa ham. Bu qizib ketish zonasida tuzilma katta o‘zgarishlarga uchraydi, shuning uchun u ko‘pincha butun payvandlangan birikmaning xossalarini belgilab beradi.
Payvand chokining yorilishi deganda chokda darzlarning paydo bo‘lishi tushuniladi; ular payvandlashdan so‘ng darhol, hali yuqori haroratda paydo bo‘lishi yoki ehtimol faqat sovish paytida, ko‘k qizish sohasida (taxminan 300oC da) yuzaga kelishi mumkin. Yorilish yuqori darajada elektrodlarning xossasidir; u deyarli faqat o‘ralgan elektrodlar bilan, aynan po‘lat konstruksiyalar uchun muhim bo‘lgan turlarda uchraydi. Darzlarning paydo bo‘lishi uchun ikki shart bajarilgan bo‘lishi kerak, ya’ni payvandlash jarayoni yoki boshqa tashqi ta’sirlar natijasidagi yuqori kuchlanishlar hamda materialning qattiqligining ortishi.
Material tarkibi va tuzilishidagi metallurgik o‘zgarishlardan tashqari, payvandlashda materialga katta miqdorda issiqlik berilishi va buning natijasida erishilgan yuqori haroratlar bilan bog‘liq fizik jarayonlar ham muhimdir. Qizdirish bir tekisda amalga oshirilmaydi, balki faqat tor chegaralangan sohalarda bo‘ladi. Qizdirish bilan bog‘liq issiqlik kengayishi qizdirilgan zonaning ichki zo‘riqishi bilan qizdirilmagan material tomonidan to‘sib qo‘yiladi. Bundan tashqari, tashqi zo‘riqish ham yuzaga keladi, chunki payvandlashda qismlar mustahkam qisilib turishi kerak, shu sababli qizdirishda plastik siqilishlar paydo bo‘ladi. Sovutish paytida chok va uning atrofi eng ko‘p qisqaradi (qisqarish). Sovitishda, kengayish to‘silganligi sababli, majburiy zo‘riqishlar (qisqarish zo‘riqishlari) paydo bo‘lishi kerak. Payvandlanadigan qismlarni 200 oC dan 300 oC gacha oldindan qizdirish bilan sovushni sezilarli darajada sekinlashtirish mumkin. Suyuqlantirish ta’siri kamaygani uchun tuzilmaning shakllanishi yaxshilanadi, qotish kamroq bo‘ladi.
Materiallar va payvandlash ishlarini sinash
Umumiy: Payvandlangan ishlar sifati bir qator sharoitlarga, oxir-oqibat esa mutaxassis xodimning mahorati va ishonchliligiga bog‘liq bo‘lganligi sababli, barcha payvandlash ishlarini aniq nazorat qilish va tekshirish zarur. Tekshiruvlar orasida materiallar va elektrodlarning payvandlanuvchanligini aniqlash, muayyan holat uchun payvandlash shartlari va payvandlash usullarini taqqoslash, namunalarni sinash va hokazolar keltiriladi.
Rasm 1 - payvand chokining egilishga sinovi
Payvand chokining egilishga sinovi: Bu to‘g‘ri to‘rtburchak kesimli oddiy to‘sinning egilishga sinovi (rasm 1), unda cho‘ziluvchi qatlamdagi yarim doira shaklida ishlov berilgan bo‘ylama yoriq xona haroratida yana bir qatlam bilan payvandlanadi. Chok deformatsiyalanish qobiliyatini juda kamaytiradi, shuning uchun namunalari ko‘pincha butunlay mo‘rt va to‘satdan sinadi. Yupqa plastinalarda egilish burchagi kattaroq bo‘ladi, plastina qalinlashgani sari u kamayadi.
Noma’shlilik chidamliligi: chokni bukish sinovida ko‘pincha avval chokning o‘zida darzlar paydo bo‘ladi va natijada mo‘rt sinish yuz beradi. Asosiy material chokning mo‘rt yorilishi paytida birdaniga yuzaga keladigan yuklamani qabul qila olishi kerak. Payvand zonadagi darz tezda asosiy material bo‘ylab tarqalib ketmasligi, balki faqat asta-sekin rivojlanishi talab etiladi. Asosiy material bu keskin yuklamani qabul qilish uchun yetarli darajada chidamli bo‘lishi kerak va bu qobiliyat past haroratlarda ham yetarli darajada saqlanib qolishi lozim. Noma’shlilik chidamliligi, shuningdek boshqa mexanik xossalar, sinov o‘tkaziladigan haroratga katta darajada bog‘liq. Past haroratlarda, masalan, 0 oC dan pastda u 20 oC dagi qiymatining bir qismigacha tushib ketishi mumkin. Bu keskin pasayishning joylashuvi materialni baholash uchun muhimdir. Bugungi kunda payvandlangan po‘lat konstruksiyalar uchun yoshi o‘tishga yaxshi bardoshli material, ya’ni sovuqda zarbaga nisbatan yuqori nishabli mustahkamlik talab etiladi.
Rasm 2 - Kesikdagi kuchlanish holatlarida deformatsiya
Qattiqlik: Payvandlash zonasidagi qattiqlik hodisalari katta ahamiyatga ega. Qattiqlikning oshishini bilish muhim, chunki uzilishdagi cho‘zilish qattiqlik ortishi bilan tez kamayadi (rasm 3), cho‘zilishdagi mustahkamlik σB esa deyarli Brinell qattiqligi HB ga proporsional ravishda ortadi. Qurilish po‘latlari uchun taxminan σB = 0,36*HB. I-nurni asosiy burchak chokining qattiqligiga bir misol rasm 4 da ko‘rsatilgan. O‘tish zonasida juda kichik masofalarda qattiqlikning katta farqlari mavjud. Qattiqlikning borishi hosil bo‘lgan tuzilishga bog‘liq. σ-ε-l chizig‘i ham qattiqlik bilan, ham kesikdagi kuchlanish holati bilan o‘xshash tarzda o‘zgaradi (rasm 2).
Rasm 3 - Brinell qattiqligi va cho‘zilish
Rasm 4 - Payvandlangan I-nurlardan birining bo‘ynidagi chok zonasidagi qattiqliklar
Tayyor payvandlangan birikmalarni buzmasdan tekshirish
Nurlantirish – yupqa qatlamlarni nurlantirishda rentgen tasvirini bitta ekranda ko‘rinadigan qilish mumkin. Rentgen nurlari o‘rniga radioaktiv materiallarning gamma nurlaridan foydalanish mumkin. Rentgen tasviri chok sifatini baholash imkonini beradi. Chok ichidagi shlak yoki g‘ovaklar, shuningdek, birikishdagi nuqsonlar va yoriqlar shu tarzda aniqlanib, zarur bo‘lsa bartaraf etilishi mumkin.
Magnit oqimlantirish – tekshirilayotgan po‘lat qismida magnit maydon hosil qilinadi va so‘ng sepilgan temir kukuni maydon bo‘yicha joylashadi. Magnit maydondagi har qanday notekisliklardan yoriqlar aniqlanishi mumkin. Usul ayniqsa sirt yoriqlarini topishda samarali, biroq shlak qo‘shilmalari va g‘ovaklarga, shuningdek qalin plitalar ichidagi yoriqlarga nisbatan nisbatan sezgir emas.
Ultratovush bilan sinash – Ultratovushli qisqa tovush to‘lqinlari nafaqat chegara yuzalarida, balki ichki ajralish yuzalarida ham, masalan, yoriqlarda yoki qatlam ajralishlarida qaytadi.