Пісіру трансформаторы

 

 

1-электрод; 2-электр доғасы; 3-бұйымдар; 4-қосымша металл

15-сурет-Доғалық пісірудің негізгі түрлерінің сұлбалары

Электр доғасы газдардағы күшті электрлік разряды болып саналады. Доғалық пісіруде, аралықтағы газдың иондануы негізінен ыстық катодтан бөлінген электрон эмиссиясының себебінен болады. Доға қасиетін сипаттайтын негізгі өлшемдерге кернеу, тоқ және доға ұзындығы жатады. Доғаның орныққан тұрақты күйіндегі кернеу мен тоқтың арасындағы байланыс оның статикалық вольт-амперлік сипаттамасымен көрсетіледі. Ол ылдиламалы І, тұрақты ІІ және өрлеуші ІІІ болып келуі мүмкін (16-сурет).

Тұрақты сипаттамасы болатын доғаның ұзындығы мен кернеуі арасындағы байланысты мынадай теңдеумен анықтайды.

Uд =  α + β lд

мұндағы Uд-доғадағы кернеу, В; lд -доғаның ұзындығы, мм; α мен β -электродтың материалы сортына, газдық ортаның құрамына ж.т.б. байланысты болатын коэффициенттер.

Болат  электродтармен  пісіргенде  ашық  ауада:

α = 10В, lд = 2-3 мм; β = 2В - мм.

Доғалық пісіру үшін тұрақты да, айнымалы да тоқ қолданылады. Тұрақты тоқ көздері ретінде тұрақты тоқ генераторлары мен пісіру түзеткіштері қолданылады.

Айнымалы тоқпен пісіруде көбінесе пісіру трансформаторлары қолданылады, олар тұрақты тоқ көздеріне қарағанда өте жиі пайдаланылады.

Пісіру тоғы көздері доғаның жеңіл тұтануын және тұрақты жануын қамтамасыз етуі, қысқа тұйықтау тоғын шектеуі және жұмыста қауіпсіз болуы керек. Доғаны тұтату үшін қажет пісіру тоқ көзі бос жүрісінің кернеуі деп аталатын кернеу шамасы, тұрақты тоқ көздері үшін 30-35 В төмен емес, ал айнымалы тоқ көздері үшін 50-55 В кем емес болуы керек. Ашық доғаның тұрақты жануы үшін көп жағдайда 18-30 В кернеу жеткілікті.

 

 

16-сурет-Статикалық вольт-амперлік сипаттама

Қысқа тұйықталу тоғын шектеу үшін тоқ күшін көбейте отырып тоқ көзінің қысқыштарындағы кернеуді азайту қажет. Тоқ көздерінің құламалы сыртқы сипаттамасы (17-сурет) болуы кажет. Сыртқы сипаттамасы деп, тоқ көздерінің қысқыштарындағы кернеу мен тоқ күшінің арасын-дағы байланыстылықты сызықпен көрсетуді айтады. Ылдиламалы сыртқы сипаттама доға жануының тұрақты тәртібін қамтамасыз етеді.

 

 

1- құлама; 2-көлбеу құлама; 3-тұрақты; 4-өрлеуші; 5-идеалдандырылған; 6-доғаның вольт-амперлік сипаттамасы

17-сурет-Пісіру тоғы көздерінің сыртқы сипат-тамалары (а) және доға сипаттамасы мен пісіру кезіндегі тоқ көзінің құлама сипаттамасының ара қатысы (б)

Қолмен доғалық пісіру

Қолмен доғалық пісіру электродтармен орындала-ды. Бенардос тәсілімен пісіргенде диаметрі 6-30 мм, ұзындығы 200-300 мм көмір немесе графит электроды қолданылады. Славянов тәсілімен пісіру үшін диаметрі 1,6-12 мм және ұзындығы 150-400 мм болатын металл электродтар паядаланылады. Инертті газдарда пісіру диаметрі 1-6 мм вольфрам электродтарымен жүзеге асырылады. Болаттарды пісіру үшін электродтар болат пісіру сымдарынан жасалады. Доға жануының тұрақтылығын арттыру үшін электрод өзекшесіне жұқа деп аталатын, немесе тұрақтандыратын жабулар қондырады. Олардың құрамына сілтілі қосылыстары (калийдің, натрийдің) немесе доғада ауадағы оттегі мен азотқа қарағанда жеңіл ионданатын сілтілі (кальций) металдарды кіргізеді, сонымен доғаның жану тұрақтылығын жақсартады. Бірақ жұқа жабуы бар электродтар металл жігінің жоғары механикалық қасиеттерін қамтамасыз етпейді, өйткені оны ауадағы оттегі және азотпен қатты қанықтырады. Балқытылған металды ауамен әрекеттесуден қорғау үшін электрод өзекшелеріне қалың, яғни сапалы жабу қондырылады. Олардың құрастырушыларына тұрақтан-дырушылар мен желімдеуішлерден (сұйық шыны) басқа шлак және газ тұзушілер мен қышқылдандырушылар жатады. Арнайы құрамы мен қасиеттері бар ерітілген металды алу үшін оған сондай-ақ легірлеуші элементтер енгізіледі.

Қолмен доғалық пісіру тәртібінің негізгі өлшемде-ріне электродтың диаметрі мен пісіру тоқ күші жатады. Электродтың диаметрін пісірілетін металдың қалыңдығына, жік қабатына (бірінші немесе келесілерінің) және жіктің кеңістіктегі орынына байланысты таңдайды.

Пісіру тоқ күші негізінен электрод диаметріне тәуелді. Оны 3-6 мм диаметр үшін мына теңдеумен анықтайды

                  Іп.т = k*dэ,

мұндағы Іп.т - пісіру тоқ күші, А; dэ- электродтың диаметрі, мм; k-коэффициент, А/мм; аз көміртекті болат өзекшелі электродтар үшін 40-60-қа, ал жоғары легірленген болат өзекшелі электродтар үшін 30-40-қа тең.

Автоматты доғалық пісіру

Автоматты доғалық пісіруде процестің барлық не-гізгі операциялары (доғаны тұтату, пісіру сымын бұйымға беру, доғаның ұзындығын тұрақты ұстау және пісіру бағытымен доғаны жылжыту) механикаландырылған(18-сурет).

Автоматты доғалық пісіруде балқытылған металды пісіру аумағында атмосфералық ауадан қорғау флюс деп аталатын ұнтақ тәрізді заттың көмегімен, немесе қорғаушы газдардың көмегімен іске асырылады.

 Флюстер астындағы  пісіруде пісірілетін бұйымға 8, жалаңаш сым 3 және бөлек флюс 5 жіберіледі. Пісіру доғасы 10 флюс  қабатының астында пісіру сымы  үші мен бұйымның аралығында  айналасында қосымша және негізгі  металдың буларына газ көпіршіктерінде  жанады да, доға бағанасы айналасында  қосымша мен негізгі металдың  буларынан және флюс құраушыларының  ажыраған өнімдерінен пайда болған  газ көпіршігінде жанады. Флюстің  балқыған бөлігі 4 газ көпіршігін  қоршайды және пісіру ван-насын  жұқа қож қабатымен жабады, сонымен балқытылған қосымша және негізгі металдың ауадағы оттегі мен азотқа жанасуына кедергі жасайды.

 

    

18-сурет-Флюс қабатының астында автоматты доғалык пісіру

Металл мен қождың суынуынан кейін кейнгісі қабыршық 6 түрінде қаптама металдан 7 жеңіл бөлінеді. Флюстің пайдаланылмаған бөлігі бұйымнан шанапқа флюс сорғызатын құрылғымен кері сорғызылады. Электр тоғы электродтқа тоқ өткізгіш сым 1 арқылы келеді. Сымның жылжуы жіберу механизмінің 2 көмегімен жүзеге асырылады.

Флюс астында автоматты доғалық пісіруде қолмен пісірумен салыстырғанда өнімділік жоғары тоқтарды пайдаланғандықтан 10-20 есеге дейін өседі, біркелкілігі қамтамасыз етіледі және жік металының  сапасы жоғарылайды, қалдық пен шашыраудың аз шығыны және угардың (кемудің) жоқтығы нәтижесінде пісіру сымдары үнемделеді.

Автоматты пісіруге қажет флюстер де, электрод жабулары сияқты доғаның тұрақты жануын, қаптама металдың қажетті химиялық құрамын және механикалық қасиеттерін, пісіру жігінің жақсы қалыптасуын және қаптама металдан қож қабыршығының жеңіл бөлінуін қамтамасыз етуі керек. Жасау тәсілдері бойынша флюстер балқыған және балқымаған немесе қыш тәрізді болып бөлінеді. Балқыған флюстер шихтаны жалынды немесе электр пештерінде қорытып, кезекті уақтаумен алынады. Бұл флюстердың құрамына тек шлак түзуші компоненттер кіреді.

Балқымаған немесе қыш флюстері қож түзуші компоненттерден басқа, тағы кышқылдандырғыштар мен легірлеуші элементтерден тұрады. Бұл флюстерді жасау технологиясы электродтық сынаушы қоспаларды алумен ұқсас.

Электр шлагімен пісіру

Электр шлагімен пісіруде негізгі және қосымша металл электр тоғын балкыған шлак арқылы жүргізгенде пайда болатын жылумен балқытылады (19-сурет).

 

 

19-сурет-Электр шлагімен пісіру сұлбасы

Пісірілетін бөлшектердің 1, 2 жиектерінің арасындағы кеңістікке флюс 4 және пісіру сымы беріледі. Пісіру флюс қабатының астында электродтық сымдар 6 мен қасына тақап қойылған жақтаушаның 3 аралығында доғаны қоздырумен басталады. Флюс балқығаннан және шлак ваннасы пайда болған соң пісіру сымдары балқыған шлак ішіне батырылады және доға жануы тоқтайды. Дегенмен тоқ балқыған шлак арқылы өтуін жалғас-тырады, ал одан бөлінетін жылу флюстың, бұйымдардың пісірілетін жиектерін, қосымша металды әрі қарай бал-қуына жұмсалады, суыну нәтижесінде пісіру жігі қалып-тасады.  Пісірудің бұл тәсілі ауыр машина жасауда пісіріп-құю және пісіріп-соғу конструкцияларын жасағанда, жоғарғы қысымда істейтін қалың қабырғалы қазандар өндірісінде ж.б. кең қолданыс табады. Қорғағыш газ қабатының астында пісірудің мәні мынада, балқыған металды ауадағы оттегі мен азоттың зиянды әсерінен қорғау үшін доғаның аймағына шілтер каналы арқылы толассыз қорғағыш газ ағысы жіберіледі, ол тағу орынынан ауаны ығыстырады.

Қорғағыш газ қабаты астында пісіру

Қорғағыш газдар ретінде инертті (аргон мен гелий) және әрекетті газдар (көмір қышқыл газ, сутегі, азот, су буы); сол сияқты олардың қоспасы пайдаланылады. Көптен-көп аргон мен көмір қышқыл газдары қолданылады.  Аргон доғалық пісіру балқымайтын (көбінесе вольфрамды) және балқитын электродтармен іске асырылады. Балқымайтын электродтармен пісіру тұрақты және айнымалы тоқпен қолмен, жартылай автоматпен және автоматты тәсілдермен жүзеге асырылады. Тұрақты тоқ-пен, әдетте оң полярлығымен, тот баспайтын және қызуға берік болаттар, никель мен оның қорытпалары, титан, цирконий, молибден және басқа металдар қалыңдығы 0,1-6 мм пісіріледі. Айнымалы тоқпен алюминий, магний және олардың қорытпалары пісіріледі. Балқитын электродпен пісіру тек автоматты және жартылай автоматты тәсілдермен іске асырылады. Көмір қышқыл газда пісіру жоғары өнімділігімен және құнының төмендігімен сипатталады, соның нәтижесінде бұл тәсіл көбіне көп аз көміртекті, азлегірленген және кейбір жоғары легірленген болаттарды пісіру үшін қолданылады.

Электр түйістіре пісіру

Түйіспелі электрлі пісіру пісірілетін металдардың түйіскен аумағының жылдам қызу құбылысына және қыздырылған бұйымдарды механикалық қысуға негізделген.

Пісіру тоғының күші түйістіре пісіруде оңдаған мың тіпті жүз мың амперге дейін жетеді. Мұндай тоқтарды төмендеткіш бір фазалық пісіру трансформаторларында алады, олардың екінші орамында көбінесе бір орам ғана жасалады. Екінші кернеудің шамасы 1-12 В болады. Жүйеге қосылған бірінші орамның орам санын көбейту немесе азайту арқылы екінші кернеуді өзгертеді, ал онымен бірге пісіру тоғы да өзгереді.

Пісіру орынындағы кедергі пісірілетін материал бетінің тазалығы мен күйіне, материалдың өзінің кедергісіне, пісірілетін бұйымдарға түсірілген қысымның шамасына байланысты, және осы жерде жылу көбірек мөлшерде бөлінеді. Пісіру уақыты пісірілетін материал-дың сорты мен қалыңдығына байланысты, секундтің жүз бөлігінен кейде, тіпті мың бөлігінен бірнеше минутқа дейін өзгереді. Бөлшектерді созылымдық күйге дейін немесе қорытылған күйге дейін қыздырып болған соң, оларға күш түсіреді, бөлшектер пісіріледі. Контактылы пісірудің түйістіріп, нүктелік және тегістік тәсілдері бар.

Түйістіріп пісіргенде (20-сурет) пісірілетін бөлшек-тер 1 (өзекшелер, тілімдер, рельстер, құбырлар) машина-ның мыстан жасалған қысқаштарына 3 бекітіледі. Қысқыш 3 станинаның бағыттаушысымен қозғалатын жыл-жымалы тақтаға 4 орнатылған, ал қысқыш 2 қозғалмайтын тақтаға бекітілген. Пісіру трансформаторының екінші орамы иілгіш мыс шиналар арқылы тақталарға қосылған. Трансформаторлардың бірінші орамы айнымалы тоқтың жүйесіне қосқыш құрылғы арқылы қосылады. Трансформатордың қуатын және пісіру тоғының өзгеруін реттеу үшін сатыларды ауыстыратын қосқыш арнайы қойылған. Жылжымалы тақтаны ауыстыру және пісірілетін бұйымдарды қысу механизмінің күшімен Р іске асырылады. Балқытумен түйістіріп пісіруді көлденең қимасы 4*104...6*104 мм2  дейінгі көміртектік және легірленген болаттар, түсті металдар және әр текті металдар үшін қолданады.

Нүктелік пісіруді табақтан жасалған конструкцияларды қосу үшін қолданады, олардың қажетті беріктігін қамтамасыз ету керек, ал тығыздығын қамтамасыз ету міндетті емес. Табақтардың қосынды қалыңдығы әдетте 10-22 мм-ден артпайды. Нүктелік пісіруде айқастырылған бөлшектерді 1 (21-сурет) біраз күшпен мыс электродтардың 2 арасында қысады, оларға электрлік ұстағыш арқылы пісіру трансформаторынан 3 тоқ жіберіледі.

 

 

20-сурет-Түйістіріп пісірудің сұлбасы

 

 

21-сурет. Нүктелік контактылы  пісіру сұлбасы

Төменгі электрод қозғалмайтын болып орналастырылады, ал жоғарғысы электрлік ұстағышпен бірге қысу механизмінің көмегімен қозғалады және қажетті қысымды Р түсіреді.   Бұйымды қысып, трансформаторды іске қосады, бұйымдардың аралығындағы жанасқан орын балқыған металдан ошақ пайда болғанша қыздырылады. Кезекті отырғызу күшін түсіргенде металдардың пісірілуі іске асады, қысымды алумен және тоқты ажыратумен пісіру аяқталады.

Нүктелік пісіру машиналарында көміртекті, легірленген, жоғары легірленген болаттар және түсті металдар пісіріледі.

Тігістік немесе шығыршықпен пісіруде (22-сурет) сұйықтарды, газдарды және басқадай өнімдерді сақтау мен тасымалдауға арналған жұқа қабырғалы ыдыстарды, осымен бірге жұқа қабырғалы құбырлар өндірісінде қолданады.

 

 

22-сурет-Тігістік пісірудің сұлбасы

Тігістік пісіруде (22-сурет) қалыңдығы 0,3-3 мм табақтарды 1 айқастыра беттестіріп, пісіру трансформаторынан электр тоғы келетін екі мыс шығыршықтың 2 арасына P күшімен қысады. Шығыршықтың біреуіне немесе екеуіне де арнайы жетекпен ықтиярсыз айналыс беріледі. Тоқты қосқанда және бір мезгілде шығыршықтар айналғанда пісірілетін бұйымдардың жылжуы мен жанасқан беттерінің балқығанға дейін қызуы жүреді, сонан соң қысушы күштердің әсерімен пісіріледі

Газбен пісіру

Газбен пісіруде пісірілген қосылысты алу үшін негізгі металдың жапсарлары мен қосымша металл арнайы пісіру шілтерлерінде оттегі қоспасымен жағылатын жанғыш газдар жалынымен балқыған күйіне дейін қыздырады.

Жанғыш газ есебінде көбіне көп ацетилен қолдану тапты, өйткені оттегінде жанғанда болаттарды және көптеген басқадай металдар мен олардың қорытпаларын пісіру үшін температурасы жеткілікті жалын береді. Балқу температурасы болаттың балқу температурасынан төмен металдарды (қорғасын, алюминий ж.б.) пісіру үшін басқадай газдар пайдаланылуы мүмкін, мысалы сутегі, табиғи газ және басқалар, олар температурасы әжептеуір төмен жалын береді.

Көбінесе жиірек газбен пісіруді қалыңдығы 3-5 мм-аз көміртекті және төмен легірленген болаттардан табақ пен құбыр тәріздес конструкциялар жасауда, шойын мен қоладан жасалған дайындамалардың ақауларын жөндегенде, сол сияқты түсті металдар мен олардың қорытпаларынан жасалған бұйымдардың өндірісінде қолданады. Өнеркәсіптік көлемде оттегі ауадан алынады, онда оның көлемі 21%-ке жуық. Процесс ауаны - 104,50С температура мен қалыпты қысымда сұйылтуға және кезектегі тазартуға негізделген. Оттектік редуктор (23-сурет) баллондағы немесе құбырдағы оттегінің жоғарғы қысымын пісіргенде 0,2-0,4 МПа және кескенде 1,2-1,4 МПа-ге дейінгі жұмыстағы қысымына төмендету үшін, сондай-ақ оны тұрақты шамада ұстап тұру үшін арналған.

Ацетиленді алудың негізгі тәсілі кальций карбидін сумен ыдырату болып саналады. Ыдырау формуласы:

СаС2 + 2Н2О = С2Н2 + Са(ОН)2

     

 

1-тиектік серіппе; 2-қақпақ; 3-қозғағыш; 4-мембрана; 5-қысатын   диск; 6-реттегіш серіппе

23-сурет-Оттектік редуктордың сұлбасы

 

Техникалық ацетилен алынатын аппарат ацетилен генераторы деп аталады. Кальций карбидінің сумен әрекеттесу принципіне байланысты генераторлардың мынадай жүйелерін айырады: "Карбид суға", "су карбидіне", сонымен бірге жанасып әрекеттесу "батырумен" және "ығыстырумен".