006310092

Кыргыз Республикасынын Билим берүү жана илим министрлиги
Башталгыч жана орто кесиптик билим берүү агенттиги
Республикалык илимий-методикалык борбору
Турдалиев И. Т.
ЭЛЕКТР ЖАНА ГАЗ
ШИРЕТҮҮ ИШТЕРИНИН
ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Баштапкы кесиптик билим берүү үчүн окуу куралы
БИШКЕК – 2016
УДК 621.7
ББК 34.641
Т 87
Кыргыз Республикасынын Президентине караштуу мамлекеттик
тил боюнча улуттук комиссия тарабынан жактырылды.
Турдалиев И. Т.
Т 87 Электр жана газ ширетүү иштеринин технологиясы: Баштапкы
кесиптик билим берүү үчүн окуу куралы. – Б.: «V.R.S. Company»,
2016. – 196 б.
ISBN 978-9967-28-346-6
Догоо жана газ менен ширетүү жөнүндө жалпы маалыматтар берилди. Түстүү металлдарды жана эритмелерди ширетүүнүн технологиясы баяндалган. Электр ширетүү жана газ ширетүү жумуштарын
жүргүзүүдө колдонулуучу жабдуулар каралды.
Окуу куралы 150709.02 «Ширетүүчү» кесиби боюнча «Ар кыл болоттордон, түстүү металлдардан жана алардын эритмелеринен бөлүкчөлөрдү, чоюндарды ар кыл абалында ширетүү жана кесүү» модулун
өздөштүрүүдө колдонуга сунуш кылынды. Баштапкы кесиптик билим
берүү мекемесинин окуучулары үчүн иштелип чыкты.
Т 2704060000-17
ISBN 978-9967-28-346-6
УДК 621.7
ББК 34.641
© Турдалиев И. Т., 2016
© Республикалык илимий-методикалык борбору, 2016
© «Кеңеш» басмасы, 2016
УРМАТТУУ ОКУРМАНДАР!
Бул окуу куралы 150709.02 «Ширетүүчү» кесиби боюнча окуу-методикалык топтомдун бөлүгү болуп саналат (электр жана газ ширетүү
жумуштары).
Жаңы муундун окуу-методикалык топтому өзүнө жалпы билим
берүү жана жалпы кесиптик билим берүү дисциплиналарын ошондой эле кесиптик модулдарды өздөштүрүүнү камсыз кылуучу салттык
жана инновациялык окуу материалдарын камтыйт. Ар бир топтом өзүнө жалпы жана кесиптик компетенцияларды өздөштүрүү үчүн зарыл
болгон китептерди жана окуу куралдарын, көзөмөлдөө каражаттарын
камтыйт, ошондой эле жумуш берүүчүнүн талаптары да эске алынат.
Окуу басылмалары электрондук билим берүү ресурстары менен
кошумчаланат. Электрондук ресурстар интерактивдүү көнүгүүлөр
жана тренажерлор, мультимедиялык объектилер, Интернетте кошумча материалдарга жана ресурстарга шилтемеси менен теориялык жана
практикалык модулдарды камтыйт. Аларга терминологиялык сөздүк
жана электрондук журнал киргизилген, анда окуу процессинин негизги мүнөздөгүчтөрү (параметрлери) катталат: жумуштун убактысы, текшерүү иштерин жана практикалык тапшырмаларды аткаруу жыйынтыгы. Электрондук ресурстар окуу процессине оңой эле киргизилет жана
ар кыл окуу программаларына ыңгайлаштырылышы мүмкүн.
«Ар кандай болоттордон, түстүү металлдардан жана алардын эритмелеринен бөлүкчөлөрдү, чоюндарды ар кыл абалында ширетүү жана
кесүү» электрондук билим берүү ресурсу иштеп чыгуу стадиясында
жана ал 2013-жылы басылып чыгарылат.
Окуу-методикалык топтому баштапкы кесиптик билим берүүнүн
Федералдык мамлекеттик билим берүү стандартынын негизинде анын
багытын эске алуу менен иштелип чыкты.
3
СӨЗ БАШЫ
Ширетүүнү металлдык прокатты керектеген өндүрүштүн негизги тармактарында кеңири колдонушат. Анткени анын натыйжасында
металлга болгон чыгым, жумушту аткаруу мөөнөтү жана өндүрүштүк
процесстерде эмектин көп талап кылынуусу кескин түрдө азаят.
Ширетүү конструкцияларын чыгаруу жана ширетүү иштеринин
механизациясынын деңгээли жылдан жылга өсүүдө. Ширетүүнү керектөөнүн эсебинен алынуучу жылдык үнөм көптөгөн жүздөгөн миллион
акча каражатты менен эсептелет.
Ширетүү процессин автоматташтыруу жана механизациялоо жаатындагы ийгиликтер домна мештери, көпүрөлөр, кемелер, химиялык
жабдуулар, гидротурбиналар сыяктуу маанилүү объекттерди даярдоо
технологиясын түп тамырынан бери өзгөртүүгө мүмкүнчүлүк түзүлдү.
Ширетүүнү колдонуу машина курулушунун жакшырышына жана
техниканын жаңы тармактарынын – ракета куруунун, атомдук энергетиканын, радиоэлектрониканын өнүгүшүнө түрткү берет. Продукциянын бирдигине болгон чыгымды азайтууга, өндүрүштүк циклдин узактыгын кыскартууга, даярдалуучу буюмдардын сапатын жакшыртууга
мүмкүндүк берет.
Окуу китебинде электр жана газ ширетүү жумуштарынын технологиясы сүрөттөлгөн, болотторду, чоюндарды жана түстүү металлдарды газ жана догоо менен ширетүү учурунда жүрүүчү негизги процесстер баяндалды. Ширетүүчү жалын жана анын ширетүүчү ванна менен
болгон өз ара аракеттешүүсү жөнүндө негизги маалыматтар келтирилди. Анда жүрүүчү процесстер каралган жана ширетүү иштерине карата
болгон талаптар баяндалды. Ошондой эле газ ширетүү режимин тандоо боюнча сунуштар да берилди.
Окуу китебинде ширетүүчү догоо жана анын ширетүүчү ваннанын
суюк металлдары менен болгон өз ара аракеттешүүсү, догоо менен
ширетүүнүн режиминин мүнөздөгүчтөрүнүн (параметрлеринин) ширетилген бирикмелердин ширетилген жеринин калыптануусуна жана
сапатына тийгизген таасири жөнүндө маалыматтар келтирилди.
Окуу китебинде коргоочу газдардагы жана ушул максатта жабдуу
үчүн колдонулуучу догоо менен ширетүү технологиясына олуттуу көңүл бурулду.
4
1-бөлүм
ШИРЕТҮҮЧҮ ЖАЛЫН, АНЫН ТҮЗҮЛҮШҮ
ЖАНА МҮНӨЗДӨМӨЛӨРҮ
1.1. Ширетүүчү жалындын пайда болуусу
Адатта күйүү реакциясы катуу, суюк же газ түрүндөгү заттардын
кычкылтек менен бириккен учурда жүрөт, бирок кээ бир металлдар
кычкылтекте гана күйүүсү мүмкүн. Газ жалынын иштетүү үчүн ар кандай газдардын кычкылтекте же абада күйүү процесси өзгөчө мааниге
ээ. Ар кандай газ суюктугунун күйүүсү күйүү процессинин шарттарынан көз каранды болгон кандайдыр бир белгилүү темпертурада от
алуусунан башталат. Күйүү башталган соң, газды жылуулуктун тышкы
булактары менен андан ары жылытуунун кажети жок, анткени газдын
жылуулугу күйүүчү аралашманын жаңы үлүштөрүнүн (порцияларынын) күйүүсүн кармоо үчүн жетиштүү болот.
Күйүүнүн туруктуу процесси күйүүчү аралашма жалындаган
учурда бөлүнүп чыгуучу жылуулук газдын жаңы үлүштөрүн (порцияларын) жылытуу менен айлана-чөйрөгө жылуулуктун жоготууларын
толуктоо үчүн жетиштүү болгон учурда мүмкүн болот. Газдын кычкылтекте же абада күйүүсүнүн негизги шарты болуп – күйүүчү газдын
аралашмада жалындоо чектери деп аталуучу белгилүү бир чекте болуусу саналат. Күйүүчү аралашманын от алуу ылдамдыгына жараша
(жалынды жайылтуу ылдамдыгы) күйүүнүн төмөнкү үч түрүн ажыратып билүүгө болот:
• жай – жалынды жайылтуу ылдамдыгы 10...15 м/с ашпаган;
• жарылма – жалынды жайылтуу ылдамдыгы секундасына бир
канча метрге чейин жеткен;
• детонациялык – жалынды жайылтуу ылдамдыгы 1000 м/с жогору болгон.
От алуу ылдамдыгы (жалынды жайылтуу ылдамдыгы) төмөнкү
факторлордон көз каранды болот:
• газ аралашмасы катылган газ аралашмасынын курамы жана басымы;
• күйүү жүрүүчү мейкиндиктин мүнөзү жана көлөмү;
• анын чек арасындагы термомеханикалык шарттар (мисалы, негизги чен-өлчөмдөрү бар түтүктөрдө аралашма күйгөн учурда
ушул шарттарды аныктоочу болуп түтүктүн диаметри саналат);
• күйүүчү газдын жана кычкылтектин жыштыгы (аларда кошулмалардын курамын көбөйтүү менен от алуу ылдамдыгы азаят).
5
Газ жалынын (газопламенный) иштетүү процесстеринде күйүүчү
газдар басымдуу түрдө көмүр кычкылтегинин башка газдар менен болгон аралашмасын түзөт. Бардык күйүүчү газдардын ичинен накталай
түрдө суутек гана колдонулат. Курамында суутектери бар бардык күйүүчү газдар түзүлүшү боюнча ацетилендик кычкылтектин жалынына
окшош жаркырак ядросу бар жалынды пайда кылат. Күйүүчү газдын
курамында канчалык көмүртек көп болсо, ошончолук жалындын жаркырак ядросу даана сызылып көрүнөт. Көмүр кычкылтектүү газдардардан айырмаланып суутектик-кычкылтектик жалын жаркырак ядрону
пайда кылбайт, бул нерсе тышкы көрүнүшү боюнча жалындын жөнгө
салынышын кыйындатат.
Жаркырак ядросу бар жалынды пайда кылуучу күйүүчү газдарга
ацетиленден тышкары: метан, пропан, бутан, пропандык-бутандык аралашмалар, жаратылыш газдары, мунай газы, пиролиз газы ж. б. кирет.
1.2. Ширетүүчү жалындардын түзүлүшү
Күйүү реакциясы – бул күйүүчү затты кычкылтек менен бириктирүү реакциясы болуп саналат. Күйүүчү газдын күйүү процесси аталган
процесс жүргөн шарттардан көз каранды болгон белгилүү бир температурада газдын от алуусунан башталат. Күйүү башталгандан кийин
эгерде күйүү учурунда бөлүнүп чыгуучу жылуулуктун күйүүчү аралашмалардын жаңы үлүштөрүнүн (порцияларынын) күйүүсүн сактоого жана курчап турган чөйрөгө жылуулуктун жоготууларын толуктоо үчүн жетиштүү болсо, газды андан ары тышкы булактан жылытуу
талап кылынбайт.
Ацетилендин күйүү реакциясынын жүрүшүнө жараша ширетүүчү
ацетилендик кычкылтек жалыны белгилүү бир формага ээ жалынды үч
зонага бөлсө болот: 1-ядро, 2-ортоңку зона, 3-шамана (факел).
О2
1 2 3
а
О2
О2
б
в
1.1.-сүрөт. Ширетүүчү жалындын түзүлүшү:
а – нормалдуу жалын; б – кычкылдантуучу жалын (ашыкча кычкылтектүү);
в – көмүрдөндүрүүчү жалын (науглероживающий) (ашыкча ацитилендүү);
1 – ядро; 2 – ортоңку зона; 3 – шамана (факел)
6
Жалындын ядросунун 1-ички бөлүгүндө мундштуктан келүүчү
газ аралашмасынын от алуу температурасына чейин аз-аздан жылуусу
жүрөт. Жалындын ядросунда ацетилендин термиттик ажыроосу жүрөт,
ал ядродогу күймөгө берилүүчү кычкылтектин эсебинен ылдамдайт.
Жалындын ядросундагы ацетилен ажырайт:
C2Н2 + О2 → 2С + Н2 + О2,
(1.1.)
2С + Н2 + О2 → 2СО + Н2.
(1.2.)
Пайда болгон көмүртек жалындын ядросунун жука катмары менен курчалган, анын жаркыроосуна алып келген мапмайда болгон катуу бөлүкчөлөрдү элестетет. Ядронун кыртышы ширетүүчү жалындын
эң жарык бөлүгү болуп саналат. Жалындын ядросунун температурасы 1450...1500 ° С түзөт. Ядронун сырткы көрүнүшү боюнча көрүнөө
(визуально) газ аралашмасынын курамын жана ширетүүчү күймөктүн
бузугу жоктугун аныкташат.
Жалындын ортоңку зонасында 2-аралашмадагы көмүртектин кычкылтек менен толук эмес кычкылдануусу жүрөт:
Бул реакциянын учурунда бөлүнүп чыгуучу жылуулук аралашманын ысышына жана анда жүрүүчү кычкылдануу процесстеринин
ылдамдашына өбөлгө түзөт. 1.2-сүрөттө көрсөтүлгөндөй ортоңку зона
T, ° С
4000
3000
2000
1000
0 10 20 30 40 50 60 70 мм
1 2 3
1.2. сүрөт. Т – температураны ацетилендик-кычкылтектүү жалындын огу боюнча
бөлүштүрүү: 1 – ядро; 2 – ортоңку зона; 3 – шамана (факел)
2-максималдуу температура менен мүнөздөлөт. Жалындын 3-шаманасында (факелде) көмүртектин оксидинин жана суутектин абадан
келүүчү кычкылтек менен өз ара аракеттешүүсү учурунда күйүп бүтүүсү жүрөт:
2СО + Н2 + 1,5О2 2СО2 + Н2О.
(1.3.)
7
Ушуну менен бирге ири көлөмдөгү жылуулук бөлүнүп чыгат, бирок, 3-шамананын (факелдин) зонасынын көлөмү чоң болгондуктан,
андагы температура 2-ортоңку зонага караганда төмөн келет.
Нормалдуу жалынды пайда кылуу (1.1.-сүрөт, а) жана ацетилендин толук күйүп бүтүшү үчүн анын ар бир көлөмү үчүн күйгүчкө
кычкылтектин ушундай эле көлөмүн, б. а. β = Vк/Vа = 1 катышын тууралоо зарыл.
Нормалдуу жалын β = 1,1...1,3 болгондо алынат. Бул катышты
жогорулаткан учурда (β > 1,3) жалын кычкылдантуучу мүнөзгө (кычкылдантуу жалыны) ээ болот, анткени ал металлды кычкылдантуучу
ашыкча кычкылтекти камтыйт. Бул учурда жалындын ядросу кыскарат,
учуту тартып, сөлөкөтү өтө даана эмес болот (1.1.-сүрөт, б), бозорот
жана көгүш түскө ээ болот.
Келип түшүүчү кычкылтектин саны азайган учурда (ацетилендин көп болушу) көмүрдөндүрүүчү жалын келип чыгат (1.1.-сүрөт, в
карагыла). Муну менен бирге ортоңку зонанын көлөмү көбөйөт дагы
ядро күңүрт тартат жана анын артынан жашыл түстөгү «ацетилендик
калем» пайда болот. Ацетилен бир кыйла көп болгон учурда көмүртектин бөлүктөрү сырткы зонада да пайда болот, жалын ыш тартат, узарат
жана кызыл түскө келет.
1.3.-сүрөттө жалындын максималдуу температурасынын газ аралашмасына болгон көз карандылыгы көрсөтүлгөн (андагы кычкылтектин курамы). Жалындын эң жогорку температурасы жана ширетүүнүн эң жогорку өндүрүмдүүлүгү
T, ° C
нормалдуу жалынга салыштырмалуу
3500
аралашмадагы кычкылтек бир кый3400
ла көп болгон учурда гана байкалат.
3300
3200
Жетишээрлик таза кычкылтек жана
3100
ацетилен үчүн болгон максималдуу
3000
температураны 3100...3200 ° С кабыл
2800
2600
алууга болот.
40 50 60 70 80 О2, %
Ацетилендик жалында пайда бо1.3.-сүрөт. Жалындын максималдуу
луучу таза көмүртек эритилген металл
температурасынын газ аралашменен жутулушу мүмкүн, ошондуктан
масына болгон көз карандылыгы
мындай жалын көмүрдөндүрүлүүчү
(андагы кычкылтектин курамы)
науглераживающий деп аталат. Анын
температурасы нормалдуу же кычкылдантуучу жалындын температурасына салыштырмалуу өтө төмөн келет.
Газдардын жалынын түзүлүшү – курамына көмүр кычкылтектери
кирген, ацетиленди алмаштыруучулардыкы ацетилендик кычкылтек8
түү жалындын түзүлүшүнөн анча деле айырмаланбайт, бирок ал өтө
даана эмес чагылдырылган жаркырак ядрого ээ. Бул жалындын курамын сырткы көрүнүшү боюнча жөнгө салууну оорлотот.
1.3. Ширетүүчү жалындын жылуулук мүнөздөмөлөрү
Жалындын температурасы – анын жылуулук касиеттерин аныктоочу бирден бир маанилүү чен-өлчөмү болуп саналат. Температура
канчалык жогору болсо, металлды жылытуу жана эритүү ошончолук
натыйжалуу болот.
Жалындын огунун айланасындагы жана туурасынан кеткен кесиктеги курамдын ар кандай болушу анын өзүнчө зоналарындагы температуралардын айырмалануусуна алып келет. Көпчүлүк көмүртектүү
жана суутектүү газдардын жалынынын эң жогорку температурасы
ядрого жакын – жалындын ортоңку зонасында топтолгон. Анткени,
ортоңку зона өз курамында көмүртектин оксидине жана суутекке ээ
болуу менен бирге калыпка келтирүүчү касиетке ээ болгондуктан,
күйгүчтү жалындын ядросу металлдын бетинен 2...3 мм аралыкта
жайгаштыруу менен ширетүүнү дагы дал ушул зона менен жүзөгө
ашырышат.
Жалындын температурасына күйүүчү газ менен кычкылтектин
аралашмасынын катышы олуттуу таасир тийгизет. β көбөйтүү менен
температуранын максимуму жогорулайт жана күйгүчтүн мундштугун
көздөй сол тарапка жылат, бул аралашманын күйүү процессинде кычкылтек көп болгон учурда анын ылдамдыгынын жогорулашы менен
түшүндүрүлөт.
Ички ядронун ар кандай аралыктарындагы газ аралашманын
β = 1,1...1,2 катышында ацетиленге болгон чыгымы 250...400 дм3/с
түзгөн ширетүүчү күйгүчтүн ацетилендик кычкылтектик жалынынын
температурасы төмөнкүдөй болот:
Аралык, мм...
3
4
11
25
Температура, °С... 3050...3150 2850...3050 2650...2850 2450...2650
Жалындын температурасы кычкылтектин жогору болгон курамында максималдуу маанилерге жетүүсү аралашманын катышынын
өзгөрүүсү менен олуттуу түрдө өзгөрөт.
Металлды жалын менен ысытуу жалындын күйүүчү аралашманын
агымы жана аны менен тийишүүчү металлдын бетинин тилкелери ортосундагы аргасыз конвективдүү жана нурдуу жылуулук алмашуу менен шартталган. Нурдуу жылуулук алмашуу чоң эмес жана ал жалын9
дын жана металдын жалпы жылуулук алмашуусунун 5...10 пайызын
түзөт. Ширетүүчү жалынды конвективдүү жылуулук алмашуу булагы
катары кароого болот.
Аргасыз конвективдүү жылуулук алмашуунун күчөшү жалындын
температураларынын ар түрдүүлүгүнө жана металлдын ысытылуучу
бетине, ошондой эле ушул үстүңкү бетке тиешелүү болгон жалындын
агымынын орун которуу ылдамдыгына жараша болот.
Металлдын бетинде жылытылуучу аянттын бирдиги аркылуу убакыттын бирдиги үчүн жалын менен киргизилүүчү жылуулуктун көлөмүн билдирген q2 жалынынын салыштырмалуу жылуулук агымын
жалпы көрүнүштө Ньютондун эрежеси менен чагылдырууга болот:
q2 = a(Tп – Т),
(1.4)
а – конвективдүү жана нурдуу жылуулук алмашуунун коэффиценттеринин суммасына барабар болгон жалын жана металл ортосундагы
q, Дж/с
8360
6688
5016
3314
1672
400
1200
2000
Va, дм3/с
1.4-сүрөт. Жалындын натыйжалуу жылуулук кубаттуулугунун ацетилендин
чыгымына болгон көз карандылыгы (ширетүү ылдамдыгы саатына 30 м/с, болоттон
ширетилип жасалуучу буюмдардын калыңдыгы 6 мм)
жылуулук алмашуу коэффициенти, кДж/(см2 · с · К); Тп – жалындагы
газдардын агымынын температурасы, К; Т – К жалынынын агымы багытталган металлдын бетинин температурасы.
Металлды жылытуу жана анын температурасын жогорулатуу процессинде а коэффиценти кичиреет. Металлдын бетине багытталган жалындын газ агымы бузулат жана жайылуу менен металлдын бетинин
көлөмүнүн бир кыйла аянтын ысытат. Беттеги бул аянтты ысытуу тагы
деп аташат. Жалындын салыштырмалуу жылуулук агымын ысытуу
тагы боюнча бөлүштүрүлүшү жалындын жантаюу бурчуна, соплдан
баштап ысытылуучу металлга чейинки аралыкка жана күймөнүн соплындагы күйүүчү аралашманын түгөнүүсүнүн орточо ылдамдыгына
жараша жүрөт.
10
q жалынынын натыйжалуу жылуулук кубаттуулугунда убакыттын
бирдиги менен металлга жалын аркылуу киргизилүүчү жылууктун көлөмү бар. Бул кубаттуулук жогорулашы менен өсүүчү күйүүчү газдын
чыгымына жараша болот.
Металлды газ жалыны менен натыйжалуу ысытуу күйүүчү отундун күйүүсүнүн төмөнкү жылуулугу боюнча эсептелинүүчү qи жалынынын толук кандуу жылуулук кубаттуулугуна q жалынынын натыйжалуу кубаттуулугунун катышын билдирген натыйжалуу ПАК ηи
менен бааланат:
ηи = q/qи.
(1.5)
Ацетилендин ар кандай чыгымдары үчүн түзүлгөн (1.5-сүрөт)
графиктен (жөнөкөй ширетүүчү күймөнүн башына кийгизгичинин
жети номуру менен камсыз кылынуучу) жалындын жылуулук алмаηи, %
60
40
20
0
400
1200
2000 Va, дм3/с
1.5-сүрөт. Жалындын натыйжалуу ПАК ацетилендин
чыгымына болгон көз карандылыгы
шуу шарттарынын өзгөрүшүнүн натыйжасында ацетилендин чыгымынын жогорулашы менен металлдын үстүндөгү ηи жалынынын натыйжалуу ПАКти, демек, ысытуу натыйжалуулугу да төмөндөөрүн
байкоого болот.
Эритүү процессинин өндүрүмдүүлүгүн аныктоочу негизги мүнөздөгүч (параметр) болуп күйүүчү газдын чыгымы саналат.
Газ ширетүү учурундагы толук ПАК чоң эмес болот. Мисалы, 3 мм
калыңдыктагы болотту ацетилендүү кычкылтектүү ширетүү учурунда
эритилүүчү зонанын (ваннанын, бириккен жерлердин) айланасында
ширетилүүчү металлды ысытуу үчүн болгон жылуулук чыгымы 45
пайызга жакынды түзөт. Ширетилүүчү металлдын калыңдыгын же
жылуулук өткөргүчтүгүн жогорулатуу учурунда эритилүүчү зонадан
тышкары анын ысышына болгон чыгым жогорулайт.
Металлды ширетүү жана ширетилүүчү ваннаны башкаруу үчүн
жалындын огу боюнча максималдуу чоңдукка чейин жетүүчү жалын11
дын механикалык аракети маанилүү. Жогорку кубаттуулуктагы ширетилүүчү күймөлөрдөгү жалындын газ басымы ЖК 0,01 чейин жетет.
Өндүрүмдүүлүгүнүн, жылуулук натыйжалуулугунун төмөндүгүнөн жана автоматташтыруу татаал болгондуктан улам эритүү менен
газ ширетүү догоого салыштырмалуу жука калыңдыктагы болотту,
чоюнду жана кээ бир түстүү металлдарды ширетүү үчүн колдонулат.
Металл өтө калың болгон учурда газ менен ширетүү кандайдыр бир
себептерден улам электр ширетүүнү колдонуу үчүн кыйынчылык
жаралган учурда гана колдонулат. Газ менен ширетүүнүн өндүрүмдүүлүгүн жалындын жылуулук кубаттуулугун рационалдуу пайдалануу, мындайча айтканда ширетүү ылдамдыгын жогорулатуу учурунда
ширетүүнүн мыкты сапатына мүмкүндүк берүүчү кубаттуулукту жана
жөндөгүчтөрдү тандоо, ошондой эле кээ бир учурларда жалындын шаманасынан (факелинен) чыгуучу газдардын жылуулугун пайдалануу
менен жогорулатууга болот.
1.4. Ширетүү бирикмелеринин пайда болуусу
Күймө жалын менен ысытылган учурда бириктирилүүчү бөлүктөрдүн металлынын жеринен эрүүсү жүрөт. Кромкалардын эритилген
металлы присадканын металлы менен бирдикте ширетүү ваннасын
пайда кылат. Ширетүү ваннасы катуу металл менен аныкталуучу чек
араларда болот. Суюк металл бөлүктөрдүн кромкаларын суулайт, аларды каптап туруучу чел кабыкты жок кылат жана атом аралык өз ара
аракеттешүү күчүн көрсөтүү мүмкүнчүлүгүн түзөт.
Ширетүү процессинде газ жалыны бириктирилүүчү бөлүктөрдүн
кромкаларын бойлой жайгашат. Аны менен кошо ширетүү ваннасы
дагы жайгашат. Ширетүү ваннасынын металлын ырааттуу муздатуу
жана катуулантуу жыйынтыгында ширелген бирикме пайда болот.
Ширетүү ваннасынын металлын суюк абалда кармоо үчүн жана ширетүү процесси нормалдуу жүрүшү үчүн ысытуучу булак жогору температурага жана жогору кубаттуулукка ээ болуусу зарыл. Ацетилендүү
кычкылтектүү ширетүү учурунда металлды пайдалуу ысытуу үчүн жалындын жалпы жылуулук кубаттуулугунун 10 пайызы гана сарпталат,
жылуулук кубаттуулугунун калган бөлүгү жок болот.
1.5. Ширетүү ваннасында жүрүүчү
металлургиялык процесстер
Ширетүү ваннасынын суюк металлы металлдын үстүңкү катмарларынын кычкылдануусунан улам пайда болуучу газдар жана шлактар
12
менен өз ара аракеттешет. Кычкылтек жана азот ширетүү ваннасына
абадан келип түшөт. Мындан тышкары кычкылтек күймөк аркылуу берилүүчү газ аралашмасынан да келип түшүүсү мүмкүн.
Суутек негизинен жалындан, ошондой эле суу буусу ажыраган
учурда же ширетүү алдында начар тазаланган учурда, бөлүкчөлөрдүн кромкаларында калып калган ар кандай булганычтардын курамына кирген көмүр суутектери ажыраган учурда кээ бир металлдардын
нымдуулук менен болгон өз ара аракеттешүүсүнүн натыйжасында келип түшөт.
Газдардын ширетүү ваннасынын металлдары менен өз ара аракеттешүүсү ар кандай жүрүшү мүмкүн. Мисалы, кычкылтек алюминий,
магний жана жез сыяктуу металлдар менен активдүү түрдө биригет.
Азот жез жана алюминий менен өз ара аракеттешпейт. Ортоңку зонада жалындын ядросунун чек арасында СО пайда болушу менен толук
кычкылданууга жетишпей калган таза көмүртектен көп эмес көлөмдө
болушу мүмкүн. Ширетүү ваннасында жүрүүчү реакциялардын мүнөзү күйүүчү аралашмадагы газдардын катышынан көз каранды болгон
жалындын ортоңку зонасынын курамы менен аныкталат.
Ширетүү учурунда эрүүчү металл анча деле көп өзгөрүүлөргө
дуушар болбойт. Муну менен бирдикте металлдагы кошундулардын
жана легирлөөчү кошулмалардын курамы өзгөрөт, ошондой эле аны
кычкылтек, ал эми кээ бир учурларда суутек, азот жана көмүртек
менен байытуу жүрөт. Темир менен
көмүртектин эритмесин билдирген
Ширетүү
багыты
жана Mn, Si, S, P түрүндөгү кошунCO
дулары жана кошулмалары бар боШлак
C
CO H H
CO
O HO
FeO
Fe O Fe O
лотту ширетүү учурунда ширетүү
Fe
Fe
Fe
Mn
C
ваннасынын суюк металлындагы
P
FeO SiO2
Si
S
MnO
реакциялардын системасы 1.6-сүFe
рөттө көрсөтүлгөндөй түргө ээ.
1.6-сүрөт. Ширетүү ваннасынын
суюк металлындагы негизги
Суюк металлдын үстүңкү катреакциялардын схемасы
марында оксиддердин пайда болуу ылдамдыгы өтө жогору келет. Ширетүү ваннасындагы оксиддер
эритилген металл менен өз ара аракеттешет. Кычкылдануу процессин алдын алуу же бошоңдотуу үчүн ширетүү ваннасына флюстар
жана присаддык металл аркылуу кычкылдандыргычтарды, б. а. ширетүү ваннасынын металлына салыштырмалуу кычкылтекке өтө жа2
3
3
4
2
2
2
2
13
кын заттарды киргизишет. Кычкылдантуучулар катары күймөктүн
жалынынан келип түшүүчү көмүртекти, көмүртектин оксидин жана
суутекти колдонуп келишет. Түстүү металлдарга болсо күймөктүн
жалыны кычкылданууну камсыз кыла албайт, ошондуктан флюсту
колдонуу зарыл.
Суутек ширетилип бириктирлиген жерде поралардын (тешикчелердин) пайда болуусуна өз таасирин тийгизет. Ширетүү ваннасынын
үстүңкү катмарында бөлүнүп чыгуу менен ал суюк жана катуу металлдарда ар кандай эрийт. Суутек катуу металлга караганда суюк металлда
бат эрийт, ошондуктан ширетилип бириктирилген жердин металлы катууланган учурда атмосферага чыгарыла турган газдын көбүкчөлөрүн
бөлүп чыгарат. Антпесе, мисалы ванна тез катыган учурда газ пораларды (тешикчелерди) пайда кылуу менен металлда кала берет. Ошондой
эле суутектин болушу менен металлда калдыктуу чыңалуулардын пайда болуусуна алып келет. Ушуну менен бирге металлдын пластикалык
касиеттери төмөндөйт жана бат эле бузулат.
Ширетүү ваннасынын эритилген металлы менен бир гана газ эмес,
шлактар дагы өз ара аракеттешет. Адатта шлактар ширетүү ваннасынын бетинде болот, себеби алардын тыгыздыгы эритилген металлдыкына салыштырмалуу төмөн келет.
Шлактар белгилүү бир химиялык жана физикалык касиеттерге ээ.
Химиялык касиеттер шлактардын курамына кирген оксиддердин мүнөзү менен аныкталат. Тигил же бул оскиддердин артыкчылыктуу мазмунуна ылайык, шлактар кычкыл же негизги болушу мүмкүн.
Газ менен ширетүү учурунда пайда болуучу шлактар тез катууланып, төмөн илешчээктикке жана тыгыздыкка, жогору газ өткөргүчтүккө же катуу абалдагы ширетилип бириктирилген жердин металлы менен бош илештирилсе жакшы болот. Антпесе шлактардын бөлүктөрү
металлдын ширетилип бириктирилген жеринде тыгылып калуу менен
анын бекемдигин жана коррозиондук туруктуулугун төмөндөтөт. Газдар ширетүү ваннасынан бөлүнүп чыкканга жетишпей калат, ал эми
бул поралардын (тешикчелердин) пайда болуусуна алып келет жана
ширетилип бириктирилген жердин бетиндеги шлактардын калдыктарынын жок кылынышын оорлотот, жыйынтыгында бөлүктүн сапатын
начарлатат.
Ширетүү күймөгүн которуштурганда буга чейин эритилген ширетүү ваннасы муздап баштайт. Анда металлдын кристаллдашуусу жүрөт. Кристаллдаштыруу процесси стадия менен жүрөт: мамы сыяктуу
кристаллдардын өсүүсү бирде жайлайт, бирде токтоп калат, ошондук14
тан ширетилип бириктирилген жердин металлы мамы же катмарлуу
(кабырчык сыяктуу) түзүлүшкө ээ.
Газ менен ширетүү учурунда салыштырмалуу жай ысуу, негизги металлдын эритилбеген бүртүктөрүнүн күчөп өсүүсү жүрөт жана
натыйжа катары шитетилип бириктирилген жердин металлынын ири
бүртүктүү түзүлүшүнүн пайда болуусуна алып келет.
1.6. Ширетилип бириктирилген жерде жана бириктирилген
жердин жанындагы зонада болуучу түзүмдүк кубулуштар
Күймөктүн жалынынын жылуулугунун таасири астында ширетүү ваннасынын металлынын эрүүсү жана анын чектерине туташкан
негизги металдын ысуусу жүрөт. Ысытуу учурунда түзүмү өзгөрүүгө
дуушар болгон негизги металлдын ошол бөлүгү термикалык таасир
этүү аймагы же бириккен жердин жанындагы зона деп аталат. Бул зонанын ар кандай тилкелери эрүү температурасына (ширетүү ваннасынын
чегинде) жакын температурадан баштап түзүмдүк кубулуштар башталганга чейинки температурага чейин
1 2
3
(ысытылбаган негизги металлдын чегинде) ысытылат.
Ширетилүүчү бирикме (1.7-сүрөт)
ширетүү ваннасын кристаллдашты1.7-сүрөт. Ширетүү
руунун натыйжасында пайда болгон
бирикмесинин схемасы:
1-бириктирилген жерден, 2-терми- 1 – бириктирилген жер; 2 – термикалык таасир этүү зонасынан жана
калык зона; 3 – негизги металл
ысытуу таасирине кабылбаган 3-неБириктирилген жердин
T, ° C
гизги металлдан турат. Түзүмдүк өзгөэритилген металлы
1. Толук эмес ээрүү
1500
рүүлөрдүн мүнөзүнө жараша термика1400
2. Өтө ысуу тилкеси
1300
лык таасир этүү зонасын (ТТЗ) өзүнчө
1200
тилкелерге бөлүүгө болот (1.8-сүрөт).
1100
3. Нормалаштыруу
1000
Бириктирилген жердин жанында
тилкеси
900
4. Толук эмес кайра кристолук эритилбеген тилке же эритүү
таллдаштыруу тилкеси 800
5. Рекристалл- 700
чеги жайгашкан. Анын артында тодаштыруу 600
тилкеси
лук кристаллдаштыруу тилкеси бар
500
6. Көгөрүп сы- 400
(ысытуу тилкеси). Бул тилкеде металл
нуу тил- 300
кеси
200
суюк фазанын пайда болуу темпера100
турасына чейин ысып чыгат. Ал ири
1.8-сүрөт. Түзүмдүк өзгөрүүлөрбүртүктүү түзүм менен мүнөздөлөт
дүн термикалык зоналарда газ
жана газ менен ширетүү учурунда
менен ширетүү учурунда
бир канча аралыкка чейин барат (бикөмүртектин төмөк болушу
15
риктирилген жердин чегинен 21...23 мм жакын). Андан ары 4...5 мм
орто аралыгына ээ болгон нормалдаштыруу тилкеси бар. Анын артынан негизги металлга өтүүчү толук эмес (жарым жартылай) кайра
кристаллдаштыруу тилкеси жайгашкан. Толук эмес кайра кристаллдаштыруу тилкесинин узундугу 2...3 мм барабар, термикалык таасир
этүү аймагынын суммардык узундугу болотту газ менен ширетүү
учурунда орто эсеп менен алганда 27...30 мм түзүп калат.
Күймөктүн учуна сайгычынын номурун жогорулатуу термикалык
таасир этүү зонасынын узундугунун жогорулашына алып келет. Ширетүү ылдамдыгын жогорулаткан учурда термикалык таасир этүү зонасынын көлөмү кичиреет.
1.7. Чыңалуулар жана деформациялар
Жылуулукту аз концентрациялап киргизүүнүн натыйжасында газ
менен ширетүү учурунда ысыган металлдын көлөмү догоо менен ширетүүгө салыштырмалуу кыйла чоңураак келет. Бул биринчи кезекте
ширетүү операцияларын аткаруу учурунда пайда болуучу убактылуу
бузулуулардын бир кыйла жогорулашына алып келет.
Убактылуу деформациялар бир катар учурларда аябай чоңоюп
кетишет дагы ширетүү процессин нормалдуу жүргүзүүгө өз кедергисин тийгизишет. Мисалы, ширетилүүгө тийиш болгон кромкалар бир
канча аралыкка чейин чачырап кетишет. Мындай учурда жука листтүү
металлды кошуп жана шаркыратып ширетүү учурунда ширетүү процессинин өзүндө жеринен кысуу же соккулар менен оңдоолорду киргизүүгө болот.
Убакыт аралыгында деформациялардын өнүгүүсү бириккен жердин өзүн аткарууну алдын алуу менен жүрөт, ушуга байланыштуу ширетүү менен бириктирилүүчү элементтердин кайталанбас бузулууларына алып келет. Соңку муздатуу учурунда жүрүүчү деформациялар
менен суммалануу менен жалпы калдыктуу деформациялар газ менен
ширеткен соң эреже катары дого менен ширеткенге караганда ширетилген түйүндөрдүн калыптарынын бузулуусуна көбүрөөк алып келет.
Элементтердин катуу бекитмелерин колдонуу көпчүлүк учурда күткөндөй жыйынтык бербейт, анткени бириктирилген жерден сырткары
бекитүүлөр ысытуу учурунда бекитилген жердин жанындагы бир кыйла аймактын пластикалык кысылуусуна алып келет, бул керек болсо
деформациянын чоңоюусуна да өбөлгө түзөт. Эгерде бекитүүлөрдү
ширетилген кромкаларга жакын жайгаштырса, ысытуу учурунда пай16
да болгон чоң пластикалык деформациялар муздатуу учурунда ширетилген бирикмелердин бузулуусуна алып келиши мүмкүн.
Муздаган соң бириктирилген жердин аймагында кысуучу чыңалуулардын пайда болуусу мүмкүн, алар листтик материалды ширетүү
учурунда туруктуулукту жоготуунун натыйжасында деформациялардын пайда болуусуна алып келиши ыктымал.
Жетишээрлик түрдө катууланбаган конструкцияларды газ менен
ширетүү учурунда ысытуу аймагында металлдын пластикалык деформациялардын чоң облусуна байланыштуу жаракалардын пайда болуу
мүмкүнчүлүгү жогорулайт.
ТЕКШЕРҮҮЧҮ СУРООЛОР
1. Газ жалынын иштетүү учурунда колдонулуучу газдарды атап бергиле?
2. Газ жалынынын формасы жана түзүмү кандай параметрлерден (мүнөздөгүчтөрдөн) көз каранды?
3. Ацетилендик кычкылтектүү жалындын температурасы кандай болот?
4. Газ менен ширетүү учурунда ширетүү ваннасынын зонасында кандай
металлургиялык процесстер жүрөт?
5. Газ менен ширетүү учурунда металлдын бириктирилген жеринде жана
бириктирилген зонанын айланасында кандай түзүмдүк кубулуштар жүрөт?
17
2-бөлүм
ЭЛЕКТР ДОГОО МЕНЕН ШИРЕТҮҮНҮН
НЕГИЗГИ ЫКМАЛАРЫ
2.1. Электр догоосу жана анын түзүлүшү
Электр догоо анда заряддалган бөлүктөр – электрондор жана иондор болгон учурда электр тогу электр талаасынын таасири астында
газ аралыгы аркылуу өткөн газдардагы разряд болуп саналат. Алар
бул мейкиндикте терс электроддордун (катоддун) үстүнөн электрондорду эмиссиялоо (коё бергенде) жана газдарды иондоштуруу учурунда пайда болот.
Электр догоосунун энергиясы ширетүү учурунда ширетилген бирикмелерди алуу үчүн кеңири колдонулат (мисалы догоо менен ширетүүдө эритүү менен). Бириктирилүүчү бөлүктөрдү ысытуу ширетүүчү
деп аталуучу электр догоосу менен жүзөгө ашырылат. Ширетүү учурунда догоо разряды ширетилүүчү (негизги) металл жана электрод
(түз аракеттеги догоо) ортосунда, ширетүүчү токтун (кыйыр аракеттеги догоо) тизмегине ширетилүүчү бөлүктөрдү кошпостон эки электрод
ортосунда, эки электрод жана ширетилүүчү бөлүкчөлөрдүн (айкалыштырылган) ортосунда дүүлүгүшү мүмкүн.
Ширетүүчү догоо газдардын аралашмасында, ошондой эле электроддук каптамалардын, флюстардын ж. б. курамына кирген металлдардын жана компоненттердин бууларынын аралашмасында иондоштурулган электр догоо разрядын билдирет. Догоо электр ширетүүчү
тизмектин бөлүгү болуп саналат. Ширетүү учурунда догоонун азыктануу булагынын оң полюсуна кошулган электродду анод деп, ал эми
терс полюска кошулганды катод деп аташат. Эгер ширетүүнү алмашма
токто жүргүзсө, ар бир электрод алмак-салмак бирде анод, бирде катод түрүндө кызмат аткарат. Электроддор ортосундагы мейкиндикти
догоо разрядынын облусту же догоо аралыгы, ал эми бул аралыктын
узундугун – догонун узундугу деп аташат. Электрод жана бөлүкчөнүн
ортосунда күйүп туруучу догоо түз аракеттеги догоо болуп саналат.
Догоо аралыгынын узундугу боюнча үч облусту бөлүп кароого
болот (2.1-сүрөт): катоддук (lк), аноддук (lа) жана алардын ортосунда
жайгашкан догоонун мамысын (lс).
Катоддук облус өзүнө катоддун ысыган бетин (катоддук такты)
жана ага кыналып туруучу догоо аралыгынын бөлүгүн камтыйт. Болот
электроддорундагы тактын температурасы 2400...2700 ° С чейин жетет;
18
бул жерде догоонун жалпы жылуулугу
1
Uд
38 пайызга чейин бөлүнүп чыгат. КатодUк Uс Uа
дук облуста электрондордун күүлөнүүсү,
Iк
анда чыңалуулардын Uк = 10...20 В түIд
шүүсү жүрөт.
Iс
Аноддук облус аноддун бетиндеI
ги аноддук тактан жана ага кыналып
2 а
туруучу догоо аралыгынын бөлүгүнөн
2.1-сүрөт. Догоонун
чыңалуусун бөлүштүрүү:
турат. Бош электрондордун кирүү жана
1 – электрод; 2 – ширетүү
нейтралдашуу орду болгон аноддук так
деталдары; Uд – жалпы чыңакатоддук тактыкындай эле температулуунун төмөндөшү (догоонун
рага ээ, бирок электрондор менен бомчыңалуусу); Iд – догоонун
балоонун жыйынтыгында анда катодко
узундугу; Uк, Uс, Uа – составляющие падения напряжения в
караганда жылуулук көбүрөөк бөлүнүп
катодной области, столбе дуги и
чыгат. Эрүүчү электроду бар догоолор
анодной области длиной Iк, Iс, Iа
үчүн чыңалуунун аноддук төмөндөөсү
соответственно
Uа = 2...6 В барабар.
Катоддук жана аноддук облусттар ортосундагы догоонун мамысы
догоо аралыгында эң чоң аралыкка ээ. Мамыда пайда болгон заряддалган бөлүктөр электроддорду көздөй жылып барышат: электрондор – анодду көздөй, ал эми оң иондор – катодду көздөй. Догоонун
мамысынын температурасы ширетүүчү токтун тыгыздыгына жараша
өзгөрөт жана 8000 ° С ашышы мүмкүн. Догоонун чыңалуусу мамынын айланасында 10...50 В/см алкагында өзгөрөт. Анын чоңдугу газ
чөйрөсүнүн курамына жараша болот жана ал бул чөйрөгө жеңил иондоштурулуучу компоненттерди киргизүү менен кичиреет (натрийди,
калийди ж. б.).
Ширетүү догоосунан жылуулук жана жарык берүү энергиясынын
бөлүнүп чыгуусу бирдей жүрбөйт. Анодко жеткен электрондор ага өз
энергиясын өткөрүшөт. Бул жерде өтө ысыган аноддук так пайда болот. Плазманын оң иондору катодду көздөй жылып барышат жана өз
энергиясын өткөрүү менен, тактап айтканда катоддук такты калыптандырышат. Адатта догоодо токтун электрондук түзүмү үстөмдүк кылат,
анын натыйжасында катодко караганда аноддо жылуулук көбүрөөк бөлүнүп чыгат. Иондук бомбалоо менен сакталуучу – догоонун бар болуусунун зарыл шарты – бул катоддун жогорку температурасы, анын
натыйжасында догоонун мамысында газдарды иондоштуруучу электрондордун эмиссиясы жүрөт.
Эгерде догоо төмөн жыштыктагы (өндүрүштүк) алмашма токтун
тизмегине улаштырылса, анда ар бир жарым мезгилдин (полупериод)
19
аягында ток токтойт, догоо өчөт. Бирок, кийинки жарым мезгилде
электрондордун термоэмиссиясынын натыйжасында металлдын сууй
элек тилкелеринде жана газдын калдык иондорунда бир канча убакыт
сакталуучу догоо күйгүзүү чыңалуусуна жеткенден кийин гана кайра
пайда болот. Догоонун алмашма токто туруктуу күйүшүнө жетишүү
үчүн белгилүү бир чаралар керек. Мисалы, каптамасынын курамында иондоштуруунун төмөн потенциалы бар заттар кошулган атайын
электроддорду колдонушат.
Электр догоосунун температурасы электроддордун материалдарынан көз каранды: көмүртектүү электроддор учурунда катоддо ал
3200 ° С, аноддо 3900 ° С, металл электроддордо албетте 2400 жана
2600 ° С түзөт.
Догоонун жылуулук кубаттуулугу
Q = 0,24kIcвUa,
(2.1)
Q – алмашма токто ширетүү учурунда догонун кубаттуулугун төмөндөтүү коэффициенти, k = 0,7...0,97; Iсв – ширетүүчү ток, А; Uа – аноддогу чыңалуу, В.
Электр догоо менен ширетүү учурунда металлды ысытуу жана
эритүү үчүн 60...70 пайыз жылуулук керектелет. Жылуулуктун калган
бөлүгү (30...40 пайыз) курчап турган мейкиндикке тарап кетет.
Догоонун пайда болуусу аны күйгүзүүдөн башталат, ал эки ыкманын бири менен жүзөгө ашырылышы мүмкүн.
• электрод заготовкага 3...6 мм аралыкка чейин жакындап барат
жана ширетүү тизмегине кыска мөөнөткө жогору чыңалуунун
(осциллятор) жогорку жыштыктагы алмашма тогунун булагы
кошулат;
• догоонун күйгүзүлүшү 3 этап боюнча жүзөгө ашырылат: загатовкага электроддун учунун бириге калуусу;
• электродду 3...6 мм буруп кетүү; туруктуу электр разрядынын
пайда болуусу.
Экинчи ыкма негизги болуп саналат, ал эми биринчиси эрибөөчү
электрод менен ширетүү учурунда гана пайдаланылат.
Учу бириге калганда (2.2-сүрөт, а) токтун тыгыздыгы контакттын
точкаларында жогорку маанилерге чейин жетет. Бөлүнүп чыгуучу
жылуулуктун таасири астында металл бул точкаларда тез эрийт дагы
негизги металл жана электрод ортосунда суюк туташтыргычты пайда
кылат (2.2-сүрөт). Электродду металлдын бетинен четтетүү учурунда
20
Электрод
Догоо
Негизги металл
а
б
в
2.2-сүрөт. Догоонун пайда болуу схемасы:
а – учунун бириге калуусу; б – суюк металлдын ичинде катмардын пайда болуусу;
в – моюнчанын түзүлүүсү жана догоонун пайда болуусу.
суюк туташтыргыч адегенде моюнчаны пайда кылуу менен (2.2-сүрөт,
в) чоюлат, андан соң үзүлөт, андан кийин электр талаасынын таасири
астында ысытылган чүркөдө (катоддук) электрондордун термоэлектрдик эмиссиясы жүрөт. Анодду карай тез жылып бара жаткан электрондордун газдардын жана металлдын бууларынын молекулалары менен
кагылуушуусу алардын иондошуусуна алып келет. Догоонун мамысынын ысыганына жараша жана атомдордун жана молекулалардын кинетикалык энергиясын жогорулатуу менен алардын кагылышуу эсебинен
кошумча иондошуу жүрөт. Өзүнчө атомдор дагы башка бөлүкчөлөрдүн
кагылышуусу учурунда бөлүнүп чыгуучу энергияны кабыл алуунун
натыйжасында иондошот. Жыйынтыгында догоо аралыгы электр өткөргүчтүү болуп калат жана ал аркылуу электр тогунун разряды башталат (2.2-сүрөт, в). Догоону күйгүзүү процесси туруктуу дого разрядынын пайда болуусу менен токтойт.
2.3-сүрөттө металл (зымдуу) электрод 6 негизги металлдын 5 – ортосунан токту өткөрүү учурунда пайда болуучу туруктуу ширетүү догоосунун схемасы чагылдырылган. 4 – жалын (ореол) менен курчалган
догоо разряды 2 – кеңейтүүчү мамыга ээ. Догоонун автоэлектрондук
6
1
2
3
4
5
2.3-сүрөт. Электр ширетүүчү догоонун схемасы:
1 – эритилген металлдын тамчысы; 2 – догоо разряды; 3 – ширетүүчү ванна;
4 – догоонун ореолу; 5 – негизги металл; 6 – электрод
21
эмиссиясынын жана жылуулугунун таасири астында электрондун учу
жана анын карамагындагы бөлүктүн тилкеси эрийт, бөлүктө ширетүү
ваннасы пайда болот, ага электроддон эриген металл 1 тамчылап 6 агат.
Ширетүүнүн жогорку сапаты үчүн зарыл болгон туруктуу күйүүгө догонун 3...5 мм узундугунда жетишүүгө болот. Догоонун сунушталуучу
узундугу электроддун диаметрине барабар болот. Догоо өтө узун болгон учурда электроддун металлы эрүү менен чоң шариктерди (металлды ири тамчылатып ташуу) пайда кылат. Мунун менен бирдикте догоо
бат-баттан үзүлүү менен жакшы эритилбеген кеңири, бирдей болбогон жана чачыратма ширетилип бириктирилген жерди пайда кылат.
Догоо өтө кыска болгон учурда негизги металлды терең эритүү үчүн
жетишсиз болгон жылуулук бөлүнүп чыгат жана электроддун негизги
металлга бат-баттан жабышуусу жүрөт.
Догоонун туруктуулугу ширетилүүчү булактын куру бекер жүрүүсүнүн чыңалуусун жогорулатуу менен жакшырат (аны өчүрүлгөн
жүктөмдө ченешет). Бирок бул мүнөздөгүч (параметр) тейлөөчү кызматчылардын коопсуздук талаптары менен чектелген жана 80 В ашпоосу зарыл.
Адатта ширетүү ваннасына эрүүчү электроддун металлы 90 пайызга чейин агат; металлдын 10 пайызы жарым-жартылай чачырашынын, буулануусунун жана кычкылдануусунун натыйжасында ширетүү
ваннасына жетпей калат.
Электр ширетүүчү догоо өзүнүн нормалдуу абалынан догонун айланасында жана ширетилүүчү буюмда текши эмес жана симметриялуу
эмес жайгаштырылган магниттүү талаалардын таасири астында четтеп
кетиши мүмкүн (2.4-сүрөт, а, б). Мындай кубулуш магниттик үйлөө
деп аталат (2.5-сүрөт). Магниттүү талаалардын догоого таасир этүүсү
а
б
в
2.4-сүрөт. Магниттик талаанын үзгүлтүксүз токтун догоосунда аракеттешүүсү:
а, б – ширетилүүчү бөлүктө симметриялуу эмес жайгаштырылган магниттик
талаалардын аракети астында догоонун четтеп кетүүсү; в – ширетилүүчү
бөлүктө симметриялуу жайгаштырылган магниттик талаалардын аракети
астында догоонун четтөөсү
22
Электроддун
кыймылынын
багыты
Ток
Буюм
2.5-сүрөт. Симметриялуу эмес магниттик талаа
менен чакырылуучу магниттик үйлөө
токтун күчүнүн квадратына түз пропорциялуу жана 300 А ашкан ширетүү токторунда көрүнөө байкалат.
Ширетилүүчү догоо – бул өзүнүн магниттик талаасына ээ болгон,
тогу бар өзгөчө «өткөргүч» болуп саналат. Ширетүүчү ток электрод
жана ширетилүүчү металл боюнча өтүү менен ал дагы өз магниттик
талаасын түзөт. Догоону курчап турган магниттик талаалар догоого
карата симметриялуу болсо, догоо ширетилүүчү металлдын бетине
кыска аралык боюнча жайылат (2,4-сүрөт, в). Догоону курчап туруучу
симметриялуу эмес магниттүү талаа догоонун магниттик талаалынын
төмөн болгон тыгыздыгын көздөй четтешине алып келет жана канчалык догоо узун болсо, ошончолук четтөө күчтүүрөөк болот. Кыска догоо магниттик үйлөөнүн таасирине азыраак кабылат.
Ширетилүүчү металлда пайда болуучу магниттик талаа ширетүү
догоосунан электрод менен чогуу орун которот жана такай өзгөрүп турат, себеби магниттик талаа негизги металлда кыска аралык боюнча
концентрациялуу эмес, башкача айтканда магниттик өткөргүчтүгү менен шартталган төмөн чыңалуу жолу боюнча жайылат.
Магниттик талаанын ассиметриясы ширетилип бириккен жердин
башында догоону алдыны көздөй жантаюучу жана ширетилип бириктирилген жердин аягында артты көздөй жантаюучу магниттик үйлөөнү
пайда кылат. Кээ бир учурда догоонун жантаюусу кандайдыр бир бурч
боюнча капталдап оңду ошону менен бирдикте солду көздөй жүрүүсү
мүмкүн. Мындан тышкары бириктирилген жердин башталышында
магниттик талаа эриген металл боюнча, ал эми электроддун башка жагынан бул талаа аз магниттик өткөргүчтүккө ээ болгон бириктирилген
жердин түбүндөгү аба көңдөйүнөн өтүүсү керек экендигин эске алуу
керек, ошондуктан магниттик үйлөө биритирилген жердин башталышында өзгөчө катуу билинет.
23
Алмашма токто ширетүү учурунда магниттик үйлөө кескин түрдө
төмөндөйт, бирок толук жоюлбайт. Магниттик үйлөөнүн кичирейүүсү
алмашма ток негизги металлда алмашма магниттик талааны түзгөндүгүнө байланыштуу жүрөт. Бул куюн сыяктуу токтордун пайда болуусуна алып келет. Дайыма карама-каршы тарапка багытталган куюн
сыяктуу токтордун магниттүү талаасы негизги металлда өтүүчү ток
менен түзүлүүчү догоонун магниттүү талаасын жана магниттүү талааны нейтралдаштырууга догоонун жантаюсун азайтуу менен далалат жасайт.
Магниттик үйлөө адатта капталган электроддор менен ширетүү
учурунда болот, чоюн, никель сыяктуу магниттүү материалдарды жарым автоматтуу жана автоматтуу түрдө ширеткенде пайда болот, бирок
магниттүү эмес материалдарды ширетүү учурунда дагы байкалуусу
мүмкүн. Догоонун октон четтөөсү ширетүү учурунда тоскоолдуктарды жаратат, электроддук металлдын чачыроосун жогорулатат жана бириктирилген жердин сапатын начарлатат. Тескери зымды кошуу орду
негизги эмес мааниге ээ, бирок магниттик үйлөөнүн жалпы чоңдугуна таасирин тийгизиши мүмкүн. Эң жакшы жыйынтыктарды тескери
зымды бириккен жердин башына улаштыруу берет. Кээде жакшы жыйынтыктарга жетүү үчүн тескери зымды ширетилип бириктирилген
жердин аягына улаштырышат (оптималдуу вариант – бириккен жердин
эки учуна улаштыруу болуп саналат).
Магниттик үйлөнүү азайтуу үчүн мүмкүн болот:
• бириктирилген жердин башына жана аягына выводдук планкаларды орнотуу же арткы тепкичтүү ширетүүнү колдонуу же
үзүлмө бриктрилген жерди пайдалануу менен ширетилүүчү бирикме аркылуу өткөн магниттик агымдын багытын өзгөртүү;
• жасалганы токту электр сактагычка алып келүүчү ширетүү кабели менен ороо менен тышкы магниттик талааны түзүү;
• капталган электроддор менен ширетүү учурунда электроддун
позицияланышын жүргүзүү, ширетүүчү токту азайтуу;
• буюм менен түзүлүүчү магниттик талаа догоонун четтөөсүнө
алып келүүчү магниттик талаанын аракетин компенсациялагандай кылып аны арткы зым менен ороо;
• ширетүүнү алмашма токто жүргүзүү (бул ширетүү технологиясын өзгөртүүнү жана электроддорду алмаштырууну талап кылышы мүмкүн).
Өзгөчө кычйынчылыкты мисалы загатовканы электромагнит менен көтөрүү учурунда пайда болуучу калдыктуу магниттөө менен металлды ширетүү жаратат. Кээ бир учурларда загатовканы магниттени24
ши ушунчалык бир чоңдукка жетиши мүмкүн, мында учурда албетте
ширетүүгө такыр мүмкүн болбой калат. Калдыктуу магниттелген металлды ширетээр алдында магнитсиздендирүү зарыл. Кээде металлдын магнитсиздендирилишин заготовканы ширетүүчү кабел менен
ороп компенсациялоого туура келет.
Догоонун такай узундукта болуусунун шартында догоонун чыңалуусунун ширетүү тизмегиндеги токтон болгон көз карандылыгын
догоонун статистикалык вольт-ампердик мүнөздөмөсү деп аталат, ал
2.6-сүрөттө графика түрүндө көрсөтүлгөн.
1-облуста (100 А чейин) токту көбөйтүү менен Uд чыңалуусу бир
кыйла кичиреет, анткени токту жогорулаткан учурда догонун мамысынын туурасынан кеткен кесиндиси жана анын өткөргүчтүгү жогорулайт; вольт-ампердик мүнөздөмөсү төмөндөйт, догоо кылкылдап
күйөт. 2-облуста (100...1000 А) токту жогорулаткан учурда чыңалуу
дээрлик өзгөрбөйт, анткени догоонун мамысынын туурасынан кеткен
кесиндиси жана аноддук жана катоддук тактардын аянттары токко проUд, В
90
1
2
3
100
1000
I, A
2.6-сүрөт. Догоонун статистикалык вольт-ампердик мүнөздөмөсүнүн жалпы көрүнү:
1 – төмөндөөчү вольт-ампердик мүнөздөмө; 2 – катуу вольт-ампердик мүнөздөмө;
3 – өсүүчү вольт-ампердик мүнөздөмө
порциялуу жогорулайт; вольт-ампердик мүнөздөмөсү катуу, догоо туруктуу күйөт, ширетүүнүн нормалдуу процесси камсыз кылынат. 3-облуста (1 000 А жогору) токту жогорулатуу чыңалуунун жогорулашына
алып келет, анткени белгилүү бир мааниден кийин токтун тыгыздыгын
жогорулатуу электроддун чектелген туурасынан кеткен кесиндисинен
улам катоддук тактын чоңоюусу менен коштолбойт; вольт-ампердик
мүнөздөмөсү өсүүчү. Өсүүчү вольт-ампердик мүнөздөмөсү бар догоо
флюс астында ширетүү учурунда жана коргоочу газдарда колдонулат.
2.2. Ширетүүчү догоолордун типтери
Ширетүүчү догоолорду классификациялоо үчүн бир катар жалпы
белгилер пайдаланылат, алардын катарында:
• колдонулуучу электроддор – эрүүчү жана эрибөөчү электроду
бар ширтетүүчү догоо;
25
• догоону кысуу даражасы – бош жана кысылган ширетүүчү догоо;
• ширетүүчү токту алып келүү схемасы – түз жана кыйыр аракеттеги ширетүүчү догоо;
• токтун түрү – такай жана алмашма токтун ширетүүчү догоосу
(акыркы учурда – бир фазалуу же үч фазалуу);
• туруктуу токтун карама-каршылыгы – түз же тескери карамакаршылыктагы тогу бар ширетүүчү догоо.
Токтуу тартып келүү, токтун түрү, электроддордун саны ж. б. белгилер боюнча түз аракеттеги, кыйыр аракеттеги, көп электрдүү жана
кысылган ширетүүчү догоолор деп ажыратып билүүгө болот.
Түз аракеттеги догоо деп (2.7-сүрөт) электрод жана жасалга ортосундагы догоо разряды аталат да, ал төмөнкү учурларда колдонулат:
• капталган электроддор менен догоолук ширетүү учурунда;
• коргоочу газдарда эрибөөчү электрод менен ширетүү учурунда;
• коргоочу газдарда эричүү электрод менен ширетүү учурунда.
3
3
2
1
4
4
2
1
а
б
Газ
Газ
3
2
1
5
4
в
2.7-сүрөт. Догоонун типтери:
а – түз аракеттеги; б – кыйыр аракеттеги; в – кысылган;
1, 4 – ширетилүүчү бөлүкчөлөр; 2 – догоо; 3 – электрод; 5 – сопло
Эрибөөчү электродду пайдаланган учурда бириктирүүнү негизги
жана присаддык металлдарды эритүү менен аткарышат. Эрүүчү элект26
родду колдонуу учурунда ширетүүчү ванна электроддун металлы менен толтурулат.
Кыйыр аракеттеги догоо (2.7-сүрөт) эки эрибөөчү же эричүү электроддор ортосундагы догоо разрядын билдирет, муну менен бирдикте
ширетилүүчү металл электр тизмегине киргизилген эмес. Мындай догоо ширетүүнүн атайын түрлөрүндө колдонулат.
Кысылган догоо (2.7-сүрөт) – бул газдын шакектүү агымы менен
кысылган, эрибөөчү вольфрамдык электроду бар түз же кыйыр аракеттеги догоо. Кысылган догоону атайын күймөктөрдөн – плазматрондордон алышат – жана металлды, ошондой эле кыйындык менен эрителгендерди кесүү жана ширетүү үчүн колдонушат.
Үзгүлтүксүз жана алмашма токто кыйыр
аракеттеги догоону колдонуу менен эрүүчү
электрод (2.8-сүрөт) менен ширетүү ремонттук
практикада кеңири таркаган. Эрүүчү электрод
катары догоонун зонасына анын эрүүсүнө жаа
б
2.8-сүрөт. Эрүүчү
раша жиберилүүчү зарыл химиялык курамдагы
(а) жана эрибөөчү
металлдын өзөгүн колдонушат. Бириктирилген
(б) электроддору бар
жер жарым-жартылай эриген негизги металлширетүүчү догоолор
дан жана электроддун металлынан пайда болот.
Түз жана кээде гана кыйыр аракеттеги догоону колдонуу менен
(2.8-сүрөт) эрибөөчү электрод менен ширетүүнү жука листтүү металлды, ошондой эле автомобилдердин кузовдорун ремонттоо жана даярдоо учурунда колдонушат. Ширетилип бириктирилген жер догоонун
зонасына киргизилүүчү негизги металлды же негизги жана присаддык
металлдарды ээритүүнүн натыйжасында пайда болот. Электрод өтө
ысып кетпеш үчүн эрибөөчү электрод менен ширетүүнү эреже катары
түз карама-каршылыктагы туруктуу ток менен жүргүзүшөт, б. а. электрод катодко улаштырылат.
2.3. Коргоочу газдардагы догоо
Коргоочу газдарда ширетүү учурунда присаддык жана негизги
металлдардын эрүүсүн камсыз кылуучу энергиянын булагы катары
электр догоосу колдонулат. Догоо разряддын башка түрлөрүнөн айырмаланып, газдарда потенциалдын төмөн катоддук түшүүсү токтун төмөнкү жалпы чыңалуусу жана жогорку тыгыздыгы менен мүнөздөлөт.
Электр догоосу узундугу боюнча анда жүрүүчү физикалык кубулуштар айырмаланып туруучу үч облуска ээ.
27
Тикеден-тике электроддорго кыналып туруучу тилкелерди катоддук (терс электроддо) жана аноддук (оң электроддо) облусттар, ал эми
алардын ортосундагы тилкени – догоонун мамысы деп аташат. Догоо
таянуучу жана ал аркылуу догонун негизги тогу өтүүчү электроддордун тилкелери активдүү тактар деп аталат: оң электроддо – аноддук
так, терс электроддо – катоддук так.
Катоддук тактын көлөмү аноддукуна караганда кичирээк келет.
Потенциалды электр догоосунун узундугу боюнча бөлүштүрүү текши жүрбөйт. Электроддордун айланасында иондоштурулган газ жана
металл ортосундагы чектен электр тогунун өтүү шарты менен келип
чыккан потенциалдардын төмөдөө секириктери жүрөт. Догоодогу чыңалуунун жалпы төмөндөөсү:
Uд = Uк + Ua + Uc,
(2.2.)
Uк, Ua – чыңалуунун катоддук жана аноддук төмөндөөсү; Uc – догоонун
мамысында чыңалуунун түшүүсү.
Догоонун мамысы же догоо плазмасы – бул электрондордун, иондордун, чыңалган жана чыңалган эмес нейтралдуу атомдордун жана
молекулалардын жыйындысы. Догоонун мамысында такай заряддалган бөлүктөрдүн (электрондордун жана иондордун) пайда болуусу
(иондошуусу) жана жок болуусу (рекомбинацияланышы) жүрөт. Догоонун мамысынын курамында заряддалган бөлүктөр бар болгондуктан, ал электр өткөргүчтүккө ээ.
Электрондордун массасы иондордун массасына караганда азыраак
болгондуктан, электрондордун ылдамдыгы иондордун ылдамдыгынан
ашып түшөт, ошондуктан догоодогу ток негизинен электрондор менен өткөрүлөт. Муну менен бирдикте электр догоосунун мамысындагы токтун күчүн өзгөртүү электрондордун концентрациясын, алардын
багыттык ылдамдыгын, эркин жүрүү ылдамдыгын, догоонун мамысындагы электр талаанын жылуулук ылдамдыгын жана чыңалуусун,
ошондой эле догоонун мамысындагы кесиндини өзгөртүүнүн натыйжасында жүрүүсү мүмкүн. Электрондордун концентрациясы иондошуу даражасы менен мүнөздөлөт.
Ачык көлөмдө күйүүчү догоонун мамысынын туурасынан кеткен
өлчөмдөрү аныкталат: догоонун тогунун күчү, догоо аралыгын толтуруучу газдардын жылуулук өткөргүчтүгү, басым менен. Канчалык
жылуулукту буруп кетүү догоонун мамысынан жогору, догоонун тогунун басымы жана күчү төмөн болсо, ошончолук догоонун мамысынын
28
өлчөмдөрү кичирээк болот. Температуранын жогорулашы менен атомардык газдардын жылуулук өткөргүчтүгү акырындап көбөйө берет.
Ушуга байланыштуу мамынын огунан баштап периферияга чейинки
температура акырындап кичиреет.
Молекулалык газдарда болсо бардыгы башкача. Мамынын борбордук бөлүгүндө молекулалардын негизги бөлүгү атомдорго ажыратылган, ал эми сыртта газ молекулалык абалда болот. Молекулалар
жогорку температуралардын зонасына кирүү менен тиешелүү энергияны кабыл алуу менен ажырайт. Демек догоонун мамысынын радиусу боюнча энергия бир гана жылуулук өткөргүчтүктүн эсебинен гана
эмес (б. а. кинетикалык энергияны жиберүү), диссисациянын энергиясын жиберүү эсебинен да берилет. Ошондуктан, бир жагынан алганда
догоонун огуна жакын температура догонун радиусу боюнча түздөлөт,
экинчи жагынан алганда диссоциациясы бар периферияга жакын температура чукул төмөндөйт. Ушуга байланыштуу молекулалык газдардагы догоонун мамысынын туурасынан кеткен өлчөмдөрү атомардык
газдардыкына караганда кичине келет.
Электрод менен ширетүү учурундагы догоонун температурасы салыштырмалуу анча чоң эмес (5000...6500 ° С). Эрибөөчү электроду бар
догоолордун температурасы бир кыйла жогору. Эрүчүү электроду бар
доголордун төмөн температурасы догодогу металлдын буусунун көп
көлөмдө болушу жана ошондой эле мамынын ваннага өтүүчү электроддук металл менен муздатылышы менен шартталган.
Басымды жогорулатуу менен мамыдагы талаанын чыңалуусу жогорулайт, ал эми догоонун көлөмү кичиреет. Мунун менен бирдикте
күйүп турган догоонун басымын өзгөртүү менен догоонун электр жана
энергиялык мүнөздөмөлөрүн бир кыйла өзгөртүүгө болот.
Коргоочу газдардагы ширетүүчү догоо күчтүү нурдануусу менен
мүнөздөлөт. Таралыш курамы жана анын интенсивдүүлүгү ширетилүүчү металлдын жана электроддун коргоочу газынын түрүнө, догоонун кубаттуулугуна, анын мамысынын жана басымынын көлөмүнө
жараша болот. Нурдануунун негизги булагы болуп догоонун мамысы
саналат. Адамдын көзүнө жана терисине зыяндуу болуп ультрафиалет
жана инфра кызыл нурлары эсептелет.
Катоддук облуста жүрүүчү процесстер догоо разрядын сактоо
жана туруктуу догоону алуу үчүн багытталган. Догоонун мамысынын
электр талаасынын таасири астында катодко догонун плазмасында пайда болуучу иондор келип түшөт. Бул иондор катоддо оң көлөмдүү за29
рядды пайда кылышат, ал потенциалдын катоддук төмөндөшүнө алып
келет. Электрондор металлдан чыгуу үчүн электрондор потенциалдык
тоскоолдуктан өтүүсү керек. Бул үчүн аларга катоддун материалынын
ичинен электрондордун чыгуу жумушунан ашып түшүүчү энергия жөнүндө маалымдоосу зарыл. Бул энергияны электрондор ар кандай жол
менен ала алышат. Катоддун бетиндеги электрондордун эмиссиясы оң
көлөмдүү заряддын электр талаасынын таасири астында (автоэлектрондук эмиссия) катодду белгилүү бир температурага чейин ысыткан
учурда (термоэлектрондук эмиссия), катоддо оң иондорду нейтарландаштыруу учурунда (иондук-электрондук эмиссия) фотоэлектрондук
ж. б. кубулуштардын таасири астында жүрүүсү мүмкүн.
Эрүүчү электрод менен ширетүү учурунда катоддук тактын бети
кайнап чыгуу температурасына чейин ысыйт, анын натыйжасында интенсивдүү буулануу жүрөт. Катоддун металлында буулардын пайда
болуусу потенциалдын катоддук төмөндөөсүнө алып келет. Катоддук
тактын өлчөмү жана анын кыймылы катоддун бетинин материалынан
жана абалынан, анда башка элементтердин болуусунан, ошондой эле
догоонун тогунан көз каранды болот. Көпчүлүк учурда эрүүчү электрод менен ширетүү учурунда катоддук так катоддун бетинде ирээтсиз
жайгашат (ары-бери кыймылдап жүрөт).
Аноддук облустагы ток электрондордун кыймылы менен шартталган, ал эми терс электрлүү потенциалга ээ газдар догоо аралыгында
болгон учурда ал терс иондордо да шартталат. Аноддун көпчүлүк догоолорунда анодко карай терс заряддалган бөлүкчөлөрдүн кыймылын
ылдамдатуучу, потенциалдын аноддук төмөндөө чоңдугу бар терс көлөмдүү заряд калыптанат. Потенциалдын аноддук төмөндөө чоңдугу
негизинен плазманын мүнөздөгүчтөрү (параметрлери), аноддук тактын
кесиндиси жана токтун күчү менен аныкталат. Анодду эрүүчү электрод менен ширетүү учурунда ал интенсивдүү буулануу менен аноддук
облуска иондошуунун төмөн потенциалына ээ болгон металлдын буусун жиберет. Аноддук облустагы буулардын иондошуусу иондордун
концентрациясынын жогорулашына алып келет, мунун натыйжасында
потенциалдын андоддук төмөндөөсү кичиреет.
Аноддук тактын кесиндиси, ошондой эле догоонун тогунун күчүнөн жана аноддон жылуулукту буруп кетүү интенсивдүүлүгүнөн да
көз каранды болот. Аноддук тактын өлчөмү адатта катоддук тактын өлчөмүнөн чоңураак келет. Ошондой эле аноддук так электроддун бети
боюнча орундашуу тенденциясына ээ, бирок катодко караганда кымылы жайыраак болот.
30
Электр догоолорунда, өзгөчө көп өлчөмдөгү токтордо электроддордон чыгуучу плазманын агымдары байкалат. Эрүүчү электрод менен ширетүү учурунда коргоочу газдарда бул агымдар электроддук
металлды эритүү жана ташуу мүнөздөмөсүнө, ошондой эле буюмду
кайра эритүүгө зор таасир тийгизет. Плазмалуу агымдардын пайда болуусунун негизги себеби болуп активдүү тактардагы электроддордун
үстүртөн буулануусу жана электроддордун догосунун мамысын кысуу
саналат. Буунун агымы буулануучу бетке перпендикулярдуу ыргытылат. Догоого өтүү менен нейтралдуу атомдор менен молекулалар дүүлүгүшөт, иондошушат жана плазмалуу агымдардын түрүнө ээ болушат.
Коргоочу газдарда эрүүчү электрод менен ширетүү учурунда эки
электроддо тең плазманын агымдары байкалат. Жыйынтык берүүчү
плазманын агымы алардын өз ара аракеттешүүсү менен аныкталат
жана буюм катары электродко дагы жиберилиши мүмкүн. Муну менен
бирдикте плазманын агымы догоонун мамысы менен дал келиши жана
дал келбеши да мүмкүн.
2.4. Ширетүүчү догоонун режиминин мүнөздөгүчтөрү
(параметрлери)
Ширетүүчү догоонун негизги көрсөткүчтөрү. Толук жылуулук кубаттуулугу. Толук жылуулук кубаттуулугу Q, Дж/с, догоонуку төмөнкү
формула боюнча аныкталат:
Q = КмIcвUд,
(2.3)
Км – кубаттуулук коэффициенти (үзгүлтүксүз ток үчүн Км = 1, алмашма
ток үчүн Км = 0,8...0,95); Icв – ширетүү тизмегиндеги ток; A; Uд – догонун чыңалуусу.
Бөлүнүп чыгуучу жылуулук энергиясы электроддуу жана негизги
металлдарды, ошондой эле электроддуу каптаманы же флюсту ысытуу жана эритүү үчүн сарпталат, энергиянын жарымы курчап турган
чөйрөгө тарап кетет.
Эффективдүү жылуулук кубаттуулугу. Догоонун эффективдүү
q, Дж/c жылуулук кубаттуулугу деп догоо менен ширетилүүчү бөлүкчөлөр менен маалымдалган жана убакыттын бирдигинде электроддуу
жана присаддык металлдардын ысышына жана эришине сарпталуучу
жылуулуктун көлөмү аталат:
q = КмIcвUдη,
(2.4)
η – металлды догоо менен ысытуу процессинин эффективдүү ПАК,
ал ширетүүнүн түрүнө жараша төмөнкү мааниге ээ: жука каптамасы
31
бар электроддор менен ширетүү үчүн – 0,5...0,65; калың каптамасы бар
электроддор менен ширетүү үчүн – 0,7...0,85; коргоочу газдарда эрибөөчү электроддор менен ширетүү үчүн – 0,5...0,6.
Узундукту өлчөөчү энергия. Ширетүүнүн qп, Дж/м, узундукту
ченөөчү энергиясы деп бириктирилген жердин узундугунун бирдигине
маалымдалган жылуулуктун көлөмү аталат:
qп = q/υсв = (КмIсвUдη)/υсв,
(2.5)
υсв – ширетүүнүн ылдамдыгы.
Эритилген жана балкытып эритилген металлдын массасы. Gp, г
электроддук металлдын убакыттын бирдигинде ээритилген массасы
төмөнкү формула боюнча аныкталат:
Gp = apIсвtcв,
(2.6.)
ap – ээритүү коэффициенти, г/(A · с); tсв – догоонун күйүү убактысы, с.
Эритүү коэффициенти деп догоо күйгөнгө чейин бир саат мурун
1 А күчүндөгү ширетүүчү ток менен эритилген электроддук металлдын массасына (г) шайкеш келген чоңдук аталат.
Эритүү учурунда электроддук металлдын жарымы чачырап, бууланып жана кычкылданып отуруп жоголот, мунун менен бирдикте
электроддук металлдын жоготуулары жука каптамасы бар электроддор
менен кол менен ширеткен учурда 10...20 пайызды, калың каптамасы
бар электроддор менен ширеткенде – 5...10 пайызды жана коргоочу
газдарда ширетүү учурунда 3...6 пайызды түзөт. Ошого ылайык Gн, г,
эритилген металлдын массасы балкытып эритилген металлдыкына караганда азыраак келет:
Gн = aнIcвtcв,
(2.7)
ан – эритменин коэффициенти, г/(A · с).
Эритменин коэффициенти присаддык материалдан, электроддун
материалынан жана анын каптамасынан, түрүнөн жана токтун каршылыгынан, ошондой эле ширетүү учурундагы жоготуулардан көз
каранды.
Кол менен ширетүү учурунда ал 6дан 18 г/(A · с) чейин өйдө-төмөн
боло берет жана орто эсеп менен алганда 8...12 г/(A · с) түзөт.
Жоготуулар коэффициенти. Угарга (иске), бууланууга, чачыратууга сарпталуучу металлдын санына шайкеш келген ψ, % жоготуулардын коэффиценти зымдын курамына, каптаманын тибине, ширетүү
32
режимине ж. б. жараша болот. Ширетүүчү токтун тыгыздыгын жогорулатуу учурунда ψ өсөт. Жоготуулардын коэффицентинин сандык мааниси төмөнкү формула боюнча аныкталат:
ψ = [(ap – ан)/ap]100.
(2.8)
ψ жоготуулар коэффиценти ширетүүнүн түрүнө жараша төмөнкү
маанилерге ээ, %: жука каптамасы бар электроддор менен ширетүү
учурунда – 10...20; калың каптамасы бар электроддор менен ширеткенде – 5...10.
Догоо менен ширетүүнүн негизги мүнөздөгүчтөрү (параметрлери). Негизги параметрлерге догоонун тогу (ширетүүчү токтун күчү) Iсв,
догонун чыңалуусу Uд жана ширетүү ылдамдыгы υсв кирет.
Догоонун тогу. Бул мүнөздөгүч (параметр) жылуулук кубаттуулугун жогорку деңгээлде аныктап чыгат. Электроддун такай болгон
диаметринде догоонун тогун жогорулатуу менен ысытылган тактагы
жылуулук энергиясынын концентрациясы өсөт, догоонун мамысынын
плазмасынын температурасы жогорулайт жана электроддогу жана бөлүкчөдөгү активдүү тактардын абалы турукташат. Ширетүүчү токту
жогорулатуу менен ширетүүчү ваннанын узундугу жана туурасы кеңейет; өзгөчө эритменин тереңдиги интенсивдүү чоңоёт. Бул бир гана
ысыган такта жылуулук кубаттуулугун жогорулатуу жана энергияны
топтоо менен гана шартталбайт, ал ошондой эле ширетүүчү токтун
квадратына пропорциялуу болгон ширетүүчү ваннага догоонун басымын бир кыйла жогорулатуу менен дагы шартталат. Токту өзгөртүүнүн
белгилүү бир чектеринде эритменин h тереңдиги болжол менен сызыкчага жакын бааланышы мүмкүн:
h = kIcвlд,
(2.9)
k – токтун түрүнөн, каршылыгынан, электроддун диаметринен, догонун кысылуу даражасынан ж. б. көз каранды болгон коэффициент;
lд – догонун узундугу.
Капталган электрод менен колго ширеткен учурда электродду эритүү ылдамдыгы ширетүүчү токтун чоңдугуна жараша болот. Ширетилген бирикмелердин ар кыл түрлөрүн жана бириккен жердин типтерин
аткаруу учурунда электродду бирдей эмес ылдамдыкта эритүү талап
кылынат. Кээ бир учурда ал минималдуу, башка учурларда максималдуу болушу абзел.
Кромкаларды ажыратпастан жана көңдөйү жок улаштырылган биримелерди ширетүү учурунда ээритилген металл дөмпөк болуп шире33
тилип бириктирилген жерди пайда кылат. Ширетилүүчү элементтердин калыңдыгын көбөйткөнгө жараша, аларды толук балкытып эритүү
үчүн ширетүүчү токту көбөйтүү зарыл, муну менен катар бир эле учурда эритилген электроддук металлдын саны өсөт. Жыйынтыгында өтө
эле чоң дөмпөгү бар бириккен жерди пайда кылат. Нормалдуу дөмпөгү
бар бириккен жерди алуу үчүн электрондун эрүү ылдамдыгын төмөндөтүү же кромкаларды ажыратуу керек.
Кромкаларды ажыратуу менен улаштырылуучу бирикмелерди
аткарган, ошондой эле бурчтуу бириккен жерлерди ширеткен учурда
электроддун эрүү ылдамдыгын жогорулатса эң жакшы болот, себеби
мындай учурда процесстин өндүрүмдүүлүгү бир кыйла деңгээлде бөлүктөрдү толтуруу же берилген кажети бар бурчтуу бириккен жерлерди калыптандыруу үчүн зарыл болгон убакыттын бирдигине балкып
эрүүчү электроддук металлдын саны менен аныкталат.
Эрибөөчү электрод менен ширетүү учурунда эритилген металл
дого аралыгы аркылуу ташылбайт. Бул өз кезегинде бир кыйла деңгээлде догоонун күйүү шарттарын жеңилдетет жана өтө жогорку туруктуулугун шарттайт. Присаддык металл зарыл учурда ширетүү ваннасынын негизги бөлүгүнө берилет. Эрүүчү электрод менен ширетүүгө
караганда присаддык металлды эритүү ылдамдыгы ширетүүчү токтун
чоңдугуна өтө деле көз каранды эмес. Ваннага берилүүчү присаддык
металлдын көлөмүн бириктирилген жердин түзүлүүсүнө присаддык
металлдын катышуусуна талаптануучу үлүштү камсыз кылуу шарты
менен тандашат. Кошулма бирикмелерди кромкаларды бөлбөстөн ширетүү учурунда присаддык металл негизинен ширетүү валигин пайда
кылуу үчүн зарыл.
Присаддык металлдын ширетүү ваннасына догоо аралыгы аркылуу өтпөшү анын чачырашына жол бербейт, бууланууга болгон жоготуулар кыскарат, эритилген металлдын догоонун мамысынын газ фазасы менен болгон өз ара аракеттешүүсү чектелет.
Эрибөөчү электрод менен ширетүү учурунда ваннаны коргоо жана
бириккен жерди калыптандыруу үчүн жагымдуу шарттар түзүлөт.
Вольфрамдык электроддун туруктуулугу биринчи кезекте токтун тыгыздыгы менен аныкталат. Эң чоң таасир этүүчүлөр болуп токтун түрү
жана каршылыгы саналат.
Догоонун чыңалуусу. Чыңалуунун жогорулашы менен догонун
жылуулук кубаттуулугу да жогорулайт, демек ошого жараша шире34
түүчү ваннанын көлөмү да чоңоёт. Ваннасынын кеңдиги е сызыктуу
көз карандылыкка ээ болгон чыңалуу менен байлныштуу:
е = k(lcвUд)/(δυсв),
(2.10)
δ – ширетилүүчү металлдын калыңдыгы; υсв – ширетүү ылдамдыгы.
Ширетүүчү токтун такай болгон чоңдугунда догоонун чыңалуусун
жогорулатуу ваннанын ширетилүүчү тереңдегинде анча деле таасирин
тийгизбейт.
Ширетүү ылдамдыгы. Ширетүүнүн ылдамдыгы деп 1 бириккен
жердин узундугунун догоонун күйүү убактысына tcв болгон катышы
аталат б. а.:
υсв = l/tсв = (анIсв)/(Sγ),
(2.11)
γ – ээритилген металлдын тыгыздыгы, г/cм3; S – бириккен жердин кесиндисинин аянты, см2.
Узундукту өлчөөчү энергия такай болгон учурда ширетүү ылдамдыгын жогорулатуу термиттик ПАК процессинин жогорулашына
түрткү берет, бул өз учурунда эритменин тереңдигинин чоңоюсуна
жана бириккен жердин кеңдигинин кичирейүүсүнө алып келет.
Догоо менен ширетүүнүн кошумча мүнөздөгүчтөрү. Бул мүнөздөгүчтөр ширетүү процессин жүргүзүү шарттары жана догоонун
күйүү өзгөчөлүктөрү менен байланыштуу. Мисалы, ошол эле узундукту өлчөөчү энергияда электроддун диаметрин, токтун түрүн жана
каршылыгын өзгөртүүгө, догоонун күйүүсүнүн импулстуу же үзгүлтүксүз режимин пайдаланууга болот. Кээ бир учурларда кысылган
догоону, ал эми кээде электроддун термелүүсүн колдонушат. Процесстин бул өзгөчөлүктөрү ширетүү ваннасынын калыптануусуна
жана ширетилип бириктирилген жердин түпкү өлчөмдөрүнө өз таасирин тийгизет.
Электроддун диаметри. Ширетүүчү токтун такай болгон чоңдугунда электроддун диаметри ысытылган тактагы энергиянын тыгыздыгын жана догоонун жандуулугун аныктап чыгат. Муну менен бирдикте
электроддун диаметрин жогорулаткан учурда ширетүү ваннасынын
эрүү тереңдиги төмөндөйт жана анын кеңдиги жогорулайт.
Токтун түрү жана каршылыгы. Токтун түрүнө жана каршылыгына жараша жасалгадан ар кандай көлөмдөгү жылуулук бөлүнүп
чыгат. Эгерде Wa анодунда жана Wк катодунда бөлүнүп чыгуучу жы35
луулукту чыңалуулардын натыйжалуу төмөндөөсү боюнча жакындатып бааласак, анда көз карандылыктарды алабыз
Wa = Icв[Ua + (φ + 2kT)];
Wк = Icв[Uк + (φ + 2kT)],
(2.12)
Wa жана Wк – чыңалуулардын аноддук жана катоддук төмөндөөсү;
(φ + 2kT) – электрондордун потенциалдуу жана термиттик энергиясы.
Алмашма токто ширетүү учурунда электроддо жана ширетилүүчү
жасалгада бөлүнүп чыгуучу жылуулуктун саны Wa = Wк барабар.
Катоддон жылуулукка Wк энергиясынын баардыгы өтпөйт. Анын
жарымы (φ + 2kT) догоонун мамысынын плазмасына барат. Аноддо
Wa энергиясы бөлүнүп чыгат жана электрондордун потенциалдуу жана
термиттик энергиясы кошулат. Катоддо бөлүнүп чыккан жылуулуктун
көлөмү догоо аралыгын иондошуу потенциалынан көз каранды. Катоддо жана аноддо жылуулук бөлүп чыккан учурдагы айырмачылык догоо менен ширетүү ыкмасы аркылуу аныкталат. Реалдуу шарттарда түз
каршылыкта ширетүү учурунда (жасалгадагы анод) эритменин тереңдиги тескери каршылыкта (жасалгадагы катод) ширеткенге караганда
кичирээк келет. Бул догоонун мамысынын формасы менен оңой эле
түшүндүрүлөт. Аноддук так катодко салыштырмалуу көбүрөөк аянтты
ээлейт, ошондуктан ваннанын жана бириккен жердин кеңдиги түз каршылыкта чоңоет.
Электроддун жантаюу бурчу. Капталган электроддор менен кол
менен ширеткен учурда узунан кеткен октун тегиздигинде электроддун
жантаюусунун өзгөрүүсү менен ширетүү ванннасынын жана бириккен
жердин көлөмүнө олуттуу таасир берүүгө мүмкүн. α < 90 ° жантаюу
бурчунда ширетүүнү бурч менен алдыны көздөй аткарат. Догоонун
басымы эриген металлды ваннанын негизги бөлүгүнө сүрүп чыгарат.
Муну менен бирдикте негизги металлдын эрүү тереңдиги төмөндөйт.
α > 90 ° жантаюу бурчунда ширетүүнү бурч менен артты көздөй аткарышат. Догоонун басымы эритилген металлды ваннанын негизги бөлүгүнөн арткы бөлүктү көздөй интенсивдүү сүрүп чыгарууга түрткү
берет; эритменин терендиги чоңоёт.
Электроддун чайпалуусу. Электроддун туурасынан кеткен чайпалууларында бириккен жердин кеңдиги жогорулайт жана эритменин тереңдиги төмөндөйт. Термиттик таасир этүү аймагында кристаллдашуу
шарттары жана жылуулук цикли өзгөрөт. Ширетүү учурунда электрод36
дун чайпалуусу адатта 10...60 мүн–1 жыштыгы жана 2...4 мм амплитудасы менен жүзөгө ашырылат.
Догоонун мамысынын кысылышы. Кысылган догоо менен ширеткен учурда ширетүү режиминин жаңы кошумча мүнөздөгүчү – догоонун кысылуу даражасы пайда болот. Догоонун кысылуу даражасын
жогорулатуу менен догоонун плазмасынын температурасы, ысытылган
тактагы жылуулуктун концентрациясы жогорулайт, эритменин тереңдиги өсөт жана ширетүүчү ваннанын жана бириккен жердин кеңдиги
төмөндөйт.
Токтун импулстуу берилиши. Догоо импулстуу күйгөн учурда
процесстин эки жаңы кошумча мүнөздөгүчү пайда болот: tн импульстун убактысы жана tп тыныгуу убактысы. Жылуулук энергиясы импульс учурунда гана алынып келинет. Бул эки мүнөздөгүч тең ширетүү
ваннасынын жана бириккен жердин мүнөздөгүчүнө таасирин тийгизет.
Өзгөрүлбөс узундуктуу энергия учурунда (tц = tн + tп) циклинин аралыгында тыныгуу убактысын жогорулатуу режимди катуулантат. Мунун
аракасы менен импулстун убактысынын белгилүү бир маанилерине чейин негизги металлдын эрүү тереңдиги чоңоёт жана бириккен жердин
туурасы кичиреет.
2.5. Электроддук материалды эритүү жана ташуу
Догоо менен ширетүү учурунда электродду ысытуу жана анын чүркөсүндө жайгашкан активдүү такта догоо менен бөлүнүп чыгарылуучу
энергиянын эсебинен жүзөгө ашырылат. Электрод Жоул-Ленцтин законуна ылайык, анда ток өткөн учурда бөлүнүп чыгуучу жылуулуктун эсебинен ысыйт. Ысытуу ток берүүчү түзүлүш менен байланышкан жердеги тилкеден баштап электроддун аягына чейин жүрөт. Бул
тилкенин узундугу электроддун учуп чыгуусу деп аталат. Мисалы, кол
менен ширеткен учурда электроддун учуп чыгуусу ширетүүнүн башталышында 200...400 мм, ал эми аягында 30...40 мм түзөт. Убакыттын
бирдигинде электроддон бөлүнүп чыгуучу жылуулук канчалык көп
болсо, ошончолук токтун тыгыздыгы, салыштырмалуу каршылык
жана электроддун учуп чыгуусу ошончолук көбүрөөк болот. Кол менен
ширеткен учурунда бул электроддун температурасынын жогорулашына алып келет, бул нерсе ширетүүнүн ушул ыкмасында колдонулуучу
токту чектейт. Бириккен жердин сапаты электроддун тепмературасы анын чүркөсүн эритүү маалында белгилүү бир мааниден ашпаган
учурда, мисалы болот электроддор менен ширеткенде 600...700 ° С
37
ашпаган учурда гана камсыз кылынат. Электродду өтө жогору болгон
температураларга чейин ысытуу каптаманын катмарланышына, бириккен жердин калыптануусунун начарлашына жана чачыратууга болгон
жоготуулардын көбөйүшүнө алып келет.
Электродду ээритүнүн негизги мүнөздөмөсү – электроддун курамынан, каптаманын түрүнөн, ширетүү режиминен, токтун тыгыздыгынан жана карама-каршылыгынан көз каранды болгон убакыттын бирдигине аны эритүүнүн сызыктуу ылдамдыгы. Жалпы учурда
электроддун эрүү ылдамдыгы болжол менен сызыктуу көз карандылык
боюнча токту көбөйтүү менен жогорулайт, аноддук жана катоддук облустарда жылуулукту бөлүп чыгаруу жана өткөрүү шарттары менен
аныкталат жана токтун карама-каршылыгынан көз каранды болот.
Электроддук металлды ташуу мүнөзү электроддун чүркөсүндөгү
металлдын тамчысына таасир этүүчү күчтөрдүн өз ара катышынан көз
каранды. Негизги күчтөргө оордук күчүн, үстүңкү тартылуу күчүн,
электромагниттик күчтү, буулардын реактивдүү басымынын күчүн, аэродинамикалык күчүн киргизүүгө болот. Өзүнчө күчтөрдүн мааниси
жана алардын бирдей аракеттеги багыты ширетүү режимине, токтун
карама-каршылыгына, электроддук металлдын курамына, газ чөйрөсүнө, электроддун бетинин абалына жана диаметрине жараша болот.
Тышкы тартылуу күчү суюктуктагы молекулалык күчтөрдүн аракети
астында, берилген көлөмдө минималдуу бетке ээ болгон сферанын
формасын кабыл алууга умтулган учурда байкалат. Эриген металлдын
тамчысы сферанын формасын эриген ваннанын бети менен тийишкенге чейин сактайт. Жалпы учурда тышкы тартылууну көбөйтүү электроддун чүркөсүндө пайда болуучу жана догоо аралыгы аркылуу өтүүчү тамчылардын өлчөмдөрүнүн чоңоюшуна алып келет.
Электромагниттик күч өткөргүчтүн ток жана бул ток менен пайда
болуучу магниттик талаанын өз ара аракеттешүүсү менен шартталган.
Бул күч радиалдык багытта өткөргүчтү деформациялоого жана тамчы
менен электрод ортосундагы туташтыргычты бузууга умтулат, анын
мааниси токтун квадратына пропорциялуу.
Буулардын реактивдүү басымынын күчү – металлды ташуу мүнөзүнө таасир этүүчү бирден бир маанилүү күч болуп саналат. Металлдын тамчынын бетинде буулануусу жана металлда шлак же газдын
пайда болуусу жана бөлүнүп чыгуусу менен коштолгон газ фазасы
менен химиялык өз ара аракеттешүүсү реактивдүү күчтөрдүн пайда
болуусуна алып келет. Металл негизинен активдүү тактарда бууланат,
38
алардын орун которушу реактивдүү күчтөрдү кошуу ордунун абалынын өзгөрүшүнө жана тамчылардын бир кыйла жанданышына алып
келет. Реактивдүү күчтөрдүн чоңдугу активдүү тактардын көлөмүнөн, андагы токтун тыгыздыгынан жана электроддун материалынын
физикалык жылуулук касиеттеринен көз каранды. Себеби катоддук
тактагы токтун тыгыздыгы аноддукуна караганда бир кыйла жогору
келет, реактивдүү басымдын таасири бир канчалык деңгээлде түз карама-каршылыкта байкалат. Догоонун кысылуусу тактардагы токтун
тыгыздыгынын жогорулашына алып келет, бул буулардын реактивдүү
басымынын жогорулашына түрткү берет. Буулардын жогорку басымы
бар металлдарда (магний, цинк) реактивдүү күчтөр менен тамчылардын талпынуусу ширетүү учурунда эки карама-каршылыкта тең байкалса, ал эми буулардын төмөн басымы бар металлдарда – көбүнчө түз
карама-каршылыкта ширетүү учурунда байкалат.
Аэродинамикалык күч кубаттуу плазмалык (газ) агымдар пайда
болгон учурда билинет. Аэродинамикалык тормоздоо күчү газдын тыгыздыгына, анын ылдамдыгына жана тамчынын кесиндисинин натыйжалуу аянтына пропорциялуу.
Капталган электроддор менен ширетүү учурунда негизинен чоң
тамчылатып жана майда тамчылатып ташуулар байкалат (2.9-сүрөт, а).
Ташуу тиби каптаманын курамынан, жоондугунан жана түрүнөн, ширетүү режиминен, токтун түрүнөн жана карама-каршылыгынан көз каранды. Майда тамчылатып ташуу көбүнесе каптамасы кычкыл типтеги
электроддордо болот.
Төмөн чыңалууда (кыска догоо) металлды ташуу учу бириккен
учурда жүзөгө ашырылышы мүмкүн, себеби тамчылардын эркин өсүүсү кыйындайт. Учу бириккен учурда металл электроддун чүркөсүнөн
ваннага агып түшөт. Догоонун узарышы менен ташылуучу тамчылардын салмагы жогорулайт, анткени тамчынын электроддун чүркөсүндө
эркин өсүшү үчүн шарттар түзүлөт.
Шорголотуп ташуу учурда (2.9-сүрөт, б) үзгүлтүксүз тизмек
сыяктуу биринин артынан бири кетүүчү майда тамчылар (шорголотмолор) пайда болот. Электроддук металлды шорголотуп ташуу шиI
II
III
IV
I
II
а
б
2.9-сүрөт. Электроддук металлды ширетүү ваннасына ташуу процесстеринин схемалары. а – тамчылатма; б – шорголотмо; I–IV тамчыны ташуу процессинин этаптары
39
ретүү зымында легирлөөчү элементтердин аз күйүп бүтүүсүнө жана
тамчылардын жана бириккен жердин металлынын жыйынтыгынын
жогорулашына алып келет. Ширетилүүчү зымды эритүү ылдамдыгы
жогорулайт, ошондуктан шорголотуп ташуу тамчылатып ташууга караганда артыкчылыктуу келет.
Электроддук металлды эритүү ылдамдыгы бир кыйла деңгээлде
ширетүү процессинин өндүрүмдүүлүгүн жана натыйжалуулугун аныктап чыгат, ал эми эрүү коэффициенти ширетүү шарттарын мүнөздөөчү
бир катар факторлордон көз каранды: токтун түрүнөн жана күчүнөн,
догоонун карама-каршылыгынан, чыңалуусунан, электроддун каптамасынын курамынан жана калыңдыгынан.
Жоготуулар коэффициенти ширетүү ыкмасынан, электроддун тибинен жана режимдин мүнөздөгүчтөрүнөн көз каранды. Жоготууларга ширетүү учурунда догоодогу электроддук металлды ташуу мүнөзү
бир кыйла таасирин тийгизет. Тактап айтканда капталган электроддор менен ширетүү учурунда жоготуулар коэффициенти 5...20 пайызды түзөт.
2.6. Негизги металлды эритүү
Негизги металлды ээритүү догонун кубаттуулугунун натыйжалуу
жылуулугунан жана бөлүкчөнүн бети жана көлөмү боюнча бөлүнүп
чыгуучу жылуулуктун бөлүштүрүлүшүнөн көз каранды. Ширетилүүчү
бирикменин металлынын жылуулук абалын адатта изотермдердин системасы – бирдей температурадагы чекиттерди бириктирүүчү сызыктар
түрүндө чагылдырышат.
Металлда жылуулукту жайылтуу процесси бир катар факторлордон көз каранды: догонун кубаттуулугунун натыйжалуу жылуулугунан, анын жайгашуу мүнөзү ширетилүүчү жасалганын көлөмүнөн
жана формасынан, материалдын физикалык жылуулук касиеттеринен.
Бул фактолордун жасалганын ысышына таасир этүүсүн температуралык талаанын изотермдеринин формаларынын өзгөрүшү боюнча баалоого болот (2.10-сүрөт).
Догоонун тогу кубаттуулуктун жогорулашы менен белгилүү бир
температураларга чейин ысытылган металлдын облустары менен кеңейет, ал эми догоонун орун которуу ылдамдыгын жогорулатуу бириккен жердин перпендикулярдуу огунун багытында бул облустардын
ичкеришине жана догоонун астында изотермдердин коюланышына
алып келет. Алюминийдин жана жездин жогору жылуулук өткөргүчтүгү – бул болотторго салыштырмалуу бирдей температураларга чейин
40
х, см
2
600 ° С
0
–2
200 ° С
400 ° С
х, см
4
1000 ° С
2
а
600 ° С
0
2
4
800 ° С
х, см
4
1500 ° С
400 ° С
200 ° С
б
1000 ° С 600 ° С
2
0
2
4
1200 ° С
800 ° С
400 ° С
в
200 ° С
2.10-сүрөт. Ширетүүнүн жаасынын деталдарынын бетиндеги изотермалар:
а, б, в – 200, 300 и 400 А тегерегинде ток жаасы;
х – өлчөмү, температура талаасынын кеңдигин мүнөздөйт
ысытылган облусттардын аянтынын бир кыйла азаюусунун себеби.
Температуралык талаанын формасы дагы өзгөрөт: изотермдер айланага сөлөкөтү боюнча жакындап баруу менен кыскарышат жана ысытманын булагы астында облуска таят (2.10-сүрөттү карагыла). Ширетүү
ваннасынын көлөмү ширетүүнүн ыкмасына жана режимине жараша
0,1ден баштап 10 см3 чейин өзгөрөт. Металлдын суюк абалда болуусу
анын ар кыл тилкелеринде бирдей болбойт. Ширетүү ваннасынын бар
болуусунун орточо узактыгын tcp (c) болжол менен төмөнкү формула
боюнча эсептөөгө болот:
tcp = Lв/υсp,
(2.13)
Lв – бул ваннанын узундугу, мм; υсp ысытманын булагынын орун которуу ылдамдыгы, мм/с.
Ваннанын негизги бөлүгүндө жылуулуктун булагынын таасири
астында металл анын эрүү температурасынан бир кыйла жогору болгон температурага чейин ысытылган, ал эми ваннанын акыркы бөлүгүндөгү температура негизги металлдын эрүү температурасына жакындап барат.
41
Lв
h
H
B
2.11-сүрөт. Lв – ваннанын
узундугу; В – бириккен
жердин кеңдиги; h – догоонун басымынын аракети
астында ваннада эриген
металлдын деңгээлдеринин
ар түрдүүлүгү; H – негизги
металлдын балкып эрүү
тереңдиги.
Ваннанын геометриялык мүнөздөгүчтөрүнө таасир этүүчү маанилүү фактор катары аткарылуучу бириккен жердин мейкиндиктеги абалы саналат (2.11-сүрөт).
Узунунан кеткен абалда төмөндөн жогоруну
көздөй ширетүү учурунда балкып эрүү тереңдиги өсөт, төмөн көздөй ширетүү учурунда кичиреет.
Шыптык абалда ширетүү учурунда
(2.12-сүрөт, в) ваннанын көлөмүнө чектөө
киргизүү керек. Ваннаны калыптандырууда
эң эле жагымсыз шарттар узунунан кеткен
бириккен жерлерди даярдоо учурунда түзүлөт (2.12-сүрөт).
υсв
υсв
υсв
P?
Pв а
υсв
в
υсв
Кесик
Кээбер
г
б
2.12-сүрөт. Бириккен жердин мейкиндиктеги абалына жараша аны калыптандыруу
шарттарына ылайык ширетүү ваннасынын формасы.
а – узунунан (солдон – өйдөгө, оңдон – ылдыйга);
б – жантайма; в – шыптык; г – туурасынан.
υсв – ширетүү ылдамдыгы; Pв – гидростатикалык басымдын
күчү туурасынан ылдый көздөй
2.7. Ширетилген бирикменин түзүмү
Ширеткич менен эритилип жасалган ширетилген бирикмелер үч
зонадан турат:
• суюк металлдын эритилген ваннасы бар болгон бирикменин бөлүгүндөгү ширетилип бириктирилген жердин куюлган металлынан;
• таасир этүү зонасы деп аталуучу ширетүүнүн жылуулук таасирине кабылган негизги металлдан;
• жылуулук таасирине кабылбаган негизги металлдан.
42
Бириккен жердин металлынын жана бириккен жердин айланасындагы зонанын ортосундагы бөлүктүн шарттуу бети эритменин чеги деп
аталат.
Негизги металлдын түзүмү ширетүү алдында даярдоолорду технологиялык жактан иштетүү менен аныкталат. Бөлүкчөлөр күйүк,
жашылган же рекристаллдаштырылган абалдагы деформацияланган
металлдан турган лист, ошондой эле уютулган жана деформациялык
түзүмү бар куйма же согуп иштетилген металлдын кесеги түрүндө
болушу мүмкүн.
Ширетүү учурунда бөлүнүп чыгуучу жылууулук негизинен металлга жайылат. Канчалык ЖИЗ эритменин чегине жакын жайгашкан
болсо, ошончолук анда металлдын ысуусу тез жүрөт жана ысытманын
максималдуу температурсы дагы ошончолук жогору болот, ошондуктан негизги металлдын түзүмү менен касиеттери термиттик таасир
этүү зонасынын ар кыл тилкелеринде ар кандай болот. Негизги металл
(күйгөн же чыңалууларды алып таштоо үчүн отжиг кылгандан кийин)
бул зонада кайтарылат жана рекристаллдаштырылат. Көрсөтүлгөн кубулуштардын өнүгүү даражасы зонанын ар бир катмарында ысытманын катмарынын максималдуу температурасына, фазалык кубулуштардын температурасынан жогору болуу узактыгына, ысытуу жана
муздатуу ылдамдыгына жараша болот.
Кайтарым деп рекристаллдаштыруу астында деформацияланган
металлда жүрүүчү түзүмдөрдүн жана касиеттердин өзгөрүүлөрүн түшүнүүгө болот: кристаллдык түзүмдүн кемтиктерин азайтуу, алардын
бөлүштүрүлүшүн өзгөртүү, металлды басым менен иштетүү учурунда
келип чыгуучу калдыктуу чыңалууларды төмөндөтүү.
Рекристалдаштырууну баштапкы жана экинчи деп ажыратууга болот. Баштапкы рекристаллдаштырууда көбүнчө деформацияланган металлдын бүдүрлөрүнүн чегинде жаңы бүртүкчүлөр пайда болот. Андан
соң бир бүртүкчүлөр башка бүртүкчүлөр тарабынан жутулуучу, бүртүктүн өсүүсү деп аталуучу стадияга келип жетет. Бул стадия экинчи
рекристаллдаштыруу деп аныкталат.
Ширетүү ваннасынын суюк металлы негизги металлдын эритилген кромкаларынан турган өзгөчө формада катыйт. Негизги металлдын кромкалары бир эле убакта катып бараткан металл үчүн жаздангыч катары кызмат аткарат. Суюк металлдын кристаллдык түзүмү бар
катуу абалга өтүүсү кристаллдаштыруу деп аталат. Катуу учурунда
пайда болуучу металлдын кристаллдарын кристалиттер деп атоо кабыл алынган.
43
Ширетилип бириктирилген жердин борборунда көпчүлүк учурда
ширетүү ваннасынын борбордук бөлүгүндө өтө муздоонун натыйжасында бирдей октуу кристаллиттердин зонасы пайда болот. Бул зонанын кристаллиттери көз карандысыз пайда болуусунун натыйжасында
башаламан багытталышкан. Жалпы учурда ширетилип бириктирилген
жердин металлы өтө багыттамасыз кристаллиттерден турат. Ширетүүчү ваннанын бети канчалык ийри жана канчалык анын көлөмү кичине болсо, ошончолук бириктирилген жердеги кошуна кристалиттер
башаламан болот.
Канчалык муздоо ылдамдыгы жогору болсо, ошончолук башаламан багыттагы эркин кристаллиттердин пайда болуусу жана өсүүсү
мүмкүн жана муну менен демек зона жана мамылуу кристаллиттердин
көлөмү кичине келет. Жаздагычтын түрү, ошондой эле бириктирилген
жердин бүртүктүү түзүмүнүн калыптануусуна да таасир этет. Бүртүктөрдүн көлөмү чоң болгон учурда эритүү сызыгында ширетүү ваннасына чоңураак кристаллиттер өсүп чыгат.
Оңой эрүүчү кошулмаларды камтыган бириккен жердин уютулган
металлында нормалдуу сегрегация (ликвация) өнүгөт же катуулоо багытында кошулмалардын концентрациясы жогорулайт. Нормалдуу сегрегациясы бар ширетилип бириктирилген жердин металлында микроскопиялык ячейкалуу жана дендриттүү сегрегациялар калыптанат. Бул
химиялык ар түрдүүлүк кристаллдардын өсүүсүнүн тиешелүү формалары менен байланыштуу.
Термиттик таасир этүү зонасынын металлы химиялык жактан бириктирилген жердин уютулган металлына караганда бир түрдүү келет.
Зонанын бириктирилген жердин айланасындагы металлда химиялык
ар түрдүүлүктүн негизиги түрү – кошулмалардын же бүртүкчөлөрдүн
чеги боюнча легирлөөчү кошулмалардын топтолушу.
Полиморфдуу кубулуштарга ээ металлдарды жана эритмелерди
ширетүү учурунда ширетүү ысытмасынын зонасында ар кандай фазалык курамы бар тилкелер пайда болот. Мындай кубулуштарды төмөн
көмүртектүү болотторду жана титандардын эритмелерин ширетүү учурунда байкоого болот.
2.8. Догоо ширетүүсүнүн негизги ыкмалары
2.8.1. Капталган электроддор менен колго догоо ширетүү процессинин схемасы
Металл менен капталган электрод менен колго догоолук ширетүүнүн схемасы 2.13-сүрөттө көрсөтүлгөн. Догоонун козголуусу
44
6
1
2
3
4
5
7
8
9
10
2.13-сүрөт. Электроддор менен капталган колго догоо менен ширетүү схемасы:
1 – шлактык кыртыш; 2 – ширетилип бириктирилген жер; 3 – суюк шлактык чел
кабык; 4 – газ коргоосу; 5 – электроддук металлдын тамчысы; 6 – электрод;
7 – электроддук каптама; 8 – ширетүү догоосу; 9 – ширетүү ваннасы;
10 – ширетилүүчү бөлүктүн негизги металлы
электроддун учу менен ширетилүүчү металлга тийишүүсүнүн жыйынтыгында электр ширетүү тизмегинин учу кыска мөөнөттүк биригүүсү
учурунда жүрөт. Ширетүү процессинде электроддун эрүүсүнө жараша аны бириккен жердин керектүү формасын жана кесиндилерин алуу
үчүн бир эле убакта бирикмени бойлой жана кошулган жердин туурасынан жайгаштыруу менен жасалгага жакындатат.
Капталган электрод менен ширетүү учурунда маңыздын жана каптаманын ээрүүсү жүрөт. Эрүүчү каптама шлакты жана газды пайда кылат. Шлактуу катмар металлды абадагы кычкылтек жана азот менен
өз ара аракеттешүүсүнөн коргойт. Газдар эрүү зонасындагы (догоонун
зонасынан) абаны сүрүп чыгарат жана аны менен болгон байланышта
кошумча коргоону камсыз кылат.
Капталган электроддор менен кара жана түстүү металлдарды жана
ар кандай эритмелерди эритишет. Электроддор менен капталган догоо
ширетүүнү колдонуунун рационалдуу облусу – жетүүгө татаал жерлерде жана ар кандай мейкиндиктик абалдарда жайгашкан, бириккен жерлердин анча чоң эмес созулуусунда бириктирилүүчү элементтердин
2 мм ашык калыңдыктагы металлдарынын ичинен конструкцияларды
даярдоо.
Ширетүүнүн азыркы ыкмасынын негизги артыкчылыктары болуп
жабдуунун универсалдуулугу жана жөнөкөйлүгү, ал эми анын кемчилиги болуп – токтун тыгыздыгынын аз мүмкүнчүлүктүү маанилери
жана бириккен жердин калыптануусу негизинен электроддук металлдын эсеби менен шартталган өтө жогору эмес өндүрүмдүүлүгү саналат.
Эң кеңири түз аракеттеги электр догоосу менен колго ширетүү
колдонулат. Эң жакшы жыйынтыкка адатта узундугу токтун 90...350 А,
45
электроддун 0,5...1,1 диаметринен жана догоонун 18...30 В чыңалуусунан ашпаган, кыска догоо менен ширетүү учурунда жетүүгө болот.
Догоо өтө узун болгон учурда электроддук металлдын кычкылдануусу
жана чачыроосу күчөйт, кайнап бышуу тереңдиги кичиреет.
2.8.2. Коргоочу газдарда догоо менен ширетүүнүн маңызы
жана ар түрдүүлүгү
Догоо менен ширетүүнүн учурунда сапаттуу бирикмелерди алуу
үчүн догоонун жана ээритилген металлдын зонасын абанын тийгизген
терс таасиринен сактоо керек. Коргоочу газдарда ширетүү учурунда
догоонун жана эритилген металлдын зонасын коргоо үчүн (2.14-сүрөт) күймөктүн жардамы аркылуу агым менен берилүүчү газды колдонушат.
Коргоочу газдар катары ширетүү учурунда металл менен өз ара
аракеттешпеген инерттүү газдар (аргон, гелий жана алардын аралашмалары) жана металл менен өз ара аракеттешкен активдүү газдар (кычкылтектүү газ, суутек ж. б.), ошондой эле алардын аралашмалары пайдаланылат.
Эрүүчү электрод менен ширетүү учурунда (2.14-сүрөт) догоо догоого үзгүлтүксүз берилүүчү электроддук зым жана жасалга ортосунда күйөт. Догоо зымды жана жасалганын кромкаларын эритет, анын
жыйынтыгында жалпы ширетүү ваннасы пайда болот. Догоонун орун
которуусуна ылайык ширетүү ваннасы жасалганын кромкаларын бириктирүүчү бириккен жерди пайда кылат.
Коргоочу газды үнөмдөө жана процессти башкаруу үчүн ширетүүнү догоонун айланасында концентрациялуу берилүүчү газдардын
эки өзүнчө агымдарында жүргүзүүгө болот (2.14-сүрөт). Газдын ички
агымында дого күйүп турат жана электроддук металлдын тамчысы
4
4
4
5
3
7
3
2
2
1
6
1
6
3
7
2
8
1
6
а
б
в
2.14-сүрөт. Коргоочу газдардагы ширетүү процесстеринин схемасы
а – эрибөөчү электрод; б – эрүүчү электрод; в – газдын эки агымында эрүүчү
электрод; 1 – бөлүкчө; 2 – догоо; 3 – коргоочу газ; 4 – сопло; 5 – эрибөөчү электрод;
6 – ширетүү ваннасы; 7 – электроддук зым; 8 – газдын ички агымы
46
бар, ал эми суюк металл ваннасы ички жана тышкы агымдардын аралашмасы менен корголот.
Ширетүүнүн импулстуу, дирилдеме догоолук ж. б. у. с. бир катар
жаңы ыкмалары иштелип чыккан. Электрод менен эрүүчү коргоочу
газдарда кол менен ширетүүнүн негизги түрлөрү 2.15-сүрөттө чагылдырылган.
Коргоочу газдарда кол менен догоо
ширетүүнүн классификациясы
Догоонун
азыктандыруу
тогу боюнча
Бир
фазалуу
догоо
Коргоочу
газдын курамы
боюнча
Үч
фазалуу
догоо
Үзгүлтүксүз
токто
Түз карамакаршылык
Догоого кошумча
таасир этүү
боюнча
Инерттүү
газдарда
же алардын
аралашмалары
Азотто жана
активдүү
газдарда
Присаддык
материалдын
болушу боюнча
Плазмалуу
Присадка
менен
Магниттүү
аралаштырма
менен
Присадкасы
жок
Каршы карамакаршылык
Алмашма токто
Догоонун импулстуу
азыктануучу
2.15-сүрөт. Коргоочу газдарда ширетүү ыкмаларынын классификациясы
Кол менен аргодогоолук ширетүү процессинин негизги мүнөздөгүчтөрү болуп саналат:
• эрибөөчү электрод менен – ширетүү учурунда догоонун тогу
жана коргоочу газдын чыгымы;
• эрүүчү электрод менен – догоонун тогу, коргоочу газдын чыгымы жана электроддук зымдын берүү ылдамдыгы.
Коргоочу газдарда догоо менен ширетүүнүн өзгөчөлүктөрүнө киргизүүгө болот:
• термиттик таасир этүүнүн минималдуу зонасын камсыз кылуучу догоонун энергиясынын жогорку концентрациясынын,
ширетилген түйүндүн анча мынча деформацияларынын жогорку өндүрүмдүүлүгүн;
• эритилген металлдын натыйжалуу корголушу, өзгөчө коргоочу
чөйрө катары инерттүү газдарды колдонгон учурда;
47
• флюстарды же майлоолорду колдонуу зарылчылыгы келип
чыкпаган учурда;
• ар кандай мейкиндиктик абалдарда болуучу ширетүү мүмкүнчүлүгү.
2.8.3. Кысылган догоонун маңызы жана технологиялык мүмкүнчүлүктөрү
Плазмалык деп кысылган догоо менен ширетүүнү аташат. Догоонун мамысы анын кеңейишин чектөөчү кууш каналга жайгаштырылат. Кысылган догоону алуу үчүн түзүлүш плазматрондор деп аталат (2.16-сүрөт). Эң жөнөкөй плазматрон 1-изолятордон, 2-эрибөөчү
электроддон жана 3-суу менен муздатылуучу жез соплодон турат.
Соплого тангенстүү (анын цилиндрдик бетине жанаша) же аксиалдуу
1
Суу
2
1
Газ
Суу Суу
2
Газ
Суу
3
5
4
3
5
4
б
а
2.16-сүрөт. Жаа плазмотрондордун түз (а) жана кайчы (б) иш-аракеттеринин:
1 – изолятор; 2 – электрод; 3 – сопло; 4 – тетиктер иштетилген; 5 – ширетүүсү жаасы
(электроддун огунун айланасында) догоонун мамысында жогорку температурага чейин ысыган плазмага айлануусу инерттүү болгон же курамында кычкылтеги бар газ берилет.
Түз жана кыйыр аракеттеги плазматрондорду ажыратып билүүгө
болот. Аларды электр өткөргүчтүү эмес материалдарды иштетүү учурунда жана газдарды жылыткычтар катары пайдаланышат. Ширетүү
жана кесүү үчүн көпчүлүк учурда түз аракеттеги плазматрондор колдонулат. Анда догоо электрод жана ширетилүүчү жасалга ортосунда
күйөт. Алардын ортосундагы аралык эркин догоо үчүн күймөк менен ширетүү учурундагыга караганда плазматрондо көбүрөөк болот.
Ошондуктан кысылган догоону эки стадия менен күйгүзүшөт. Плазматронго газ берилгенден кийин осцилятордун учкунунун разряды
менен же аралыгынын учун бириктирүү аркылуу – графиттик өзөгү
бар сопло менен электрод жана плазматрондун соплосу ортосунда кошумча догоо (дежур) күйгүзүлөт. Дежур догоо аз кубаттуу булактан
48
азыктандырылат. Газдын таасири астында дежур догоо анча чоң эмес
кубаттуулуктагы плазманын агымын пайда кылат. Анын бөлүкчө менен болгон өз ара аракеттешүүсүнүн негизинде жумушчу дого күйөт.
Эгер бөлүктүн тизмегине контакттар киргизилсе, анда жумушчу догоону убакыттын керектүү учурунда күйгүзүүгө болот. Жумушчу догоону күйгүзгөндөн кийин дежур догоо автоматтык ширетүү учурунда
өчүп калышы мүмкүн. Кол менен ширеткен учурда дежур догоо такай
күйүп турушу зарыл.
Кысылган догоонун мамысы соплга чейинки тилкеден I, кысылуу
тилкесинен жана II ачык тилкеден турат (2.17-сүрөт). Эгерде кысылган
догоо кесүү үчүн пайдаланылса, анын маdэ
мысындагы кесиктин көңдөйүндө төртүнГаз
Газ
чү зона пайда болот. Догоонун физикалык
I
касиеттери ар бир зонада башка тилкеly
lc
лердеги касиеттерден, ошондой эле эркин
I
dc
догоонун касиеттеринен олуттуу түрдө lд
айырмаланып турат. Кысылган жана эрl0
III
кин догоолордун катоддук жана аноддук
касиеттери бири-биринен анча деле айырмаланбайт. Технологиялык артыкчылыкка
2.17-сүрөт. Негизги столб
кысылган догоо II зонада ээ болот.
участокторунун жана кысылган жаалара геометриалык
Кысылган догоонун чыңалуусу эркин
мүнөздөмөлөрүнүн схемасы:
догоонун чыңалуусуна караганда алардын
I – соплого чейинки участок;
бирдей болгон узундугунда жогору келет.
II – кысуу участогу;
Бул соплонун капталдары менен догоону
III – ачык участок;
dэ – электроддун диаметри;
кыскан учурда андагы токтун тыгыздыdс – соплонун диаметри;
гынын жогорулашы менен түшүндүрүлөт,
Iс – соплонун каналынын
бул өз учурунда электр талаасынын чыңаузундугу; lу – соплонун жабык
луусунун жогорулашына алып келет.
(туюк) участогунун узундугу;
Кысылган догоонун негизги мүнөздөl0 – плазмотрондун торцунан
деталга чейинки аралык;
гүчтөрү: dc диаметр жана соплонун lc каlд – жаанын узундугу
налынын узундугу (2.17-сүрөт карагыла);
плазматрондон бөлүкчөгө l0 чейинки аралыгы; догонун Iд тогу; плазманы пайда кылуучу газдын Gп чыгымы. Плазманы пайда кылуучу газ догоого келип түшүү менен анын мамысына кирет жана каналды бойлой
өтүү менен ысып чыгат. Газдын тыгыздыгы кичиреет дагы көлөмү чоңоёт. Ошондуктан газдын ылдамдыгы анын канал бойлото кыймылына
жараша чукул жогорулайт; ал соплдан чыккан учурда максимумга жетет. Догоодо ысытылган газ ширетилүүчү бөлүктүн бети менен тийишүү
менен аны ысытат жана эритет. Газдын басымы астында металл экиге
49
ажырайт, жылуулук тикеден-тике ширетүү ваннасынын түбүндөгү катуу металлга берилет, ошондуктан натыйжалуу жылуулук кубаттуулугу эркин догоонукуна караганда 2 эсе жогору келет. Газдын чыгымын
жана соплдын каналынын диаметрин өзгөртүү менен плазманын агымынын басымын, ошондой эле догоодон бөлүккө берилүүчү жылуулук
агымынын тыгыздыгын өгөртүүгө болот. Бул ширетүү ваннасынын өлчөмдөрүн жана формасын жөнгө салууга мүмкүндүк берүүчү кысылган догоонун негизги технологиялык артыкчылыктары болуп саналат.
Кысылган догоодо, өзгөчө догоонун аз кубаттуулугунда жылуулук агымынын өтө жогорку тыгыздыгына жетүүгө болот, бул термиттик таасир этүү зонасынын аз кеңдиктеги кууш болгон бириккен жерди алууга
жана ширетүү ылдамдыгын жогорулатууга мүмкүндүк берет.
Плазманы пайда кылуучу газ бөлүккө жалпы пайдалуу кубаттуулуктун бир кыйла үлүшүн бергендиктен, ал эми газдын ысуусу
режимдин бардык параметрлеринен көз каранды болгондуктан, кысылган догоонун натыйжалуу ПАК 30...80 пайыз чегинде өзгөртүүгө
болот. Кысылган догоонун башкы артыкчылыгы болуп анын мейкиндиктик туруктуулугун жогорулатуу болуп саналат. Плазманы пайда
кылуучу турукташуу аракетинин натыйжасында активдүү тактын бөлүктүн бети боюнча ары-бери жылуусу азаят, бул бириккен жердин калыптануусун жакшыртат.
Кысылган догоонун чыңалуусу плазманы пайда кылуучу газдын
түрүнөн олуттуу түрдө көз каранды. Бул газдардын догоонун жогору
температурасында энергияны ар кандай жөндөмдүүлүк менен жутуусу
менен шартталган. Эң эле жогору чыңалуу чоң жылуулук сыйымдуулугуна жана жылуулук өткөргүчтүккө ээ болгон газда күйүүчү догоодо
болот. Плазманы пайда кылуучу газдар катары аргонду, гелийди, көмүр
кычкылтектүү газды, абаны, кычкылтекти, азотту, суутекти жана газдардын аралашмаларын пайдаланышат. Көпчүлүк учурда аргонду колдонушат. Ал мыкты коргоочу касиеттерге ээ жана электроддун жогорку
туруктуулугун камсыз кылат. Аргондун жылуулук сыйымдуулугу жана
жылуулук өткөргүчтүгү төмөн, ошондуктан андагы догоо төмөн чыңалууга ээ, бул кол менен ширетүү учурунда ыңгайлуулукту жаратат.
Адатта практика жүзүндө эрибөөчү электроддун эң жогорку туруктуулугун камсыз кылуучу, түз карама-каршылыктагы догону колдонушат. Андан тышкары мындай догоо бөлүккө жылуулукту эң көп
көлөмдө жиберет, аны менен жогору легирленген болотторду, титан
эритмелерин, жезди ширетишет. Алюминий эритмелерин ширетүү
учурунда түз карама-каршылыктагы кысылган догоо колдонулбайт,
анткени кыйындык менен эрүүчү оксиддик чел кабыктын бузулуусун
50
камсыз кыла албайт. Алюминийдин оксидинин чел кабыгы арткы карама-каршылыкта аргондук кысылган догоо менен ширетүү учурунда
жакшы ажырайт, ушуну менен бирге бөлүктүн жылуулук берүүсүнүн
жылуулук натыйжалуулугу төмөн жана плазматрондун электродуна –
анодко болгон жылуулук жүктөмү жогору келет. Электродко мүмкүн
болуучу ток бул учурда түз карама-каршылык учурундагыга караганда 20 эсе аз болот. Электроддордун туруктуулугун жогорулатуу үчүн
электродду интенсивдүү муздатуучу плазматронду колдонушат.
Өзүнүн мүнөздөгүчтөрү боюнча ортодогу абалды алмашма токтун
догоосу ээлейт. Анткени алмашма токтун мезгилинин ичинде электрод
кезеги менен катодко жана анодко айланат, бирде электроддун туруктуулугу камсыз кылынат. Оксиддик чел кабыкка каршы карама-каршылыктын жарым мезгилинде ажыроосу жетиштүү түрдө интенсивдүү жүрөт, бул өз учурунда ширетилип бириктирилген жердин мыкты
сапатын камсыз кылат. Алмашма токтун догоосунун башкы кемчилиги
болуп – карама-каршылыкты алмаштыруу учурунда кайталанма күйгүзүүлөрдүн төмөн болгон туруктуулугу саналат, бул кысылган догоодо
күчөйт, анткени анын мамысы плазманы пай4
да кылуучу газ менен интенсивдүү муздатыАBC
лат. Догоонун туруктуулугун жогорулатуу
3
3
үчүн же азыктандыруу булагынын жогору
чыңалуусу же атайын татаал стабилизатор- 2
А
лор керек, ошондуктан алмашма токтун кы5
сылган бир фазалуу догоосу аз колдонулат.
20°
d
Алмашма токтун догоосунун бир түрү
a
1
1
болуп үч фазалуу догоо саналат. Үч фазалуу
Вода
I
Вода
кысылган догоо үчүн плазматрондо (2.18-сүI
рөт) эки эрибөөчү электрод орнотулат. Кезd
7
l
6
мет (дежур) догоо катары бул электроддор
ортосундагы догоо кызмат аткарат, ал эми
сопло электр жагынан нейтралдуу болуп ка2.18-сүрөт. Плазмотрон
үчүн 3 фазалуу кысылган
лат. Кезмет (дежур) догоо азыктандыруунун
жаанын схемасы:
негизги булагынын фазаларынан азыкта1 – вольфрамдуу
нат. Электроддор жана бөлүк ортосундагы
электрод; 2 – изолятор;
догоолор дүүлүкпөгөн учурда электроддор
3 – ток өткөргүч –
электрододержателдери;
ортосундагы догоонун тогу чоң эмес, бирок
4 – ширетүүнүн 3
негизги доголорду жандыруу үчүн жетишфазалуу ток булагы;
түү болот. Кезмет (дежур) догоонун тогун
5 – корпус; 6 – бекем
чектөө үчүн эч кандай атайын түзүлүштөр
эрип кирүүчү – сопло;
талап кылынбайт.
7 – иштетилүүчү деталь
п
э
н
с
0
c
51
Электрод жана бөлүк ортосунда жумушчу доголорду жандыруу
катыучурунда бөлүктөгү токтун электроддогу токко болгон Кт =
шын алууга оңой болот. Бул электроддордун диаметрин кичирейтет
жана плазматрондун габарити менен массасын кичирейтүүгө мүмкүндүк берет, бул нерсе кол менен ширетүү үчүн маанилүү. Үч фазалуу
кысылган догонун башка артыкчылыгы болуп – карама-каршылыктар
алмашкан учурларда кайталанма күйгүзүүлөрдүн туруктуулугун жогорулатуу болуп саналат, анткени электрод ортосундагы догоо такай
догоо аралыгын электродду-догоону иондоштурат. Ушуга ылайык үч
фазалуу догоо алмашма токтун догоосуна жакынырак келет.
Кысылган доголордун энергетикалык мүмкүнчүлүктөрү плазматрондун иштөөсүнүн авариялык режимин – кош догонун пайда болуусун болтурбоо шарты менен чектелет.
Кысылган догонун тогун белгилүү бир мааниге чейин жогорулаткан учурда жумушчу догонун мамысы доголордун каскаддарын пайда
кылуу менен кыйрайт (2.19-сүрөт.). Догоолор электрод менен сопло
ортосунда о. э. сопло менен бөлүк ортосунда пайда болот. Мындай кубаттуу догоолордун активдүү тактары бат эле соплону бүлүндүрүшөт
жана аны катардан толук чыгарып салуулары мүмкүн. Соплдын диаметрин, плазманы пайда кылуучу газдын чыгымын азайтуу жана соплдын Ic каналынын узундугун чоңойтуу авариялык догоолордун пайда
болуусуна таасирин тийгизет.
Кош догонун келип чыгуусу төмөн нерсе менен түшүндүрүлөт.
Догоонун мамысы жана соплдын каналынын капталдары ортосунда «муздак» газды өткөрбөгөн изоляциялык катмар жайгашкан, анын
орточо температурасы 2000...3000 ° С түзөт. Бул катмардын орточо калыңдыгы каналдын диаметринин 3...5 пайызын түзөт. Догоонун мамысынын плазмасында нейтралдуу атомдор, оң иондор жана электрондор жылып жүрөт. Акыркылар массасы кичине болгондон улам кыйла
кыймылдуу келишет. Электрондордун
жарымы изоляциялоочу катмардан секирип өтүшөт дагы соплого агып барышат. Мунун натыйжасында сопло
догонун мамысына салыштырмалуу
терс заряддалат. Потенциалдардын эң
кичине айырмасы электроддун кесиндисинде, ал эми эң чоң айырмасы –
газдын соплдан чыккан жеринде орун
алган. Эгерде догонун мамысы жана
2.19-сүрөт. Эки жаанын пайда
соплдын капталынын ортосунда поболуу схемасы
52
тенциалдардын айырмасы кайсы бир кризистик мааниге жетсе, анда
соплдын бетинде догоонун катоддук тагы сопло – бөлүк пайда болот.
Бул учурда экинчи активдүү тактын пайда болуусуна эч нерсе тоскоолдук кыла албайт.
Авариялык режимдин пайда болуу коркунучунун көрсөткүчү катышты колдонууга болот:
Eпр = Uc/Δ,
(2.14)
Uc – II тилкесинде догонун мамысындагы чыңалуунун түшүүсү
(2.17-сүрөт.); Δ – соплдын түпкү кесиндисиндеги газдын катмарын
изоляциялоочу калыңдык. Eпр (В/см) чоңдугу катмардын пробасы менен чакрылуучу электр талаасынын орточо чыңалуусун билдирет. Eпр
канчалык жогору болсо, ошончолук кош догонун пайда болуу мүмкүнчүлүгү жогору келет. Режимдин мүнөздөгүчтөтөрү Uc жана Δ таасир этишет. dc кичирейиши менен Uc жогорулайт жана Δ кичиреет, бул
Eпр бир кыйла өсүшүнө алып келет. Газдын чыгымынын өсүүсү дагы
Uc чоңойтот, бирок муну менен бирге катмардын калыңдыгы дагы чоңоет. Көрсө Eпр эсептик мүнөздөгүчү газдын чыгымынын өсүшү менен баары бир кичиреет экен. Бул кош догоонун пайда болуу коркунучун төмөндөтүү дегенди билдирет, азыркы нерсе практика жүзүндө
да тастыкталган. Eпр чоңдугун билүү конкреттүү кысылган догоолордун күйүүсүнүн оптималдуу режимдерин тандап алууга мүмкүнчүлүк берет.
Кош догоонун пайда болуусу менен күрөшүү үчүн конструктивдүү
ыкмаларды да колдонушат (мисалы, каналдан соплга чейин болгон бир
канча аралыкка чейин соплдын чүркөгүнөн анча чоң эмес аралыкка
чейин чыгып туруучу вольфрамдан жасалган коюлма орнотулат). Кош
догоо пайда болгондон кийин анын активдүү тагы догоонун магниттик
талаасынын аракети астында каналдын айланасында айланып жүрөт.
Так коюлмага жеткенден кийин ал анда бекийт жана авариялык догоо
кадимки вольфрамдык электроддо күйгөндөй эле күйөт. Догоо коюлмага жезге караганда вольфрамда догоонун төмөн болгон электрод
астында чыңалуунун болуусу менен бекитилет, жыйынтыгында жез
сопло бузулбайт.
Плазматрондун катодунун тиби жана конструкциясы плазманы
пайда кылуучу газдын курамы менен аныкталат. Инерттүү газдарда
иштөө үчүн (аргон, азот жана алардын аралашмалары) вольфрамдагы
катоддор колдонулат.
53
Кирүү
суунун
Алар чыбыкча түрүндө жасалат, ал плазматрондун электроддук
түйүнүндө цангтык (2.20-сүрөт, а) же вольфрамдагы маңыз менен ага
бүтөлүп жасалган жез кыстыргыч түрүндөгү кыпчыткыч менен бекитилет 2.20-сүрөт, б) акыркы конструкция артыкчылыктуу, анткени
Кирүү
суунун
Суунун
чагышы
Суунун
чагышы
1
1
2
4
3
3
а
б
2.20-сүрөт. Плазмотрондун электроддук түйүндөрүнүн схемасы:
а – цангтык; б – жез кыстыргычы бар; 1 – электроддук түйүндүн корпусу;
2 – цангтык баскыч; 3 – вольфрамдык электрод; 4 – жез кыстыргыч
мыкты шарттарга ылайык жылуулукту четтетүү үчүн катоддо токтун
эң жогорку тыгыздыгы камсыз кылынат жана кымбат турган вольфрамдын чыгымы азаят. Курамында кычкылтеги бар газдарда иштөөчү
катоддор (мисалы, көмүр кычкылтектүү газдарда)
термохимиялык деп аталат.
1
Аларды жез кармагычтардын бетине пресстелген, гафний жана цирконийден жасалган активдүү
коюлмалар түрүндө болот (2.21-сүрөт.). Коюлманын
2
диаметри догоонун тогунун чоңдугунан көз каранды.
Сопло догоонун энергетикалык мүнөздөмөлөрүн
2.21-сүрөт. Куражөнгө
салуу үчүн кызмат кылат. Соплонун негизги
мында кычкылтеги бар плазманы
мүнөздөгүчтөрүнө диаметр жана анын каналынын
пайда кылуучу
бийиктиги, плазматрондун жумушчу камерасынын
газдарда иштөө
формасы кирет. Соплдын диаметри менен бийиктиүчүн плазматронгин ширетүү тогуна, плазманы пайда кылуучу газдогу катоддун
схемасы: 1 – жез
дын чыгымына жараша тандап алышат. Муну мекыстыргыч;
нен бирдикте технологиялык мүмкүнчүлүктөр жана
2 – цирконийден
плазматрондорондун иштөөсүнүн ишенимдүүлүгү,
же гафнийден жасоплдын жана электроддун туруктуулугу сыяктуу
салган активдүү
коюлма
көрсөткүчтөрдүн эң эле ылайыктуу айкалышын тандап алууга туура келет. Эң маанилүү болуп ишенимдүүлүк көрсөткүчү
саналат.
54
Газды догоо камерасына аксиалдуу берилиши менен плазманын
соплосунан тамчылаган агым менен иштетилүүчү бөлүккө жакшыраак таасир этүү мүмкүнчүлүгү түзүлөт. Бирок муну менен бирдикте
догоонун мамысынын мейкиндиктик стабилдешүүсү начарлайт жана
кош догоонун пайда болуу мүмкүнчүлүгү жогорулайт, ошондуктан газдын тангенстүү берилиши шартка ылайык келет. Догоо камерасынын
элементтеринин бири болуп куюн сымал бурама саналат, ал плазманы
пайда кылуучу газдын соплдын каналына тангенстүү берилишин камсыз кылат. Бурама конструктивдүү түрдө электр кармагычтын капталдагы бетине концентрациялуу аткарылган, чоң арыштуу (6...12 мм) көп
кирүүчү кесикти (3–6 ирет кирүү) билдирет.
Плазматрондун изоляторунун материалына ар кандай, кээде карама-каршы талаптар коюлат. Алар:
• жогору электр бекемдигине, себеби кезмет (дежур) догоо осциллятордун жогорку вольттуу жогорку жыштыктагы разрядынын жардамы аркылуу дүүлүгөт;
• жогорку механикалык бекемдикке, анткени изолятор көпчүлүк
учурда плазматрондун калган түйүндөрү бекитилүүчү, алып
жүрүүчү конструкциянын функцияларын аткарат;
• термотуруктуулукка, анткени анын өзүнчө бөлүктөрү жылуулуктун жана жарыктын таралыш таасирине кабылышат;
• герметикалуулукка, себеби изолятор аркылуу плазманы пайда
кылуучу газ жана муздатуучу суу үчүн болгон каналдар өтөт.
Мындан тышкары изолятор кадимки кесүүчү аспап менен иштөө
мүмкүнчүлүгүн берүүсү керек.
Аз токтордо (0,1...10 А) кысылган догоо менен ширетүү микроплазмалык ширетүү деген аталышты алган. Мындай токтордо кромкаларынын калыңдыгы 0,025...0,8 мм болгон бөлүктөрдү ширетишет.
Ачык догоо менен ширетүүгө салыштырмалуу аз ток менен кысылган
догоонун узундугун өзгөртүү ширетилип бириктирилген жердин сапатына бир кыйла аз таасир этет; догоонун мейкиндиктик туруктуулугу
бир кыйла жогорулайт.
Микроплазмалык ширетүү учурунда плазманы пайда кылуучу газ
катары аргонду, ал эми коргоочу катары – аргонду, гелийди, азотту, аргондук суутек же гелий менен болгон аралашмасын, ширетилүүчү металлга жараша башка газдарды да пайдаланышат.
Үзгүлтүсүз токтун аз ампердүү кысылган догоосунун катоддук
облусу плазманы пайда кылуучу газдын атмосферасында, ал эми догоонун мамысы жана аноддук облус – коргоочу газдын атмосферасында болот. Коргоочу аралашмаларда молекулалык газдарды (азоттун,
55
суутектин) колдонуу догоонун чыңалуусун жогорулатат, анын эрүү
мүмкүнчүлүгүн чоңойтот, себеби догоонун мамысында бул газдардын
молекулалары жутуу менен диссоцацияланышат, бул догоонун кошумча кысылуусуна алып келет. Догоо жасалгага окшош конус («ийне»)
формасына ээ болот. Бул «ийненин» учундагы токтун тыгыздыгы
5000 А/см2 чейин жетет.
Микроплазмалык ширетүүнү өзгөчө жука материалдарды бириктирүү, назик бөлүктөрдүн микрокемтиктерин оңдоо (микрожаракаларды, чийиктерди, раковиналарды), металлдарды жана металл эместерди, прецизиондук эритмелерди кесүү үчүн колдонушат. Ысытманын
кичине аянтчасы жана термиттик таасир этүү зонасынын арзыбаган
кеңдиги назик жана жогору тактыктагы бөлүктөрдүн бирикмелеринин
жогорку сапатын камсыз кылат: гофирленген түтүкчөлөрдүн (силфондордун) жана арматурасы бар мембраналардын, назик өткөрмө түтүктөрдүн, жарым өткөргүчтүү аспаптардын, конденсаторлордун, термобуулардын ж. б. у. с.
2.8.4. Флюстун катмары астында ширетүү маңызы
Флюс астында ширетүү – бул өндүрүштө жана курулушта ширетүү
иштерин аткаруунун эң негизги ыкмаларынын бири. Бир канча маанилүү артыкчылыктарга ээ болуу менен бирге ал металл конструкциялар,
чоң диаметрдеги түтүктөр, казандар, кемелердин корпустары сыяктуу
ширетүү конструкцияларын даярдоо технологиясын олуттуу түрдө өзгөрттү. Даярдоо технологиясын өзгөртүүнүн натыйжасында ширетүү
конструкцияларынын өздөрү дагы өзгөрүүгө дуушар болушту: металлдын жана эмгек чыгымынын үнөмдөлүшүнө алып келүүчү ширетилип
куюлган жасалгалар кеңири пайдаланылууда.
Флюс астында ширетүү ыкмасы өзүнө төмөнкү нерселерди камтыйт (2.22-сүрөт). Догоонун (1) зонасына ширетилүүчү жасалганын
кромкаларын каптап туруучу жана шлактык коргоону түзүүчү флюс (2)
берилет. Флюстун катмарынын калыңдыгы 30...60 мм түзөт. Догоо (1)
ширетилүүчү жасалга жана электроддук зым ортосунда дүүлүгөт жана
догоонун мамысында бөлүнүп чыгуучу, буулар жана газдар менен пайда болгон бек мейкиндиктикте (7) эритилген флюстун суюк катмары
астында күйөт. Ширетүү зымынын металлы догоо менен ширетилет
жана ширетүү ваннасына тамчылатма түрүндө ташылат. Ширетүү ваннасында ширетүү зымынын металлы эрителген негизги металл менен
аралашып кетет.
Газдарды термиттик кеңейтүү учурунда пайда болуучу кайсы бир
ашыкча басым суюк металлды ширетүү багытына карама-каршы келген
56
4
3
2
1
5
6
7
8
9
10
Ширетүү багыты
2.22-сүрөт. Флюс астында ширетүү схемасы:
1 – догоо; 2 – флюс; 3 – электрод зымы; 4 – кысуучу чычырык;
5 – жетекчи чычырык; 6 – мундштук; 7 – туюк газ мейкиндиги;
8 – ширетүү ваннасы; 9 – бириктирилген жер; 10 – шлак кыртышы
четке сүрүп чыгат. Мындай шарттарда негизги металлдын терең кайнап чыгуусу камсыз кылынат. Газ мейкиндигиндеги анча-мынча ашыкча басым жана флюстун катмары эритилген металлды курчап турган
абанын терс таасиринен туруктуу сактайт. Мындан тышкары металлдын чачыроосу бир кыйла кичиреет, бириккен жердин калыптануусу,
догоонун жылуулугун жана электроддук зымдын материалын пайдалануу жакшырат. Электроддук зым (3) ширетүү зонасынын ширетүү
ылдамдыгына барабар болгон ылдамдыктагы атайын механизмдин жетекчи (5) жана кысуучу чыгырыктарынын жардамы аркылуу берилет
жана муну менен бирдикте догоонун күйүүсү автоматтуу түрдө сакталат. Ширетүү тогу токтун булагынан электроддук зымга электроддук
сүйрөгүчтүн учунан (40...60 мм) анча алыс эмес аралыкта жайгашкан
ширетүү головкасынын мундштугу (6) аркылуу алынып келинет. Догоонун бириккен жердин ажырымын бойлой орун которуусуна ылайык
ширетүү ваннасынын муздоосу (8), металлдын кристаллдашуусу жана
ширетилип бириктирилген жердин (9) калыптануусу жүрөт. Эриген
флюс сыртка калкып чыгат жана муздаган учурда шлактык кыртышты
(10) пайда кылат.
Суюк шлак (флюс) металлга караганда эрүүнүн эң төмөн температурасына ээ болуу менен бириктирилген жердин металлынын муздашын жайлатат жана кечирээк катыйт. Бириктирилген жердин металлынын эритилген абалда болуу узактыгы жана жай муздоосу бардык
металл эмес кошулмалардын жана газдардын сыртка чыгуусуна, хи57
миялык курамы боюнча таза, тыгыз жана бир түрдүү бириктирилген
жерди алууга түрткү берет.
Электроддун аз учуп чыгуусу (электроддук зымдын учунан
токту алып келүүчү мундштукка чейин), каптаманын жок болушу,
электроддук зымды берүүнүн жогору ылдамдыгы ширетүү тогун –
1150 А/мм2 чейин бир кыйла жогорулатууга мүмкүнчүлүк берет, б. а.
болжол менен ошондой эле диаметрдеги электроддор менен колго
ширеткенге салыштырмалуу 6–8 жолу. Эритменин коэффициенти
14...18 г/(А · ч) түзөт, бул электроддор менен колго ширеткенге караганда 1,5–2 эсе жогору келет.
Эритилген флюстун жогору жылуулук өткөргүчтүгү ширетилүүчү
зымдын эрүү процессинин ылдамдашына, негизги металлдын эрүү тереңдигинин чоңоюшуна жана да натыйжа катары ширетүү өндүрүмдүүлүгүнүн бир кыйла жогорулашына алып келет. Ширетүү тилкесине
толтурулуучу флюстун калың катмары (60 мм чейин) 30 пайызга чейин
эрийт. Бул догоону жабык (көрүнгүс) кылат жана эритилип бириктирилген жерди курчап турган абадан туруктуу коргойт, ширетүү процессин турукташтырат. Флюс астында ширетүүнүн көрүнүктүү артыкчылыгы болуп металлдын исине кеткен анча-мынча жоготуулар жана
анын чачыроосу саналат. Чачырандыга, иске жана күйүктөргө кеткен
жоготуулар электроддук металлдын массасынын 1...3 пайызын түзөт.
Догоонун натыйжалуу жылуулук кубаттуулугун жогорулатуунун
натыйжасында ширетилүүчү бөлүктөрдүн калыңдыгынын диапазону
өзгөртүлүшү мүмкүн. Мисалы, бөлүктөрдү флюс астында кромкаларды жылдырбастан тыкыс бойдон көнүмүш режимдерде ширетүү учурунда 15...20 мм калыңдыктагы металлды ширетүүгө болот. Бул учурда негизги металлдын эрүү тереңдиги чоңоёт, анын бириктирилген
жердин металлындагы үлүшү 50...70 пайызга чейин жетет, муну менен
бирдикте электроддук зымдын чыгымы бир кыйла төмөндөйт.
Айтылгандарды жалпылаштырганда флюс астында ширетүү төмөнкү артыкчылыктарга ээ экендиги туурасында жыйынтык чыгарууга болот:
• колдонулуусу мүмкүн болгон кеңири спектр (ичке жана жоон
пластинкаларды ширетүү, легирленүүчү жана коррозиялык болотторду ширетүү, эритүү жана оңдоо иштери);
• чоң ширетүү токторун пайдалануунун натыйжасында ширетүүнүн жогорку ылдамдыгы;
• мунун жыйынтыгында кошумча иштетүү зарылчылыгы олуттуу түрдө төмөндөгөн же жок болгон жогору эффективдүү
эритме;
58
• жумуштардын эң аз наркы, себеби ширетүүчү материалдардын
чыгымы ширетүүнүн башка ыкмаларын пайдалануу учурундагыга караганда төмөн келет;
• ширетилүүчү деформациялардын төмөн деңгээли;
• ширетилип бириктирилген жердин сапаттуу калыптанышы
жана сырткы түрүнүн мыкты көрүнүшү;
• ширетилип бириктирилген жердин тыгыздыгы;
• бириккен жердин металлынын жогору механикалык касиеттери;
• флюстун катмары астында ширетүү учурунда догоонун күйүүсү, бул коргоонун жеке каражаттарын колдонбоого жана
вентиляциялоого карата болгон чыгымдарды азайтууга мүмкүнчүлүк берет;
• түтүндүн бөлүнүп чыкпоосу, операторго жумуштун ыңгайлуу
шарттарын камсыз кылат жана түтүндү чыгаруу үчүн жабдууну
талап кылбайт.
Флюс астында автоматтуу түрдө ширетүү колдонулушу боюнча төмөнкү кемчиликтерге жана чектөөлөргө ээ:
• легирленүүчү же легирленбөөчү көмүртектүү болоттор үчүн
колдонулушу мүмкүн;
• порошок сыяктуу флюсту колдонуу түз бетте бириктирилген
жерди толтуруу же болбосо тиешелүү чараларды кабыл алуу
дегенди божомолдойт;
• калыңдыгы 1,8 ммден кичине болгон листтерди (эритменин жогору даражалуулугуна байланыштуу), ошондой эле кромкаларды ажыратпастан калыңдыгы 16 ммден чоң болгон бөлүктөрдү
кошуп ширетүүгө болбойт;
• эритменин тереңдигинин чоңдугу жана негизги металлды кошумду менен аралаштыруу кээ бир учурларда жогору легирленүүгө алып келет;
• ушуну менен бирге иштөө учурунда ширетүү орду көрүнбөгөндүктөн, ширетер алдында бөлүктөрдү даярдоонун жана чогултуунун жогорку тактыгы талап кылынат, бул бириккен жердин
татаал конфигурациясындагы процессти бир кыйла деңгээлде
кыйындатат;
• дээрлик такай шлактык кыртышты жок кылуу зарылчылыгы
жана кандайдыр бир кыйынчылыктар, ал эми цилиндр түрүндөгү болүктөрдү ширетүү учурунда – үстүндө эриген металлды
жана флюсту кармап калуу кыйынчылыгы келип чыгат.
59
ТЕКШЕРҮҮЧҮ СУРООЛОР
1. Заттын үч негизги абалын атап бергиле. Алардын бири-биринен болгон
айырмасы эмнеде?
2. Эмне үчүн газдар кадыресе шарттарда электр тогун өткөрүшпөйт?
3. Ширетүү догоосу деп эмнени аташат?
4. Электр заряддары ширетүү догоосунда кандайча ташылат?
5. Догонун күйгүзүлүшү иш жүзүнө кандай жол менен ашырылат?
6. Эркин догоонун түзүлүшүн сүрөттөп бергиле.
7. Ширетүү догоолору кайсы белгилери боюнча классификацияланат?
8. Кандай догоолорду кыска, нормалдуу жана узун деп аташат?
9. Догоонун статистикалык волт-ампердик мүнөздөмөсү эмнени чагылдырат?
10. Эмне үчүн волт-ампердик мүнөздөмө түшүүчү болушу мүмкүн?
11. Түшүүчү жана катуу вольт-ампердик мүнөздөмөлөрдүн айырмасы
эмнеде?
12. Догоону күйгүзүү жана күйүү процесстериндеги иондошуунун ролу
кандай?
13. Осцилляторлорду эмне үчүн колдонушат?
14. Магниттик үйлөгүч деген эмне жана ал кандайча чагылдырылат?
15. Магниттик үйлөгүч менен күрөшүүнүн кандай ыкмалары бар?
16. Ширетүү учурунда металлды догоо аркылуу ташуу процессинин маңызы жөнүндө түшүндүрмө бергиле.
17. Догоо аркылуу металлды ташуунун кандай түрлөрүн билесиңер?
18. Ширетүүнүн кайсы түрлөрүндө догоо аркылуу металлды тамчылатып
ташуу процесси жүрөт?
19. Кайсы формула боюнча натыйжалуу жылуулук кубаттуулугун аныктоого болот?
20. Бөлүктүн ысуусунун натыйжалуу ПАК деген эмне?
21. Ширетүүнүн кайсы түрүндө эң эле рационалдуу болуп догоодон бөлүнүп чыгуучу жылуулук колдонулат?
22. Ширетүүнүн узундукту өлчөөчү энергиясы деген эмне жана ал эмнеге
таасир этет?
23. Бириккен жердин калыптанышы жана металлдын суюк абалдан катуу
абалга өтүү учурундагы түзүмү жөнүндө айтып бергиле.
24. Термиттик таасир этүү зонасы деген эмне? Анын негизги зоналарын
атап бергиле.
25. Төмөн көмүртектүү болотторду ширетүү учурунда термиттик таасир
этүү зонасы боюнча кыскача мүнөздөмө бергиле.
26. Коргоочу газдарда эрүүчү электрод менен догоолук ширетүүнүн кандай артыкчылыктары бар?
60
27. Ширетүү учурунда аргондун негизинде коргоочу газдардын кандай
болгон эки эселүү жана үч эселүү аралашмалары колдонулат?
28. Узун догоо менен ширетүү процесси кыска догоо менен ширетүү процессинен эмнеси менен айырмаланат?
29. Эрибөөчү электрод менен ширетүү учурунда электроддук металлды
ташуунун кандай типтери бар?
30. Көмүр кычкылтектүү газда ширетүү режиминин негизги мүнөздөгүчтөрүн атап бергиле.
31. Ширетүү тогунун маанилерин тандоо үчүн кандай факторлор таасир
этет?
32. Эритменин тереңдиги эмнеден көз каранды?
33. Догоонун чыңалууларын жогорулатуу жана төмөндөтүү бириктирилген жердин калыптануусуна кандайча таасир этет?
34. Эрибөөчү электрод менен коргоочу газдарда догоолук ширетүү процессинин өзгөчөлүктөрүн атап бергиле?
35. Ширетүү үчүн кандай вольфрамдык электроддор колдонулат?
36. Догоонун кысылуусу кандай жол менен жүрөт?
37. Догоону кыскан учурда анын кайсы мүнөздөгүчтөрү өзгөрүүгө дуушар болот?
38. Микроплазмалык ширетүү кандай максатта пайдаланылат?
39. Флюс астында ширетүүнүн маңызы эмнеде?
40. Флюс астында ширетүүнүн негизги мүнөздөгүчтөрүн атап бергиле.
61
3-бөлүм
ЭЛЕКТР ЖАНА ГАЗ ШИРЕТҮҮ
ЖУМУШТАРЫ ҮЧҮН МАТЕРИАЛДАР
3.1. Газ жалыны менен ширетүү үчүн материалдар
3.1.1. Кычкылтек, анын касиеттери жана алынышы
Кычкылтек жер жүзүндө эң кеңири тараган элемент болуп саналат.
Газ түрүндөгү элемент түссүз, тунук, жыты жана даамы жок, отун эмес,
бирок күйүү процессин активдүү сактай алат. Кычкылтектин негизги
физикалык мүнөздөгүчтөрүнүн маанилери 3.1-таблицада көрсөтүлгөн.
Кычкылтек жогору химиялык активдүүлүккө ээ жана инерттүү
газдар менен асыл металлдардан башка бардык элементтер менен химиялык бирикмелерди (оксиддерди) пайда кыла алат. Кычкылдануу
реакциясынын ылдамдыгы температураны жогорулаткан учурда жана
катализаторлорду пайдаланган учурда жогорулайт. Кычкылтектин басымын жана температурасын реакция зонасында жогорулатуу анын
агуусун бир кыйла ылдамдатат.
3.1-таблица
Кычкылтектин негизги физикалык мүнөздөгүчтөрү
Мүнөздөгүч
Молекулалык массса
Мааниси
32
0 ° С температурада жана 0,1 МПа басымында 1 м³ массасы, кг
1,43
Кризистүү температура, К
154
0,1 МПа басымында суюктукка айлануу температурасы, К
183 ° С температурада 0,1 МПа басымында 1 м³ суюк
кычкылтектин массасы
1140
0 ° С температурада жана 0,1 МПа басымында 1 м³ суюк кычкылтектен алынуучу м³, газ түрүндөгү кычкылтектин көлөмү
860
Кысылган жана ысытылган кычкылтекте кычкылдануу процесси
белгилүү бир шарттарда реакция зонасында бөлүнүп чыгуучу жылуулуктун эсебинен өсүүчү ылдамдык менен жана температуранын
тиешелүү түрдө жогорулашы менен жүрүшү мүмкүн.
Кысылган газ түрүндөгү кычкылтек органикалык заттар менен
тийишкен учурда (майлардын чел кабыгы же көмүр күкүрттөрү бар
62
майлар менен) алар өзүнөн өзү күйүп кетүүсү мүмкүн. Өзүнөн өзү
күйүп кетүүсүнө кычкылтек тез кысылганда же сүрүлгөн учурда жылуулуктун бөлүнүп чыгышы, катуу бөлүкчөлөрдүн металлга урунуусу,
кычкылтектин агымында электр учкундарынын болушу ж. б. у. с. кубулуштар алып келиши мүмкүн, ошондуктан кычкылтекти пайдалануу
учурунда кычкылтекте күйүүсү мүмкүн болгон, оңой эле күйүп кетүүчү заттар менен байланышта болбошу үчүн тыкыр көзөмөл жүргүзүү керек.
Авариялуулукту алдын алуу максатында бардык кычкылтектүү
аппараттар, кычкылтек өткөргүчтөр жана баллондор кылдаттык менен майсыздандырылат. Эксплуатациялоо процессинде кычкылтектин
чөйрөсүндө иштеген бөлүкчөлөрдүн бетине майлоолордун жана майлардын түшүү мүмкүндүгү болбошу үчүн катуу көзөмөл кылуу абзел.
Күйүүчү газдар жана буулар кычкылтек менен биргеликте күйүү
учурунда жарылгычтыктын кеңири чектерине ээ болгон жарылма аралашмаларды пайда кылат. Мындай аралашмаларда жарылуучу агымдардын жайылуусу эң жогорку ылдамдыкта жүрөт (3000 м/c жана андан жогору).
Алдын ала суюк кычкылтек менен сиңирилген, көмүр кыпындысы
жана чаң, көө, чым көң, жүн, пахтадан жана жүндөн жасалган кездемелер сыяктуу ар кандай майда тешиктүү органикалык заттар жалбырттаган учурда чоң күч менен жарылат.
Кычкылтектин аталган касиеттерин газжалынын иштетүү, транспорттоо жана сактоо процесстеринде аларды колдонуу учурунда эске
алуу керек.
Кычкылтек өндүрүштүн көптөгөн алдыңкы тармактарында пайдаланылат, аны мартен мештеринде жан электр мештеринде, ошондой
эле болоттун кычкылтектик-конвертердик эритмесинде колдонушат.
Техникалык кычкылтек газ менен ширетүүнү, кычкылтек менен
кесүүнү, үстүртөн бышыгуусун жана газ жалынын иштетүүнүн башка
процесстерин жүзөгө ашыруу үчүн негиз болуп берет.
Кычкылтекти химиялык ыкма, суунун электролити жана терең
муздатуу ыкмасы менен абаны жаруу аркылуу алууга болот. Химиялык ыкмалар аз өндүрүмдүү жана үнөмдүү эмес келет. Кычкылтекти
өндүрүштүк алуу үчүн алар колдонулбайт.
Суунун электролити б. а. анын түзүмдөргө ажыроосу (суутек, кычкылтек) электролиздерде жүзөгө ашырылат. Суу аркылуу, ага электр
өткөргүчтүктү жогорулатуу үчүн жегич натр кошулат жана үзгүлтүксүз
63
ток өткөрүлөт; кычкылтек аноддо топтолот, ал эми суутек – катоддо
топтолот. Ыкманын кемчилиги болуп электр энергиянын көп сарпталышы, бир эле убакта эки бөлүнүп чыгуучу газдарды пайдалануу
учурунда рационалдуу колдонуу болуп саналат. Бул принцип боюнча
кычкылтектик-суутектик жалынды пайдаланган газ менен ширетүү,
данакердөө жана ысытуу үчүн бир катар түзүлүштөр иш алып барат.
Кычкылтекти өндүрүштөн алуунун негизги ыкмасы болуп – терең муздатуу жана ректификациялоо ыкмасы аркылуу атмосфералык
абадан алып чыгуу болуп саналат. Атмосфералык аба суюктукка айлануунун ар кандай температурасы бар газдардын аралашмасын билдирет; абанын негизги бөлүктөрү болуп азот жана кычкылтек саналат.
Абадан кычкылтекти жана азотту алуу үчүн түзүлүштөрдө акыркысы
зыян кошулмалардан тазаланууга, муздаткыч циклинин басымына
(0,6...20 МПа) чейин компрессордо кысылууга, суюктукка айлануу
температурасына чейин жылуулук алмаштыргычтардын муздоосуна
жана андан ары суюк түрдө (төмөн температуралык ректификацияга)
кычкылтекке жана азотко бөлүнүүгө дуушар болот.
Ректификация деп бөлгүч аппараттын табактарындагы суюктукту
көп ирет буулантуу жана конденсациялоо процессин аташат (ректификациялык колоннанын). Колоннанын үстүңкү бөлүгүнө таза, оңой
күйүүчү курамбөлүктөн туруучу буулар, ал эми астыңкы бөлүгүнө негизинен – азыраак учуучу компонентти (кычкылтекти) камтыган суюктук топтолот.
Кычкылтектин жана азоттун суюктуука айлануу температурасынын ар түрдүүлүгү 13 ° түзөт, бул алардын суюк фазада толук ажырашы үчүн жетиштүү болуп саналат. Абаны жаруучу ири түзүлүштөрдөн
кычкылтекти же азотту алуу менен кошо абадан инерттүү газдарды да
алышат: аргон, криптон, ксенон, техникада кеңири колдонулуучу неондукгелдик аралашма.
Блоктун аппараттарын муздатаардан мурун абаны жаруу жана төмөн температураны сактоо үчүн муздаткыч циклдери колдонулат. Бул
циклдерде төмөн температураларды алуунун эки негизги ыкмасын
пайдаланышат: кысылган абаны дросселдөө; поршендик детандерде
же түтүк детандерде (детандирлөө) кысылган абаны кеңейтүү. Кысылган газды дросселдөө учурунда анын муздоосу газдын бөлүкчөлөрү
ортосунда илиштирүүнүн ички күчтөрүн жеңүү жана кеңейген учурда
анын көлөмүнүн жогорулашына болгон тышкы каршылык көрсөтүү
эсебинен жүрөт (Жоул-Томсондун эффектиси).
64
3.1.2. Күйүүчү газдар, алардын алынышы жана касиеттери
Газ менен ширетүү жана кесүү процесстери үчүн ар кандай күйүүчү
газдар колдонулушу мүмкүн, алар күйгөн учурда техникалык кычкылтеги бар аралашмаларда газ жалынынын температурасы 2000 ° С ашат.
Химиялык курамы боюнча бул газдардын бардыгы суутектен башкасы
көмүр суутектүү бирикмелерди же ар кандай көмүрсуутектердин аралашмасын билдирет.
Газ жалыны менен иштетүүдө ацетилен кеңири жайылтылып колдонулган, аны күйгөн учурунда кычкылтекте башка күйүүчү газдардын – ацетиленди алмаштыруучулардын күйүүсүнө караганда эң жогору температурадагы жалынды пайда кылат.
Ацетилен. Бул газ каныктырылбаган катардын көмүртегин
билдирет. Анын химиялык формуласы С2H2, түзүмдүк формуласы
H – C = C – H. Атмосфералык басымда жана нормалдуу температурада
ацетилен – түссүз газ. Техникалык ацетилен анда кошундулардын болушу менен курч спецификалык жытка ээ болот. 20 ° С температурада
жана 0,1 МПа басымында ацетилендин тыгыздыгы ρ = 1,09 кг/м³ барабар болот.
Атмосфералык басымда ацетилен –82,4...–83,6 ° С температурада
суюктукка айланат. –85 ° С температурада жана андан төмөн температурада ацетилен кристаллдарды пайда кылуу менен катуу абалга өтөт.
Суюк жана катуу ацетилен сүрүлүүдөн, механикалык же гидравликалык соккудан жана детонатордун аракети астында оңой эле жарылат.
Ацетилендин толук күйүп бүтүүсү көмүр кычкылтектүү газдын
жана суунун пайда болуусу менен жүрөт:
С2H2 + 2,5О2 = 2CO2 + H2O
(3.1)
(3.1) формуласы боюнча ацетилендин 1-көлөмү толук күйүп бүтүшү үчүн кычкылтектин 2,5 көлөмү талап кылынат. 0 ° С температурада жана 0,1 МПа басымында ацетилендин күйүүсүнүн жылуулугу
Qн = 58660 кДж/м³ түзөт.
Ацетилендин күйүү реакциясынын жылуулугу ацетилендин ажыроо реакциясынын жылуулугунан жана көмүртектин жана суутектин
күйүүсүнүн баштапкы реакцияларынын жылуулук суммасынан куралат. Ацетилендин ажыроосу жылуулукту бөлүп чыгаруу менен жүрөт:
С2Н2
2С + Н2 + Q0.
(3.2)
Q0 ажыроо жылуулугу 225,8 кДж/молду же 8686 кДж/кг түзөт.
65
Ширетүү жалынынын негизиги мүнөздөгүчү болуп, аралашманын
күйгүзүү жылуулугуна күйгүзүүнүн нормалдуу ылдамдыгын жүргүзүүнү билдирген күйүү интенсивдүүлүгү саналат. Ацетилендин жана
кээ бир күйүүчү газдардын күйүү интенсивдүүлүгү 3.2-таблицада келтирилген. Ацетилен газ жалынын иштетүү учурунда колдонулуучу
башка газдарга салыштырмалуу эң чоң күйүү интенсивдүүлүгүнө ээ.
3.2-таблица
Газдардын күйүү интенсивдүүлүгү
Күйүүчү газ
Толук күйүп бүтүү
Нормалдуу жалын
кычкылтеги
күйүү
кычкылтеги
бар, % ара- интенсив- бар, % арабашлашмадагы дүүлүгү лашмадагы
экинчи жалпы
тапкы
күйүүчү газ- МДж/ күйүүчү газдын үлүшү
(м² · с)
дын үлүшү
Ацетилен
28,1
116
49
52
92
175
Суутек
66,7
75
80
44
42
86
Метан
33,3
58
40
47
23
71
Пропан
16,7
55
20
51
113
62
Ацетиленди колдонгон учурда жумуштун толук коопсуздугун камсыз кылуу үчүн анын жарылуу касиеттерин эске алуу зарыл. Ацетилендин (суутек сыяктуу эле) эң эле жарылууга кооптуу газдарга кирерин такай эстен чыгарбоо абзел.
Ацетилендин өзүнөн өзү күйүү температурасы 240...630 ° С алкагында жүрөт жана ацетилендеги басымдан жана андагы ар кыл
заттардан көз каранды болот. Басымдын жогорулашы менен олуттуу
түрдө ацетилендин өзүнөн өзү күйүү температурасы төмөндөйт. Ацетиленде башка заттардын бөлүкчөлөрүнүн болушу контакттын бетин
чоңойтот жана ушуну менен бирдикте өзүнөн өзү күйүү температурсын төмөндөтөт.
700...800 ° С температурага чейин жай ысыткан учурда атмосфералык басымда ацетилендин полимеризация процесси жүрөт, анда
молекулалар тыгыздалат жана башка эң татаал бирикмелерди пайда
кылышат: C6Н6 бензол, С8Н8 стирол, С10Н8 нафталин, С7Н8 толуол ж. б.
Полимердешүү такай жылуулукту бөлүп чыгаруу менен жүрөт жана
66
өзүнөн өзү күйүп кетүүсүнө же ацетилендин жарылып бузулуусуна
алып келиши мүмкүн.
Ацетиленди компрессордо 2,9 МПа басымына чейин кыскан учурда эгерде температура кысылуу чегинде 275 ° С ашпаса, ацетилендин
өзүнөн өзү күйүп кетүүсү жүрбөйт. Бул ацетиленди көпкө чейин сактоо жана транспорттоо максатында аны менен баллондорду толтурууга
мүмкүндүк берет. Басымдын жогорулашы менен полимердештирүү
процессинин башталышынын температуралык чеги төмөндөйт.
Ацетиленди колдонуу учурунда басымга жараша аны төмөнкү
температураларга чейин ысытууга болот: 0,1 МПа басымында – 300 ° С
чейин, 0,25 МПа басымында – 150...180 ° С чейин, андан жогору болгон
басымдарда – 100 ° С чейин.
Күйүүчү газдардын жана буулардын жарылуу коркунучунун бирден бир маанилүү көрсөткүчүнүн бири болуп күйгүзүү энергиясы
саналат. Канчалык ал азыраак болсо, ошончолук ушул зат жарылуу
коркунучуна ээ. Кычкылтектик-газдык аралашмалардын күйүү энергиясы аба-газдыкына караганда 100 эсе төмөн келет. Ацетилен эң төмөн болгон күйүү энергиясына ээ жана жарылуу коркунучу боюнча
суутекке окшош.
Суу буусунун болушу менен ацетилендин капыстан жылуулук булактарынан улам өзүнөн өзү күйүп кетүү жана жарылып бузулуу мүмкүнчүлүгүн төмөндөтөт. Ушуну менен бирге ацетилен такай суунун
буусу менен толтурулган ацетилендик генераторлордо аракеттеги ченемдер жана чектик басым аныкталган: ашыкча 0,15 МПа, абсолюттук
0,25 МПа.
Атмосфералык басымда ацетилендин абадан турган аралашмасында ацетиленден 2,2 пайыз жана андан ашык болгон учурда жарылуу коркунучуна ээ болот; кычкылтеги бар аралашма ацетиленден 2,8
пайыз жана андан ашык болгон учурда жарылуу коркунучуна эгедер.
Ацетилендин аба жана кычкылтеги бар аралашмасы үчүн жарылуунун
жогорку чеги жок, анткени күйгүзүүнүн жетиштүү энергиясында таза
ацетилен дагы жарылуусу мүмкүн.
Ацетиленди алуунун негизги ыкмасы болуп калцийдин карбидин
кайра иштетүү саналат. Бул ыкма эмгекти көп талап кылат, кымбат
жана электр энергияны көп көлөмдө талап кылат. Акыркы жылдары
өндүрүштө ацетиленди алуунун үнөмдүү жана жогору өндүрүмдүү ыкмалары иштелип чыккан жана тездик менен киргизилген: жаратылыш
газынан кычкылтеги бар аралашмада метандын перолизи менен; догоо
67
разрядынын аракети астында суюк күйүүчү заттардын (мунай, керосин) ажыроосу менен. Ацетиленди жаратылыш газынан алуу калцийдин карбидине караганда 30...40 пайызга арзан келет. Ширетүү жана
кесүү үчүн пайдаланылуучу пиролиздик ацетилен баллонго ацетон
менен сиңирилген майда тешиктүү масса менен толтурулат. Мындай
ацетилен касиети боюнча калцийдин карбидинен алынуучу ацетиленден эч айырмаланбайт.
СаС2 калцийдин карбиди – сыныкта күнүрт-боз же күрөң түскө
ээ, кристаллдык түзүлүштөгү катуу зат. 14 ° С температурада химиялык жактан таза болгон СаС2 тыгыздыгы 2,22 г/см³ барабар. Калцийдин жана көмүртектин оксидинде калцийдин карбидинин пайда
болуу реакциясы жылуулукту жутуу менен 2000...2300 ° С температурада жүрөт:
CаО + 3С = СаС2 + СО – 452 кДж/моль.
СаС2 1 кг түзүү үчүн калцийдин оксидинин 0,875 кг жана көмүртектин 0,562 кг сарпталат.
1 кг калций карбидин алуу үчүн теориялык жактан 7,060 МДж/кг
жылуулук талап кылынат. Калцийдин техникалык карбиди 70...75
пайыз химиялык жактан таза СаС2, 17...24 пайыз СаО жана ар кандай кошундуларды камтыйт: магнийдин, алюминийдин, темирдин
оксиддери, күкүрттүн, фосфордун, ферросилицийдин бирикмелери,
көмүртек ж. б.
Калцийдин карбиди суу менен өзгөчө активдүү биригет, ушуну
бирге газ сымал ацетиленди жана оксиддин гидратын пайда кылат
(чыланган акиташ). Калцийдин карбидинин суу менен ажыроосу жылуулукту бөлүп чыгаруу менен коштолот:
СаС2 + 2Н2О = С2Н2 + Са(ОН)2 + 127,4 кДж/моль
(3.4)
1 кг химиялык таза калцийдин карбидин суу менен ажыратуу үчүн
0,562 кг суу талап кылынат; ушуну менен бирге 0,406 кг ацетилен жана
1,156 кг чыланган акиташ алынат. Ацетилендин тыгыздыгы 20 ° С температурада жана 0,1 МПа басымында 1,09 кг/м³ барабар, демек 1 кг
СаС2 ажыратуу учурунда алынуучу ацетилендин көлөмү (ацетилендин
чыгарылышы) 372 дм³/кг түзөт. Ацетиленди каныктыруучу бууларды
эске алганда ацетилендин чыгуусу 380 дм³/кг түзөт.
1 кг СаС2 ажыратуу учурунда бөлүнүп чыгуучу жылуулуктун көлөмү 1,980 МДж түзөт. Калцийдин карбидин ажыратуу учурунда жы68
луулукту көп көлөмдө бөлүп чыгаруу реакция зонасында өтө ысып
кетүү коркунучуна алып келет, бул суу ашык болгон учурда жана
жылуулук реакциясын четтетүү учурунда аны өткөрүү талаптанат.
Өзгөчө кооптуу болуп калцийдин карбидинин аймактык өтө ысуусу
саналат, анткени калций карбидинин ажыроо ордундагы температура
700...800 ° С чейин жетиши мүмкүн. Мындай температурада өзгөчө
рекция зонасына аба кирген учурда ацетилен жарылып кетиши мүмкүн, ошодуктан колдонулуп жаткан эрежелер менен карбиддин ажыроо ордунда ацетилендин жарылып ажыроо процесси келип чыкпашы
үчүн 250 ° С жогору эмес температураны кармоо талабы каралган.
Калцийдин карбидинин бөлүкчөлөрүнүн өлчөмдөрүнүн кичирейиши менен ацетилендин чыгуусу төмөндөйт, бул бышыктыгы начар
болгон жана жана талкалоо учурунда майда фракцияларга ажыроочу
башка кошундулардын (СаО ж. б.) майда карбидде көп өлчөмдө болушу менен түшүндүрүлөт. Бетинин көлөмү чоң болгон майда карбид
ацетилендин жарымын жоготуу менен атмосфералык ным менен көбүрөөк ажыроого тушугат. Ацетилендин фактылык чыгуусунун теориялык чыгууга болгон катышы техникалык азыкта химиялык жактан таза
болгон калцийдин карбидинин болушу менен аныкталат.
Калцийдин карбидинин ажыроо ылдамдыгы – ацетилендик генераторлордо СаС2 пайдалануу учурунда маанилүү көрсөткүч болуп саналат. Ажыроо ылдамдыгы 1 мүнөттүн ичинде 1 кг калций карбидин
ажыратуу учурунда бөлүнүп чыккан ацетилендин саны менен ченелет.
Ал калцийдин карбидинин сортунан жана гранулдоодон, ошондой эле
суунун температурасынан көз каранды. Сууда Са(ОН)2 чыланган акиташтын курамынын жогору болушу менен калцийдин карбидинин кесимдерин катуу «заилдештирүүнүн» натыйжасында ажыроо ылдамдыгы төмөндөйт. Сууда 17 ° С температурада 20 пайыз Са(ОН)2 болгон
учурда калцийдин карбидинин ажыроосу анын кесимдерин катуу заилдештирүүнүн натыйжасында дээрлик толук бойдон токтойт. Калцийдин карбиди ажыраган учурда ацетилендик генераторлордо аны маалмаалы менен аралаштырып туруу реакция зонасында жүрөт.
Ажыроонун эң жогорку ылдамдыгы калцийдин карбидин суулаган
соң биринчи 2...4 мүнөттөрдө орун алат. Карбиддик чаң дээрлик көз
ачып жумганча ажырайт, бул нерсе кадыресе конструкциядагы генераторлорду колдонуу учурунда коркунуч жаратат. Тез ажыраган учурда
чаңдын катып калуу мүмкүндүгүнөн улам реакция зонасында басым
жана температура чукул жогорулап кетиши ыктымал, бул көп учурда
69
ацетилендин дүрт этип күйүп кетүүсүнө жана жарылып бүлүнүүсүнө
алып келет. Ушул себептен улам карбиддик чаңды пайдалануу үчүн
реакция берүүчү заттарды такай аралаштырып туруу шартында, чаңды жана сууну берүүнүн так дозасын жана реакция зонасынын жакшы
муздоосун камсыз кылуучу атайын генераторлор колдонулат. Калцийдин майда карбидинин ажыроосунун ушул өзгөчөлүгүнө байланыштуу
25–50 жана андан жогору грануляциялоо карбиди үчүн чаңдын жана
порошоктун (2 мм кичирээк бөлүкчөлөр) өлчөмү 2 пайыздан ашпоосу
зарыл. 2–25 грануляциялоо үчүн чаңдын жана күкүмдүн өлчөмү 5 пайыздан ашпоосу абзел.
Калцийдин карбиди атмосфералык нымдуулукту интенсивдүү түрдө жуткандан жана ацетиленди бөлүп чыгаруу менен ажырагандыктан
улам аны герметикалык түрдө жабылган идиштерде (тараларда) сакташат жана транспорттошот. Бул үчүн герметикалык түрдө капкак менен жабылуучу болот барабандарды жана бочкаларды пайдаланышат.
Карбиддик калций толтурулган барабандарды кургак, жер астындагы
суулар менен каптап кетүүлөрдөн корголгон, жакшы шамалдоочу имараттарда сактоо зарыл. Складдар заводдун аймагындагы өндүрүштүк
имараттардан жана турак жайлардан 20...40 м алыс аралыкта жайгашуусу абзел.
Складдын имаратында суу түтүгү жана жылытуу түйүнү болбошу керек; ал отко туруштук берүүнүн биринчи же экинчи даражасына
шайкеш келиши керек. Калций карбидинин складында чыккан өрттү
өчүрүү үчүн көмүркычкылтектүү өрт өчүргүчтөрдү колдонуу зарыл;
cууну колдонууга тыюу салынат. Барабандарды ачууда «учкун чыгарбоочу» инструмент колдонуу абзел (латундук зубило, балка же консервалык бычак сыяктуу атайын курал). Ачылган барабандардагы
карбидди андан ары сактоодо желим төшөлмө менен жабдылган, герметикалык капкагы бар контейнерлерге салуу керек.
Басым астында ацетиленди сактоо жана транспорттоо үчүн ацетон
менен сууланган, атайын поралуу (майда тешиктүү) масса менен толтурулган баллондорду пайдаланышат. Ацетон ацетилен үчүн жакшы
эриткич болуу менен бирге баллонго сордурулуучу ацетилендин өлчөмүн олуттуу түрдө жогорулатууга мүмкүндүк берет. Мындан тышкары
ацетон ацетилендин жарылуу коркунучун төмөндөтөт. Ацетон массанын пораларында сакталат жана баллондун бардык көлөмү боюнча бөлүштүрүлөт, бул аралашманын ичинде эрүү жана бөлүп чыгаруу
учурунда анын ацетилен менен болгон контактынын бетин чоңойтот.
70
Керектөөчү тарабынан баллондорго толтурулуучу ацетилен эритилген ацетилен деп аталат. 2,5 МПа толтуруу учурундагы ацетилендин
максималдуу басымы; баллонду 20 ° С температурага чейин тундурган
жана муздаткан учурда басым 1,9 МПа чейин төмөндөйт. Мындай басымда 4-литрлүү баллонго 5...5,8 кг ацетон батат.
Баллондогу ацетилендин өлчөмүн төмөнкү ыкма менен аныкташат. Толтурулган баллонду нак 0,1 кг чейин өлчөшөт жана 8 саат ичинде 15 ° С төмөн болбогон температурада сакталып, күчүнө келтирилет,
андан соң 0,8 м³/с кем эмес ылдамдыктагы ацетиленди тандап алышат. Тандап алгандан кийин баллондогу калдыктуу басым 0,05 МПа
кем эмес болушу керек. Газды тандап алгандан кийин баллонду кайра
өлчөшөт. Толтурулган баллондун массасы менен баллондун массасы
ортосундагы айырмалык андан газды тандап алгандан кийин ацетилендин килограммы боюнча баллондун сыйымдуулугун түзөт. Аны
куб метр боюнча эсептеп чыгуу үчүн баллондун килограмм боюнча
сыйымдуулугун, кг/м³ 20 ° С температурада жана 0,1 МПа басымында
1,09 – ацетилендин тыгыздыгына бөлүү керек.
(СН3СОСН3) ацетону – 56 ° С кайноо температурасына, – 94,3 ° С
тоңуу температурасына, 0,7911 кг/м³ тыгыздыгына ээ болгон эриткич
болуп саналат. 0,1 МПа басымында жана 20 ° С температурада 1 кг
ацетонго 27,9 кг ацетилен эрийт (б. а. 1 дм³ ацетонго 20 дм³ ацетилен
ээрийт). Ацетилендин ацетондо эрүүсү болжол менен басымга түзмө
түз пропорциялуу жогорулайт. Температуранын төмөндөшү менен ацетондо ацетилендин эрүүсү жогорулайт.
Баллондун сыйымдуулугун толугураак колдонуу үчүн бош ацетилендик баллондорду түз абалда сактоо керек, бул ацетондун баллондун
бүткүл көлөмү боюнча бирдей бөлүштүрүүгө түрткү берет. Баллонду
ацетилен менен жай толтуруу керек (анын ацетондо эрүү ылдамдыгын эске алуу менен) жана эреже катары эки ыкма менен: адегенде
2,2...2,3 МПа басымына чейин 6...9 саат ичинде баллондорду толтуруу,
андан соң тундуруу жана андан ары экинчи ирет 20 ° С температурага
чейин муздаткандан кийин андагы басым 1,9 МПа басымды түзүүсү
үчүн 2,3...2,5 МПа басымына чейин толтуруу керек. Баллондордун толтурулушун ылдамдатуу үчүн аларды кээде сыртынан суу менен муздатышат, бул ацетилендин ацетондо ээрүү коэффициентин жогорулатат.
Эритилген ацетилен жумушту аткаруу ордунда тикеден-тике ташылма генераторлордогу калций карбидинен алынуучу ацетилен
астында бир катар олуттуу артыкчылыктарга ээ. Ацетилендик бал71
лондорду колдонуу учурунда ташылма генераторлордун ордуна ширетүүчүнүн эмгектик өндүрүмдүүлүгү 20 пайызга жогорулайт, ацетиленди жоготуу 15...26 пайызга чейин төмөндөйт, ширетүү постунун
ыкчамдыгы жана маневрдуулугу, жумушту аткаруу ыңгайы, коопсуздук жогорулайт. Кыш мезгилинде генераторлорду пайдаланууга байланыштуу кыйынчылыктар жокко чыгарылат. Мындан тышкары эритилген ацетилен бөтөн кошулмалардын минималдуу өлчөмүнө ээ болгон
жогорку сапаттуу отун болуп саналат жана ошондуктан өзгөчө жоопкерчиликтүү ширетүү жумуштарын аткаруу учурунда колдонулушу
мүмкүн.
Ацетилендик баллондор үчүн болгон поралуу (майда тешиктүү)
массалар төмөнкү талаптарга жооп бериши керек:
• 3 МПа чейинки басымда баллондо ацетилендин жарылып бөлүнүүсүн туруктуу локалдаштыруу;
• баллондун ацетилени, ацетону жана металлы менен өз ара аракеттешпөөгө;
• жетиштүү механикалык бекемдикке ээ болууга жана баллонду
эксплуатациялоо процесси учурунда кагылышуулар жана соккулар учурунда бүлүнбөөгө;
• басырылбоого жана баллондо боштукту пайда кылбоого;
• баллондун пайдалуу көлөмүн азайтпаш жана анын идишинин
массасын көбөйтпөш үчүн жеңил жана поралуу (майда тешиктүү) болуусу;
• жалындын артты карай болгон соккусунда өрттөнүп кетпөөсү;
• баллондун бүткүл көлөмү боюнча ацетонду бирдей бөлүштүрүлүшүн камсыз кылуу жана аралашманын баллондун түбүнө
агуусун алдын алуу үчүн бир канча микрометрлер өлчөмүндөгү микропоралардын чоң көлөмүнө ээ болууга;
• поралуу масса катары инфузордук жер кыртышы сыяктуу жогору поралуу затты колдонушат (кизелгур, диатомит, пемза, асбест, жыгач жана активдештирилген көмүр, калций силикаты,
көмүр кычкылтектүү магний ж. б.).
Газдар – ацетиленди алмаштыруучуларды ысытуучу жалындын
өтө жогорку температурасын талап кылбоочу газ жалынын иштетүү
процесстеринде колдонуу максатка ылайык келет. Мындай процесстерге кирет:
• оңой эрүүчү металлдарды ширетүүгө (алюминий, магний жана
алардын эритмелери, коргошун);
72
•
жогору температуралуу жана төмөн температуралуу каңдоочтор менен каңдоо;
• үстүртөн бышыгуу;
• жука болтту ширетүү;
• кычкылтектик бөлүнүүчү жана үстүртөн кесүү.
Газды-алмаштыруучулар өзгөчө кеңири кычкылтектик бөлүп кесүүдө колдонулат. Бул жерде ысытуунун температурасы кесээр астында металлды баштапкы ысытуу узактыгына гана таасирин тийгизет,
ошондуктан кесүү үчүн жалындын температурасы кычкылтеги бар аралашмада 2000 ° С төмөн болбогон, ал эми күйүү жылуулугу 10 МДж/м³
кем болбогон бардык газ-алмаштыруучулар колдонулушу мүмкүн.
Газ-алмаштыруучулар ацетиленге караганда арзан, дефицит эмес.
Жергиликтүү арзан турган күйүүчү газдарды ацетилендин ордуна пайдалануу газ жалынын иштетүү баасын төмөндөтөт жана жумуштун
уюштурулушун бир кыйла жеңилдетет.
Газ кычкылтектүү жалыны бар материалдарды иштетүү учурунда
газ-алмаштыруучуларды пайдалануу натыйжалуулугу жана шарттары
алардын күйүү жылуулугу, тыгыздыгы, өзүнөн өзү өрттөнүү температурасы жана кычкылтеги бар аралашмада күйүү ылдамдыгы, жалындын натыйжалуу жылуулугу, алуу, транспорттоо жана колдонуу учурундагы ыңгайлуулугу жана коопсуздугу менен аныкталат.
Күйүүчү газдын жалынынын натыйжалуу кубаттуулугу – убакыттын бирдигинде ысытылуучу металлга киргизилүүчү жылуулуктун
көлөмү (кДж). Ушул күйүүчү газ үчүн жалындын натыйжалуу кубаттуулугу эң чоң деңгээлде эки чоңдуктан көз каранды: аралашмадагы
кычкылтек менен күйүүчү газдын катышы жана күйүүчү газдын чыгымы. Ар кандай күйүүчү газдар үчүн аралашмадагы кычкылтек жана
күйүүчү газ менен оптималдуу жумушчу катышы төмөнкүлөр менен
алынат: кычкылтек – ацетилен 0,8...1,4; кычкылтек – суутек 0,3...0,4;
кычкылтек – жаратылыш газы (метан) 1,0...1,5; кычкылтек – техникалык пропан 3,0...3,5; кычкылтек – кокстоочу газы 0,75...0,8; кычкылтек – мунай газы 1,5...1,6.
Ацетиленди алмаштыруу коэффициенти – ысытылуучу металлга карата болгон бирдей жылуулук таасири астында Qз газ-алмаштыргычтын чыгымынын Qа ацетиленин чыгымына болгон катышы;
ψ = Qз/Qa деп белгиленет. Алмаштыруу коэффициентинин маанисин
аныктоо үчүн кычкылтек менен 1,15 ацетилен катышы астында ацетилендиккычкылтектик жалыны учурундагыдай эле газдардын жумушчу
катышында кычкылтеги бар аралашмада күйгөн учурда, ал жалындын
73
натыйжалуу кубаттуулугун берүүчү шарттар үчүн газ-алмаштыруучулардын чыгымын таап алууга боло турган графиктерди пайдаланышат.
Практика жүзүндө кабыл алынуучу ацетиленди башка күйүүчү газдар
менен алмаштыруу коэффициенттеринин маанилери 3.3-таблицада
келтирилген.
Суутек. Техникалык суутек 3022-80 ГОСТ боюнча жеткирилет. Алуу ыкмаларына жараша төмөнкү маркалардагы суутектер чыгарылат:
А – суунун электролизи менен алынуучу;
Б – темир буулатуу ыкмасы жана ферросицилийдин шакар эритиндиси менен өз аракеттешүүсү астында алынуучу;
В – хлордуу туздардын электролизи менен алынуучу;
Г – көмүр суутектүү газдардын буу конверсиясы менен алынуучу.
Таза суутектин өлчөмү 95...98,8 пайыздык чекте өйдө-ылдый
боло берет (көлөмү боюнча). Ал болот баллондордо басым астында
16,5 МПа чейин түшөт.
3.3-таблица
Ацетиленди башка күйүүчү газдар менен алмаштыруу
коэффициенттеринин маанилери
Газ-алмаштыруучу
Процесс
Болотту бөлүп
кесүү
Болотту
үстүртөн кесүү
суутек
жаратылыш
газы
техникалык
пропан
кокстуу
газ
мунай
газы
сланц
газы
5,2
1,6...1,8
0,6
3,2...4,0
1,2
4,0
4,0
1,0...1,2
5,0
1,8...2,4
6,0...8,0
Нормалдуу шарттарда суутек 0,084 кг/м³ тыгыздыктагы түссүз
жана жыты жок газды билдирет. Ал абасы бар, жарылууга кооптуу аралашмаларды пайда кылуу менен курчаган чөйрөгө майда тыгыздыктар
эмес аркылуу кирүүгө жөндөмдүү келет. Абасы бар суутектин аралашмасынын жарылуу чектери – 4...75 пайыз, кычкылтеги бар суутектин
аралашмасы – 4...94 пайыз (көлөмү боюнча). Ошондуктан суутек менен иштөө учурунда аппаратуралардын жана газ коммуникацияларынын герметикалуулугуна өзгөчө көңүл буруу зарыл.
74
Суутектик-кычкылтектик жалындын температурасы 2000...2100 ° С
түзөт. Аны болотту кычкылтексиз каңдоо, кээде коргошунду ширетүү,
суу астында кычкылтектик бөлүп кесүү учурунда жогорку таза металлдарды алуу үчүн колдонууга болот. Суутектин төмөн болгон жылуулугу 10,6 МДж/м³ түзөт.
Жаратылыш газы. Жаратылыш газынын курамы газдын чыккан
жери менен аныкталат. Багыттуу түрдө бул курам төмөндөгүдөй: СН4
97,8 пайыз, С2Н6 жана С3Н8 0,9 пайыз; N2 жана СО2 1,3 пайыз. Жаратылыш газынын тыгыздыгы 0,7...0,9 кг/м³га, күйүүнүн төмөн жылуулугу
(курамга жараша) 31...33 МДж/м³ барабар кабыл алынышы мүмкүн.
Кычкылтеги бар аралашмада күйгөн учурда жалындын температурасы 2100...2200 ° С барабар; аралашманы күймөктүн мундштугунда кошумча жылыткан учурда жалындын температурасын 2300 ° С чейин
жогорулатууга болот. Абасы бар аралашмадагы жарылуу чеги 4,8...16,7
пайыз (көлөмү боюнча), кычкылтеги бар аралашмада – 5,0...59,2 пайыз (көлөмү боюнча). Газ жалынын иштетүү учурунда постторго газ
16,5 МПа басымында баллондор же төмөн басым астында өткөрмө түтүк боюнча берилет (болжол менен 0,3 МПа).
Жаратылыш газы болотту бөлүүчү жана үстүртөн кычкылтектик
кесүү, 4...5 мм чейин калыңдыктагы болотторду ширетүү, оңой эрүүчү
металлдарды жана эритмелерди ширетүү, эритүү учурунда кычкылтектик-ацетилендикине караганда температурасы төмөнүрөөк болгон
жалынды пайдаланууга мүмкүндүк берүүчү газ жалынын иштетүүнүн
ж. б. процесстеринде колдонулат.
Техникалык пропан жана пропандык-бутандык аралашма.
Бул газдар мунайды кайра иштетүү учурунда кошумча продуктулар болуп саналат.
Техникалык пропан көбүнчө С3Н8 пропанынан же пропандын жана
С3Н6 пропиленинин аралашмасынан турат, алардын өлчөмү сумма
боюнча 93 пайыздан кем эмес болушу керек (көлөмү боюнча). Анын
үстүнө анын курамында 4 пайыздан ашпаган С2Н6 этаны жана С2Н4
этилени (сумма боюнча) жана 3 пайдан кем эмес С4Н10 бутаны жана
С4Н8 бутилен бар.
Пропандын тыгыздыгы – 1,88 кг/м³, бутандыкы – 2,52 кг/м³. Пропандын тыгыздыгынын абанын тыгыздыгына болгон катышы 1,57 барабар, бутан үчүн бул катыш 2,1 түзөт.
Пропандын төмөн күйүү жылуулугу 87 МДж/м³га, бутандыкы –
116 МДж/м³га барабар. Абасы бар аралашмадагы жарылуу чеги:
75
пропандын 2,0...9,5 пайызы, бутандын 1,5...8,5 пайызы; кычкылтеги
бар аралашмада да ушул сыяктуу: пропандыкы 2,4...5,7, бутандыкы
3,0...4,5 пайыз.
Пропандын жалынынын жана пропандык-бутандык аралашманын температурасы кычкылтеги бар аралашмада күйгөн учурда
2300...2350 ° С барабар, ал эми аралашманы мундштукта кошумча жылыткан учурда 2700 ° С чейин жетиши мүмкүн.
Басым 1,6 МПа чейин жогорулаган учурда жана температура 0 ° С
чейин төмөндөгөндө пропан, бутан жана алардын аралашмалары суюк
абалга өтүшөт, ошондуктан аларды суюктукка айлантылган газдар деп
аташат. Стандарттык шарттарда б. а. 0 ° С температурада жана 0,1 МПа
басымында алар газ түрүндөгү абалда болушат. Бул газдардын аталган
касиеттери сактоо жана транспорттоо үчүн аларды эң эле ыңгайлуу
кылат. Суюктукка айлантылган газды сактоо жана транспорттоо үчүн
сыйымдуулугу 5...50 дм³ болгон 15869-84 ГОСТ боюнча ширетилген
болот баллондор колдонулат. Темир жол боюнча ташууда 50 т суюктукка айлантылган газ бата тургандай цистерналарды пайдаланышат.
Суюк пропанды көлөмдүү кеңейтүү коэффициенти суунукуна караганда 16 эсе, ал эми суюк бутандыкы 11 эсе көбүрөөк келет, ошондуктан суюктукка айлантылган газы бар идишти уруксат берилүүчү
чектен жогору ысыткан учурда (50 ° С цистерна үчүн, 45 ° С баллондор
үчүн) акыркынын жарылуусуна коркунуч жаратуучу кооптуу жагдай
түзүлөт. Ушуга байланыштуу баллондорду жана цистерналарды суюктукка айлантылган газ менен толтуруу учурунда, ысытуунун натыйжасында аны кеңейтүү учурунда суюктуктун кошумча өлчөмүн батырууга
жөндөмдүү болгон суюктуктун үстүнө буу жаздыкчасын калтырышат.
Пропан үчүн идиштин 1 дм³ көлөмүнө болгон газдын массасы 0,425 кг,
бутан үчүн – 0,488 кг түзөт.
Суюктукка айлантылган газдар ацетиленди алмаштыруучулар
катары колдонушат, анткени газкычкылтектүү жалындын жетиштүү
болгон жогору температурасын камсыз кылат, салыштырмалуу арзан,
дефицит эмес, транспорттоо жана сактоо үчүн ыңгайлуу. Пропанды,
бутанды жана алардын аралашмаларын 4...6 мм чейин калыңдыктагы
(өзүнчө учурларда 12 мм чейин) болотторду ширетүү жана чоюнду,
түстүү металлдарды жана эритмелерди эритүү, болотторду кычкылтектик жана кычкылтектик-флюстук кесүү (бөлүүчү жана үстүртөн),
эритүү, үстүртөн бышыгуу, желимдерди металлдаштыруу, чаңдаштыруу учурунда, ийүү, оңдоп түзөө, калыпка салуу учурунда ж. б. у. с.
процесстерде колдонууга болот.
76
Түстүү металлдарды бөлүп кесүү, ширетүү, жалындык бышыгуу
жана эритүү учурунда 1 т калций карбидин алмаштыруу үчүн (бул эквивалент менен алганда 235 м³ ацетиленди түзөт) 0,3 тонна суюктукка
айлантылган газ талап кылынат.
Кокстоочу жана сланец газдары. Кокстоочу газды таш көмүрдү
кокстоо учурунда алышат. Кокстоочу газдын орточо курамы төмөнкүдөй болот: Н2 50...59 пайыз; CH4 25...30 пайыз; С2Н4 1,8...3,0 пайыз ж. б.
чектик эмес көмүрсуутектери; СО 5...7 пайыз; N2 жана СО2 6...13 пайыз; О2 0,5...0,8 пайыз.
Сланец газын күйүүчү сланецтерди газификациялоо учурунда
алышат. Анын болжолдуу курамы төмөнкүдөй: Н2 25...40 пайыз; СН4
14...17 пайыз; СО 10...20 пайыз; СО2 10...20 пайыз; С2Н6 4...5 пайыз ж. б.
көмүрсуутектери; N2 6...13 пайыз; О2 1 пайызга чейин. Кычкылтеги бар
аралашмадагы бул газдардын жалынынын температурасы 2000 ° С.
Кокстоочу жана сланец газдары газ жалынын иштетүү постторуна
өткөрмө түтүк аркылуу агып түшөт. Аларды оңой эрүүчү металлдарды
ширетүү, бөлүүчү жана үстүртөн кычкылтектик жана кычкылтектикфлюстук кесүү учурунда ж. б. процесстерде колдонушат, алар үчүн жалындын 2000 ° С жакын температурасы жетиштүү болот.
Шаардык газ. Газдын курамы аны алуу булактарын эске алуу менен
бирге тиешелүү уюмдар менен бекитилет. Шаардык газдын тыгыздыгы
0,84...1,05 кг/м³, күйүүсүнүн төмөн жылуулугу – 18800...21000 кДж/м³,
газкычкылтектүү жалындын температурасы – 2000 ° С барабар. Колдонуу облустары кокстоочу газдыкындай эле болот.
Пиролиз жана мунай газдары. Бул газдар ретораттарда
720...740 ° С температурада мунайдын, мунай продуктуларынын жана
мазуттун термиттик жактан ажыратылган газ түрүндөгү продуктусу
болуп саналат. Газдын чыгуусу 1 кг мунайга 0,35...0,4 м³ түзөт. Курамы
мунайдын курамынан жана аны кайра иштетүү режиминен көз каранды. Баллондорго толтуруу учурунда газ жарым жартылай суюктукка
айлантылган абалда болот. Газды тандоо учурунда анын курамы алгач
учуучу компоненттердин буулануусунун натыйжасында өзгөрөт. Газдын курамын тууралоо жана өткөрмөтүтүктөрдөгү жана шлангтардыгы жарым жартылай конденсацияны алдын алуу үчүн кээле күймөктүн
алдына газ ашыкча басым астында келген, (0,3...0,4 МПа) сыйымдуулугу 40 дм³ болгон аралык ресиверди орнотууга туура келет. Ресиверден
газ басымдын регулятору аркылуу күймөккө же резакка келип түшөт.
Пиролиздик жана мунай газдарынын көрсөткүчтөрү 3.5-таблицада
көрсөтүлгөн. Бул газдардын жалынынын температурасы 2297 ° С түзөт.
77
3.4-таблица
Кокстоочу жана сланец газдарынын көрсөткүчтөрү
Көрсөткүч
Тыгыздыгы кг/м³, 20 ° С температурада жана 0,1 МПа басымында
Күйүүнүн төмөн жылуулугу, кДж/м³
Кокстоочу газ
Сланец газы
0,40...0,55
0,74...0,93
14700...17600
12600...14300
3.5-таблица
Пиролиз жана мунай газдарынын көрсөткүчтөрү
Тыгыздыгы, кг/м³, 20 ° С температурада жана 0,1 МПа басымында
0,65...0,85
0,63...1,43
Күйүү жылуулугу, кДж/м³ кем эмес
31400...33500
41000...56600
1,6
1,2
Ацетиленди алмаштыруу
коэффициенти
Газ постторуна мунай газы баллондорго 15...16,5 МПа басымында,
пиролиз газы – мунайды ажыратуу үчүн орнотмодон басым астында
өткөрмө түтүк боюнча берилет. Бул газдардын колдонуу облустары
пропандык жана пропандык-бутандык аралашмаларындагыдай эле
болот. Жалындын эң төмөн болгон температурасын эске алуу менен
пиролиз жана мунай газдарын 3 мм кем эмес калыңдыктагы болотту
ширетүү үчүн колдонууга болот.
3.1.3. Газ менен ширетүүнүн флюстары
Ушул металлдын кычкылтекке болгон химиялык жакындыгы канчалык көбүрөөк жана анын оксидинин диссициациясынын серпилгичтиги канчалык төмөн болсо, ошончолук бул оксид жогору туруктуулукка ээ жана ошончолук металлды калыбына келтирүү оор болот.
Оксиддердин ичиндеги металлдарды калыбына келтирүү үчүн
колдонулуучу заттар калыбына келтирилүүчү металлга караганда кычкылтекке болгон химиялык жакындыгы көбүрөөк болушу керек, ал
эми бул калыбына келтирүүчү заттардын оксиддери калыбына келтирилүүчү металлдын оксидине караганда диссоциациянын төмөн серпилгичтигине ээ болушу абзел. Диссоциациянын эң эле чоң серпилгичтигине Сu2O жездин оксиди, ал эми эң төмөн серпилгичтикке – СаО
калцийдин оксиди ээ.
78
Кээ бир металлдардын оксиддери ширетүү жалынынын ортоңку
зонасы менен калыбына келтирилиши мүмкүн. Темирди жана никелди
ширетүү учурунда нормалдуу ацетилендик кычкылтектик жалындын
ортоңку тилкесинин газдары белгилүү бир деңгээлде бул металлдардын оксиддеринин пайда болуусун алдын алат, анткени жез менен никел СО көмүртектин оксидине жана Н2 суутекке салыштырмалуу калыбына жакшы келтирилет. Бирок магний, алюминий, цинк сыяктуу ж. б.
металлдар жалындын газы менен калыбына келтирилбейт. Аларды
калыбына келтирүү үчүн жана алардын оксиддерин байланыштыруу
үчүн адатта флюстарга таянышат – эритилген металлды кычкылдандыруу жана андан пайда болуучу оксиддерди жана металл эмес кошууларды алуу үчүн ширетүү ваннасына киргизилүүчү заттар.
Мындан тышкары флюстар ваннанын бетине шлактын чел кабыгын пайда кылышат жана ошону менен бирге металлды андан ары
кычкылдануусунан жана азоттошуусунан сакташат. Жогору легирленүүчү болоттор, чоюн, ошондой эле түстүү металлдар жана эритмелер
сыяктуу металлдарды ширетүү учурунда флюстарды колдонуу зарылчылыгы акыркыларды жогору температурага чейин ысыткан учурда
алардын бетинде ээритүү маалында ширетүү ваннасына өтүүчү жана
негизги жана присаддык металлдын туруктуу эришине тоскоолдук жаратуучу оксиддин чел кабыгы пайда болот. Төмөн көмүртектүү болотту ширетүү учурунда бул чел кабык ваннаны аралаштыруу жолу менен, жана жалындын газы менен оңой калыбына келтирилет.
Газ менен ширетүү үчүн флюстарга коюлуучу негизги талаптар. Флюс оңой эригич болушу керек жана негизги жана присаддык
металлдардын эритмесинин температурасына караганда төмөн эрүү
температурасына ээ болушу абзел.
Флюс металлдардын оксиддерин эритүү процесси ширетүү ваннасы катууланып бүткөнгө чейин жетиштүү түрдө жогору реакциялык
жөндөмгө ээ болушу зарыл; флюс металлга терс таасирин тийгизбеши
керек. Флюс тарабынан пайда болуучу шлак ширетүү ваннасынын бетине оңой калкып чыгышы үчүн флюстун тыгыздыгы металлдын тыгыздыгынан төмөн болушу керек.
Флюстун касиеттери жалындын жогору болгон температурасынын
таасири астында өзгөрбөшү абзел. Эриген флюс ысыган металлдын
бети боюнча жакшы жайылуусу керек.
Флюс менен пайда болуучу шлак металлды абанын кычкылтеги
жана азоту менен кычкылдануусунан жана азоттошуусунан жакшы
коргоосу жана металл муздаган учурда бириккен жерден оңой чыгуусу абзел.
79
Суюк ванндан оксиддерди жана металл эмес кошууларды жок кылуу химиялык жол менен, ошондой эле физикалык эритүү менен дагы
жүзөгө ашырылышы мүмкүн. Эки учурда тең флюстун аракет механизми бөлүштүрүү мыйзамына ылайык негизделген, бул өз учурунда
эки аралашпоочу суюк фазалар тийишкен учурда эки фазада тең эрүүчү компонент ушул температуранын такай болгон катышында бөлүштүрүлөт.
Ширетүү ваннасында кандай гана мүнөздөгү оксид пайда болбосун негизги же кычкыл флюстарды колдонуу керек. Ушуну менен бирге реакциялар төмөнкү схема боюнча жүрөт:
кычкылдуу оксид + негизги оксид = туз.
Эгерде металлдарды ширетүү учурунда пайда болгон оксиддер
артыкча негизги болсо (титанды албаганда), анда флюс кычкыл же
тескерисинче болушу керек, эгер ширетүү ваннасында пайда болуучу
оксиддер кычкыл мүнөзгө ээ болсо, анда флюс негизги болушу абзел.
Кычкыл флюстарды айрыкча түстүү металлдарды, ошону менен катар жездин жана алюминийдин эритмелерин ширетүү учурунда колдонушат, тактап айтканда негизгилердин кычкылдар менен айкалышы – кремнийдин жогору үлүшүн камтыган жана ширетүү ваннасында
темирдин оксиддеринен тышкары кремнийдин кислоталык оксидин
камтыган чоюнду ширетүү учурунда.
Жезди жана анын эритмелерин ширетүү үчүн флюстар. Жез
эритмелерди ширетүү учурунда колдонулуучу кычкыл флюстар адатта
бордун бирикмелери болуп эсептелет: Na2B4O7 · 10H2O бургусу жана
H8BO3 бор кычкылдыгы же алардын аралашмалары.
Бураны пайдаланардан мурун абдан кызытуу керек, анткени мындай кылбаса ал ысыган учурда көөп чыгат, кристаллдашкан сууну бөлүп чыгарат жана ширетүү зонасында суу бууларынын көлөмүн жогорулатат.
Буранын жездин оксиди менен мүмкүн болуучу өз ара аракеттешүүсү төмөнкүдөй. Бура ысыган учурда NaBO2 метабордук кычкылдыктын тузуна жана В2О3 бор ангидридине ажырайт:
Na2В4О7 → NaВO2 + В2О3.
(3.5)
Акыркылар метабордук кычкылдыктын эки эселүү тузун пайда
кылуу менен жездин оксиди менен өз ара аракеттешет:
2NaВО2 + В2О3 + СuО = (NaВО2)2 · Сu(ВО2)2
80
(3.6)
Буранын цинктин оксиди менен болгон өз аракеттешүүсү окшош
эле жүрөт:
2NaВО2 + В2О3 + ZnО = (NaВО2) · 2Zn(ВО2)2
(3.7)
Буранын таза химиялык аракетинен башка СuО · В2О3 жана ZnО ·
· В2О3 боркычкылдуу туздарды пайда кылуу менен жездин жана цинктин оксиддеринин бор ангидриди менен тикеден-тике байланыштыруу мүмкүн.
Флюс катары бор кычкылдыгын колдонуу менен 550...600 ° С
температурага чейин ысыткан учурда ал суудан толугу менен бошоорун жана кычкыл касиеттерге ээ болгон ангидридке айланарын
эске алуу зарыл:
2Н3ВО3 → В2О3 + 3Н2О
(3.8)
Ширетүү учурунда пайда болуучу жездин же цинктин оксиди менен биригүү менен бор ангидриди бураларды флюс катары колдонгон
учурдагыдай эле боркычкылдуу туздарды пайда кылат.
Газ менен ширетүүнүн, өзгөчө жез эритмелеринин туруктуу сапатына флюс так өлчөмдө бирдей берилген учурда жетүүгө болот. Бул газ
флюстарын б. а. күйүүчү газ менен ширетүү жалынына киргизилүүчү
газ түрүндөгү флюстоочу заттарды колдонуу менен камсыздалат.
Мисал катары СН3ОН метанолунун азеотроптук аралашмасынын
В(СН3О)3 метилбораты менен болгон жубун б. а. бирдей болгон, компоненттердин буулануусунун жетиштүү түрдө белгилүү бир температурасына ээ болгон аралашмалар болуп эсептелет.
Аралашманын флюстоочу тобун билдирген В2О3 бор ангидриди
жалынга таза бойдон түшпөйт. Ал жалында флюстун бууларынын күйүүсүнүн натыйжасында пайда болот. Флюсту так доза менен берген
учурда жалында үзгүлтүксүз пайда болуучу бор ангидриди курчап
турган абанын аракети астында металлды коргоочу, ваннанын үстүнө калкып чыгуу менен анда шлактын тыгыз чел кабыгын пайда
кылуучу боркычкылдуу тузга жез менен цинктин оксиддерин байланыштыруу менен ширетүү ваннасынын металлына активдүү жана
бирдей таасир этет.
Чоюнду ширетүү үчүн флюстар. Чоюнду ширетүү учурунда ширетүү ваннасында кремнийдин кыйындык менен эрүүчү кычкылдык
оксиди пайда болот, аны эритүү үчүн флюстун курамына негизги касиеттерге ээ болгон компоненттерди киргизишет. Мындай компонент81
тер болуп адатта Na2CO3 көмүркычкылдуу натрий жана К2CO3 көмүркычкыл калийи кызмат кылат.
Көмүркычкылдуу натрийдин кремнийдин оксиди менен болгон өз
ара аракеттешүүсү төмөнкүчө жүрөт:
2Na2CO3 + SiO2 = Na4SiO4 + 2CO2.
(3.9)
SiO2 менен көмүркычкыл калийинин өз ара аракеттешүү реакциясы окшош жүрөт:
2К2CO3 + SiO2 = К4SiO4 + 2CO2.
(3.10)
Эки учурда тең шлак түрүндө байланышкан кремнийдин оксиди
ширетүү ваннасынын бетине калкып чыгат.
SiO2 эриткен учурда ошондой эле NaHCO3 кош кычкылдуу натрийди жана NaNO3 азоттуукычкылтектүү натрийди колдонууга мүмкүн болот.
Боз чоюнду ширетүү учурунда көпчүлүк учурда флюстун курамына 25...50 пайыз өлчөмдө киргизилүүчү келтирилген курамдардан
сырткары көрүнүп туруучу кычкыл касиеттерге ээ болгон Na2B4O7 буралар да кирет.
Кээ бир учурда флюс такыр эле эч кандай кошулмалары жок бураны чагылдырат. Бул чоюн абанын кычкылтегинен ширетүү ваннасын
коргоону талап кылуучу кремнийдин жогору үлүшүнөн тышкары өз
курамында көмүртектин жогору үлүшүнө ээ болушу менен түшүндүрүлөт. Бура болсо аны күймөктүн жалыны менен ширеткен учурда металлдын бети боюнча жакшы жайылат жана ваннаны абанын таасиринен ишенимдүү коргоочу шлактык чел кабыкты пайда кылат.
Ошол эле учурда буранын ажырашынын натыйжасында пайда
болгон бор ангидриди темирдин жана марганцтын оксидин боркычкылдыгына байланыштырат:
FeO + B2O3 = FeO · B2O3;
(3.11)
MnO + B2O3 = MnO · B2O3,
(3.12)
ширетүү ваннасынын үстүнө шлак түрүндө калкып чыгуучулар.
Метанолдун метилборат менен болгон газдык азеотропдук аралашма түрүндөгү флюсту колдонгон учурда ээритилген металлдын үстүндө ширетүү ваннасын ага жалындан жана абадан келип түшүүчү
газдардан ишенимдүү коргоочу борсиликаттарынын тыгыз, жабышчаак чел кабыгы пайда болот.
82
Алюминийди жана анын эритмелерин ширетүү үчүн флюстар. Кыйындык менен эрүүчү Al2O3 алюминийдин оксиди (эрүү температурасы 2030 ° С) өзүнүн химиялык жактан нейтралдуу мүнөзүнөн
улам, флюстоочу заттардын таасирине начар туруштук берүүчү өзгөчө
бышык химиялык бирикмелерди билдиргендиктен, алюминийди ширетүү үчүн флюстар жетиштүү түрдө чоң активдүүлүккө ээ болушу
керек. Алюминийдин оксидинин эң күчтүү эриткичтери болуп литийдин галлоиддик бирикмелери саналат. Литийдин туздарынан тышкары алюминийди ширетүү үчүн флюстар ошону менен бирге калийдин,
натрийдин жана калцийдин бир катар башка фтордуу же хлордуу туздарын камтыйт.
Флюстун эң активдүү компоненттери болуп литийдин тузу, ошону менен катар хлордуу литий саналат. Курамында хлордуу литийи
бар алюминий үчүн флюстар өзгөчө жогору гигроскопиялуулугу менен айырмаланат, ушуга байланыштуу бул флюстарды сактоо флюсту
пайдаланар алдында тикеден-тике ачууга мүмкүн болгон герметикалуу
банкаларда жүзөгө ашырылышы керек.
Бириктирилген жердин металлынын бетинде жана зона айланасында ширетип бүткөндөн кийин калып калуучу, курамына хлордуу
литийди камтыган флюстар металлдын бетинде такай болуучу алюминийдин оксиди менен өз ара аракеттешүүнү улантуу менен металлдын
коррозиясына алып келиши мүмкүн. Ушуга байланыштуу хлордуу литийи бар флюсту милдеттүү түрдө колдонуу шарты катары ширетилген бирикмелердин бетин флюстун калдыктарынан жакшылап тазалоо
саналат, бул флюсту зым щётка менен механикалык жок кылуу жана
бириккен жердин айланасын HNO3 азоттук кычкылдыгынын 2 пайыздык аралашмасы менен жууп тазалоо, андан ары ширетилген бирикмелерди суу менен жууп тазалоо жана кургатуу менен жүзөгө ашырылат.
Алюминийдин оксидинин химиялык эритмелерин камтыган
флюстардан сырткары бул металлды ширетүү учурунда оксиддердин
физикалык эритиндиси менен айкалуушусунан улам оксиддердин химиялык эришин камсыз кылуучу флюстар колдонулат.
Физикалык эрүү процесси суюк ваннада негизги жана кычкылдык
оксиддеринен сырткары оксиддерди эриген абалда эритүү жөндөмдүүлүгүнө ээ болгон кээ бир туздар болгон учурда жүрөт. Мындай туздар болуп Al2O3 эриген абалында ээрүүчү AlF3 · 3NaF криолит саналат.
Бирок алюминийдин оксидин эритүү процесси негизинен литийдин,
калийдин жана натрийдин хлордуу туздарынын таасир этүү эсебинен
химиялык жол менен жүрөт.
83
3.1.4. Газ менен ширетүү үчүн присаддык материалдар
Ширетилүүчү металлдын кромкалары ортосундагы көңдөйдү толтуруу жана бириккен жерди күчөтүү үчүн ширетүү ваннасына зым, чыбык, тилим сыяктуу присадочный материалдарды кошушат. Тилимдерди негизги металлдын курамындагыдай эле металлдын листтеринен
кесип даярдашат.
Газ менен ширетүү учурунда бириккен жердин металлынын касиеттери негизинен присаддык металлда камтылган легирлөөчү кошулмалардын эсебинен жакшыртылат, ошондуктан присаддык металл
төмөнкү талаптарга шайкеш келиши керек:
• негизги металлды ээритүү температурасынан төмөн болгон
ээрүү температурасына же ага жакын температурага ээ болуу;
• легирлөөчү элементтерди чачыратпастан жана буулантпастан
металлдын эрүүсүн камсыз кылуу;
• негизги металлдын туруктуулугуна салыштырмалуу бирдей
же өтө жогору коррозиялык туруктуулукту камсыз кылуучу,
химиялык курамдагы ширетилүүчү металлдын касиеттерине
жакын, талаптануучу касиеттерге ээ болгон эритилген металлды алууга өбөлгө түзүү;
• раковиналары, газ тешиктери ж. б. кемтиктери жок ээритилген
металлдын тыгыз катмарын алуу;
• коррозиянын, ширендинин, майдын ж. б. булганычтардын тагы
жок таза жана тегиз бетке ээ болуу;
• зыян аралашмалардын минималдуу өлчөмүн камтуу.
3.2. Догоо менен ширетүү үчүн капталган электроддор
Электроддук каптамалар. Кол менен догоолук ширетүү үчүн
электроддор (3.1-сүрөт) бети майланган 2, ширетүүчү зымдан жасалган, узундугу 450 мм болгон 1 өзөкчө түрүндө болот. Электроддун сол
учу 20...30 мм узундуктагы тилкеде электр контактты камсыз кылуу
максатында электрсактагычта аны кысуу үчүн каптамадан бошотулат.
9466-75 ГОСТ ылайык D/d катышына ылайык ичке каптамасы бар
электроддор (D/d < 1,2) – М, орточо каптама бар (1,2 ≤ D/d <1,45) – С,
калың каптамасы бар (1,45 < D/d << 1,8) – Д жана өзгөчө калыңдыктагы каптамасы бар (D/d < 1,8) – Г деп ажыратылат.
Электроддун каптамасы иондошууну күчөтүү, чөйрөнүн жагымсыз таасиринен коргоо жана ширетүү ваннасынын металлын металлургиялык иштетүү үчүн майланган заттардын аралашмасын билди84
1
≤ 15
2
15...40 °
d
D
3.1-сүрөт. Кол менен догоолук ширетүү үчүн капталган электроддун схемасы:
1 – электроддук зымдын ичиндеги өзөк; 2 – каптама;
d – электроддук зымдын диаметри; D – капталган электроддун каптамасы
рет. Электроддун каптамсына иондоштуруучу, газды жана шлакты
пайда кылуучу, легирлөөчү, кычкылдантуучу, байланыштыруучу жана
калыптандыруучу компоненттерди киргизишет.
Иондоштуруучу (турукташтыруучу) компоненттер догоонун күйүү туруктуулугун камсыз кылышат. Алар курамына бордун, талаа
шпатынын жана гранитинин, ошондой эле натрийдин курамына кирүүчү калий жана калций сыяктуу, иондоштуруунун төмөн потенциалы бар элементтерди камтышат.
Газды пайда кылуучу компоненттерди догоонун жана ширетүү ваннасынын тилкелерине газдык коргоону түзүү үчүн колдонушат. Аларга органикалык заттар (крахмал, тамак-аш уну, декстрин ж. б.) менен
бирге органикалык эмес заттар (адатта карбонаттар, СаСО3 мрамору,
МgСО3 магнезити ж. б.) да кирет. Газдык коргоо органикалык заттарды 200 ° С жогору болгон температурада жана карбонаттарды 900 ° С
жакын температурада диссоциациялоонун натыйжасында камсыз кылынат. Диссоциациялоо процесси электроддун чүркөсүнө жакын жүрөт. Электроддук каптамалардын кадыресе курамындагы электроддук
өзөктүн металлынын ар бир граммына СО2 көмүр кычкылынан, СО
истүү газдан, Н2 суутектен жана О2 кычкылтегинен турган 90...120 см³
коргоочу газ бөлүнүп берилет. Муну менен бирдикте ширетүү зонасынын ичиндеги абанын жетиштүү түрдө туруктуу четтетилиши жана
бириккен жердин металлына азоттун бир кыйла өлчөмүнүн түшүүсү
камсыз кылынат (0,03 пайыздан ашпаган).
Шлакты пайда кылуучу компоненттерди суюк шлактарды алуу
үчүн киргизишет. Шлакты пайда кылуучу компоненттер катары төмөнкү рудалар жана минералдар колдонулат: илменит, рутил, талаа шпаты,
кремнезем, гранит, мрамор, эриме шпат. Каптамадагы ферроэритмелер каптамага кирүүчү, шлакты пайда кылуучу оксиддерди ысыткан
85
учурда берилүүчү кычкылтекти байланыштырышат. Электроддук
тамчылардын жана ширетүүчү ваннанын эритилген металлын каптап
туруучу суюк шлак аны менен химиялык өз ара аракеттешүү менен
аны кычкылдантат жана оксиддерди оңой эрүүчү бирикмелерге байланыштырат. Ошол эле учурда бириккен жердин металлынын шлактагы элементтер менен легирленүүсү жүрөт. Суюк металлда химиялык
реакциялардын процесси учурунда бөлүнүп чыгуучу, газдар үчүн өткөрүлүүчү суюк шлак алардын жок болушуна өбөлгө түзөт жана бириккен жердин бетин калыптандырат. Легирлөөчү компоненттер бириккен
жердин металлынын механикалык мүнөздөмөлөрүн жакшыртуу, ысуу
жана эскирүү туруктуулугун, коррозиялык туруктуулукту ж. б. бир катар касиеттерди берүү үчүн багытталган. Легирлөөчү элементтер катары хром, марганец, титан, ванадий, молибден, никел, волфрам ж. б.
кызмат аткарат. Бул элементтер каптамага ферроэритмелер жана таза
металлдар түрүндө киргизилет.
Кычкылдантуучу компоненттерди оксиддер түрүндөгү эриген металлдын бөлүгүн калыбына (кычкылдантуу) келтирүү үчүн колдонушат. Мындай компоненттерге темирге (болотторду ширетүү учурунда)
караганда кычкылтекке жана бириккен жердин металлындагы оксиддердин жок кылынуусу талап кылынган башка элементтерге көбүрөөк жакындыгы бар элементтер кирет. Көпчүлүк кычкылдантуучулар
электроддук каптамага ферроэритмелер түрүндө киргизилет.
Кийинки компоненттерди каптаманын күкүмдүк түзүмдөрүн
пресстеген учурда электроддун өзөгүндө бекем кармалуучу жана кургаткан жана кызыткан соң, бышык каптаманы пайда кылуучу бирдей
жабышчаак массага байланыштыруу үчүн колдонушат. Көпчүлүк
учурда байланыштыруучу компоненттер катары (Na2O · SiO2) натрийинин же (К2О · SiO2) калийдик суюк айнектин суу аралашмалары кызмат кылат.
Формага келтирилүүчү компоненттер – бул майлануучу массага жакшы пластикалык касиеттерди берүүчү заттар (бетонит, каолин,
декстрин, слюда ж. б.) болуп саналат.
Кээ бир материалдар каптамада бир канча функцияларды аткарышат. Мисалы, мрамор бир эле убакта турукташтыруучу, шлакты пайда
кылуучу жана газ коргоочу компонент, ал эми ферроэритмелер – легирлөөчү жана кычкылдантуучу түзүүчүлөр болуп саналышат.
Электроддордун каптамасына төмөнкү талаптар коюлат:
• догоонун туруктуу күйүүсүн камсыз кылуу;
86
•
керектүү химиялык курамы жана касиеттери бар бириккен
жердин металлын алуу;
• электроддук өзөктү жана каптаманы жай, бир калыпта эритүү;
• жогору сапаттуу бириккен жерди калыптандыруу жана анда
тешиктердин, шлактык кошуулардын ж. б. кемтиктердин жок
болушу;
• муздагандан кийин шлактын бирикен жердин бетинен оңой
чыгуусу;
• электроддордун даярдалыш процессин оорлотпоочу майлоочу
массынын дурус техникалык касиеттери;
• электроддорду даярдоо жана ширетүү учурундагы эмгектин
канааттандырардык санитардык-гигиеналык шарттары.
Каптаманын курамы ар кандай мейкидиктик абалдарда ширетүү
мүмкүнчүлүгү сыяктуу электроддордун маанилүү технологиялык мүнөздөмөлөрүнө (таяп, жантаюучу электрод менен ширетүү), ширетүү
тогунун түрүнө, карама-каршылыгына жана чоңдугуна (акыркысы,
ошондой эле шалктарды пайла кылуучу касиеттерден көз каранды)
таасир этет. Жогору сапаттуу ширетилген бириккен жерди алуу үчүн
электроддун каптамасы металл өзөктө кармалышы керек жана ширетүү зонасын зарыл коргоо менен камсыз кылуу үчүн электрод (күл)
толугу менен пайдалана элекке чейин туташ болушу керек. Мунун
натыйжасында ширетүү тогунун чоңдугу менен аныкталуучу металл
өзөгүнүн температурасы электроддун эрүүсүнүн аягында 500 ° Стан, ал
эми органикалык заттарды камтыган, каптамасы бар өзөкчөнүн температурасы – 250 ° Стан ашпоосу зарыл.
Шлактардын физикалык касиеттерине ширетүүнүн маанилүү деген
көз карашы боюнча төмөнкүлөр кирет: эрүү температурасы, катуулануунун температуралык интервалы, жылуулук сыйымдуулугу, жылуулук өткөгүчтүк, жылуулуксактагычтык, жабышкактык, жылуулук
жайылткычтык (сызыктуу жана көлөмдүү). Электроддук каптамалардын бардык түрлөрүн эритүү учурунда шлактын ширетүү ваннасынан
калыкып чыгуусу б. а. анын тыгыздыгы суюк металлдын тыгыздыгынан төмөн болушу зарыл. Шлактын катуулануусунун температуралык
интервалы андан бөлүнүп чыгуучу газдарды өткөрүү үчүн ширетүү
ваннасынын металлын кристаллдаштыруу температурасынан төмөн
болушу абзел. Ширетүү үчүн эң ыңгайлуу болгон шлактардын эрүү
температурасы 1100...1200 ° С түзөт.
Шлактарды «узун» жана «кыска» деп ажыратып билишет. «Узун»
шлактар суюк абалдан катуу абалга өтүүнүн бир кыйла температура87
лык интервалына ээ жана башка бирдей шарттарда бириккен жердин
калыптанышын начар камсыз кылышат. Эритилген «кыска» шлактардын жабышкактыгынын өсүүсү температуранын төмөндөшү менен
батыраак жүрөт, кристаллдашкан шлак каалаган мейкиндиктик абалда
ширетүү учурунда суюк металлдын агып кетүүсүнө тоскоолдук жаратат. «Кыска» шлактар негизиги каптамалары бар электроддорду пайдаланган учурда пайда болушат. Канчалык шлактын жабышкаактыгы азыраак болсо, ошончолук аны кыймылы, ошондой эле химиялык
жана физикалык ативдүүлүгү көбүрөөк болот жана анда оксиддердин
жана сулфиддердин ж. б. эрүүсүнүн химиялык реакциялары жана физикалык процесстери тезирээк жүрөт.
Катууланган шлак эгерде анын металл менен болгон илешүүсү начар жана алардын түз кеңейүү коэффициенти бирдей эмес болсо, ал
бириккен жердин бетинен оңой эле ажырап чыгат.
Ширетүү процессине олуттуу түрдө таасир этүүчү шлактардын
химиялык касиеттерине шлактын бириккен жердин металлын кычкылдантуу, оксиддерди оңой эрүүчү бирикмелерге байланыштыруу жана
бириккен жердин металлын легирлөө жөндөмү кирет.
Электроддордун жагымдуу ширетүүчү-технологиялык касиеттери болуп догоону оңой дүүлүктүрүү, электроддун тиешелүү диаметри жана маркасы үчүн оптималдуу болгон режимдерде анын туруктуу
күйүүсү, үзгүлтүксүз жана алмашма токтордо ширетүү мүмкүнчүлүгү, ошондой эле ар кандай мейкиндиктик абалдарда ширетүү үчүн
жарамдуулугу саналат. Каптама өтө чачырабастан, бөлүгү түшүп калбастан жана электроддун жакшы эрүүсүнө тоскоолдук жаратуучу калканычты жаратпастан бир калыпта эрүүсү зарыл. Ширетүү учурунда
пайда болгон шлак бириккен жердин талаптануучу формасын камсыз
кылышы жана муздаган соң оңой эле кетиши керек.
Электроддук каптамалар 9466-75 ГОСТу менен аныкталган.
Электроддорду ажыратышат: А – кычкыл каптамасы бар; Б – негизги
каптамасы бар; Ц – целлюлоздук каптамасы бар; Р – рутилдик каптамасы бар; П – башка түрдөгү каптамасы бар. Аралаш түрдөгү каптама
болгон учурда тиешелүү кош белгини колдонушат. Эгер каптамада темир күкүмү 20 пайыздан ашык болсо, каптамынын түрүн белгилөөдө
Ж деген тамганы кошушат.
Кычкыл каптамасы бар электроддордун (А) шлакты пайда кылуучу негизин темир (гематит – Fe2O3) жана марганецтик (MnO2) рудалар, ошондой эле кремнезем (SiO2) түзөт. Эритилген металлды газдык
88
коргоо электродду эритүү процессинде күйүп кетүүчү органикалык
компоненттер менен жүзөгө ашырылат. Кычкылдантуучу катары каптамага ферромарганец киргизилет. Пайда болуучу кычкыл шлактар
CaO2 камтышпайт жана металлды күкүрттөн жана фосфордон тазалашпайт. Эритилген металлда эриген кычкылтектен (0,12 пайызга чейин),
суутектен (металлдын 100 г 15 см³ чейин), металл эмес кошуулардан
көп өлчөмдө бар. Жыйынтыгында бириккен жерлер ысык жаракалардын пайда болуусуна карата жогору эмес туруктуулукка жана төмөндөтүлгөн эпкиндүү жабышкактыкка ээ келишет. Мындай каптамалары
бар электроддор кремний жана башка элементтер менен легирленген
болотторду ширетүү үчүн жараксыз келишет, анткени алар интенсивдүү түрдө кычкылданышат. Курамында кремнийи көп салмактуу төмөн
көмүртектүү болотторду ширетүү учурунда поралар (тешиктер) пайда
болуусу мүмкүн. Ширетүү учурунда марганецтин жана кремнийдин
оксидин камтыган, көп өлчөмдөгү уулуу чаңдар бөлүнүп чыгат жана
металлдын өтө катуу чачыроосу жүрөт.
Бул электроддордун артыкчылыктары болуп үзгүлтүксүз жана алмашма токто туруктуу күйүүсү, ар кандай мейкиндиктик абалдарда ширетүү мүмкүнчүлүгү, эритүүнүн жетиштүү болгон жогору ылдамдыгы,
жогору эритүү жөндөмдүүлүгү, ширетилүүчү беттерде ширенди же
даттар болгондо жана догоону кокусунан узарткан учурда поралардын
(тешикчелердин) жок болушу саналат. Бул түрдүн каптамалары менен
адатта МЭЗ-4 жана СМ-5 маркаларындагы электроддорду камсыздашат. Азыркы учурда кычкыл каптамасы бар электроддорду аз көлөмдө
чыгарышат; аларды жоопкерчиликсиз металл конструкцияларды ширетүү учурунда колдонушат.
Негизги каптамасы бар электроддордун (Б) шлакты пайда кылуучу компоненттери болуп карбонаттар (мрамор, бор, магнезит) жана
калцийдин фториддери (мисалы, СаF2 ээриме шпат) саналат. Эриген
металлды газдык коргоо каптаманы ысытуу жана эритүү процессинде калцийдин карбонатын диссоциациялоо учурунда пайда болуучу
көмүркычкылтектүү газ менен камсыз кылынат. Каптама кычкылдантуучулар катары ферромарганецти, ферросилицийди, ферротитанды
жана ферроалюминийди камтый алат.
Алдын ала начар кычкылдандырылган каптаманын бул түрү кычкылтекке көбүрөөк жакындыгы бар элементтер менен эриген металлды
легирлөөгө мүмкүндүк берет. Ферромарганецтен жана ферросилицийден ширетүү ваннасына өтүү учурунда жүзөгө ашырылуучу, марганец
89
жана кремний менен легирлөө бирикмеге жогору бышыктыкты берет.
Мындан тышкары легирлөө үчүн каптамага металл күкүмдөрүн киргизүүгө болот. Каптамада күкүрттү жана фосфорду жакшы байланыштыруучу, андан ары шлак болуп бөлүнүп чыгуучу калцийдин бирикмелеренин көп өлчөмдө болушу курамында күкүрттүн жана фосфордун
өлчөмү аз болгон эриген металлдын жогору жыштыгын камсыз кылат.
Өтө жогору температурада эриме шпат суутекти металлда эрибөөчү,
туруктуу, HF молекулага байланыштыруучу атомардык фторду бөлүп
чыгаруу менен ажырайт. Жыйынтыгында эриген металл суутектин
аз өлчөмүн камтыйт (100 г металлга 4...10 см³). Каптамада активдүү
кычкылданткычтарды (титан, алюминий жана кремний) пайдалануу
бириккен жердин металлында кычкылтектин төмөн болгон курамын
(0,05 пайыздан азыраак) камсыз кылат, ошондуктан эриген металл эскирүүгө аз дуушар болот, кристаллдык жаракаларга туруктуу жана төмөн температураларда ийкемдүү келет.
Негизги каптамалары бар электроддордун ширетүүчү-технологиялык касиеттери башка түрдөгү каптамалары бар электроддордукуна
караганда начар болот. Каптманы эритүү учурунда фтордун терс иондорунун көп көлөмдө пайда болуусу догоо разрядынын өткөргүчтүгүнүн азайышына жана догоонун күйүүсүнүн туруктуулугунун төмөндөшүнө алып келет, ошондуктан негизги каптамасы бар электроддор
менен ширетүүнү арткы карама-каршылыктагы үзгүлтүксүз токто жүзөгө ашырышат. Алмашма ток менен ширетүү үчүн каптамада кошумча иондоштуруучу элементтери бар электроддорду колдонуу зарыл,
мисалы калийди (СМ-11 жана УП-1/55 маркалардын электроддорунда), же атайын эки катмарлуу каптамасы бар электроддорду (мисалы.
АНО –Д маркасынын электроддору).
Ширетилүүчү кромкаларда нымдын, майдын, ширендинин же даттын болушу, каптаманын нымдуулугу, ошондой эле догоонун узундугун узартуу бириккен жердин металлында поралардын (тешикчелердин) пайда болуусуна алып келет. Ширетүү алдында 1 сааттын ичинде
350...400 ° С температурада электроддорду кызытуу зарыл. Жогору
сапаттуу бириккен жерлерди алуу үчүн жасалганы даярдоого байланыштуу талаптарды так аткаруу жана ширетүү процессинин технологиялык режимдерин сактоо абзел. Кээде фтордук-калцийдик деген
аталышка ээ, негизги каптамлары бар электроддор көмүртектүү, төмөн
легирленген жана легирленген болоттордон жоопкерчиликтүү конструкцияларды ширетүү үчүн багытталган.
90
Целлюлоздук каптамасы бар электроддор (Ц) өзүнө газдардын
көп көлөмүн пайда кылуу үчүн органикалык түзүүчүлөрдү (целлюлоза, чөп уну ж. б.) көп камтыйт (50 пайызга чейин). Шлакты пайда
кылуучу компоненттер катары адатта рутилди, карбонатты жана алюмосиликаттарды колдонушат, кээде (СаО · 3MgO · 4SiO2) асбестти
кошушат, эриген металлды кычкылдантуу үчүн – ферромарганецти.
Ширетүү учурунда электроддун чүркөсүндө догоодон суюк металлды
четтетүүчү жана негизги металлдын терең ширетилишин камсыз кылуучу, газдардын багыттуу агымынын пайда болуусуна түрткү берүүчү
эрибеген каптамадан конустук втулка пайда болот. Бул электроддорду
(ВСЦ-4А маркасынын ж. б.) өткөрмө түтүктөрдүн бурулбас ашташкан
жерлеринин тамырлуу катмарын жогорудан төмөн көздөй так ыкмасы
менен 25 м/с жетүүчү ылдамдыкта ширетүү үчүн колдонушат. Алар
бириккен жердин дурус болгон арткы тарабын алууга мүмкүндүк берет, бул анын ичинен кайра ширетилиш зарылчылыгын жокко чыгарат. Бардык мейкиндиктик абалдарда төмөн легирленген болоттордон
жоопкерчиликтүү конструкцияларды ширетүү учурунда толтуруучу
жана беттелүүчү (капталуучу) бириккен жерлерди коюу үчүн багытталган, мисалы ВСЦ-60 маркасынын электроду.
Рутилдик каптамасы бар электроддордун (Р) шлакты пайда кылуучу негизин түзүшөт: 45 пайызга чейин рутилди камтыган рутилдик
концентрат (TiO2); слюддун – алюмосиликаттары (К2О · 3Аl2O3 · 6SiO2 ·
· 2H2O), талаа шпаты (К2О · Аl2O3 · 6SiO2), каолин (Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O)
ж. б.; карбонаттар – мрамор (СаСО3) жана магнезит (MgСО3). Эритилген металлды газдык коргоо органикалык бирикмелерди (5 пайызга
чейин) киргизүү жана, ошондой эле карбонаттарды ажыратуу менен
камсыз кылынат. Эриген металл ферромарганец менен кычкылдандырылат жана легирленет. Рутилдик каптаманын кычкылдантуу жөндөмү
кычкылдыкына караганда төмөн болгондуктан андагы марганецтин
көлөмү аз жана анын гигиеналык мүнөздөмөлөрү көбүрөөк келет. Аэрозолдогу марганецтин оксиддеринин курамы кычкыл каптаманыкына
караганда ширетүү учурунда 3–5 эсеге азыраак болот. Эриген металлдын сапаты боюнча бул электроддор кычкыл жана негизги каптамалары бар электроддор ортосунда аралык абалды ээлешет.
Рутилдик каптамасы бар электроддор дурус ширетүүчү-технологиялык касиеттерге ээ: негизги металлга салмактуу өтүү менен бириккен жердин калыптанышына, эритменин аз чачырашына, шлактын
оңой ажырашына, бардык мейкиндиктик абалдарда ширелишине, үз91
гүлтүксүз жана алмашма токто догоонун туруктуу күйүүсүнө шарттарды түзөт. Бириккен жердин металлы догоонун узундугу чайпалуусу
жана кычкылданган жана булганган бети бетти ширетүү учурунда аз
болсо да пораларды (тешикчилерди) пайда кылуу жөндөмдүүлүккө ээ.
Эритилген металл химиялык курамы боюнча жай салмактуу же салмактуу болотко шайкеш келет. Бул түрдүн каптамасы АНО-4, ОЗС-12
ж. б. маркалардын электроддоруна ээ.
Эритменин коэффициентин жогорулатуу үчүн бул түрдүн каптамасына темирдин күкүмүн киргизишет. Анын каптамадагы 35 пайыздан
ашпаган массалык үлүшүндө (АНО-5, ОЗС-6 ж. б. маркалардын электроддорунда) ширетүүнү ар кандай мейкиндиктик абалдарда аткарууга
болот. Курамында 50...65 пайыз темир күкүмдүү каптамалары бар
электроддор (АНО-1, ОЗС-3 ж. б.) жасалгалардын 10...20 мм болгон калыңдыгында чоң узундуктагы бириккен жерлерди жогору өндүрүмдүү
ширетүү үчүн багытталышкан. Ширетүү ваннасынын металлын төмөн
көмүртектүү темир күкүмү менен аралаштыруу менен кристаллдашкан жаракалардын пайда болуусуна карата бириккен жердин металлынын туруктуулугун олуттуу турдө жогорулатууга болот. Рутилдик
каптамасы бар электроддорду ажыратмага 490 МПа чейин убактылуу
каршылык көрсөтүү менен көмүртектүү жана төмөн легирленген болоттордон металл конструкцияларды жана өткөрмө түтүктөрдү ширетүү үчүн колдонушат.
Аралашма түрүндөгү каптамалары бар электроддорго кычкылцеллюлоздук (АЦ), рутилдик-негизги (РБ) – рутилдик-карбонаттык же
карбонаттык-рутилдик, кычкыл-рутилдик (АР), рутилдик-целлюлоздук (РЦ), ж. б. түрдөгү каптамалары бар электроддор кирет. Кычкылцеллюлоздук каптамасы бар электроддор үзгүлтүксүз жана алмашма
ток менен көмүртектүү жана төмөн легирленген болоттордон (1..3 мм
калыңдактагы) жука листтүү конструкцияларды ширетүү үчүн багытталган. Кычкыл-рутилдик каптамасы бар электроддорго (илменттик)
ОММ-5, АНО-6, АНО-6М, АНО-17 ж. б. маркалардын электроддорун
киргизишет. Алардын курамында илменит (FeO · TiO2) бар жана алар
үзгүлтүксүз жана алмашма ток менен бардык мейкиндиктик абалдарда
көмүртектүү болоттордон конструкцияларды ширетүү үчүн багытталышкан.
Рутилдик-негизги каптамалары бар электроддор рутилдик жана
негизги каптамалардын артыкчылыктарын бириктирүү аракетинен
улам пайда болгон. Алар ширетилген металлдын ийкемдүүлүгүнө жана
92
эпкиндик жабышкаактыгына жогору талаптар коюлуучу, ажырымга
490 МПа чейин убактылуу каршылык көрсөтүү менен көмүртектүү
жана төмөнлегирленген жасаларгаларды ширетүү үчүн багытталган.
Рутилдик-негизги каптамасы бар электроддорго МР-3, АНО-30,
ОЗС-28 ж. б. маркалардагы электроддор кирет.
Көрсөтүлгөн каптамалардын түрлөрүнөн сырткары атайын
электроддук каптамалар бар: гидрофобдуу, түстүү металлдарды
жана алардын эритмелерин ж. б. ширетүү жана эритүү үчүн. Гидрофобдуу каптамалар өзгөчө нымдуулук шартында ширетүү иштерин аткаруу үчүн багытталган: абанын жогору нымдуулугунда, суу астында
ж. б. у. с. Аларга полимердештирүү процесси учурунда каптаманынын
бөлүкчөлөрү ортосундагы пораларды (тешикчелерди) толтуруучу жана
анын ички катмарларына нымдын кирип кетүү жолун буучу атайын
гидрофобдуу полимерден 10 пайыз кошушат.
Жаткан жана жантайган электрод менен ширетүү үчүн НЭ-1,
НЭ-5, ОЗС-17Н ж. б. маркадагы атайын электроддорду колдонушат.
Бул учурда көпчүлүк убакта чоң калыңдыктагы, диаметри 8 мм чейин
узартылган (2 м чейин) конструкцияларды пайдаланышат.
Каптаманын жана өзөктүн конкреттүү курамын ушул электроддун
маркасы аныктайт. Анын белгилөөсү адатта электрод иштелип чыккан
уюмдун башкы тамгаларын жана иштеп чыгуунун иреттик номурун
камтыйт.
Колго догоо менен ширетүү үчүн багытталган электроддор төмөнкү белгилери боюнча классификацияланат: каптаманын калыңдыгы жана тиби; бириккен жердин металлынын механикалык касиеттери ж. б.
9466-75 ГОСТна ылайык электроддордун 116 тиби чыгарылат. Болотторду ширетүү жана эритүү үчүн электроддор милдети боюнча төмөнкү класстарга бөлүштүрүлгөн:
• ажырымга убактылуу каршылыгы бар, σв < 600 МПа
(60 кгс/мм²) – У (шарттуу белгилениши) бекемдүүлүк чегине
ээ болгон көмүртектүү жана төмөн легирленген конструкциялык болотторду ширетүү үчүн;
• с σв >> 600 МПа – Л легирленген конструкциялык болотторду
ширетүү үчүн;
• жылуулукка туруктуу болотторду – Т ширетүү үчүн;
• өзгөчө касиеттерге ээ жогору легирленген болотторду – В ширетүү үчүн;
• өзгөчө касиеттерге ээ үстүңкү катмарларды – Н эритүү үчүн.
93
Көрсөтүлгөн стандарт электроддордун өлчөмдөрүн, каптамалардын калыңдыгын жана типтерин, шарттуу белгилерин, жалпы техникалык талаптарын, кабыл алуу эрежелерин жана сыноо ыкмаларын
регламенттейт.
Ширетүүнүн жана эритүүнүн мүмкүн болгон мейкиндиктик абалдары боюнча электроддор 4 түргө бөлүнөт:
• бардык абалдар үчүн – индекс 1;
• туурасынан кеткенден башкасы өйдөдөн ылдый көздөй бардык
абалдар үчүн – индекс 2;
• вертикалдуу мейкиндиктеги астынкы, горизанталдуу жана вертикалдуу ылдыйдан жогору индекси 3;
• узунунан кеткен абалда төмөнкү, туурасынан кеткен жана туурасынан төмөндөн жогоруну көздөй – индекс 4.
Ширетүү жана эритүү учурунда колдонулуучу токтун түрү жана
карама-каршылыгы боюнча, ошондой эле 50 Гц жыштыгындагы алмашма токтун азыктануу булагынын бош жүрүүсүнүн номиналдык
чыңалуусу боюнча электроддорду 3.6-таблицада көрсөтүлгөн түрлөргө бөлүп карашат.
Электроддордун шарттуу белгилөөсү тиешелүү маалыматтарды
камтышы керек, алардын жайгашуу тартиби 3.2-сүрөттө көрсөтүлгөн.
3.6-таблица
Ширетүү тогунун түрүнө жана карама-каршылыгына жараша
электроддордун түрлөрүнүн белгилениши
В, алмашма тоҮзгүлтүксүз гунун булагынын
токтун бош жүрүшүнүн
сунушчыңалуусу
талуучу
карама- номи- четтөөкаршы- налдуу лөрдүн
чеги
лыгы
Үзгүл- В, алмашма тотүксүз гунун булагынын
Элект- токтун бош жүрүшүнүн Электчыңалуусу
роддун
роддун сунушбелги- талуучу
белгилениши карама- номи- четтөө- лениши
каршы- налдуу лөрдүн
чеги
лыгы
Каалаган
Тескери
50
±5
Каалаган
Түз
Тескери
94
50
±5
0
Түз
4
70
± 10
5
Тескери
6
1
Каалаган
7
2
Түз
3
Тескери
90
±5
8
9
1
2
3
4
5
6
11
Е
7
8
9
,
12
10
а
б
3.2-сүрөт. 9466-75 (а) ГОСТ ылайык көмүртектүү жана төмөн легирленген
конструкциялык болотторду ширетүү үчүн капталган электроддордун шартуу
белгилениши жана Э64А (б) тибиндеги электродун маркирлөө мисалы:
1 – тиби; 2 – маркасы; 3 – электроддордун милдети; 5 – каптаманын калыңдыгынын
белгилениши; 6 – электроддордун тобу; 7 – 9466-75 ГОСТ боюнча эриген металлдын
жана бириккен жердин металлынын мүнөздөмөлөрүн көрсөтүүчү индекстердин тобу.
10052-75 ГОСТ же 10051-75; 8 – каптаманын түрүнүн белгилениши; 9 – ширетменин
жана эритменинин мүмкүн болгон мейкиндиктик абалдарынын белгилениши;
10 – ширетүү жана эритүү учурунда колдонулуучу токтун, үзгүлтүксүз токтун жана
50 Гц жыштыгындагы алмашма токтун ширетүү догоосунун азыктануу булагынын
бош жүрүшүнүн номиналдуу чыңалуусунун белгилениши; 11 – (9466-75 ГОСТ)
болоттун классы боюнча стандарт; 12 – Электроддун тибине болгон стандарт;
Е – электроддун шарттуу белгилениши; (5) – түз карама-каршылык (электроддо)
Толук шарттуу белгилөөсү этикеткаларда же электроддору бар коробкаларда, пачкаларда жана ящиктерде көрсөтүлүшү керек.
Документтердин бардык түрүндө электроддордун кыскартылган
шарттуу белгилери келтирилген, ал өзүнө алардын маркасын, диаметрин жана тобун, о. э. (9466-75 ГОСТ) стандартын же конкреттүү марканын электроддоруна болгон техникалык шарттарын камтыйт.
Мисалы, арткы карама-каршылыктагы (0) алмашма токто бардык
мейкиндиктик абалдарда ширетүү үчүн (1) негизги каптамасы бар (Б),
эриген металлдын жана бириккен жердин металлынын мүнөздөмөлөрүн көрсөтүүчү (432) индекстер тобу жана 9467-75 ГОСТ боюнча
аныкталган, 2-топтогу, калың каптамасы бар (Д), көмүртектүү жана төмөнлегирленген болотторду ширетүү үчүн пайдаланылуучу, диаметри
3 мм болгон УОНИ-13/45 маркасындагы Э46А (ГОСТ 9467-75) тибиндеги электроддор үчүн толук белгилөөлөр 3.2-сүрөттө келтирилген, ал
эми кыскартылган белгилөө техникалык документтерде УОНИ -13/453,0-2 9466-75 ГОСТ түрүндө берилген.
Жылуулукту сактоочу болотторду ширетүү үчүн электроддордун белгилөөсү. 9467-75 ГОСТ ылайык жылуулукту сактоочу болот95
торду ширетүү үчүн электроддордун 9 тиби каралган. Электроддорду классификациялоо негизине эриген металлдын химиялык курамы
жана анын механикалык касиеттери – ажырымга убакыттын болгон
каршылыгы, салыштырмалуу узартуу жана эпкиндүү жабышкаактык
салынган.
Электроддордун типтеринин белгилөөсү Э индексинен (догоо ширетүү үчүн электроддор) жана андан кийин кетүүчү сандан жана тамгадан турат. Алгачкы эки сан эритилген металлдагы көмүртектин орточо
курамына жүз пайыз шайкеш келет. Негизги химиялык элементтердин
орточо курамы химиялык элементтердин тамгалуу белгилөөсүнөн кийин сан түрүндө көрсөтүлгөн: А – азот; Б – ниобий; В – вольфрам;
Г – марганец; К – кобальт; М – молибден; Н – никель; Р – бор; Т – титан; Ф – ванадий; Х – хром.
Жылуулукту сактоочу болотторду ширетүү үчүн электроддорго эриген металлдын жана бириктирлген жердин металлынын узакка чейин болгон бышыктык көрсөткүчтөрүн нормалдаштырылуучу,
максималдуу температураны көрсөтүүчү кошумча индекс киргизилет
(0–450 ° С төмөн, 1 – 450...465 ° С, 2 – 470...485 ° С, 3 – 490...505 ° С,
4 – 510...525 ° С, 5 – 530...545 ° С, 6 – 550...565 ° С, 7 – 570...585 ° С,
8 – 590...600 ° С, 9 – 600 ° С жогору).
Өзгөчө касиеттери бар жогору легирленген болотторду ширетүү үчүн электроддордун белгилөөсү. 10052-75 ГОСТ боюнча мартенситтик-ферриттик, ферриттик, аустендик-ферртиттик, аустендик
классындагы кромдук-никелдик болотторду, коррозиялык-туруктуу,
ысыкка туруктуу жана ысыкка чыдамдуу жогорулегирленген болотторду ширетүү үчүн электроддордун 49 тиби аныкталган. Электроддорду классификациялоо негизине эриген металлдын химиялык курамы жана механикалык касиеттери киргизилген. Электроддордун кээ
бир типтери үчүн бириктирилген жердин металлынын түзүмүндө ферриттик фазанын болушу, кристаллдар ортосундагы каршы коррозиянын жана бириктирилген жердин металлынын узакка болгон бекемдик
көрсөткүчтөрүнүн регламеттелген максималдуу температурасы дагы
нормалдаштырылат.
Э символунун артынан кетүүчү, электроддордун типтерин белгилөөдө алгачкы эки сан эриген металлдагы көмүртектин орточо курамын жүз пайыздык үлүштө көрсөтөт. Химиялык элементтердин тамгалык белгилөөлөрүнүн артынан кетүүчү сандар элементтин орточо
курамын пайыз менен аныктайт. Эгер эриген металлдагы элементтин
курамы 1,5 пайыздан төмөн болсо, анда сандар коюлбайт. Эриген ме96
таллда кремнийден 0,8 пайызга чейин жана марганецтен 1,6 пайзыга
чейин болгон орточо курамында С жана Г тамгалары коюлбайт (мисалы, Э-12Х11НВМФ тибин карап көргүлө). Механикалык касиеттердин
келтирилген көрсөткүчтөрү ширеткенден кийин же термикалык жактан иштеткенден кийинки металлды мүнөздөйт.
Эриген металлдын түзүмү эки фазалуу эмес болсо, анда эриген металлды мүнөздөөчү сандык индекс үч гана санды камтыйт. Б тамгасы
каптама негизги экенин билдирет; 3 саны – электрод төмөн келген тик
жана түз тегиздикте жана төмөндөн жогоруну көздөй болгон абалдарда
ширетүү үчүн жарактуу; О – тескери карама-каршылыктагы алмашма
токто ширетүү үчүн.
Өзгөчө касиеттери бар сырткы картмарларды эритүү үчүн
электроддордун белгилөөсү. 10051-75 ГОСТ эритме жумуштары
үчүн электроддордун 43 тибин регламенттейт. Бул стандартта эриген
металлдын химиялык курамы жана анын катуулугу аныкталган. Эритилген металлдын химиялык курамынын белгилениш принциби буга
чейин баяндалгандай эле: көмүртектин орточо курамы жүз пайыздык
үлүштө, ал эми негизги химиялык элементтердики – тамгалык символдордон кийин көсөтүлүүчү проценттер менен. Электроддун тибине
жараша эритилген металлдын катуулугунун көрсөткүчтөрү анын тикеден-тике эриткенден кийин же болбосо термиттик иштетилгенден
кийинки абалына байланыштуу болот.
Эритилген металлдын катуулугун мүнөздөө үчүн эки сандык индекс каралган. Биринчи сан HRC катуулугун мүнөздөйт: 0 – 19 кем
эмес; 1 – 19...27; 2 – 28...33; 3 – 34...38; 4 – 39...44; 5 – 45...50; 6 – 51...56;
7 – 57...60; 8 – 61...63; 9 – 63төн жогору. Экинчи сан регламенттөөчү
катуулукту алуу шарттарын көрсөтөт: 1 – тикеден-тике эриткенден кийин; 2 – термиттик иштетүүдөн кийин.
Жезди, алюминийди жана алардын эритмелерин ширетүү үчүн
электроддор атайын техникалык шарттарга ылайык стандарттар боюнча даярдалат.
Жезди жана анын эритмелерин ширетүү үчүн электроддордун металл өзөкчөлөрүнүн курамы 16130-90 ГОСТ менен регламенттелүүчү,
ширетилген зымдардан жана чыбыктардан же башка курамдагы уютулган өзөкчөлөрдөн жасалат. Каптамалар болотторду ширетүү үчүн
электроддордун каптамалары сыяктуу эле компоненттерди камтышы
мүмкүн (шлакты пайда кылуучулар, кычкылдантуучулар ж. б.). Кургак
шихтаны суюк айнекте аралаштырышат.
97
Алюминийди жана анын эритмелерин ширетүү үчүн электроддордун металл өзөкчөлөрүн 7871-75 ГОСТна ылайык ширетүү зымынан
алышат. Каптаманын негизи катары щелочтуу жана щелочтуу кыртыштык металлдардын галоиддик туздары, ошондой эле криолит кызмат
аткарышат. Кургак шихтаны сууда же аш тузунун суу аралашмасында
аралаштырышат, анткени шихтанын компоненттери менен химиялык
жактан өз ара аракеттенишүүчү суюк айнекти пайдаланган учурда
аралашма тез катып кетет. Мындан тышкары кремний суюк айнектен
калыбына келүү менен жана бириктирилген жердин металлына кирүү
менен анын касиеттерин начарлатат.
Чоюнду ширетүү үчүн электроддордун металл өзөкчөлөрүн болоттон же жез-никелдик эритмелерден даярдашат. Мындан тышкары
алар бириктирилген болушу мүмкүн (мисалы, жез-болоттук, темирникелдик). Бул электроддордун каптамалары үчүн болот электроддору үчүн колдонулган компоненттер колдонулат. Болот өзөкчөлөрү бар
электроддордун каптамасына көмүртекти, кремнийди ж. б. графизаторлорду, ошондой эле титанды, ванадийди ж. б. карбид сыяктууларды колдонушат. Металл өзөкчөлөрү чоюндан даярдалган, кокилге уютулган же кумдуу калыпка келтирилген электроддор дагы колдонулат.
Каптаманын кургак компоненттерин суюк айнекте аралаштырышат.
Электроддорду таңгактоо жана сактоо. Электроддордун каптамалары өзүнө абадагы нымдуулукту сиңирүүчү калцийдин бирикмелерин, органикалык компоненттерди ж. б. гидроскопиялык кошулмаларды камтышат. Ным болгон электроддор менен ширетүү учурунда
догоонун күйүү туруктуулугу начарлайт, бириктирилген жер оромо
диффузиялык суутек менен каныктырылат, бул поралардын (тешикчелердин) жана жаракалардын пайда болушуна алып келет. Каптамада
нымдуулуктун болушуна курчаган чөйрөнүн нымдуулугу жана температурасы ошондой эле электроддордун абада болуу узактыгы таасир
этет, ошондуктан аларды герметикалуу идиште сактоо зарыл.
Россиялык стандарт боюнча төмөнкү электроддорду алып келүү
сунушталат:
• герметикалуу желим коробкаларда (пеналдарда);
• кагазга таңгакталган, электроддордун бир тобун камтыган полиэтилен герметикалуу металл коробкаларда;
• кабыгы менен герметикалуу жабылган картон коробкаларда;
• нымдуулукка туруктуу кагазга оролгон жана картон коробкаларга жайгаштырылган кутучуларда.
98
Кутудагы электроддордун массасы алардын 2,5, 3...4 кем эмес
диаметринде жана 4,0 мм жогору болгон учурда 3,5 жана 8 кгдан ашпоосу зарыл.
Электроду бар ар бир коробка же куту төмөнкү маалыматтарды
камтыган этикетка же маркировка менен камсыздалышы керек: даярдоочунун аталышы же товардык белгиси; электроддордун партиясынын номуру; коробкадагы же кутучадагы электроддордун массасы;
шарттуу белгилөөсү; колдонуу облусту; электроддордун диаметрине
жана ширетменин же эритменин мейкиндиктик абалына жараша ширетүү тогунун режимдери; ширетүүнү же эритүүнү аткаруунун өзгөчө
шарттары; электроддордун шарттуу белгисинде көрсөтүлбөгөн, бириктирилген жердин металлынын, эритилген металлдын же ширетилген
бирикменин механикалык жана атайын касиеттери; электроддорду
колдонуудан мурун каптамадагы нымдуулуктун уруксат берилүүчү
курамы; электроддорду кайра кызытуу режими. Аталган маалыматтар
(эки алгачкы позициялардан тышкары) конкреттүү марканын электроддоруна карата болгон стандартка же техникалык шарттарга шайкеш
келиши керек.
Электроддору бар кутучуларды же коробкаларды картондон, 4 мм
калыңдыктагы жыгач-булалуу плиталардан же жыгачтан жасалган
ящиктерге жайгаштыруу абзел. Көрсөтүлгөн материалдардан жасалган таңгакталуучу ящиктердин брутто массасы 32, 50 жана 80 кгдан ашпоосу керек. Мындан тышкары электроддорду жабык типтеги ящиктик металл түбүнө жана иригабариттүү жыгач ящиктерге
салууга уруксат берилет. Бул учурда брутто массасы 1100 кгдан, ал
эми таңгактын бийиктиги – 600 ммден ашпоосу зарыл. Даярдоочунун
жана колдонуучунун макулдашуусу боюнча электроддору бар кутуларды жана ящиктерди толук жүктөө жана ярустар ортосуна текчелерди орнотуу шарты менен универсалдуу ортотонналуу контейнерлерге
жайгаштырууга уруксат берилет, бирок ярустун бийиктиги 600 ммден
ашпоосу керек.
Ар бир ящикке (поддонго) «Этият болгула, өтө эле назик» жана
«Нымдуулуктан коркот» деген манипуляциялык белгилерин камтыган
транспорттук маркировканы, ал эми анын капталдагы бетине электроддору бар кутучулар жана коробкалар үчүн каралган окшош этикетканы чапташат.
Электроддордун ар бир партиясы электроддордун 9466-75 ГОСТ
талаптарына жана ушул маркадагы электроддорго карата болгон стандартка же техникалык шарттарга жооп беришин тастыктоочу сер99
тификат менен коштолот. Сертификатта даярдоочунун аталышы же
товардык белгиси; электроддордун белгилөөсү; партиянын номуру
жана даярдалыш датасы; партиянын килограммдык нетто массасы;
стандарттын же техникалык шарттардын белгилөөсүн көрсөтүү менен
электроддук өзөкчөлөрдүн зымдарынын маркасы; эриген металлдын
химиялык курамы; конкреттүү маркадагы электроддордун кабылдаптапшыруучу мүнөздөмөлөрүнө ээ, бириктирлиген жердин металлынын, эритилген металлдын же ширетилген бирикменин механикалык
жана атайын касиеттеринин (мүнөздөмөлөрүнүн) көрсөткүчтөрүнүн
мааниси көрсөтүлүшү керек.
3.3. Коргоочу газдарда догоо менен ширетүү
үчүн материалдар
Инерттүү газдар жана алардын касиеттери. Аргон – түссүз,
уусуз газ, абадан дээрлик бир жарым эсе оор келет (3.7-таблица). Аргон көп элементтер менен химиялык бирикмелерди пайда кылбайт.
Металлдарда аргон суюк абал менен кошо катуу абалда да эрибейт.
Өндүрүштө аргонду абадан ажыратуучу колонкалар менен андан
соң терең муздатуу жана фракциялык перегонка кылуу менен тандал3.7-таблица
0 ° С температурада
жана 1033 Па
басымындагы
тыгыздык, г/м³
Кайноо температурасы, ° С
Жылуулук өткөргүчтүк, Вт/(м · ° С)
20 ° С температурда, Дж/(кг · ° С)
салыштырмалуу
жылуулук сыймдуулугу 1 т
Газдардын физикалык касиеттери
Аргон
39,944
–
1,7833
–185,5
187
0,542
Гелий
4,003
–
0,17847
–268,9
1558
5,213
Азот
14,008
28,016
1,251
–196
251
–
16
32
1,429
–183
262
0,9149
1,008
2,016
0,8988
–259
1754
–
–
29
1,293
–190
280
1,006
Газ
Кычкылтек
Суутек
Аба
100
Атом- Моледук кулалык
масса масса
ма буулануу жолу аркылуу алышат. Мындай жол менен алынган аргон
кычкылтектин бир аз өлчөмүн камтыйт. Кычкылтектен андан ары тазалоо аргондо суутекти жалынсыз күйгүзүү менен же башка ыкма менен
жүргүзүлөт. Таза аргондо баары бир кычкылтектин, азоттун жана нымдуулуктун бир аз көлөмү калып калат. Түстүү металлдардын ар кыл
эритмелерин ширетүү үчүн ар кандай жыштыктагы аргон талап кылынгандыктан, өндүрүшкө анын үч маркасы чыгарылат (3.8-таблица).
3.8-таблица
Газ түрүндөгү аргондун компоненттеринин массалык үлүшү, %
(10157-79 ГОСТ)
О2
N2
Маркасы
Ar, аз эмес
А
99,99
0.003
0,01
Б
99,96
0,005
0,04
В
99,90
0.005
0,10
Ным
Көп эмес
0,03
А маркасындагы аргонду активдүү жана сейрек кездешүүчү металлдарды жана алардын эритмелерин (Ti, Zr, Nb) ширетүү учурунда,
Б маркасындагыны – магнийдин, алюминийдин негизиндеги эритмелерди ширетүү учурунда, В – коррозиялык-туруктуу, ысыкка чыдамдуу
жана ширендиге туруктуу болотторду ширетүү учурунда колдонуу сунушталат.
Аргон 15 МПа басымында газ түрүндө же суюк муздатылган абалда (Т < – 186 ° С, р = 0,1...1 МПа) баллондорго берилет, транспорттолот
жана сакталат.
Көмүртектүү легирленген болотторду эрүүчү электрод менен ширетүү үчүн курамында О2 1...5 пайыз болгон аргон керек. Мындай аргон курамы боюнча В маркасындагы аргондукуна жакын.
Өндүрүштө гелийди аргонго караганда аз өлчөмдө колдонушат.
Гелий көпчүлүк элементтер менен химиялык бирикмелерди пайда
кылбайт. Гелий – түссүз газ, жыты жана даамы жок, уулуу эмес, катуу
телолор аркылуу жакшы диффузияланат, абадан жана аргондон бир
кыйла жеңил келет (3.7-таблицаны карагыла). Гелийди аларды суютукка айлантуу менен жаратылыш газынан алышат. Ширетүү үчүн жогору
жыштыктагы жана сорттогу А гелийди колднушат (3.9-таблица).
101
3.9-таблица
Гелийдин компоненттеринин массалык үлүшү, % (ТУ-51-689-75)
Көп
эмес,
Не
Н2
Жогорку
жыштыктагы
99,985
0,0025
0,005
А
99,950
0,008
0,02
Сорту
N2
Көмүртектүү
суутектер
Ne
0,002
0,003
0,002
0,005
0,007
–
O2
көп эмес
Гелий p = 15 МПа басымында газ абалында же p ≤ 2 МПа басымында суюктукка айлантылган абалда болоттон жасалган баллондордо транспорттолот жана сакталат. Гелийдин баасы аргондукуна
караганда жогору келет, аны негизинен химиялык жактан таза жана
активдүү материалдарды жана алардын эритмелерин, ошондой эле
алюминийдин жана магнийдин негизиндеги эритмелерди ширетүү
учурунда колдонушат.
Аргондун жана гелийдин аралашмалары практика жүзүндө кээде
гана колдонулат (Ar 50 пайыз + He 50 пайыз жана 40 пайыз Ar + 60
пайыз He).
Ширетүү өндүрүшүндө азот чектелүү колдонулат. Аны азоттун өзү
инерттүү газ катары саналган жезди жана анын эритмелерин ширетүү
үчүн колдонушат. Башка көпчүлүк металлдарга ал активдүү, көпчүлүк учурда зыяндуу газ болуп саналат. Азот – түссүз газ, уулуу эмес
(3.10-таблица).
3.10-таблица
Азоттун компоненттеринин көлөмдүү үлүштөрү, % (9293-74 ГОСТ)
Азоттун абалы
N2, аз эмес
О2, көп эмес
Газ түрүндөгү:
электрвакуумдук
1-сорттогу
2-сорттогу
99,9
99,5
99.0
0,1
0,5
1,0
Суюк
96,0
4,0
Эрибөөчү электроддор. Эрибөөчү электроддор катары артыкчылыктуу вольфрамдын өзөкчөлөрү колдонулат. Пайдаланылуучу
102
вольфрамдык электроддор 23949-80 ГОСТнун талаптарына жооп бериши керек. Волфрамдык электроддор лантандын (ЭВЛ), иттрийдин
(ЭВИ), диоксиддик торийдин (ЭВТ) оксиддеринин активдештирүүчү
кошулмаларын камтышы мүмкүн. Бул кошулмалар күйүүнү жеңилдетет жана догоонун күйүүсүн кармайт, электроддун эмиссиялык
туруктуулугун жогорулатат. Эң кеңири жайылтылган электроддор
болуп максималдуу токтук жүктөмгө туруштук берүүчү, 0,5...10 мм
диаметриндеги ЭВЛ жана ЭВИ электроддор саналат. Вольфрамдык
электроддордун кычкылдануусунан жана алардын тез эле бузулуусунан улам коргоо үчүн кычкылтеги бар газдарды пайдаланууга уруксат
берилбейт.
Вольфрамдык электрод менен аргодогоолук ширетүү үзгүлтүксүз
же алмашма токто, присадочный зымды берүү менен же бербестен, аймактык же жалпы коргоо менен аткарылышы мүмкүн. Көпчүлүк металлдарды түз карама-каршылыктагы үзгүлтүксүз токто ширетишет.
Алюминийди, магнийди жана бериллийди ширетүүнү алмашма токто
жүргүзүшөт.
Түз карама-каршылыктагы алмашма токто ширетүү учурунда
электроддун термоэлектронддук эмиссиясы үчүн жакшы шарттар камсыз кылынат, анын туруктуулугу жана токтун уруксат берилүүчү чеги
жогору келет (3.11-таблица). Түз карама-каршылыкта догоо тез дүүлүгөт жана токтун тыгыздыгынын кеңири диапазонунда 10...15 В чыңалуусунда күйөт.
Тескери карама-каршылыктагы догоо маанилүү технологиялык касиетке ээ: анын таасири астында ширетилүүчү металлдын бетинде металлдын бетин тазалоо, үстүңкү оксиддерди жок кылуу жүрөт. Үстүңкү оксиддерди жок кылуу процесси катоддук чаңдоо аталышын алган
(катоддук тазалоо). Көрсөтүлгөн касиет үстүндө бекем оксиддик чел
кабыкка ээ болгон алюминийди, магнийди, бериллийди жана алардын
эритмелерин ширетүү учурунда колдонулат. Чел кабыкты жок кылуу
ширетилүүчү жасалга катод болгон учурда тескери карама-каршылыктагы ширетүүчү ток менен жарым аралыкта жүрөт. Муну менен бирдикте вольфрамдык электрод менен ширеткен учурда алмашма токто
түз жана тескери карама-каршылыктагы догоонун артыкчылыктары
жүзөгө ашырылат жана электроддун туруктуулугу жана жасалгадагы
үстүңкү оксиддердин бузулушу камсыз кылынат.
Алмашма токто ширеткен учурда вольфрамдык электроддун жумушчу учун жарым сфера түрүндө курчутушат. Алмашма токто ши103
3.11-таблица
Волфрамдык электроддун диаметрине жараша болгон токтун күчү жана
ширетүү тогунун түрү (коргоочу газ – аргон)
Таза
вольфрам
Таза
вольфрам
Токтун түрү
А тогу, электроддун диаметринде, мм
2
3
4
5
6
7
Үзгүлтүксүз түз
карама-каршылыктагы
507
170
370
470
560
–
Үзгүлтүксүз тескери
карама-каршылыктагы
30
40
55
65
85
110
Алмашма
20
50
80
220
260
310
Үзгүлтүксүз түз
карама-каршылыктагы
150
250
500
710
1000
–
35
45
60
80
100
125
100
160
220
280
340
410
Латандын
оксиди бар Үзгүлтүксүз тескери
вольфрам
карама-каршылыктагы
Алмашма
реткен учурда электроддун учун эки-үч диаметрге барабар узундукта,
60 ° бурчунда же төрт кырдык пирамида түрүндө курчутушат. Аны кичирейтүү үчүн коргоочу газды догоону дүүлүктүргөнгө чейин 10...15 с
мурун баштоо, ал эми газ агымында электродду муздатуу үчүн догоо
үзүлгөндө 5...10 с кийин бүтүрүү зарыл. Вольфрамдык электроддун
булгануусун алдын алуу үчүн электроддун учун жасалгага тийгизбестен конденсаторлордун осцилляторлорун же разрядын колдонуу менен, электроддун учун жасалгага тийгизбестен же бурчтуу өзөк менен
догоо аралыгын курчоо менен догоону дүүлүктүрүшөт.
Болоттон ширетилип жасалган зым. Болотторду ширетүү учурунда негизинен 2246-70 ГОСТ боюнча муздакты тартуучу болотту
ширетүү зымын колдонушат, ал 75 маркадагы зымдарды даярдоону
шарттайт. Легирлөө деңгээлине ылайык, 2246-70 ГОСТ боюнча ширетүү зымы төмөнкөмүртектүү, легирленген жана жогору легирленген
деп бөлүнөт.
Төмөнкөмүртектүү зымды алты маркада жасашат: Св-08, Св-08А,
Св-08АА, Св-08ГА, Св-ЮГА жана Св-10Г2.
Легирленген зымды отуз маркада жасашат: Св-08ГС, Св-12ГС,
Св-08Г2С, Св-ЮГН, Св-08ГСМТ, СВ-15ГСТЮЦА (ЭП-439), Св20ГСТЮА, Св-18ХГС, Св-ЮНМА, Св-08МХ, Св-08ХМ, Св-18ХМА,
104
Св-08ХНМ, Св-08ХМФА, Св-ЮХМФТ, Св-08ХГ2С, Св-08ХГСМА,
Св-10ХГ2СМА, Св-08ХГСМФА, Св-04Х2МА, Св-13Х2МФТ, Св08ХЗГ2СМ, Св-08ХМНФБА, Св-08ХН2М, Св-10ХН2ГМТ (ЭИ-984),
Св-08ХН2ГМТА (ЭП-111), Св-08ХН2ГМЮ, Св-08ХН2Г2СМЮ, Св06Н3 жана Св-10Х5М.
Жогору легирленген зымды отуз тогуз маркада жасашат: Св12Х11НМФ, Св-ЮХПНВМФ, Св-12Х13, Св-20Х13, Св-06Х14, Св08Х14ГНТ, Св-10Х17Т, Св-13Х25Т, Св-01Х19НЭ, Св-04Х19Н9, Св08Х16Н8М2 (ЭП-377), Св-08Х18Н8Г2Б (ЭП-307), Св-07Х18Н9ТЮ,
Св-06Х19Н9Т, Св-04Х19Н9С2, Св-08Х19Н9Ф2С2, Св-05Х19Н9Ф3С2,
Св-07Х19Н10Б, Св-08Х19Н10Г2Б (ЭИ-898), Св-06Х19Н10М3Т, Св08Х19Н10М3Б (ЭИ-902), Св-04Х19Н11М3, Св-05Х20Н9ФБС (ЭИ649), Св-06Х20Н11М3ТБ (ЭП-89), Св-10Х20Н15, Св-07Х25Н12Г2Т
(ЭП-75), Св-06Х25Н12ТЮ (ЭП-87), Св-О7Х25Н13, Св-08Х25Н13БТЮ (ЭП-389), Св-13Х25Н18, Св-08Х20Н9Г7Т, Св-08Х21Ш0Г6, Св30Х25Н16Г7, Св-10Х16Н25АМ6, Св-О9Х16Н25М6АФ (ЭИ-981А),
Св-01Х23Н28М3Д3Т (ЭП-516), Св-30Х15Н35В3Б3Т, Св-08Н50 жана
Св-06Х15Н60М15 (ЭП-367).
Милдетине жараша болоттон ширетилип жасалган зымды ширетүү үчүн зым (эритмелер) жана электроддорду даярдоо үчүн зым
(шарттуу белгиси Э) деп бөлүшөт. Зымды милдети боюнча бөлүштүрүү электроддорду даярдоо үчүн зымдын диматери боюнча өтө катаал
чектик четтөөлөр менен шартталган.
Бетинин түрү боюнча төмөн көмүртектүү жана легирленген зымды жезделген жана жезделбеген (О) деп ажыратышат. Зымдын бетин
жездентүүгө карата болгон атайын талаптар (жездин суммалык мазмунун кошкондо) техникалык шарттар менен аныкталат.
Керектөөчүнүн талабы боюнча зым электршлактык (Ш) же вакуумдук-догоолук (ВД) эритмеде же вакуумдук-индукциялык мештерде (ВИ) эритилген болоттон жасалышы керек. Муну менен бирдикте
зымдын металлына болгон кошумча талаптар (зыяндуу жана бөлөк
аралашмалардын курамына болгон нормаларды катуулатуу, газдардын,
металл эмес кошулмалардын ж. б. курамына болгон чектөөлөрдү киргизүү) тараптардын макулдашуусу астында аныкталат.
Ширетүү зымынын шарттуу белгисинде зымдын диаметри жана
маркасы, болотту даярдоо ыкмасын мүнөздөөчү тамгалар, зымдын
бетинин милдети жана түрү, ошондой эле стандарттын белгилөөсү
көрсөтүлөт.
Төмөн көмүртектүү жана легирленген зымда мышяктын көлөмү
0,08 пайыздан ашпашы керек. Керектөөчүнүн макулдугу менен Св-08
105
жана Св-08А маркасындагы зымдарда алюминийдин 0,05 пайызга чейин болгон калдыктуу курамына уруксат берилет. Св-08ГА, Св-ЮГА
жана Св-10Г2 маркасындагы төмөн көмүртектүү зымда жана легирленген зымда (алюминий менен легирленбеген) алюминийдин калдыктуу курамы 0,05 пайыздан ашпашы керек.
Молибден менен легирленбеген зымда молибдендин калдыктуу
курамы легирленген зымда 0,15 пайыздан жана жогору легирленген
зымда 0,25 пайыздан ашпоосу абзел.
Титан менен легирленбеген зымда титандын калдыктуу курамы
легирленген зымда 0,04 пайыздан жана жогору легирленген зымда
0,2 пайыздан ашпоого тийиш. Керектөөчүнүн талабына ылайык, Св04Х19Н11М3 жана Св-08Х21Н10Г6 маркасындагы зымда титандын
калдыктуу курамы 0,1 пайыздан ашпашы керек.
Ванадий менен легирленбеген легирленген зымда ванадийдин калдыктуу курамы 0,08 пайызга чейин уруксат берилүүчү, Св-08Х3Г2СМ
жана Св-10Х5М маркасындагы зымдардан тышкары 0,05 пайызда гана
болуусу кажет.
Жез менен легирленбеген зымдагы жездин калдыктуу курамы 0,25
пайыздан ашпоосу зарыл. Керектөөчүнүн талабы боюнча жездин калдыктуу курамы 0,2 пайыздан кем эмес болушу керек.
Жезделбеген бетүү зымды оролгон ором түрүндө чыгарышат.
Оромдордун өлчөмдөрү жана массасы 3.12-таблицадагы маалыматтарга шайкеш келиши абзел.
3.12-таблица
Бети жезделбеген зымдын оромдорунун өлчөмү жана массасы
Зымдын диаметри, мм
Зымдын оромунун
витокторунун
ички диаметри,
мм
0,3 жана 0,5
0,8
1,0 жана 1,2
1,4 жана 1,5
1,6 жана 2,0
2,5 жана 3,0
4...10
12
106
Зымдын оромунун массасы, кг, аз эмес
төмөн көмүртектүү
легирленген
жогору легирленген
150...300
200...350
200...400
300...600
300...600
2
5
20
25
30
2
5
15
15
20
1,5
3
10
10
15
400...600
500...750
600...800
40
30
20
Оромдогу зым (катушкада, кассетада) оромду бузуу жана кайта
жазуу мүмкүндүгүн жокко чыгаруу үчүн чаташтырыбаган жана тыкыр
байланган иретте оролгон бир кесиндиден турууга тийиш. Зымдын учтары оңой табылышы абзел. Бир эритмедеги зымдардын өзүнчө бөлүктөрүн контакттык бириктирип ширетүүгө уруксат берилет; муну менен
бирдикте ширетүү бирикмесинин тилкесиндеги зымдын бети 2246-70
ГОСТна шайкеш келиши керек.
Зымдын бети таза жана сыйгалак болуп, жарака, катмарлануу, чел
кабык, тапталуусу, раковиналар, забоиндер, ширендилер, дат, май ж. б.
булганычтар болбошу абзел. Зымдын бетинде тобокелчиликтер (ошондой эле узакка созулган), чийиндилер, аймактык быдыр жана өзүнчө
чуңкурчалар болушу мүмкүн. Көрсөтүлгөн кемчиликтердин тереңдиги
зымдын диаметрин сүрүп чыгаруу чегинен ашпашы керек.
Керектөөчүнүн талабы боюнча зым жакшыртылган бет менен чыгарылышы мүмкүн. Бул учурда зымдын бетинде майда волочилдик
тобокелчиликтер, чийилүүлөр, жылмалоонун изи, аймактык быдыр
жана диаметрди сүрүп чыгаруу 1/4 чегинен ашпаган, көрсөтүлгөн
кемчиликтердин ар биринин түбүндө өзүнчө чуңкурчалар болушу ыктымал.
Төмөн көмүртектүү жана легирленген зымдын бетинде графити
жана күкүртү жок самын майлоосунун издеринен башка технологиялык майлоолор болбошу керек.
Керектөөчүнүн макулдугуна ылайык, СВ-18ХГС жана Св-18ХМА
маркасындагы зымдарды коррозиядан сакташ үчүн бензинде жакшы
аралашуучу, нейтралдуу майлоочу майдын туташ катмары менен
майлашат.
Жогору легирленген зым ойдурулган жана агартылган абалда же
инерттүү атмосферада термиттик жактан иштетилгенден кийин ачык,
ачык-тунук эмес же боз беттеги, майлоочу майдын эч кандай тагы жок
абалда чыгарылышы керек.
Зым даярдоочу ишкананын техникалык көзөмөлү астында кабыл
алынышы керек. Даярдоочу жасалуучу зымдын 2246-70 ГОСТнун талаптарына жооп беришине кепилдик бериши абзел.
Болотторду ширетүү учурунда эрүүчү электрод жана присаддык
материал катары порошок түрүндөгү зымды колдонушат. Порошок
түрүндөгү зым металл каптамасынан жана порошок менен толтурулган (чубурма материалдар, ферроэритмелер жана металл порошоктору), 1,2...3,6 мм диаметриндеги үзгүлтүксүз электрод болуп
107
а
б
в
г
д
е
3.3-сүрөт. Порошок түрүндөгү зымдын конструкциялары:
а, б, в – жөнөкөй түтүктүү; г – кабын бир жолу ийүү менен;
д – кабын эки жолу ийүү менен; е – эки катмарлуу
саналат (3.3-сүрөт). Металл каптама – «жумшак», «өзгөчө жумшак»
абалдагы муздак прокатканын 08 кп маркасындагы төмөнкөмүртектүү болоттон жасалган – лента. Порошок сымал зымды бир эле учурда түтүктөрдү порошок менен толтуруп, лентаны түтүккө үзгүлтүксүз ороо менен атайын станоктордо жасашат. Бириктирилген жери
жок зымды (3.3-сүрөт) талаптануучу диаметрге чейин чоюу ыкмасы аркылуу порошоктуу шихта менен толтурулган, салыштырмалуу
диаметри чоң эмес болгон түтүктөн даярдашат.
Ата мекендик өндүрүш тарабынан шихтанын беш түрү бар зымдар чыгарылууда: рутилдик-целлюлоздук, карбонаттык-флюориттик,
флюориттик, рутилдик, рутилдик-флюориттик. Киндиктин (сердечниктин) массасынын зымдын массасына болгон катышы толтуруу
коэффициенти К3 деп аталат, ал төмөнкү формула боюнча аныкталат:
К3 = Мш / (Мш + Моб),
(3.13)
Мш – шихтанын массасы; Моб – кыртыштын массасы.
Адатта К3 = 0,15...0,4.
Ар кандай татаал кесиндилердин порошок сымал зымдарын даярдоо шихтанын жана кыртыштын массасынын катышын жөнгө салууга
мүмкүндүк берет, бирок мында зымды шихта менен бирдей толтуруу
кыйынга турат, анын ордуна түтүктүү конструкциядагы зымды даярдоо оңой болот.
108
Киндиктин (сердечниктин) шихтасынын түрүнө жараша порошоктуу зымдардын кошумча коргоосу барлары (адатта көмүркычкылдыктуу газы бар) же анысы жоктор деле колдонулат. Кошумча коргоосу
жок зымдар өзүн өзү коргоочулар деп аталат. Өзүн өзү коргоочу зымдар менен ширетүү учурунда эритилген металлдын корголуусу киндиктин (сердечниктин) шихтасынын газ жана шлакты пайда кылуучу
элементтеринин эсебинен жүзөгө ашырылат. Эреже катары кошумча
коргоосуз рутилдик-органикалык, карбонаттык-флюориттик жана
флюориттик зымдар колдонулат. Рутилдик жана рутилдик-флюориттик типтеги зымдарды көмүркычкыл газда ширетүү үчүн колдонушат;
бул зымдар газдык коргоочу деп аталат. Порошоктуу зымдардын тибин
бөлүктөрдүн ширетилип кошлуучу жерлеринин мейкиндиктеги абалына жана ширетилген бирикмеге болгон талаптарга жараша тандоого
болот (3.13-таблица).
3.13-таблица
Порошоктуу зымдардын мүнөздөмөлөрү
Зымдын
маркасы
ПП-АН1
ПП-АН3
БириктирилШиреШихтанын
Диаметр, Конструкген жердин
тилүүчү
негизги коммм
ция
мейкиндик- жасалгаларпонеттери
теги абалы дын мүнөзү
Рутил +
целлюлоза
2,8
3,0
ПП-ПН7
2,3
ПП-АН11
2,0...2,4
ЭПС-15/2
2,5
ПП-2ДСК
2,3
Узунунан
кеткен
жылчыгы бар
жөнөкөй
түтүктүү
Узунунан
кеткен
жылчыгы
бар татаал
түтүкчө
Мрамор +
эритмелүү
шпат
Төмөнкү
Жоопкерчиликсиз
Төмөнкү,
Тигинен
«төмөндөн
жогору
жогору»,
түз
Төмөнкү,
тигинен
«төмөндөн
жогору көздөй»
Жоопкерчиликтүү
Түз, шыптуу
Эритме
шпат
Эритме шпат
109
Порошоктуу зымдарды колдонуу электроддук металлдын жогору
чачыроосун – кадыресе болоттуу электроддук зымдардын кемчиликтерин (мисалы, Св-08Г2С) жоюуга, ошондой эле ширетилүүчү түйүндүн
бетинен металлдын жабышкан чачырандыларын жок кылууга мүмкүндүк берет. Порошоктуу зымдардын негизги артыкчылыгы болуп – ширетүү процессинин өндүрүмдүүлүгүн жогорулатуу болуп саналат.
Алюминийден жана алюминийдин эритмесинен жасалган ширетүү зымы. Алюминийди жана анын эритмелерин эритип ширетүү
учурунда негизинен он төрт маркадагы зымдын даярдалышын караган,
7871-75 ГОСТ боюнча алюминийдин жана алюминийдин эритмелеринин чоюлган жана пресстелген ширетүү зымын колдонушат.
Зымдын узунча тегереги диаметрдин чектик жантаюусунан
ашпашы керек. Диаметри 4 мм жана ашык болгон зымдын бети химиялык жактан иштетилет. Иштетилген соң зым бодуракайлыктын
Ra < 2,5 мкм параметри бар жылмакай бетке ээ болушу керек.
Оролгон зымдын тышкы кыркасы диаметри 100 мм болгон катушканын бетинин сырткы кырынан 5...7 мм жана 200, 300 жана 430 мм
болгон катушкалардыкынан 10...12 мм аралыкта болушу абзел.
Св-А97, Св-А85Т, Св-А5 жана Св-АМц маркасындагы алюминийдин эритмелеринин зымын катушкага ажырымга 100 МПа кем эмес
каршылык көрсөтүү менен көөлөнгөн абалда оролот, ал эми СВ-АМг3,
Св-АМг5, Св-1557, Св-АМг6, Св-АМг63, Св-АМг61, Св-АК5 жана Св1201 маркасындагы зымды керектөөчүнүн талабы боюнча көөлөнгөн
жана отжиг кылынган абалда орошот.
Катушкадагы зым бир тилкеде турушу керек. Бир эритмелүү зымдын тилкелерин бириктирип ширетүүгө болот, муну менен бирдикте
зым ширетүү ордунда стандарттын талаптарына жооп бериши абзел.
Диаметри 4 ммден кем болбогон зымды бети химиялык иштетүүдөн
өтпөгөн, узундугу 1 мден кем болбогон түрмөк жана боо түрүндө жасашат. Түрмөктүн ичики диаметри 750 ммден кем болушу керек.
Түрмөктөлгөн зым чел кабыгы, закаты, чуңкураюсу, заусеницалары, катмарланышы жок болгон жана өтө ийилбеген жылмакай бетке ээ
болушу зарыл. Тереңдиги (аларды жок кылуу учурунда) диаметрдин
чектик четтөөлөрүнөн жогору болгон зымдын бетинин айланасындагы
кемтиктерге жол берилбейт.
Зымдын бетинде быдыракайы жок ак жана кара тактардын, ошондой эле агымдын түсүнүн болушуна уруксат берилет.
Зым партия-партия болуп чыгат. Ар бир партия бирдей диаметрдеги зымдан, бир маркадагы эритмеден, бир эритмедеги жана бир массадагы зымдан турушу керек. Партиянын массасына чектөө жок.
110
Түрмөктөлгөн зымды суусуздандырылган силикагелдик-индикатордун порошогунун көзөмөлдүк баштыгы менен кошо полиэтилен
кабына салышат жана химиялык жактан иштетүүдөн кийин 30 мүнөт
өткөн соң курчаган абанын 20 пайыздан кем эмес болгон салыштырмалуу нымдуулугунда герметизациялашат. Таңгактын герметикалуулугун
көз болжол менен силикагелдик-индикатордун түсү боюнча аныктоого
болот. Эгер силикагелдик-индикатордун порошогунун өңү кызгылт
болсо, анда герметикалуулугу бузулду дегенге жатат.
Түрмөктөрү бар герметикалуу полиэтилен каптары картон, желим
жана жыгач ящиктерге таңгакталат.
Башка алюминийдик эритмелерден ширетилген ширетүү зымы
аныкталган тартипте иштелип чыккан, макулдашылган жана бекитилген техникалык шарттар боюнча даярдалат.
Жезден жана анын негизинде эритилген эритмелердин ширетүү зымы. Жезди жана анын эритмелерин ширетүү, эритүү жана каңдоо учурунда 16130-90 ГОСТу боюнча жездин жана жезден жасалган
эритмелердин ширетүү зымдарын жана чыбыкчаларын колдонушат.
Көрсөтүлгөн стандарт боюнча ширетүү зымын жезден жана анын
эритмелеринен он жети маркадагы түрүн жасашат: Ml; MCpl; MНЖ5-1;
МНЖКТ5-1-0,2-0,2; БрКМц3-1; БрОЦ4-3; БрАМцЭ-2; БрОФ6,5-0,15;
БрАЖМцЮ-3-1,5; Бр-Х0,7; БрХНТ; БрНЦр; БрНЦрТ; Л63; ЛО60-1;
ЛК62-0,5; ЛКБО62-0,2-0,04-0,5.
М1; М1р жана М3р маркасындагы жезден, БрКМц3-1; БрАМцЭ-2; БрАЖМцЮ-3-1,5; БрОЦ4-3 жана БрОФ6,5-0,15 маркасындагы
кололордон; Л63; ЛМц58-2; ЛО60-1 жана ЛЖМц59-1 маркасындагы
латундардан, ошондой эле МНЖ5-1 маркасындагы эритмеден жасалган зымдардын жана чыбыкчалардын химиялык курамы 859-2001
ГОСТнун, 493-79 ГОСТнун, 18175-78 ГОСТнун, 5017-2006 ГОСТнун,
15527-2004 ГОСТнун жана 17217-79 ГОСТнун талаптарына жооп бериши керек.
Зымдын бети жаракалары жана катмарланышы жок, таза жана
жылмакай болушу абзел. Зымдын жана чыбыктардын бетинде тереңдиги (аларды жок кылган учурда) диаметрдин чектүү четтөөлөрүнүн
жарымынан ашкан кемтиктерге (катмарлануу, тапталуу, раковина, чийилүү, тешилүү, чуңкураю ж. б.) жол берилбейт. Ойдургандан соң жана
жүгүртмө түсүнөн кийин беттеги кызаруу жараксыз деп табылбайт.
Жеткирилүүчү зым жумшак (Ж), жарым жартылай жумшак (ЖЖ)
жана катуу (К).
111
ЛК62-0,5 маркасындагы диаметри 2 мм болгон жумшак зымдын
шарттуу белгилөөнүн мисалы:
16130-90 ГОСТ боюнча ЛК62-Ю5-М-2 зымы.
Зым жана чыбыкчалар партия менен жеткирилет. Ар бир партия бир маркадагы зымдан жана чыбыкчалардан, бирдей диаметрде
жана жеткирменин бир абалынан турушу керек. Партиянын массасы
1000 кгдан ашпоосу тийиш.
16130-72 ГОСТда жездин жана жездик негиздеги эритмелердин
зымдарынын жана эритмелеринин милдети көрсөтүлгөн тиркеме камтылган. Башка маркадагы жездин жана анын эритмелеринин ширетүү
зымы аныкталган тартипте иштелип чыккан, макулдашылган жана бекитилген техникалык шарттар боюнча даярдалат.
Бөлөк металлдардан жана эритмелерден жасалган ширетүү
зымы. Никелди жана анын эритмелерин ширетүү учурунда диаметри 3...5 мм болгон Н-1 (2179-75) жана НП-1, НП-2 (492-2006) зымын колдонушат. Присаддык металл катары ошондой эле 492-2006
ГОСТ боюнча НМц-2,5 эритмесинен жана нихромдон (Х20Н80) жасалган зымды пайдаланышат. Никелди ширетүү үчүн титанды, алюминийди, марганецти, кремнийди камтыган НМцАТЗ-1,5-0,6 жана
НМцТК-1-1,5-2,5-0,15 (ТУ48-21-284-73) маркасындагы атайын комплекстүү-легирленген зымдар иштелип чыккан. Колону жана цинкти
ширетүү үчүн присаддык чыбыкчалар адатта негизги металлдыкындай
эле курамга ээ болот.
Күмүштү ширетүү үчүн алюминий менен кычкылдантылган
(А1 0,5...1 пайыз) же сейрек кездешүүчү металлдарды камтуучу күмүш зымды колдонушат. Бөлөк асыл металлдарды ширетүү учурунда присаддык металлдын курамы негизги металлдын курамынан эч
айырмаланбайт.
Титандык ширетүү зымы 1...7 мм диаметринде чыгарылат. Зым
таза жана ачыктандырылган бет менен ойдурулган жана дегазацияланган абалда жеткирилет (суутектин курамы 0,003 пайыздан кем эмес
болгон). ВТ1-00 зымы техникалык титанды ширетүү үчүн, ошондой
эле ВТ2св зымы менен бирге – α төмөн легирленген жана псевдо-αэритмелери; СПТ-2 жана СП-15 – жогору бышык α + β-эритмелери
колдонулат.
3.4. Флюс астында ширетүү үчүн материалдар
Флюс астында догоо менен ширетүү үчүн электроддук зымды
жана флюсту колдонушат. Электроддук зым катары эритүү менен ши112
ретүүнүн башка ыкмаларында да колдонулуучу зымды колдонушат.
Ошондой эле ичине флюс пресстелген, лентадан түтүкчө калыбына
келтирилген зым дагы колдонулушу мүмкүн. Акыркы учурда тышы
желим, өзөгү – флюстан жана темир порошоктон жасалган композициялуу зымдар иштелип чыкты. Мындай зымдын артыкчылыгы болуп – нымдуулукту толугу менен кабылдабоосу саналат.
Ширетүү флюсу электроддук металлдын тамчыларын жана ширетүү ваннасынын суюк металлын абанын таасиринен жакшы коргошу
керек. Муну менен бирдикте флюс догоонун туруктуу күйүүсүн, бириккен жердин жакшы калыптанышын камсыз кылат жана катуулангандан кийин бириктирилген жердин бетинен оңой ажыроочу шлактык
кыртышты пайда кылат. Ширетүү учурунда флюстан газ жана чаң көп
көлөмдө бөлүнүп чыкпашы керек. Флюс бириктирилген жердин металлынын берилген химиялык курамын жана механикалык касиеттерин
камсыз кылуусу абзел. Флюстар милдети, химиялык курамы жана жасалыш ыкмасы боюнча классификацияланат.
Флюстарды милдети боюнча үч топко бөлүп карашат:
• көмүртектүү жана легирленген флюстарды ширетүү үчүн;
• жогору легирленген болотторду ширетүү үчүн;
• түстүү металлдарды жана эритмелерди ширетүү үчүн.
Ушул топтордун ичинде флюстар электроддук зымдын диаметрине жараша бүдүрдүн көлөмү боюнча айырмалануулары мүмкүн. Флюстарды химиялык курамы боюнча курамындагы тиешелүү оксиддердин
катышына жараша кычкыл жана негизги деп айырмалашат. Даярдалыш
ыкмасы боюнча флюстарды шихтанын компоненттерин эритпестен
даярдашат. Аларга жаратылыш минералдарын майдалоо жолу аркылуу жасалган керамикалык флюстар кирет. Керамикалык флюстарды
электроддун каптамалары сыяктуу эле компоненттерден эле жасашат.
Аларды суюк айнекте аралаштырышат, андан соң бышырышат жана
талкалашат. Мындай флюстардын кемчилиги болуп – алардын бүдүрлөрүнүн төмөн болгон бекемдиги (майда фракциялардын калдыктары
көп) жана аралаштыруу учурунда ар кандай тыгыздыктагы заттарды
ажырытуудан улам курамдын ар кыл болуу мүмкүнчүлүгү саналат.
Эритилген флюстарды көбүрөөк колдонушат. Алардын арасынан
негизинен жогору кремнийдүү жана марганецтүү АН-348А жана ОСЦ45 флюстарын пайдаланышат.
Бул флюстарды кумду (SiO2 97 пайызга чейин), марганецтик руданы (MnO), эритмелүү шпатты (CaF2 75 %), магнезитти (MgO 85 %)
113
эритүү менен даярдашат. Флюстун суюк эритмесин флюстун гранулдоосун камсыз кылуу менен калыпка же сууга куюп жасашт.
Төмөн легирленген жана төмөн көмүртектүү болотторду ширетүү үчүн жакшыртуучу легирлөөчү флюстарды, жогорулегирленген
болотторду ширетүү үчүн – фтордук калций тибиндеги кычкылдыксыз бирикмелерден турган нейтралдуу калцийди колдонушат. Мындай
флюстар астында бириктирилген жерлерди калыптандыруу активдүү
компоненттер менен калыптандырууга караганда бир кыйла начар болот. Эритилген флюстар айнек түрүндө жана пемза түрүндө болушат,
бөлүкчөлөрдүн калыбы жана кычкылдануу деңгээли боюнча айырмаланышат. Айнек түрүндөгү флюс ширетүү тилкесин жакшыраак коргойт, бирок бириктирилген жердин калыптануусу пемза түрүндөгү
флюс астында жакшы жүрөт.
Бириктирилген жердин металлынын химиялык курамы флюстун
химиялык активдүүлүгүнө жана электроддук зымдын курамына жараша болот, ошондуктан конкреттүү бир болотту ширетүү үчүн флюсту
зым менен кошо бирдей тандоо керек, б. а. флюс – зым системасын тандоо. Ушуну менен бириктирилген жердин металлы кремнийден жана
марганецтен 0,2...0,4 пайыз камтылышына талпынуу керек.
Мисалы, көмүртектүү жана төмөн көмүртектүү болотту ширетүү
учурунда үч негизги системаны пайдаланууга уруксат берилет. Алардын ичинен алгачкылардан болуп төмөн көмүртектүү зымды (Св-0,8,
Св-0,8А) жана жогору марганецтүү, жогору кремнийдүү флюсту (MnO
35...40 пайыз, SiO2 40...45 пайыз) алышат. Кремний жана марганец менен легирлөө флюстун эсебинен жүрөт. Экинчи система боюнча 2 пайызга чейин марганецти (Св-20Г2) камтыган төмөн көмүртектүү зымды жана марганецтин көп эмес өлчөмү бар жогору кремнийдүү флюсту
(SiO2 40...42 пайыз жана MnO 15 пайыздан көп эмес) алууга болот. Бириктирилген жерди марганец менен легирлөө зымдын эсебинен, ал эми
кремнийдики – флюстун эсебинен жүрөт. Үчүнчү система боюнча орточо марганецтүү электроддук зымды жана орточо марганецтүү жогору кремнийдүү флюсту тандашат (MnO 30 пайызга жакын, SiO2 40...45
пайыз). Марганец бириктирилген жерге зым жана флюс аркылуу, ал
эми кремний – флюс аркылуу өтөт.
Бириктирилген жерге өтүүчү легирлөөчү элементтердин көлөмү
ширетүү режиминин параметрлеринен көз каранды. Ширетүү ваннасынын айланасында эритилген флюс канчалык көбүрөөк болсо, андагы
легирлөөчү элементтер бириктирлиген жерге ошончолук көбүрөөк өтөт.
114
ТЕКШЕРҮҮЧҮ СУРООЛОР
1. Ширетүү учурунда кандай күйүүчү газдарды колдонушат?
2. Газ жалыны менен иштетүү учурунда анын облусун күйүүчү газдын
кайсы касиети боюнча аныкташат?
3. Ацетиленди алмаштыруу коээфициенти деген эмне?
4. Газ жалыны менен ширетүү учурунда флюстарды эмнеге колдонушат?
5. Ацетилен кантип алынат?
6. Св-10ГА зымдын маркасы эмнени билдирет?
7. Колго догоо менен ширетүү учурунда электроддорго кандай жалпы
талаптар коюлат?
8. Ширетүү электродуна заттардын кайсы типтерин киргизишет?
9. Ширетүү ваннасынын металлын кычкылдануудан сактоо үчүн электроддун курамындагы кайсы элементтерди киргизишет?
10. Электроддордун маркирлөөсүндөгү Э46, Э55 деген белгилөөлөр эмнени билдиришет?
11. Ширетүү зонасын коргоо үчүн кандай болгон газдарды пайдаланышат?
12. Коргоочу газдарда догоо менен ширетүү учурунда кандай эрибөөчү
металлдарды колдонушат?
13. Порошоктуу зым деген эмне?
14. Порошоктуу зымдардын туташ зымдарга караганда артыкчылыгы эмнеде?
15. Өзүн өзү коргоочу зым деген эмне?
16. Флюс кандай кызмат аткарат?
17. Флюстарды милдети жана даярдалыш ыкмасы боюнча кандай кылып
ажыратышат?
18. Керектүү курамдагы бириктирилген жердин металлын алуу үчүн ширетүү флюсун жана электроддук зымды кантип тандап алуу зарыл?
115
4-бөлүк
ЭЛЕКТР МЕНЕН ШИРЕТҮҮ ЖАНА
ГАЗ МЕНЕН ШИРЕТҮҮ ЖУМУШТАРЫНЫН
ТЕХНОЛОГИЯСЫ
4.1. Газ менен ширетүүнүн технологиясы
Газ менен ширетүү эритүү менен ширетүүгө кирет. Газ менен ширетүүнүн догоолук ширетүүдөн болгон олуттуу айырмачылыгы – металлдын салмактуураак жана жайыраак ысуусу саналат. Бул бир катар
учурларда кемчилик, ал эми башка учурларда артыкчылык болуп саналат. Газ менен ширетүүнү колдонуунун негизги облустары:
• кичине калыңдыктагы болотторду ширетүү – 0,2...5,0 мм;
• түстүү металлдарды ширетүү;
• чоюнду, атайын болотторду, аспаптык болотторду ширетүү;
• эритүү жумуштарын аткаруу.
Керектүү жабдуунун универсалдуулугуна, салыштырмалуу жөнөкөйлүгүнө жана портативдүүлүгүнө ылайык, газ менен ширетүү
оңдоо жумуштарынын көптөгөн түрлөрү үчүн аябай ыңгайлуу келет.
Металлды газ жалыны менен салыштырмалуу жай ысытуу металлдын
калыңдыгын жогорулатуу менен газ ширетүүнүн өндүрүмдүүлүгүн тез
эле төмөндөтөт жана 8...10 ммден жогору болгон калыңдыкта газ менен ширетүү экономикалык жактан пайдасыз келет. Акырындык менен ысытуу маалында ширетүүчү ваннага чектеш болгон негизги металлдын көпчүлүк бөлүгү ысып чыгат, бул өз кезегинде ширетилүүчү
буюмдардын ийрейүүсүнө алып келет.
Бул маанилүү жагдай газ менен ширетүүнү курулуштук металлконструкциялар, көпүрөлөр, вагондор, ири машиналардын станиналары ж. б. у. с. объектилер үчүн техникалык жактан пайдасыз кылат.
Акырындык менен ысытуу, ошондой эле металлдын жогору температуралар зонасында узакка болуусуна алып келет, бул ысып кетүүгө, бүдүрдүн чоңоюусуна жана металлдардын механикалык касиеттеринин
бир кыйла төмөндөөсүнө алып келет.
Газ менен ширетүү учурунда ширетилген бирикмелердин
жана бириктирилген жерлердин түрлөрү. Газ менен ширетүү учурунда улаштыруучу, чып этип тийме, тамгалык, бурчтуу жана чүркө
бирикмелери колдонулат (4.1-сүрөт).
Улаштыруучу бирикмелер (4.1-сүрөт, а–г) ширетүү учурунда
кичине калдыктуу чыңалуулардын жана кемтиктердин, статистика116
а
S ≤ 2 мм
б
S = 2...5 мм
S ≤ 2 мм
д
S < 3 мм
в
S = 5...15 мм
е
S > 3 мм
ж
S ≤ 3 мм
з
г
S = 1...5 мм
S ≥ 2 мм
и
4.1-сүрөт. Ширетилген бирикмелердин типтери:
а – кромкалары ажыратылбаган жана көңдөйү жок улаштыруулар;
в, г – кромкаларды бир тараптуу жана эки тараптуу ийүү менен улаштыруулар;
д – чып этме; е – көңдөйү жок тамгалык; ж – көңдөйү бар тамгалык;
з – чүркөлүк; и – бурчтук; S – ширетилүүчү материалдын калыңдыгы
лык жана динамикалык жүктөмдөр учурундагы жогору бекемдиктин,
ошондой эле көзөмөлдү өткөрүү үчүн болгон жеткиликтүүлүктүн
натыйжасында эң кеңири жайылган болуп саналышат. Улаштыруучу
бирикмелерди калыптандыруу үчүн негизги жана присаддык металлдан аз көлөмдө сарпталат. Бирикмелердин бул түрү кромкаларды кыйшайтпастан, бир же эки кромканы кыйшайтуу менен (V-түрүндөгү) же
эки кромканын эки ирет ийрейүүсү (Х-түрүндөгү) менен борттолуп
жасалышы мүмкүн.
Бириктирилген жердин арт жагын ширетүү учурунда металлдын
агуусун токтотуу үчүн кромкаларды мокотушат. Кромкалар ортосундагы көңдөй бириктирилген жердин түбүнүн ширелишин жеңилдетет.
Жогорку сапаттагы бирикмелерди алуу үчүн бириктирилген жердин
бүткүл узундугу боюнча көңдөйдүн бирдей кеңдигин, б. а. кромкалардын параллелдүүлүгүн камсыз кылуу керек.
Чоң эмес калыңдыктагы бөлүкчөлөр кромкаларды ажыратпастан
улаштырылып, орто калыңдыктагылар – кромкаларды бир тараптуу
кыйшайтуу менен, чоң калыңдыктагы бөлүкчөлөр – кромкаларды эки
тараптуу кыйшайтып улаштыруу менен ширетилиши мүмкүн. Эки
тараптуу кыйшайтуу бир тараптуу кыйшайтууга караганда артыкчылыкка ээ, анткени бул учурда ширетилүүчү металлдын бирдей болгон
117
калыңдыгында ширетилген металлдын көлөмү кромкаларды бир тараптуу ийүү учурундагыга караганда эки эсе кичине келет, муну менен
бирдикте эки тараптуу ийүү менен ширетүү ийрейүүлөр жана калдыктуу чыңалуулар менен мүнөздөлөт.
Чып этме бирикмелер (4.1-сүрөт, д) аз калыңдыктагы металлдарды (3 мм чейин), косынкаларды, накладкаларды, өткөрмө түтүктүү
муфталарды ж. б. газ менен ширетүү учурунда колдонушат. Чоң калыңдыктагы металлдарды ширетүү учурунда бирикмелердин бул түрүн
колдонууга сунушталбайт, анткени ал жасалгалардын ийрейүүсүнө
жана анда жаракалардын пайда болуусуна алып келет.
Чып этме бирикмелер кромкаларды атайын иштетүүдөн өткөрүүнү
талап кылбайт (кесиктен тышкары). Мындай бирикмелерде листтерди
мүмкүн болушунча эки тарабынан тең ширетүү сунушталат. Жасалганы чогултуу жана листтерди даярдоо чып этип ширетүү учурунда жеңилдетилет, бирок негизги жана присаддык металлдын чыгымы улаштырып ширеткенге караганда көбүрөөк болот. Чып этме бирикмелер
улаштырмага караганда алмашма жана урма жүктөмдөрдө катуулугу
начар келет.
Тамгалык бирикмелер (4.1-сүрөт, е, ж) чектелүү колдонулат, себеби аларды жасоо учурунда металлды интенсивдүү ысытуу зарыл.
Мындан тышкары бирикмелердин бул түрү жасалгалардын ийрейүүсүнө алып келет. Тамгалык бирикмелерди чоң эмес калыңдыктагы жасалгаларды ширетүү учурунда колдонушат, кромкаларды кыйшайтпастан жасашат жана бурчтуу бириктирилген жерлер менен ширетишет.
Чүркөлүү бирикмелерди (4.1-сүрөт, з) кичине калыңдыктагы бөлүкчөлөрдү бириктирүү үчүн, өткөрмө түтүктөрдү даярдоо жана бириктирүү учурунда колдонушат.
Бурчтуу бирикмелер (4.1-сүрөт, и) идиштерди, фланцтарды,
жоопкерчиликсиз милдеттеги өткөрмө түтүктөрдү ширетүү учурунда
колдонулат. Чоң эмес калыңдыктагы металлдарды ширетүү учурунда
борттуу бурчтук бирикмелерди колдонууга болот жана присаддык металлды колдонбой эле койсо болот.
Ширетилген бирикмелерди тибине ылайык улаштыруучу жана
бурчтуу бириктирилген жерлер деп ажыратууга болот. Ширетүү учурунда бириктирилген жерлерди мейкиндикте жайгашкан абалына жараша (4.2-сүрөт) төмөнкү (а), тикелей (б), түз (в) жана шыптык (г)
деп бөлүүгө болот. Бириктирилген жерди калыптандыруу жана бирикмелерди түзүү үчүн жагымдуу шарттар төмөнкү абалда ширетүү учу118
а
б
в
г
4.2-сүрөт. Ширетүү учурунда бириктирилген жерлердин мейкиндикте жайгашуу
абалынын типтери: а – төмөнкү; б – тикелей; в – түз; г – шыптык
рунда түзүлөт, ошондуктан мейкиндиктин башка абалдарында ширетүүнү бөтөнчө учурларда гана колдуу керек.
Жүргүзүлүүчү аракеттин жайгашуусу боюнча бириктирилген
жерлердин жүргүзүлүүчү аракеттин багытына параллелдүү жайга-
а
б
в
г
4.3-сүрөт. Жүргүзүлүүчү аракетке жараша ширетилип
бириктирилүүчү жерлердин типтери:
а – флангтык; б – маңдайкы; в – айкалыштырылган; г – кыйгач
шуусун – флангтык, жүргүзүлүүчү аракеттин багытына перпендикулярдуу жайгашуусун – маңдайкы, айкалыштырылган жана кыйгач
деп ажыратышат (4.3-сүрөт).
Туурасынан кеткен кесиндинин багыты жана дөмпөктүк даражасы
боюнча бириктирилген жерлер нормалдуу, дөмпөктүү жана чуңкурайган болушат (4.4-сүрөт). Кадимки шарттарда дөмпөктүү жана нормалдуу бириктирилген жерлерди колдонушат, чуңкурайганды болсо – карматуу учурунда пайдаланышат.
Эритилген катмарлардын саны боюнча бириктирилген жерлер бир
катмарлуу эки катмарлуу деп бөлүнөт (4.5-сүрөт); аралыгы боюнча –
үзгүлтүксүз жана үзгүлтүктүү деп ажыратылат (4.6-сүрөт).
Бөлүкчөлөрдү ширетүү үчүн даярдоо. Ширетилүүчү буюмдун
кромкаларын жана ага чектеш болгон 20...30 мм кеңдиктеги тилкени
ширендиден, даттан ж. б. булганычтардан тазалоо абзел. Кромкадагы
ширендилерди, боёкту ж. б. булганычтарды механикалык ыкма же хи119
а
б
в
4.4-сүрөт. Формасына жараша ширетилип бириктирилген жерлердин типтери:
а – нормалдуу; б – дөмпөк; в – чуңкурайган
а
7
5
6
3
4
2
1
б
4.5-сүрөт. Бир катмарлуу (а) жана көп катмарлуу (б) бириктрилген жерлер
(катмарларды коюу ырааттуулугу сан түрүндө берилген)
а
б
4.6-сүрөт. Үзгүлтүксүз (а) жана үзгүлтүктүү (б) ширетилип бириктирилген жерлер
120
миялык оюу менен тазалашат. Акыркы ыкма негизинен түстүү металлдарга жана эритмелерге колдонулат.
Негизги металлдын бетинде булганычтардын болуусу бириктирлген жерде жакшы бышпагандыкка, газдык жана шлактык кошулмалардын пайда болуусуна алып келет. Кромкаларды сериялуу өндүрүш
шартында механикалык түрдө (мисалы, фрезердик жана сүргүч станоктордо), айрым бөлүктөр үчүн – колго (пневмозубила менен, шарошко же наждактуу тегерек менен) ажыратып билишет.
Ар кандай калыңдыктагы бөлүкчөлөрдү ширетүү учурунда чоң
калыңдактагы S1 бөлүкчөлөрүнүн улаштырмасын эң эле жука болгон
бөлүкчөнүн калыңдыгын алуу үчүн иштетишет (4.7-сүрөт). Муну ме70 °
C
S
S1
L
4.7-сүрөт. Бөлүкчөлөрдүн ар кандай калыңдыгында кромкалардын V-түрүндө бир
тараптуу кыйшайтылып улаштырылган бирикмеси:
S, S1, бөлүкчөлөрдүн калыңдыгы; L – чоң калыңдыктагы бөлүкчөлөрдүн
кромкаларын кыйшайтуу аралыгы; с – кромкаларды мокотуу өлчөмү.
нен ширетүү учурунда алардын бир эле мезгилде эрүүсү камсыз кылынат. Чоң көлөмдөгү бөлүкчөнүн акырындык менен чөгөрүлүшү анын
L [L ≥ 5 (S1 – S)] узундугунда аткарылышы мүмкүн. Бириктирилүүчү
элементтердин калыңдыгынын ар түрдүүлүгү жука бөлүкчөнүн калыңдыгынан 30 пайыздан ашпаса (5 ммден ашык эмес), чоң калыңдыктагы
бөлүкчөлөрдү алдын ала чөгөрбөстөн улаштырылып бириккен жерлерди колдонууга мүмкүн болот.
Ширетиле турган бөлүкчөлөрдү атайын аппараттарда чогултуу
жана ширетүү процессинде алардын өз ара туура жайгашуусун камсыз
кылуу үчүн кыска бириктирилген жерлер менен карматып кетүү зарыл.
Карматуу негизги ширетүүнү аткаруу режимдеринде гана аткарылат.
Карматуулардын узундугу жана алардын ортосундагы аралык ширети121
лүүчү металлдын касиеттерине жана калындыгына жана бириктирилген жердин узундугуна жараша болот. Жука металлдан өтө болбогон
түйүндөрдү ширетүү учурунда карматуулардын узундугу 5 ммден кем
эмес болот, ал эми алардын ортосундагы аралык 50...100 ммди түзүп
калат. Карматуу ордундагы бириктирилген жердин бийиктиги (калыңдыгы) негизги металлдын 0,5...0,7 мм калыңдыгын түзүүсү керек.
10 ммден кем эмес
4
2
1
3
5
1
4
6
3
7
5
2
а
б
4.8-сүрөт. Узунунан бириктирилүүчү жерге карматкычтарды коюу тартиби:
а – борбордон; б – кромкадан; 1–7 – карматкычтарды коюу ырааттуулугу
Карматкычтарды коюу ордуларында металлдын толук бышып жетилүүсүнө көз салып туруу зарыл, себеби алар ширетүү учурунда бүткүл
калыңдыкта эрибей калышы мүмкүн. Карматкычтарды коюу тартиби
негизги металлдын калыңдыгынан жана бириктирилген жердин узундугунан көз каранды болот. Ийрейүүнү алдын алуу үчүн чоң узундуктагы бирикмелерди адатта белгилүү бир схема боюнча карматышат
(4.8-сүрөт).
Ширетүү режими ширетилүүчү металлдын түрүнөн, буюмдун габариттүү өлчөмдөрүнөн жана формасынан көз каранды.
Ширетүү ыкмасы металлдын калыңдыгы, мейкиндикте бириктирилген жерди коюу ж. б. менен аныкталат. Күймөктүн кыймылынын
багытына жараша газ менен ширетүүнүн эки ыкмасы бар – сол жана оң.
Көпчүлүк учурда падаланылуучу сол ыкмада (4.9-сүрөт, а) күймөктүн
жалынын металлдын ширетиле элек кромкаларды көздөй багытташат,
ал эми присаддык зымды жалындын астына жайгаштырышат. Ширетүүчү ваннасын бирдей ысытуу жана жайгаштыруу үчүн чайпалтуучу
кыймылдар жөнүндө күймөккө жана зымга күймөктүн бир тараптуу
кыймылдоосу учурунда зым карама-каршы тарапты көздөй кыймылдагыдай кылып бириктирилген жердин туурасына ылайык маалымдашат.
Сол ыкманы аз калыңдыктагы металлдарды (4...5 мм чейин), ошондой
эле салыштырмалуу эрүү температурасы төмөн болгон металлдарды
122
ширетүү максатка ылайык келет. Сол ыкма менен бириктирилүүчү
жердин металлы жакшы калыптанат.
Ширетүүнүн оң ыкмасында (4.9-сүрөт, б) жалынды бириктирилүүчү жердин ширетилип бүткөн бөлүгүн көздөй багытташат, ал эми
зымды анын учун эритилген металлдын ваннасынан чыгарбай туруп
спирал боюнча жалындын артынан жайгаштырышат. Күймөк түз багытта жайгаштырылат. Күймөккө туурасынан кеткен чайпалуулар чоң
калыңдыктагы бөлүкчөлөрдү оң ыкма менен ширеткен учурда маалымдалат. Ширетүүнүн оң ыкмасын колдонуу жалындын жылуулугун
толук түрдө пайдалануу эсебинен газдын салыштырмалуу чыгымын
1 2
Ширетүү
багыттары
Ширетүү
багыттары
5
4
3
1 2
3
а
4
5
б
4.9-сүрөт. Ширетүү ыкмалары:
а – сол; б – оң; 1 – присаддык чыбыкча; 2 – газ жалыны; 3 – бириктирилген жер;
4 – ширетилүүчү ванна; 5 – ширетилүүчү металл
бир убакытта азайткан учурунда процесстин өндүрүмдүүлүгүн жогорулатат, ошондой эле ысытуунун жогору болгон концентрациясынын
натыйжасында металлдын ийрейүүсүн азайтат.
Присаддык зым негизги металлга механикалык жана химиялык
курамы боюнча шайкеш келиши керек. Присаддык зымдын диаметри
d ширетүүнүн тандалган ыкмасына жана негизги металлдын калыңдыгына S жараша болот. Ширетүүнүн оң ыкмасы үчүн d = S/2; сол ыкмасы үчүн d = S/2 + 1.
Газ менен ширетүүнүн аныктоочу мүнөздөгүчү болуп жалындын
керектүү кубаттуулугун камсыз кылуучу күймөктүн учуна кийгизгичтин номуру саналат. Жалындын кубаттуулугу ширетилүүчү металлдын
калыңдыгына жана анын жылуулук физикалык касиеттерине ылайык,
төмөнкү формула боюнча аныкталат:
М = СS
(4.1)
М – жалындын кубаттуулугу; C – металлдын 1 мм калыңдыгына болгон газдын чыгымынын салыштырмалуу жылуулук коэффициенти;
S – ширетилүүчү металлдын калыңдыгы.
123
Ширетилүүчү металлдын 1 мм калыңдыгына болгон ацетилендин
чыгымынын салыштырмалуу жылуулук коэффициенти 4.1-таблица
боюнча аныкталат. Учуна кийгизгичтин тикеден-тике номурун 4.2-таблица тандашат, анда инжектордук күймөктөрдүн техникалык мүнөздөмөлөрү көрсөтүлгөн (ГОСТ 1077-79Е).
4.1-таблица
Ацетилендин ширетилүүчү металлдын 1 мм калыңдыгына болгон
салыштырмалуу коэффициенти
75
коло
110... 80.... 90... 165... 135... 80...
140
85
110 220 175
85
100... 150... 100...
120 200 130
цинк
Кычкылтек
латунь
75
жез
легирленген
болот
100...
130
чоюн
көмүртектүү
болот
Ацетилен
Көрсөткүч
Металлдын
1 мм калыңдыктагы салыштырмалуу чыгымы,
дм³/с
алюминий жана
анын эритмелери
Ширетилүүчү металл
15... 70...
20
150
20...
25
80...
165
Ацетилендин жана
1:1,1 1:1,1 1:0,9 1:1,1 1:1,3 1:1,1 1:1,1 1:1,1
кычкылтектин катышы
Ширетилип бириктирилген жердин сапатына жана геометриялык
мүнөздөгүчтөрүнө таасир этүүчү газ менен ширетүүнүн кошумча мүнөздөгүчтөрү болуп ширетүү ылдамдыгы, жалындын түрү, учуна кийгизгичтин жантаюу бурчу, жалындын ядросунан баштап ширетүүчү
ваннанын түбүнө чейинки болгон аралык.
Ширетүү ылдамдыгын зарыл учурда өзгөртүп туруу абзел, анткени ширетүүнүн өзгөрүлбөс ылдамдыгында металлды өтө ысытып же
аны өтө күйгүзүп жиберүү жана күйүктү алуу мүмкүн.
Жалындын түрү дагы ширетүү режимине таасир этет. Ширетүү
учурунда нормалдуу жалын убакыттын бүтүшү менен күймөктүн
конструктивдүү өзгөчөлүктөрүнөн улам кычкылданууга аракет жасайт.
Жалындагы ашыкча кычкылтек конкреттүү учурда ылайыксыз болу124
4.2-таблица
Инжектордук күймөктөрдүн техникалык мүнөздөмөлөрү
(ГОСТ 1077-79Е)
Мүнөздөгүч
Учуна кийгизгичтин номурунун мүнөздөгүчүнүн мааниси
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2...
4
4...
7
7...
11
11...
17
17...
30
30...
50
50
ашык
Ширетилүүчү
болоттун
калыңдыгы, мм
0,2... 0,5... 1...
0,5 1,0
2
Ацетилендин чыгымы, дм³/ч
40... 65... 130... 250... 420... 700... 1130... 1800.. 2500... 4500...
50
90 180 350 600 950 1500 2500 4500 7000
Кычкылтектин
чыгымы,
дм³/ч
44... 70... 140... 270... 450... 750... 1200... 2000.. 3000... 4700...
55 100 200 380 650 1000 1650 2800 5600 9300
Ацетилендин
күймөктүн
оозундагы
басымы,
МПа
Кычкылтектин
күймөктүн
оозундагы
басымы,
МПа
0,001...0,1
0,15...0,3
0,01
0,2...0,35
0,03...1
0,25...0,5
шу мүмкүн, ошондуктан газ менен ширетүүчү зарылчылыкка ылайык,
бармак менен кысуу аркылуу ацетилендик вентилди жөнгө салуу менен күйүүчү газдын берилишин жогорулатат. Жумуш процессинде бул
адис эмес үчүн дээрлик байкалбайт.
Учуна кийгизгичтин жантаюу бурчу металлдын ысышына жараша өзгөрүп турат. Ал жалындын кубаттуулугунун кошумча фактору катары саналат. Ширетүүчү ваннанын формасын (чуңкураюсун же
дөмпөгүн) жана көлөмүн баалоо менен бурчту өзгөртүү жөнүндө че125
15 ммд
ен жого
ру, α =
80 °
12..
.15
мм,
α=
10
...1
70 °
2
мм
7..
,α
.10
=6
мм
0°
,α
=
50
°
чимди тез аранын ичинде кабыл алат. Кээде ал андан да так баалоо
үчүн жалынды ширетүү ваннасынан көз ирмегенче алыстатып турат.
Күймөктүн мундштугунун жантаюусу ширетүү процессинде өзгөрүп туруусу мүмкүн. Ширетүүнүн алгачкы учурунда металлды жакшы
ысытуу жана ширетүү ваннасын тез пайда кылуу үчүн жантаюу бур-
...7
5
,
мм
.5
3..
α=
40
°
=
,α
мм
м,
..3 м
1.
30
α=
°
20 °
йин, α =
1 мм че
10 °
α
4.10-сүрөт. Болоттун калыңдыгына жараша күймөктүн мундштугунун α жантаюу бурчу
чун эң жогорку кылып түзүшөт (80...90 °); ширетүү процессинде бурч
ширетилүүчү металлдын калыңдыгына жана түрүнө шайкеш келиши
керек (4.10-сүрөт).
Ядронун учунан баштап ширетүү ваннасынын түбүнө чейинки аралык такай болушу керек. Ядронун учун эритилген металлдын
ваннасына тийгизүүгө болбойт, анткени эритме бул учурда көмүртек
менен азыктандырылат. Ядронун учунан баштап ширетүү ваннасынын
түбүнө чейинки болгон аралык болдол менен ядронун узундугуна же
анда кичирээк узундугуна барабар болушу керек. Ширетүү зымы жумушчу (калыбына келтирүүчү) зонада же ширетүү ваннасынын четинде болуусу абзел.
Ширетүүчү ширетүү процесси учурунда күймөктүн учуна кийгизгич менен бир эле убакта эки кыймыл жасайт: туурасынан жана
илгери адымдаган. Туурасынан кеткен кыймыл негизги металлдын
жана присаддык зымдардын кромкаларын бирдей ысытуу үчүн зарыл.
Илгери адымдаган кыймыл улаштырууну акырындык менен толтуруу
126
жана созулган бириктирилген жерди алуу
үчүн керек.
Болоттун 3 мм чоң болгон калыңдыгында кромкаларды ажыратпастан, төмөнкү абалда оң ыкма менен ширетүү учурунда же салыштырмалуу чоң калыңдыктагы
болотту сол ыкма менен ширетүү учурунда
(кромкаларды ажыратуу менен же ажыратпастан) күймөктүн жана присаддык зымдын эң кеңири колдонулуучу кыймылдары
4.11-сүрөттө көрсөтүлгөн. Бул учурда присаддык зымдын учу менен ширетүүчү күймөктүн кыймылына каршы кыймылдарды
жасашат. Бурчтуу бириктирилген жерлерди
аткаруу учурунда алардын нормалдуу формасын алуу үчүн күймөк жана присаддык
зым менен траекториялары 4.12-сүрөттө
көрсөтүлгөн кыймылдарды жүргүзүшөт.
Бул учурда ширетүүчү жалынды жана зымдын учун бириктирилүүчү жердин ортосуна тез жайгаштырат жана аларды кырлары
боюнча кармайт.
5 мм калыңдыктагы металлды оң ыкма
менен ширетүү учурунда күймөктүн жалынын бириктирилүүчү жердин ажырымынын ичине киргизилет (4.13-сүрөт) жана
кыймылды чайпалтпастан бириктирилген
жерди бойлото жайгаштырылат. Анын маңызы мында, ширетүүчү ширетүү ваннасын түзүү менен (аз калыңдыктагы ширетүүчү ваннанын диаметри 4...5 мм түзөт)
ага присаддык зымдын учун киргизет жана
присаддык металлдан чоң эмес көлөмдө
ширетүү менен присаддык зымдын учун
ширетүү ваннасынан жалындын ортоңку
тилкесине алып чыгышат, ал эми күймөк
менен (аны металлдын бетине бир канча
жылдыруу менен) чукул айланма кыймыл-
2
1
4.11-сүрөт. Төмөнкү абалда
3 мм чоң калыңдыктагы
болотту ширетүү учурунда
күймөктүн жана зымдын
кыймылынын траекториялары: 1 – зымдын кыймылынын
траекториясы; 2 – күймөктүн
кыймылынын траекториясы
2
1
3
4.12-сүрөт. Бурчтуу
бириктирилүүчү жерлерди
ширетүү учурунда күймөктүн
жана зымдын кыймылынын
траекториясы: 1 – зымдын
кыймылынын траекториясы;
2 – күймөктүн кыймылынын
траекториясы; 3 – кыймылды
кечеңдетүү орду
127
1
2
4.13-сүрөт. Кромкаларды ажыратуу менен оң ыкма менен ширетүү учурунда
күймөктүн жана зымдын кыймылынын траекториялары:
1 – зымдын кымылынын траекториясы; 2 – күймөктүн кыймылынын траекториясы
дарды аны кийинки позицияга которуу менен жасашат. Муну менен
бирге ар бир кийинки ванночка мурункусун анын 1/3 диаметрин жабат
(4.14-сүрөт). Мындай учурда ширетүү процесси сол ыкма менен жүр-
4.14-сүрөт. Ырааттуу ванночкаларды түзүү менен ширетүү процессинин схемасы
гүзүлөт. Бул ыкма аркылуу бириктирилүүчү жердин бөтөнчө жылмакай жана тегиз бетин камсыз кылуучу сапаттуу ширетүүнү аткаруу эки
негизги шарттарды сактоону талап кылат:
1) присаддык зымдын учун кычкылданбаш үчүн жалындын ортоңку тилкесинен сыртка чыгарбоо зарыл;
2) жалындын ядросу ширетүү ваннасына жакындап келген учурда бириктирилген жердин металлын көмүрдөндүрбөш үчүн анын бети
менен тийишпеши керек.
Ширетүү ванночкаларын ырааттуу түзүү же кээде аны «тамчылатып ширетүү» деп аталуучу ыкмасы бириктирилген жердин өтө жогору сапатын алууга мүмкүндүк берет.
Ийрейүүлөрдү азайтуу жана жаракалардын пайда болуусун алдын алуу үчүн листтерди ширетүү учурунда ал бириктирилүүчү жер128
дин учунда анын узундугунун (4...6 ммден көп эмес) 2...4 пайызын
түзгөндөй кылып, кромкалар ортосундагы көңдөйдү кеңейтүү менен
төшөшөт. Бириктирилүүчү жердин түзүлүүсүнө ылайык баса турган
куралды (4.15-сүрөт, а) акырындык менен жайлатышат жана жасалып бириктирилген жердин металлын отургузуунун натыйжасында
көңдөй талаптануучу чоңдукка чейин кичиреет. Көңдөйдүн чоңдугун
а
б
4.15-сүрөт Алмашма (а) жана үзгүлтүксүз (б) көңдөйлөр
менен ширетүү үчүн кысуучу аспаптар
карматкычтар менен же болбосо улаштыргычка коюлуучу жана бириктирилүүчү жердин жасалышына жараша кромкалардын айланасында
жылуучу шынаанын жардамы аркылуу аныкташат. Эгер карматкычтар
жасалгалардын ийрейүүсүнө алып келсе, анда ширетүүнү кромкаларды так өз ара орнотуу менен атайын кысуучу аспаптарда орнотушат
(4,15-сүрөт, б).
Ширетилүүчү чыңалууларды төмөндөтүү, б. а. ийрейүүнү азайтуу
үчүн тепкичтүү же тескери тепкичтүү ширетүү ыкмасын колдонууга
болот. Муну менен бирдикте бириктирилүүчү жерди узундугу боюнча
белгилүү бир тартипте ширетилүүчү тилкелерге бөлүшөт (4.16-сүрөт).
Ар бир кийинки тилке мурункусун ширетилүүчү металлдын калыңдыгына жараша 10...20 мм жаап турат. Ар бир кийинки ширетилүүчү
1
2
3
4
5
3
1
2
4
а
б
4.16-сүрөт. Тескери тепкичтүү ширетүү:
а – кромкадан; б – ортосунан;
1–5 – бириктирилген жердин тилкесин ширетүү ырааттуулугу
129
тилкенин деформациясы мурунку тилкенин деформациясын толугу
менен же жарым жартылай алып таштайт. Тескери тепкичтүү ширетүү
учурунда ийрейүү бир орунда топтолгон жана бир эле мезгилде ийкемдүү абалга чейин ысытылган металлдын көлөмү кичирейгендиги үчүн
дагы кичиреет.
Бириктирилүүчү жерлерди ар кандай абалдарда ширетүү өзгөчөлүгү. Газ менен ширетүү учурунда бириктирилген жердин калыптандыруу процесси бир кыйла деңгээлде газ жалынынын басымынан,
присаддык зымдын учунун кыймылынан, тамчынын оордук күчүнөн,
ошондой эле металлдын бетиндеги тартылуу күчүнөн көз каранды.
Тикелей жана шыптуу бириктирилүүчү жерлерди ширетүү учурунда
жалындын газ агымынын басымы жана присаддык зымдын кыймылы
ваннада суюк металлды кармап турууга түрткү берет. Бул учурда бириктирилген жердин калыптануусуна эки башка фактор дагы таасир
этет: тамчынын суюк ваннадан бөлүнүп чыгышына жана агышына
түрткү берүүчү тамчынын оордук күчү жана тескери тарапка багытталган жана тамчыны ваннада кармап
калууга аракет жасаган беттеги тартылуу
45 °
күчү.
Ширетүү ыкмасын (оң жана сол)
1
90 °
тандоо бириктирилген жердин мейкиндиктеги абалына жараша болот. Тикелей
бирикмелерди төмөндөн жогору көздөй
ширеткен учурда сол ыкманы колдонуу
максатка ылайык келет (4.17-сүрөт).
2
Өзүнчө учурларда бул бириктирилген жерлерди төмөндөн жогоруну көздөй
оң ыкма, б. а. эки эселүү валик менен ши4
3
ретүүгө болот. Муну менен бирге шире4.17-сүрөт Тикелей
бириктирилүүчү жерди
түүчү металлда өтмө тешикти күйгүзүп
төмөндөн жогоруну көздөй
тешет жана аны астынан төмөнкү кромширетүү (сол ыкма):
кага эритме менен толтурат. Кромкалар1 – присаддык чыбыкча;
2 – күймөк; 3 – бөлүкчө;
ды кыйшайтып жасашпайт. Бөлүкчөлөрдү
4 – бириктирилген жер
ширетилүүчү металлдын калыңдыгынын
жарымына барабар болгон көңдөй менен чогултушат жана тикелей
абалда орнотушат. Бириктирилген жер металлдын бүткүл калыңдыгы
боюнча калыптанат, анын үстүнө улаштырманын эки жагында тең бир
эле мезгилде бириктирилген жердин күч алуусу жүрөт. Бул учурда би130
1
2
6
4
5
3
4.18-сүрөт. Күйгүзүп тешүүчү валик менен ширетүү:
1 – улаштырма; 2 – присаддык чыбыкча; 3 – күймөк; 4 – ширетүү ваннасы;
5 – бириктирилген жер; 6 – газ жалыны
риктирилген жердин металлы тыгыздыгы боюнча төмөн абалда ширетилип бириктирилген жердикинен кем калышпайт.
Туурасынан бириктирилүүчү жерлерди оң ыкма менен жасоо жеңил, мында газ агымы тикеден тике ага багытталган жана ошону менен
бирге ширетүү ваннасынын металлынын агуусуна тоскоолдук жаратат.
1
4
3
2
4.19-сүрөт. Туурасынан бириктирилүүчү жерди ширетүү:
1 – присаддык чыбыкча; 2 – бөлүкчө; 3 – күймөк; 4 – бириктирилүүчү жер
Ширетүү ваннасын бириктирилген жердин калыптануусун жеңилдетүүчү кандайдыр бир бурч менен жайгаштырышат (4.19-сүрөт).
Шыптуу бириктирилүүчү жерлерди оң ыкма менен жасоо оңой,
анткени мында присаддык өзөкчөнүн учу жана газ агымынын басымы металлдын агып кетишине тоскоолдук жаратат. Сол ыкма аркылуу
мындай бириктирилген жерлерди алуу эреже катары металлдын агып
кирүүсүнө жана валиктин сапатсыз калыптанышына алып келет. Шыптуу ширетүү учурунда металлды жалбырттатып жибербөөчү «жумшагыраак» жалынды колдонуу керек.
131
Ширетилип бириктирилүүчү жерлердин кемтиктери. Жакшы
бышпагандык себебине негизги металлдын кромкаларынын бетиндеги булганычтар, ширетилүүчү листтер ортосундагы көңдөйдүн кичине
болушу, кромкалардын сарамжалсыз бөлштүрүлүшү, жалындын жетишсиз болгон кубаттуулугу же ширетүүнүн өтө жогору ылдамдыгы
алып келиши мүмкүн. Улаштырмаларды бириктирген учурда бышпагандык жантайтуунун кичине болгон бурчунун, ажыратуу бурчун өтө
чоң мокотуунун же ширетилүүчү листтер ортосунда жетишсиз болгон
көңдөйдүн натыйжасында билинет.
Кесиктер бириктирилген жердин чекесинде арыкчалардын болушу менен билинет. Кесиктердин пайда болуу себеби болуп жалындын
жана күйүүчү аралашманын бүтүү ылдамдыгынын өтө жогору болушу, присаддык металлдын текши эрибөөсү, туурасынан кеткен чайпалуулар учурунда бириктирилген жердин чети боюнча присаддык өзөкчөнүн учунун жакшы кармалбоосу ж. б. саналат. Кесүү кооптуу келет,
себеби бириктирилген жердин кесиндисин бошоңдотот.
Өтө күйгүзүп жиберүү – кычкылтектин катышуусу астында металлдын жогору температуралуу чыңалуусу менен байланышкан кемтик. Металлды өтө күйгүзүп жиберүү ваннадагы же присаддык зымдагы оксиддердин ашыкча курамы жалындын металлдын эритилген
ваннасына узаккка таасир этүүсүн натйыжасында, жалында кычкылтек ашыкча болгон учурда же металлды жалындын кычкылдантуучу
тилкеси менен ысыткан учурда келип чыгат.
Металлды өтө күйүп кетүүсүн (өзгөчө болотту) бириктирилген
жердин тышкы көрүнүшү боюнча оңой эле аныктап билсе болот. Ширетүү маалында өтө күйгүзүп жиберген учурда металлдын ширетүү
ваннасында интенсивдүү кайноосу жана сууп калган учурда анын көөп
чыгуусу байкалат, анын жыйынтыгында бириктирилген жердин бетиндеги тилимдер өтө түз эместиги менен айырмаланат жана губка сыяктуу массанын мүнөздүү түрүнө ээ болот. Металлдын өтө күйүп кетүүсү
металлографикалык изилдөө менен оңой эле аныкталат.
Металлдын өтө ысып кетүүсү, ошондой эле кристаллдык түзүмдү өзгөртүү температурасынан жогору болгон температурада металлды жалын менен узакка ысытуу менен байланыштуу, бирок металлды
кычкылдантуудан көз каранды. Адатта өтө ысып кетүүгө металлдын
чоң калыңдыгында болуучу ширетүүнүн жай салмактуу ылдамдыгы
алып келет.
Өтө ысып кетүү бириктирлген жердин өзү менен кошо ширетүүнүн
ТШЗ да байкалат. Чоң калыңдыктагы болотту газ менен ширетүү учу132
рунда ысытылган металлдын тилкеси өзгөчө чоң кеңдикке чейин жетет. Бул учурда бириктирилген жердин металлы ири кристаллдык түзүлүшү, көпчүлүк учурда манштет түрүндөгү түзүмү менен мүнөздөлөт.
Өтө ысып кетүүнү ширетилген бирикмени металлдык графикалык
изилдөө жолу аркылуу аныктап чыгышат.
Бириктирилүүчү жердин бүдүрөкөйлүгү ширетүү ваннасында
жүрүүчү химиялык реакцияларда газдардын бөлүнүп чыгуусунун натыйжасында, суюк металлда жалындын курамындагы кээ бир газдардын, өзгөчө суутектин эришинен улам пайда болушу мүмкүн. Бирок
газ менен ширетүү учурунда ширетүүчү ваннанын металлынын жай
коюулануусунан улам пайда болуучу газдар ваннанын бетине бир
кыйла деңгээлде чыгууга жетишишет, ошондуктан газ менен ширетүү
процесси үчүн металлдын бүдүрөкөйлүгү мүнөздүү кемтик болуп саналбайт.
Шлактык кошулмалар ширетилүүчү кромкалардын жана присаддык зымдын бети кир болгондо, ширетүү үчүн кычкылдантуучу жалынды колдонгон учурда, ширетүү процессинде суюк металлды начар
аралаштырганда, металл жетиштүү түрдө ысытылбаганда келип чыгышы мүмкүн. Шлактык кошулмалар бириктирилүүчү жердин металлын
бошоңдотот жана ширетүүдө негизги кемтик болуп саналат.
Жаракалар ширетилип бириктирилген жердин эң эле кооптуу кемтиги болуп саналат. Алар бириктирилген жердин өзүндө, ошону менен
бирдикте негизги металлда ТШЗ пайда болуулары мүмкүн. Жаракалардын пайда болуусуна каршы күрөшүү болуп ширетилүүчү түйүндү жана бөлүкчөнү бирдей ысытуу жана акырындык менен муздатуу,
ошондой эле ширетилүүчү элементтерди катуу бектипестен ширетүүнү
эркин абалда аткаруу же присаддык материалды жана флюстарды тиешелүү түрдө тандоо болуп эсептелет.
4.2. Капталган электроддор менен догоолук
ширетүү технологиясы
Бөлүкчөлөрдү ширетүү үчүн даярдоо. Чоң калыңдыктагы бөлүкчөлөрдүн ширетилүүчү кромкаларын даярдоону кычкылтектик кесүү
же болбосо сүргүч же фрезердик станоктордо иштетүү менен аткарышат. Жука листтүү металлды даярдоо үчүн кромкалык ийкемдүү пресстегичтерди же атайын станокторду колдонушат. Бөлүкчөлөрдү жана
жасалгаларды ийүүнү металлды ийүүчү валцтарда аткарышат. Ушул
эле жерде цилиндр формасындагы ар кандай идиштерди ширетүү үчүн
133
обечайкаларды жасашат. Бирок металлды бардык эле учурда өндүрүштүк жабдуунун жардамы аркылуу даярдоо мүмкүн эмес (мисалы,
курулуштук-монтаждык жумуштарда бөлүкчөлөрдү чогултушат жана
эбине келтиришет).
Колго догоолук ширетүү менен аткарылуучу, болоттон ширетилип бириктирилүүчү бирикмелердин негизги түрлөрү, конструктивдүү элементтери жана өлчөмдөрү 5264-80 ГОСТу боюнча аныкталган, аны менен ширетилүүчү бөлүкчөлөрдүн калыңдыгына жараша
бирикмелердин төрт түрү каралган. Бирикмелер даярдалган кромкалардын формасына жараша кромкалары борттолгон, кромкалары
ийилбеген жана кромкалары ийилген – бир же экөөнүкү деп бөлүнөт.
Бириктирилүүчү жерлерди бирикмелердин бир жак капталынан (бир
тараптуу) жана ошону менен бирдикте эки жагынан тең (эки тараптуу) жасоого болот.
Ширетилүүчү бөлүкчөлөрдү бурчтук жайгаштыруу учурунда
ширетилген бирикмелердин биригүүчү жеринин негизги түрлөрү,
конструктивдүү элементтери жана көлөмү кромкалардын жасалыш
формаларын жана бурчтуу жана тамгалык бирикмелердин геометриялык өлчөмүнө болгон талаптарды белгилөөчү 11534-75 ГОСТу менен
аныкталат.
Ширетилүүчү кромкалардын бетинин абалынан ширетилип бириктирилген жердин сапаты бир кыйла деңгээлде көз каранды болот.
Кромкаларды ширетерден мурун аны даттан, ширендиден, боектон,
майдан ж. б. булганычтардан тазалоо керек. Кромкаларды болоттон
жасалган айланып туруучу щёткалар, гидрокумдуу агымдуу жана майдалоочу ыкмалар, жылмалоочу тегеректер, ширетүүчү күймөктүн жалыны, кычкылдыктар жана щелочтордун аралашмаларында оюу менен
тазалашат.
Даярдалган бөлүкчөлөрдү ширетүү үчүн курашат. Кураштыруу
учурунда керектүү көңдөйлөрдү жана кромкалардын талап кылынуучу
сыйымдуулугун сактоо зарыл. Кураштыруу тактыгын шаблондор,
ченөөчү сызгычтар жана щуптар менен текшеришет. Кураштырууну
атайын аспаптарда же туураланган текчелерде аткарышат. Бөлүкчөлөр
струбциналар, скобалар же кыска бириктирилген жер менен карматуу
аркылуу убактылуу бекитилет. Карматкычтардын санын жана алардын
көлөмүн технологиялык шарттарга ылайык аныкташат.
Ширетилүүчү бөлүкчөлөрдү аспапка негиздөө эрежелери боюнча жайгаштырышат. Негиздөө – бул бөлүкчөнү аспапта анын беттери
134
(технологиялык негиздери) аспаптын орнотулуучу беттерине тийип
тургандай кылып жайгаштыруу болуп саналат.
Бөлүкчөлөрдү негиздөөнүн негизги схемаларын карап көрөлү.
Призмалуу бөлүк координаталардын үч өлчөмдүү системасында үч базага (негизге) негизделиши керек. Орнотулуучу тегиздикте бөлүкчөнү
үч чекит, багыттоочуда – эки чекит, таянуучуда – бир чекит менен белгилешет. Демек эгерде бөлүкчөнү бардык алты чекитте тең белгилесе,
анда так аныкталган абалда болот.
Цилиндрдик бөлүкчөлөрдү адатта призма боюнча негиздешет.
(4.20-сүрөт). Бөлүкчөнүн узунунан кеткен октун айланасында айлануусун эсепке албаганда, бардык багыттар боюнча жайгашуу мүмкүнчүлүгүнөн ажыраган. Эгерде цилиндрдик бөлүкчөнү узунунан кеткен
2
1
3
5
4
Фиксатор
4.20-сүрөт. Цилиндр формадагы бөлүкчөлөрдү негиздөө:
1–4 – призманын тегиздиктеринде таянуу чекиттери; 5 – белгилөө чекити
октун айланасында айлануу мүмкүндүгүнөн белгилесе, анда ал дагы
так аныкталган абалда болот. Цилиндрдик тешиктери бар бөлүкчөлөрдү эреже катары бөлүкчөнүн негизине кирүүчү аспаптын бармак-белгилөөлөрү менен негиздешет. Экинчи негиз катары адатта тешиктин
огуна перпендикуляр болгон бөлүкчөнүн тегиздиги кызмат аткарат.
Орнотулуучу элементтерди – таянгычтарды – кураштырылуучу
аспаптарда ширетилген түйүндөрдүн бөлүкчөлөрүн даана орнотуу
үчүн колдонушат. Таянгычтардын конструкциясы аспапка бөлүкчөлөрдүн ыңгайлуу орнотулушун, бириктирилген жерге болгон жеткиликтүүлүктү камсыз кылышы жана ширеткенден кийин жасалганы тартып
алууга тоскоолдук жаратпашы керек. Таянычтардын бекемдиги жана
катуулугу ширетүү процессинде жасалгаларда кемтиктердин пайда болуусун алдын алуулары керек.
135
Кыстырууга жана бастырууга тиешеси бар бастыруучу элементтер
салыштырмалуу орнотулуучу негиздерди жылдырбастан куроо жана
ширетүү процессинде ширетилүүчү жасалганын бөлүкчөлөрүн бекитүү үчүн арналган. Кыскычтардын жана баскычтардын конструкциялары жумуштун тез аракетин жана коопсуздугун камсыз кылышы керек. Ташылып кураштырылуучу аспаптарды ширетилген түйүндөрдү
кураган учурда, б. а. бул максаттар үчүн типтүү аспаптарды колдонууга
мүмкүн болбой калган учурда гана колдонушат. Ташыма аспаптарга
струбциналар, стяжкалар, атайын фиксациялар, кергичтер, домкраттар
ж. б. кирет. Көбүрөөк эки жана андан ашык бөлүкчөлөрдүн бири-бирине кысуу – кысылуучу (4.21-сүрөт, а) же бөлүктөрдү белгилүү бир
абалда орнотуу жана бекитүү үчүн – орнотулуучу (4.21-сүрөт, б) кыз-
2
3
1
7
4
5
6
а
8
б
4.21-сүрөт Кыстырылуучу (а) жана орнотулуучу (б) струбциналар:
1 – тутка; 2 – бурама; 3 – гайка; 4 – таман; 5 – корпус; 6 – таяныч;
7 – берилген абалда бекитилген бөлүкчөлөр; 8 – талреп
мат кылуучу струбциналарды колдонушат. Орнотулуучу струбцина
талрепом деп аталуучу эки винттүү струбцинадан жана оң резбалуу
бурамадан турат.
Тажрыйбалуу жана көп сериялуу өндүрүштө ширетилүүчү түйүндөрдү же конструкцияларды даярдоо үчүн чогултулуп-чачылуучу аспаптар колдонулат. Мындай аспаптар кысуучу түзүлүштөрдү орнотуу
үчүн кичинекей ноочолору бар типтүү блокутук-плиталардан чогултулат. Блоктуу-плиталарды комплетке (себилдегичке) ширетилген жасалганын көлөмү боюнча чогултушат. Майда бөлүкчөлөрдү жана түйүндөрдү ширетүү үчүн ширетүү алдында бөлүкчөлөрдү бекитүү үчүн
окшош болгон кичинекей ноочолору бар ширетүү үстөлдөрүн колдонушат. Ширетилүүчү түйүндөрдү ширетүү үчүн ыңгайлуу абалда орнотуу учурунда ширетилүүчү үстөлдөрдүн ордуна манипуляторлорду
пайдаланышат.
136
Манипуляторлор цилиндр формасындагы бөлүкчөлөрдү ширетүү
учурунда ширетүү үчүн куралган түйүндү берилген ылдамдыкта айлантууга, ошондой эле айлануу огунунун жантаюу бурчун өзгөртүүгө
мүмкүндүк берет. Ири габариттеги листтүү конструкцияларды ширетүү үчүн ар кандай кондукторлорду, стенддерди, канттагычтарды колдонушат. Конструкциялардын жана элементтердин өз ара жайгашуусун
белгилөө үчүн чогултулуучу аспаптардан, кондукторлордон жана канттагычтардан тышкары көпчүлүк учурда догоолук ширетүү менен аткарылуучу кыпчыгычтар (кыска болуп бириккен жерлер) пайдаланылат.
Адатта кысуучу-бириккен жерлердин узундугу 10...100 ммди түзөт.
Кыскычтардын кесиндилеринин өлчөмдөрү негизги бириктирилүүчү жерлердин 1/3 тийиштүү көлөмдөрүнөн ашпоого тийиш (5 мм
ашык болгон ширетилүүчү металлдын калыңдыгында). Кыстыргычтардын бетин шлактардан жана булганычтардан тазалап туруу зарыл.
Кемтиктер табылган учурда аларды абразивдүү инструмент менен жок
кылышат жана кыстыргычты кайра жасашат.
Ширетүү үчүн чогултулган жасалгаларды негизинен чектешкен
жана габариттик көлөмдөрү боюнча көзөмөлдөшөт. Жасалганы ширеткенден кийин аны ширетилүүчү жасалгага болгон техникалык шарттар
боюнча көзөмөлдөшөт, ширетилип бириктирилген жерлердин сапатына жана алардын өлчөмдөрүнө карата талаптар көрсөтүлгөн.
Ширетүү режимин тандоо. Ширетүү режими деп, догоонун туруктуу күйүүсүн жана берилген өлчөмдөгү, формадагы жана касиеттердеги бириктирилген жердин алынышын камсыз кылуучу көзөмөлдүк көрсөткүчтөрдүн жыйындысын түшүнүүгө болот. Режимдердин
көрсөткүчтөрү негизги жана кошмча деп бөлүнөт. Негизги көрсөткүчтөргө электроддун диаметри, ширетүү тогунун түрү жана карамакаршылыгы, догоонун чыңалуусу кирет; кошумчага – каптамалардын
курамы жана калыңдыгы, бириктирилүүчү жердин мейкиндиктеги
абалы, өткөөлдөрдүн саны кирет.
Электроддордун диаметрин металлдын калыңдыгына, бириктирилүүчү жердин катетине, бириктирилген жердин мейкиндиктеги абалына жараша тандашат. Төмөнкү абалда ширетүү учурунда S металлынын
калыңдыгы жана d электродунун диаметри ортосундагы болжолдуу катышы төмөндөгүдөй:
S, мм......................... 1...2 3...4 5...10 12...24 30...60
d, мм......................... 2...3 3...4 4....5 5....6 6 жана андан ашык.
Тик, түз жана шыпттуу бириктирилүүчү жерлер кандай гана калыңдыктагы металл болбосун чоң эмес диаметрдеги (4 ммге чейин)
137
электроддор менен жасалат, себеби ушуну менен бирге ширетүү ваннасынан суюк металлдын жана шлактын агуусу азыраак болот.
Адатта ширетүү тогунун чоңдугун электроддун тандалып алынган диаметрине жараша аныкташат. Бириктирилүүчү жерлерди төмөнкү абалда ширетүү учурунда аны эмпирикалык формула боюнча
эсептешет:
Iд = Кd,
(4.1)
К – электроддун диаметринен көз каранды болгон коэффициент; d –
электроддун диаметри, мм.
К коэффициенти d жараша төмөнкү чектер боюнча өзгөрүлөт:
d, мм.......................
2
3
4
5
6
К............................. 25...30 30...45 35...50 40...50 45...60
Тик тегиздикте ширеткен учурда токту 10...15 пайызга чейин, ал
эми шыптык абалда – төмөнкү абал үчүн тандалып алынган мааниге
салыштырмалуу 15...20 пайызга чейин азайтышат. Токтун түрүн жана
карама-каршылыгын ширетилүүчү металлдын түрүнө жана анын калыңдыгына жараша аныкташат. Тескери карама-каршылыктагы үзгүлтүксүз ток менен ширетүү учурунда электроддо жылуулук көбүрөөк
бөлүнүп чыгат. Листтик болоттун улаштырылуучу бирикмелерин колго ширетүү режими 4.3-таблицада келтирилген.
4.3-таблица
Листтүү болоттун улаштырылуучу бирикмелерин (төмөнкү абалда)
колго догоо менен ширетүү режимдери
Листтин
калыңдыгы, мм
1...4
3
4...5
Электроддун диаметри, мм
Ширетүүчү ток,
мм
1,5
25...40
2
60...70
3
100...140
3
100...140
4
160...200
Листтин
калыңдыгы, мм
6...12
13 жана
андан
ашык
Электроддун диаметри, мм
Ширетүүчү ток,
А
4
160...200
5
220...280
5
220...280
6
280...340
7
350...400
Колго догоо менен ширетүү учурунда догоонун чыңалуусу 20дан
баштап 36 В чейин өзгөрүлүп турат жана режимди эсептөө учурунда регламенттештирилбейт. Колго ширетүүнү бириктирилген жердин
бардык мейкиндиктик абалдарында жүргүзүүгө болот, бирок төмөнкү
абалда ширетүү артыкчылыктуу келет.
138
Бириктирилген жерлерди жасоо ыкмалары. Колго догоо менен
ширетүү технологиясы төмөнкү операциялардын аткарылышын карайт: догоонун дүүлүгүүсү, ширетүү учурунда электроддордун жайгашуусу, тартиби ширетилген бирикмелердин өзгөчөлүгүнөн көз каранды болгон бириктирилүүчү жерлерди жасоо.
Ширетүү процессинде догоонун үзгүлтүксүз узундугун сактоо
зарыл. Догоонун узундугу ширетилип бириктирлген жердин сапатына жана формасына олуттуу түрдө таасир этет. Узун догоо эритилүүчү
металлдын интенсивдүү кычкылдануусуна жана азоттошуусуна түрткү
берет. Ал эми негизги типтеги капталган электроддор менен ширетүү
учурунда металлдын поралуулугуна (майда тешиктердин пайда болуусуна) алып келет.
Ширетилип бириктирилген жерди пайда кылуу үчүн электродко
үч кыймылдын комбинациясын билдирүүчү татаал кыймыл берилет.
Биринчиси – догоонун белгилүү бир узундугунун сакталышын камсыз кылуучу, анын эрүү ылдамдыгы менен бирге огунун багыты көздөй электроддун илгери адымдаган кыймылы. Экинчиси – ширетүү
ылдамдыгы менен аткарылуучу, электроддун бириккен жердин огунун айланасындагы кыймылы. Ушул эки кыймылдын жыйынтыгында
жиптүү бириккен жер деп аталуучу, кеңдиги 1,5 диаметрден ашпаган,
кууш болгон электрод пайда болот. Мындай тигиштер менен жука металлды, ошондой эле көп катмардуу ширетүү учурунда (көп өтмөктүү) бириккен жердин түбүн ширетишет. Үчүнчү кыймыл – белгилүү
бир кеңдиктеги валикти пайда кылуу, кромкалардын жакшы кайноосу
жана ширетүү ваннасынын муздашын жайлатуу үчүн электроддун
учунун бириккен жердин огуна туурасынан чайпалуусу. Электроддун
бириккен жердин огуна туурасынан чайпалуусу (4.22-сүрөт) бириккен
жердин формасына, көлөмүнө жана мейкиндиктеги абалына жараша
ар кандай болушу мүмкүн.
а
б
в
г
4.22-сүрөт. Колго догоо менен ширетүү учурунда электроддун бириктирилүүчү
жердин огунан туурасынан кеткен чайпалуу кыймылдарынын траекториялары:
а, б – ширетүүнүн кадимки режими; в, г – кромкаларды күчөтүп ысытуу менен ширетүү
139
Догоо үзүлгөн учурда металлда металл эмес кошулмалардын топтолушуна жана жаракалардын ашыкча пайда болуусуна түрткү берүүчү
кратерди пайда кылат. Догоону кайра күйгүзгөн учурда, мисалы электродду алмаштырганда кратердин уюп калган металлын эритип алуу зарыл жана ушундан кийин гана ширетүү процессин улантуу керек. Бул
үчүн электродду догоо өзү үзүлмөйүнчө кыймылсыз абалда кармашат
же тез-тезден учу бириге калууларга чейин догоонун узундугун бат кичирейтишет, андан соң дароо үзүп салышат.
Кромкаларды кыйшайтпастан улаштырып ширетүү учурунда
улаштырма бир жак же эки тарабынан бир аз кеңейтилиши керек. Бир
же эки кромкаларды кыйшайтуу менен улаштырылуучу бирикмелерди бир же эки катмарлуу тигиштер менен ширетишет. Бир катмарлуу
бириккен жер менен ширеткен учурунда догоону кромканын кыйшайтылган жеринин кырында дүүлүктүрүшөт, андан соң аны төмөн жайгаштыруу менен бириккен жердин түбүн жакшылап эритишет. Догоо
бир кромкадан экинчи кромкага өткөн учурда кромкалар ортосундагы
көңдөй күйүп кетпеш үчүн электроддун кыймылынын ылдамдыгын
жогорулатышат.
Көп катмарлуу ширетүүнү бириккен жердин түбүн диаметри 4 ммден ашпаган электрод менен жакшылап эритишет, кийинки бириктирилүүчү жерлерди чоң диаметрдеги электродду колдонуу менен кеңейтилген валиктер менен эритишет. Улаштырылып бириктириле турган
жерлерди ширетүү учурунда катмарлардын саны листтин калыңдыгына жараша тандалып алынат:
Листтин калыңдыгы, мм... 1–5 6 8
10 12 14
16 18
Катмарлардын саны........... 1 2 2–3 3–4 4 4–5 5–6 5–6
Көлөмдүү чыңалуулар жана жаракалардын пайда болуу коркунучу
келип чыккан учурда чоң калыңдыктагы (25 ммден жогору) жоопкерчиликтүү конструкциялардын бирикмелерин бириккен жерлерди блоктор же каскаддар менен толтуруунун атайын ыкмаларын колдонуу менен ширетишет (4.23-сүрөт). Каскад менен ширетүү учурунда адегенде
кромкалардын ажырымында чоң эмес узундуктагы (200...300 мм) биринчи катмарды, андан соң жаап туруучу жана болжол менен эки эсе
узундукка ээ болгон экинчи катмарды эритишет. Үчүнчү катмар экинчини жаап турат жана андан 200...300 ммге узунураак келет. Минтип
катмарларды анча чоң эмес тилкеде биринчи катмардын үстүндөгү
ажырым толмоюнча эритишет. Андан соң бул тилкеден ширетүүнү
кыска бириктирүүчү жерлер менен ар кайсы тарапка ошол эле ыкма ме140
а
б
в
4.23-сүрөт. Кромкалардын ажырымдарын толтуруу ыкмалары.
а, б – ылайыгына жараша бир тараптуу жана эки тараптуу каскаддар менен;
в – блоктор менен
нен жүргүзүшөт. Муну менен бирдикте ширетүү зонасы дайыма ысык
абалда болот, бул жаракалардын пайда болуусун алдын алат. Блоктуу
ыкмада тескери тепкичтүү ширетүүнү колдонушат, мында көп катмарлуу бириктирилүүчү жер ар бири толук толтурулган өзүнчө тилкелер
менен аткарылат.
Бурчтуу бириктирилүүчү жерлерди бурчтуу, тамгалык жана чып
этме бирикмелерди ширетүү учурунда колдонушат. Бурчтуу бириктирилүүчү жерлерди «кайыкчада» же жантык электрод менен ширетишет.
Бурчтуу бириккен жерлерди «кайыкчада» ширеткен учурда эритилген металл капталдары жана койгучтары менен түзүлүүчү кобулчада жайгаштырылат. Бул бириктирилген жердин жакшы калыптануусун
жана анын түбүнүн жана капталдарынын кесилүү коркунучу жок жакшылап эрүүсүн камсыз кылат. Мындан тышкары бир эле жүрүштө
чоң кесиндинин бириккен жерлерин эритүүгө мүмкүнчүлүк түзүлөт.
Бирок бөлүкчөлөрдү дайыма эле «кайыкча» абалына жайгаштырууга
мүмкүн эмес (4.24-сүрөт, а). Көпчүлүк учурда тамгалык бирикмелерди
2
1
1
3
4
3
4
21
2
3
6
5
7
1
7
6
5
4
6
5
3
4
а
б
в
г
4.24-сүрөт. Тамгалык балкалардын (төрт кырдуу устунунун)
бурчтуу бирикмелерин ширетүү:
а – «кайыкка» бир катмарлуу бириктирүүчү жер менен; б – электродду четтетүү
менен бир катмарлуу бириктирүүчү жер менен; в – көп катмарлуу бириктирилүүчү
жер менен; 1 – каптал; 2 – электрод; 3 – түптүү (биринчи) катмар; 4 – койгуч;
5, 6 – бириккен жердин экинчи жана үчүнчү катмарлары; 7 – төртүнчү катмар;
- - - – б варианты боюнча ширетүү учурунда электроддун ырааттуу абалдары
141
г?
бирикменин бир деталы түз, ал эми экинчиси – тик жайгашкан учурда
ширетишет (4.24-сүрөт, б). Мындай абалда бурчтуу биригүүчү жерлерди ширетүүнү жантык электрод менен жүргүзүшөт (4.24-сүрөт, б) Бул
учурда бириккен жердин түбү жана түз бөлүкчөнүн кромкалары толук
эрибей калышы мүмкүн. Жакшы эрбей калууну алдын алуу үчүн бириккен жердин чегинен 3...4 мм чегинүү менен догоону түз койгучта
дүүлүктүрүшөт. Андан кийин догоону бириктирилүүчү жердин чокусуна жайгаштырышат жана түбү жакшылап эриши үчүн аны бир канча
убакыт кармашат, мындан соң тик текчени ширетүү менен өйдө көтөрүшөт. Ушундай эле процессти электродду алдыны көздөй жайгаштыргандан кийин тескери багытта да кайталашат. Ширетүү учурунда
электроддун жантык бурчун ошол учурда догоо кайсы жерде күйүп
жатса, ошого жараша өзгөртүшөт. Ширетүү процессин тик капталда
баштоого болбойт, анткени бул учурда эриген металл электроддон түз
койгучтун дагы эле муздак болгон негизги металлына агып барат, жыйынтыгында абдан кайнап бышпай калат.
Көп катмардуу ширтетүү учурунда бириккен жердин түбүн жакшы
эритүү үчүн биринчи катмарды 3...4 мм диаметрдеги электрод менен
кыймылдарды чайпалтуусуз бириккен жердин түбүн кууш же жиптүү
кылып бириктирип жасашат. Катети 8 ммден жогору болгон бириккен
жерди эритүү учурунда ширетүүнү эки же андан ашык катмарда жүргүзүшөт (4.24-сүрөт).
Бурчтуу бириктирилүүчү жерлерди ширетүү учурунда катмарлардын саны ширетилүүчү металлдын калыдыгына жараша болот.
Ширетилүүчү
металлдын
калыңдыгы, мм........ 1...5 6
8 10 12 14 16 18 20 22
катмарлардын саны... 1 1 1,2 2 2,3 3,4 5 5,6 5,6 6,7
Тик болгон элементтин кромкаларын бир тараптуу же эки тараптуу кыйшайтуу учурунда бурчтуу бириктирилүүчү жерлерди (4.24-сүрөт, г) ширетилүүчү металлдын калыңдыгына жараша бир катмарда же
бир канча катмарда эритишет.
0,5...3 мм калыңдыктагы листтерди ширетүү учурунда соңку эритүүгө начар туруштук берген тешиктердин пайда болуусу менен металлды электр догоосу менен тешип эритүүгө (күйгүзүп эритүүгө)
мүмкүндүк жаралат. Аны менен бирге кромкалардын ысытылышын
жөнгө салуу татаал болгондуктан, күйгүзүп эриткенден тышкары
мындай бириктирилген жерлерде жакшы эрибегендик, көңдөйчөлөр
142
ж. б. пайда болот. Жука листтүү металлдын керектүү сапатын камсыз
кылуу үчүн кромкалардын бортторун, жылуулукту убактылуу четтетүүчү тээктерди, калдыктуу тээктерди же эрүүчү элементтерди, атайын каптамасы бар электроддорду жана атайын ширетүүчү жабдууну
колдонушат.
Кромкаларды борттоп ширетүүнү көбүнчө алмашма токто жүргүзүшөт. Мыкты жыйынтыкка ылдыйта ширетүү учурунда бөлүкчөлөрдү
жарым-жартылай тик абалда ороноткондо жетүүгө болот. Жука листтүү болотту ширетүү учурунда электроддун диаметрин жана токтун
чоңдугун тандап алуу үчүн 4.4-таблицаны колдонууга болот.
4.4-таблица
Жука листтүү болоттун улаштырылуучу бирикмелерин
ширетүү режимдери
Листтин
калыңдыгы, мм
Электроддун диаметри, мм
Ширетүүчү ток,
А
Листтин
калыңдыгы, мм
Электроддун диаметри, мм
Ширетүүчү ток,
А
0,5
1
10...20
2
2,5
60...65
1
1,6...2,0
30...35
1,5
2
35...45
2,5
2,5...3,0
65...100
Убактылуу жылуулукту четтетүүчү тээктер катары оор жана коло
плиталарды (брустарды) колдонушат. Улаштырып куроону ширетилүүчү листтердин тээкке тыгыз кыналышын камсыз кылуу менен көңдөйсүз жүзөгө ашырышат.
Созулмалуулугу боюнча бириккен жерлер кыска – 300...350 мм,
орточо – 350...1000 мм жана узун – 1000 ммден жогору деп бөлүнөт.
Кыска бириктирилүүчү жерлерди бир учунан экинчи учуна чейин
«өткөөлгө» ширетишет; орто узундуктагы бириктирилүүчү жерлерди – бирикменин ортосунан баштап аягына чейин ширетишет; узун
бириктирилүүчү жерлерди – ширетилип бириктирилүүчү жерлерди
биригүүчү жердин өсүүсүнө каршы багытта биринин артынан бири
кетүүчү тилкелер менен аткарылуучу тескери ыкма менен ширетишет
(4.25-сүрөт). Тепкичтин узундугу – 100...350 ммди (жука металлды
ширетүү учурунда тепкичтер кыска, калың металлды ширетүү учурунда – тепкичтер узунураак болот) түзөт.
Тескери тепкичтүү ширетүүнү жалпы багытта А ортосунан баштап аягына чейин жүргүзүшөт. Ширетүү бир же эки ширетүүчү менен
143
А
А
а
А
б
А
7
5
А
3
1
в
2
4
А
4
3
5
1
7
4
8
4a
А
2
6
6
8
г
1a
2a
3a
9
10
II
3
2
1
I
д
4.25-сүрөт. Бириктирилүүчү жерлерди аткаруу ыкмалары:
а – «өткөөлгө ширетүү»; б – ортосунан баштап аягына чейин ширетүү;
в–д – созулуп бириктирилүүчү жерлерди ширетүүнүн тескери тепкичтүү ыкмасы
менен аткаруу; 1–10, 1а–4 а – ширетүүнү жүргүзүү багытында электроддун
кыймылынын ырааттуулугу (жебе менен көрсөтүлгөн); А – ширетүүнүн жалпы
багыты; I, II – бириктирилүүчү жердин катмары
аткарылышы мүмкүн (4.25-сүрөт, г, 1, 1а, 2, 2а). Көп катмардуу бириктирилүүчү жерлерди жасоо учурунда дагы тескери тепкичтүү ыкманы
колдонушат; муну менен бирге жогору жайланышкан катмарлардын
туташ тилкелерин төмөн жайгашкан бириктирилүүчү жерлердин багытына тескери багытта ширетишет. Туташ тилкелердин биригүүчү жерлеринин учтары 25...30 мм жылдырылышы керек.
Металлдын калыңдыгын жогорулатуу менен (15...20 мм жогору)
бирикмелерде көлөмдүү болгон ширетүү чыңалуулары жогорулайт,
бул бириктирилүүчү жерлерде жаракалардын пайда болуу жана өнүгүү коркунучун жаратат. Ушундай кубулуштарды болтурбоо үчүн калың листтүү болотторду ар кандай ыкмада ширетишет (4.26-сүрөт).
15...20 мм калыдыктагы металлды эки катмардуу ыкма менен ширетишет. I тилкеде (4.26-сүрөт, а) узундугу 250...300 мм болгон бириккен жердин биринчи катмарын эритишет, аны дароо шлактан тазалашат жана биринчи катмардын ысык металлы боюнча (150...200 ° С
төмөн болбогон температурада) экинчи катмарды коюшат. II, III тилкелериндеги бириктирилүүчү жерлерди ушундай эле ырааттуулукта
эритишет ж. б. у. с.
144
20...25 мм болгон жана андан ашык калыңдыктагы металлды блоктор же каскад (секциялар) менен ширетишет. Блоктор менен ширетүү
учурунда (4.26-сүрөт, б) көп катмардуу ширетүүнү өзүнчө тилкелер
5
6
III
3
4
II
1
4
2
8
3
2
1
I
I
a
1
2
3
6
б
7
5
II
4
в
4.26-сүрөт. Металлдын чоң жоон бөлүктөрүн ширетүү: а – эки катмар; б – блоктор
менен; в – каскад (куюлтуу) менен; I–II – ширетүү тигиштеринин участокторун;
1–8 – түрдүү ыкмалар менен ширетүүнү аткаруунун иреттүүлүгү
менен жасашат, ал эми алардын ортосундагы аралыктарды бириктирилүүчү жер толугу менен ширетилип бүткөнгө чейин толтурушат. Каскад менен ширетүү учурунда (4.26-сүрөт, в) көп катмардуу бириктирилген жердин ар бир кийинки тилкеси мурунку тилкени толугу менен
же анын жарымын жаап турат.
U-түрүндөгү кромкаларды жасоо учурунда каскаддык ширетүүнүн
секциясынын узундугу 300...400 мм, Х-түрүндөгү жасоо учурунда –
500...800 ммди түзөт. Муну менен бирдикте секциянын ар бир картмарын 150...200 мм узундуктагы тепкичтерге бөлүшөт жана ширетүүнү
тескери тепкичтүү ыкма менен жүргүзүшөт. Металлдын калыңдыгын
жогорулаткан учурда секциянын узундугун кыскартышат. Калыңдыгы
30 мм жана андан ашык болгон металлды бирикменин маңдай тескейинен бир эле убакта эки ширетүүчү ширетишет.
Ар кандай мейкиндиктик абалдарда ширетүү өзгөчөлүктөрү.
Мейкиндикте бириктирилүүчү жерлердин төмөнкүдөй болгон негизги абалдарын ажыратып билүүгө болот: төмөнкү, тик, түз (тик тегиздикте) жана шыптуу. Мейкиндиктеги абалга жараша бириктирилүүчү
жердин валигинин калыптануу шарттары, анын тышкы көрүнүшү
жана сапаты, ошондой эле ширетүүнүн өндүрүмдүүлүгү олуттуу түрдө
өзгөртүлөт.
Төмөнкү абал ширетүү үчүн эң ыңгайлуу болуп саналат, анткени
электроддук металлдын тамчылары өздүк оордук күчүнүн таасири астында ширетүү ваннасына оңой эле өтүшөт жана суюк металл андан
145
агып чыкпайт. Мындан тышкары биригүүчү жерлердин калыптануусуна көз салып турууга оңой болот. Ширетүү процессинде электродду
ширетүү багытын көздөй 10...20 ° бурчта ийишет.
Тик абалда ширетүү учурунда эриген металл ылдый көздөй агып
түшүүнү көздөйт, ошондуктан тигинен биригүүчү жерлерди аябай кыска болгон дого менен төмөндөн жогору карай, ошондой эле жогорудан
төмөн карай жүргүзүшөт. Биринчи учурда догоо тик жайгашкан пластиналардын эң төмөн чекитинде дүүлүгөт. Суюк металлдын ваннасы
пайда болгон соң, башында тикелей орнотулган электродду бир кыйла
өйдөрөөк жылдырышат. Муну менен бирдикте бириккен жердин уюп
калган металлы металлдын соңку тамчылары кармалуучу, текче сыяктуу нерсени пайда кылат. Ваннадан суюк металлдын агуусун алдын
алуу үчүн биригүүчү жердин огунун туурасы боюнча өйдө жана алмак-салмак эки жакка жылдыруу менен электроддун чайпалтуучу кыймылдарын жасоо абзел.
Жогорудан төмөн карай ширетүүнү металлдын калыңдыгы аз
болгондо же көп катмардуу ширетүү процессинде бириктирилүүчү
жердин биринчи катмарын коюу учурунда колдонушат. Бул учурда
догоонун астына агып кирүүчү суюк металл тешиктүү күйүктөрдүн
пайда болуу мүмкүнчүлүгүн азайтат. Ширетүүнүн башталышында
догоо электроддун түз жайгаштырылган абалында пластиналардын
жогорку чекитинде дүүлүгөт. Суюк металлдын ваннасы пайда болгон
учурда электродду негизги жана эритилген металлга багытталгыдай
эсеп менен 15...20 ° ийишет. Биригүүчү жердин калыптануу шарттарын
жакшыртуу үчүн электроддун чайпалуу амплитудасы чоң эмес, ал эми
дого – эритилген металлдын тамчылары төмөн көздөй агып кетпеши
үчүн өтө кыска болушу керек.
Чоң калыңдыктагы металлдагы тик бириктирилүүчү жерлерди
Х-түрүндөгү кромкаларды даярдоо менен бириккен жердин үстүңкү
бөлүгүнөн баштап ширетишет. Эки газ ширетүүчү иштеген учурда бирөөсү ширетилүүчү секцияда биринчи катмарды жасайт жана дароо
ушундан кийин бирикменин арт жагындагы бириккен жердин түбүн
жок кылат, ал эми экинчи газ ширетүүчү өз тарабындагы секцияда
бардык катмарды жасайт. Бул учурда биринчи газ ширетүүчү өз тарабындагы секцияда бириктирилүүчү жердин бардык катмарын коюп
чыгат. Ушундай эле ырааттуулукта бардык кийинки секцияларды ширетишет. Ширетүү ысык болгон мурунку катмар боюнча үзгүлтүксүз
жүргүзүлөт.
Бириктирилүүчү жерлерди тик абалда жасоо учурунда суюк металлдын агып кетүүсүн алдын алуу үчүн кромкаларды адатта үстүңкү
146
бөлүкчөдө гана кыйшайтышат. Догоо бул учурда төмөнкү тик кромкада дүүлүгөт, андан соң бөлүкчөлөрдү мокотуу жана андан ары металлдын агып жаткан тамчысын өйдө көтөрүү менен жогорку кромкага
ташылат. Электрод менен чайпалтуучу кыймылдарды спирал боюнча
жүргүзүшөт. Тик ширетилип бириктирилүүчү жерлер менен улаштырылуучу бирикмелерге караганда чып этме бирикмелерди жасоо алда
канча жеңил, анткени листтин тик болгон кромкасы эриген металлдын
төмөн көздөй агып кетүүсүн кармап турат. Х түрүндөгү кромкаларды
жасоо учурунда чоң аралыктагы тикелей бириктирилген жерлерди
(бир кромканын өзгөчө жогоркунун эки симметриялуу кыйшаюусу)
эки ширетүүчү мындай тилкеде бир сменанын ичинде эки тараптуу
бириктирилүүчү жерди ширеткидей эсеп менен тилкелерге бөлүшөт.
Бириктирилүүчү жерди шыптык абалда аткаруу – эмгекти көп талап кылуучу процесс, анткени оордук күчү металлды электроддон ширетүү ваннасына ташууга тоскоолдук жаратат, ал эми эриген металл
ваннанын ичинен ылдый көздөй агып түшүүгө умтулат. Ошондуктан
ширетүү процессинде ширетүү ваннасынын көлөмү анча чоң эмес болушу керек. Буга кичине диаметрдеги электроддорду жана (3...4 мм
ашпаган) чоң болбогон ширетүү токторун колдонуу менен жетишүүгө
болот. Сапаттуу бириккен жерди алуунун негизги шарты болуп – ваннадагы суюк металл менен электроддун учтарын мезгил мезгили менен бириктирүү жолу аркылуу эң кыска догоону кармап туруу саналат. Учтары бириккен учурда металлдын тамчысы сырткы тартылуу
күчүнүн аракети астында ширетүү ваннасына сордурулуп киргизилет.
Электродду жок кылган учурда догоо өчөт жана бириккен жердин металлы катууланат. Электродко бир эле убакта бириккен жердин туурасынан кеткен чайпалтуучу кыймылдар жөнүндө маалымдалат. Электроддун бөлүкчөнүн бетине болгон жантаюусу ширетүү багытына карай
70...80 ° түзүшү керек.
Капталган электроддор менен колго ширетүү өндүрүмдүүлүгүн жогорулатуу ыкмалары. Капталган электроддор менен колго
ширетүү өндүрүмдүүлүгүн жогорулатуунун көптөгөн ыкмалары бар.
Алардын ичинен эң натыйжалуусу болуп – каптаманын курамына темир күкүмдү киргизүү болуп саналат, бул эритменин коэффициентинин 18 г/(А · c) чейин жогорулашына жана кадимки электроддор менен
ширетүүгө салыштырмалуу процесстин өндүрүмдүүлүгүн бир кыйла
жогорулатууга мүмкүндүк түзүп берет. Бул учурда бириктирилүүчү
жердин түзүлүүсүнө бир гана электроддук өзөкчөнүн металлы гана ка147
тышпастан, каптаманын курамына темир күкүм түрүндө киргизилүүчү
металл дагы катышат. Мисалы, электроддордун рутилдик каптамасында темир күкүмүнүн курамын 20 пайыздан 50...60 пайызга чейин жогорулаткан учурда төмөнкү абалда ширетүү өндүрүмдүүлүгү болжол
менен 1,5–2 эсеге өсөт. Мындай каптамалары бар электроддорго АН-1,
ОЗС-3 ж. б. кирет. Аларды колдонгон учурда ширетүү жумуштарынын
өндүрүмдүүлүгү жогорулайт.
Эмгектин өндүрүмдүүлүгүн жогорулатуунун башка ыкмасы болуп – терең каршылык менен ширетүү болуп саналат. Бул ыкмада
ширетүүнү электроддун каптамасынын калканычын ширетилүүчү металлдын кромкаларына таяп жүргүзүшөт. Каптамасынын калыңдыгы
жогорулатылган электроддорду пайдаланышат. Каптаманын массасы
электроддун диаметринин өзөкчөнүн 1,5...1,6 диаметрине болгон катышында өзөкчөнүн массасынын 60...80 пайызын түзөт. Электроддун
бириккен жердин чийинине 70...80 ° бурч менен жантаюсунун натыйжасында догоонун басымы ширетүү ваннасындагы суюк металлды
валикти көздөй сүрүп чыгат. Ушуну менен бирге эрүү тереңдиги жогорулайт, бириккен жердин металлында электроддук металлдын үлүшү азаят, мунун негизинде өндүрүмдүүлүктүн жогорулашы камсыз
кылынат. Демек мында калыңдыгы 8...10 ммге чейин жеткен болоттон
жасалган листтердин кромкаларын ажыратпай туруп, бир тараптуу
ширетүүнү жана калыңдыгы 16...18 ммге чейин жеткен листтерди эки
тараптуу ширетүүнү улаштырып аткарууга болот.
Ширетүү процессинде алмак-салмак күйүп туруучу үч ширетүү
догоосу иш алып барат: экөө электроддор жана негизги металл ортосунда жана бирөөсү электроддор ортосунда. Мында бөлүнүп чыгуучу
жылуулуктун көлөмү жана ошого ылайык өндүрүмдүүлүк бир фазалуу
догоо менен ширетүүгө салыштырмалуу 2–3 эсе өсөт.
Жантайма электрод менен ширетүү дагы эмгектин өндүрүмдүүлүгүн жогорулатууга мүмкүндүк берет. Бул ыкмада штангадан турган,
электр жактан ширетилүүчү металлдан жана обоймадан обочолонгон,
ширетүүчү догоонун азыктандыруу булагынан ток берилүүчү аспапты
колдонушат. Обойма штанга боюнча эркин жүрө алат. Эрүүчү капталган электродду ширетилүүчү кромкалардын айланасына кыйшайтып
орнотушат жана электродду эритүү учурунда оордук күчүнүнүн таасири астында штанга боюнча жылуучу обоймага бекитишет. Ушуну
менен бирге догоо биригүүчү жерди пайда кылуу менен штанганын
багыты көздөй орун которот.
148
Адатта догоону кошумча көмүртектүү электроддун жардамы аркылуу ширетилүүчү металлга электроддун өзөкчөсүн бекитүү менен
күйгүзүшөт, ушундан соң догоонун күйүүсү жана электроддун эрүүсү
ширетүүчүнүн катышуусуз негисизсиз түрдө жүрөт. Ширетүүнүн бул
ыкмасында, ошондой эле пружиналык аспаптарды же бириктирилген
түзүлүштөрдү да колдонушат. Штанганын же пружиналык аспаптын
негизин бекитүү үчүн струбциналарды же туруктуу магниттерди колдонушат. Электроддун диаметри 4...8 мм болгон учурда анын узундугу
450...1000 ммди түзөт; 6...10 мм диаметринде – 700...1200 мм болот.
Штангалык аспапты колдонуу учурунда электроддун жантаюу бурчу
25...30 °ка, ал эми пружиналуу аспаптыкы – 5...10 ° барабар. Ширетүүчү токту электроддун 1 мм диаметрине 40...45 А эсебинде тандашат.
Узун ченемдеги бириктирилүүчү жерлер ширетилүүчү кромкалардын
айланасына бир канча аспаптарды орнотуп чыгуу менен ширетилет.
Бир ширетүүчү бир эле убакта үч-төрт постторго чейин тейлей алат,
муну менен бирдикте өндүрүмдүүлүк колго ширетүүгө караганда
2,5–3 эсеге өсөт.
Жатма электрод менен ширетүү – бул өндүрүмдүүлүктү жогорулатуунун дагы бир ыкмасы болуп саналат. Капталган эрүүчү электродду
ширетилүүчү кромкалардын айланасына төшөшөт. Догоону көмүрдүү
электрод же башка ыкма менен күйгүзүшөт. Күймөктүн туруктуу күйүүсү өздүк жөнгө салуу менен камсыз кылынат.
Электроддор металл өзөкчөдөн, ага сүйкөлгөн каптама катмарынан жана процессти турукташтыруу үчүн кызмат кылуучу тоголок
жана башка формадагы сырткы кабыкчадан турат. Электроддун 4 жана
8 мм болгон диаметринде каптаманын калыңдыгы ошого жараша 1,5
жана 3 ммди түзүп калат; электроддордун узундугу – 700...900 мм.
Ток ар бир 500...800 мм сайын орнотулуучу конттактардын жардамы аркылуу жакындатылат. Алар орнотулуучу жерлерге электроддордо
каптаманын үстүңкү катмарын тазалап чыгышат. Узун болуп бириккен
жерлерди алуу үчүн электроддордун өзөкчөлөрүн металл коюлмалар
бириктиришет.
Көп катмардуу ширетүүнү кромкалардын ажырымына же «кайыкча» абалында бурчка үч же андан ашык электроддорду төшөө менен
жасашат. Электроддорго ток бир канча булактар аркылуу келет. Процесс туруктуу болушу үчүн электроддорду болоттон жасалган коюлма
менен жабышат, анын астына коюлманы күйүп кетүүдөн сактап туруучу барак катмарын төшөшөт. Стандарттуу каптамасы бар биринде149
ген электроддор менен ширетүү учурунда дагы көрсөтүлгөн коюлмаларды колдонуу зарыл.
Жатма электрод менен ширеткен учурда ширетүүчү бир эле убакта
бир канча постторду тейлей алат, бул өндүрүмдүүлүктү жогорулатат.
4.3. Коргоочу газдарда эрүүчү электрод менен
догоолук ширетүү технологиясы
Коргоочу газдарда эрүүчү электрод менен догоолук ширетүү – бул
үзгүлтүксүз берилип туруучу эрүүчү электрод жана бөлүкчө ортосунда
күйүүчү электр догоосу менен металлды эритип бириктирүү процесси
болуп саналат. Догоонун күйүү зонасы газдын жардамы менен корголот. Коргоочу газ жана жылып турма эрүүчү электрод – ушул процесстин эки милдеттүү катышуучулары болуп саналышат.
Көпчүлүк металлдар кычкылтектин бириктирүүгө (оксиддерди
пайда кылышат) туруктуу тенденциясы жана азоттун (нитридтерди
пайда кылат) биригишине азыраак деңгээлде тенденциясы бар. Көмүртектин оксиди пайда болуусу менен кычкылтек металлдын курамындагы көмүртек менен реакцияны пайда кылат, ошондой эле көмүртектин
оксиди биригүүчү жердин металлында аралашкан учурда бириккен
жерде кемтикти пайда кылат. Атмосферанын эриген металлга тийгизген таасири чоң, анткени анда азоттон 80 пайыз жана болжол менен 20
пайыз кычкылтек бар. Коргоочу газдын негизги функциясы – бул эриген металлдын курчап турган атмосферага болгон байланышын жокко
чыгаруу.
Ширетүү ваннасын коргогондон тышкары коргоочу газ таасир этет:
• догоонун мүнөздөмөсүнө;
• электроддук металлды ташуу ыкмасына;
• эритүү тереңдигине жана бириктирилүүчү жердин профилине;
• ширетүүнүн өндүрүмдүүлүгүнө;
• күйүп кетүү мүмкүндүгүнө;
• бириктирилген жерди тазалоо даражасына.
Эрүүчү электрод менен ширетүү учурунда бириккен жер негизги
металлды эритүү жана кошумча металлды – электроддук зымды көйкөлтүп эритүү эсебинен пайда болот, ошондуктан бириктирилүүчү
жердин формасы жана көлөмү (ширетүүнүн, мейкиндиктик абалдын
жана бөлүкчөнүн ж. б. ылдамдыгы), ушулардын баарысынан башкасы
металлды көйкөлтүп эритүү жана ширетүү ваннасына ташуу мүнөзүнөн көз каранды. Электроддук металлды ташуу мүнөзү электроддун
150
материалы, коргоочу газдын курамы, ширетүүчү токтун тыгыздыгы
ж. б. факторлор менен аныкталат.
Көйкөлтүп эритилген металлды ташуу мүнөзү коргоочу газда эрүүчү электрод менен ширеткен учурда ширетилип бириктирилген жерди
калыптандыруу үчүн зор мааниге ээ. Бул процессти ар кандай ыкмалар
менен башкарып (атайын ширетүү процесстерин колдонуу менен) такай сапаттуу ширетилип бириктирилген жерлерди алуу мүмкүн. Эрүүчү электрод менен ширеткен учурда коргоочу газдарда электродду көйкөлтүп эритүүнүн жана металлды ширетүү ваннасына ташуунун бир
канча негизги режимдерин баса белгилеп көрсөтүүгө болот:
• чачыратпастан кыска догоо менен ширетүүнүн циклдик режими;
• оптималдаштырылган кыска догоо менен ширетүү режими;
• ширетүүнүн ири тамчылатма режими;
• ширетүүнүн импулстуу режими;
• металлды шорголотуп ташуу режими;
• металлды үзгүлтүксүз айлантып ташуу режими (ротациялык
ташуу).
Шорголотуп жана ири тамчылатып, ошондой эле үзгүлтүксүз айлантып ташуу режимдери догоонун салыштырмалуу жогору болгон
энергиясы менен байланыштуу. Аларды колдонуу адатта калыңдыгы
3 ммден ашык болгон металлдын төмөнкү жана түз абалдарында ширетүү менен чектелет. Чачыратуусуз кыска догоо менен ширетүүнүн
циклдик режими жана ширетүүнүн импулстуу режими төмөн болгон
энергиялык көрсөткүчтөгө ээ, бирок адатта бардык мейкиндиктик
абалдарда калыңдыгы 3 ммге чейинки металлдарды ширетүүгө мүмкүндүк берет.
Чачыратуусуз кыска догоо менен ширетүүнүн циклдик режими (мезгилдүү учунун биригүүсү менен ширетүү процесси). Ушул
процесс кыска догоонун 15...22 чыңалуусунда жана 100...200 А тогунда диаметри 0,5...1,6 мм болгон электроддук зымдар менен ширетүү
үчүн мүнөздүү. Кезектеги учу бириккенден кийин (4.27-сүрөт 8- жана
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Электрод
зымы
Догоо
4.27-сүрөт. Ширетүүнүн чачырабаган кыска жаасынан схемасы:
1–9 – чейинки процесстердин стадиясы
151
9-баскычтар) сырткы тартылуу күчү электроддун чүркөсүндө эриген
металлды туура сферага жакындатуу (1–3-стадиялар) жана ширетүүчү
ванна менен акырындап биригүү үчүн жагымдуу шарттарды түзүү менен тамчыга тартат. Жыйынтыгында догоонун узундугу жана чыңалуусу максималдуу болот.
Процесстин бардык баскычтарында электроддук зымды берүү
ылдамдыгы үзгүлтүксүз, ал эми анын эрүү ылдамдыгы өзгөрүп турат.
3- жана 4-баскычтарда ал берүү ылдамдыгынан кичирээк, ошондуктан
электроддун чүркөсү тамчы менен бирге учу бириккенге чейин ширетүү ваннасына (догоонун узундугу жана анын чыңалуусу кичиреет)
жакындап барат (4-баскыч). Учу бириккен учурда эритилген электроддук металлдын тамчысы ширетүү ваннасына өтөт.
Учу бириккен учурда ширетүү тогу чукул – 150...200 А чейин өсөт,
жыйынтыгында электрод жана бөлүкчө ортосундагы суюк металлдын тосмосун бузуучу электрмагниттүү күчтөрдүн (6-, 7-баскычтар)
кысуучу аракети жогорулайт. Тамчы адатта бузулуу жана четке учуу
менен дароо үзүлүп түшөт, бул өз учурунда металлдын чачыроосуна
алып келет. Мындан тышкары ушундай чоңдуктагы ток тамчы жана
ванна ортосунда пайда болгон тар тосмодон өтүүгө аракет жасоо менен
металлдын чайпалып төгүлүүсүнө алып келет.
Электроддук металддын чачыроосун азайтуу үчүн учу бириккен
учурда пайда болуучу кысуучу аракетти өтө жай-салмактуу кылуу зарыл. Бул ширетүү тогунун булагына индуктивдүүлүктүн жөнгө салынуучу түрмөгүн киргизүү менен жүзөгө ашырылат. Индуктивдүүлүктүн чоңдугу кысуучу аракеттин ылдамдыгын аныктайт.
Аз индуктивдүүлүктө тамчы тез жана бат кысылат жана электрод
чачырап баштайт. Ширетилип бириктирилген жердин валиги дөмпөк
болуп калат. Ширетүүчү догоонун температурасы төмөн келет. Аз индуктивдүү ачык тилкелерди туруктуу догоо менен ширетүү учурунда
гана колдонулат.
Чоң индуктивдүү ширетүү ваннасына акырындап өтүүчү тамчынын бөлүнүп кетүү убактысы жогорулайт. Ширетүү ваннасы суюгураак келет. Ширетилип бириктирилген жер өтө сыйгалак жана таза, ал
эми ширетилип бириктирилген жердин валиги – түз болот. Эритменин
чоң тереңдиги камсыз кылынат.
Кыска догоо менен ширетүүнүн циклдик режиминде догоо аралыгынын мезгилдүү учу биригүүсүнүн жыштыгы 90...450 с чегинде өзгөрүп турат. Электроддук зымдын ар бир диаметри үчүн (коргоочу газдын ж. б. материалына жараша) кыска учу биригүүлөр менен ширетүү
152
процесси мүмкүн болгон ширетүүчү токтордун диапазону бар. Ушул
режим жука листтүү металлды ширетүү үчүн ыңгайлуу жана бардык
мейкиндиктик абалдарда жарымавтоматташтырып ширетүү үчүн жарамдуу болуп саналат. Процесстин оптималдуу мүнөздөгүчтөрүндө
металлдын чачырандыга болгон жоготуулары 7 пайыздан ашпайт.
Оңтойлуу кыска догоо менен ширетүү режими. Процесс өзүнө
кыска догоо менен ширетүүнүн циклдик режимин жана ширетүү зымын берүүнүн өтө жогору ылдамдыгын камтыйт, бул кыска жана кубаттуу догоону колдонууга мүмкүндүк берет (догоодогу чыңалуу 300 А
токто 26 В чейин). Ушул режим минималдуу жылуулук салуусу жана
бириктирилген жердин металлынын оксиддешүүсүнүн төмөн деңгээли
менен ширетилген бирикмелерди алуу мүмкүнчүлүгүн түзүп берет.
Ширетүүнүн иритамчылатма режими. Ширетүү тогунун тыгыздыгын жана догоонун чыңалуусун жогорулатуу (догоонун чыңалуусу
22ден 28 В чейин жана ток 200дөн 290 А чейин) электроддук металлдын эрүү жана ташылуу, кыска учу биригүүлөрү бар кыска догоо менен ширетүүдөн сейрек болуучу учу биригүүлөрү бар жана алар жок
процесске өтүү мүнөзүнүн өзгөрүшүнө алып келет. Электроддук металл ширетүү ваннасына ар кандай өлчөмдөгү өзүнчө ири тамчылар
менен дайыма эле ташылбайт, бул нерсени куралсыз көз менен эле байкоого болот. Муну менен бирдикте догоонун технологиялык касиеттери начарлайт, шыптык абалда ширетүү оорлойт, ал эми электроддук
металлдын иске жана чачырандыга болгон жоготуулары 15 пайызга
чейин жогорулайт.
Ширетүүнүн ири тамчылатма режими ширетилип бириктирилген
жердин сапатсыз калыптануусу менен мүнөздөлөт.
Коргоочу газдын тибине көз карандысыз түрдө оң электроддон
металлдын ири тамчылатылып ташылуусу токтун төмөн тыгыздыктарында жүрөт. Ири тамчылатып ташуу диаметри электроддун өзүнө
караганда чоң болгон тамчынын өлчөмү менен мүнөздөлөт.
Инерттүү коргоочу газдарды колдонуу учурунда электроддук металлды чачыратпастан окко багыттап ташууга болот. Мында догоонун
узундугу электрод эриген металлга тийишкенге чейин тамчы бөлүнүп
чыгышын кепилдөө үчүн жетиштүү болушу керек (4.28-сүрөт).
Көмүр кычкылтектүү газды коргоочу чөйрө катары колдонуу ири
тамчылатып ташуу учурунда металлдын тамчыларынын багытсыз ташылышына алып келет. Бул эритилген тамчылардын төмөн жагына
электромагниттик тартылуунун таасир этүү жыйынтыгы болуп сана153
1
2
2
а
б
4.28-сүрөт. Ширетүү учурунда металлды ири тамчылатып ташуу:
а – инерттүү газдарда ширетүү учурунда электроддук металлды окко багыттап ташуу;
б – көмүркычкылтектүү газда ширетүү учурунда электроддук металлды
окко багытсыз ташуу; 1 – догоо; 2 – металлдын тамчысы
лат. Көмүр кычкылтектүү коргоо учурунда электроддук зымдын учу
эритилген тамчы аркылуу берилген догоонун жылуулугу менен эритилет. Дого аркылуу негизсиз кыймылдоочу, формасы жок шарик түрүн1
1
2
2
4
5
3
4
5
а
б
4.29-сүрөт. Ири тамчылуу (а) жана агымдуу (б) электрод металлдарын ташуу:
1 – электрод зымы; 2 – жаа; 3 – металл тамчысы;
4 – ширетүү ваннасы; 5 – негизги металл
дөгү тамчылар катуу чачырашат (4.29-сүрөт, а). Ширетилип бириктирилген жердин үстү быдыракай болуп катууланат.
Адатта туруксуз догоо мүнөздүү кырсылдоо менен коштолот. Чачыроосун азайтуу үчүн электроддун учу металлдын бетинен төмөн,
бирок догоо менен түзүлүүчү тилкенин алкагында болушу зарыл. Догоонун көп бөлүгү төмөн көздөй багытталгандыктан, ширетилип бириктирилген жер өтө терең эритилет.
Импулстуу ширетүү режими. Догоонун технологиялык касиеттерин жакшыртуу үчүн мезгил-мезгили менен анын көз ирмемдеги кубаттуулугун өзгөртүп турушат (импулстуу-догоолук ширетүү). Негизги догоо менен бөлүнүп чыгуучу жылуулук электроддук зымды анын
берүү ылдамдыгына барабар болгон ылдамдык менен эритүү үчүн
154
жетишсиз болот. Мунун натыйжасында догоо аралыгынын узундугу
кичиреет.
Токтун импулсунун таасири астында анын учунда тамчынын калыптануусун камсыз кыла турган электроддун ылдам эрүүсү жүрөт.
Электр динамикалык күчтөрдү чукул жогорулатуу тамчынын моюнчасын ичкертет жана аны ширетүү ваннасынын багытын көздөй ар кандай мейкиндиктик абалда ыргытат, б. а. импулстуу ширетүү режими –
бул эритилген металлдын тамчысы электр импулсттар менен күчтөп
ажыратылуучу режим. Мунун эсебинен улам ири тамчылатып ташууга
шайкеш болгон токтордо сапаттуу ширетилип бириктирилген жерлерди алууга болот (чачыратпастан кыска догоо менен ширетүүнүн циклдик режими сымал).
Токтун импулсунун аракети астында электроддун ылдамдап эрүүсү жүрөт, бул анын учунда тамчынын пайда болуусун камсыз кылат.
Электрдинамикалык күчтөрдү чукул жогорулатуу тамчынын моюнчасын ичкертет жана аны ширетүү ваннасынын багыты көздөй ар кандай
мейкиндиктик абалда ыргытат, б. а. импулстуу ширетүү режими – бул
эритилген металлдын тамчысы электр импулстары менен мажбурдуу
түрдө ажыроочу режим. Мунун эсебинен ири тамчылатып ташууга
ылайыктуу токтордо сапаттуу бириктирилип ширетилген жерлерди
алууга болот (кудум чачыратуусуз кыска догоо менен ширетүүнүн
циклдик режими сыяктуу).
Импулстуу режим жалгыз импулстарды же болбосо бирдей же ар
кандай мүнөздөгүчтөрү бар импулстарды пайдаланууну карайт. Акыркы учурда алгачкы импулстар электроддун эрүүсүн ылдамдатат, ал эми
кийинкилери электроддук металлдын тамчысын ширетүү ваннасына
ыргытышат. Мунун эсебинен металл майда тамчылар үлүшү менен
жана чачыратуусуз ташылат. Мындан тышкары импулстуу технологияны колдонуунунун натыйжасында ширетүү ваннасынын дирилдөөсү
пайда болот, жыйынтыгында газ көбүктөрү андан чыгат жана бириктирилип ширетилген жерлер жогорку тыгыздыкка ээ болот.
Импулстуу ширетүү режиминин туруктуулугу негизги мүнөздөгүчтөрдүн катышына жараша болот (импульстардын жана тыныгуулардын чоңдугу жана узактыгы). Негизги догоого жана импульска тиешелүү токту тандап алуу менен электроддук зымдын эрүү ылдамдыгын
жогорулатууга, бириктирилген жердин формасы менен өлчөмүн өзгөртүүгө, ошондой эле догоонун туруктуу күйүүсүн камсыз кылуучу ширетүүчү токтун төмөнкү чегин азайтууга болот.
155
Азыркы ыкманын артыкчылыгы болуп төмөн жылуулук салуучулугу саналат, бул жука материалдарды ширетүү учурунда маанилүү
болуп эсептелет. Импульстуу режим төмөн көмүртектүү жана төмөн
легирленген болоттордун жогорку сапатта ширетилишин камсыз кылат. Алюминийди ширетүү учурунда чоң диаметрдеги электроддук
зымды колдонуууга болот, бул учурда майда тешиктүүлүк азыраак болот. Процесстин негизги кемчилиги болуп – азыктандыруунун татаал
блогу саналат.
Импульстуу режим чачыратмасыз кыска догоо менен ширетүүнүн
циклдик режимине караганда эритилген металлга жылуулук салуунун
эң жогорку коэффициентин камсыз кылат жана догоодо 28ден 35 чеИмпулстун максималдуу тогу
Ширетүүчү ток
2
Кыска догоонун циклдик режими менен
ширетүү учурундагы ток
3
4
1
Негизги догоонун
тогу
5
1
2
3
4
5
Убакыт
а
б
4.30-сүрөт. Импулстук ширетүүнүн режими: убакытка жараша ширетүүчү токтун
өзгөрүшү (а) жана металлды ташууда (б) (1–5 – ширетүүчү токтун маанисине ылайык
электроддогу тамчынын пайда стадиялары)
йинки чыңалууда жана 300дөн жана 350 А чейинки токто жүзөгө ашырылат. 4.30-сүрөттө токтун өзгөрүү графиги жана металлды ташуу процесси көрсөтүлгөн.
Импульстуу ширетүү режими: ширетүүчү токтун убакыт ичинде
өзгөрүүсү (а) жана металлды ташуу (б) (1–5 – ширетүүчү токтун маанисине жараша электроддо тамчынын пайда болуу баскычтары).
Металлды шорголотуп ташуу режими. Чоңдугу боюнча (импульстары жок же импулстары менен) үзгүлтүсүз келген тескери карама-каршылыктагы ширетүүчү токтун жана инерттүү газдарда (аргондун курамы 80 пайыздан кем эмес болгон) догоонун күйүүсүнүн өтө
жогору тыгыздыктыктарында электроддук металлдын майда тамчылатылып ташылуусун байкоого болот. Аны шорголотмо деп да аташат,
156
себеби куралсыз көз менен караган учурда эритилген металл электроддун чүркөсүнөн ширетүү ваннасына үзгүлтүксүз шорголоп аккан сыяктуу таасир калтырат.
Тамчылардын агын суусу түздөн түз ок боюнча электроддон ширетүү ваннасына багытталган, догоо өтө туруктуу жана түз, анча көп чачырабайт (4.29-сүрөттү карагыла). Ширетилип бириктирилген жердин
валиги жылмакай бетке ээ. Догоо конус формасына ээ болот, ошондон
улам эритилүүчү металл үстүртөн кошулмага ээ. Эрүү тереңдиги кыска
догоо менен ширетүүнүн циклдик режимине караганда чоң, бирок ири
тамчылатып ташууга караганда кичирээк келет.
Кризистик токтун мааниси электродду активдештириген учурда
(анын бетине тигил же бул ыкма менен оңой иондоштуучу заттарды
түшүргөндө) жана анын учуп чыгуусун жогорулаткан учурда кичиреет.
Коргоочу газдын курамынын өзгөрүүсү дагы таасир берет. Мисалы, аргонго кычкылтектен 5 пайызга чейин кошуу кризистик токтун маанисин төмөндөтөт. Көмүртектүү кычкыл газда ширетүү учурда атайын
чаралар колдонулбаса, электроддук металлды шорголотуп ташууга
мүмкүн болбой калат; аны түз карама каршылыктагы токту пайдаланган учурда да алууга мүмкүн эмес.
Шорголотуп ташууга өтүү учурда газдардын жана металлдын агымы электроддон ширетүүчү ваннаны көздөй электрмагниттик күчтөрдүн кысуучу араткетине ылайык тез интенсификацияланат. Жыйынтыгында догоо астында суюк металлдын катмарчалары кичиреет, ал эми
ширетүү ваннасында жеринен чуңкур пайда болот. Негизги металлга
болгон жылуулук өткөгүчтүк жогорулайт, бириктирилүүчү жердин огу
боюнча эритменин тереңдиги чоңоёт. Шорголотуп ташыган учурда
догоо өтө туруктуу келет – ширетүүчү токтун чайпалуусу жана чыңалуусу байкалбайт.
Металлды шорголотуп ташуу режими үчүн догоонун кууш мамычасы жана эрүүчү электроддук зымдын учтуу учу мүнөздүү келет.
Зымдын эритилген металлы догоо аркылуу майда тамчылар түрүндө
берилет (секундасына бир канча жүздүккө чейин). Тамчылардын диаметри электроддун диаметринен азыраак же барабар болот. Тамчылардын агын суусу – окту көздөй багытталат. Зымдын эрүү ылдамдыгы –
42...340 мм/с.
Металлды шорголотуп ташуу жогорку туруктуулуктагы догоодо
жүрөт (290...450 А тогунда догоодогу чыңалуу 28...40 В) жана токтун
жогору маанилеринде сапаттуу ширетилип бириктирилген жерлерди
157
алууга мүмкүндүк берет. Ушул режим
5 мм жогору калыңдыктагы металлдарды
ширетүү үчүн зарыл.
1
Металлды үзгүлтүксүз айлантып
ташуу режими (ротациялык ташуу).
2
Металлды ротациялык ташуу эрүүчү
электроддун учунда суюктуктун узун
мамычасы пайда болгон учурда келип
3
чыгат. Өтө чоң токтун (450...650 А токто догоонун чыңалуусу 40...50 В) жана
электроддун көп учуп чыгуусунун натыйжасында пайда болуучу тамчынын
температурасы аябай жогору болгондуктан, электрод догоонун аракетисиз
эле эрийт. Токту алып жүрүүчү мундштуктун (мүштөктүн) аралыгы бул учур4.31-сүрөт.
да 25...35 ммди түзөт. Узунунан кеткен
Металлды үзгүлтүксүз
айландырып ташуу режими:
магниттик талаанын болушу менен
1 – электроддук зым; 2 – догоо;
суюктуктун мамычасы өз огунун айла3 – ширетүү ваннасы
насында айланат жана конустук кеңеет
(4.31-сүрөт) металлдын тамчылары радиалдык багытта негизги материалга өтөт жана салыштырмалуу жалпак жана кеңири эритмени
пайда кылат.
Ширетилүүчү металлга жана анын калыңдыгына жараша коргоочу
газдар катары же инерттүү же активдүү газдарды же алардын аралашмаларын пайдаланышат. Догоонун туруктуулугу жана анын технологиялык касиеттери тескери карама-каршылыктагы үзгүлтүксүз токту
пайдаланган учурда жогору болот. Түз карама-каршылыктагы үзгүлтүксүз токто эрүүчү электроддук металлдын саны 25...30 пайызга чейин көбөйөт, бирок догоонун туруктуулугу төмөндөйт жана металлдын чачырандыга болгон жоготуулары жогорулайт. Алмашма токту
догоонун күйүүсү туруксуз болгондуктан колдонууга болбойт.
Аргон, гелий жана бул инерттүү газдардын аралашмалары түстүү
металлдарды ширетүү үчүн пайдаланылат, ошондой эле коррозиялыктуруктуу жана төмөн легирленген болотторду ширетүү учурунда да
кеңири колдонулат. Аргон жана гелий ортосундагы негизги айырмачылыктар алардын тыгыздыгы, жылуулук өткөргүчтүгү жана догоонун
камсыз кылынуучу мүнөздөмөсүнө байланыштуу болот. Аргондун
158
тыгыздыгы абанын тыгыздыгынан болжол менен 1,4 эсе чоң, ал эми
гелий абадан 0,14 эсеге жеңил. Ширетүү ваннасын коргоо үчүн оор газ
натыйжалу болуп саналат, ошондуктан ошол эле таасирди алуу үчүн
ширетүү ваннасын гелдик коргоо газдын болжол менен 2–3 эсе көбүрөөк сарпталышын талап кылат.
Гелий аргонго караганда чоң жылуулук өткөргүчтүккө ээ жана
гелдик догоодогу энергия бирдей болуп бөлүштүрүлгөн. Аргондук
догоонун плазмасы өзөктө энергиянын өтө жогору жана периферияда
кыйла төмөн болушу менен мүнөздөлөт. Бул айырма ширетилип би-
Аргон
Аргон-гелий
Гелий
Көмүртектүү
кычкылтектүү газ
4.32-сүрөт. Ширетилип бириктирилген жердин формасы
жана ар кандай коргоочу газдардагы эритменин тереңдиги
риктирилген жердин профилине чоң таасир берет. Гелдик догоо терең,
кеңири параболалык ширетилип бириктирилген жерди пайда кылат.
Аргондук догоо адатта ширетилип бириктирилген жердин упчу түрүндөгү формасы менен мүнөздөлөт (4.32-сүрөт).
Электроддук зымды каалаган ылдамдыкта берген учурда аргондук
догоодогу чыңалуу гелдик догоодогу чыңалууга караганда бир кыйла
азыраак болот. Жыйынтыгында догоонун узундугу боюнча чыңалуу
азыраак өзгөрүлөт, бул өз кезегинде догоонун көбүрөөк турукташуусуна алып келет. Аргондук догоо (төмөн болгон жана 80 пайыз аргонду
камтыган аралашмаларды кошкондо) электроддук металлдын шорголотуп ташылуусун жүргүзөт.
Гелдик догоо металлдын ири тамчылатылып ташылуусун нормалдуу жумушчу диапазондо камсыз кылат. Демек ага электроддук металлдын өтө көп деңгээлде чачырашы жана эритменин тередигинин
кичинелиги мүнөздүү. Оңой иондошуучу аргон догоонун күйүүсүн
жеңилдетет жана тескери карама-каршылыкта (электроддо «кошуу
159
белгиси») ширеткен учурда бириктирилген жердин аябай таза болгон
бетин алууга мүмкүндүк берет.
Аргонду адатта түстүү металлдарды ширеткен учурда колдонушат. Таза гелийди колдонуу догоонун бекемдиги туруксуз болгондуктан улам чектелген. Ошого карабастан гелдик догоо менен алынуучу
ширетилип бириктирилүүчү жердин каалагандай профилине (терең,
кең, параболалык формага) аргондун гелий менен болгон аралашмасын колдонуу менен жетүүгө болот. Мындан тышкары электроддук металлды ташуу мүнөзү аргондук догоонукундай эле болот.
Гелийдин 60...90 пайыздык курамындагы гелий менен аргондун
аралашмасы негизги металлга максималдуу жылуулук салуу жана
эритмени жакшыртуу үчүн колдонулат. Кээ бир металлдар, мисалы
коррозиялык-туруктуу жана төмөн легирленген болоттор үчүн көмүртектүү кычкылтектүү газды гелийге алмаштыруу жылуулук салууну
жогорулатууга мүмкүндүк берет. Гелий – инерттүү газ болгондуктан
улам ширетилүүчү металлдын касиеттери өзгөрүүгө дуушар болбойт.
Таза аргон жана гелдик коргоо түстүү металлдарды ширетүү учурунда эң жакшы жыйынтыктарды берет. Кара металлдарды ширеткен
учурдагы абал башкача. Гелдик догоо катуу чачыранды менен коштолгон, жөнгө салынгыс режимге өтүүгө умтулат. Аргондук догоо күйгүзүп тешүү тенденциясына ээ. Аргонго 5 пайыз кычкылтектен же 3...10
пайыз көмүр кычкылтектүү газды кошуу мүнөздөмөнүн бир кыйла
жакшырышына алып келет.
Инерттүү газга кошулуучу кычкылтектин же көмүр кычкылтектүү
газдын көлөмү негизги металлдын бетинин абалына (ширендинин болушу), ширетилип бириктирилген жердин талаптануучу профилине,
металлдын мейкиндиктеги абалына жана химиялык курамына жараша
болот. Адатта толкунга кычкылтектен 3 пайыз же көмүртектүү кычкылтектүү газдан 9 пайыз кошуу сапаттуу ширетүүнү жүргүзүү үчүн
жетиштүү болот. Аргонго көмүр кычкылтектүү газдан кошуу бириктирилген жердин алмурут сымал профилин алууга мүмкүндүк берет. Ар
кандай металлдар үчүн жана ар кандай режимдерде ар түрдүү газдарды жана газ аралашмаларын пайдалануу жөнүндө маалыматтар 4.5-,
4.6-таблицаларда келтирилген.
Эрүүчү электрод менен ширетүү догоолук ширетүүнүн кандай
гана тиби болбосун коргоочу газдарда догоону күйгүзүү менен башталат. Догоогу оңой күйгүзүү үчүн электрод (электроддук зым) ширетилүүчү бет менен жакшы контакт алышы керек. Бул үчүн ширетилүүчү
160
4.5-таблица
Чачырандысыз кыска догоо менен ширетүүнүн циклдик режими үчүн
коргоочу газдарды жана газ аралашмаларын тандоо
Ширетилүүчү
металл
Коргоочу газ
Колодонуу жыйынтыгы
3 мм калыңдыктагы металлды
күйгүзүп тешпестен ширетүүнүн
жогору ылдамдыгы, кемтиктин жана
чачырандынын минималдуу болушу
Көмүркычкылтектүү болот
Коррозиялык-туруктуу болот
Төмөн легирленген болот
Аргондон 75 пайыз + көмүркыч- 3 мм жогору калыңдыктагы металлкылтектүү газдан ды ширетүү учурунда чачыранды25 пайыз
нын минималдуу болуусу, жылмакай
ширетилип бириктирилген жер, ширетүүчү ваннаны тик жана шыптык
абалдарда жакшы башкаруу
Көмүркычкылтектүү газ
Гелийден 90
пайыз + аргондон
7,5 пайыз + көмүркычкылтектүү
газдан 4...5 пайыз
Терең эритүү, ширетүүнүн жогору
ылдамдыгы
Металлдын кычкалданбашы, кууш
биригүүчү жердин зонасы, күйүк тешиктин жок болушу, бөлүкчөлөрдүн
минималдуу кемтиктери
Минималдуу реакциялык жөндөмГелийден 60...70
дүүлүгү, жогору эпкиндык жабышпайыз +, аргондон
кактыгы, догоонун жогору болгон
25...35 пайыз +
туруктуулугу, биригүүчү жердин
көмүркычкылтекжакшы калыптануусу, биригүүчү
түү газдан 4...5
жердин чөйрөсызыгы боюнча чачыпайыз
рандынын азыраак болушу
Аргондон 75 па- Жетишерлик бышыктыгы, догоонун
йыз + көмүркычжогору туруктуулугу, биригүүчү
кылтектүү газдан жердин чөйрө сызыгы боюнча чачы25 пайыз
рандынын азыраак болушу
Алюминий жана
алюминий эритмеЛисттүү металлды ширетүү үчүн
лери, жез жана жез
аргон канааттандыраарлык ылайык
Аргон же аргон +
эритмелери, никелет, аргон менен гелий 3 мм ашык
гелий
кель жана никель
калыңдыктагы металлды ширетүү
эритмелери, магүчүн артыкчылыктуу
ний эритмелери
161
4.6-таблица
Электроддук металлды шорголотуп ташуу үчүн коргоочу
газдарды жана газ аралашмаларын тандоо
Ширетилүүчү
металл
Коргоочу газ
Колдонуу жыйынтыгы
Аргон
Догоонун жогору туруктуулугу, калыңдыгы 25 ммге чейин болгон бөлүкчөлөрдү
ширетүү учурунда электроддук металлдын жакшы берилиши
Аргондон
35 пайыз +
гелийден 65
пайыз
Таза аргондо ширеткенге караганда
жылуулуктун көбүрөөк болушу, бириккен
жердин жакшы калыптануусу, 25...75 мм
калыңдыктагы бөлүкчөлөрдү ширетүү
учурунда колдонулат
Аргон
Биригүүчү жердин жогору сапаты
Аргон +
кычкылтектен
1...5 пайыз
Догоонун жакшыртылган туруктуулугу, өтө суюк болгон ширетүү ваннасы,
биригүүчү жердин валигинен негизги
металлды көздөй салмактуу өтүү, ширетүү ылдамдыгы таза аргондо ширетүүгө
караганда жогору
Аргон +
көмүркычкылтектүү газдан
3...10 пайыз
Биригүүчү жердин валигинин жакшы
формасы. Чачырандынын минималдуу
болушу, электродду позициялоо менен
гана ширетүү
Төмөн
легирленген
болот
Аргон +
кычкылтектен
2 пайыз
Күйүп тешилүүнүн минималдуу мүмкүндүгү, биригүүчү жерлердин жогору
бышыктыгы
Коррозиялыктуруктуу
болот
Догоонун жогору туруктуулугу, суюгуАргон +
раак болгон ширетүү ваннасы, биригүүчү
кычкылтектен жерлердин профилинин жакшы калып1 пайыз
тануусу, күйүп тешилүүнүн минималдуу
мүмкүндүгү
Алюминий
жана
алюминий
эритмелери
Магний
эритмелери
Аргон +
кычкылтектен
2 пайыз
162
Курамында 1 пайыз кычкылтекке
караганда догоонун туруктуулугунун
жана ширетүүнүн ылдамдыгынын
жогорураак болушу; жука бөлүкчөлөрдү
ширетүү колдонулат
Ширетилүүчү
металл
Жез, никель
жана алардын
эритмелери
Титан
Коргоочу газ
Колдонуу жыйынтыгы
Аргон
Биригүүчү жердин жакшы калыптануусу,
ширетүүчү ваннанын металлынын азыраак агуучулугу; 3 мм калыңдыкка чейинки бөлүкчөлөдү ширетүү үчүн колдонулат
Аргон +
гелийден
50...75 пайыз
Жогору жылуулук салуучулук
Аргон
Догоонун жогору туруктуулугу,
улаштырмалары бар биригүүчү жердин
металлынын булганышы; биригүүчү
жердин арткы бетин инерттүү газ менен
коргоо талап кылынбайт
бетте май, кир, ширенди ж. б. конттакты оордотуучу нерселер болбошу
керек. Зымдын учуп чыгуусун 4.33-сүрөткө, ылайык түзүү керек, себеби электрод өтө көп чыккан учурда догоону демилгелөө кыйын болуп
калат. Күймөктүн жантаюу бурчу 5...30 груадусту түзүшү керек.
Күймөктү манипуляциялоо жеңил болуш үчүн түшүп туруучу түтүтктү жана ширетүүчү кабелди (өзүнчө алып барганда) ийин аркылуу
Контактуу
түтүк 3,2 мм
чычып турат
Мүштөк
Күйгүчтүн
иштөө
кобулу Электроддун
усуп чыгуусу
Контактуу түтүктүн
аралыгы
Контактуу
түтүк
Күйгүчтүн
иштөө
кобулу
а
Контактуу түтүктү
3,2 мм чөктүрүү
Жаанын
узундугу
Электроддун усуп
чыгуусу
б
19...25 мм электроддун
учуусу
в
4.33-сүрөт. Мүштөктүн ширетүүчү күйгүчүнөн электрод зымынан учуусу (а),
ширетүүнүн кыска жаа циклинин режиминде соплонун күйгүчүлдө контактуу
түтүгүнүнүн жайгашышы (б) жана металлды ташуу агымы (в)
163
таштап коюу зарыл. Күймөктү жасалгага жакын алып барып, бирок
ага тийгизбөө керек. Муну менен бирдикте ширетүү тизмеги жандырылат жана коргоочу газдын берилиши камсыз кылынат. Электроддук
тизмекти берүү кыймылдаткычы электрод бөлүкчө менен контакт болмоюнча жандырылбайт.
Күймөктү бөлүкчөгө салыштырмалуу зымдуу электрод менен бетке тийишүү менен аны «чийип өткөн» сымал жайгаштыруу керек. Зым
жабышып калбаш үчүн тез аранын ичинде күймөктү ширетүүнүн карама-каршы багытын көздөй 10...15 ммге созуу жана көтөрүү зарыл. Зым
менен жасалганын ортосунда контакт болоору менен зымды берүү механизминин электркыймылдаткычы күйөт жана тригтердин баскычы
басылып тургуча иштеп турат.
Туура орнотулган догоо жумшак, шуулдама үнгө ээ. Электроддук зымды берүү ылдамдыгын догоо туура эмес үн чыгарган учурда гана жөнгө салуу зарыл. Мисалы, катуу кырс этүү зымды берүү
ылдамдыгынын жогору экенинен кабар берет. Зым ширетүү ваннасына тийишет жана кыска мөөнөткө өчөт. Жумуштук тажрыйбаны
чогултуу менен догоонун узундугун угуп туруп эле оңой эле аныктап
койсо болот.
Догоону өчүрүү үчүн триггердин баскычын кое берүү зарыл. Ширетүүчү тизмекти өчүрөт, электродду зымды берүү кыймылдаткычы
токтойт. Эгерде ширетүү учурунда электрод жабышып кала турган
болсо, триггердин баскычын кое берүү жана каптал кескичтер менен
зымды кесип салуу керек.
Коргоочу газда эрүүчү электрод менен ширетүү учурунда ширетилүүчү бөлүкчөгө болгон күймөктүн абалы чоң мааниге ээ. Эгер ширетилүүчү бөлүкчөлөр калыңдыгы боюнча барабар болсо, күймө жана
бөлүкчөлөр ортосундагы туурасынан кеткен бурчу 90 градус болушу
керек. Эгер калыңдыгы боюнча барабар болбосо, анда күймөктү жука
металлды көздөй жантайтылат (туурасынан кеткен бурч кичиреет).
Узунунан кеткен бурч электроддук металлды ташуу мүнөзүнө жараша
5...25 градус алкагында болушу зарыл.
Ширетүү бурч менен алдыга карай, ошондой эле бурч менен артты карай да жүргүзүлүшү мүмкүн. Бурч менен артты карай ширетүү
деген күймөк электроддук зымды берүү багыты күймөктү жайгаштыруу багытына карама-каршы болгудай позицияланат дегенди билдирет.
Бурч менен алдыга карай ширетүү электроддук зымды берүү багыты
күймөктүн кыймылынын багыты менен дал келет дегенди билдирет.
164
Ширетүү ыкмасын өзгөртүү үчүн күймөктүн жайгашуу багытын өзгөртүштүн кереги жок, болгону анын жатаюусун узунан кеткен багытта өзгөртүү жетиштүү болот.
Ширетүүчү күймөктүн жайгашуу ылдамдыгын минутасына метр
менен көрсөтүлүүчү ширетүүнүн ылдамдыгы аныктайт. Ширетүү ылдамдыгына таасир этет:
• ширетилүүчү жасалганын калыңдыгы (металлдын калыңдыгын жогорулатуу менен ширетүү ылдамдыгы азаят жана тескерисинче);
• электроддук зымды берүү ылдамдыгы (берүү ылдамдыгын көбөйтүү менен ширетүү ылдамдыгы да көбөйөт);
• ширетүү багыты (бурч менен алдыны көздөй ширеткен учурда
ширетүү ылдамдыгы жогору болот).
Бурч менен артка карай ширетүү учурунда догоонун жогорку туруктуулугу жана чачыроосу аз болот. Бурч менен артка карай ширетүү
калың металлды бириктирүү үчүн колдонулат; мында ширетүүчү ширетүү ваннасын көрөт, бул ширетүү сапатын жогорулатууга мүмкүндүк
берет. Бурч менен алдыга карай ширетүү жука металлды бириктирүү
үчүн колдонулат. Мында эритменин кичине тереңдиги пайда болот, бирок ширетүү чоң ылдамдыкта жүргүзүлөт.
Ширетүүнү төмөнкү абалда жүргүзүү жеңил, анын үстүнө ширетилген бирикменин сапаты да эң жакшы болот. Төмөнкү абалда эритилген металл жакшыраак жайылат жана газдык коргоо да жакшы.
Ширетүүнү төмөнкү абалда өздөштүрүү менен аны башка мейкиндиктик абалдарда да жүргүзүүгө болот. Түз, тике төмөндөн жогору
карай жана тике жогорудан төмөн карай ширетүү 10 пайызга кичирейтилген ширетүүчү токто жүргүзүлөт. 4.34-сүрөттө ар кандай мейкиндиктик абалдарда ширетүү учурунда ширетүүчү күймөктүн талап
кылынуучу жантаюу бурчу, ал эми 4.35-сүрөттө көп өтмө ширетилип
бириктирилүүчү жерди жасоо учурунда валиктерди коюу тартиби
көрсөтүлгөн.
Бурчтуу ширетилип бириктирилүүчү жерлерди ширетүү учурунда
ширетүүчү күймөктүн туурасынан кеткен жантаюу бурчу 45 градуска
барабар болушу зарыл. Ашташып бириктирилүүчү жерлерди ширетүү
учурунда бул бурч бир канча градустарды түзүшү керек. Антпесе ашташманын каптал жагындагы металлдын эриши начарлайт, демек бириктирилген жердин металлынын жана негизги металлдын эриши да
начарлайт.
165
75...80 °
45...50 °
75...80 °
а
б
в
80...85 °
85...90 °
г
д
4.34-сүрөт. Кыска догоо менен ширетүүнүн циклдик режиминде (а–г) жана
металлды шорголотуп ташуу (д) учурунда төмөнкү жана тике абалдарда ар кандай
бириктирилүүчү жерлерди жасоо учурунда ширетүүчү күймөктүн жантаюу бурчу
3
2
1
3
Төмөнкү
4
5
2
3
4
Төмөнкү
3
6
2
1
2
1
Шыптык
3
1
2
1
3
1
2
35 8
7
12
6
4
Шыптык
Төмөнкү
Төмөнкү
Түз
4.35-сүрөт Көп өтмө биригүүчү жерлерди төмөнкү, шыптык жана түз абалдарда
жасоо учурунда валиктерди коюу тариби (сандар валиктерди коюу кезектүүлүгүн
билдирет)
Тик абалда ширетүү төмөндөн жогору карай, ошондой эле жогорудан төмөн карай ишке ашышы мүмкүн, ушуну менен бирге күймөктүн
абалы дагы чоң мааниге ээ. Ширетүү металлдын толук эрүүсүн камсыз
кылуучу абалда гана жүргүзүлүшү абзел. Догоо ширетүү ваннасынын
алдыңкы жагында жайгаштырылышы керек.
166
Эритме – негизги металдды эритүү тереңдиги. Ширетүүчү токтун
чоңдугу эритменин тереңдигине таасир берүүчү негизги мүнөздөгүч
болуп саналат. Токту көбөйүүсүнө же азаюуусуна ылайык эритменин
тереңдигинин чоңоюушуна же кичирейишине алып келет. Эритменин
тереңдигин күймөктүн ошол эле жайгашуу ылдамдыгында электроддук зымды берүү ылдамдыгын жогорулатуу менен көбөйтсө болот.
Муну менен бирге догоонун узундугу кичиреет жана ушуга ылайык
ширетүүчү ток көбөйөт, б. а. зымды берүү ылдамдыгын өзгөртүү менен
эритменин тереңдигин өзгөртүүгө болот.
Ширетүүнүн калган мүнөздөгүчтөрүн өзгөртүү эритменин тереңдигине салыштырмалуу анча деле таасир бербейт. Чыңалуунун төмөндөшү менен эритменин тереңдиги кичиреет жана тескерисинче. Догоонун туруксуздугу эритменин тереңдигин кичирейтет.
Ширетүүчү күймөктүн жайгашуу ылдамдыгын өзгөртүү, б. а.
ширетүүнүн ылдамдыгын өзгөртүү жыйынтыктар боюнча догоонун
чыңалуусунун өзгөрүүсүнө окшош болот: ширетүүнүн белгилүү
бир ылдамдыгында эритменин ылдамдыгы максималдуу жана аны
төмөдөткөндө жана жогорулаткан учурда кичиреет. Төмөн болгон
ылдамдыктарда ширетилип бириктирилген жердин эритилген металлынын көп сандагысы догоо жана негизги металл ортосунда «жаздыкчаны» пайда кылат, бул андан ары эришине тоскоолдук жаратат.
Ширетүүнүн жогорку ылдамдыктарында бөлүнүп чыгуучу жылуулук
негизги металлды жетиштүү деңгээлде терең эритүүгө жетишпей калат. Ширетүүчү күймөктүн жантаюусун өзгөртүү ширетүүнүн чыңалуусун жана ылдамдыгын өзгөрткөнгө караганда эритменин тереңдигине анча көп эмес деңгээлде таасир берет. Максималдуу эритмеге
25 градуска жантайган узунунан кеткен бурчта жана бурч менен артка
карай ширеткен учурда жетүүгө болот. Бурчка көбүрөөк жантайган
учурда догоонун туруктуулугу начарлайт жана эриген металлдын чачырооосу жогорулайт.
Ширетилип бириктирилген жердин валигинин өлчөмү. Ширетилип бириктирилген жердин валиги бийиктиги (дөмпөктүгү) жана
кеңдиги менен мүнөздөлөт. Бул мүнөздөгүчтөрдү берилген интервалдарда сакталышы ширетилип бириктирилген жерде өзгөчө көп өтмө
болуп бириктирилген жерлерде кемтиктердин аз болушун шарттайт.
Көп өтмө кылып ширетүү учурунда дөмпөк чоң болсо сапаттуу биригүүнү камсыз кылуу менен кийинки бириктирилүүчү жерди коюу оор
167
болот. Өтө кууш болуп бириктирилген жер бириккен жердин металлы
менен негизги металлдын жакшы биригүүсүн камсыз кыла албайт.
Ширетилип бириктирилүүчү жердин өлчөмүн (ширетилип бириктирилүүчү жердин узундукту өлчөөчү метрине болгон эритилген металлдын саны) ширетүү режимин өзгөртүү керек. Ширетилип бириктирилүүчү жердин өлчөмүнө негизги таасирди ширетүүчү токтун өлчөмү
жана ширетүүчү күймөктүн жайгашуу ылдамдыгы берет. Ширетилип
бириктирилүүчү жердин олчөмү ширетүүчү токко түз пропорциялуу
жана күймөктүн жайгашуу ылдамдыгына тескери пропорциялуу.
Ширетүүчү токту жана күймөктүн жайгашуу ылдамдыгын өзгөртүү ширетилип бириктирилүүчү жердин өлчөмүн өзгөртөт, бирок анын
формасына көп деле таасир бербейт.
Догоонун чыңалуусун өзгөртүү менен (догоонун узундугун өзгөртүү менен) ширетилип бириктирилүүчү жердин формасын өзгөртүүгө
болот. Догоонун узундугун кобөйтүү бириктирилүүчү жердин кеңдигинин көбөйүшүнө жана анын бийиктигинин кичирейишине алып келет, ошондой болсо да бириктирилүүчү жердин (узундуктун бирдигине
болгон эритилген металлдын саны) көлөмү өзгөрбөстөн кала берет.
Ширетүүнүн өндүрүмдүүлүгүн (эритүү ылдамдыгын) жогорулатуу үчүн догоонун узундугун кеңейтүү бириктирилүүчү жердин кеңейишине караганда дөмпөктүн кеңейишине алып келет. Ширетилип
бириктирилүүчү жердин валиги өтө эле дөмпөйүп кетет. Бурч менен
артка карай ширетүү дагы ширетилип бириктирилүүчү жердин кууш
жагы бийик болгон валигин берет. Бурч менен алдыга карай ширетүү
ширетилип бириктирилүүчү жердин жайыгыраак жана кеңири болгон
валигин берет.
Ширетүүчү күймөк менен манипуляциялоо. Ширетүүнүн технологияларын сүрөттөөнү ширетүүчү күймөктү манипуляциялоо
ыкмаларын карабай туруп толук деп эсептөөгө болбойт. Андан ары
келтирилген сунуштар багыттоочу болуп саналат. Ар бир ширетүүчү
квалификациясын жогорулатканга жараша күймөктү жайгаштаруу
боюнча өз ыкмаларын иштеп чыгат.
Төмөнкү абалда ширетүү. Бир өтмө болуп бириктирилүүчү жерди
жасаган учурда күймөктүн артка карай жеңил түртүү менен ара сыяктуу жайгашуусу жүрөт. Жээктерди ажыратуу менен көп өтмө болуп
ширетилип бириктирилүүчү жерди пайда кылуу процессинде түптүү
биригүүчү жерди аткаруу учурунда күймөк ийри-буйру термелтилет,
муну менен бирге күйүп тешилип кетпесүүнө көз салуу керек. Толту168
рулуп жана беттелип бириктирилүүчү жерди ушундай эле кылып, бирок мында бир кыйла кеңири термелүүлөр менен жасашат. Айырмачылыгы болуп бул бириктирилүүчү жерлерди жасоо учурунда күймөктүн
туурасынан жайгаштырылышы саналат жана күймөктү кыйшайтылган
абалда кармап турушат, бул жакшы эритүүгө мүмкүндүк берет.
Түз абалда ширетүү. Түз абалда улаштырылуучу жер төмөнкү
абалда улаштырылуучу жерди жасоо учурундагыдай эле ширетүүчү
күймөктүн жайгашуу технологиясын пайдалануу менен аткарылат.
Анын артыкчылыгы толтуруучу валиктерди түз абалда ширетүү учурунда куушураак болгондугунда. Ширетүүнү аткаруу учурунда күймөктүн жантаюу бурчу ширетитилип бириктирилген жердин валиги
коюлуучу бетке карата 90 градусту түзүүсү керектигин эстен чыгарбоо тийиш.
Тик абалда ширетүү. Бир өтмөлүү улаштырылуучу жерди төмөндөн жогору карай абалда ширетүү күймөктүн араа сымал термелүүлөрү аркылуу жүргүзүлөт. Көп өтмөлүү ширетүү учурунда түптүү
бириктирилүүчү жер ширетүүчү күймөктүн ийри-буйру жайгашуусу
аркылуу жүргүзүлөт. Толтуруучу валиктерди жана беттелүүчү жерлерди күймөктүн тепкичтүү которулуусу учурунда аткарылат. Түз которуу учурунда акыркы чекке жетүү менен күймөктү кармап туруу жана
электроддук зымдын диаметрине барабар болгон чоңдукка карай ылдый түшүү керек, андан соң жогору чыгып жана түз абалда карама-каршы тарапка жайгашуу керек. Ал жерде кайра тыныгуу жасап, ылдый
түшүү ж. б.
Төмөндөн өйдө карай тик абалда бурчтуу бириктирилген жерди
ширетүүнү күймөктү бөлүкчөнүн капталдагы беттеринде кармоо менен «балатыны» тарткан сыяктуу жылдырып жасашат.
Өйдөдөн төмөн көздөй ширетүү учурунда жээктерге бөлүү менен
улаштырылып бириктирилүүчү жер – түптүү болот; толтуруучу жана
беттелүүчү жерлер ширетүүчү күймөктү акыркы чекиттерде ийри-буйру жайгаштыруу жолу менен жасалат. Күймөктүн узунунан жантаюусу
ширетменин бетине карата 90 градусту түзөт. Күймөктү манипуляциялоо учурунда догоо ширетүү ваннасынын алдыңкы учуна жайгаштырылышына көңүл буруу керек. Эритилген металлды догоонун алдына
өтүп кетүүсүнө жол бербөө керек, анткени бул ширетменин сапатын
начарлатат.
Шыптык абалда ширетүү. Шыптык абалда кромкаларды бөлүү
менен улаштырылып бириктирилүүчү жерди жасаган учурда шире169
түүчү күймөктү ийри-буйру жайгаштыруу керек. Күймөктүн туурасынан жантаюусу ширетменин бетине карата 90 градусту түзөт. Жогоруда айтылгандын бардыгы түптүү ошону менен бирге толтуруучу жана
беттелүүчү жерлерди жасоо учурунда колдонулат.
4.4. Коргоочу газдарда эрибөөчү электрод
менен догоолук ширетүү технологиясы
Вольфрамдык электрод менен догоолук ширетүүнү бирикмелердин ар кандай типтерин ар кандай мейкиндиктик абалдарда ширетүү
учурунда колдонууга болот. Бул ыкманы 5...6 мм калыңдыктагы металлды улаштыруу үчүн максатка ылайык келет, бирок аны чоң калыңдыктагы металлды ширетүү үчүн да колдонууга болот. Ширетүү
присаддык металлсыз (бул учурда бириктирилген жер кромкаларды
эритүү эсебинен калыптанат) ошону менен бирге догоонун аймагына
ширетүүчү зым түрүндө берилүүчү присаддык металл менен да жасалат. Эреже катары ширетүү догоонун 22...34 В чыңалуусу учурунда
жүргүзүлөт, муну менен бирге догоонун узундугу 1,5...3 мм болушу
керек. Электроддун учунун чоргодон (соплодон) учуп чыгуусу 3...5
ммден, ал эми бурчтуу жана улаштырылуучу жерлерди бөлүп ширетүү
учурунда – 5...7 ммден ашпоосу зарыл.
Калыңдыгы 10 мм чейинки металлды колго ширетүү сол ыкма менен аткарылат (4.36-сүрөт). Коргоочу газдын агымы ширетүүчү ваннанын бүткүл облустун жана присаддык зымдын ысыган бөлүгүн бекем
камтышы керек. Ширетилүүчү металлдын калыңдыгын кичирейткен
90 °
1
75...85 °
2
3
4
υсв
4.36-сүрөт. Вольфрамдык электрод менен колго ширетүүнүн схемасы:
1 – күймөктүн чоргосу (соплосу); 2 – вольфрамдык электрод;
3 – догоо; 4 – присаддык металл; υсв – ширетүү ылдамдыгы
170
учурда күймөктүн жана жасалга ортосундагы бурч кичиреет. 10 мм жогору калыңдыктагы материалды ширетүү үчүн ширетүүнүн оң ыкмасын колдонуу ылайык келет, ал эми күймөк жана жасалга ортосундагы
бурч 90 градуска жакын болушу керек. Калың листтүү металлды ширетүү учурунда зым догоонун мамысына эмес капталдан киргизилет
жана аны менен кайтып-түшүүчү кыймылдарды жасашат. Көп катмарлуу жерлерди ширетүү учурунда өзүнчө валиктерди ажырымдын бүткүл кеңдигине жасоо сунушталат.
Эрибөөчү вольфрамдык электрод менен ширетүү учурунда эритилген металл догоо аралыгы аркылуу ташылбайт. Бул догоонун күйүшүн жеңилдетет жана аны турукташтырат.
Присаддык металл зарыл учурда ширетүү ваннасынын негизги
бөлүгүнө бирилет. Ширетүүчү ширетүүчү күймөктүн жайгашуусун
жана зымдын берилишин колго көзөмөлдөйт. Эрүүчү электрод менен
ширеткенге караганда присаддык металлды эритүү ылдамдыгы ширетүүчү токтун чоңдугуна катуу көз каранды эмес. Ваннага берилүүчү
присаддык металлдын өлчөмү бириктирилүүчү жерди жасоодо присаддык металлдын катышуусунун талаптануучу үлүшүн камсыз кылуу
шарты менен тандап алышат. Кромкаларды ажыратпастан улаштырылуучу бирикмелерди ширетүү учурунда присаддык металл негизинен
бириктирилүүчү жерди дөмпөк кылуу үчүн зарыл.
Присаддык металлдын ширетүү ваннасына догоолук аралык аркылуу өтпөшү анын чачырабоосуна алып келет. Муну менен бирге
бууланууга болгон жоготуулар кыскарат жана эритилген металлдын
догоонун мамысынын газдары менен болгон өз ара аракеттешүүсү чектелет. Үзгүлтүксүз токто ширеткен учурда догоо толук жымжырттыкта
күйөт (кырсылдоосуз, чертилмөөсүз жана дырылдоосуз).
Эрибөөчү электрод менен ширетүү процессинин негизги кемчилиги бул – төмөн өндүрүмдүүлүгү. Мындан тышкары ширетүүчүнүн
жогору квалификациясы зарыл. Капталган электрод менен ширетүүгө
салыштырмалуу эрүүчү вольфрамдуу электрод менен ширетүү процесинин кемчилигине догоонун жарык жана жылуулук радиациясына
каршы кошумча коргоочу чараларды колдонуу зарылчылыгын киргизүүгө болот.
Эрибөөчү вольфрамдык электрод менен ширетүү «электроддо минус» карама-каршылыгы менен жүргүзүлөт. Түзүлгөн догоодо электрондордун агымы күймөктүн терс электродунан оң электродду (бөлүкчөгө) көздөй, ал эми оң заряддуу иондор – электродко көздөй жылат.
171
Тескери карама-каршылыкта ширетүү учурунда жылуулуктун болжол
менен 70 пайызы анодко концентрацияланат, бирок ошондой болсо да
бул жылуулуктун бир канча бөлүгү ширетүү зонасына берилет.
Түз болгон карама-каршылык терең эримени жана ширетүүнүн
жогору ылдамдыгын камсыз кылуучу, кууш, концентрацияланган догоону алууга мүмкүндүк берет. Электрод догоонун жылуулук энергиясынын кичине бөлүгүн алат жана ошого ылайык алмашма токто
же тескери карама-каршылыкта ширеткенге караганда кичине температурага ээ, бул өз кезегинде вольфрамдык электроддун диаметрин
кичирейтүүгө жана коргоочу газдын чыгымын азайтууга мүмкүнчүлүк берет.
Тескери карама-каршылыкта электрондордун агымы дагы терс
электроддон оңду көздөй, ал эми азыркы азыркы учурда жасалгадан
электродду көздөй жылат. Демек көбүрөөк жылуулук вольфрамдык
электроддун жанындагы догоодо концентрацияланат. Электрод түз карама-каршылыкка караганда тескери карама-каршылыкта жылуулукту бир кыйла көбүрөөк алгандан улам, электрод оюлуп күйүп кетпеш
үчүн диаметри чоңойтулган электроддорду пайдаланууга жана ширетүүчү токту азайтууга туура келет. Ширетилүүчү бөлүкчө тескери карама-каршылыкта ширеткен учурда жылуулуктан азыраак алат жана
жыйынтыгында эритменин кичине тереңдигине ээ болот.
Тескери карама-каршылыкта ширеткен учурда башка кемчилик
болуп кээде магниттик үйлөөдөн улам пайда болуучу догоонун ары-бери жылып туруусу саналат. Магниттик үйлөө түз карама-каршылыкта
ширетүү учурунда да пайда болушу мүмкүн, бирок тескери карамакаршылыкта ширетүү магниттик догоого көбүрөөк тартылат.
Кээ бир түстүү металлдар, мисалы алюминий, магний бетте оксиддик чел кабыкты тез эле пайда кылышат. Алюминийди эритерден мурда адегенде температурасы негизги металлды эритүү температурасынан бир кыйла жогору болгон оксиддик чел кабыкты жок кылуу керек.
Оксиддик чел кабыкты жок кылуу механикалык түрдө жүргүзүлүшү
мүмкүн, мисалы, щётка же химиялык – ууландыруу менен, бирок чел
кабык жок болоору менен металл ошол замат ширетүүнү кыйындатып
кайра кычкылдана баштайт.
Тескери карама-каршылыкта ширетүү учурунда металлдын бетиндеги оксиддик чел кабыкты догоо өзү жок кыла алат. Оң заряддалган иондор мындай карама-каршылыкта электроддон жасалгага карай
жылышат. Жасалганын бетине жетишээрлик күч менен урунуу менен
172
алар назик болгон оксиддик чел кабыкты майдалашат жана узунунан
бөлүшөт, муну менен алар бетке тазалоо жүргүзүшөт.
Тескери карама-каршылыкта ширетүү учурунда догоонун тазалоочу аракети алюминийди, магнийди жана алардын эритмелерин ширетүү үчүн эң мыкты түрдө ылайык келет. Бул ыкма олутуу кемчиликке ээ. Мисалы, 100 А болгон ширетүүчү токто диаметри 6 мм болгон
электродду (ысытуу шарттарына ылайык) колдонуу зарыл. Мындай
чоң электрод чоңойтулган ширетүүчү ваннаны пайда кылат. Жыйынтык катары догоонун жылуулугу тарап кетет, ал эми эритменин тереңдиги жетиштүү түрдө болбойт. Диаметри 2,5 мм болгон электродду
колдонууда концентрацияланган догоо алынат жана канагаатанаарлык
эритме пайда болот, бирок электрод күйүп тешилип калат. Жетишсиз
эриткенден жана вольфрамдык электродду пайдалануу зарылчылыгынан улам чоң диаметрдеги вольфрамдык электроддор тескери карамакаршылыкта кээде гана колдонулат.
Догоону жандыруу жана күйгүзүү үчүн негизги шарт болуп догоолук аралыкта газды иондоштуруу саналат. Иондоштурулган газ
электр тогун жакшы өткөргүч болуп эсептелет. Нейтралдуу атомдордон жана молекулалардан оң жана терс иондор пайда болуучу процесс
иондошуу деп аталат.
Жогорку температураларда газдын бир кыйла бөлүгү урунган
учурда нейтарлдуу молекулалардын иондорго чачыроосу жүргүдөй
энергияга ээ. Кадыресе температураларда иондошууну эгер газдагы
электрондорго жана иондорго электр талаасынын жардамы аркылуу
чоң ылдамдыктарды маалымдаса, чакырууга болот. Чоң энергияга ээ
болуу менен бул бөлүкчөлөр нейтралдуу атомдорду жана молекулаларды бөлө алышат.
Кадимки шарттарда аба бардык газдар сыяктуу эле абдан начар
электрөткөгүчтүккө ээ, бул бош электрондордун жана иондордун аз
концентрацияланышы менен түшүндүрүлөт. Демек абада же газда
кубаттуу электр тогун, б. а. электр догоосун келтирүү үчүн электроддор ортосунда аба аралыгын (же башка газ сымал чөйрөнү) иондоштуруу керек.
Эгерде электроддорго жогору чыңалууну жумшаса иондоштурууну жүргүзүүгө болот, бул учурда газдагы (аз сандагы) бош электрондор электр талаасы менен жүрүшүн күчөтөт жана чоң энергияны
алган соң, нейтралдуу атомдорду жана молекулаларды иондорго ажырата алышат.
173
Ширетүү учурунда коопсуздук техникасын эске алуу менен жогору болгон чыңалууну колдонууга болбойт, ошондуктан иондоштуруу
үчүн термо- жана автоэлектрондук эмиссиянын кубулуштарын колдонушат, жыйынтыгында көп сандагы бош электрондор пайда болот.
Жетиштүү кинетикалык энергияга ээ болуу менен алар электроддор
аралык мейкиндиктин газ чөйрөсүнө өтүшөт жана анын иондошуусуна түрткү берет.
Коргоочу газда ширетүү учурунда догоо менен бөлүнүп чыгуучу
жылуулук газды иондоштуруу үчүн жетиштүү болот. Бирок ток нольдук маани аркылуу өткөн учурда алмашма синустук токто ширетүүдө
догоо аркылуу бөлүнүп чыгуучу жылуулук жетишсиз болуп калат
жана дагы догоо өчөт.
Алмашма синустук токто ширетүү учурунда бул кубулушту жоюу
жана электроддун учун бириктирүүсүз догоону баштапкы күйгүзүү
үчүн бөлүкчөгө осцилляторлор колдонулат. Алар электрод жана бөлүкчө ортосундагы учкундук разрядды чакырууга жөндөмдүү болгон
жогору чыңалуунун жана жогорку жыштыктын булактары болуп эсептелет. 1 мм узундуктагы электрод ортосундагы аралыкты тешип өтүү
үчүн абада 1...3 кВ жакын чыңалуу талап кылынат; аргондо тешип өтүү
чыңалуусу төмөндөйт.
Сериялуу осцилляторлорду жана козгогучтартарды 2...20 кВ чыңалууда жасашат. Токтун разряды 1...10 Аге, ал эми анын энергиясы –
0,05 Джга жетет. Электрод ортосундагы аралыкты тешип өтүү анын
иондошуусуна алып келет, буга ылайык догоо негизги булактан келип
чыгат. Мындай жыштыкта ширетүүчү үчүн жогорку чыңалуу коопсуз,
анткени жогору сапаттуу ток кандын электролизин чакырбастан жана
өмүр үчүн маанилүү органдарга зыян келтирбестен дененин үстүңкү
тилкелери боюнча агып өтөт.
Эреже катары алмашма токто ширетүү учурунда догоонун узундугу электроддун диаметрине барабар болушу керек. Электроддун учтуу
учу менен түз карама-каршылыктагы үзгүлтүксүз токто ширетүү учурунда догоонун узундугу электроддун диаметринен бир кыйла кичирээк болушу мүмкүн.
Ширетүү аймагын керектүү газ менен камтылышын камсыз кылуу
үчүн чоргонун чыгуу диаметри вольфрамдык электроддун үч диаметринен кем эмес болушу керек.
Электроддун учуп чыгуусу – бул электроддун чоргодон чыгып туруучу аралыгы. Электрод чоргонун чүркөсүнөн чыгып тура алат, бирок
чоргонун чыгуу диаметринен кем эмес чоңдугуна. Чоң учуп чыкканда
174
ширетүүчү менен берилүүчү ширетүүчү ваннага, ширетүүчү зымга же
бурчтуу бириктирилүүчү жердин капталдагы бетине тийишүү мүмкүнчүлүгү келип чыгат. Жалпы эреже: ширетүү электроддун бир диаметрине барабар болгон учуп чыгуудан башталат. Улаштырылуучу жана
бурчтуу бириктирилүүчү жерлерди ширетүү учурунда электроддун
учуп чыгуусу жогорулайт.
Догоону күйгүзүү. Заманбап орнотмолор догоонун контакттуу
жогорку жыштыкта тутануусуна жана догоонун контакттык күйүүсүнө
мүмкүнчүлүк берет. Догоону контактсыз күйгүзүү ширетүү учурунда
алмашма токто, контакттык – үзгүлтүксүз токто жүргүзүлөт.
Догоону контактсыз күйгүзүү үчүн күймөктүн электродун бөлүкчөгө жакындатып, ага тийишпей туруп, триггерди (мында догоо аралык иондошуу жана догоонун дүүлүгүсү жүрөт) жандыруу баскычын
басуу керек. Эгер 1 с ичинде догоо күйбөсө, электрондук схема осцилляторду өчүрүп таштайт. Триггердин баскычын кое берүү жана аны
кайра басуу менен догоону дүүлүктүрүү үчүн экинчи ирет аракет жасалат. Көпчүлүк учурда эгер чоргонун учу жасалгага тийсе, догоонун
дүүлүгүсү жеңилдейт.
Догоону контакттуу күйгүзүү учурунда электродду ширетүү
башталган жердеги бөлүкчөгө жакындатылат жана бир ага 1...2 аны
бөлүкчөнүн бетине тийгизишет, муну менен бирге электроддун учталган учу ысыйт. Андан кийин электродду акырындык менен жогору карай көтөрүлөт. Вольфрамдык электроддун ысытылган учу
электрондордун мыкты булагы болуп саналат. Догоолук аралыктын
иондошуусу жана догоонун дүүлүгүсү жүрөт; электрод көтөрүлүп
турганда догоо калыптанат.
Контакттуу күйгүзүү режиминде электрод жасалгага тийишкен
учурда ширетүүчү ток чектелет. Бул вольфрамдык электродду ысып кетүүдөн жана жабышып калуудан, ал эми ширетилип бириктирилүүчү
жердин металлын булганычтан сактайт.
Догоонун контакттуу күйгүзүүнүн сүрөттөлгөн ыкмасы белгилүү
бир ыктарды талап кылат. Бир кыйла жеңилирээк ыкмасы 4.37-сүрөттө
көрсөтүлгөн. Догоону күйгүзүү үчүн акырын жасалгага тийүү (1-абал),
1
2
3
4
4.37-сүрөт. Догоону контакттуу күйгүзүү
175
триггердин кнопкасын басуу керек. Муну менен коргоочу газ берилет
жана чоң эмес ток электрод аркылуу өтөт. Андан ары күймөктү чорго
жасалгага тийип тургудай кылып эңкейтүү керек (2-абал), андан соң
электрод жасалгадан чыгып кеткидей кылып эңкейтүүнү улантуу зарыл. Догоо күйөт (3-абал). Андан кийин күймөктү көтөрүп коюу керек.
Ток берилген деңгээлге чейин берилген өсүү убактысынын ичинде жогорулайт (4-абал).
Ширетилип бириктирилген жерди алуу. Догоону күйгүзгөндөн
кийин күймөктү жасалганын бетине перпендикулярдуу кармоо жана
ширетүү ваннасы пайда болгуча чоң эмес тегерете кыймылдарды жасоо зарыл. Керектүү көлөмдөгү ширетүүчү ванна пайда болгондон
кийин күймөктү жасалганын бетине 75 градус бурчта эңкейтүү менен
ширетилип бириктирилген жерди бойлой жай жана бир калыпта которуп баштоо керек. Которуу ылдамдыгы ширетүүчү ванна бардык учурда ачык жана суюк болуп тургудай тандалат; астыртан эч кандай термелүүлөр же туруктуу кыймылдан башка которуулары жүргүзүлбөйт.
Ширетүүчү ваннанын сырткы кыры менен, тез тийиштирүү менен
күймөктү ширетүүчү ваннанын арткы кырына жайгаштырууга болот;
муну менен бирге присаддык зымды бөлүкчөнүн бетине 15 градус
бурчта кармоо зарыл.
Андан ары присаддык зымды жок кылуу жана догоону ширетүүчү
ваннанын тышкы кырына жайгаштыруу керек. Ширетүүчү ванна кайра ачык жана суюк болгон учурда присаддык металлды кошуу боюнча
операцияны кайталоо зарыл. Ширетилип бириктирилген жердин валигинин бийиктиги жана кеңдиги ширетүү ылдамдыгына (узунунан келип түшүүчү кыймылга), күймөктүн туурасынан жайгаштырылышына
жана ширетүүчү ваннага киргизилүүчү присаддык металлдын санына
жараша болот.
Ширетүү учурунда присаддык зымдын ысыган учу коргоочу газды
камтуу аймагынан чыкпашы керек. Ширетүүнү токтоткондон кийин
инерттүү газдын чөйрөсүндө дагы бир канча убакыт электрод жана
ширетүүчү ванна гана болбостон, ошондой эле присаддык зымдын
ысытылган учу дагы болушу зарыл.
Төмөнкү абалда жээктерге (кромкаларга) ажыратпастан
улаштырылып бириктирилүүчү жерди ширетүү. Улаштырылып
бириктирилүүчү жерди төмөнкү абалда ширетүү ширетилип бириктирилген жерди алуунун көрсөтүлгөн методикасы боюнча жүргүзүлөт.
Ширетүүнү аткаруу учурунда догоо бардык учурда улаштырманын
176
сызыгы боюнча жайгаштырылышына көз салып туруу керек. Ширетүү ылдамдыгы эритменин керектүү тереңдиги менен аныкталат. Бириктирилүүчү жерди бүрүрүү менен чуңкурчаны ширетүү үчүн күймөктүн жантаюу бурчун азайтуу жана присаддык металлдын санын
көбөйтүү керек.
Бириктирмени төмөнкү абалда ургулап ширетүү. Догоону
дүүлүктүрүү менен ширетүүчү ваннаны ал тең жактуу үч бурчтуктуу
пайда кылуу менен үстүңкү листтин чүркөсүн жана төмөнкү листтин
бетин жаап тургудай кылып калыптандыруу керек. Үстүңкү листтин
кырынын эритилген бети кесикти пайда кылуу менен агып түшүүгө
умтулгандан улам күймөктүн туура жантаюу бурчун тандап алуу өтө
маанилүү. Присаддык зым ширетүүчү ваннанын алдыңкы кырына
толук профилдүү бириктирилген жерди пайда кылуу үчүн жетиштүү
болгон ар бир 5...6 мм сайын берилип турат. Ширетилип бириктирилүүчү жерди улаштырылган бирикмедегидей чуңкурча болбогудай кылып бүтүрүү керек.
Тамгалык бирикмелердин бурчтуу бириктирилүүчү жерин
төмөнкү абалда ширетүү. Ширетүү учурунда каптал (тик) бети
күчтүрөөк ысыйт жана батыраак эрий баштайт. Күймөктүн жантаюу
бурчу жылуулуктун көпчүлүк бөлүгү узунунан кеткен бетке туура
келгидей болушу керек. Кыска догоону кармап туруу жана бириктирилген жердин түбүн эритүү мүмкүнчүлүгүн алуу үчүн электроддун
учуп чыгуусун көбөйтүү зарыл. Присаддык зым ширетүүчү ваннанын
кырына, металлдын эрүүсү башатала турган чекитке берилет. Ширетүү процесси учурунда күймөктүн жантаюу бурчун жана присаддык
зымды жайгаштырылышн коррекциялоо кесиктердин болушуна жол
бербейт. Мындан тышкары бириктирилүүчү жер чуңкурайып кетпеш
үчүн ширетүүчү ваннанын чуңкурчалары присаддык зым менен толтурулушу зарыл.
Бурчтуу бирикмени төмөнкү абалда жана «кайыкча» кылып
ширетүү. «Кайыкча» кылып бириктирилген жердин жасалышын бурчтуу улаштырманы төмөнкү абалда тескери жагынан ширетүү мисалынан карап көрүүгө болот. Туташып туруучу бөлүкчөлөрдүн эки кыры
тең эрүүсү зарыл, ал эми ширетүүчү ванна ортодогу сызык боюнча
өтүшү керек. Присаддык металлдан дөмпөгөй болуп бириктирилген
жерди алуу үчүн жетиштүү болгон санда кошулат. Жука материалдарды ширетүү учурунда улаштырылуучу бөлүкчөлөрдү эритүү менен
присаддык материалды колдонбой эле койсо болот.
177
Бирикменин кандай гана тиби жана анын мейкиндиктеги абалы
болбосун ширетүү процесси учурунда көңүлдүн баарын ширетүүчү
ваннага консентрациялоо керек. Ширетүүчү ваннада металлдардын
эрүүсү жана кошулуусу жүрөт. Ширетүүчү ваннаны жана эрүү тереңдигин жөнгө салуу ар кандай мейкиндиктик абалдарда ширетүү учурунда олуттуу мааниге болот.
Ар кандай мейкиндиктик абалдарда сапаттуу улаштырмаларды аткаруу үчүн эреже төмөнкү абалда ширетүү учурундагыдай эле болуп
саналат. Негизги эрежелер: ширетилүүчү беттин тазалыгы, ширетүүгө
карата жакшы чогултуу, алдын ала ысытуу (эгер ал талап кылынса),
коргоочу газдын жетиштүү агымы жана туура тандалып алынган ширетүүчү ток. Мындан тышкары, ширетүү учурунда (төмөнкү абалдагыдан тышкары) чоң ширетүүчү токту пайдалануу жана ширетилип
бириктирилген жердин чоң валигин эритүү керек. Өтө ысып кетүү металлдын салаңдап калышына же күйүп тешилип калуусуна алып келет.
Ширетилип бириктирилген жердин валигинин өчөмү жана присаддык
металлды кошуу боюнча аракеттердин тартиби кошулган металлдын
үлүштөрүнүн толук кошулуусу кепилденгендей болушу керек.
Түз абалда ширетүү. Түз абалда ширеткен учурда догоону улаштырманын четине күйгүзүү керек, андан соң күймөктү позициялоо
зарыл: түз абалдан төмөн көздөй жантаюу 15 градус, артты көздөй
чалкалатуу (ширетүү багытынан) 15 градус. Ширетүүчү ваннаны түзгөндөн кийин ширетүүчу зымды ширетүүчү ваннанын сырткы четине,
бөлүкчөнүн үстүнө алып баруу керек, андан соң күймөк ширетүүнүн
жүрүшүнө ылайык жайгаштырылат (4.38-сүрөт). Догоонун туура тандалган узундугу жана ага шайкеш болгон ширетүү ылдамдыгы күйүп
тешилүүнү жана өтмө эритмени болтурбайт.
2
3
1
4
4.38-сүрөт. Түз абалда ширетүү:
1 – күймөк; 2 – присаддык зым; 3 – бириктирилген жер; 4 – ширетилүүчү бөлүкчөлөр
178
Тик абалда ширетүү. Төмөндөн жогору карай – тик абалда ширетүү учурунда ширетүүнү үстүнөн присаддык металлды кошуу менен
башташат. «Текчени» түзүүгө аракет жасоо жана ширетүүчү зым менен ар бир тийишкен сайын аны жогору көтөрүү керек. Бардык убакта
присаддык металлдын кийинки үлүшүн коюу үчүн аянт болушу зарыл.
Эгерде ширетилип бирктирилген жер кеңири болсо, «текчени» бириктирилген жердин бир жак капталына, андан соң экинчи капталына түзүү керек жана аларды тосмо (перемычка) менен улаштыруу керек.
Улаштырылып бириктирилүүчү жерди жээктерге (кромкаларга)
ажыратуу менен ширеткен учурда чоргонун чүркөгү бириктирилген
жердин кырына таяна алат. Күймөк менен жогору жана төмөн карай термелүүлөр жасалат. Ширетүүнүн бул техникасы колдун туруктуулугун камсыз кылат, бирок ширетүүчү ваннага болгон байкоону
кыйындатат.
Жогорудан төмөн карай ширетүү учурунда эритилген металлдын
сырткы тартуулусу жана ширетүүчү ваннада эритилген металлды кармап турган догоонун ылдамдыгы колдонулат. Жогорудан төмөн карай
45 °
2
Горелка
1
Присадочная
проволока
15 °
2
60 °
1
4.39-сүрөт. Тик абалда ширетүү учурундагы күймөктүн жана присаддык зымдын
абалы: 1 – бириктирилген жер; 2 – негизги металл
тик абалда ширетүү жука металлды ширетүү үчүн артыкчылыктуу колдонулат. 4.39-сүрөттө тик абалда ширетүү учурундагы күймөктүн жана
присаддык зымдын абалы көрсөтүлгөн.
Улаштырылып бириктирилүүчү жерлерди тик абалда кромкаларга ажыратпастан жана ажыратуу менен ширетүүнү өздөштүрүү ширетүүчүгө түтүктөрдү ширетүүнү өздөштүрүүгө олуттуу түрдө жардам
берет, себеби дээрлик бардык түтүктөр ушул эле технология боюнча
ширетилет.
179
Шыптык абалда ширетүү. Шыптык абалда ширетүү көпчүлүк
ширетүүчүлөр үчүн эң эле оор болуп эсептелет. Тик абалда ширетүү
учурундагыдай эле эриген металлдын ширетүүчү ваннадан агып чыгуусун мажбурлоочу күчтүн оордугу ширетүүнү оорлотот. Текчени түзүүгө жана аны акырындык менен күчөтүү менен ширетилип бириктирилген жерди алууга мүмкүн болгон учурда төмөндөн жогору карай тик
абалда ширетүүдөн айырмаланып, шыптык абалда ширетүү учурунда
ширетүүчү ваннанын эритилген металлынын сырткы тартылуусуна,
догоонун басымына, ошондой эле ширетүүчү токтун жана ширетүү
ылдамдыгынын туура тандалышына гана таянууга туура келет.
Жээктерге (кромкаларга) ажыратпастан улаштырылып бириктирилүүчү жерлерди жана бурчтуу бириктирилүүчү жерлерди шыптык
абалда ширетүү учурунда электроддун учуп чыгуусун жогорулатууга
жана күймөктүн чоргосунун чүркөгү менен улаштырманын бир же эки
тарабына тең таянууга болот. Ширетүү процессинде ширетүүчү күймөктү же присаддык материалды кармап турган колунун манжалары
же бардык колу менен ширетилүүчү бөлүктүн бетине таяна алат, бул
колго туруктуулукту берет.
Шыптык ширетүү учурунда ширетүүчү ваннага жылуулук салуу
деңгээли өзгөчө маанилүү. Ширетүүчү ваннага жылуулукту салуу тик
жана төмөн абалдарда ширетүүгө караганда азыраак болушу керек,
б. а. ширетүүчү токту 5...10 пайызга азайтуу зарыл. Бул ширетүүчү
ваннанын кичине өлчөмүн камсыз кылат жана ошону менен бирге ширетилип бириктирилген жердин эритилген металлынын ширетүүчү
ваннадан агып чыгып кетүүсүн алдын алат. Мындан тышкары кичине
болгон ширетүүчү ваннаны башкаруу оңой.
Коргоочу газдын агымын тескерисинче көбөйтүү керек. 4.40-сүрөттө шыптык абалда ширетүү учурундагы күймөктүн жана присаддык зымдын абалы көрсөтүлгөн. Албетте шыптык абалда ширетүү
ширетүүчү үчүн абдан оор жана чарчатарлык. Ширетүү процесси көп
убакытты алат. Шыптык абалда ширетүү учурунда ыңгайлуу жана ээнэркин позаны ээлеш керек. Бул күймөктү туруктуу жана түз кармоого
жана присаддык зымды манипуляциялоого жардам берет.
Түтүктөрдү ширетүү. Түтүктөрдү эрибөөчү вольфрамдык электрод менен ширетүү өтө жогорку сапаттагы бириктирилген жерлерди
минималдуу кемтиги менен алууга мүмкүндүк берет. Улаштырылып
бириктирилүүчү жерлерди бардык мейкиндиктик абалдарда ширетүүнү өздөштүрүү менен гана түтүктөрдү сапаттуу ширетүүгө болот.
180
1
2
3
4
15...20 °
15 °
4.40-сүрөт Тик абалда ширетүү учурунда күймөктүн жана присаддык зымдын абалы:
1 – бириктирилген жер; 2 – присаддык зым; 3 – күймөк; 4 – ширетилүүчү бөлүкчөлөр
Көпчүлүк учурда түтүктөрдү ширетүү көңдөй менен жүргүзүлгөндүктөн, ширетилип бириктирилген жерди коргоо керек. Муну түтүккө
аяккы баскычты кийгизип, ичине коргоочу газды берүү менен жасоого
болот. Түтүктүн чүркөгүн жөн эле кагаз менен жаап жана ичине милдеттүү түрдө коргоочу газдан берүү менен скточ менен калыңдап коюуга да болот.
Түтүктөрдү ширетүү үчүн курамында лантандан 1,5 пайыз же торийден 2 пайыз болгон вольфрамдык электроддорду колдонуу керек.
Мындан тышкары электроддун конустуу курчутмасы диаметри 0,5 мм
болгон мококтукка ээ болушу керек; мындай чоң эмес болгон жалпак
бет догоону улаштырманын айкалыштырылуучу кырлары боюнча тегиз бөлүштүрүүгө жардам берет.
Ширетүүнүн эң эле белгилүү техникасы болуп – чоргонун ширетилген бирикменин кырына таянуусу саналат. Бул техника өтө чоң газдык чорголорду комбинациялоо менен күймөктү манипуляциялоонун
спецификалык ыкмасын колдонот жана ширетүүчү бир аз чарчаган
учурда ширетилип бириктирилген жерди жакшы калыптантууга жардам берет. Түтүк өткөргүчтөрдүн секцияларын ширетүү учурунда алардын ортосуна присаддык зымдын диаметиринен кичине болгон көңдөй
калтырылат. Зым көңдөйдүн жээктерине (кромкаларына), ичине кирип
кетпегидей таяныч керек.
Түптүү өтүү үчүн газдык чорго менен күймөктү бир капталынан
экинчи капталына акырын буруу менен ширетилип бириктирилген
жердин эки жээгине тең таянуу зарыл. Ширетүүчү ваннаны түзгөн соң,
ширетүүнүн жүрүшүндө акырындап жылуу менен күймөктү алдыгаартка чоң эмес которуп туруу керек.
181
Ширетүүчү зымды ширетүүчү ваннага мезгил мезгили менен чөгөрүшпөйт, бирок да такай анын алды жагында кармашат. Түптүү өтмөк бүткөрүлгөн соң, чоргону күймөккө көңдөйдүн жээктерине жана
түптүү өтмөктүн бирикитирилген жериндеги бетке таянып тургудай
кылып орнотуу керек. Ширетүү маалында ширетүүнүн жүрүшүндө
акырындап жылуу менен күймөктү алдыга-артка чоң эмес жай которуп
турат. Ширетүүчү зымды эритилген металлга чөгөрбөстөн, аны ширетүүчү ваннанын алдыңкы жагына кармашат. Кийинки өтмөктөр ушундай эле аткарылат.
Чоргону бириктирилген жердин жээктерине таяп туруп түтүктөрдү
ширетүү электроддун көбөйтүлүп учуусун талап кылат, бирок электрод ширетүүчү ваннанын эритилген металлына тийишпеши керек.
Ширетүү процесси бүткөн соң, догоону ширетүүчү токту азайтуу
же анын акырындык менен чоюу менен үзүү керек.
Импулстуу догоо менен ширетүү. Вольфрамдык электрод менен
ширетүү учурунда догоо дээрлик ширетүүчү токтун үзгүлтүксүз күчүндө да ошону менен бирге аны белгилүү бир программада өзгөртүү
учурунда да күйөт. Бул ыкма калыңдыгы мм бөлүгүнөн баштап 3...4 мм
чейинки металлды ширетүү учурунда колдонулат. Догоонун туруктуу
күйүшү үчүн жетиштүү болгон жана мезгил-мезгили (импульстар) менен секундасына жыштыгы 25 импульска чейинки жандырылуучу токту пайдалануу ширетүүчү ваннанын өлчөмүн кичирейтет (4.41-сүрөт).
I,
Uд
tп
tсв
Iсв
Uд
Iдеж
а
t
б
в
4.41-сүрөт. Импулстуу аргондук догоолук ширетүү учурунда токтун күчүнүн жана
чыңалуусунун өзгөрүүсү (а) жана барактын тегиздигинде (б) узунунан кеткен
кесиндиде бириктирилген жердин формасы (в): Icв – импульстагы догоонун тогу;
Iдеж – кезмет режиминдеги догоонун тогу (тыныгууда); tcв – импульстун узактыгы;
tп – тыныгуунун узактыгы; Uд – догоонун чыңалуусу
182
Биригүүчү жер өзүнчө эритилген ваннадан пайда болот. Токтун импульстары ортосунда тыныгуу маалында ширетүүчү ванна жарым жартылай кристаллдашат, бул күйүп тешилүү мүмкүндүгүн азайтат. Бирок
импульстар ортосунда чоң тыныгуу болгон учурда догоолук аралык
заряддарды алып жүрүүчүлөрдү (иондорду) жоготот; догоонун кайра
дүүлүгүсү кыйындайт. Азыркы фактордун таасирин азайтуу үчүн импульстун ортосундагы тыныгууларда тогу азайтылган кезметтик догоо
кармалат. Icв негизги догоонун тогун Iдеж кезмет догоосунун тогунун,
tcв – импулстун узактыгы жана tп – тыныгуунун узактыгы ортосундагы
катышты жөнгө салуу менен бириктирилүүчү жердин формасын жана
өлчөмүн өзгөртүшөт. Бул ыкма улаштырылуучу бирикмелерди бардык
мейкиндиктик абалдарда «салаңдатып» ширетүүгө мүмкүндүк берет.
4.5. Кысылган догоо менен ширетүү технологиясы
Кысылган догоо менен ширетүү жогору легирленген болоттордон,
титандан, алюминийден жана анын эритмелеринен, никелдик эритмелерден, молибденден, вольфрамдан ж. б. көптөгөн металлдардан жана
алардын эритмелеринен жасалгаларды жасоо учурунда колдонулат.
Кысылган догоо менен ширетүү учурунда ысыган такка атайын
чорголорду колдонуу менен ар кандай форма берилиши мүмкүн. Эгер
чоюлган формадагы ысытманын тагын алуу керек болсо, анда чоргодо
муздак плазманы пайда кылуучу газ келип тургудай кылып эки кошумча тешик жасоо керек. Муздак плазманы пайда кылуучу газдын эсебинен ысытманын тагынын узунунан кеткен өлчөмү кичиреет, так болсо
чоюлган формага ээ болот. Мындай чорго менен ширетүү учурунда
термиттик таасир этүү тилкеси кууштайт, ал эми ширетүү ылдамдыгы
50...100 пайызга жогорулайт.
Кошумча тешиктери бар чорго менен бурч менен догоонун мамысынын огуна багытталган жана догоону кошумча кысуучу, борбордоштурулуучу газ агымын пайда кылышат.
Плазмалык ширетүү учрунда 3...300 А күчүндөгү, догоонун чыңалуусу 25...35 В түзгөн ширетүүчү токту колдонушат. Аргондун чыгымы эркин догоо менен ширетүүгө караганда 5–6 эсеге азыраак. Кысылган догоо менен 0,01...10 мм калыңдыктагы бөлүкчөлөрдү ширетишет,
эритменин тереңдигинин бириктирилген жердин кеңдигине (бириктирилген жердин формасынын коэффициенти) болгон катышы ширетилүүчү бөлүкчөлөрдүн 3...10 мм калыңдыгында 3ː1 түзөт.
183
Кысылган догоо менен ширетүү ваннасында формасы боюнча үстүнөн караганда кулпунун тешигин элестетүүчү өтмө тешикти пайда
кылуу менен терең эритип ширетүүгө болот. Догоонун мамысы мында
суюк металлды басуу менен ваннага бөлүкчөнүн жээгинин (кромкасынын) дээрлик бүткүл калыңдыгына чөгөрүлөт. Кыймыл учурунда
догоо эритилген металлды ваннанын арткы бөлүгүнө багыттоо менен
жылдырган сыяктуу болот. Процесс плазмалык кесүүгө окшош, бирок
суюк металл ваннанын ичинен кетпейт. Арткы жагынан тешик аркылуу муздап бараткан газдын шаманасы жулунуп алынат. Ширетүүнүн
мындай ыкмасы ширетүү режимдеринин так сакталышын жана улаштырманын сапаттуу даярдалышын талап кылат, анткени металл ваннада сырткы тартылуу күчүнүн эсебинен гана кармалат.
Плазманы пайда кылуучу газдын чыгымын анын чоргодо түгөнүүсү жай, бурганактап тегеренбегидей кылып орнотушат. Плазмалык
агымдын ширетүүчү ваннанын бетиндеги басымы бириктирилүүчү
жердин калыбынын бузулуусуна алып келбеши керек.
Кысылган догоо менен улаштырманы жээктерге (кромкаларга)
ажыратпастан жана присадкасыз 9,5 мм калыңдыктагы листтерди ширетишет; өзүнчө учурларда – 13 ммге чейин; бул учурларда кысылган
догоо өзгөчө натыйжалуу. Кысылган догоо менен дээрлик бардык мейкиндиктик абалдарда ширетүүгө болот.
25 мм калыңдыктагы листтерди ширетүү учурунда кромкаларды
V- же U-түрүндө ажыратуу талап кылынат. Ажырымдын тереңдиги
жана бурчу аргондо ачык догоо менен ширеткенге караганда бир кыйла
кичирээк келет. Кысылган догоо менен ширетүү учурунда присаддык
метаталлдын саны болжол менен 3 эсеге төмөндөйт. Бириктирилген
жердин металлын кычкылдануудан коргоо үчүн бириктирилген жердин арткы бетин инерттүү газ менен коргоо сунушталат. Ушул максатта
арыкчалары бар коюлма тактайларды колдонушат.
Кысылган догоо менен ширеткенде догоолук ширетүү режиминин
жалпыга белгилүү мүнөздөгүчтөрүнөн сырткары плазматрондун чоргосунун диаметри, ошондой эле плазманы пайда кылуучу газдын курамы жана чыгымы да маанилүү (4.7-таблица).
Түтүктөрдү ширетүү учурунда догоо өндүрүмдүүлүгүн тез жогорулатат. Ачык догоо менен аргондук догоолук ширетүүнү 2,3...7 мм калыңдыктагы коррозиялык-туруктуу болоттордон жасалган түтүктөрдү
кысылган догоо менен ширетүүгө алмаштыруу ширетүү ылдамдыгын
50...200 пайызга жогорулатат.
184
4.7-таблица
Кээ бир конструкциялык материалдарды кысылган
догоо менен ширетүүнүн режимдери
Металл
Коррозиялыктуруктуу
болот
Титан
Алюминий
Плазманы
Чорпайда кыКаШигонун Шире- луучу газ
лың- ретүү
диа- түүчү
дыгы, ылд-гы,
метри, ток, А кура- чымм
м/мин
гым
мм
мы
м³/ч
3,2
0,97
–
145
6,4
0,36
–
240
12,7
0,19
2,4
3,2
0,51
12,7
6,4
0,28
Коргоочу газ
курамы
чыгым,
м³/ч
0,99
305
Ar +
7,5 %
H2
0,14
Ar +
7,5 %
H2
2,4
185
Ar
0,23
Ar
0,85
0,25
2,4
285
Ar
0,11
Ar
0,85
0,25
2,4
85
Ar
0,85
0,5
He + 0,085
Ar +0,028
1,41
1,41
Кысылган догоонун технологиялык мүмкүнчүлүктөрүнүн мүнөздүү мисалы болуп, үч фазалуу кысылган догоо менен жасалуучу алюминий эритмелеринен жука листтүү конструкцияларды чокуп ширетүү
саналат (4.42-сүрөт). Ширетүү процесси бир канча стадиялардан турат.
Адегенде үстүңкү пластинкада ширетүүчү ванна пайда болот. Ваннанын чоңоюшу менен догоонун басымынын аракети астында ваннада
а
б
в
г
4.42-сүрөт. Кысуу дого менен чокуп ширетүү:
а – процесстин башталышы; б – ширетүүчү ваннадагы металлдын пайда сыгылышы;
в – үстүңкү бөлүкчөдө тешиктин пайда болушу жана астынкы бөлүкчөнүн эрип
башташы; г – калыптандырылып ширетилип бириктирилген чекит
185
чуңкурча келип чыгат жана ваннанын белгилүү бир диаметринде анда
тешик пайда болот (4.42-сүрөт). Суюк металл листтин үстүндө тор
формасына ээ болот. Догоонун активдүү тагы төмөнкү листтин бетине
жайгашат, муну чыңалуунун догоодо өсүүсү тастыктап турат. Активдүү так тескери карама-каршылыктагы кыска аралыктарда төмөнкү
листтин бетин оксиддик чел кабыктан тазалайт. Төмөнкү листте ширетүүчү ванна пайда болот.
Анын учу үстүңкү бөлүкчөнүн суюк металлына жеткен соң, ширетүүчү ваннанын экөө тең кошулат, тешик «тарс жабылат». Бирикменин астыңкы бетинде эритме пайда болот. Ширетилген чекиттин
узунунан кеткен кесиндиси бош догоо менен ширетүүгө караганда
калыңдык боюнча кылкараак болот, анын өлчөмдөрү кеңири чектерде
жөнгө салынат.
Бирикменин жогорку сапаты оксиддик чел кабыктын толук бузулуусу жана өтмө эритмени көзөмөлдөө мүмкүнчүлүгү менен камсыз
кылынат.
Догоо чөмүлгөн учурда чыңалуунун секиригин ширетүү процессин бүтүрүү үчүн белги катары колдонууга болот.
4.6. Флюс астында ширетүү технологиясы
Флюс астында догоолук ширетүү режиминин негизги көрсөткүчтөрү: ширетүүчү токтун күчү, түрү жана карама-каршылыгы, догоонун
чыңалуусу, ширетүү ылдамдыгы, электроддук зымдын диаметри жана
берүү ылдамдыгы. Кошумча көрсөткүчтөрү: электроддун учуп чыгышы (анын чүркөктөн баштап мундштукка чейинки аралыгы), электроддун же жасалганын ийилүүсү, флюстун маркасы, кромкаларды
даярдоо ыкмасы жана ширетилүүчү бирикменин түрү. Ширетүүчү
токтун күчүнүн көбөйүшү менен догоонун басымы жогорулайт, анын
жыйынтыгында ширетүүчү ваннанын суюк металлы электроддон интенсивдүүлүк менен сүрүлүп чыгат жана догоо негизги металлдын тереңдигине чөгөрүлөт. Негизги металлдын эрүү тереңдиги муну менен
бирге чоңоёт, догоо кыскарат жана кыймылы азыраак болот. Мунун
жыйынтыгында токтун күчүн көбөйткөн учурда бириктирилүүчү жердин кеңдиги ширетүүчү ваннанын көлөмүн чоңойтконго карабастан,
өзгөрүүсүз калат. Бириктирилүүчү жерлер терең, бирок кең эмес болушат (4.43-сүрөт). Мындай бириктирилүүчү жердин өлчөмүн күчөтүү чоң болот, анткени убакыттын бирдигинде эритилген электроддук
металлдын саны өсүүдө. Бул бириктирилүүчү жерлер жаракалардын
пайда болуусуна азыраак туруктуу жана титиретүүчү жүктөмдөрдө на186
а
б
4.43-сүрөт. Токтун күчүнүн бириктирилүүчү жердин формасына таасир этүүсү:
а – токтун нормалдуу күчү; б – токтун жогорулатылган күчү
чар иштейт. Белгилей кетчү нерсе, өзгөрүүсүз калган шарттарда эрүүчү флюстун саны азаят.
Өзгөрүүсүз ширетүүчү токто зымдын диаметрин көбөйтүү менен
догоонун электроддун чүркөсү жана ширетүүчү ваннанын бети боюнча ары-бери жылып туруусу күчөйт. Мындан улам ваннанын кеңдиги
көбөйөт, ал эми эрүү тереңдиги кичиреет. Өзгөрүлгүз токто зымдын
диаметрин кичирейтүү тескерисинче эритменин тереңдигинин чоңоюшуна жана бириктирилүүчү жердин кичирейишине түрткү берет.
Ширетүүнүн өзгөрүлгүз тогунда догоонун чыңалуусунун жогорулашы менен догоонун узундугу жана кыймылы көбөйөт, жыйынтыгында бириктирилүүчү жердин кеңдиги бир кыйла өсөт жана күчөтүү
бийиктиги кичиреет. Эритменин тереңдиги бир аз гана кичиреет.
Демек, ширетүүчү токтун күчү жана догоонун чыңалуусу бириктирилүүчү жердин формасына карама-каршы аракет көрсөтөт, ошондуктан
оптималдуу формада бириктирилген жерди алуу үчүн ширетилүүчү жасалганын калыңдыгын чоңойтуу учурунда ширетүүчү токтун күчүн көбөйтүү сөзсүз түрдө догоонун чыңалуусун тиешелүү түрдө жогорулатуу
менен коштолушу керек. Ширетүү ылдамдыгынын жогорулашы менен
догоонун мамысы ширетүү багытына карама-каршы четке сүрүлөт; догоодон суюк металл көбүрөөк чыгат жана анын катмарынын калыңдыгы
кичиреет. Догоо астындагы суюк металл жогорку термиттик каршылыкка ээ жана догоодон эритилбеген металлга жылуулук берилишине тоскоолдук жаратат, ошондуктан ширетүү ылдамдыгы жогорулаган сайын
башта эритменин тереңдигинин чоңоюусу байкалат, андан соң ширетүү
ылдамдыгын андан ары жогорулаткан учурда узундукту өлчөөчү энергиянын кичирейүүсүн таасири (бириктирилген жердин узундугунун
бирдигине болгон энергиянын саны) үстөмдүк кылат. Жыйынтыгында
эритменин тереңдиги жана бириктирилүүчү жердин кесиндисинин аянты кичиреет. Ширетүү ылдамдыгын жогорулатуу менен бириктирилүүчү
жердин калган өлчөмдөрү ошонун ичинде анын кеңдиги, ошондой эле
электроддон баштап эритменин фронтуна чейинки аралык кичиреет.
Электрод «бурч менен алдыга карай» жантайган учурда суюк металл догоодон сүрүлүп чыгарылат, эрүү тереңдиги чоңоёт, электрод187
ду «бурч менен артка карай» жантаюсу тескерисинче кичиреет. Эгер
электрод тик, ал эми жасалга ийилген болсо жана ширетүү төмөндөн
жогору карай «дөбөгө» жүргүзүлсө, анда эритменин тереңдиги чоңоёт.
Тескерисинче «дөбө астында» ширеткен учурда эритменин тереңдиги
кичиреет, бирок бириктирилүүчү жер кеңее түшөт.
Ширетилүүчү бөлүкчөнүн кромкасынын калыңдыгы жана анын
баштапкы температурасы дагы бириктирилүүчү жердин калыптануусуна таасир берет. Суукта ширетүү учурунда бириктирилүүчү
жер бир кыйла кууш жана бийик. Калың металлды ширетүү учурунда
жука металлды ширеткенге караганда ал дагы кууш жана бийик келет.
Эгер эритменин тереңдиги ширетилүүчү металлдын калыңдыгынын
төрттөн үч бөлүгүн түзсө, анын калыңдыгы (мисалы, жымсалдоо же
кыруу) жеринен салыштырмалуу бир аз гана кичирейтилсе дагы, бул
эритменин тереңдигинин секирик түрүндө чоңоюшуна алып келет.
Улаштырылып бириктирилүүчү жерлерди адатта бир өтмөдө жасоого умтулушат, бирок мисалы, чыңалган же жогору легирленген
болотторду ширетүү учурунда жасалгага келип түшүүчү жылуулуктун көлөмүн чектөө үчүн бир катар өтмөктөрдү жасоо талап кылынат.
Мындан тышкары чоң калыңдыктагы бөлүкчөлөрдү бир өтмөдө жасоо
көпчүлүк учурда мүмкүн болбойт. Эгер болот ысып кетүүгө жөндөмсүз болсо, анда калыңдыгы 20 ммге чейинки улаштырылуучу бирикмелерди кромкаларын ажыратпастан, бир тараптуу бириктирилүүчү жер
менен бир өтмөдө жасоого болот. Толук эрүүнү камсыз кылуу үчүн ширетүү 5...6 мм кеңдиктеги бөлүкчөлөрдүн улаштырмасындагы көңдөй
боюнча жүргүзүлөт. Көңдөй жок болгон учурда кромкаларды ажыратпастан бир тараптуу ширетүүнү калыңдыгы 14 чейинки металлдарда
жүргүзүүгө болот.
Күйүп тешилүүнү алдын алуу үчүн бир тараптуу бирикмелерди
кулпучада (4.44-сүрөт, а), калып калуучу болоттон жасалган тээкте
(4.44-сүрөт, б), флюстук-жездик тээкте же флюстук жаздыкчада ширетишет. Кулпучага дубалдары калың болгон цилиндрдик идиштердин шакектүү бирикмелерин жана чоң эмес диаметрдеги түтүктөрдү
ширетүү жүргүзүлөт. Калып калуучу тээкте эки тараптуу ширетүүнү
а
б
4.44-сүрөт. Бириктирилүүчү жердин түбүнүн калыптануусу:
а – кулпуга бириктирүү учурунда; б – калып калуучу болоттон жасалган тээкте
188
жүргүзүүгө мүмкүн болбогон учурда калыңдыгы 10 ммге чейинки
улаштырылуучу бирикмелерди ширетишет. Ширетүү учурунда тээк
жарым-жартылай эрийт жана кромкалардын төмөнкү бөлүгүнө ширетилет; калып калуучу тээк адатта ширетилүүчү бөлүкчөнүн материалынан жасалат.
Ошондой эле ширетип бүткөндөн кийин алынып салына турган,
кебез таштан, жезден жасалган тээктерди да колдонушат. Арткы беттеги улаштырмаларды кээде отко чыдамдуу материал менен жасашат.
Флюстук жаздыкчада ширеткен учурда улаштырманын артык бетине
эритилген металлдын агып чыгуусуна тоскоолдук кыла турган флюстун катмарын кымтышат. Бириктирилүүчү жердин улаштырманын
узундуктагы формасы жана кесиндиси улаштырмадагы көңдөйдүн бир
калыптуулугу жана флюстук жаздыкчанын кысылуусу менен аныкталат (4.45-сүрөт). Жаздыкчаны бошураак кыскан учурда бириктирилүүчү жер бошоң, дөмпөйгөн тескери валиктүү болот. Өтө кыскан
учурда бириктирилүүчү жердин арткы бети ийилиши мүмкүн. Калындыгы 10 ммге чейинки жука листтерди ширетүүдө жаздыкчанын
флюсу аба бериле турган резина ийкемтүтүктөрүнүн жардамы аркылуу
кысылат. Кысуулар механикалык, электрмагниттүү болушу мүмкүн.
Листтерден ширетилүүчү оор жасалгаларды ширетүү учурунда флюс1,5...2
12
6...8
б
а
в
1
2
3
5
1
2
д
4
г
4.45-сүрөт. Эритмени калыпандыруу үчүн түзүлүштүн схемасы:
а – бурчтуу бириктирилүүчү жер үчүн жез тээги; б – ошол эле улаштырылуучу жер
үчүн; в – ошол эле эритмени калыптандыруу үчүн арыкча менен; г, д – үйүлмө жана
формага салынган флюстук жаздыкчалар; 1 – флюс; 2 – үйлөмө шланг; 3 – брезент
тээк; 4 – кармап туруучу калакча; 5 – кабыкча
189
тук жаздыкчаны ширетилип жаткан жасалганын өзүнүн салмагы менен
кысышат. Флюстук жаздыкчылар ширетүү учурунда ошол эле режимдерде же аларсыз деле бириктирилүүчү жердин жакшы калыптануусун
камсыз кылышат.
4.8-таблица
Көмүртектүү болотторду флюстук жаздыкчада ширетүү режимдери
Листтердин калыңдыгы, мм
10
12
14
16
18
20
Догоонун чыңалуусу, В
Улаштырмадагы
Ширетүүчү
тескери карама- Ширетүү
алмашма
көңдөй,
ток, А
каршылыктагы ылдамдыток
мм
гы, м/с
үзгүлтүсүз ток
3...4
4...5
4...5
5...6
5...6
5...6
700...750
750...800
850...900
900...950
950...1 000
950...1 000
34...36
36...40
36...40
38...42
40...44
40...44
32...34
34...36
34...36
36...38
36...40
36...40
30
27
25
20
17
15
Кээде бириктирилүүчү жердин арткы бетинен же негизги өтмөк
тарабынан алдын ала эритүү менен флюс астында бир тараптуу ширертүүнү пайдаланышат. Муну тээкти колдонууга мүмкүн болбогон
учурда же ширетүүнү текши эмес көңдөйдө жүргүзүүгө туура келген
учурда жасашат. Бир электрод менен ширетүүнү 45 м/с көп эмес болгон ылдамдыкта жүргүзүүгө болот. Кээ бир учурларда жогорураак ылдамдыктар керек, мисалы, чоң диаметрдеги ширетилип бириктирилген
түтүктөрдү өндүрүүдө. Ширетүү ылдамдыгына догоонун кубаттуулугун жогорулаткан учурда жетүүгө болот, бирок 1300...1500 А ашык болгон ток күчүндө кесүүлөрдү жана ошол эле убакта эритменин жетиштүү тереңдигин камсыз кылууга мүмкүн эмес. Ширетүү ылдамдыгын
жогорулатуу эки догоолук ширетүү учурунда гана мүмкүн. Зымдар бир
гана бириктирилүүчү жердин огуна бойлой, биринчи электрод – тик,
эритменин керектүү тереңдигин камсыз кылуу менен жайгаштырылат.
Экинчи электродду – жетиштүү бириктирилүүчү жерди жана биригүүчү жердин металлынан негизги металлга салмактуу өтүүсүн камсыз
кылуу менен кыймылдын багытынан артка карай ийишет. Эки догоо
тең тескери карама-каршылыктагы үзгүлтүксүз токтун көз карандысыз булактарынан азыктанышат. Минтип 120 м/с чейинки ылдамдыкты алууга болот (4.9-таблица). Эки догоо менен калыңдыгы 14 ммге
чейинки металлдан улаштырылуучу бирикмелерди ширетүүгө болот,
анын үстүнө улаштырмада көңдөй болушу керек. Ширетүүнү флюстук
190
же флюстукжездик тээкте жүргүзүү зарыл. 140 м/с ашыгыраак болгон
ширетүү ылдамдыгын алуу үчүн бир эле убакта үч догоону колдонушат.
4.9-таблица
Ашташкан жерди бириктирүүдөгү эки жаа менен ширетүүнүн режими
Металл- Зазордун Зымдын Зымдеги
дын жоон- кеңдиги, диамет- жайгадугу, мм
мм
ри, мм шышы
8
3...4
3...4
Ширетүү
тогу, А
Жаа чы- Ширетүүнүн
ңалуусу, ылдамдыгы,
В
м/с
Вертикалдуу
800...850
36...40
80
Ийилүүсү
850...870
46...48
80
1500...1550
1000...1100
2000...2100
1700...1800
45...50
42...48
40...42
56...60
120
120
120
120
8
3...4
4...5
«
14
4...5
5...6
«
Адатта догоону флюс астында күйгүзүү үчүн ширетүүчү токту алдын ала электродду ширетилүүчү жасалгага кошуу менен жандырышат. Эгер догоодо чыңалуу боюнча зымды берүү ылдамдыгын жөнгө
салуу менен автомат колдонулса, анда токту коё берген учурда электроддук зым догоонун күйүүсү үчүн түрткү берүү менен кыска мөөнөткө жогору карай жылат, андан соң кыймылынын багытын өзгөртөт
жана догоого керектелүүчү ылдамдык менен берилет. Эгер берүү ылдамдыгы такай болсо, анда догоо аралыгы учу бириге калган ток менен бир заматта жылытылуучу, электроддун жасалгасына бекитилүүчү
чүркөдө туташтыргычтын жарылуусунун натыйжасында пайда болот.
Пайда болгон ысык аралыкта догоо дүүлүгөт, анын узундугу өзүн өзү
жөнгө салуусунун натыйжасында кармалат. Ширетүү процессинде
электрод туура улаштырманын огу боюнча же берилген багыт боюнча жайгашуусуна көз салып туруу керек. Догоо флюс астында ширеткенде көрүнбөгөндүктөн, электроддун берилген багытын электроддун
асты жагында улаштырманын сызыгы боюнча кыймылдаган, штифт
же жарык тактар түрүндөгү көрсөткүчтөр боюнча аныкташат. Ошондой эле фотоэлементтери бар түзүлүштөрдү колдонушат.
Бириктирилүүчү жерди бүтүрүү учурунда кратерди ширетүү техникасы автоматтын конструкциясына жараша болот. Эгерде ширетүү
кыймылсыз автоматы бар орнотмолордо жана жылып туруучу жасалга
191
менен жүргүзүлсө, анда догоо бириктирилүүчү жердин аягына жеткенде жасалганы токтотушат жана токту коё туруп, догоо табийгый түрдө үзүлмөйүнчө электроддук зымды берүүнү токтотушат. Ширетүүчү
тракторлордо догоо бириктирилүүчү жердин аягына жеткенде тракторду токтотушат жана кыска убакыт аралыгында ширетүүнү жеринде
улантышат, андан кийин токту коё бербестен, зым берүүнү токтотушат
жана догоо табийгый түрдө үзүлмөйүнчө чоюлат.
Кээде калыңдыгы 40 мм ашкан металлдарды автоматтуу бир өтмөктүү ширетүү колдонулат. Ушул учурда ширетүүчү ваннанын көлөмү жана тереңдиги чоң болот, газдардын бөлүнүп чыгуусу кыйындайт,
бул буунун пайда болуу мүмкүнчүлүгүн жогорулатат. Мунун жыйынтыгында калың металлды кубаттуу догоолор менен бир өтмөктүү ширетүү учурунда жогору газ өткөргүчтүү флюстарды жана диаметри
8...12 ммге чейинки калың электроддук зымды колдонушат. ширетүүнү
ысык жаракалардын пайда болуусуна туруштук берүүчү, нормалдуу
чөйчөк формасындагы бириктирилген жерди алынышын камсыз кылуу үчүн колдонушат.
ТЕКШЕРҮҮЧҮ СУРООЛОР
1. Тышкы бетинин формасы боюнча ширетилип бириктирилген жерлер
кандай болуп классификацияланат?
2. Газ менен ширетүү учурунда бириктирилүүчү жердин калыптануусуна кандай факторлор таасир этет?
3. Биригүүчү жер боюнча жалынды жайгаштыруунун кандай ыкмаларын билесиңер?
4. Ширетүүнүн сол ыкмасынын маңызы эмнеде жана ал кайсы учурда
колдонулат?
5. Ширетүүнүн оң ыкмасынын артыкчылыгы жана өзгөчөлүгү эмнеде?
6. Присаддык зымдын керектүү диаметрин кантип тандоо керек?
7. Ванналар менен ширетүү процесси кантип жүзөгө ашырылат?
8. Тик бириктирилүүчү жерлерди ширетүү өзгөчөлүгү эмнеде?
9. Капталган электрод менен ширетүү режими деп эмнени түшүнүүгө
болот?
10. Ширетүү режиминин ар кыл мүнөздөгүчтөрүнүн бириктирилүүчү
жердин калыптануусуна тийгизген таасири кандай?
11. Ширетилип бириктирилген жерлерди узундугу боюнча кантип аныкташат?
12. Тескери тепкичтүү ширетүүнүн артыкчылыгы эмнеде?
13. Чоң калыңдыктагы металлды ширетүү учурунда бириктирилүүчү
жерди коюунун кандай ыкмалары бар?
192
14. Болотторду кол менен догоолук ширетүү учурунда кандай электроддор колдонулат?
15. Тик бириктирилүүчү жерлерди ширетүү өзгөчөлүгү эмнеде?
16. Кол менен догоолук ширетүү үчүн электроддор кандай болуп маркирленишет?
17. Электроддорду таңгактоо кандайча жүзөгө ашырылат?
18. Капталган электроддорду сактоонун негизги негизги эрежелерин
атап бергиле?
19. Коргоочу газдарда эрүүчү электрод менен догоолук ширетүүнүн артыкчылыгы эмнеде?
20. Аргондун негизинде коргоочу газдардын кандай болгон эки эселүү
жана үч эселүү аралашмалары колдонулат?
21. Узун догоо менен ширетүү процесси кыска догоо менен ширетүү
процессинен эмнеси менен айырмаланат?
22. Электрод менен ширетүү учурунда электроддук металлды ташуунун
кандай түрлөрү бар?
23. Көмүр кычкылтектүү газда ширетүү режиминин негизги параметрлерин атап бергиле?
24. Ширетүүчү токтун чоңдугун тандоого эмне таасир берет?
25. Эритменин тереңдиги эмнеден көз каранды?
26. Догоонун чыңалуусун көбөйткөн жана кичирейткен учурда бириктирилүүчү жердин калыптануусу кандай жүрөт?
27. Коргоочу газдарда эрибөөчү электрод менен догоолук ширетүү процессинин өзгөчөлүгүн атап бергиле?
28. Ширетүү үчүн кандай вольфрамдык электроддор колдонулат?
29. Догоонун кысылуусу кандайча жетишилет?
30. Догоо кысылган учурда анын кайсы мүнөздөгүчтөрү өзгөрүлөт?
31. Микроплазмалык ширетүү кандай учурларда колдонулат?
32. Флюс катмары астында ширетүү процессинин маңызы эмнеде?
33. Флюс катмары астында ширетүү ачык догоо менен ширетүү салыштырмалуу кандай артыкчылыктарга ээ?
34. Флюс кандай кызмат аткарат?
35. Керектүү курамдагы бириктирилүүчү жердин металлын алуу үчүн
флюсту жана электроддук зымды кантип тандап алуу керек?
36. Флюс астында догоолук ширетүү режиминин мүнөздөгүчтөрүн атап
бергиле?
37. Ток, догоонун чыңалуусу жана ширетүү ылдамдыгы бириктирилүүчү
жердин формасына кандайча таасир этет?
38. Флюс астында ширетүү учурунда догоону кантип күйгүзүшөт?
39. Кратерди ширөө үчүн флюс астында ширетүү учурунда кандай ыкмаларды колдонушат?
40. Көмүртектүү болотторду ширетүү үчүн флюстардын кандай үлгүлөрүн колдонушат?
193
Мазмуну
Урматтуу окурмандар!............................................................................................ 3
Сөз башы.................................................................................................................. 4
1-бөлүм. Ширетүүчү жалын, анын түзүлүшү жана мүнөздөмөлөрү........... 5
1.1. Ширетүүчү жалындын пайда болуусу....................................................... 5
1.2. Ширетүүчү жалындардын түзүлүшү ........................................................ 6
1.3. Ширетүүчү жалындын жылуулук мүнөздөмөлөрү.................................. 9
1.4. Ширетүү бирикмелеринин пайда болуусу.............................................. 12
1.5. Ширетүү ваннасында жүрүүчү металлургиялык процесстер............... 12
1.6. Ширетилип бириктирилген жерде жана бириктирилген
жердин жанындагы зонада болуучу түзүмдүк кубулуштар.................. 15
1.7. Чыңалуулар жана деформациялар........................................................... 16
Текшерүүчү суроолор........................................................................................... 17
2-бөлүм. Электр догоо менен ширетүүнүн негизги ыкмалары................. 18
2.1. Электр догоосу жана анын түзүлүшү...................................................... 18
2.2. Ширетүүчү догоолордун типтери............................................................ 25
2.3. Коргоочу газдардагы догоо....................................................................... 27
2.4. Ширетүүчү догоонун режиминин мүнөздөгүчтөрү
(параметрлери)........................................................................................... 31
2.5. Электроддук материалды эритүү жана ташуу........................................ 37
2.6. Негизги металлды эритүү......................................................................... 40
2.7. Ширетилген бирикменин түзүмү............................................................. 42
2.8. Догоо ширетүүсүнүн негизги ыкмалары................................................. 44
2.8.1. Капталган электроддор менен колго догоо ширетүү
процессинин схемасы...................................................................... 44
2.8.2. Коргоочу газдарда догоо менен ширетүүнүн маңызы
жана ар түрдүүлүгү......................................................................... 46
2.8.3. Кысылган догоонун маңызы жана технологиялык
мүмкүнчүлүктөрү............................................................................ 48
2.8.4. Флюстун катмары астында ширетүү маңызы............................... 56
Текшерүүчү суроолор........................................................................................... 60
3-бөлүм. Электр жана газ ширетүү жумуштары үчүн материалдар........ 62
3.1. Газ жалыны менен ширетүү үчүн материалдар...................................... 62
3.1.1. Кычкылтек, анын касиеттери жана алынышы............................. 62
3.1.2. Күйүүчү газдар, алардын алынышы жана касиеттери................. 65
3.1.3. Газ менен ширетүүнүн флюстары................................................. 78
3.2. Догоо менен ширетүү үчүн капталган электроддор............................... 84
3.3. Коргоочу газдарда догоо менен ширетүү үчүн материалдар.............. 100
3.4. Флюс астында ширетүү үчүн материалдар........................................... 112
Текшерүүчү суроолор ........................................................................................ 115
194
4-бөлүм. Электр менен ширетүү жана газ менен ширетүү
жумуштарынын технологиясы...................................................................... 116
4.1. Газ менен ширетүүнүн технологиясы.................................................... 116
4.2. Капталган электроддор менен догоолук ширетүү технологиясы....... 133
4.3. Коргоочу газдарда эрүүчү электрод менен догоолук
ширетүү технологиясы............................................................................ 150
4.4. Коргоочу газдарда эрибөөчү электрод менен догоолук
ширетүү технологиясы............................................................................ 170
4.5. Кысылган догоо менен ширетүү технологиясы................................... 183
4.6. Флюс астында ширетүү технологиясы.................................................. 186
Текшерүүчү суроолор......................................................................................... 192
195
Турдалиев И. Т.
ЭЛЕКТР ЖАНА ГАЗ ШИРЕТҮҮ ИШТЕРИНИН ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Баштапкы кесиптик билим берүү үчүн окуу куралы
Мукабасын жасалгалаган: Краюшкина Наталия
Компьютерде калыпка салган: Жумагулов Атай
Корректору: Медералиева Жылдыз
Басууга 20.02.2017 кол коюлду.
Формат 60×90 1/16. Көлөмү 12,25 б. т.
Офсет кагазы. Офсеттик басуу.
Нускасы 550 даана.
«Кеңеш» басмасы
Бишкек ш., Чуйков көчөсү, 23/26
Тел.: 0312 89-95-60
E-mail: [email protected]
«V.R.S. Company» ЖЧК басмаканасында басылды
Кыргыз Республикасы, Бишкек ш., Кулатов көчөсү, 8/1
E–mail: vrs–[email protected]