Metalli tööd (0)

VÕRUMAA KUTSEHARIDUSKESKUS
Metallipinkidel Töötaja
Timo Potter
METALLI TÖÖD
Referaat
Juhendaja Udo Palgi
Võru 2011
Metallide keevitatavus
Keevitatavuseks nimetatakse ühesuguste või erinevate metallide omadust moodustada kvaliteedinõuetele vastav keevisliide . Keevitatavus sõltub keevitatavast materjalist, kasutatavast keevitustehnoloogiast, samuti keevisliite konstruktsioonist. Praktikas on juurdunud 4 keevitatavuse hindamise astet: hea, rahuldav, piiratud, halb. Hea keevitatavuse korral on keevisõmblusel ligilähedaselt samad mehaanilised omadused kui keevitataval metallilgi. Keevitatavus on rahuldav, kui piisavalt hea keevisõmbluse saamiseks tuleb valida kindel ratsionaalne keevitusrežiim. Piiratud keevitatavuse korral tuleb kasutada erinevaid tehnoloogilisi võtteid (näiteks toorikute ettekuumutamine, järeltermotöötlus jne.) või isegi muuta keevitusviisi. Halva keevitatavuse puhul piisavat keevitatavust saavutada ei ole võimalik. Metallide keevitatavust hinnatakse praokindlusega. Külmpraod tekivad enamasti keevis -õmbluse kõrval põhimetallis kohe või 10…48 tunni jooksul pärast keevitamist. Külmpragusid seostatakse suurest jahtumiskiirusest tingitud habraste karastusstruktuuride moodustumisega või metalli nn vesinikhaprusega (kõrgenenud vesiniku kontsentratsioonist tingituna ). Külmpragude tekkimise oht on karastuvatel terastel, mille süsinikusisaldus on suurem kui 0,25%. Kuumpraod tekivad keevitamise ajal, tavaliselt õmblusmetallis. Praod tekivad kõrgel temperatuuril, kui õmblusmetall on pooltahkes või vasttardunud olekus. Kuumpragude tekkele kalduvad enamasti suure süsiniku-, väävli- ja fosforisisaldusega terased. Nii külm- kui kuumpragude tekke põhjus on keeviskonstruktsioonis keevitamisel tekkivad keevituspinged. Keevituspingeid põhjustavad ebaühtlane temperatuuriväli (keevisõmbluse ligiduses on temperatuur märgatavalt kõrgem kui eemal), samuti keevisõmbluse lähiala takistatud paisumine kuumutamisel ja takistatud kahanemine jahtumisel. Keevituspingeid ja nendest põhjustatud külm- ja kuumpragusid saab vältida liidetavaid toorikuid ette kuumutades (sellega väheneb temperatuuride ebaühtlus), samuti keeviskonstruktsiooni termilise järeltöötlemisega – lõõmutamisega keevituspingete kõrvaldamiseks. Suurte keeviskonstruktsioonide puhul ei ole võimalik kumbki eelnimetatud võtetest, mistõttu sellised konstruktsioonid (laevakered, autokered, mastid jms.) keevitatakse kokku hea keevitatavusega metallidest ja metallisulamitest, näiteks madalsüsinikterastest (süsinikusisaldus alla 0,25%).
Jootmine
Sageli ei ole võimalik või otstarbekas kasutada liitetehnoloogiana keevitamist,seda näiteks halvast keevitatavusest tingituna. Jootmiseks nimetatakse lahtivõetamatu liite saamise sellist tehnoloogiat, kus ühendatavate materjalide vaheline pilu täidetakse sulametalliga liidetavaid materjale sulatamata. Pilu täitvat metallisulamit, mis on võimeline liidetavaid materjale märgama ning pärast tardumist moodustab jooteliite, nimetatakse joodiseks. Keevitamisega võrreldes on jootmisel mitmeid iseärasusi:
• joodise ja jooteõmbluse koostis erinevad liidetavate materjalide koostisest,
• joodise ja moodustunud jooteõmbluse tugevus on liidetavate materjalide tugevusest väiksem,
• joodise sulamistemperatuur on liidetavate materjalide sulamistemperatuurist madalam,
• jooteõmbluse moodustumine toimub enamasti kapillaarjõudude toimel. Jootmise olulisemad eelised keevitamisega võrreldes on järgmised:
• kõik metallid, sh. halvasti keevituvad, on joodetavad;
• on võimalik liita erineva sulamistemperatuuriga materjale, sh. metalli mittemetallidega;
• liidetavate materjalide vähema kuumenemise tõttu on protsess keevitamisest kiirem; samal põhjusel on väiksemad keevitamisele iseloomulikud probleemid – toodete kõverdumine, metalli struktuurimuutused jms.
Jootmise puuduseks on jooteliite temperatuuritundlikkus, s.o. kuumus võib põhjustada liite tugevuse vähenemise või isegi jooteõmbluse sulamise. Joodise sulamistemperatuuri järgi eristatakse pehmejoodisjootmist, kus kasutatakse pehmejoodiseid sulamistemperatuuriga kuni 450 °C, ning kõvajoodisjootmist, kus kasutatakse kõvajoodiseid sulamistemperatuuriga üle 450 °C. Pehmejoodisjootmist kasutatakse juhul, kui jooteliidet ei koormata nimetamisväärselt ja ta töötab madalatel temperatuuridel, näiteks elektroonikas ja elektrotehnikas.
Sepistamine
Sepistamine e. vabasepistamine on tuntud survetöötlusprotsessidest vanim. Sepistustoorikute deformeerimine viiakse läbi käsitsi, sepistusvasaratel või –pressidel ja teistel sepistusseadmetel. Sepistatakse tavaliselt kuumalt . Saadud toodet või pooltoodet nimetatakse sepiseks. Sepised ei ole üldjuhul valmistooted, vaid pooltooted edasiseks töötlemiseks, näiteks lõiketöötlemise teel.
Sepistamist kasutatakse üksik- või väikesaritootmisel, kusjuures metalli töötlemiseks kasutatakse universaaltööriistu. Deformeeritav metall saab sepistamisel takistamatult voolata igas suunas, mistõttu sepistamist nimetatakse sageli ka vabasepistamiseks.
Sepistuspressid
Raskete sepiste (üle 2..3 tonni) tootmisel kasutatakse pressidel sepistamist. Põhiliselt kasutatakse hüdropresse e. hüdraulilisi presse. Mehaanilisi presse, nt väntpresse kasutatakse vormstantsimisel.
Hüdropresside põhimõte on lihtne – pressi liuguri külge kinnitatud pinni töökäigul kasutatakse tööd, mida sooritab pressi töösilindris olev kõrge rõhu all vedelik. Hüdropressid on jõupiiranguga seadmed, s.o. nende maksimaalne survejõud on põhiliseks kasutamist limiteerivaks karakteristikuks. Vasaratest erinevalt toimub tooriku deformeerimine staatilise survejõu toimel, mitte löögiga. Seetõttu hüdropressid ei vaja rasket alasit ega vundamenti. Pressidel sepistamisel deformeerub metall tooriku kogu mahus ühtlasemalt kui vasaratel sepistamisel. Negatiivseks asjaoluks on tööriista märksa pikemaajalisem kontakt toorikuga, võrreldes vasarate kasutamisega, mis põhjustab tooriku pindmise osa jahtumist ja deformeeritavuse vähenemist. Et seda vältida, kuumutatakse tööriistad pressidel sepistamiseks reeglina ette. Sepistamiseks kasutatakse hüdropresse survejõuga 250…15000 tonni ja liuguri kiirusega kuni 0,8 m/s.