50b) - Svařování

SVAŘOVÁNÍ ELEKTRICKÝM ODPOREM (ODPOROVÉ SVAŘOVÁNÍ)
- materiál se nejvíce ohřeje v místě největšího odporu
- kusová i sérová výroba, možnost automatizace

Q = U . I . t . η
Q = R . I2 . t . η

STYKOVÉ SVAŘOVÁNÍ (NA TUPO)
BODOVÉ SVAŘOVÁNÍ
- automobily, až 500 bodů za min., velmi rychlé, produktivní





IMPULSNÍ ODPOROVÉ SVAŘOVÁNÍ
- sériová a hromadná výroba, např. automobilový průmysl (spojování čepů nebo svorníků s tenkostěnnými součástmi, navařování matic na výlisku apod.)
- snížení pnutí a deformací, snížení spotřeby energie

INDUKČNÍ SVAŘOVÁNÍ
- velká rychlost svařování, automatizovaná výroba trub


SVAŘOVÁNÍ TŘENÍM
- svařování konstrukčních ocelí nelegovaných i legovaných, neželezné kovy (Cu, mosaz)



SVAŘOVÁNÍ TLAKEM ZA STUDENA
- Al a jeho slitiny, Ni, Pb, Cu, Ag
- konzervované krabice, nádrže, trubky
- tl. plechů max. 5mm, spoje přeplátováním, bodováním, stykem

SVAŘITELNOST MATERIÁLU
- je technologická vlastnost, zjišťujeme vhodnost materiálu ke svařování, hodnocením bude požadovaná jakost svaru a jeho konstrukční spolehlivost
- závisí na chemickém složení, na způsobu výroby polotovaru, na tloušťce materiálu, na druhu svařování, hodnotíme mechanickými zkouškami
1a…..zaručená svařitelnost
1b…..zaručená svařitelnost podmíněná
2……dobrá svařitelnost
3……obtížná svařitelnost

Pro tavné svařování
- nelegované oceli – obsah C je menší jak 0,22% dobře svařitelné, čím větší obsah C, tím větší potíže při svařování - legované oceli – Ce ≤ 0,5% Ce = C + Mn/6 + 0,2.Cr + Ni/15 + 0,25. Mo + Cu/13 + 0,5.P + 0,0024.t t – tl.materiálu [mm]
Pro odporové svařování
- svařování obtížné Ce = C + Mn/6 + 0,2. Cr + Ni/15 + Mo/6 + 0,25. V Cu a slitiny, Al a slitiny – lze svařovat všemi způsoby

SVAROVÁ PNUTÍ A DEFORMACE - pnutí a deformace vznikají nerovnoměrným ohřevem a ochlazováním - deformace – podélné, příčné, úhlové
Možnost snížení deformace svařování
a) Způsobem svařování – viz obr.
b) Upnutí do přípravku – účel: zajistit vzájemnou polohu, zabránit vzniku deformace (polohovadla)

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ SVARKŮ
1) Před svařováním - normalizační žíhání - žíhání na měkko - předehřívání (100 – 400°C, výjimečně až 700°C)
2) Po svařování - žíhání na odstranění pnutí - žíhání normalizační

PÁJENÍ - metalurgický proces, vytváříme nerozebíratelné spojení kovů pomocí roztaveného kovu – pájky - (ne)výhody: nižší teplota ohřevu, mechanické vlastnosti závisí na mechanické vlastnosti pájky (hl. na Rm), získaný spoj je těsný, spojovat jde různé materiály
Požadavky na pájku - dobrá zatékavost, smáčivost (tavidla), vzlínavost - požadujeme malý rozdíl elektrochemického potenciálu (ovlivňuje korozi)
Druhy pájek
a) měkké pájky – Sn, Pb…+ Zn (tt = do 500°C)
b) tvrdé pájky – mosaz, Al + Si, Ag (tt = nad 500°C)

Tavidla - funkcí je očistit povrch pájených dílů, zbavuje oxidů, chrání roztavenou pájku před oxidací - kalafuna, borax - 2 HCl + 2 Zn – 2 ZnCl + H2
Způsoby pájení – podle způsobu tavené pájky
a) měkké pájení
- pájku tavíme pájedlem (elektrickým, odporovým)
- ohřívána elektrická pájka elektricky – vysokofrekvenční
- plamenem, benzínové páry – hořáky – plamenem nahřejeme pájedlo
b) tvrdé pájení
- tavení těchto pájek provádíme plamenem (O2 + C2H2)
- propanbutanový hořák – Ag
- pájení kapilární – provádíme ohřev v solných lázních nebo v peci, pájení břitových destiček řezných nástrojů

51 - Polotovary vyráběné odléváním

POLOTOVARY VYRÁBĚNÉ ODLÉVÁNÍM

- účel – zhotovení zdravého odlitku, roztavený kov vyplní formu
- použití – pro součásti tvarově složité, s dutinami
- materiály vhodné na odlitky – odlitky mají vyšší pevnost – tvárná litina, cementetická litina (bílá litina)

- surový odlitek – bezprostředně po vyjmutí formy s vtokovou soustavou a výfuky
- hrubý odlitek – s přídavky na obrábění
- čistý odlitek – po obrobení, hotová součást
- forma – je to dutina, která odpovídá vnějšímu tvaru odlitku, rozměry se liší o smrštitelnost, forma musí být
opatřena vtokovou a nálitkovou soustavou a výfuky
- druhy forem: netrvalé – jedno použití (pískové, skořepinové, keramické) a trvalé – více použití (kovové)
- model – slouží ke zhotovení netrvalé formy, tvarem odpovídá vnějšku odlitku, rozměrem se liší o smrštění,
opatřen jádrovými známkami, uložení jádra ve formě, materiály modelů – dřevo, plasty, kov, vosk
- jádro – slouží k vytvoření středního tvaru odlitku, součást formy, jádro uloženo v jádrových známkách,
materiál většinou písek, jádro zhotovujeme v jaderníku (dřevěný, kovový)
- vtoková soustava – umožňuje dopravu roztaveného kovu do formy; licí jamka =vtokový kůl =struskovák =zářez =forma
- struskovák – část vtokové soustavy, která zachycuje strusku
- nálitková soustava – slouží k dosazení roztaveného kovu do chladnoucí formy – nálitek tuhne poslední a
navrhuje se podle vepsaných koulí
- výfuky – umožňují odchod vzduchu, spalin a par – část plynů odchází dělící rovinou u pískových i stěnami
formy
- dělicí rovina – je to plocha, která odděluje části formy, umožňuje vyjímání modelu
- smrštitelnost – u různých materiálů je jiná, vyjadřuje se v %, od 0,5 do 2%

FORMOVACÍ LÁTKY
- jsou to materiály potřebné ke zhotovení formy
a) formovací směsi – materiály na pískové formy
- odolnost x působení roztaveného kovu
- dobře zpracovatelný
- odolnost x tlaku kovu a vlastní hmotnosti formy
- musí být prodyšný, po odlití se musí rozpadnout
- ostřivo – křemičitý písek, šamot, magnesit, chromit
- pojivo – formaldehydová pryskyřice, betonit, oleje, dextrin, vodní sklo, jíl (ohnivzdorný)
- speciální formovací směsi – jádrový, modelový, výplňový, jednotný písek
- CT písek – pojivo vodní sklo + ostřivo křemičitý písek, chemicky se vytvrzuje oxidem uhličitým
- materiály na skořepinové formy – křemičitý písek + fenolformaldehydová pryskyřice, vytvrzuje se při teplotě asi 300°C

b) dělicí látky
- usnadňují vyjímání modelu nebo odlitku z formy
- zvyšuje odolnost stěny x žáru
- křemičitý písek, uhelné prach, silikonový olej
c) barvivo
- rozptýlený grafit ve vodě (nanáší se štětcem), zlepšuje žáruvzdornost

1) Formování šablonováním
- formují se trubky, pomocí šablony se vytvoří model

2) Ruční formování


3) Strojní formování
- účel je odstranit fyzicky namáhané práce při formování
- používají se kovové modely, spojujeme s modelovou deskou, spojujeme s modelovou deskou, používá se jednotný písek




DRUHY FOREM A ZPŮSOBY LITÍ
- formy netrvalé (pískové, keramické, skořepinové) nebo trvalé (kovové)
- způsoby lití:
- gravitační
- sklopné
- odstředivé – trubky na vodu, kanalizace s osou svislou – odlitky krátké s osou vodorovnou
- tlakové – Al a Zn odlitky, doba plnění – velmi krátká, přesné

Lití do kokil
- gravitační lití do kovové formy, použití formy pro 200…200 000 odlitků (životnost)
- materiály odlitků – slitiny Al a Zn, šedá litina, ocel
- materiály forem – ocel, šedá litina, Al slitiny
- odlévají se části dopravních prostředků, armatury, části elektrických strojů
- výhody:
- odlitky mají dobré mechanické vlastnosti, jemnozrná struktura – rychle chladnou
- dobrá přesnost, hladký povrch
- dutiny vytváříme pomocí pískových jader

Lití pod tlakem
- metoda přesného lití (některé odlitky ± 0,05 přesnosti), vstřiknutí roztaveného kovu do kovové formy (tlak až 100 MPa)
- materiály odlitků – neželezné kovy
- výhody:
- vysoká přesnost
- lze odlévat složité tvary, lze odlít malé průměry děr (2,5 mm)
- malá tloušťka stěny (1…3 mm), malé úkosy
- lze odlít jemné podrobnosti – text, čísla
- dobré mechanické vlastnosti
- doba plnění – do 1s

- způsoby lití pod tlakem


Lití odstředivé
- formy jsou kovové
- kov vyplňuje formu působením odstředivé síly, docela přesné lití (0,05…0,1)
- jsou hutné a jsou bez bublin, díru vytvoříme bez jader (pouze válcové), nemusí být vtoková soustava a výfuky, lze odlít i tvarově složité odlitky
- skořepinovou formu lze použít vícekrát, pokud není poškozená
- uplatnění při odlévání trubek, pístních kroužků, válců…
- způsoby: svislé a vodorovné

52 - Koroze a způsoby ochrany

KOROZE A ZPŮSOBY OCHRANY PROTI NÍ
- znehodnocování kovových materiálů působením prostředí

DRUHY KOROZE:
1) Podle korozního napadení
a) koroze rovnoměrná – mosaz, Ag
b) koroze nerovnoměrná
c) koroze bodová – lopatky turbín
d) koroze tranzkrystalická
e) koroze mezikrystalická – probíhá po hranicích krystalů

2) Podle prostředí
a) koroze atmosférická – déšť, mlha
b) koroze půdní
c) koroze bludnými proudy

3) Podle mechanismu působení koroze
a) koroze chemická – znehodnocování kovových materiálů působením nevodivých kapalin a plynů za zvýšené teploty – černání stříbra, okuje

b) koroze elektrochemická – znehodnocování kovových materiálů působením vodivých kapalin za
vzniku elektrického proudu, na tomto principu funguje galvanický článek

- elektrolyt – vodivá kapalina, nejčastěji roztoky solí, kyselin, hydroxidů (např. H2SO4)
- elektrody – jsou kovy o různém elektrochemickém potenciálu, dále může elektrodou být kov o různých mechanic. vlastnostech nebo tepelném zpracování, strukturní složky (ferit, perlit, cementit)
- kovy dělíme podle potenciálu na kovy ušlechtilé, které mají vyšší potenciál a jsou katodou a kovy, které mají nižší potenciál jsou méně ušlechtilé, korodují a jsou anodou
- polarizace – jev, kdy se snižuje elektrický potenciál v důsledku pokrývání
- depolarizace – opak polarizace

ZPŮSOBY PROTIKOROZNÍ OCHRANY
1) Volba materiálu
- materiál volíme podle funkce výrobku
- s ohledem na pracovní prostředí
- s ohledem na předpokládanou životnost
- s ohledem na cenu materiálu



2) Konstrukční a technologické úpravy

Izolační spoj dvou různých materiálů
v koroz. prostředí (makročlánek)
3) Úprava korozního prostředí
- snížení korozně aktivních látek (odstranění)
- silikagel – pohlcuje vlhkost, hydroskopické látky – snižují korozní účinky
- inhibitory – snižují rychlost koroze, u řezných kapalin, mořící lázně

4) Elektrochemická ochrana
- katodická ochrana – uplatňuje se při ochraně podzemních nádrží a potrubí

- anodická ochrana – cílem je dosáhnout polarizace

5) Ochrana povlaky
- funkcí je oddělení předmětu, který chráníme od korozního prostředí, zlepšování funkčnosti součásti (tvrdé chromování, oprava opotřebených součástí)

ÚPRAVY POVRCHU POD POVLAKY
1) Očistit od korozního produktu, původního nátěru, nečistot
a) mechanicky
- drátěný kartáč, smirkové plátno
- omílání – provádíme v bubnu, který se otáčí společně s omílacími keramickými tělísky – použití pro drobné součásti, drobné díly
- otryskávání – pro větší součásti, pro odlitky a výkovky, pro otryskávání se používá křemenný písek nebo ocelové kuličky

b) chemicky
- mořením
- odstranění oxidických vrstev, uplatnění mezi jednotlivými tvářecími operacemi
- rozpuštění vrstvy oxidu => mořící lázeň (roztok kyselin), přidává se inhibitor
- dekapování => neutralizace a oplach (vlažnou vodou nebo roztokem mýdlové vody)

c) elektrochemicky
- mořením – obdoba chemického, necháme procházet stejnosměrný proud na předmětech, které chráníme, vznikají bublinky vodíku, které odprejskávají nečistoty
- leštění – předmět, který chceme leštit připojíme na anodu, povrch se bude srovnávat

2) Odmaštění
3) Úprava drsnosti

DRUHY POVLAKŮ
Nekovové povlaky – anorganické
- oxidické vrstvy na oceli
- hnědění, černění – používá se jako ochrana šroubů, spojovacích dílů
- modření – uplatnění u zbraní a v optice
- oxidické vrstvy na Cu – patinování
- oxidické vrstvy na Al – eloxování – tato vrstva se dá dobře barvit
- fosfátování – zvyšuje přilnavost nátěrových hmot
- chromátování – tvorba chromanů na povrchu ocelových součástí, zinkových plechů
- smaltování – používá se na nádobí, sanitární potřeby, výfuky traktorů, smalty jsou křemičitany, oxidy, karbidy, je tvořen dvěma vrstvami – základní a krycí
- způsob vytváření vrstev
- suchý – předmět ohřejeme, na povrch naneseme smalt ve stavu práškovém, teplem to ulpí na povrchu a v peci se smalt sleje
- mokrý – smalt se nanáší rozptýlený v kapalině, předmět necháme oschnout a vypálíme

Nekovové povlaky – organické
- nátěrové hmoty, plasty, pryž, konzervační oleje a tuky

Nátěrové hmoty
- nejrozšířenější způsob ochrany
- odděluje chráněný předmět od korozního prostředí
- způsoby nanášení nátěrových hmot: štětcem, válečkem, máčením, stříkáním - elektrostatické
- složení:
1) pryskyřice
2) plnidla – zvyšují přilnavost nátěr. hmoty – vysoušedla, email, lak – vytváří film na povrchu
3) barviva, pigmenty
4) rozpouštědla

Druhy
- podle použití
- tmely – vyrovnává nerovnosti, zvyšuje přilnavost nátěru
- základní nátěr – zvyšuje přilnavost nátěrové hmoty, zastavuje korozi
- vrchní nátěr, emaily – s pigmenty, laky – bez pigmentů, mají zvýšenou odolnost x prostředí

- podle použité pryskyřice
- O – olejové
- S – syntetické
- V – vodové
- C – nitrocelulózové
- L – lihové
- A – asfaltové
- H – chlorkaučukové

Kovové povlaky
Způsoby vytváření kovových povlaků

1) Galvanické (elektrochemické) pokovování
- Cu, Cr, Ni, Sn, Pb, Au, Ag, Ms
- elektrolyt – roztoky obsahující kov, které pokovujeme
- vlastnosti vrstvy – dobrá přilnavost, lze regulovat tloušťku
2) Žárové povlaky
a) stříkáním (metalizace) kovů
- kov je buď natavený nebo úplně roztavený
- stříkací pistole – plynové, elektrické, plazmové
- kov se dodává buď roztavený (v tavenině), prášku nebo drátu, používá se Zn, Al, Pb, Cu
- před stříkáním se povrch zdrsní
- pro rozměrné součásti (nosné konstrukce, stožáry), můžeme nanést libovolnou tloušťku vrstvy

b) roztaveným kovem (ponorem)
- Zn (dráty, plech)

3) Difuzní pokovování
- difuze – prolínání atomů jednoho kovu mezi atomy druhého kovu
- kovy vytváří tuhé roztoky, mají velmi dobrou přilnavost
- děj urychlíme za vyšší teploty = energetická náročnost
- pro menší, drobnější součásti – spojovací
- Zn (serardování), Al (alumetování), Cr (inchromování)

4) Pokovování ve vakuu
- pokovování parabol světlometů, lze pokovovat i plasty

5) Mechanické pokovování (plátování)
- naválcování kovového povlaku na chráněný polotovar
- Al -dural, ocel, Ms, Cu, nerez ocel

6) Chemické pokovování
- chemicky kovové povlaky – podstatou je vytvoření ochranného povlaku v lázni chemické látky bez vnějšího zdroje el. proudu
- Cu, Ni, Sn, Au, Ag

53 - Výrobní postupy

VÝROBNÍ POSTUPY
- dokumenty, které zaznamenávají výrobní proces => je děj, při kterém přetváříme výchozí polotovar v hotový výrobek

ČLENĚNÍ VÝROBNÍCH POSTUPŮ

Výrobní postup

Operace – je to část výrobního procesu
- provádí se na jednom pracovišti
- provádí jeden pracovník nebo pracovní četa
- jeden pracovní cíl
- příklady: soustružení, frézování, vrtání, tepelné zpracování

Úsek – je to část operace, která probíhá za přibližně stejných technologických podmínek (stejný nástroj, stejná
řezná rychlost, posuv), hrubování, soustružení na čisto, srážení hran,…

Úkony – jednoduchá pracovní činnost

Pohyby – část úkonů, nejmenší měřitelná pracovní činnost

DRUHY VÝROBNÍCH POSTUPŮ
1) Podle způsobu výroby

- pro obrábění
- pro tepelné zpracování
- pro povrchové úpravy
- pro kování
- pro odlévání
- pro svařování
- pro montáž atd.


2) Podle složitosti – charakteru výroby
- jednoduché
- pro kusovou výrobu (norm. pol.)
- univerzální stroje
- nástroje a měřidla normaliz.
- kvalifikovaný pracovník
- část všeobecná – číslo výkresu, materiál, třída odpadu, obrobitelnost, polotovar, název,
hmotnost, počet vyráběných kusů, počet kusů v dávce
- část hlavní – členění na operace, u operace uvedeno: pracoviště, číslo třídníku, stručný popis
práce a nářadí pro každou operaci
- složité
- pro výrobu sériovou a hromadnou
- součástí jsou náčrtky k operacím či úsekům

V náčrtku zobrazujeme velikost polotovaru, způsob upnutí, obrobené plochy (rozměry), drsnost.
Dál se předepisuje popis práce, předepsané řezné podmínky: délka – l, počet záběrů – i,f,h,v,n,ts
Předepisujeme nástroje a měřidla, přípravky.
Nejsložitější výrobní postupy obsahují ještě nějaké seřizovací postupy.

PODKLADY PRO VYPRACOVÁNÍ VÝROBNÍCH POSTUPŮ
- výrobní výkresy součástí, sestavení a technicko-přejímací podmínky
- požadavky na množství vyráběných kusů i s počtem pro náhradní díly
- výrobní možnosti dílny (stroje a zařízení, výrobní prostory, jeřáby, manipulační prostředky pro mater.)
- nářadí, nástroje a měřidla
- organizace dílen, rozčlenění, vzáj. vztahy, stav pracovníků
- kooperační možnosti na speciální požadavky v rámci oboru nebo oblastí na technologii, která v závodě není
- ostatní podklady nutné pro zprac. určitých speciálních výrobních postupů

VŠEOBECNÉ METODICKÉ POKYNY PRO VYPRACOVÁNÍ VÝROBNÍCH POSTUPŮ
1) Prostudují se výrobní výkresy – je nutno si všímat tvarů součástí, rozměrů, tolerování, jakosti povrchu, údajů v popisném poli, poznámek o tepelném zpracování, povrchové úpravě…
2) Překontrolují se údaje konstruktéra o materiálu z hlediska technologie, posoudí se použitý mat., určí se tech. přídavky na obrábění, velikost polotovaru
3) Určí se výchozí základna – plocha, od níž se musí při obrábění vycházet
4) Stanoví se operace a jejich nejvýhodnější sled
5) Popíše se rozsah operace
6) Stanoví se pracoviště a výrobní stroje – kde a na jakém stroji se operace bude provádět
7) Objedná se práce v kooperaci
8) Určí se výrobní pomůcky – běžné nebo speciální
9) Přezkouší se přesnost výroby – z hlediska montáže, hospodárnosti a možnosti vzniku zmetků
10) Pokud se dělá výr. postup v několika výrobních variantách, provede se jejich rozbor – zhodnocení
11) Navržení výrobní postup se zhodnotí z hlediska hospodárnosti
12) Do příslušného formuláře se vyplní definitivní údaje