Атомдук байланыштардын пайда болушунун эсебинен бир тектүү материалдардын туруктуу байланышын түзүүнүн технологиялык процесси ширетүүчү деп аталат. Бул учурда, байланыш чекитинде, эки материалдын тыгыз биригүү бири пайда болот. Мындай байланыш узак убакыт бою колдонулуп келе жатканына карабастан, металлды заманбап ширетүү, аны ишке ашыруунун түрлөрү жана технологиясы тынымсыз өркүндөтүлүп турат, бул ар кандай буюмдарды ишенимдүүлүгү жана сапаты жогору бириктирүүгө мүмкүндүк берет.
Беттик ширетүүнүн өзгөчөлүктөрү
Металл ширетүү процесси эки этапта жүрөт. Биринчиден, материалдардын беттери бири-бирине атомдор аралык когезия күчтөрүнүн аралыктары менен жакындатуу керек. Бөлмө температурасында стандарттуу металлдар олуттуу күч менен кысылганда да кошула албайт. Мунун себеби, алардын физикалык катуулугу, ошондуктан мындай материалдарга жакындаганда контакт, беттик тазалоонун сапатына карабастан, кээ бир жерлерде гана пайда болот. Бул беттик булгануу материалдардын жабышып калуу мүмкүнчүлүгүнө олуттуу таасирин тийгизет, анткени пленкалар, оксиддер жана ыплас атомдордун катмарлары табигый шарттарда дайыма болот.
Ошондуктан, тетиктердин четтеринин ортосунда байланыш түзүлөтже жасалган басымдын натыйжасында пайда болгон пластикалык деформациялардын эсебинен же материалдын эришинен улам жетишүүгө болот.
Металл ширетүүнүн кийинки этабында бириккен беттердин атомдорунун ортосунда электрондордун диффузиясы ишке ашырылат. Демек, четтердин ортосундагы интерфейс жоголуп, же металлдык атомдук байланыш, же иондук жана коваленттик байланыштар (жарым өткөргүчтөр же диэлектриктер учурда) алынат.
Ширеттүү түрлөрүнүн классификациясы
Ширеттүү технологиясы тынымсыз өркүндөтүлүп, ар түрдүү болуп баратат. Бүгүнкү күндө металл ширетүүнүн 20га жакын түрү бар, алар үч топко бөлүнөт:
- Басым менен ширетүү механикалык энергияны колдонуу менен, кристаллдардын ортосундагы байланыштар материалды пластикалык деформациялоо ыкмасы менен алынганда жүргүзүлөт. Натыйжада, металл булганган аралашмалардын катмарын алып, бөлүктөрдү бириктирүү сызыгы боюнча жылып, агып баштайт. Алдын ала ысытуусуз беттердин деформацияланышы жана кошулуу процесси металлды муздак ширетүү деп аталат. Бул учурда атомдор аралык байланыштар түзүлөт, бул бөлүктөрдүн тыгыз биригүүсүнө алып келет.
- Фьюзиялык ширетүү өнүмдөрдү басымсыз туташтыруу аркылуу ишке ашырылат. Мындай металл ширетүүдө жылуулук булактары болуп газ жалыны, электр жаасы, нур тибиндеги энергия саналат. Ширетүү учурунда беттер ысып, эрип, эки металл менен электроддун ортосунда атом аралык байланыштарды түзүп, жалпы ширетүүчү бассейнге биригет. Муздатуу жана катуулашкандан кийин курамы, үзгүлтүксүз куюутигиш.
- Металлды термомеханикалык ширетүү жылуулук жана басым колдонуу менен жүргүзүлөт. Материалдын кошулган жери адегенде ысытылат, анан басылады. Тетикти жылытуу ага керектүү пластикалыкты берет, ал эми механикалык аракет буюмдун бөлүктөрүн монолиттүү байланышка айкалыштырат.
Фьюжн ширетүү
Ширетүүнүн бул түрү өнөр жай шарттарында да, күнүмдүк турмушта да кеңири колдонулат. Металлдарды эритүү менен бириктирүү төмөнкүлөрдү камтыйт:
- Дуга менен ширетүү. Ал металл менен электроддун ортосунда жогорку температурадагы электр жаасын түзүү аркылуу өндүрүлөт.
- Плазма байланышында жылуулук булагы иондошкан газ болуп саналат, ал электр жаасы аркылуу жогорку ылдамдыкта өтөт.
- Шлактарды ширетүү эриген агымды (шлактарды) электр тогу менен ысытуу аркылуу жүргүзүлөт.
- Лазердик байланыш металл бетине лазер нуру менен иштетүү аркылуу ишке ашат.
- Электрондук нур менен ширетүүдө муун электр талаасынын таасири астында вакуумда кыймылдап жаткан электрондордун кинетикалык энергиясы менен ысытылат.
- Металлдарды газ менен ширетүү кычкылтек менен газдын күйүү процессинде пайда болгон оттун агымы менен кошулган жерди ысытууга негизделген.
Дуга менен ширетүү
Арк менен ширетүү чоң номиналдык мааниге ээ ток булагын колдонууну камтыйт, ал эми машинада аз чыңалуу бар. Трансформатор бир эле учурда металлга туташтырылгандаяр материал жана ширетүүчү электрод.
Металлды электрод менен ширетүүнүн натыйжасында электр жаасы пайда болот, анын аркасында бириктириле турган даярдалган тетиктердин четтери эрийт. Догдун аракет зонасында беш миң градуска жакын температура түзүлөт. Мындай жылытуу каалаган металлды эритүү үчүн жетиштүү.
Бириктирүүчү тетиктердин металлын жана электродду эритүү учурунда ширетүүчү бассейн пайда болуп, анда бардык адгезия процесстери жүрөт. Шлак эриген курамынын бетине чыгып, атайын коргоочу пленканы түзөт. Металл жаа ширетүү процессинде электроддордун эки түрү колдонулат:
- эрибейт;
- эрүү.
Сарпталбаган электродду колдонууда электр жаасынын аймагына атайын зымды киргизүү керек. Сарпталуучу электроддор өз алдынча түзүлөт. Мындай электроддордун составына атайын кошумчалар кошулат, алар доганын сыртка чыгышына жана анын туруктуулугун жогорулатууга мүмкүндүк бербейт. Булар иондошуу деңгээли жогору элементтер болушу мүмкүн (калий, натрий).
Арк менен туташуу ыкмалары
Дуга менен ширетүү үч жол менен ишке ашырылат:
- Кол менен ыкма. Бул учурда, бардык кошулуу кадамдары жөнөкөй электр жаа ширетүү аркылуу кол менен аткарылат.
- Жарым автоматтык металл ширетүү кыйла натыйжалуу. Бул ыкма менен ширетүү кол менен жасалып, толтургуч зым автоматтык түрдө берилет.
- Автоматтык ширетүү көзөмөлгө алынатоператор жана бардык жумуштарды ширетүүчү машина аткарат.
Газ менен ширетүү технологиясы
Ширетүүнүн бул түрү өнөр жай ишканаларында гана эмес, үй шартында да ар кандай металл конструкцияларын бириктирүүгө мүмкүндүк берет. металл ширетүү технологиясы өтө татаал эмес, күйүү учурунда газ аралашмасы толтургуч зым менен толтурулган беттик четтерин эритет. Муздаганда тигиш кристаллдашып, материалдардын бекем жана ишенимдүү байланышын түзөт.
Газ менен ширетүүнүн көптөгөн жакшы жактары бар:
- Ар кандай бөлүктөрдү оффлайн режиминде туташтыруу мүмкүнчүлүгү. Анын үстүнө, бул жумуш кубаттуу энергия булагын талап кылбайт.
- Жөнөкөй жана ишенимдүү газ ширетүүчү жабдууларды ташуу оңой.
- Жөнгө салынуучу ширетүү процессин жүргүзүү мүмкүнчүлүгү, анткени оттун бурчун жана үстүн ысытуу ылдамдыгын кол менен өзгөртүү оңой.
Бирок мындай жабдууларды колдонуунун кемчиликтери да бар:
- Жытылган аймак чоң аймакка ээ, ал бөлүктүн кошуна элементтерине терс таасирин тийгизет.
- Ширеттүү процессин автоматташтыруу мүмкүн эмес.
- Коопсуздук чараларын так сактоо зарыл. Газ аралашмасы менен иштөөдө жарылуу коркунучу жогору.
- Сапаттуу туташтыруу үчүн металлдын калыңдыгы 5 ммден ашпашы керек.
Шлакширетүү
Байланыштын бул түрү ширетүүнү алуунун принципиалдуу жаңы жолу болуп эсептелет. Ширетүүчү тетиктердин беттери шлак менен капталган, ал зым менен негизги металлдын эрүүсүнөн ашкан температурага чейин ысытылат.
Баштапкы этапта ширетүү суу астындагы дога менен ширетүүгө окшош. Андан кийин, суюк шлактардын ширетүүчү бассейни пайда болгондон кийин, жаа күйүүнү токтотот. Тетиктин четтерин андан ары эритүү токтун агымында бөлүнүп чыккан жылуулуктун эсебинен ишке ашырылат. Металл ширетүүнүн бул түрүнүн өзгөчөлүгү процесстин жогорку өндүрүмдүүлүгү жана ширетүүчүнүн сапаты болуп саналат.
Басым менен ширетүү
Механикалык деформация аркылуу металл беттерин бириктирүү көбүнчө өнөр жай өндүрүшүндө жүргүзүлөт, анткени бул технология кымбат жабдууларды талап кылат.
Басым менен ширетүү үчүн төмөнкүлөр кирет:
- Металл тетиктерди ультраүн жабыштыруу. УЗИ жыштыгынын термелүүсү менен аткарылат.
- Муздак ширетүү. Ал чоң басым түзүү аркылуу эки бөлүктүн атом аралык байланышынын негизинде ишке ашырылат.
- Согуу ыкмасы. Байыркы убактан бери белгилүү. Материал меште ысытылат, андан кийин механикалык же кол менен согуу жолу менен ширетет.
- Газ басымы менен ширетүүчү. Темир уста ыкмасына абдан окшош, жылытуу үчүн газ жабдуулары гана колдонулат.
- Электр байланышы. Бул абдан популярдуу түрлөрүнүн бири болуп саналат. Мындай ширетүү менен металлды ысытуу ал аркылуу электр тогун өткөрүү аркылуу ишке ашырылат.
- Диффузиялык ширетүүдө металлга басым күчү аз, бирок кошулманы жогорку ысытуу температурасы талап кылынат.
Токтук ширетүү
Мындай ширетүүдө бириктириле турган беттер эки электроддун ортосунда болот. Пресстин таасири астында электроддор тетиктерди кысып, андан кийин чыңалуу берилет. Ширетүүчү жер токтун өтүшү менен жылытылат. Ширетүүчү жердин диаметри толугу менен электроддун контакттык аянтчасынын өлчөмүнө жараша болот.
Электроддор бириктириле турган тетиктерге карата кандай жайгашканына жараша контакттуу ширетүү бир жактуу же эки тараптуу болушу мүмкүн.
Ушундай принципте иштеген каршылык ширетүүнүн көптөгөн түрлөрү бар. Аларга төмөнкүлөр кирет: куйма ширетүү, тигиш менен ширетүү, конденсатор менен ширетүү.
Коопсуздук
Ширетүүчү жабдуулар менен иштөө оператордун ден соолугуна кооптуу болгон көптөгөн факторлор менен байланышкан. Жогорку температура, жарылуучу чөйрө жана зыяндуу химиялык түтүн адамдан коопсуздук чараларын так сактоону талап кылат:
- Бардык электр жабдуулары жана шаймандары туура жерге туташтырылган жана изоляцияланган болушу керек.
- Кургак комбинезон жана кол кап менен иштөө зарыл. Беттин жана көздүн терисин коргоо үчүн кара айнек менен масканы колдонууну унутпаңыз.
- Бирдиктүү аптечка жана өрт өчүргүч ширетүүчүнүн жумуш ордунда болушу керек.
- Ширетүү иштери жүргүзүлүп жаткан бөлмө жакшы желдетилиши керек.
- Жумуш өрт коркунучу бар нерселерге жакын жүргүзүлбөшү керек.
- Газ бөтөлкөлөрүн кароосуз калтырбаңыз.
Металл ширетүүнүн көп сандагы түрлөрү бар, алардын бирин ширетүүчү жабдуулардын болушуна жана иштин каалаган натыйжасына жетүү мүмкүнчүлүгүнө жараша тандоону чечет. Ширетүүчү аппаратты жана айрым жабдууларда иштөө принциптерин билиши керек.
