Передовые методы металлообработки: Новейшие технологии металлообработки – ДСН

alexxlab | 08.03.1983 | 0 | Разное

Новейшие технологии металлообработки – ДСН

Несмотря на все успехи материаловедения, металл был и остаётся основой промышленности и строительства. Главной задачей технологов и конструкторов является разработка способов металлообработки, которые отличались бы наибольшей точностью, производительностью, и обеспечивали бы минимальный расход сырья.

Общая классификация

Различают три основных направления:

1. Формоизменение при помощи высокоточных методов пластического деформирования.
2. Применение традиционных способов металлообработки, но отличающихся повышенной точностью и производительностью.
3. Использование высокоэнергетических методов.

Выбор оптимального метода обработки определяется производственными требованиями и серийностью производства. Например, переутяжелённые конструкции оборудования вызывают повышенный расход энергии, а сниженная точность изготовления отдельных деталей и узлов – низкую производительность техники. Некоторые технологии не могут обеспечить необходимые прочностные свойства и микроструктуру металла, что в итоге сказывается на долговечности и стойкости деталей, пусть даже и изготовленных с минимальными допусками. Новая технология обработки металла основана на использовании нетрадиционных источников энергии, которые обеспечивают его размерное плавление, испарение или формообразование.

Токарно-фрезерная обработка

Мехобработка, связанная со снятием стружки, развивается в направлении изготовления особо высокоточных изделий преимущественно в мелкосерийном производстве. Поэтому традиционные станки уступают место оперативно переналаживаемым металлообрабатывающим комплексам с ЧПУ. Сравнительно невысокий коэффициент использования материала (при мехобработке он редко когда превышает 70…80%) компенсируется минимальными допусками и высоким качеством финишной поверхности изделий.

Производители систем с числовым управлением делают основной упор на расширенные технологические возможности рассматриваемого оборудования, использовании современных высокостойких инструментальных сталей и исключении ручного труда оператора. Все подготовительно-заключительные операции на таких комплексах выполняет робототехника.

Энергосберегающие методы пластического деформирования металлов

Технология обработки металлов давлением, кроме повышенного коэффициента использования металла, обладает и другими существенными достоинствами:

• В результате пластического деформирования улучшается макро- и микроструктура изделия;
• Производительность оборудования для штамповки в разы превышает аналогичный показатель для металлорежущих станков;
• После обработки давлением повышается прочность металла, возрастает его стойкость от динамических и ударных нагрузок.

Прогрессивные процессы холодной и полугорячей штамповки – дорнование, точная резка, выдавливание, ультразвуковая обработка, штамповка в состоянии сверхпластичности, жидкая штамповка.  Многие из них реализуются на автоматизированном оборудовании, оснащаемом компьютерными системами контроля и управления. Точность изготовления штампованных изделий во многих случаях не требует последующей их доводки – правки, шлифования и т.д.

Высокоэнергетические способы формоизменения

Высокоэнергетические технологии применяются в тех случаях, когда традиционными методами изменять форму и размеры металлической заготовки невозможно.

При этом используются четыре вида энергии:

1. Гидравлическая – давления жидкости, либо отдельных элементов, приводимых ею в движение.
2. Электрическая, при которой все процессы съёма материала выполняются с помощью разряда – дугового или искрового.
3. Электромагнитная, реализующая процесс металлообработки при воздействии на заготовку электромагнитного поля.
4. Электрофизическая
   , действующая на поверхность направленным лучом лазера.

Существуют и успешно развиваются также комбинированные способы воздействия на металл, при которых используются два и более источника энергии.

Гидроабразивная металлообработка основана на поверхностном воздействии жидкости высокого давления. Подобные установки применяются, в основном, с целью повышения качества поверхности, снятия микронеровностей, очистки поверхности от ржавчины, окалины и т.п. При этом струя жидкости может воздействовать на изделие как непосредственно, так и через абразивные компоненты, находящиеся в потоке. Абразивный материал, содержащийся в эмульсии, постоянно обновляется, чтобы обеспечить стабильность получаемых результатов.

Электроэрозионная обработка – процесс размерного разрушения (эрозии) поверхности металла при воздействии на него импульсного, искрового или дугового разряда. Высокая плотность объёмной тепловой мощности источника приводит к размерному плавлению микрочастиц металла с последующим выносом их из зоны обработки потоком диэлектрической рабочей среды (масла, эмульсии). Поскольку при металлообработке одновременно происходят процессы локального нагрева поверхности до весьма высоких температур, то в результате твёрдость детали в зоне обработки существенно увеличивается.

Магнитоимпульсная обработка заключается в том, что обрабатываемое изделие помещается в мощное электромагнитное поле, силовые линии которого воздействуют на заготовку, помещённую в диэлектрик.  Таким способом производят формовку малопластичных сплавов (например, титана или бериллия), а также листовых заготовок из стали. Аналогичным образом на поверхность действуют и ультразвуковые волны, генерируемые магнитострикционными или пьезоэлектрическими преобразователями частоты. Высокочастотные колебания применяются также и для поверхностной термообработки металлов.

Наиболее концентрированным источником тепловой энергии является лазер. Лазерная обработка – единственный способ получения в заготовках сверхмалых отверстий повышенной размерной точности. Ввиду направленности теплового действия лазера на металл, последний в прилегающих зонах интенсивно упрочняется. Лазерный луч способен производить размерную прошивку таких тугоплавких химических элементов, как вольфрам или молибден.

Электрохимическая обработка – пример комбинированного воздействия на поверхность химическими реакциями, возникающими при прохождении через заготовку электрического тока. В результате происходит насыщение поверхностного слоя соединениями, которые могут образовываться лишь при повышенных температурах: карбидами, нитридами, сульфидами. Подобными технологиями может выполняться поверхностное покрытие другими металлами, что используется для производства биметаллических деталей и узлов (пластин, радиаторов и т.д.).

Современные технологии обработки металлов непрерывно совершенствуются, используя новейшие достижения науки и техники.

Современные технологии в металлообработки – виды, способы. Инновации в металлообработке применяемые на металлорежущих станках

Применяя современные технологии в металлообработке, промышленные предприятия создают различные детали и узлы любой сложности. Они востребованы в приборостроительной, машиностроительной, мебельной и множестве других отраслей. Речь идёт о самых разных товарах, от обычных гвоздей, заканчивая турбинами и трубами.

На предприятиях для этих задач применяется несколько методик и оборудование с высокой производительностью. В первую очередь это автоматические и винторезные токарные станки.

Первые применяются для поточного массового производства различных деталей. Вторые – для малосерийного или штучного. Для обработки заготовок применяются зенкеры, свёрла, резцы, метчики и другие инструменты. Простейшие модели управляются оператором вручную. Более продвинутые устройства работают в связке с компьютерным оборудованием по заранее подготовленной программе. В частности, используются станки с ЧПУ.

Также для изменения геометрии, механических и иных свойств применяются литьё, сварка, обработка давлением, включая прессование, штамповка. Выбор метода зависит от технического задания, стоящего перед предприятием, сроков, необходимой скорости и производительности.

Фрезерные станки

Чтобы из металлической заготовки выточить нужную деталь или инструмент, применяются установки, обрабатывающие материал фрезами. Принцип работы прост:

• Изделие зажимают, чтобы она оставалась неподвижной;
• Устанавливается фреза заданной формы и размера;
• Выполняется обработка по разметке. Как только фреза доводит изделие до нужных параметров, станок отключают. На автоматических моделях выключение производится по программе.

Суть методики – снятие слоя материала – т.н. «припуска». Она позволяет изготовить изделия сложной формы, выполнить на поверхности канавки, пазы или шипы, и даже нанести на табличку надпись. Фрезерование – метод, с помощью которого изготавливаются нестандартные изделия.

Способы резки

Далее мы затронем основы технологий металлообработки, применяемые на металлорежущих станках. Сложно представить металлообрабатывающую отрасль без резки. Суть метода заключается в удалении лишнего материала с заготовки с целью придания нужных форм и габаритов. Существует несколько способов, базирующихся на механическом, абразивном, термическом и химическом воздействии на металл. Они отличаются точностью, скоростью и энергозатратами.

Для каждой задачи эффективен конкретный вид обработки. Так для тонколистового проката или тонкостенных изделий эффективна лазерная резка.

Подобные инновационные технологии в металлообработке имеют несколько важных преимуществ:

• Обеспечивается точность, качество, отсутствие дефектов – окалины, заусенцев.
• Выполняется термическое упрочнение.
• Подходит для тугоплавких материалов – вольфрама, молибдена.

Сфокусированный луч испаряет слой металла на месте соприкосновения.

Передовые разработки

Новые технологии металлообработки не ограничиваются лазером. Также применяются следующие методики:

• Магнитоимпульсная – заготовку помещают в электромагнитное поле. Изделие помещается в диэлектрик, и силовые линии воздействуют на его поверхности. Таким способом проводят формовку бериллия, титана, листовой стали.
• Высокочастотная, ультразвуковая. Эффективна для термообработки поверхностей металлов и сплавов.
• Электроэрозионная – разрушение металлического слоя воздействием электрической дуги, искры или импульса. Микрочастицы плавятся, постепенно вымываясь из обрабатываемой зоны эмульсией или маслом. Параллельно увеличивается твёрдость заготовки в зоне воздействия разряда.
• Плазменная – подходит для чёрных, цветных и тугоплавких металлов. Вместо режущего инструмента используется струя плазмы. Она образуется при воздействии электрической дуги на подаваемый через сопло газ. Газы используются двух типов – активные – водяной пар, водород, аргон и азот и неактивные – кислород и воздух. Сфера применения этого способа – резка чёрного металла.

Все перечисленные способы обработки отличаются высокой точностью исполнения резки, они могут применяться на любых предприятиях, где имеются условия для монтажа такого оборудования. Отличаются расходом электроэнергии, иными затратами.

Методики без нагрева поверхностей

Если техпроцесс требует выполнять резку без нагрева поверхности и риска образования искр, актуальна гидроабразивная обработка. В этом случае воздействие на материал оказывается струёй воды, смешанной с абразивным материалом. Подача осуществляется под высоким давлением.

Ещё один «холодный» способ – криогенная порезка. Суть аналогичная – струю жидкого азота на сверхзвуковой скорости под давлением подают на участок металла. Создаваемый эффект даёт возможность разрезать высокопрочные материалы, объекты большой толщины. Поток имеет температуру до -179С и давление, регулируемое в пределах 400 – 4000 кг/кв.см.

В сети легко найти видео с примерами различных методик абразивной, химической, термической, электромагнитной, плазменной или механической обработки.

Обработка металлов давлением: виды и способы обработки

Обработка металлов давлением является одним из самых древних способов получения металлоизделий. Пожалуй, именно эти методы металлообработки создали нашу цивилизацию, превратили человека из собирателя в земледельца и охотника. Производство металлических орудий труда  для повседневной жизни при помощи обработки металлов давлением сделало нас независимыми от природы. Первыми, кто дал человеку железный плуг и охотничье копьё, были кузнецы — мастера, придававшие нужную форму металлическим заготовкам с помощью приложения к ним значительных давящих нагрузок, главным образом, ударных.

На протяжении нескольких столетий только обработка металлов была главным способом изготовления металлической продукции. С этим видом промышленной деятельности ассоциировались лишь кузница, наковальня, молот, пылающая печь, где добела разогревались железные заготовки. Иные методы работы с железом, бронзой, прочими материалами появились позднее, с изобретением станков — токарных, фрезерных, сверлильных.

Новые технологии немного потеснили кузнечное ремесло, но вовсе «отменить» его не смогли. Напротив, методика обработки металла давлением усовершенствовалась. Кроме традиционной ковки, люди стали использовать также другие виды металлообработки, что расширило ассортимент металлической продукции.

Виды обработки металлов давлением

Возможность получения металлических изделий с помощью данной технологии обусловлена наличием у металлов и сплавов свойств остаточной деформации. Это означает, что после обработки давлением деформированная деталь сохраняет свою геометрическую конфигурацию после снятия деформирующей нагрузки. Дополнительное преимущество этой технологии проявляется — уплотнение поверхностного слоя изделия, повышающее прочностные свойства конечных продуктов.

Сегодня для пластической деформации заготовок используются разные способы. К основным относятся следующие:

• штамповка;
• ковка;
• прокатка;
• волочение.

Штамп обрабатывает холодный металлопрокат. Для того чтобы изделие можно было ковать, заготовка должна быть нагрета до пластичного состояния. Прокатка предполагает деформацию проката вращающимися валками. Волочение используется при производстве протяжённых металлоизделий типа проволоки.

Современные методы обработки металлов давлением

Одно из достоинств метода обработки металла давлением — широкие возможности механизации. Применение техники коренным образом изменило производство, в котором роль человека теперь сведена к минимуму. Все операции проводятся полуавтоматическими машинами, а то и вовсе роботами.

В современной кузнице уже не встретишь внушительного вида мужчину с огромным молотом в одной руке и клещами — в другой. Теперь здесь стоят компактные прессы, выполняющие обработку металлов, листовую штамповку, ковку, прессование качественнее даже самого «подкованного» специалиста.

Типовая конструкция машины для обработки металлов давлением включает рабочий орган, непосредственно формирующий изделие, привод, который приводит функциональные элементы в движение, устройство подачи заготовок для обработки. Современные прессы оснащаются удобными управляющими консолями. Множество моделей машин функционирует под управлением систем ЧПУ.

В качестве приводов чаще всего используются гидравлические цилиндры, способные при сравнительно небольших габаритах развивать колоссальные давления — до нескольких десятков тонн. Некоторые модификации ещё оснащаются устаревшими устройствами, создающими давящие нагрузки кулачковыми механизмами, но такое решение встречается всё реже и реже. Отечественные и зарубежные производители предлагают большой выбор техники, что позволяет укомплектовать прессами, штампами, волочильными аппаратами практически любое предприятие.

Участники выставки металлообработки, которая пройдёт в рамках «ИННОПРОМ-2018» в Екатеринбурге с 9 по 12 июля текущего года, познакомят посетителей с эффективными технологиями обработки металлов. Гостям покажут передовое оборудование, новые штампы и кузнечные прессы, технику для прокатки, волочения. Представители заводов смогут купить машины по доступной цене.

Современные методы металлообработки и сварки

Прогресс не стоит на месте, и сейчас сфера металлообработки расширяется, и уже существует достаточно много её видов, на которых и основывается само металлопроизводство. Качество маталлобработки напрямую показывает профессионализм работников предприятия, которое благодаря этому может и дальше развивать и усовершенствовать технологическую базу. Более старые виды обработки сейчас заменяются более инновационными, которые позволяют выполнять работы быстрее и качественнее. Давайте более подробно остановимся на современных методах сварки и металлобработки.

Сварка

На данном этапе широко применяются несколько видов сварки:

• горячая;
• под флюсом;
• атомно-водородная.

Технология горячей сварки основывается на:

• предварительном подогреве;
• самой сварке;
• охлаждении элементов.

После завершения формовки производится сушка формы. Как присадку используют прутики. А вот автоматическая сварка под флюсом проводится с помощью специальной проволоки, которая подаётся в зону горения определённым механизмом. Проволока, как правило, должна иметь не большой диаметр, а качество шва достигается за счёт её сочетания с флюсом. Для проведения атомно-водородной сварки устанавливается подходящий режим и электроды подходящего диаметра. Сварщик регулирует длину мундштука конца электрода. Расстояние от свариваемого изделия до концов электродов в диапазоне от 5 до 10 мм.

 

Металлообработка

Современная металлообработка – основа современного машиностроительного производства. Во время воздействия на заготовки с их поверхности убирается лишний слой стружки, и в результате производитель получает детали нужного размера и формы. Это основной вид металлообработки сегодня.

Далее рассмотрим два наиболее часто используемых сейчас вида металлообработки:

• лазерная резка;
• гидроабразивная технология.

На современном производстве практически каждый работник может проводить лазерную резку без существенных потерь. Лазерные лучи фокусируются там, где необходимо сделать надрез, и под воздействием высокой температуры металл испаряется. И, безусловно, это металлообработка с высокой степенью точности. Гидроабразивная технология сейчас используется металлургическими и машиностроительными предприятиями довольно активно. И используют её там, где нужно избегать нагрева металлического изделия. В ходе этой обработки на металл воздействует тонкая струя воды, смешанной с абразивными веществами. Она подаётся под давлением в необходимую зону. Этот метод предполагает очень экономичное использование заготовок.

Технология металлообработки

История развития металлообработки насчитывает ни одно столетие. Эта отрасль прошла долгий путь от обычных кузниц до современных промышленных комплексов, в которых используются инновационные сверхточные методы и новейшее оборудование. В большинстве случаев процесс металлообработки полностью автоматизирован, что позволяет добиться высокого качества продукции и практически полностью исключить возможность попадания на рынок бракованных изделий.

Технология металлообработки – современные методы

Металлообработка позволяет изменять не только форму и размеры металлических изделий, но и существенно улучшать их свойства. Наибольшее распространение получили следующие методы обработки металла:

Обработка давлением

Один из наиболее распространенных методов обработки метала. При его выполнении происходит пластическая деформация сырья, но при этом полностью сохраняется его целостность. После остановки воздействия форма и размеры полученных изделий остаются неизменными. Самыми известными технологиями обработки являются прокатка, при которой материал пропускается через специальные валки, прессование, заключающееся в продавливании металла через отверстия матрицы, и штамповка. Кроме этого, существуют такие методы, как ковка и волочение.

Механическая обработка

Технология металлообработки механическим методом подразумевает коррекцию формы металлической заготовки путем обрезки лишних частей, а также обработку поверхностного слоя с помощью всевозможных абразивных средств. Именно этот способ считается традиционным и используется в большинстве производственных и бытовых сфер. К механическим методам относятся токарная обработка, резка, шлифовка и т.д.

Термическая обработка

Данный метод включает в себя выполнение нескольких основных производственных этапов, а именно, нагрев, выдержку и охлаждение металла. Благодаря тщательно продуманной технологии  производителям удается существенно улучшить технические свойства сырья. Современные производители используют несколько методов термической обработки, каждый из которых позволяет обеспечить металлу получение определенных свойств. К таким методам относятся отжиг 1 и 2 рода, закалка, отпуск и нормализация.

Важным этапом является антикоррозийная обработка металла, позволяющая существенно увеличить срок эксплуатации изделий. Большинство производителей используют для этого метод горячего цинкования. Предварительно готовая продукция проходит обработку мелкой дробью, что позволяет улучшить степень проникновения атомов, после чего изделия отправляются на оцинковку.

Оборудование для металлообработки: технологии металлообработки, виды станков

Люди тысячелетиями обрабатывали металл, совершенствовали навыки владения инструментами, разрабатывали новые станки для упрощения производственного процесса. Оборудование для металлообработки имеет множество разновидностей, постоянно улучшается.

Оборудование для металлообработки

Технология металлообработки — это совокупность технологических процессов, с помощью которых кузнецы изменяют характеристики, форму, размеры металлов и сплавов. Чтобы облегчить работу людей, машины постоянно улучшаются. На них устанавливаются дополнительные модули, которые расширяют функционал. Машины снабжаются системами ЧПУ.

Разработчики новых механизмов нацелены на достижение трёх целей:

1. Увеличение точности работы подвижных элементов.
2. Надёжность в активной эксплуатации. Разработки направлены на изготовление более выносливого оборудования, которое сможет работать дольше, эффективнее.
3. Продуктивность — от скорости выполнения операций подвижными механизмами повышается количество готовой продукции.

Установка дополнительных шпинделей, рабочих частей, систем ЧПУ увеличивает производительность, точность, эффективность промышленных станков.

Требования к оборудованию по ГОСТ

Людям, которые желают открыть металлообрабатывающее предприятие, нужно изучить требования, которое относятся к помещению, оборудованию, труду рабочих. Правила устанавливаются ГОСТами. К ним относятся:

1. ГОСТ 12.2.007.6-75.
2. ГОСТ 12.2.007.10-87.
3. ГОСТ 8-82.
4. ГОСТ 27487-87*.

Документы общие. Они регламентируют другие требования, государственные правила. Нельзя забывать про технику безопасности, организацию труда.

Оборудование для обработки металла разделяют по разным факторам. Например, металлообрабатывающая техника может разделяться по выполняемым технологическим операциям, количеству рабочих частей, габаритам, производительности, системе управления.

Способы механической обработки металлов

Основным видом обработки металлических заготовок считается резание. Эта технологическая операция выполняется разными видами оборудования и методами. К механическим способам относятся:

1. Фрезерование — один из популярнейших методов работы с металлическими заготовками. Детали обрабатываются с помощью фрез, которые закрепляются во вращающемся шпинделе. На фрезерных станках можно обрабатывать торцы, делать выемки, выбирать пазы, изготавливать изделия сложной формы.
2. Строгание — станок имеет режущий элемент, который делает возвратно-поступательные движения. Одновременно с этим на заготовку передаётся усилие подачи навстречу режущей кромке.
3. Точение — обработка заготовок с помощью токарных станков. Они имеют зажим для детали, которая начинает вращаться благодаря подвижному шпинделю. Слой металла снимается специальными резцами, которые закрепляются в суппорте.
4. Сверление — технологический процесс, с помощью которого создают отверстия разного диаметра, проводят зенкеровку, расточку. Для сверления используются сверла разного размера, конструкции.
5. Долбление — метод обработки похожий на точение. Рабочая часть совершает возвратно-поступательные движения. Детали или фиксируются неподвижно, или двигаются навстречу долбежной оснастке.
6. Шлифование — для работы с металлическими поверхностями используется шлифовальный станок. На подвижном валу закрепляется шлифовальная лента или абразивный круг. Зависимо от того, какого размера крупицы абразивного материала, проводится грубая или финишная шлифовка.

Отдельным методом обработки можно назвать прессование. При этом используется пресс для металла.

Пресс для металла

Станки для газовой резки металла

Старый способ разрезания металлических листов. Для этого применяются специальные горелки, через которые подаётся горючий газ или газовая смесь. После открытия вентилей газ проходит через соединительные шланги, выходит через сопло. После его зажжения можно начинать работать. Современные модели оборудования комплектуются автоматическими системами управления, что увеличивает точность резов. Главный минус газовой резки — термоусадка, ухудшение характеристик материала из-за нагрева.

Плазменные станки для резки

Плазменные станки для резки металла считаются современным оборудованием. Станок создаёт узкую струю плазмы, с помощью которой происходит разрезание металлической заготовки. Увеличивается точность, скорость выполнения резов. Однако подобные станки дорогие.

Станки для лазерной обработки

Станки для лазерной резки металла считаются самыми точными. На подвижном портале с направляющими закрепляется лазерная головка. С помощью системы линз фокусируется лазерный луч, который разрезает материал. Лазер обеспечивает высокую точность реза, минимальные потери материала.

Механизмы, оборудуемые лазерными головками, используются для разрезания цветных металлов, сплавов. Важно понимать, что во время работы они затрачивают большое количество энергии.

Гидроабразивные и электроэрозионные станки

Инновационный метод разрезания металлических заготовок. Оборудование создаёт большое давление, которое воздействует на воду. Она вырывается из сопла с большой скоростью, что позволяет разрезать листы разной толщины.

Оборудование для термической обработки

Чтобы улучшить характеристики металла, сплавов, сделать отливки сложной формы, материал нужно разогреть. Для этого применяются следующие приспособления:

1. Камерные печи — используются при нагреве, плавке заготовок небольшого размера.
2. Шахтные печи — подходят для проведения закалки, отжига, цементации, отпуска металлических деталей большого размера.

Отдельной группой выделяются вакуумные печи. С их помощью нагревают, плавят, закаляют быстрорежущие стали.

Термообработка металла

Какой инструмент применяется при химической обработке

Контролируемая химическая обработка применяется для зачистки материала от налёта, декоративных покрытий или защиты металла от разрушительных факторов окружающей среды. Для проведения работ не нужно использовать механизмы, особые инструменты. Нужно уметь пользоваться химическими растворами, которые активно воздействуют на материал.

Станки для холодной и горячей ковки

Горячая и холодная ковка металла считаются популярными способами изменения формы, характеристик деталей. Используемые инструменты, оборудование:

1. При холодной ковке кузнец изменяет форму металлических деталей с помощью рычажных механизмов. Нагрева материала не происходит. Отдельные элементы соединяются с помощью сварочных аппаратов.
2. При горячей ковке кузнец разогревает заготовки с помощью горна, затем изменяет их форму с помощью ручных инструментов. Горячий материал легче обрабатывается.

Горячая ковка считается более опасным методом обработки металлических деталей. Для её проведения нужно позаботиться о системе вентиляции, пожарной безопасности.

Особенности эксплуатации оборудования на производстве и в домашних условиях

Существуют правила использования промышленного оборудования. В них указывается как работать со станком, как за ним ухаживать, как чинить. Работая в домашних условиях рекомендуется:

• позаботиться о системе вентиляции;
• использовать защитные очки, перчатки;
• хранить в мастерской огнетушитель;
• протирать рабочее место от огнеопасных жидкостей;
• проверять заточку режущих кромок;
• очищать подвижные механизмы после работы на оборудовании, смазывать их моторным маслом.

Ломающиеся элементы нужно сразу заменять, чтобы не вывести из строя остальные детали.

Оборудование для металлообработки представлено разными конструкциями и механизмами, с помощью которых можно выполнять различные технологические операции. Важно понимать, как правильно работать на определённых станках, чтобы не портить заготовки.

Услуги по металлообработке оптом и в розницу

Компания “Профком” приглашает к сотрудничеству индивидуальных клиентов, предприятия и организации. Мы располагаем оборудованием для любых видов металлообработки, изготавливаем изделия из листового металла и сварной трубы по чертежам заказчика. Оформить заявку на выполнение работ можно онлайн. Заполните форму обратной связи с указанием вида услуг, и мы рассчитаем стоимость вашего заказа.

Виды металлообработки

“Профком” располагает современными производственными линиями, которые включают оборудование с ЧПУ. На базе нашего предприятия производятся следующие технологические операции:

• раскрой металлического листа методом плазменной и лазерной резки;
• токарная и фрезерная обработка металла;
• сборка металлоконструкций, узлов и механизмов по согласованной с заказчиком чертежной документации.  

Для раскроя заготовок и других видов металлообработки используются современные технологии.  Передовые методы производства гарантируют высокое качество готовых изделий, уменьшают количество отходов.

Услуги по металлообработке для предприятий и организаций

“Профком” принимает заказы на производство изделий из металла различных типов в любых объемах. Вы можете оставить заявку на изготовление типовой и нестандартной металлической мебели, крепежных деталей, скамеек и декоративных решеток, металлических ограждений, закладных деталей для строительства, рекламных конструкций, складского и торгового оборудования, комплектующих для техники.

Наши цеха по металлообработке обладают высокой производительностью, выполняют заявки на срочное изготовление изделий. Готовые конструкции доставляются к месту эксплуатации в полиэтиленовой пленке, которая защищает продукцию от загрязнений и влаги.

Расценки на услуги

Компания “Профком” заинтересована в тесном сотрудничестве. Мы предлагаем выгодные расценки на услуги по металлообработке и производство металлических изделий. Стоимость заказа рассчитывается индивидуально после ознакомления с техническим заданием. Предварительную консультацию по вопросам сотрудничества можно получить по телефону.

Все, что вам нужно знать о металлообрабатывающей промышленности

Магия металла: все, что вам нужно знать о металлообрабатывающей промышленности

Металлообработка сыграла решающую роль в истории человечества. Отчасти наука, отчасти искусство и отчасти практическое изготовление, обработка металлов была важной движущей силой в развитии человеческого общества и по-прежнему занимает центральное место в наших возможностях и развитии.

Как и все производственные процессы, металлообработка претерпела огромные изменения на протяжении всей нашей истории.Однако во многих отношениях основные элементы металлообработки – формовка, литье и соединение – остаются на удивление неизменными со времен наших предков.

Металлообработка – это ремесло, которое позволило развиваться второстепенным процессам и сыграло решающую роль в оказании помощи различным обществам в развитии богатства, необходимых технологий и полезных инструментов на протяжении всей истории. Общества с высокоразвитыми мастерами-металлистами всегда имели преимущество с точки зрения богатства и отношений с другими странами.

История металлообработки

Сегодня мы можем принимать металл как должное, но важно помнить, что добыча, обработка и обработка металла – это очень сложный процесс.На самом деле, действительно удивительно, что люди открыли это так рано в нашей истории – и что многие цивилизации разработали эти технологии независимо друг от друга.

Есть свидетельства того, что человек ковали медь еще в 8700 году до нашей эры и году, а цивилизации по всему миру работали с металлом к ​​6000 году до нашей эры. Большинство древних мастеров по металлу обычно работали с железом, оловом, свинцом, медью, ртутью, серебром и золотом, разрабатывая различные процессы извлечения, формования, литья и соединения материалов.

Экономическое значение

Металлисты всегда были очень важны для функционирования нашего общества, но в древние времена слесари были настолько важны, что иногда напрямую влияли на экономическое процветание города или деревни.

Металлисты часто налаживали связь между разными деревнями и общинами. Их обмен знаниями и методами помогал формировать связи между группами людей, которые в остальном часто имели очень мало общего.

Металлообработка

Три основных направления или составляющих составляют искусство и ремесло обработки металла.

1. Формовка металла : Формовка металла – это процесс формовки и изменения формы металла с использованием механической силы или тепла. Форма и структура куска металла изменяются без добавления или удаления каких-либо материалов. Чтобы лучше представить себе процесс, представьте, что вы лепите кусок пластилина руками. Хотя это проще, он даст вам представление о процессе, который проходят металлообрабатывающие станки для создания нового предмета. Обработка металлов необходима для обработки металлов, поскольку она обеспечивает основные элементы, из которых состоят более крупные компоненты бытовой техники, инструментов и электроники, которые мы используем каждый день в своей жизни.

2. Литье металла : Литье металла – это искусство, которое действительно помогло сделать массовое производство металлических изделий возможным и доступным. Литье металла включает создание формы, в которую можно вылить расплавленный металл и дать ему высохнуть. Конечный продукт представляет собой новую стандартизированную форму металла, которую можно приспосабливать любым способом.

3. Металлическое соединение : После того, как основные металлические детали были сформированы и отлиты, также должен быть способ их соединения! Соединение металлов может быть выполнено разными способами, и выбор может зависеть от используемого металла или от того, как в конечном итоге будет использоваться продукт.Соединение может происходить посредством нагрева и плавления металлов, чтобы действовать как растворитель для создания связи. В некоторых других случаях слесари будут использовать процесс, называемый клепкой, создавая специальные отверстия и точки сборки для соединения деталей – почти так же, как дверные петли. Клепка – это древний процесс соединения металлов, который иногда используется и сегодня, особенно в ремесленной обработке металла.

Многие слесари специализируются на одной отрасли металлообработки, работая вместе с другими профессионалами, чтобы получить наилучшую готовую продукцию.

Металлообработка сегодня

Сегодня обработка металлов продолжает играть важную роль в нашей повседневной жизни, и многие из процессов, которые мы продолжаем использовать, не так уж отличаются от процессов древнего человека, как вы могли подумать! По мере роста массового производства в 1900-х годах металл бесчисленным количеством способов стал основным продуктом домашнего хозяйства, использовался для всего, от бытовой техники до украшений и коробок для завтрака. Это изменение привело к значительному развитию металлистов, которые нашли новые способы решения проблем, лучшие способы формовки и со временем открыли более эффективные методы литья.

Пришествие клея

Одним из крупнейших достижений в области соединения металлов за последние два десятилетия является разработка новых клеев, способных соединять металл без необходимости пайки, пайки или сварки. Эти клеи и адгезивы помогли модернизировать металлообработку и сделать ее более быстрой и эффективной.

В некотором смысле внедрение клея для металла также помогло сузить круг слесарников до специализированных работ. Теперь больше сборщиков, чем когда-либо, могут быстро и легко соединять металлы без необходимости в квалифицированной пайке, сварке или других услугах по соединению.Более того, у обычных людей больше возможностей клея, чем когда-либо, даже при работе с металлом, что является отличной новостью для домовладельцев и строителей.

Клеи и адгезивы, позволяющие склеивать металлы, со временем сделали металлообрабатывающую промышленность более эффективной. Существует множество решений для небольших рабочих проектов и даже клеевые пистолеты, содержащие клеи для склеивания любых видов металлов. Это делает монтаж металлоконструкций более быстрым, эффективным и доступным для большего числа людей.

Глобальная металлообработка

Когда наши предки начали работать с металлом, их доступ к знаниям, материалам и припасам был очень ограничен.Металлисты были ограничены территорией, в которой они работали и проживали, с ограниченными связями с другими частями мира.

Сегодня передовые методы доставки и возможности, созданные глобализацией, позволили металлообработке стать поистине глобальной силой, и многие металлические детали, объединенные в бытовые приборы, которые мы используем каждый день, поступают со всего мира.

Металлообработка будущего

Несмотря на то, что пластик стал одним из самых популярных и долговечных производственных продуктов в мире, металл и металлообработка по-прежнему имеют важное значение для обрабатывающей промышленности.

Металлообрабатывающая промышленность ждет светлое будущее. По мере развития производства электроники и бытовой техники перед металлистами стоит задача найти инновационные решения для создания более компактных, компактных и легко собираемых корпусов, корпусов и поставщиков бытовой техники меньшего размера.

Прочность без излишнего веса и габаритов – требование каждого производителя, и слесарии продолжают принимать вызов.

Изучение различных методов резки металла

В сталелитейной промышленности и во всем остальном мире металлообработки резка и разделение металлов является жизненно важным процессом.Существует множество способов резки металла, начиная с простых ручных инструментов, таких как ножовки, стамески или ножницы.

У нас есть в наличии эти продукты в компании Wasatch Steel, а также у нас есть все необходимое для многих крупных проектов по резке. Давайте рассмотрим несколько процессов машинной резки и то, как они работают с различными металлами.

Токарная

Токарная обработка включает в себя приложение острого лезвия режущего инструмента к металлической поверхности, поскольку он быстро вращается. Это удаляет верхний слой металла до заданного размера.

Шлифовальный

Шлифование предполагает получение гладкой металлической поверхности и очень качественного металла. Шлифовальный станок имеет абразивный круг, который вращается, контактируя с металлом, истирая поверхность и помогая отделить ее.

Бурение

Для сверления требуется сверло, прикладываемое непосредственно к металлу, а затем типичная комбинация силы и вращения, которую вы наблюдаете, когда в стену просверливали винт. Сверление позволяет при необходимости делать очень точные отверстия в металле.

Сварка

Методы сварки или обжига включают приложение сильного тепла к поверхности металла, которое доводит его до температуры, при которой он размягчается, а затем ломается по четкой линии.

Пламя

Также можно использовать газовое пламя, температура которого достигает 3500 градусов Цельсия. Это нагревает металл до точки плавления, а затем направляет поток кислорода на пятно, заставляя металл гореть и плавиться вдоль линии.

Лазер

Лазерная резка относительно похожа – с использованием концентрированного луча света, который может быть уменьшен до одной точки при очень высокой температуре. Это позволяет вырезать из металла точные формы, а лазеры часто управляются компьютером, чтобы добиться максимальной точности.

Плазма

Более поздней технологией является плазменная резка, при которой плазменная горелка перекачивает кислород или инертный газ из сопла, одновременно пропуская электрическую дугу через газ.Это создает плазму, достаточно горячую, чтобы расплавить металл, и при этом двигаться достаточно быстро, чтобы сдуть расплавленный металл.

Гидравлическая форсунка

Гидравлические форсунки, или технология эрозии, имитируют воздействие воды на металл в естественной среде – только с гораздо большей скоростью. Этот метод не требует нагрева, поэтому его можно использовать для металлов, чувствительных к высокой температуре.

Хотите узнать больше о различных процессах резки или заинтересованы в других наших услугах по изготовлению стали на заказ? Профессионалы Wasatch Steel всегда готовы помочь.

Металлообработка – обзор | Темы ScienceDirect

3.15.1 Введение

Процессы объемной обработки металла используются для деформации литых слитков или заготовок порошковой металлургии (P / M) в полуфабрикаты. Этот первый этап обработки очень важен, поскольку литой материал или заготовка из P / M демонстрирует ограниченную пластичность из-за сегрегации, дендритной структуры и большого размера зерна в первом случае и предшествующих дефектов границ частиц во втором. Обычно процессы объемной обработки металла включают прокатку, ковку или экструзию, которые в основном проводятся при высоких температурах, когда при работе агрегата могут возникать большие деформации без начала деформационного упрочнения или разрушения и при более высоких скоростях деформации для высокой производительности.Обрабатываемость в горячем состоянии имеет первостепенное значение для объемной обработки металла по двум причинам: (1) такой этап включает в себя значительные изменения микроструктуры, например, литая структура преобразуется в деформируемую структуру, и (2) большие деформации и высокие скорости. формования, которые требуют от заготовки большой пластичности.

Полезно рассматривать процесс горячей обработки как систему, в которой происходит несколько энергетических транзакций, в то время как материал претерпевает изменение формы.В терминологии физических систем система может рассматриваться как состоящая из источников, накопителей и рассеивателей энергии ( 1 ), как схематично показано на Рисунке 1, на примере ковки. Здесь гидравлический пресс является источником энергии, инструменты, включая матрицу, являются накопителями энергии, а трение детали и поверхности раздела – рассеивателями энергии. Энергия генерируется источником и передается инструментам, которые упруго накапливают энергию и передают ее заготовке через интерфейс (смазка).Сама заготовка рассеивает мощность при пластическом течении в зоне деформации. Если эти отдельные элементы передачи энергии могут быть смоделированы и связаны вместе, система управления может быть разработана ( 2 ), чтобы гарантировать производство бездефектных продуктов с желаемой микроструктурой в производственной среде. Понимание диссипативной природы заготовки важно для контроля горячей обрабатываемости и микроструктуры во время объемной обработки металла.

Рисунок 1.Система обработки с горячей штамповкой на примере.

В целом, обрабатываемость в горячем состоянии относится к свойству материала, которое определяет его способность принимать требуемую форму за счет пластической деформации при высоких температурах, не вызывая разрушения или растрескивания внутри или снаружи ( 3 ). Определение часто расширяется ( 4 ), чтобы включить изменения, происходящие на уровне микроструктуры, такие как неоднородность, растрескивание по границам зерен или локализованный поток, которые отрицательно влияют на механические свойства продукта.

В настоящее время общепринято, что обрабатываемость может рассматриваться как состоящая из двух отдельных частей: (1) собственная обрабатываемость и (2) обрабатываемость, связанная с напряженным состоянием (SoS). Работоспособность SoS зависит от применяемого SoS в процессе деформации и наличия SoS в зоне деформации. При экструзии и ковке применяемый SoS по существу сжимается, тогда как при прокатке он сложен. Однако более важной частью является SoS, существующая в зоне, где происходит изменение формы.Это может быть просто в полости матрицы при ковке или экструзии и геометрии прокатного стана при прокатке. В зоне деформации заготовка испытывает трехмерную (3D) SoS с шестью независимыми компонентами – тремя составляющими напряжения сдвига и тремя составляющими гидростатического напряжения. В то время как компоненты напряжения сдвига ответственны за возникновение пластического течения, природа гидростатических компонентов в значительной степени определяет обрабатываемость SoS. Например, если они обладают высокой прочностью на растяжение, слабые границы раздела в микроструктуре заготовки разделятся и вызовут трещины, тем самым демонстрируя более низкую обрабатываемость.С другой стороны, сжимаемые компоненты будут полезны для улучшения удобоукладываемости. SoS в зоне деформации можно изменять, соответствующим образом изменяя его геометрию с помощью надлежащей конструкции штампа или конструкции прокатного прохода. В то время как экструзия предлагает значительные возможности для новаторской конструкции фильеры для данной заготовки и геометрии продукта, конструкция преформ может быть изменена в случае ковки. В последние годы компьютерное моделирование процесса с использованием метода конечных элементов ( 5 ) обычно используется для выбора правильных конструкций для зоны деформации, где желаемое SoS обеспечивается до изготовления штампа или разработки процесса.

Первая часть обрабатываемости, которая зависит от внутренней природы материала, чтобы реагировать на наложенные параметры обработки, а именно температуру, скорость деформации и деформацию, имеет большее значение. Это называется определяющим поведением материала, которое зависит от химического состава или состава сплава, исходной микроструктуры и истории обработки, включая термомеханические обработки. Ключом к оптимизации обрабатываемости материала в горячем состоянии является понимание основной реакции на параметры обработки с точки зрения микроструктурных изменений.Для этого используются методы моделирования материалов, основанные на феноменологических, атомистических механизмах или принципах физических систем. Конечными целями этих методов являются: (1) найти оптимальные условия для горячей обработки без проб и ошибок, (2) прогнозировать и контролировать микроструктуры в горячедеформированном продукте и (3) установить пределы для управления производственным процессом. . Ожидается, что этот метод применим к коммерческим сплавам, так что реальные проблемы горячей обработки будут решены.В этой главе представлены методы моделирования, которые разрабатывались с течением времени, с акцентом на методику обработки карты ( 6 ), которая была успешно применена к широкому спектру технологически важных материалов.

Карты обработки оказались мощным инструментом для выявления области обрабатываемости, оценки параметров процесса для оптимизации обрабатываемости и достижения микроструктурного контроля в продукте. Он также стал эффективным инструментом для разработки этапов обработки для достижения максимального выхода продукта, воспроизводимой микроструктуры и повторяемых механических свойств продукта.В этой главе демонстрируется эффективность обработки карт при решении проблем горячей обработки материалов, имеющих практическое значение, на примерах последних исследований.

Жидкости для металлообработки | NIOSH | CDC

Жидкости для металлообработки (MWF) используются для уменьшения нагрева и трения, а также для удаления металлических частиц при промышленной обработке и шлифовании. Существует множество составов, от простых масел (например, нефтяных масел) до жидкостей на водной основе, которые включают растворимые масла и полусинтетические / синтетические жидкости.MWF могут представлять собой сложные смеси масел, эмульгаторов, антисварных агентов, ингибиторов коррозии, противозадирных присадок, буферов (щелочной резерв), биоцидов и других добавок. При использовании сложность жидкости усугубляется загрязнением веществами, образующимися в процессе производства (такими как трафаретные масла, гидравлические жидкости и твердые частицы, образующиеся при шлифовании и механической обработке). Кроме того, жидкости для обработки металлов на водной основе поддерживают рост микробов, которые вносят биологические загрязнители (такие как бактериальные и грибковые клетки или клеточные компоненты и связанные с ними биологические побочные продукты, такие как эндотоксины, экзотоксины и микотоксины).Чтобы правильно оценить воздействие MWF, документ критериев NIOSH признает, что измерения экстрагируемых аэрозолей MWF могут быть полезны там, где есть одновременное воздействие нетоксичных твердых частиц и аэрозолей MWF. Однако существенное понимание воздействия на рабочих было продемонстрировано путем отделения (путем экстракции) аэрозоля MWF от токсичных твердых аэрозолей, таких как сварочный дым.

Потенциально подвержены риску около 1,2 миллиона рабочих, занятых в отделке станков, станкостроении и других металлообрабатывающих и металлообрабатывающих предприятиях.Рабочие могут подвергаться воздействию жидкостей при вдыхании аэрозолей, образующихся в процессе обработки, или при контакте с кожей при работе с деталями, инструментами и оборудованием, покрытыми жидкостями. Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья (NIOSH) определяет аэрозоль MWF как туман и все загрязняющие вещества в тумане, образующемся во время операций шлифования и механической обработки изделий из металла и заменителей металлов.

Воздействие жидкостей для металлообработки на рабочем месте может вызвать различные последствия для здоровья.Респираторные заболевания включают гиперчувствительный пневмонит (HP), хронический бронхит, нарушение функции легких и астму. Астма, связанная с работой (WRA), является одним из наиболее распространенных профессиональных заболеваний на сегодняшний день, требующим значительных затрат на здравоохранение и компенсацию работникам. Дерматологические воздействия чаще всего связаны с аллергическим и раздражающим дерматитом (кожной сыпью), но не ограничиваются ими. Кроме того, имеются существенные доказательства того, что воздействие некоторых жидкостей для металлообработки в прошлом было связано с повышенным риском развития некоторых видов рака.Хотя действия, предпринятые за последние несколько десятилетий, снизили этот риск, неизвестно, полностью ли эти действия устранили риск.

NIOSH рекомендует ограничить воздействие аэрозолей MWF до 0,4 миллиграммов на кубический метр воздуха (масса твердых частиц в грудной клетке) или 0,5 миллиграммов на кубический метр воздуха (общая масса твердых частиц), как средневзвешенная по времени концентрация до 10 часов в день. в течение 40-часовой рабочей недели. Рекомендуемый предел воздействия (REL) предназначен для предотвращения или значительного уменьшения респираторных заболеваний, связанных с воздействием MWF.У некоторых рабочих развиваются WRA, HP или другие неблагоприятные респираторные эффекты при воздействии MWF в более низких концентрациях. Этот REL технологически применим для большинства операций по обработке металла.

NIOSH NMAM method 5524 pdf icon [PDF – 217 KB]
Специализированная NIOSH техника для оценки доз из-за вдыхания MWF.
Метод 5524 NIOSH требует, чтобы аэрозоль MWF отделялся от совместно взятых твердых частиц с помощью экстракционной воронки. Такие воронки были коммерчески доступны до недавнего времени, когда производитель снял их с производства.Автор метода разработал сменную воронку, которую в настоящее время можно приобрести у поставщика специализированного лабораторного оборудования.

Существует несколько превентивных мер для уменьшения воздействия MWF и его последствий. Составы были разработаны с более безопасными, менее раздражающими добавками и компонентами MWF. Оборудование было модифицировано, чтобы ограничить распространение тумана MWF. Кроме того, использование защитных перчаток, фартуков и одежды, обучение работников безопасному обращению с MWF и важность личной гигиены на рабочем месте – все это ключевые факторы контроля воздействия MWF.

НИОШТИК-2 Поиск

NIOSHTIC 2 результаты поиска по металлообрабатывающим жидкостям
NIOSHTIC-2 – это библиографическая база данных с возможностью поиска, содержащая публикации, документы, отчеты о грантах и ​​журнальные статьи по безопасности и гигиене труда, полностью или частично поддерживаемые NIOSH.

Ресурсы NIOSH

Что нужно знать о воздействии жидкостей для металлообработки на рабочем месте
DHHS (NIOSH) Pub. № 98-116 (1998)
Этот документ содержит критический обзор доступной научной и технической информации о степени и типе опасностей для здоровья, связанных с жидкостями для металлообработки, и адекватностью методов контроля.

Критерии для рекомендованного стандарта: воздействие жидкостей для металлообработки на рабочем месте
DHHS (NIOSH) Pub. No. 98-102 (1998)
В этом документе с критериями содержится обзор имеющейся информации о неблагоприятных последствиях для здоровья, связанных с профессиональным воздействием жидкостей для металлообработки (MWF) и аэрозолей.

Другие ресурсы

Жидкости для металлообработки: рекомендации по безопасности и охране здоровья Manualexternal icon
Этот документ OSHA был разработан Консультативным комитетом по стандартам OSHA для жидкостей для металлообработки.

Темы по безопасности и охране труда OSHA: Жидкость для металлообработки внешний значок
Полезное резюме с обширными ссылками на информацию о распознавании опасностей, оценке и контроле воздействия, а также о применимых стандартах соответствия.

Профилактика кожных проблем при работе с металлообрабатывающими жидкостями pdf icon [PDF – 12.6 KB] external icon
Образовательная брошюра, подготовленная Департаментом труда и промышленности штата Вашингтон. Отчет 55-7-2001 (2001).

Руководство для цеха по сокращению отходов металлообрабатывающих жидкостей: Руководство по конкурентным преимуществам для металлообрабатывающей и обрабатывающей промышленности pdf icon [PDF – 734 KB] external icon
Подготовлено Институтом передовых производственных наук и Фондом сокращения отходов и передачи технологий.

E1497-00 Стандартная практика безопасного использования водосмешиваемой жидкости для удаления металлов внешний значок
Стандарт ASTM, который охватывает выбор, хранение, дозирование и обслуживание продукта.

Металлообработка | Cerámica Wiki | Fandom

Архив: Dreher an einer Drehbank.jpg

Обработка прутка металла на токарном станке.

Металлообработка – это ремесло и практика работы с металлами для создания отдельных деталей, сборок или крупномасштабных конструкций.Этот термин охватывает широкий спектр работ – от больших кораблей, мостов и нефтеперерабатывающих заводов до изысканных украшений. Следовательно, он включает в себя соответственно широкий спектр навыков и использование множества различных типов процессов металлообработки и связанных с ними инструментов.

Металлообработка – это искусство, хобби, промышленность и торговля. Это относится к металлургии, науке, ювелирному делу, искусству и ремеслам, а также к торговле и промышленности с древними корнями, охватывающими все культуры и цивилизации. Металлообработка зародилась тысячелетия назад.В какой-то неточный момент в далеком прошлом человечество обнаружило, что определенные породы, которые теперь называются рудами, могут плавиться, давая металл. Кроме того, они обнаружили, что металлический продукт был податливым и пластичным и, таким образом, из него можно было изготавливать различные инструменты, украшения и находить другое практическое применение. На протяжении тысячелетий люди учились превращать необработанные металлы в предметы искусства, украшения, практичность, торговлю и инженерное дело.

Предыстория []

Металлообработка предшествует истории. Никто точно не знает, где и когда началась металлообработка.Самые ранние технологии были непостоянны, мягко говоря, и вряд ли оставят какие-либо доказательства надолго. Развитие, которое привлекло внимание к металлу, заключалось в соединении огня и металлов. Кто это сделал, неизвестно, когда и где.

Не весь металл требует огня, чтобы добыть его или обработать. Айзек Азимов предположил, что золото было «первым металлом». ^[1] Его рассуждение состоит в том, что золото по своему химическому составу встречается в природе в виде самородков чистого золота. Другими словами, только золото, каким бы редким оно ни было, встречается в природе в качестве металла, которым оно является.Есть несколько исключений из-за метеоров. Все другие металлы находятся в рудах, минералах, содержащих породу, которые требуют тепла или какого-либо другого процесса для высвобождения металла. Еще одна особенность золота в том, что его можно обрабатывать в том виде, в каком оно находится, а это означает, что не требуется никаких технологий, кроме глаз, чтобы найти самородок, молот и наковальню для обработки металла. Для техники хватит каменного молотка и каменной наковальни. Это результат таких свойств золота, как пластичность и пластичность. Самыми ранними инструментами были камень, кость, дерево и сухожилия.Их хватило для работы на золото.

В какой-то неизвестный момент связь между теплом и выделением металлов из горных пород стала ясной, и возник спрос на породы, богатые медью, оловом и свинцом. Эти руды добывались везде, где их знали. Остатки таких древних рудников были обнаружены по всему Ближнему Востоку. ^[2] Обработка металлов производилась южноазиатскими жителями Мехргара между 7000–3300 гг. До н. Э. ^[3] Конец начала металлообработки приходится примерно на 6000 г. до н.э., когда выплавка меди стала обычным явлением на Ближнем Востоке.

Древние знали о семи металлах. Здесь они расположены в порядке их окислительного потенциала:

• Железо +0,44,
• Олово +0,14
• Свинец +0,13
• Медь -0,34
• Меркурий -0,79
• Серебро -0,80
• Золото -1,50

Потенциал окисления важен, потому что он является одним из индикаторов того, насколько сильно металл может быть связан с рудой. Как можно видеть, железо значительно выше, чем шесть других металлов, в то время как золото значительно ниже, чем шесть выше него.Низкое окисление золота – одна из основных причин того, что золото находится в самородках. Эти самородки представляют собой относительно чистое золото, и их можно обрабатывать, если их находят.

Медная руда, будучи относительно богатой, и оловянная руда стали следующими важными игроками в истории металлообработки. Используя тепло для выплавки меди из руды, было произведено большое количество меди. Его использовали как для украшений, так и для простых инструментов. Однако сама по себе медь была слишком мягкой для инструментов, требующих кромок и жесткости. В какой-то момент в расплавленную медь было добавлено олово, и на свет появилась бронза.Бронза – это сплав меди и олова. Бронза была важным достижением, потому что у нее была прочность кромки и жесткость, которых не хватало чистой меди. До появления железа бронза была самым современным металлом для изготовления инструментов и оружия.

Если заглянуть за пределы Ближнего Востока, эти же достижения и материалы были обнаружены и использовались во всем мире. Китай и Великобритания перешли на использование бронзы, уделяя мало времени меди. Япония начала использовать бронзу и железо почти одновременно.В новом мире все было иначе. Хотя народы Нового Света знали о металлах, только с приходом европейцев металл для инструментов и оружия стал популярным. Ювелирные изделия и искусство были основными видами использования металлов в Новом Свете до европейского влияния.

Примерно в 2700 г. до н.э. производство бронзы было обычным явлением в регионах, где можно было собрать необходимые материалы для плавки, нагрева и обработки металла. Начиналось плавление железа. Железо стало важным металлом для изготовления инструментов и оружия.Наступал железный век.

История []

Архив: WomanFactory1940s.jpg

Токарь-револьвер обрабатывает детали для транспортных самолетов на заводе Consolidated Aircraft Corporation, Форт-Уэрт, Техас, США, в 1940-е годы.

К историческим периодам правления фараонов в Египте, ведических царей в Индии, племен Израиля и цивилизации майя в Северной Америке, среди других древних народов, драгоценные металлы стали приобретать ценность. В некоторых случаях правила владения, распределения и торговли создавались, применялись и согласовывались соответствующими народами.К указанным периодам слесари были очень искусны в создании предметов украшения, религиозных артефактов и торговых инструментов из драгоценных металлов (цветных), а также оружия, обычно из черных металлов и / или сплавов. Эти навыки были отточены и хорошо реализованы. Эти техники практиковались ремесленниками, кузнецами, атхарваведиками, алхимиками и другими категориями мастеров по металлу по всему миру. Например, древняя техника гранулирования использовалась во многих древних культурах по всему миру до того, как исторические записи показали, что люди путешествовали по морям или суше в дальние регионы земли, чтобы поделиться этим процессом, который до сих пор используется мастерами по металлу.

С течением времени металлические предметы становились все более распространенными и все более сложными. Необходимость в дальнейшем приобретении и обработке металлов становилась все более важной. Навыки, связанные с добычей металлических руд из земли, начали развиваться, и мастера по металлу стали более осведомленными. Металлисты стали важными членами общества. На судьбы и экономику целых цивилизаций сильно повлияла доступность металлов и кузнецов. Сегодня современные методы добычи полезных ископаемых более эффективны, но более опасны для земли и рабочих, занятых в этой отрасли.Те, кто финансирует операции, зависят от прибыли на унцию добытых драгоценных металлов. Металлисты зависят от добычи драгоценных металлов для изготовления ювелирных изделий, создания более эффективной электроники, а также для промышленных и технологических применений – от строительства до морских контейнеров, железнодорожного транспорта и воздушного транспорта. Без металлов товары и услуги перестали бы перемещаться по земному шару в тех масштабах, которые мы знаем сегодня.

Все больше людей, чем когда-либо прежде, изучают металлообработку как творческий выход в форме изготовления ювелирных украшений, хобби восстановления самолетов и автомобилей, кузнечного дела, жестянщика, ремесленничества и других видов искусства и ремесел.В профессиональных школах продолжают преподавать сварку во всех ее формах, и в начале 21 века нашей эры наблюдается рост числа школ гранильного и ювелирного искусства и наук.

Общие процессы металлообработки []

Металлообработка обычно делится на следующие категории: формовка , резка и присоединение . Каждая из этих категорий содержит различные процессы.

Процессы формования []

Эти процессы изменяют форму формируемого объекта, деформируя объект, то есть без удаления какого-либо материала.

Формовка – это совокупность процессов, при которых металл преобразуется в заданную геометрию (форму) с помощью:

• нагревание до расплавления, заливка в форму и охлаждение,
• нагрев до тех пор, пока металл не станет пластически деформируемым за счет приложения механической силы,
• простым приложением механической силы.

Литье – это пример достижения определенной формы путем заливки расплавленного металла в форму и его охлаждения.Горячая ковка – это пример преобразования нагретого металла в определенную форму путем его деформации с помощью таких инструментов, как молотки или гидравлические прессы, в то время как материал находится при температуре ковки. Волочение медной проволоки до определенного размера является примером формования с использованием механического инструмента и механической силы.

Отливка []

Форма для литья в песчаные формы.

• Литье в песчаные формы
• Корпусное литье
• Литье по выплавляемым моделям (в искусстве называемое литьем по выплавляемым моделям)
• Литье под давлением
• Центровочное литье

Пластическая деформация []

Archivo: Падение ковки Gesenkschmieden.jpg

Раскаленная металлическая деталь вставляется в ковочный пресс.

• Поковка
• Прокат
• Экструзия
• Прядильная
• Штамповка
• Подъем

Формовка порошка []

Формовка листового металла []

Archivo: Металлическая ваза из латуни.jpg

Металлическая ваза из латуни.

Основная галерея: Листовой металл.

• Гибка
• Рисунок
• Пресс
• Прядильная
• Поворот потока
• Профилегибочное оборудование
• Прокатка английским колесом (колесная машина)

Процессы резания []

Резка []

Архив: Плазменная резка с ЧПУ.jpg

A Обработка плазменной резки с ЧПУ.

Основная галерея: Механическая обработка.

Резка – это совокупность процессов, в которых материал доводится до заданной геометрии путем удаления лишнего материала с использованием различных видов инструментов, оставляя готовую деталь, соответствующую набору спецификаций. Конечный результат резки – два продукта: отходы или лишний материал и готовая деталь. Если бы речь шла о деревообработке, отходами были бы опилки и лишняя древесина.При резке металлов отходы представляют собой стружку или стружку и излишки металла. Эти процессы можно разделить на резку с образованием стружки, обычно известную как механическая обработка. Горение или резка газокислородной горелкой – это сварочный процесс без механической обработки. Существуют также различные специальные процессы, такие как химическое измельчение.

Раскрой практически полностью представлен:

• Процессы производства стружки, наиболее известные как механическая обработка
• Обжиг, набор процессов, при которых резка путем окисления разрезается на отдельные куски металла
• Специальные процессы

Сверление отверстия в металлической детали является наиболее распространенным примером процесса производства стружки.Примером горения является использование газокислородного резака для разделения стального листа на более мелкие части. Химическое фрезерование является примером специального процесса, который удаляет излишки материала с помощью химикатов травления и маскирующих химикатов.

Для резки металла доступно множество технологий.

• Ручные технологии: пила, долото, ножницы или ножницы
• Станочные технологии: токарные, фрезерные, сверлильные, шлифовальные, распиловочные
• Технологии сварки / обжига: лазерное, кислородно-плазменное
• Технологии эрозии: водяной струей или электрическим разрядом.

Смазочно-охлаждающая жидкость или охлаждающая жидкость используются там, где существует значительное трение и нагрев на границе раздела между резцом, например сверлом или концевой фрезой, и заготовкой. Охлаждающая жидкость обычно распыляется по поверхности инструмента и заготовки для уменьшения трения и температуры на границе раздела режущий инструмент / заготовка и предотвращения чрезмерного износа инструмента. На практике существует множество способов подачи теплоносителя.

Фрезерование []

Основная галерея: Фрезерный станок.

Архив: Makino-S33-MachiningCenter-example.jpg

Фрезерный станок.

Фрезерование – это сложное формование металлических (или, возможно, других материалов) деталей путем удаления ненужного материала для придания окончательной формы. Обычно это делается на фрезерном станке, механическом станке, который в своей базовой форме состоит из фрезы, которая вращается вокруг оси шпинделя (как сверло), и рабочего стола, который может перемещаться в нескольких направлениях (обычно в трех измерениях). [ось x, y, z] относительно заготовки, тогда как сверло может перемещаться только в одном измерении [ось z] во время резки).Движение по поверхности заготовки обычно осуществляется путем перемещения стола, на котором установлена ​​заготовка, в направлениях x и y. Фрезерные станки могут управляться вручную или под компьютерным числовым программным управлением (ЧПУ) и могут выполнять огромное количество сложных операций, таких как нарезание пазов, строгание, сверление и нарезание резьбы, нарезание канавок, фрезерование и т. Д. Двумя распространенными типами фрезерования являются горизонтальные. фрезерный и вертикальный фрезерный.

Токарная []

Основная галерея: Токарный станок (металл).

Архив: SchlichtenDrehen.jpg

Токарный станок, режущий материал из заготовки.

Токарный станок – это станок, который вращает блок материала таким образом, чтобы при применении абразивных, режущих или деформирующих инструментов к заготовке, ему можно было придать форму объекта, обладающего симметрией вращения относительно оси вращения. Примеры объектов, которые могут быть изготовлены на токарном станке, включают подсвечники, ножки стола, чаши, бейсбольные биты, коленчатые валы или распределительные валы.

Материал может быть закреплен в токарном станке с помощью патрона и / или одного или двух «центров», из которых, по меньшей мере, один может перемещаться, чтобы приспособиться к материалам различной длины. В токарном станке для металлообработки металл удаляется с заготовки с помощью закаленного режущего инструмента, который обычно крепится к твердой подвижной опоре, называемой «стойкой для инструментов». Затем резцедержатель перемещается вокруг заготовки с помощью маховиков и / или двигателей, управляемых компьютером, в то время как заготовка вращается. Современные токарные станки с ЧПУ могут выполнять второстепенные операции, такие как фрезерование, с помощью приводных инструментов.Когда используются приводные инструменты, заготовка перестает вращаться, и ведомый инструмент выполняет операцию обработки с помощью вращающегося режущего инструмента.

Сверление и нарезание резьбы []

Основные галереи: сверление и штамповка.

Архив: ThreadingTaps.jpg

Метчики трех разных типов и размеров

Сверление – это процесс использования сверла в сверле для просверливания отверстий. При нормальном использовании стружка уносится вверх и от наконечника сверла за счет канавки.Продолжающееся образование стружки с режущих кромок выталкивает старую стружку наружу из отверстия. Это продолжается до тех пор, пока стружка не наберется слишком плотно, либо из-за более глубоких отверстий, чем обычно, либо из-за недостаточного упора (небольшое удаление сверла [ разрушение стружки ] или полное удаление из отверстия [ очищает сверло ] во время сверления). Смазочные материалы (или охлаждающие жидкости) (например, смазочно-охлаждающая жидкость) иногда используются для облегчения этой проблемы и продления срока службы инструмента путем охлаждения, смазки наконечника и улучшения отвода стружки.

Метчики и плашки – это инструменты, обычно используемые для нарезания резьбы винтов в металлических деталях. Метчик используется для нарезания внутренней резьбы на внутренней поверхности предварительно просверленного отверстия, а штамп нарезает наружную резьбу на предварительно сформованном цилиндрическом стержне.

Шлифовка []

Основные галереи: Шлифовальный станок y Абразивная обработка.

Archivo: Scheibe im eingriff.jpg

Плоскошлифовальный станок в действии.

При шлифовании используется абразивный процесс для удаления материала с заготовки.Шлифовальный станок – это станок, используемый для получения очень тонкой отделки, выполнения очень легких резов или высокоточных форм с использованием абразивного круга в качестве режущего устройства. Это колесо может быть выполнено из камней различных размеров и типов, алмазов или неорганических материалов.

Самая простая шлифовальная машина – это настольная или ручная угловая шлифовальная машина для удаления заусенцев с деталей или резки металла с помощью диска с застежкой-молнией.

Шлифовальные машины увеличивались в размерах и сложности с развитием технологий и времени.От старых времен ручного инструментального шлифовального станка для заточки концевых фрез для производственного цеха до сегодняшней производственной ячейки с ЧПУ с автоматической загрузкой, производящей реактивные турбины, производящие реактивные турбины со скоростью вращения 30000 об / мин, процессы шлифования сильно различаются.

Шлифовальные машины должны быть очень жесткими для получения требуемой отделки. Некоторые шлифовальные машины даже используются для производства стеклянных шкал для позиционирования оси станка с ЧПУ. Общее правило заключается в том, что машины, используемые для производства весов, в 10 раз точнее, чем машины, для которых производятся детали.

Раньше шлифовальные станки использовались для чистовой обработки только из-за ограниченности инструмента. Современные материалы для шлифовальных кругов и использование промышленных алмазов или других искусственных покрытий (кубический нитрид бора) на формах кругов позволили шлифовальным станкам достичь отличных результатов в производственных условиях, а не отодвинуть их на задний план.

Современные технологии включают продвинутые операции шлифования, включая ЧПУ, высокую производительность съема материала с высокой точностью, что хорошо подходит для применения в авиакосмической отрасли и больших серий производства прецизионных компонентов.

Подача документов []

Основная галерея: Пиление (металлообработка).

Напильником называется сочетание шлифовки и нарезания зуба пилой. Обычно используется в процессе удаления заусенцев.

Протяжка []

Основная галерея: Протяжка (металлообработка).

Протяжка – это операция механической обработки, используемая для врезания шпоночных пазов в валы.

Процессы присоединения []

Архив: SMAW.welding.af.ncs.jpg

Сварка МИГ

Сварка []

Основная галерея: Сварка.

Сварка – это производственный процесс, в ходе которого материалы, обычно металлы или термопласты, соединяются путем коалесценции. Часто это делается путем плавления заготовок и добавления присадочного материала для образования лужи расплавленного материала, которая остывает, чтобы стать прочным соединением, но иногда давление используется в сочетании с нагревом или само по себе для создания сварного шва.

Для сварки можно использовать множество различных источников энергии, включая газовое пламя, электрическую дугу, лазер, электронный луч, трение и ультразвук.Хотя сварка часто является промышленным процессом, ее можно выполнять в самых разных средах, в том числе на открытом воздухе, под водой и в космосе. Однако независимо от местоположения сварка остается опасной, и необходимо принимать меры предосторожности, чтобы избежать ожогов, поражения электрическим током, ядовитых паров и чрезмерного воздействия ультрафиолетового света.

Пайка []

Основная галерея: Пайка.

Пайка – это процесс соединения, в котором присадочный металл плавится и втягивается в капилляр, образованный сборкой двух или более деталей.Присадочный металл металлургически вступает в реакцию с заготовкой (заготовками) и затвердевает в капилляре, образуя прочное соединение. В отличие от сварки заготовка не плавится. Пайка аналогична пайке, но происходит при температуре выше 450 градусов Цельсия. Пайка имеет то преимущество, что создает меньшие термические напряжения, чем сварка, а паяные узлы имеют тенденцию быть более пластичными, чем сварные детали, поскольку легирующие элементы не могут расслаиваться и осаждаться.

Методы пайки включают, пайку пламенем, пайку сопротивлением, пайку в печи, диффузионную пайку и индукционную пайку.

Пайка []

Архив: Soldering-PCB-b.jpg

Пайка печатной платы.

Основная галерея: Пайка.

Пайка – это процесс соединения, который происходит при температуре ниже 449 градусов Цельсия. Это похоже на пайку в том, что наполнитель плавится и втягивается в капилляр для образования соединения, хотя и при более низкой температуре. Из-за более низкой температуры и использования различных сплавов в качестве наполнителей металлургическая реакция между наполнителем и заготовкой минимальна, что приводит к более слабому соединению.

Подготовка и проверка []

Архив: CombinationSquareSet.jpg

Комбинированный квадрат, используемый для переноса дизайнов.

Разметка []

Основная галерея: Разметка.

Разметка (также известная как макет) – это процесс переноса рисунка или рисунка на заготовку и первый шаг в ручной обработке металла. Это используется во многих отраслях или хобби, хотя в отраслях с повторением отпадает необходимость выделять каждую отдельную деталь.

В области металлообработки разметка заключается в переносе плана инженера на заготовку для подготовки к следующему этапу, механической обработке или производству.

См. Также []

• Инструмент ручной металлообрабатывающий
• Хронология материаловедения

Примечания []

1. ↑ Азимов, Исаак: «Солнечная система и обратно», стр. 151 и сл. Doubleday and Company, Inc. 1969 г.
2. ↑ Перси Кнаут и др.: «Появление человека, мастера-металлисты», стр. 10-11 и далее.Книги времени жизни, 1974.
3. ↑ Поссель, Грегори Л. (1996)

Список литературы []

• Поссель, Грегори Л. (1996). Mehrgarh в Oxford Companion to Archeology , под редакцией Брайана Фагана. Издательство Оксфордского университета.

Внешние ссылки []

Plantilla: Металлообработка – Индекс металлообработки

UGA Cortona – ARST – Ювелирные изделия и металлообработка

Студент, изучающий ювелирные изделия и металлообработку, наносит последние штрихи на изделие перед мероприятием Open Studio в UGA Cortona.

Ювелирные изделия и металлообработка

Предлагаемые летние и осенние семестры.

Студия ювелирных изделий и металлообработки расположена в старом монастыре над Кортоной, с видом на обширную долину Валь-ди-Кьяна. Это творческая среда, в которой преподаватели работают в тесном сотрудничестве со студентами всех уровней, из самых разных школ и дисциплин. Богатая история изготовления изделий из металла в Италии проявляется повсюду в искусстве, архитектуре и ландшафте. Студенты посещают многие крупные музеи с обширными коллекциями металлов.Ареццо, расположенный в нескольких милях от Кортоны, является крупнейшим центром производства золота в Европе. Экскурсии и приглашенные артисты являются важной частью программы и организуются, когда это возможно. Предлагаются курсы на всех уровнях, начиная с аспирантуры. Начинающие студенты в основном работают с процессом литья по выплавляемым моделям и знакомятся с методами пайки и ручной отделки. Учащимся и аспирантам предлагается работать над индивидуальными интересами.

ARST 2600 Ювелирные изделия и изделия из металла (лето и осень) (бакалавриат)
Необходимое условие: разрешение кафедры.
Основные методы формовки, литья, изготовления и отделки металлов, таких как стерлинг, золото, медь и железо.

ARST 3610 Ювелирные изделия (лето и осень) (для студентов)
Необходимое условие: ARST 2600.
Традиционные и современные формы, материалы, орнамент. украшения и приемы обогащения поверхности. Повторяется максимум на 9 часов.

ARST 4600 Advanced Jewelry (TBD) (Undergrauate)
Предварительные требования: ARST 3610 и ARST 3620.
Усовершенствованный дизайн и изготовление украшений с акцентом на индивидуальные исследования. Повторяется максимум на 9 часов.

ARST4610 Advanced Metalwork (Summer & Fall) (Undergrauate)
Предварительные условия: ARST 3610 и ARST 3620.
Усовершенствованный дизайн, формовка и украшение металлов с акцентом на индивидуальные исследования. Повторяется максимум на 9 часов.

ARST 4900 Технические проблемы (TBD) (бакалавриат)
Предварительное условие: разрешение отдела.
Для студентов, имеющих право выполнять индивидуальные проекты на студийных площадях. Повторяется максимум на 9 часов.

ARST 7630 Ювелирные изделия (подлежит уточнению) (Выпускник)
Необходимое условие: разрешение Департамента.
Процессы изготовления ювелирных изделий и разработка индивидуальных интерпретаций этих процессов и продуктов. Повторяется максимум на 9 часов.

ARST 7640 Металлообработка (подлежит уточнению) (выпускник)
Необходимое условие: разрешение кафедры.
Проблемы проектирования, формовки и изготовления металлов, включая медь, серебро и золото. Самостоятельное изучение и поиск решений проектных задач. Повторяется максимум на 6 часов.

ARST 7980 Направленное обучение в основной области студии (TBD) (выпускник)
Предварительное условие: разрешение Департамента.
Индивидуальные студийные проекты и исследования конкретных проблем под руководством преподавателей. Нетрадиционный формат: направленное исследование.Повторяется максимум на 15 часов.

Металлообработка на протяжении всей истории

Рисунок 1

Когда считалось, что храм Соломона был построен (середина 10 века до н. Э.), Жил человек по имени Тубал-Каин. Говорили, что он был наставником и мастером по бронзе, железу и всем другим металлам. Примерно в то же время было написано следующее заявление: «Перекуют мечи свои на орала.«Сколько мне лет, я не присутствовал на тех мероприятиях, но очевидно, что железный век не был началом металлообработки.

Когда-то в средние века был построен Железный столб Дели ( рис. 1 ). Считается, что это самая большая сварная деталь, сделанная за этот период времени. Метод обработки металла поковки стал обычным процессом, используемым для всех типов металла, который можно было сваривать с помощью ковки. Этот метод использовался в кузнечном деле еще в 20 веке.Мой дедушка делал очень прочные инструменты для камина в 1940-х годах путем ковки (, рис. 2, ). Сегодня его используют в основном художники на ярмарках декоративно-прикладного искусства.

Открытия Дэвиса

Дэвисам приписывают два важных открытия в начале 1800-х годов. Эдмунд Дэви открыл ацетилен , а сэр Хамфри Дэви обнаружил, что две угольные палочки, подключенные к батарее, производят электрическую дугу . Это стало пригодным для использования процессом сварки в конце 1800-х – начале 1900-х годов, которое до сих пор используется для сварки оцинкованного листового металла с присадочным материалом из купроновой бронзы.Дуга между двумя угольными электродами отводит очень мало тепла в основной материал, почти не влияя на гальванизированный материал.

Газовая сварка, пайка и резка кислородом и угольным газом (подходит для Западной Вирджинии) или водородом в конце 1800-х годов. Из-за его низкой температуры вспышки и его расширения в любом обычном контейнере хранение ацетилена было проблемой. Одно время его пытались хранить в стеклянной бутылке. Это оказалось катастрофой. Тогда был использован стальной контейнер, и это тоже вышло из строя.

Самым безопасным методом в то время было поместить газ в стальной контейнер, наполненный веществом, похожим на бетон. Газ абсорбировался пористым материалом и становился относительно стабильным. Позже было обнаружено, что цилиндр, содержащий гораздо более легкое вещество, похожее на акустический потолочный материал, оказался столь же безопасным. Этот метод хранения продолжает использоваться и сегодня.

Дополнительный стабилизатор, ацетон, находится в цилиндре, давление в котором для безопасности составляет 250 фунтов на квадратный дюйм. Регулятор газа, установленный на 15 фунтов на квадратный дюйм или меньше, также является требованием безопасности при резке или сварке.

В 1960-х годах парень из Уэстона, штат Вирджиния, разработал фонарик, который работал на бензине и кислороде. Он считал, что это безопаснее ацетилена и намного дешевле. Это так и не прижилось, потому что из-за колебаний температуры жидкость время от времени рассеивалась из горелки, что приводило к возникновению пожаров рядом с операцией.

Толчок Первой мировой войны

Первая мировая война фактически подтолкнула потребность в сварке. Стоимость и эффективность сварки намного превышают затраты на процесс клепки.Клепка требовала удаления некоторого материала, и эта операция выполнялась вдвоем. Рози Заклепочник стала Рози Сварщиком.

Корабли

строились в США и Европе с использованием дуговой сварки. Это мероприятие потребовало определения и стандартизации языка сварки и его использования.

В 1919 году Комитет по сварке военного времени основал Американское сварочное общество. Джентльмен по имени Комфорт Эйвери Адамс возглавил работу и помог установить цели общества на основе критериев, согласно которым оно должно быть «посвящено продвижению сварки и связанных с ней процессов».”Это заявление о миссии остается в целом таким же, как и в сертификате членства в обществе.

Рисунок 2

Разработка электродов

Существует много споров о том, кто разработал электрод для дуговой сварки в экранированной среде (SMAW) , аналогичный используемому сегодня. Дело обсуждалось во многих кабинетных судах экспертов по сварке, и я оставлю его в покое.

В 1920-е и 1930-е годы произошло несколько разработок в электродной технологии.Разработка покрытого электрода приписывается A.O. Компания Смит. Эта компания больше не занимает заметного места в сварочной отрасли, но хорошо известна в отрасли бытовой техники, особенно благодаря своим резервуарам для горячей воды.

К концу 20-х годов XX века процесс сварки электродами с покрытием стал широко использоваться. Компания Lincoln Electric начала массовое производство покрытых электродов, в которых для покрытия использовалась экструзия, а не прежний метод погружения. Покрытие не только улучшило удобство использования электродов, но и защитило расплавленную лужу от атмосферы кислорода / азота.Считалось, что эта атмосфера способствует охрупчиванию и пористости сварного шва.

Идентификация точечным методом . Раньше (когда я учился в школе Хобарта) электроды определялись по пятнам на покрытии. От нас требовалось запомнить точечный метод идентификации. Я до сих пор помню некоторые из них. На E6010 места не было. У E6012 было белое пятно.

Наш инструктор, Говард Б. Кэри, дал нам подсказку, как запомнить еще одно: «В дюжине 12 белых яиц», а для E6013 «в дюжине пекаря 13 коричневых яиц.«На электродах с низким содержанием водорода было несколько пятен разного цвета.

У нас также был инструктор Джерри Пфистер, у которого была загадка об электроде 1109. Это просто перевернутая коробка от E6011. Замечательно, что на электродах теперь напечатаны классификационные номера.

Электроды с высоким напылением, такие как E7024 и E7028, Хобарт называл Rocket Rod, а Линкольн – Jet Rod. Я вспоминаю, как представитель Lincoln поместил E7024 в электрододержатель Bernard Shortstub® на роликовых коньках; он побежал и сгорел сам по себе на стальной пластине.С помощью этого трюка он продал много электродов.

В первые дни самым известным электродом с низким содержанием водорода была Atom Arc, производимая Alloy Rods. Смысл продажи заключался в том, что Atom Arc был упакован в герметично закрытый металлический контейнер, и внутрь не могла попасть влага (водород). В течение нескольких лет многие компании определяли Atom Arc как единственный электрод с низким содержанием водорода, который они могли бы принять.

Разработки в области экранирования

Обыгрывая эту теорию экранирования, Х.Хобарт и П. Деверсу (я узнал об этом в Институте Хобарта) пришла в голову идея экранировать электрод инертным газом , таким как гелий или аргон. Это был предшественник процесса газовой вольфрамовой дуговой сварки (GTAW) , хотя он был запатентован не Хобартом и Деверсом, а Расселом Мередитом. Позже лицензия была передана компании Linde Air Products.

Хобарт использовал гелий в своем процессе, который соответственно получил название Heliarc®. Он по-прежнему назывался Heliarc в 1960-х годах, а во многих случаях и сегодня.Этот процесс пригоден для сварки материалов, устойчивых к окислению. Сейчас аргон используется чаще, чем гелий. Отчасти это связано с тем, что аргон тяжелее гелия и дешевле. Гелий теперь считается инертным газом.

Рисунок 3

Резка

В конце 1950-х или начале 1960-х я занимался резкой примерно 1/8 дюйма. никелевый сплав. Я не могу вспомнить, какой именно сплав, потому что в то время не использовались такие торговые марки, как MONEL®, INCONEL®.Нашим заказчиком была лаборатория по испытанию угля, которая указала этот материал, который, как сообщается, будет противостоять коррозии, вызванной кислотой в процессе испытания угля.

Мы попытались использовать железный порошок и кислородно-ацетиленовую горелку для резки материала. Этот процесс включал разбрызгивание тонкого слоя железного порошка на обрабатываемую область, а затем использование обычной кислородно-ацетиленовой горелки с относительно низким давлением кислорода для резки. Давление кислорода было понижено, чтобы предотвратить сдувание железного порошка.Резка была грубой и требовала большого шлифования для удаления окалины, но это было намного быстрее и дешевле, чем при использовании отрезных дисков.

Затем мы столкнулись с проблемой. Мы обнаружили, что остатки порошка железа вызывали пористость и растрескивание в последующих сварочных швах с газовой вольфрамовой дугой. Мы решили вызвать заводских экспертов из Хобарта, Linde и Inco (теперь Special Metals).

Где-то в 1950-х годах компания Linde Air Products начала продавать малоизвестный процесс под названием «резка с ограничением дуги».«Это было до того, как плазменная резка стала лучшим способом резки цветных металлов. Процесс состоял из газовой вольфрамовой дуговой горелки с клапаном, подобным режущему клапану на кислородно-ацетиленовой горелке, и регулятора высокого давления, размещенного на баллоне с аргоном отдельно от Баллон с защитным газом из аргона. Вы не поверите, но это сработало без загрязнения сварных швов. Тем не менее, требовалось много измельчения, а аргон был дорогим.

Пришествие GMAW

Airco (Air Reduction Company) была прародительницей процесса газовой дуговой сварки (GMAW) , также известного как MIG.Фактически, он был разработан в Battelle при финансовой поддержке Airco. Первоначальное использование инертных газов для сварки углеродисто-марганцевых материалов считалось слишком дорогостоящим, поэтому разработчики начали искать менее дорогой газ. Победителем стал обильный газ CO2 , который, хотя и не был инертным, создавал подходящий экран и создавал превосходное проникновение в основной материал.

Сегодня большинство производственных цехов используют газ CO2 для процесса дуговой сварки порошковой проволокой. Переход с инертного газа на газ CO2 побудил Американское общество сварщиков изменить сленговую терминологию MIG на «газовую дуговую сварку металла».«I» в MIG больше не было точным определением, поскольку CO2 является реактивным, а не инертным газом.

Процесс GMAW фактически начал проявляться в конце 1950-х – начале 1960-х годов. Среди его преимуществ были высокая скорость наплавки и возможность использовать присадочный металл нескольких размеров и металлургических типов.

Метод закорачивания был представлен в 1950-х годах; это позволяло выполнять сварные швы на более тонких материалах и со всех позиций.

Различные газы, доступные сегодня, включая смешанные газы, позволяют сваривать почти все черные и цветные металлы.Добавление кислорода дает метод распыления для более высоких скоростей наплавки. Раньше кислород был запрещен.

Газ

CO2 не создает сварных швов без брызг на углеродно-марганцевом материале, но смесь аргона и CO2 практически устраняет брызги на этом материале. Единственный недостаток использования Ar / CO2, по-видимому, заключается в том, что он позволяет марганцу слишком сильно накапливаться в многопроходных сварных швах. Это состояние может вызвать охрупчивание поверхности.

Рисунок 4

Для никелевых и медных сплавов смесь аргона и гелия позволяет получить высококачественные сварные швы с превосходным внешним видом.Использование GMAW ограничивается сваркой на открытом воздухе при скорости ветра более 5 миль в час. По этой причине этот процесс используется в основном в производственных цехах и редко при строительстве или сварке трубопроводов.

FCAW

Проблемы защитного газа и ограничения GMAW способствовали использованию процесса порошковой дуговой сварки (FCAW) . Компания Lincoln Electric начала производить провода, для которых не требовался защитный газ. Он называется Innershield® и может использоваться в той же атмосфере, что и SMAW.

Еще одна порошковая проволока, для которой требуется газовая защита, – это двойная защита ESAB Dual Shield, проволока для интенсивного напыления, почти не содержащая водорода.

Для наплавки твердым сплавом возможно использование порошковой проволоки при дуговой сварке под флюсом. Это обеспечивает более высокую производительность наплавки, а также позволяет добавлять другие сплавы во флюс дуговой сварки под флюсом. Добавки вольфрама, кобальта и бора, которые слишком трудно помещать в намотанную проволоку, могут быть добавлены для дополнительной твердости.

ПИЛА

Процесс дуговой сварки под флюсом (SAW) фактически был разработан трубным заводом в Пенсильвании для сварки продольных швов на трубах. (Эти сварные швы в настоящее время в основном выполняются контактной сваркой.) Но, как и процесс GTAW, он был лицензирован Linde Air Products Company и назван Union Melt. Этот процесс по-прежнему является доминирующим процессом восстановления покрытия (наращивания) колес шахтных вагонов в Западной Вирджинии и других угледобывающих штатах и ​​в Европе. Когда-то это уместно называлось «процессом дуговой сварки приглушенным током», и этот факт позволяет мне ставить каверзный вопрос на экзаменах по классу терминов и определений.Инициалы такие же, и на тесте с несколькими вариантами ответов я иногда получаю удовольствие.

SAW часто используется с тандемной проволокой для выполнения сварных швов стенки к фланцу на сварных пластинчатых балках мостов и других «сборных» балок ( Рисунок 3 ). Ведущий провод помещается в основание соединения с помощью положительного электрода постоянного тока (DCEP), чтобы обеспечить проникновение в корень, а промежуточные и закрывающие проходы выполняются с помощью отрицательного электрода постоянного тока (DCEN) или переменного тока (AC).В этом процессе может использоваться либо постоянное напряжение, либо постоянный ток.

DCEN или AC можно использовать на верхних бортах, чтобы минимизировать поднутрение. Этот процесс позволяет производить сварные швы с высокой скоростью наплавки, часто от 20 до 30 дюймов в минуту или выше.

Металлообработка будущего

В будущем сварка продолжит кардинально измениться. В крупных производственных цехах используются полностью автоматические процессы. Конструируются позиционеры, которые поворачиваются практически в любой конфигурации, что позволяет выполнять Т-образные соединения, фланцы и стыковые соединения труб без снятия сварной конструкции с приспособления.Теперь крепление позволяет выполнять почти все сварные швы в плоском положении, чтобы повысить скорость перемещения, скорость наплавки и качество сварки. Расположение заготовки позволяет использовать метод нанесения распылением для использования со многими различными сплавами.

Роботы стали более универсальными для общего производства, даже если они не используются для многократной сварки. Программное обеспечение, которое легко адаптируется практически к любому типу или форме сварного шва, помогает быстро переходить от одного сварного шва к другому одним щелчком мыши.

Некоторые машины могут висеть на верхней части резервуара для автоматического выполнения горизонтальных сварных швов ( Рисунок 4 ). Также доступно оборудование, которое может автоматически выполнять вертикальные швы вверх или вниз. В обоих случаях сварщик едет вместе со аппаратом ( Рисунок 5 ). Редко эти машины нуждаются в настройке. Многие из них были разработаны конечными пользователями и построены производителями оборудования, такими как Koike Aronson.