Ремонт ЛА И АД. Ремонт ЛА и АД. Технологические процессы ремонта. Текст лекций. Ремонт летательных аппаратов и авиационных двигателей Текст лекций
 Скачать 0.81 Mb.
|
|
Лазерное оборудование. Малой мощности: 0,8... 1,2 кВт для резки и термообработки тонкостенных (до 1 мм) деталей; Средней мощности: около 5 кВт для сварки сталей и титановых сплавов толщиной до 8мм. Большой мощности: до 15 кВт и выше - сварка сталей и титановых сплавов толщиной до 16 мм. Особенности лазерной технологии: - высокая плотность потока излучения в зоне обработки, дающая необходимый термический эффект при длительности импульса меньше 1 мсек.; - локальность воздействия излучения, обусловленная возможностью его фокусировки в световые пучки предельно малого диаметра, порядка длины волны излучения (например, 6943 А): - малая зона термического влияния, обуславливаемая кратковре- менным воздействием излучения; - бесконтактный ввод энергии в зону обработки и возможность ведения технологических процессов в любой прозрачной среде через прозрачные окна технологических камер, оболочки электровакуумных приборов. Контроль качества сварных соединений. Контроль качества сварочных работ начинается еще до того, как сварщик приступил к сварке изделия. При этом проверяют качество основного металла, сварочных материалов (электродов, сварочной проволоки, флюса и т.д.), заготовок, поступающих на сборку, состояние сварочной аппаратуры и качество сборки, а также квалификацию сварщиков. Все эти мероприятия носят название предварительного контроля. В процессе сварки проверяют внешний вид шва, его геометрические размеры при помощи шаблонов, производят обмер изделия, осуществляют постоянно наблюдение за исправностью сварочной аппа- 68 ратуры, наблюдают за выполнением технологического процесса. Ука- занные операции составляют текущий контроль. Последней контрольной операцией является проверка качества сварки в готовом изделии. Для этой цели существуют следующие виды контроля: внешний осмотр для выявления наружных дефектов (подрезы, прожоги, трещины, раковины, незаваренные кратеры и др.); обмер сварных соединений; испытание на плотность, просвечивание рентгеновскими или гамма-лучами; контроль ультразвуком; магнитные методы контроля; люминисцентный метод контроля; металлографические исследования; механические испытания. Вид качества готового изделия выбирают в зависимости от назначения изделия и требований, которые предъявляются к этому изделию техническими условиями и ГОСТом. Внешний вид, форма и размеры швов должны соответствовать ГОСТ 5264-58, а допустимые дефекты сварных швов должны соответствовать указаниям инструкций: ПИ-75-64, ПИ-77-64 и ПИ- 113-66. Основные правила техники безопасности. Меры предохранения от поражения электрическим током. 1. Лица допущенные к дуговой сварке в среде защитных газов, должны быть проинструктированы об опасности поражения электричес- ким током, о способах защиты и мерах по оказанию первой помощи пострадавшим от поражения электрическим током. 2. Корпусы сварочных трансформаторов, генераторов, стационарных и переносных пультов управления и другого электрооборудования, а также сварочные столы и плиты должны быть надежно заземлены. 3. Электропровода должны быть защищены от механических пов- реждений и действия высоких температур. В процессе работы необходимо следить за состоянием изоляции проводов и немедленно исправлять поврежденные места. 4. Все находящиеся под напряжением части горелки-электродержателя должны быть надежно защищены от случайного прикосновения рукавами, для чего их рукоятки следует изготавливать из токонепроводящего и огнестойкого материала. 5. Питание электрической дуги непосредственно от электросети запрещается и должно осуществляться через трансформатор или от сварочного генератора. 6. Применение электросварочных агрегатов всех видов с первичным напряжением свыше 500 в не допускается. 7. При включенном рубильнике запрещается прикасаться голыми руками к токоведущим частям агрегата (установки). 8. Подключать к электросети и отключать от электросети электросварочные агрегаты, а также наблюдать за состоянием их исправности в процессе эксплуатации должны специально выделенные 69 дежурные электромонтеры с квалификацией по технике безопасности не ниже третьей группы. 9. Длина провода для присоединения к электросети передвижных сварочных агрегатов не должна превышать 10 м. Если необходим более длинным провод, наращивание его допускается только посредством соединительных муфт с изолирующей оболочкой. 10. Напряжение холостого хода сварочного трансформатора не должно превышать для ручной сварки 75 в, а для автоматической 80 В. 11. После окончания работы или отлучки от рабочего места, сварщик должен выключить рубильник. 12. В случае поражения работающего электрическим током необ- ходимо до прихода врача оказать пострадавшему первую помощь: а) не касаясь пострадавшего, выключить ток первичной цепи; б) если пострадавший не подает признаков жизни, приступить к искусственному дыханию, облегчив ему доступ свежего воздуха. Меры предохранения от излучения электрической дуги. 1. Горение сварочной дуги сопровождается излучением световых лучей, невидимых инфракрасных и ультрафиолетовых лучей. 2. Каждый электросварщик, производящий работу открытой электрической дугой, должен быть обеспечен маской или щитком с за- щитными стеклами - светофильтрами ЭС различной прозрачности в со- ответствии с величиной сварочного тока, а именно: ЭС-100 при сварочном токе 100 а, ЭС-300 при токе 100-300 а, ЭС-500 при токе свыше 300 а. 3. Для защиты окружающих лиц от действия сварочной дуги рабочее место сварщика в цехах и участках размещать в специальных кабинах или окружать специальными щитками (экранами). Меры безопасности при эксплуатации баллонов с инертными газами. 1. Аргон и гелий не вступают в химические реакции с другими элементами и поэтому являются безвредными для здоровья сварщика. 2. Давление в баллонах с инертными газами 150 атм., в связи с чем при неправильном обращении они могут быть взрывоопасны. 3. Баллоны со сжатым газом должны устанавливаться на расстоянии не менее 5 м от сварочного поста и не менее 1 м от радиаторов отопления. При наличии у отопительных приборов экрана, предохраняющего баллон от местного нагрева, расстояние от баллона до экрана должно быть не менее 0.1 мм. 4. Баллоны предохранять от ударов и толчков. 5. На рабочем месте баллоны укреплять в вертикальном положении хомутом или цепью в специальной стойке. 6. Если баллон находится под давлением, то не разрешается: а) подтягивать соединение в вентеле; 70 б) стоять против редуктора или выходного отверстия вентиля при его открывании. Меры безопасности при применении торированных вольфрамовых электродов. 1. При использовании торированных вольфрамовых электродов марок ВТ-10 и ВТ-15 для сварки в среде инертных газов необходимо соблюдать требования, изложенные в "Санитарных правилах по применению торированных электродов при сварочных работах" N 446-63. 2. Радиационной опасности не представляет получение электродов, доставка их на предприятие, хранение на складе в количестве до 5 кг, доставка их к сварочным постам в количестве менее 1 кг, а также сварка торированными электродами одновременно не более чем на пяти рабочих местах. 3. Заточка торированных электродов и сварка ими одновременно более чем на пяти рабочих местах представляют условную радиационную опасность. При проведении таких работ необходима дополнительная защита органов дыхания сварщиков. 4. Операции по заточке торированных электродов следует проводить на специально выделенном заточном станке. Заточный станок должен быть оборудован механической вытяжкой. Пыль, накапливающаяся на поверхности станка и на полу, должна собираться и помещаться в сборнике - твердых реактивных сосудах. 2.5.4 Пайка. Основы физико-химических процессов. Пайка - сложный физико-химический процесс получения неразъ- емного соединения в результате взаимодействия твердого паяемого и жидкого присадочного металлов соединяемых деталей. Спаи - переходные слои на границах шва и соединяемых деталей. Для получения спая необходимо удалить с поверхности металлов окисную пленку и создать условия взаимодействия твердого и жидкого металлов. При кристаллизации припоя образуется паяное соединение. В отличие от сварки, при пайке паяемый металл не плавится. Кинетика образования слоев - для получения паяных соединений необходимо выполнение условий: нагрев соединяемых деталей до тем- ператур ниже точек плавления материала деталей; введение в зазор между соединяемыми деталями жидкой прослойки - припоя; взаимодействие между материалом соединяемых деталей и расплавом припоя; кристаллизация жидкой фазы. Соединение состоит из шва - неоднородной по составу и строению прослойки между соединяемыми деталями, образующейся в результате взаимодействия припоя с паяемым материалом и последующей кристаллизации расплава в зазоре. Связь между швом и поверхностью детали возникает в результате образования спаев. Диффузионная зона - 71 граничащий со спаем слой паяемого материала с измененным химическим составом и микроструктурой, образовавшейся в результате диффузии компонентов припоя и паяемого материала. Бездиффузионный спай - если процесс прекращается на стадии образования химических связей. Последующая выдержка создает условие развития диффузионных и растворно-диффуэионных процессов в зоне контакта твердого и жидкого металлов. Контактно - реакционная пайка - соединение, полученное без предварительного введения припоя, путем контактного нагрева при температурах ниже точек плавления взаимодействующих металлов. Спаи образуются за счет диффузионных процессов при отсутствии жидкой фазы. Диспергированные спаи - когда при пайке происходит не истинное растворение паяемого металла в припоях, а диспергирование (тонкое измельчение твердых или жидких тел) более тугоплавкого металла взаимодействующей пары в результате снижения поверхностной энергии под действием расплава припоя. Виды спаев между металлами: бездиффузионный; растворно- диффуэионный; контактно-реакционный; диспергированный. Смачивание и растекание припоев. Смачивание - проявление межмолекулярного взаимодействия на границе соприкосновения трех фаз (твердого тела, жидкости и газа (или др. жидкости), выражающееся в растекании жидкости по поверхности твердого тела. Согласно первому закону капиллярности (формула Лапласа), капиллярные явления определяет поверхностный слой жидкости, имеющий кривизну и производящий на жидкость добавочное давление по сравнению с тем, какое она испытывает при наличии плоской поверхности. Согласно второму закону капиллярности (равенство Юнга) при растекании капли жидкости по плоской поверхности твердого тела условия ее равновесия выражаются в виде равновесия сил поверхностного натяжения в точке на границе трех фаз. Этой границей является периметр смачивания. Растекание расплава припоя, как и всякой жидкости, по поверхнооти твердого тела определяется соотношением сил адгеэии припоя к поверхности основного металла и когезии, характеризуемой силами связи между частицами припоя. Работа адгеэии определяется поверхностной энергией, освобождаемой при смачивании. Когезия частиц припоя оценивается работой, необходимой для образования двух новых поверхностей жидкости. Растекание произойдет, если работа адгезии будет больше работы когеэии частиц припоя. Разность между этими работами -коэффициент растекания. Капиллярное течение припоев - экспериментально установлено, что прямой зависимости между растеканием и течением припоя в зазоре нет. Это объясняется тем, что в капиллярном зазоре расплавленный припой 72 интенсивно насыщается компонентами паяемого металла и теряет жидкотекучеоть. Описание капиллярного течения припоев основано на статической теории, рассматривающей форму жидкости, находящейся на поверхности твердого тела в условиях наименьшей свободной поверхностной энергии системы, и на динамическую теорию - рассматривающую течение жидкости. По статической теории высота поднятия припоя по капилляру прямо пропорциональна коэффициенту смачивания, поверхностному натяжению жидкости на границе с газовой средой и обратно пропорциональна диаметру капилляра и плотности жидкости. По динамической теории скорость течения расплавленного припоя зависит от размеров нахлестки и зазора, разности давлений на входе и выходе из зазора, а также от вязкости припоя. Флюсование и самофлюсование - на поверхности незачищенного металла всегда имеется слой окисной пленки. Для ее удаления в процессе пайки применяют флюсы, активные газовые среды, вакуум. Если сам припой содержит в своем составе специальные добавки не требующие дополнительного применения флюсов, он называется самофлюсующимся. Способы пайки - установлены ГОСТ 17949 по условиям заполнения зазора и механизму образования паяного шва, а также по источникам нагрева и методам удаления окисной пленки. Капиллярная пайка - при которой расплавленный припой эаполняет зазор и удерживается в нем под действием капиллярных сил. Контактно-реактивная пайка - припой образуется в результате контактного плавления соединяемых металлов, промежуточных покрытий или прокладок. Реактивно-флюсовая пайка - припой образуется в результате восстановления металла из флюса или диссоциации одного из его компонентов. Образующиеся в результате реакции металлы в расплав- ленном состоянии служат элементами припоев, а их летучие компоненты создают защитную среду и способствуют отделению окисной пленки от поверхности. Диффузионная пайка - при которой затвердеваие расплава про- исходит при температуре выше температуры солидуса припоя без ох- лажденияиз жидкого состояния. Легкоплавкие элементы припоя в ос- новном отводятся за счет диффузии в паяемые материалы. Некапиллярная пайка - в ней разделка кромок соединяемых деталей аналогична подготовке, применяемой при сварке. Применяется при соединении разнородных металлов за счет расплавления менее тугоплавкого металла. Пайка композиционными припоями - пайка припоями, имеющими гетерофазную структуру псевдосостава. Наполнитель композиционного 73 припоя в виде порошка, сетки, волокон образует разветвленный капилляр, удерживающий большую часть жидкого припоя (матрицы), излишками которого осуществляется смачивание поверхностей паяемых материалов. Припои и паяльные смеси - их номенклатура очень большая, но качество паяного соединения зависит от следующих предъявляемых к припою требований: - температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления соединяемых материалов; - хорошая жидкотекучесть, смачиваемооть поверхности соединяемых материалов и растекаемость по ним, проникновение в узкие зазоры; - за счет растворно-диффузионных процессов припой должен образовывать с соединяемыми материалами сплав, обеспечивающий прочную связь в зоне спаев; - коррозионная стойкость припоя, паяных швов, паяемого материала должна быть примерно одинакова во избежание образования электрокорроэии; - физико-механические характеристики припоя и соединяемых материалов должны быть максимально близки во избежание образования остаточных напряжений и трещин в паяном соединении; - припой не должен в значительной степени снижать прочность и пластичность соединяемых материалов, а также способствовать их хрупкому разрушению. Припои классифицируют по признакам: по химическому составу; по технологическим свойствам; по содержанию активизирующих компо- нентов; по температуре плавления; по сортаменту. Флюсы - паяльный флюс - вспомогательный материал, применяемый для удаления окислов с поверхности паяемого материала и припоя и предотвращенияих образования. Флюсы должны вступать во взаимодействие о окислами, прежде чем расплавится припой; смачивать паяемый металл; не вызывать кор- розионного влияния на соединяемые детали и припой; оказывать адсорбирующее действие на металл, снижая поверхностное натяжение жидкого припоя и улучшая его растекаемооть по паяемой поверхности; не менять своего химического состава при нагревании вследствие испарения отдельных компонентов; не содержать дорогостоящих компонентов; быть устойчивым при транспортировании, хранении и применении. Паяльные пасты - вещество, готовое к употреблению при пайке и состоящее из порошкообразного припоя и пастообразного флюса. Газовые среды - используют при пайке в печах. Применяют восстановительные, инертные и различные активированные газовые среды. Паяльное оборудование 74 Печи: электропечи с контролируемыми средами; установки для получения контролируемых сред; вакуумные электропечи; средства откачки (создание вакуума); вакуумные затворы и вентили; приборы для измерения и контроля вакуума; элеваторные печи. Индукционные установки для пайки о ламповыми преобразователями; установки с машинными преобразователями частоты; индукторы. Оборудование для пайки погружением в расплав припоя и погру- жением в расплавы солей. Установки для пайки электросопротивлением. Установки для пайки концентрированными источниками энергии - инфракрасным излучением, электронно-лучевые, лазерные. Оборудование для газопламенной пайки: ацетиленовые генераторы, предохранительные затворы, редукторы, лампы, горелки. Паяльники. Контрольно- измерительная и регулирующая аппаратура. Технологический процесс пайки Очистка поверхности под пайку - термическая, механическая (напильниками, шаберами, шлифовальной шкуркой, металлическими проволочными щетками, гидропескоструйная и дробеструйная); хими- ческая (обезжиривание паяемой поверхности). Предварительное нанесение металлопокрытий с целью облегчения процесса пайки труднопаяемых материалов; предварительного нанесения припоя; предотвращения нежелательного взаимодействия припоя и паяемого материала; достижения требуемой пористости паяемого ма- териала; обеспечения пайки неметаллических материалов. Сборка под пайку и нанесение припоя. Теромообработка. Контроль качества для выявления характерных дефектов паяных соединений: поры, раковины, шлаковые и флюсовые включения, непропаи, трещины. Дефекты классифицируются по двум группам - связанные с заполнением расплава припоя зазора между соединяемыми деталями и возникающие в процессе охлаждения изделия с температуры пайки; связанные с уменьшением растворимости газов в металлах при переходе их из жидкого состояния в твердое и усадочные явления. |