Книга. Юрий Федорович ПодольскийСварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка
 Скачать 6.42 Mb.
|
|
Опиливание Операцию по обработке металла напильником называют опиливанием. При этом с детали снимают слой металла, чтобы придать ей необходимую форму, размеры и обеспечить чистоту поверхности. Обязательное условие успешной работы напильником – прочное закрепление опили- ваемого предмета. Лучше всего заготовки зажимать в тиски. Обрабатываемая поверхность не должна слишком выступать над поверхностью губок. Изделия с тонкими стенками или выступами зажимают в тисках, пользуясь медными, свинцовыми или деревянными проклад- ками. Работать напильником удобнее стоя. Опиливаемый предмет должен находиться на уровне локтя опущенной руки. Напильник держат правой рукой так, чтобы его ручка упи- ралась в мякоть ладони, большой палец располагался сверху вдоль ручки, а остальные Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка» 37 пальцы прихватывали ручку снизу. При выполнении большинства опиловочных работ, осо- бенно грубых, инструмент прижимают к обрабатываемой детали левой рукой, положенной на конец напильника. При чистовой обработке поверхностей напильником малого размера на него не нужно сильно нажимать, поэтому его передний конец удерживают щепотью – большим пальцем сверху, а средним и указательным – снизу. Мелкими напильниками и над- филями работают, как правило, одной рукой. Нажимать на напильник нужно только при его движении вперед, так как зубья насечки режут именно в этом направлении. При обратном движении нажимать на напильник не надо, но и отрывать его от поверхности ни в коем случае не следует, так как при этом теряется правильное направление инструмента. В насечке напильника не будут застревать частицы обрабатываемого металла, если напильник предварительно натереть мелом или древесным углем. Неумелый работник обычно давит на напильник левой рукой сильнее, чем надо, отчего инструмент совершает качающие движения. Это приводит к скруглению обрабатываемой поверхности. Научиться правильно владеть напильником и уверенно опиливать плоские поверхно- сти можно только в результате систематической тренировки. Есть, однако, некоторые пра- вила, выполнение которых поможет любителю сократить срок учебы. В начале движения вперед нажим производят левой рукой, а правая рука просто направляет напильник. По мере продвижения напильника вперед нажим левой рукой посте- пенно уменьшают, одновременно увеличивая нажим правой рукой, так что в конце движе- ния основное давление сообщает правая рука. Детали из твердых металлов лучше обрабатывать напильниками с перекрестной насеч- кой, из мягких металлов – с простой (одинарной) насечкой. При работе всегда используйте полную длину напильника. При опиливании углов деталь в тисках нужно зажимать так, чтобы обрабатываемая грань располагалась горизонтально. При продольном опиливании криволинейных поверхностей напильнику придают кача- тельное движение в вертикальной плоскости. Короткие заготовки зажимают в тиски вертикально и обрабатывают колебательными движениями напильника в горизонтальной плоскости. Вогнутые криволинейные поверхности, а также круглые и криволинейные отверстия в деталях опиливают полукруглыми или круглыми напильниками или надфилями. Напильник движется горизонтально и одновременно поворачивается вокруг своей оси, причем радиус кривизны напильника или надфиля должен быть всегда меньше радиуса кривизны поверх- ности. Правка листового металла На изготовленных из металла заготовках и деталях после отжига, сварки, вырезки и других операций появляются изгибы, местные неровности, выпучины и вмятины различной формы, волнистость и прочие дефекты. Операция по устранению этих дефектов называется правкой. Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка» 38 Ручную правку листового металла производят на плите или наковальне при помощи деревянных киянок или молотков, сделанных из меди, свинца, алюминия или резины. Заготовки из прутковой и профильной стали правят стальными молотками с круглым выпуклым бойком. Крупные заготовки правят ударами кувалды или на механических моло- тах и прессах. Так как при ударах стальным молотком на металле неизбежно остаются следы, при правке изделий с уже обработанной поверхностью применяют подкладки из мягких материалов (дерево, латунь и др.). Наиболее трудоемкой является операция правки листового металла. Различают три случая: правка волнистости полосы или на краях, правка изогнутых (серповидных) загото- вок под линейку и правка выпучин. При правке волнистости полосы или края заготовки, что чаще всего получается при вырезании ее из листа, наносят удары молотком, начиная от наиболее выпуклых мест к краям. Наиболее сильные удары наносят в середине выпуклости и уменьшают силу удара по мере приближения к краям. Таким образом, выпуклые участки полосы осаживаются и волнистость выравнивается. Чем тоньше листовая заготовка, тем аккуратнее и внимательнее надо ее править, так как при неправильном ударе молотком его боковые грани легко могут испортить заготовку или даже пробить ее. Правку длинных, узких, серповидно изогнутых заготовок производят на плите под линейку с помощью деревянной киянки или молотка со стальным выпуклым бойком. Заго- товку кладут плашмя на плиту, прижимают одной рукой и наносят удары, начиная с более короткой вогнутой кромки изогнутой заготовки, т. е. той, где металл сжат и его необходимо растянуть. В начале правки удары по вогнутой кромке должны быть более сильные и по мере приближения к противоположной кромке – всё слабее и слабее. Этим достигают того, что вогнутая, более короткая, кромка постепенно вытягивается и заготовка выпрямляется. Процесс выпрямления периодически контролируют линейкой. Правку выпучин производят на плите, которая по своим размерам должна быть больше заготовки настолько, чтобы края последней не свешивались с плиты. Перед началом правки выпучины обводят мелом или простым карандашом, затем заготовку кладут на плиту выпук- лым местом вверх и начинают наносить удары молотком рядами, от края заготовки в направ- лении выпучины. Под ударами молотка металл вокруг выпуклого места вытягивается, посте- пенно выравнивается, и выпучина исчезает. Нельзя сразу наносить удары по выпуклому месту – от этого оно еще больше увеличивается. Удары наносят частые, но не сильные. По мере приближения к центру выпуклости удары должны становиться слабее. Полосы из мягких алюминиевых и медных сплавов лучше править через прокладку из гетинакса или текстолита толщиной 1,5–3 мм. В этом случае ровная неповрежденная поверх- ность получается даже при работе обычным стальным молотком. Тонкий (до 0,5 мм) листовой металл правят на стальной плите, притирая металличе- ским или деревянным бруском с закругленными кромками. Гибка Путем гибки из прямолинейной заготовки получают криволинейное изделие. Сгибают заготовки вокруг какой-либо оправки, форму которой она принимает, в тисках или на плите на нужный угол. На рис. 13 изображены оправка и последовательные операции гибки квад- ратного прутка для изготовления фигурного элемента решетки. Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка» 39 Рис. 13. Последовательные операции гибки элемента решетки из квадратного прутка на специальной оправке При толстых заготовках гибку осуществляют ударами молотка, лучше всего деревян- ного, не оставляющего на металле следов от удара. Проволоку гнут плоскогубцами или круг- логубцами. В процессе гибки наружные слои металла растягиваются и удлиняются, а внутренние, сжимаясь, укорачиваются. Неизменным по длине остается так называемый нейтральный слой, который у симметричных по сечению заготовок (квадратных, прямоугольных, круг- лых, овальных, шестигранных и др.) лежит на равном расстоянии от сторон, посередине, а у несимметричных профилей (треугольного, полукруглого) нейтральный слой проходит через центр тяжести сечения. Если радиус гибки очень мал, в металле могут образоваться трещины. Чтобы этого избежать, не следует гнуть по радиусам меньшим, чем двойная тол- щина заготовки. Листовой металл после прокатки имеет волокнистую структуру. Чтобы не получалось трещин, его следует гнуть поперек волокон или так, чтобы линия сгиба составляла с направ- лением прокатки угол, равный 45°. При гибке деталей из листового металла, проволоки круглого и квадратного сечения, полос и т. п. часто возникает распружинение, т. е. угол изгиба несколько увеличивается, а деталь выпрямляется после снятия напряжения. Величина угла, на который распрямляется деталь, вследствие упругой отдачи зависит от степени упругости металла, его толщины и радиуса изгиба. Заранее точно определить угол пружинения очень трудно, поэтому прихо- дится заготовки загибать сильнее, т. е. с заведомо меньшими радиусами и углами изгиба, а оснастку (оправки) для получения точных изгибов деталей необходимо подбирать и дово- дить опытным путем. Гибку деталей из тонких заготовок производят не ударами, а сглаживанием. Гибку заго- товок из листового и полосового металла толщиной более 0,5 мм и из круглого материала диаметром более 4 мм производят на оправках ударами молотка. Форма оправки должна Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка» 40 соответствовать форме изгибаемого профиля с учетом деформации металла. Наименьшие радиусы гибки листового материала в холодном виде приведены в табл. 2 Приложения. При меньших радиусах гибку следует производить в нагретом состоянии. При гибке деталей под углом 90° заготовку детали зажимают в тиски так, чтобы линия гибки находилась на уровне верхней кромки губок или нагубников тисков. Гибку производят обычно за два приема: сначала ударом по верхней части заготовки, а затем внизу у губок под углом 90°. Первый прием лучше выполнять деревянным молотком, так как он не портит поверхности детали. Угол в месте перегиба обычно формируют металлическим молотком. Ударять им нужно равномерно всей поверхностью бойка. Гибка деталей, имеющих несколько прямых углов, производится вышеописанным спо- собом на оправках, зажимаемых в тисках. При гибке полос под острым углом на заготовке чертилкой размечается место изгиба, затем заготовку закрепляют вместе с оправкой так, чтобы риска была обращена в сторону загиба и выступала над ребром оправки на 0,5 мм. Ударами молотка полосу изгибают до полного прилегания ее к грани оправки. Кроме тисков и молотков, для гибки металла используют различные оправки и при- способления, чаще всего – простейшие (рис. 14). Детали с несколькими изгибами подвергают гибке на специальных оправках, размеры и форма которых соответствуют размерам и форме детали. С помощью такой оснастки из полосовой стали и прутков получают самые замысловатые формы гнутых элементов, кото- рые сваркой объединяют в прочное и изящное изделие. Рис. 14. Простейшие приспособления для гнутья полосовой стали: а – выгибание дуги с помощью клиновых подкладок; б – выгибание дуги по шаблону; в – гибка под прямым углом с помощью струбцины; г – гибка завитка в тисках; д – гибка завитка по шаблону Гибка декоративных элементов Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка» 41 Линейная гибка хотя и позволяет получить замечательные узоры, но возможности металла гораздо шире. В былые годы (хотя и сегодня этот элемент не забывают) очень попу- лярным украшением решеток был торсированный стержень – четырехгранный стальной прут, скрученный спиралью (рис. 15, а). Четырехгранные стержни толщиной до 20 мм скру- чивают, как правило, в холодном состоянии. Очень толстые стержни в холодном состоянии скрутить невозможно, поэтому приходится применять нагрев, но это не так просто. Нерав- номерно нагретый стержень приводит к неравномерному скручиванию, т. е. браку. Равно- мерно нагреть толстые стержни можно только в печи. В кузнечном горне, тем более газовой горелкой такой нагрев практически невозможен. Чтобы скрутить стержень толщиной до 20 мм, нужно точно отметить участок, который должен быть скручен, и зажать стержень по нижней риске в тисках. Затем нужна трубка, которая свободно надевается на этот стержень. Ее обрезают на длину участка скручивания, надевают на стержень, а сверху надевают ворот с четырехгранным отверстием. Скручивание выполняют двухплечим воротом, а если стержень большой толщины – то и четырехплечим. Ворот крутят до тех пор, пока не получат требуемую закрутку. Очень красиво выглядят торсированные стержни, у которых перед скручиванием вдоль всех четырех граней выдавлены глубокие бороздки. И даже плоские стержни и полосы можно скручивать таким же методом – правильно закрученные, они будут выглядеть очень эффектно. На рубеже XIX и XX столетий был разработан так называемый торсировочный станок, на котором можно было скручивать без особых усилий и помощи трубки стержни толщиной до 50 мм. В наши дни этих станков уже почти нет, ими иногда пользуются только в некоторых старых деревенских кузницах. Распространенным кованым элементом украшения с незапамятных времен являются различной формы шишки. Их делают свертыванием проволоки в спираль из одной нитки либо из двух – шести ниток, связанных в пучок. Шишки первого типа используют в каче- стве концевых элементов выступов у решеток, а второго – в качестве украшения срединных участков стержней решеток или как рукоятки. Шишки из одной нитки делают довольно просто. От проволоки ∅5–8 мм отрезают кусок нужной длины. Конец проволоки (примерно 3 см) отгибают под прямым углом, а оставшуюся ее часть нагревают. Отогнутый конец проволоки зажимают в тисках так, чтобы над губками тисков выступал участок длиной не более толщины проволоки, а длинная часть проволоки размещалась параллельно губкам. После этого проволоку туго закручивают вокруг образовавшегося таким образом центра на половину ее длины (рис. 15, б). То же самое делают с другой половиной проволоки. Когда проволока скручена в одной плоскости, ей нужно придать форму шишки. Центры спиралей вытягивают клещами. Далее спираль опускают в обрезок трубы соответствующего ее основанию диаметра и наставкой с одного удара молотка получают конус шишки (рис. 15, в). Такую же операцию производят со второй спиралью и совмещают половинки шишки основаниями в одно целое. Чем больше проволок берется для скручивания, тем изделие больше походит на насто- ящую шишку. Несколько проволок с одного конца сваривают, проковывают в квадрат и фик- сируют в тисках в горячем состоянии, а с другого – закручивают воротком (рис. 15, г). В зависимости от того, насколько сложную хотят получить шишку, связку скручивают на 1,5– Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка» 42 3 оборота. Чтобы проволоки образовали перед закруткой цилиндр, их располагают вокруг осевого прутка, загнув концы длиной 2 см на 180° вовнутрь проволочного пучка, сваривают их внахлест, образуя цилиндр, и так же проковывают в квадрат. После скручивания заготовку оставляют в тисках для остывания. Остывшую поковку раскручивают в обратном направлении. В результате связка начинает распускаться до тех пор, пока не получится требуемая форма шишки. Если шишку надо сделать шире, то в про- цессе раскручивания связку осаживают в продольном направлении. Шишки такого типа кузнецы в далеком прошлом делали не из связки прутков, а из цельного прутка квадратного сечения, рассекая его в продольном направлении на несколько ветвей также четырехгранного сечения, после чего его скручивали. Полученная таким способом шишка выглядит привлекательнее. Наиболее распространенными декоративными коваными элементами являются волюты – украшения в форме спиралевидного завитка (рис. 15, е). Конечно, кованый металл обладает особой привлекательностью, но и слесарная техника позволяет изготовить очень красивые детали. По количеству завитков волюта бывает односторонняя и двусторонняя (симметричная и асимметричная), по типу скручивания – с обратной закруткой и с разветвлением от метал- лического прута. Вначале следует определить необходимую длину заготовки. Проще всего это сделать с помощью тонкой проволоки, которую сначала скручивают по форме волюты, потом рас- прямляют и измеряют. Затем отрубают заготовку этой длины и выгибают основной наиболее крутой завиток. После этого молотком на оправке выгибают спираль (рис. 15, д). Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка» 43 Рис. 15. Гнутые кузнечные изделия: а – торсированный стержень; б, в – скручивание шишки из одного прутка; г – шишка из связки прутков; д – формование завитка волюты; е – виды волют Заготовки, предназначенные для изготовления волют, можно украсить продольными желобками или орнаментами, выполненными с помощью чеканов или рельефных пуансо- нов. Чтобы упростить работу, украсить желобками или другим орнаментом можно только концы волют. При изготовлении однотипных мелких спиралей, требующихся в решетках и других изделиях в больших количествах, пользуются шаблонами, которые облегчают работу, уско- ряют процесс изготовления и повышают точность размеров полученных деталей. Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка» 44 Сварные соединения и швы Сварные соединения могут быть стыковыми, угловыми, тавровыми и нахлесточными (рис. 16). Рис. 16. Сварные соединения: а – стыковое; б – угловое; в – нахлесточное; г – тавровое; д – торцовое Стыковым называется сварное соединение двух элементов, расположенных в одной плоскости или на одной поверхности. Угловым называется соединение двух элементов, расположенных под прямым углом и сваренных в месте примыкания их краев. Нахлесточным называется сварное соединение, в котором свариваемые элементы расположены параллельно и перекрывают друг друга. Разновидностью нахлесточного соединения является торцовое, в котором боковые поверхности свариваемых элементов примыкают друг к другу. Тавровым называется сварное соединение, в котором к боковой поверхности одного элемента примыкает под углом и приварен торцом другой элемент. Часть конструкции, в которой сварены примыкающие друг к другу элементы, называ- ется |