Металлы соединения с неметаллами — Справочник химика 21

    I. Водород. Изотопы водорода. Соединения Н с металлами и неметаллами. Вода. Пероксид водорода [c.289]

    Аналогичное поведение обнаруживается и у элементов группы VA, но граница между металлами и неметаллами в этой группе проходит ниже. Азот и фосфор являются неметаллами, химия их ковалентных соединений и возможные состояния окисления определяются наличием пяти валентных электронов в конфигурации Азот и фосфор чаще всего имеют степени окисления — 3, -Ь 3 и +5. Мыщьяк As и сурьма Sb-семи-металлы, образующие амфотерные оксиды, и только висмут обладает металлическими свойствами. Для As и Sb наиболее важным является состояние окисления + 3. Для Bi оно единственно возможное, если не считать степеней окисления, проявляемых в некоторых чрезвычайно специфических условиях. Висмут не может терять все пять валентных электронов требуемая для этого энергия слишком велика. Однако он теряет три бр-электро-на, образуя ион Bi .  [c.455]

    Соединения со степенью окисления азота —3. При высоких температурах азот окисляет многие металлы и неметаллы, образуя нитрид ы  [c.345]

    При прямом взаимодействии азота и фосфора со многими металлами и неметаллами образуются нитриды и фосфиды. В зависимости от полярности связи Е—X можно наблюдать переходы от связей ионного типа к ковалентным или к металлическому типу связи (X=N, Р). При этом происходят переходы между тремя основными типами соединений меняются также химические свойства соединений. [c.533]

    Названия соединений, содержащих металл и неметалл, состоят из названия неметалла (элемента с большей электроотрицательностью), образованного добавлением к латинской основе окончания -ид названия металла (элемента с меньшей электроотрицательностью) валентности (степени окисления) металла, которая указывается римской цифрой в круглых скобках. 

[c.138]

    Химические свойства воды. Вода — весьма реакционноснособное вещество. Она взаимодействует с окислами металлов и неметаллов, образуя гидраты основного и кислотного характера. Вода обладает амфотерными свойствами. При взаимодействии со щелочами она ведет себя как кислота, а с кислотами как основание. Активные металлы взаимодействуют с водой с выделением водорода. Например, калий и натрий разлагают воду без нагревания, магний при нагревании, а железо при сильном нагревании. В результате наличия в молекуле воды отрицательно заряженных ветвей электронного облака она способна входить в состав координационных соединений в виде лигандов с образованием донорно-акцепторной связи (Си(Н20)4]804-Н20. 

[c.13]

    Написать уравнение реакции получения гидрида лития. Как отличаются гидриды щелочных и щелочноземельных металлов от водородных соединений неметаллов по характеру валентной связи и физическим свойствам  [c.263]

    Запишите формулу высшего оксида, формулу летучего водородного соединения (если оно существует) и укажите, пользуясь периодической таблицей, порядковый номер, период, группу, подгруппу и принадлежность к металлам пли неметаллам для следующих элементов а) магний б) кремний в) рений г) рутений  

[c.35]

    При взаимодействии атомов натрия и фтора атомы натрия отдают электрон атому фтора. При этом образуются ионы натрия и фтора, которые притягиваются друг к другу, в результате получается кристаллическое ионное соединение, называемое фторидом натрия. Связь, которая удерживает ионы вместе, принято называть ионной связью. Такие соединения чаще всего образуются при взаимодействии металлов с неметаллами, поскольку металлы легко теряют электроны, а неметаллы их приобретают, [c.186]

    Какой элемент имеет положительную степень окисления, а какой -отрицательную в следующих соединениях металла с неметаллом   [c.519]

    По величине электроотрицательности углерод занимает промежуточное положение между типичными металлами и неметаллами, поэтому способность отдавать электроны у него почти такая же, как и присоединять электроны атомов других элементов. Следовательно, в химических соединениях углерод образует в основном ковалентные связи, [c.242]

    Свойства соединений элементов, располагающихся в периодической системе на границе между металлами и неметаллами [c.453]

    Теоретические и опытные значения постоянной скорости образования соединений металлов с неметаллами (по Вагнеру) 

[c.62]

    Химические соединения, содержащие комплексные группы, называются комплексными, или координационными. Комплексные группы образуются в результате координации около центрального атома (иона) лигандов — нейтральных молекул, кислотных остатков. Они характеризуются определенной прочностью и в химических реакциях проявляют индивидуальные свойства. Центральный атом (ион) с координированными лигандами образует внутреннюю координационную сферу, которую при записи формулы берут в квадратные скобки, чтобы подчеркнуть ее стойкость и индивидуальность. Центром координации может быть металл или неметалл с различной степенью окисле- [c.290]

    Справочник типа энциклопедии рассчитан на 4 тома. Приведены. диаграммы со-СТОЯНИЯ, кристаллическая структура, физические и химические свойства двойных сплавов и двойных соединений, образованных металлами и неметаллами. Обширная библиография. Элементы расположены в порядке алфавита т. I А — Б, т. II В Ж и т. д. 

[c.120]

    В природе, как правило, встречаются в чистом виде только благородные металлы (платина, золото, серебро и т. д.), а остальные — в виде соединений с неметаллами (минералы, руды). Причина этого — большая химическая активность (сродство) металлов по отношению к кислороду и другим неметаллическим элементам (сере, хлору, фосфору и т. д.). Свидетельством этого является то, что изобарно-изотермический потенциал у окислов, сульфидов, сульфатов, хлоридов металлов меньше, чем у элементов металла и неметалла, взятых в отдельности. Например, при образовании РегОз из отдельных элементов свободная энергия (в ккал/моль) уменьшается на 177, АЬОз — на 377, 2пО — на 76. 

[c.10]

    Применение химических восстанавливающих агентов (соединений металлов и неметаллов переменной степени окисления) и электровосстановления снимает проблему образования диаминов. Соотношение образующихся изомеров варьируется за счет применения различных восстановителей Ре » и др.), а также добавок [c.53]

    Помимо простых (одноатомных) ионов в соединениях могут образовываться комплексные (многоатомные) ионы. В состав комплексного иона входят атом металла или неметалла, а также несколько атомов кислорода, хлора, молекулы аммиака (Nh4), гидроксидные ионы (ОН ) или другие химические группы. Так, сульфат-ион, SO , состоит из атома серы и четырех окружающих его атомов кислорода, занимающих вершины тетраэдра, в центре которого находится сера общий заряд комплексного иона равен — 2. Нитрат-ион, NO , содержит три атома кислорода, расположенных в вершинах равнобедренного треугольника, в центре которого находится атом азота общий заряд комплексного иона равен — 1. Ион аммония, Nh5, имеет четыре атома водорода в вершинах тетраэдра, окружающего атом азота, и его заряд равен + 1. Все эти ионы рассматриваются как единые образования, поскольку они образуют соли точно таким же образом, как и обычные одноатомные ионы, и сохраняют свою индивидуальность во многих химических реакциях. Нитрат серебра, AgNOj, представляет собой соль, содержащую одинаковое число ионов Ag » и NOj. Сульфат аммония-это соль, в которой имеется вдвое больше ионов аммония, NH , чем сульфат-ионов, SOj она описывается химической формулой (Nh5)2S04. Другие распространенные комплексные ионы указаны в табл. 1-5. 

[c.33]

    Как свободные атомы металлов, так и образуемые ими кристаллические структуры характеризуются относительной непрочностью связи валентных электронов внешних электронных оболочек с ядрами атомов и узлами кристаллических решеток. В силу этого наиболее существенным химическим свойством свободных металлов является их отчетливо выраженная восстановительная способность. Многие другие химические свойства металлов и их соединений также объясняются относительной легкостью отдачи своих электронов атомами металлов. Сопоставим важнейшие свойства металлов и неметаллов в виде следующей схемы  

[c.111]

    Свойства более сложного по составу элементов, чем простое вещество, бинарного соединения сильно зависят от природы образующих его двух элементов. Важнейшим фактором является расположение этих эле.ментов в периодической системе относится ли каждый из них к металлам, неметаллам или находится на границе между металлами и неметаллами. При этом важное значение имеет степень различия элементов по электроотрицательности, размерам и другим факторам, влияющим на природу возникающей между ними химической связи. 

[c.340]

    По виду химической связи все бинарные соединения делятся на ионные (солеобразные), ковалентные, металлоподобные и смешанные. В первых трех классах бинарных соединений реализуется преимущественно ионный, ковалентный или металлический тип связи, соответственно. В последнем случае преимущественный характер связи выделить трудно, здесь в ощутимой мере проявляются характерные признаки нескольких видов химической связи. Условно влияние положения элементов бинарного соединения, относительно границы между металлами и неметаллами на вид химической связи показано на рис. 12.1. 

[c.340]

    Нетрудно сообразить, что поскольку щелочноземельные металлы Ве, Mg, Са, 8г и Ва очень сходны по своим химическим свойствам, их следует расположить друг под другом, как это и сделано на рис. 7-3. Каждый период завершается элементами с неметаллическими свойствами, и О, 8, 8е и Те образуют семейство элементов с валентностью 2, у которых при переходе от О к Те постепенно нарастают металлические свойства О-типичный неметалл, а Те располагается в особой пограничной зоне таблицы между металлами и неметаллами, где находятся так называемые семиме-таллы ( полуметаллы ), или металлоиды. Элементы К, Р, Аз, 8Ь и В1 образуют семейство, отличительной особенностью элементов в котором является способность присоединять три электрона в некоторых соединениях, а также постепенный переход от неметаллических свойств у N и Р к семиметаллическим у Аз и металлическим у 8Ь и В1, Элементы С, 81, Се, 8п и РЬ также образуют семейство, характерным свойством элементов в котором является валентность 4. Для этих элементов пограничная линия между металлами и неметаллами располагается на один период выше С-типичный неметалл, 81 и Ое-семиметаллы, а 8п и РЬ металлы. Наконец, семейство элементов В, А1, Са, 1п и Т1 образует ионы с зарядами + 3  [c.314]

    Металл А и неметалл В относятся к одному и тому же периоду. Их соединение имеет состав АВ и содержит неметалла в два с лишним раза больше, чем металла. Назовите металл и неметалл. (Задачу решите устно.) [c.161]

    ПОРОШКОВАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ (металлокерамика) — группа технологических методов производства металлических порошков или композиций металлов с неметаллами и спекание из них изделий.. Методы П. м. приобрели важное значение в связи с необходимостью переработки тугоплавких металлов, соединений и сплавов, а также потребностью в тугоплавких, жаростойких, жаропрочных и коррозионностойких материалов. [c.202]

    СПЛАВЫ — системы, состоящие из двух или нескольких металлов, а также из металлов и неметаллов, обладающие по сравнению с чистыми металлами как общими металлическими, так и новыми ценными свойствами. Получают С. кристаллизацией расплавов, методом спекания (порошковая металлургия) и другими методами. С. представляют собой кристаллически неоднородные смеси, кристаллически однородные химические соединения или твердые растворы. В общем понимании С. не являются обыкновенными смесями компонентов, из которых они состоят. На свойства сплавов значительно влияют условия их образования, особенно температура и последующая термическая обработка. С. металлов широко используются в технике. [c.235]

    При обычной температуре элементарный углерод весьма инертен. При высоких же температурах он непосредственно взаимодействует с многими металлами и неметаллами. Углерод проявляет восстановительные свойства, что широко используется в металлургии. Окислительные свойства углерода выражены слабо. Вследствие различия в структуре алмаз, графит и карбин по-разному ведут себя в химических реакциях. Для графита характерны реакции образования кристаллических соединений, в которых макромолекулярные слои С200 играют роль самостоятельных радикалов. [c.394]

    В отличне от водородных соединений неметаллов VI и УИ груп[(, аммиак не обладает кислогнымн свойствами. Однако атомы водорода в его молекуле могут замещаться атомами металлов. При полном замещении водорода металлом образуются соединения, называемые нитридами. Некоторые из них, например нитриды кальция и магния, получаются ири непосредственном взаимодействии азога с металлами при высокой температуре  [c.400]

    Уже на ранних этапах развития химии было известно, что различным элементам присущи особые свойства. Вначале элементы подразделяли всего на два типа-металлы и неметаллы. Металлические элементы характеризуются специфическим блеском, ковкостью (их можно расплющивать молотом в тонкие листы), тягучестью (способностью вытягиваться в проволоку), они хорошо проводят тепло и электрический ток, а также образуют с кислородом соединения, обладающие основными свойствами. Неметаллические элементы не имеют характерной внешности, как правило, они плохо проподят тепло и электрический ток и образуют оксиды с кислотными свойствами. [c.303]

    В данном разделе будет показано, как периодическая система позволяет предсказыва1ъ молекулярные формулы и химические свойства соединений металлов и неметаллов с водородом и кислородом. [c.318]

    Доля ковалентной связи в соединениях элементов подгруппы ПА значительно больше, чем в соединениях щелочных металлов. Наиболее значительна она в галогенидах бериллия, которые по свойствам являются промежуточными мелсоединениями металлов и неметаллов. Галогениды бериллия (за исключением наиболее ионного ВеРг) испаряются при 400—500 °С ив расплавленном состоянии мало ионизированы (электропроводность жидкого ВеСЬ в 1000 раз меньше, чем жидкого Na l). [c.312]

    К качественным методам относятся также исс.чедонания с применением индикаторов. Метод осноиан на том, что с помощью определенных реактивов можно выяснить расположение анодных и катодных участков на поверхности корродирующего металла по образованию окрашенных соединений при взаимодействии этих реактивов с продуктами коррозии. Этот метод. может быть использован нри явно гетерогенной коррозии, т. е. при четкоМ разграничении анодных и катодш х участков, что может иметь место, наиример, при грубой неоднородности металла, нрн налн-чин неравномерной деформации, при контакте металла с другими металлами н неметаллами и др. [c.335]

    Локализованная в щелях коррозия может привести к преждевременному износу работающих в атмосферных условиях конструкций, особенно болтовых и заклепочных (например, стальных мостов). Щелевой коррозии также подвержены конструкции, находящиеся в водной и почвенной средах (металлические резервуары, трубопроводы, греющие элементы водоподогревате-лей и т. д.). Щелевая коррозия может возникнуть в зоне контакта металла с неметаллами (древесиной, полимерами, резиной, асбестом, стеклом, бетоном, тканями и т. д.). Часто наблюдается коррозия фланцевых соединений в зоне контакта металла с прокладками, выполненными из резины, фетра нли другого материала. [c.444]

    В процессах полимеризации углеподородов наиболее широкое распространение в качестве катализаторов получили серная и фосфорная кислоты, галогениды металлов и неметаллов (хлориды алюминия и цинка, фторид бора), оксиды металлов (ванадия, цинка, молибдена), металлоорганические соединения (триэтклалюминий, триизобутилалю-миний) и др. Серная кислота, используемая в качестве катализатора, должна иметь концентрацию 63- 72%. [c.40]

    КАРБИДЫ — соединения металлов или неметаллов с углеродом. К.— тугоплавкие твердые вещества, нерастворимые ни в одном из известных растворителей. Наиболее распространенный метод получения К- заключается в нагревании до температуры около 2000 С смеси соответствующего металла или его оксида с углем в атмосфере инертного или восстановительного газа. Преобладающее большинство К. (карбид бора В4С, кремния Si , титана Ti , вольфрама W , циркония Zr и др.) очень твердые, жаропрочные, химически инертные. К. применяют в производстве чугунов и сталей, различных сплавов современной техники, используют в качестве абразивных материалов, восстановителей, рас-кислителей, катализаторов и др. К. вольфрама и титана входят в состав твердых и жаропрочных сплавов, из которых изготовляют режущий и буровой инструменты из К. кремния (карборунд) изготовляют шлифовальные круги и другие абразивы К. железа Feg (цементит) входит в состав чугунов и сталей К. кальция применяется в производстве ацетилена, цианамида кальция и др. К. используют как материалы для электрических контактов, разрядников и многого др. (см. Кальция карбид. Карборунд). [c.119]

    Вторая часть — введение в химию элементов включает как ранее присутствовавший, но переработанный и дополненный материал (диаграммы состояния, комплексные соединения), так и впервые включенный (происхождение, распространенность и рс1спределение элементов, химические свойства металлов и неметаллов). [c.11]

    Ковалентные бинарные соединения встречаются почти среди всех классов бинарных соединений галогенидов, оксидов, халькогенидов, нниктогенидов н карбидов. Только среди силицидов нет ковалентных соединений. Эхо связано с тем. что кремний находится на границе между металлами и неметаллами и. таким образом, все силициды образованы с участием металлов. [c.341]

    Халькогениды. Сера, селен и теллур менее электроотрицательны, чем кислород. Кроме этого, теллур находится на границе между металлами и неметаллами. Поэтому среди халькогенидов выделяют ионные, ковалентные и металлоподобные соединения. Степень окисления элемента неметалла в халько-генидах —2. [c.342]

    ДИАЗОМЕТАН СНаЫг — простейшее диазосоединение жирного ряда газ желтого цвета с неприятным запахом, весьма токсичен и взрывоопасен. Используют эфирный раствор Д., который при температуре около 20° С безопасен в работе. Д.— весьма реакционноспособное соединение, присоединяющееся к олефинам без выделения азота, легко метилирует соединения, содержащие активный атом водорода, реагирует с хлоридами металлов и неметаллов. Д. получают действием щелочей на нитро-зометилуретан, нитрозометилмочевину и др. [c.86]

    КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ — соединения, кристаллическая решетка которых состоит из комплексных ионов, способных существовать самостоятельно в растворах. Комплексным называется ион, состоящий из атома металла или неметалла в определенном валентном состоянии, связанного с одним или несколькими способными к самостоятельному существованию мoлeкyлa ш или ионами. К- с. образуются в результате присоединения к данному иону (или атому) нейтральных молекул или ионов. К- с., в отличие от двойных солей, в растворах диссоциируют слабо. К- с. могут содержать комплексный анион (напр., Fe ( N)e) ), комплексный катион Ag (Nh4)2]+ или вообще К- с. могут не диссоциировать на ионы (напр., [Со (N0 )3 (ЫНз)з]). к. с. широко используются в аналитической химии, при получении золота, серебра, меди, металлов платиновой группы и др., для разделения лантаноидов и актиноидов. К К- с. относятся вещества, играющие важную роль в жизнедеятельности животных и. растений — гемоглобин, хлорофилл, энзимы и др. [c.132]

    ХИМИЯ ПЛАЗМЫ. Плазма — ионизованный газ, используется как среда, в которой протекают в[лсокотемператур-ные химические процессы. С помощью плазмы достигают температуры около миллиона градусов. Плазма, используемая в химии, в сравнении с термоядерной считается низкотемпературной (1500—3500 С). Несмотря на это, в химии и химической технологии она дает возможность достижения самых высоких температур. В химии плазма используется как носитель высокой температуры для осуществления эндотермических реакций или воздействия на жаростойкие материалы ири их исследовании. Технически перспективными процессами X. п. считаются окисление атмосферного азота, получение ацетилена электро-крекингом метана и других углеводородов, а также синтез других ценных неорганических и органических соединений. Специальными разделами X. п. является плазменная металлургия — получение особо чистых металлов и неметаллов действием водородной плазмы на оксиды или галогениды металлов, обработка поверхностей металлов кислородной плазмой для получения жаростойких оксидных пленок или очистки поверхности (в случае полимеров). К X. п. примыкают также процессы фотохимии (напр., получение озона). Здесь фотохимический процесс протекает в той же плазме, которая служит источником излучения. [c.275]

    Весьма важное место в современной технике занимают замечательные материалы — керметы (керамико-металлические материалы) — микрогетерогенные композиции из металлов и неметаллов, сочетающие тугоплавкость, твердость и жаропрочность керамики с электро- и теплопроводностью, а также пластичностью металлов. В качестве неметаллических компонентов используют различные тугоплавкие оксиды, металлоподобные соединения неметаллов (карбиды, бориды) и другие неметаллы, обладающие высокой температурой плавления и химической стойкостью. В качестве металлической составляющей обычно используют металлы группы железа (Fe, Со, Ni), либо металлы VI группы (Сг, W, Мо). [c.447]

    Книга посвящена акустическим методам и средствам неразрушающего контроля и охватывает задачи дефектоскопии, контроля физико-механических свойств материалов, измерения размеров объектов контроля. Для обоснованного изложения методов и средств контроля в книге рассмотрены физические основы излучения, приема, распространения, отражения, преломления и дифракции акустических волн. Главное внимание уделено физике процессов, не применяется сложный математический аппарат. Основное внимание уделено методу отражения, получившему наиболее широкое распространение в практике неразрушающего контроля. Более кратко изложены методы прохождения, свободных и вынужденных колебаний, акустической эмиссии. Расшохредо-, использование методов контроля металлов и сплавов (литья, поковок, проката, сварных соединений), неметаллов и шюгослойиых канг.трукций. Для двух последних отмечается во можность использования специфических низкочастотных ме-«тодов,. г [c.3]

    Фосфиды — соединения фосфора с металлами и неметаллами (В, 51, Аз). В фосфидах в зависимости от природы металла доля того илн иного вида связи может мепяться в широких пределах. Фосфиды -элементов можно рассматривать как иоино-ковалентио-металлические соединения состава ЭР, ЭРа, Э3Р. В химическом отношении они устойчивы. [c.315]

---

Соединение металл — металл — Page 4

Cтраница 4 из 6 Известны два основных метода изготовления неразъемных соединений металла с металлом. По первому методу соприкасающиеся поверхности свариваются в результате их плавления или сильного сжатия без участия какого-либо промежуточного металла. По второму методу между соединяемыми поверхностями вводится промежуточный материал, более мягкий и с более низкой температурой плавления, причем в процессе соединения плавления поверхностей соприкасающихся деталей не происходит. Первый метод соединения металлов называется сваркой, а второй — пайкой. Строго говоря, приведенные определения этих процессов не вполне корректны, поскольку в некоторых случаях сварки используются промежуточные металлические материалы. Сварку обычно применяют для соединения однотипных металлов или в тех случаях, когда металлы способны образовывать сплавы, тогда как пайка позволяет получать соединения разнородных металлов. В отличие от стекла, для металлов согласование коэффициентов термического расширения не столь важно, поскольку они обладают больш ей пластичностью. Металлы со значительно различающимися а могут быть удовлетворительно соединены при правильной конструкции соединения, например, благодаря специальному профилированию соединяемых стенок. С другой стороны, следует учитывать, что образующийся в результате сварки сплав может быть хрупким и неспособным к отпуску. Тот или иной способ соединения металлических материалов выбирается в зависимости от материала и формы соединяемых деталей, а также от функциональных особенностей соединения. Так, для наружных элементов вакуумных систем важнейшим критерием является прочность, а для вакуумной оболочки— герметичность. Ниже будут рассмотрены, главным образом, различного типа соединения вакуумных металлических элементов, технология их изготовления и меры предосторожности. Для получения вакуумно-плотных соединений типа металл— металл используются следующие способы сварки: а) газовая ацетилено-кислородная, б) контактная, в) электродуговая, г) электроннолучевая, д) лазерная и е) холодная1. В процессе газовой сварки кромки соединяемых деталей расплавляются в пламени кислород-ацетиленовой смеси. Этот способ широко применяется для сварки малоуглеродистых и низколетированных сталей. Сплав, получающийся в результате сварки, может быть пористым вследствие поглощения газа расплавленным металлом; кроме того, в зоне сварки происходит интенсивное окисление металлов. Поэтому этот способ сварки для получения вакуумно-плотных соединений практически не применяется.Контактная сварка осуществляется в результате омического нагрева плотно прижатых свариваемых деталей при прямом пропускании через них тока большой силы. Контактная сварка характеризуется ограниченной площадью сварки; она может быть точечной или шовной. Точечная сварка широко применяется при изготовлении электродов электровакуумных устройств. В настоящее время точечная сварка осуществляется импульсным током изменяющейся продолжительности и величины при изменяемом давлении в точке сварки. При соответствующем выборе этих параметров контактной сваркой можно соединять многие металлы разного типа и различной формы, например сваривать вольфрамовую нить с никелевой фольгой. Этот способ позволяет проводить прецизионную сварку миниатюрных деталей и поэтому применяется, главным образом, в производстве электровакуумных устройств, хотя пригоден также при производстве крупных изделий, например в авиации и автомобилестроении. Получаемые швы обладают высокими прочностью и чистотой, а также (поскольку сварка осуществляется на ограниченной площади) не возникает источников натекания газа в вакуумную систему. Современная технология позволяет проводить непрерывную контактную шовную сварку непрерывным сварочным током либо током с очень короткими интервалами, так что области сварки от двух последующих импульсов перекрывают друг друга. Таким способом можно сваривать внахлестку плоские металлические детали. Однако этот способ сварки пригоден только для относительно тонких металлических деталей (толщиной до 2 мм). Тем не менее он нашел широкое применение в электровакуумном производстве, поскольку благодаря сильно локализованному разогреву позволяет осуществлять сварку в непосредственной близос ти к другим спаям, например металла со стеклом. Никель, железо и их сплавы, в том числе нержавеющая сталь, легко свариваются контактной сваркой с образованием прочного соединения. В случае тугоплавких металлов, таких, как вольфрам, молибден и тантал, контактная сварка не дает хороших результатов. В этих случаях используют промежуточный материал, например платину. Металлы с высокой проводимостью (серебро, медь) также трудно сваривать ввиду низкого контактного сопротивления между ними. К металлам, которые затруднительно сваривать способом контактной сварки, относится также алюминий, поверхность которого обычно покрыта изолирующим слоем оксида. Более подробно вопросы технологии контактной сварки и ее применения изложены в работе Эспе. Наибольшее распространение в вакуумной технике для получения вакуумно-плотных соединений получила электродуговая сварка. Электродуговая сварка обычно проводится в среде атмосферного воздуха, как правило, с одним расходуемым электродом. Так же, как и газовая сварка, этот способ широко применяется в промышленности. Однако получаемый при этом шов имеет те же самые недостатки с точки зрения вакуумной техники, что и шов, полученный газовой сваркой, — пористость и окисленность. Разновидностью электродуговой сварки, широко используемой при изготовлении вакуумных систем из нержавеющей стали, является сварка в атмосфере защитных газов (аргона, гелия, водорода). При сварке защитный газ (например, аргон) подается между центральным вольфрамовым электродом и керамическим наконечником сварочной горелки под небольшим избыточным давлением. Для сварки стали используют постоянный ток (причем электрод является катодом, а деталь — анодом), а для сварки алюминия — переменный. Выпускаются горелки различных типов и размеров, что позволяет сваривать элементы любого размера — от небольших деталей до крупных вакуумных камер. Небольшие горелки, питаемые током до 100 А, обычно охлаждаются потоком воздуха и могут применяться для внутренней сварки в трубах и других труднодоступных местах. Большие горелки, использующие в 2—3 раза больший ток, охлаждаются водой. Благодаря защитной атмосфере инертного газа или водорода нет необходимости в использовании флюса, так как нагрев и плавление металла происходят в локальной области, поэтому можно получать очень чистые швы. Используя присадочный пруток из того же материала, что и свариваемые детали, можно утолстить место сварки. Варьируя типоразмер горелки, расход газа, скорость перемещения горелки или свариваемой детали и т. д., можно выполнять любые сварочные работы. Ввиду ограниченной площади нагрева в сваренных деталях может возникать концентрация напряжений и, нередко, даже деформация деталей. Поэтому после сварки деталь необходимо подвергать отжигу либо механической обработке для устранения возникших деформаций. Хотя сварка с местным обдувом и не приводит к окислению металла шва, металл на его периферии все же может быть немного окислен. Для легко окисляющихся металлов, таких, как молибден или тантал, а также в тех случаях, когда к чистоте шва предъявляют повышенные требования, сварку проводят в камере, заполненной аргоном.   Рис. 2.13. Сварные соединения деталей вакуумных установок Конструирование вакуумных установок, в которых предусмотрено соединение деталей с помощью сварки, следует выполнять с особой тщательностью. Важно избегать глухих отверстий и объемов, которые могут создавать мнимые течи в вакуумной системе. Также не следует без необходимости создавать полости, соединяющиеся с вакуумом, в которых могут накапливаться загрязнения. На рис. 2.13 приведены несколько типичных примеров правильно и неправильно выполненной сварки для соединений различных типов. Вообще говоря, со стороны вакуума всегда, если это возможно, следует сваривать непрерывным швом, а любая дополнительная сварка, необходимая для упрочнения соединения, должна проводиться прерывистым швом и с наружной стороны. Электроннолучевая сварка основана на использовании энергии сфокусированного потока высокоэнергетических электронов (>10 КэВ), под действием которых металл нагревается в вакууме до температуры плавления. Ограниченные размеры вакуумной камеры, в которой проводится электроннолучевая сварка, в свою очередь лимитируют возможности этого способа сварки. Создаваемый в результате взаимодействия пучка электронов с металлом интенсивный локальный нагрев зоны сварки делает этот метод особенно эффективным для сваривания металлов с высокой температурой плавления, и в первую очередь металлов, легко окисляющихся при этих температурах. Например, этим способом можно осуществлять сварку изделий из вольфрама. Следует, однако, отметить, что электронно-лучевая сварка довольно дорога и не представляет особого интереса с точки зрения изготовления корпусов вакуумных установок. Аналогична электроннолучевой лазерная сварка. Этот способ, в котором для нагрева металла используется энергия лазерного луча, имеет преимущество перед электроннолучевой сваркой, поскольку не требует специального вакуумного оборудования. В последнее время в вакуумной технике приобрел популярность способ соединения металлов давлением как при комнатной (холодная сварка), так и при повышенных температурах. Этот способ применим к более мягким металлам, таким, как медь и серебро. Однако в некоторых случаях он может быть применен и к более твердым металлам, если использовать промежуточный мягкий металл между свариваемыми поверхностями, например индий между поверхностями ковара в дисковых соединениях. Свариваемые поверхности должны быть тщательно очищены от пленки окислов; необходимое для сварки давление превышает 10 кг-мм-2, хотя с ростом температуры оно может быть уменьшено. Сварка этого типа особенно эффективна при изготовлении металлических оболочек электровакуумных приборов, в которых вывод ножек, прикрепление окон и т. п. могут быть выполнены без нагрева деталей. Ввиду необходимости прикладывать большие усилия при холодной сварке ее не рекомендуется использовать для больших вакуумных систем и особенно для неплоских поверхностей. В некоторых устройствах, которые содержат электрические или другие вводы, доступ к сопрягаемым поверхностям для сварки осуществить невозможно; в этом случае используется пайка. Однако в технике высокого вакуума мягкие припои, а также обычная пайка на воздухе с помощью флюсов неприемлемы. Поэтому используют пайку в условиях контролируемой атмосферы или под вакуумом без применения флюсов. Получающиеся в этом случае соединения обладают удовлетворительной герметичностью и прочностью и широко используются в технике высокого вакуума. Чтобы спаять детали, вначале их помещают в специальную камеру, где приводят в тесный контакт с помощью специальных зажимных приспособлений. Припой в виде колец из проволоки, фольги, порошка или пасты располагают вдоль шва; затем детали нагревают до температуры плавления припоя, которая должна быть существенно ниже температуры плавления материала деталей. Нагрев осуществляется либо токами высокой частоты, либо специальными нагревателями1′. В состав припоев входят, как правило, такие металлы, как медь, серебро, золото, палладий и никель, в соответствующих пропорциях. Обычно детали, предназначенные для работы в условиях сверхвысокого вакуума, подвергаются пайке в высоковакуумных печах, рассчитанных на температуры до 1400°С. В случае нержавеющей стали используется припой на основе никеля. Характерной особенностью таких припоев является то, что они сплавляются с нержавеющей сталью, образуя новый сплав с более высокой температурой плавления, что позволяет проводить последующую пайку с другими деталями и эксплуатировать получаемые соединения при более высоких температурах. Проникновение расплавленного припоя в зону пайки происходит под действием капиллярных сил и зависит от зазора между деталями. Для получения плотного шва между деталями необходимо выдерживать требуемый зазор’, величина которого зависит от геометрических размеров и конструктивных особенностей деталей, а также свойств соединяемых металлов и используемого припоя. Однако существуют специальные припои с наполнителем, которые позволяют вести пайку с большими зазорами — до 1,5 мм.

Осторожно: горячо! | Время ОВК

№ 10 (апрель) 2019

О сколько нам открытий чудных…

Лишь только человечество обнаружило возможность применять в хозяйстве железо, золото, медь, как перед ним встал вопрос соединения мелких фрагментов в более крупные, пригодные для быта. Со временем люди научились ковать, плавить, отливать и обрабатывать. Пришло понимание, что ковкой с прогревом металла можно добиться удивительных результатов.

По мере развития литейного производства, когда начали выплавлять металл из руд, получать отдельные детали и элементы, мастера научились сваривать их вместе. Детали заформовывали, а шов заполняли расплавленным металлом. Затем были созданы специальные легкоплавкие сплавы. Так, логическим следствием литейной сварки стала пайка металлов.

Доказательством служат золотые украшения с оловянной пайкой, найденные в египетских пирамидах, и свинцовые водопроводные трубы с поперечным паяным швом, обнаруженные при раскопках в древнеримском городе Помпеи. В древние времена была распространена и кузнечная сварка, при которой металлы разогревались до состояния пластичности, после чего спрессовывались в местах соединения.

Кузнечная сварка и пайка были ведущими процессами техники соединения металлов вплоть до конца ХIХ века. Открытие электрического дугового разряда позволило получить электродуговую сварку, актуальную до сих пор. Правда, путь к этому открытию длился целых восемь десятков лет.

В 1802 году профессор физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии Василий Петров обратил внимание на то, что при пропускании электрического тока через два стержня из угля или металла между их концами возникает ослепительно горящая дуга (электрический разряд), имеющая очень высокую температуру. Изучив и описав это явление в работе «Известие о гальвани-вольтовских опытах», он указал на возможность использования энергии электрической дуги для расплавления металлов и тем самым заложил основы дуговой сварки металлов и электроплавильных печей.

До конца XIX века металлы соединяли путем кузнечной сварки и пайки

Только в 1882 году русский изобретатель Николай Бенардос для соединения металлов применил электрическую дугу, горящую между угольным электродом и металлом и питаемую электрической энергией от аккумуляторной батареи. Через три года он запатентовал способ соединения и разъединения металлов непосредственным действием электрического тока. В 1888 году русский инженер-металлург Николай Славянов впервые в мире провел дуговую сварку металлическим электродом под слоем флюса – до него применялись только угольные электроды, хотя Бенардос указывал, что проводящим веществом может выступать не только уголь.

	Николай Славянов (в центре) в окружении рабочих Пермского пушечного завода

На Всемирной выставке 1900 года в Париже Николай Бенардос продемонстрировал изобретенное им приспособление для автоматического регулирования длины дуги с помощью соленоида (это односложная катушка цилиндрической формы, витки которой намотаны вплотную, а длина значительно больше диаметра. – Прим. ред.). Еще он предложил варианты сварки наклонными металлическими электродами – устройствами, в которых подача электрода в зону дуги выполнялась за счет давления пружины, а также разнообразные виды автоматических устройств для сварки, выступившие прообразами современных сварочных автоматов и полуавтоматов.

С помощью дуговой сварки рабочие научились ремонтировать чугунные и бронзовые детали

Что касается Николая Славянова, то он не только изобрел дуговую сварку металлическим электродом, описал ее в своих статьях, книгах и запатентовал, но и сам широко внедрял в практику. Он специально обучил рабочих исправлять дуговой сваркой брак литья и восстанавливать детали паровых машин и различного крупного оборудования. Им были созданы первый сварочный генератор и автоматический регулятор длины сварочной дуги, разработаны флюсы для повышения качества наплавленного металла при сварке.

Внедрение сварки в производство проходило очень интенсивно. Только с 1890 по 1892 год было отремонтировано более 1,5 тыс. деталей, в основном чугунных и бронзовых, общим весом свыше 17 тыс. пудов (около 280 тыс. кг). Был даже разработан проект ремонта российского памятника литейного производства – знаменитого Царь-колокола, но эту работу провести не разрешили. Заложенные Бенардосом и Славяновым способы сварки стали основой методов электрической сварки металлов, получивших массовое распространение в XX веке. В 1920-х дуговую сварку стали внедрять при ремонте котлов и локомобилей – передвижных паровых двигателей, она нашла применение в железнодорожных мастерских. Сегодня такую разновидность сварки обозначают аббревиатурой ММА.

Не только в воздухе, но и под водой 

В 1903 году французскими учеными Эдмоном Фуше и Шарлем Пикаром была сконструирована сварочная горелка, работающая на ацетилено-кислородной смеси и позволяющая получить температуру газового пламени 3150°С. Предложенная конструкция принципиально не изменилась до наших дней. В 1906-м появились первые надежные ацетиленовые генераторы, после чего началось промышленное использование данного вида сварки для монтажа газопроводов и другого оборудования.

В 1912 году было создано толстое электродное покрытие, которое представляло собой обертку из синего асбеста. Электроды с толстым покрытием, пропитанным жидким стеклом, нашли свое применение в военной промышленности и кораблестроении. Толстое флюсовое покрытие не только обеспечивало защиту от загрязнения, но и стабилизировало горение электрической дуги благодаря ионизируемым компонентам. Благодаря этому стало возможно создавать сварочные швы без дефектов, а плотность шва впервые стала такой же, как и плотность самого металла.

В конце 1920-х годов известный мостостроитель академик Евгений Патон, оценив перспективы электросварки в мостостроении и других отраслях, решил посвятить этому свою научную деятельность. В 1929 году он основал в Киеве первый в мире институт электросварки. Кроме того, им был разработан целый ряд новых и эффективных технологических процессов электросварки. В годы первых пятилеток СССР внедрение сварочного оборудования и передовой по тому времени технологии сварки способствовало успешному строительству Днепрогэса, «Магнитки», «Уралмашзавода» и других важнейших объектов страны.

Первый пригодный для практического применения способ сварки под водой был создан в Московском электромеханическом институте инженеров железнодорожного транспорта в 1932 году под руководством К.К. Хренова. Дуга в воде горит устойчиво, охлаждающее действие жидкости компенсируется небольшим повышением напряжения дуги, которая плавит металл в воде так же легко, как и на воздухе. Сварка производится вручную штучным плавящимся стальным электродом с толстым (занимает до 30% толщины электрода) водонепроницаемым покрытием. Однако качество сварки в воде все-таки несколько ниже, чем на воздухе, а металл шва недостаточно пластичен.

	Плавить металл в воде оказалось так же легко, как и на воздухе

В 1940 году был впервые применен вольфрамовый электрод, электрическая дуга которого поддерживалась в гелии. Инертный газ обеспечивал самый высокий уровень стабилизации дуги и защиты от загрязнения. В наше время такая сварка известна под аббревиатурой TIG.

Развитие сварки позволило в годы Великой Отечественной войны быстро наладить производство самолетов, танков и других видов вооружения на заводах Урала и Сибири. Немалую лепту внес Евгений Патон, под руководством которого в кратчайшие сроки были разработаны автоматические стенды для сварки башен и корпусов танков, самоходных орудий, корпусов авиабомб.

С 1946 года для сварки реактивных металлов и алюминиевых конструкций стал использоваться аргон, который зарекомендовал себя как наиболее чистый, безопасный и относительно дешевый газ, химически инертный к расплавам указанных материалов. Сейчас этот метод сварки профессионалы называют MIG/MAG.

В 1960 году была разработана новая технология сварки – с использованием нескольких электродов. Суть ее в следующем: две или более сварочные проволоки под флюсом подаются в сварочную ванну, причем они могут использоваться в качестве присадки или находиться под напряжением. Данный технологический процесс позволяет существенно увеличить скорость плавления металла и улучшить его эксплуатационную гибкость.

На 1960-е годы приходится наибольшее количество разработок в области сварки. Именно тогда впервые изобрели сварку металлов с помощью порошкового электрода в инертном газе и без него, электрогазосварку и другие методы.

В конце 1970-х в Институте электросварки им. Е. Патона была осуществлена сварка под водой полуавтоматом, в котором в качестве электрода использовали так называемую порошковую проволоку (тонкую стальную трубку, набитую смесью порошков), непрерывно подаваемую в дугу. Порошок в этом случае является флюсом. Подводная сварка ведется на глубине до 100 м. Она получила распространение в судоремонтных и аварийно-спасательных работах.

Космические технологии 

В наше время существует свыше 150 видов сварки. Широкое применение получили такие новые способы сварки, как порошковая, плазменная, контактная и электрошлаковая, под водой, в космосе и другие.

Весьма эффективна холодная сварка давлением: она дает сварное соединение, прочность которого иногда превышает прочность основного металла. К тому же в большинстве случаев при такой сварке не происходит значительных изменений в химическом составе металла, поскольку он практически не нагревается. Благодаря такой особенности данный способ сварки незаменим в ряде отраслей промышленности (например, космической, электротехнической, электронной).

Сварка давлением выполняется без применения нагрева, одним только приложением давления, создающим значительную пластическую деформацию (до состояния текучести), которая должна быть не ниже определенного значения, характерного для конкретного металла. Перед сваркой требуется тщательная обработка и очистка соединяемых поверхностей (осуществляется обычно механическим путем, например вращающимися проволочными щетками). Этот способ сварки пригоден для соединения многих металлических изделий (проводов, стержней, полос, тонкостенных труб и оболочек) и неметаллических материалов, обладающих достаточной пластичностью (смолы, пластмассы, стекло и т.п.).

Сегодня сваривать можно не только металлы, но и многие другие материалы

Не менее эффективна сварка взрывом. Это тоже холодная сварка, так как существенного нагрева детали после взрыва не наблюдается. Сваривание происходит за счет очистки поверхности соединяемых деталей кумулятивной струей и их сжатия давлением взрыва. Таким методом удобно сваривать разнородные металлы. Он незаменим для холодной плакировки – нанесения на массивную деталь тонкого слоя другого металла.

Кроме того, для сварки можно использовать механическую энергию трения. Детали зажимаются и сдвигаются до соприкосновения торцами. Затем электродвигатель приводит во вращение специальный стержень, который, подобно сверлу, внедряется в щель между свариваемыми пластинами и перемещается вдоль шва. В результате трения разогреваются и оплавляются поверхностные слои на торцах, вращение прекращается, и производится осадка деталей. Листы в месте стыка становятся пластичными, металл перемешивается и соединяется в сварном шве. Сварка трением с перемешиванием высокопроизводительна и экономична, используется в авиастроении и аэрокосмической промышленности.

	Сварка трением с перемешиванием используется в авиастроении и аэрокосмической промышленности

В наше время именно эту технологию применили в НПК «Объединенная Вагонная Компания» при постройке цистерн модели 15-6901 для перевозки концентрированной азотной кислоты. Ввиду крайней агрессивности груза его транспортировка требует особого подвижного состава, оснащенного алюминиевым котлом (содержание алюминия – 99,5%). При сварке такого котла и используется трение с перемешиванием. Этот способ по сравнению со сваркой плавлением намного продуктивнее. Он показывает низкую дефектность и не оказывает влияния на окружающую среду. Для подтверждения возможности применения данного способа сварки в транспортном машиностроении и проверки механических характеристик сварных образцов в АО «ВНИИЖТ» были выполнены механические испытания. В результате образцы сварного соединения показали рост временного сопротивления на 10% по сравнению c показателем материала в исходном состоянии.

Отечественный вагонный парк сегодня обновляется. На смену изношенным еще в прошлом веке вагонам приходят новые, с улучшенными эксплуатационными характеристиками и изготовленные по самым современным технологиям. А значит, и новейшие способы сварки будут неизменно востребованы российскими вагоностроителями.

Александр Рубцов

Неметаллы: простые вещества — свойства неметаллов, история открытия — химия 9 класс

• Интернет-магазин
• Где купить
• Аудио
• Новости
• LECTA
• Программа лояльности

Мой личный кабинет Методическая помощь Вебинары Каталог Рабочие программы Дошкольное образование Начальное образование Алгебра Английский язык Астрономия Биология Всеобщая история География Геометрия Естествознание ИЗО Информатика Искусство История России Итальянский язык Китайский язык Литература Литературное чтение Математика Музыка Немецкий язык ОБЖ Обществознание Окружающий мир ОРКСЭ, ОДНК Право Русский язык Технология Физика Физическая

Реакции металлов с неметаллами

Реакции металлов с неметаллами

Эти реакции могут быть отнесены к реакциям синтеза. В качестве примера приведем образование хлорида натрия в результате сгорания натрия в атмосфере хлора

Полная реакция 2Na (тв.) + Cl2 (г.) = 2NaCl (тв.)

Окислительная полуреакция 2Na(TB.) = 2Na+ (тв.) + 2е-

Восстановительная полуреакция Cl2 (г.) + 2е-= 2С1-(тв.)

Электролиз тоже представляет собой окислительно-восстановительный процесс

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ

При составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций необходимо соблюдать два следующих важных правила:

Правило 1: В любом ионном уравнении должно соблюдаться сохранение зарядов. Это означает, что сумма всех зарядов в левой части уравнения («слева») должна совпадать с суммой всех зарядов в правой части уравнения («справа»). Это правило относится к любым ионным уравнениям, как для полных реакций, так и для полуреакций.

)

Правило 2 число электронов теряемых в одной полуреакции быть равно числу электронов, приобретаемых в восстановительной полуреакции. Например, в первом примере, приведенном в начале данного раздела (реакция между железом и гидратированными ионами двухвалентной меди), число электронов, теряемых в окислительной полуреакции, равно двум:

Следовательно, число электронов, приобретаемых в восстановительной полуреакции, тоже должно быть равно двум:

Cu2+ (водн.) + 2е- =Сu(тв.)

Для составления уравнения полной окислительно-восстановительной рекции из уравнений двух полуреакций может использоваться следующая процедура:

1. Уравнения каждой из двух полу реакций балансируются порознь, причем для выполнения указанного выше правила 1 к левой или правой части каждого уравнения добавляется соответствующее число электронов.

2. Уравнения обеих полуреакций балансируются по отношению друг к другу, так чтобы число электронов, теряемых в одной реакции, стало равно числу электронов, приобретаемых в другой полуреакции, как этого требует правило 2.

3. Уравнения обеих полуреакций суммируют для получения полного уравнения окислительно-восстановительной реакции. Например, суммируя уравнения двух приведенных выше полуреакций и удаляя из левой и правой части полученного уравнения

 

Оглавление:

Принципы дуговой сварки

Дуговая сварка – это один из нескольких способов соединения металлов методом сплавления. Для этого в зоне соединения значительно повышают температуру, из-за чего края двух деталей плавятся и перемешиваются друг с другом или с расплавленным буферным металлом. После охлаждения и застывания между ними образуется металлургическая связь. Так как соединение представляет собой смесь металлов, чаще всего оно обладает такими же прочностными характеристиками, что и металл соединяемых деталей. Это большое преимущество над методами соединения без расплавления металлов (пайки и т. д.), которые не позволяют продублировать физические и механические характеристики основных металлов.

 

Рис. 1. Схема контура дуговой сварки

 

 

При дуговой сварке необходимое для плавления металла тепло выделяется электрической дугой. Эта дуга образуется между рабочим изделием и электродом (в виде стержня или сварочной проволоки), которую вручную или механически направляют в сварочную ванну. Электрод может быть неплавким и служить исключительно для замыкания контура между рабочим изделием и наконечником. Также помимо переноса тока он может быть предназначен для добавления в сварочную ванну присадочного металла. В производстве металлоизделий чаще используется второй тип электродов.

Сварочный контур
Упрощенная схема сварочного контура показана на Рис. 1. Он состоит из источника постоянного или переменного тока, который подключается кабелями к свариваемой детали и электрододержателю.

Дуга возникает в момент, когда кончиком электрода прикасаются к рабочему изделию и сразу же приподнимают его от поверхности.

Температура дуги составляет около 3600ºC. Этого достаточно, чтобы расплавить основной металл и материал электрода, образуя при этом сварочную ванну, которую иногда называют «кратером». После того, как электрод переместится дальше, кратер застынет и образует сварочное соединение.

Газовая защита
Однако для соединения металлов простого перемещения электрода недостаточно. При высокой температуре металлы склонны вступать в реакцию с содержащимися в воздухе химическими элементами – кислородом и азотом. Когда расплавленный металл в сварочной ванне вступает в контакт с воздухом, в нем начинают образовываться оксиды и нитриды, из-за которых намного падают прочностные характеристики металла. Поэтому многие процессы дуговой сварки предполагают какой-либо способ изолировать дугу и сварочную ванну с помощью защитного газа, пара или шлака. Это называют защитой дуги. Такая защита предотвращает или минимизирует контакт расплавленного металла с воздухом. Кроме того, защита может улучшить сварочно-технологические характеристики. В качестве примера можно назвать гранульный флюс, который, помимо прочего, содержит деоксиданты.  

 

Рис. 2. Защита сварочной ванны с помощью покрытия электрода и слоя флюса на наплавлении.

 

На Рисунке 2 показана типичная схема газовой защиты дуги и сварочной ванны. Выступающее за границы электрода покрытие плавится в точке контакта с дугой и образует облако защитного газа, а слой флюса защищает еще не застывший металл наплавления позади дуги.

Электрическая дуга представляет сбой достаточно сложное явление. Хорошее понимание физики дуги поможет сварщику лучше контролировать свою работу.

Природа дуги
Электрическая дуга представляет собой ток через дорожку ионизированного газа между двумя электродами. При этом возникающая между отрицательно заряженным катодом и положительно заряженным анодом дуга выделяет много тепла, так как в ней постоянно сталкиваются положительные и отрицательные ионы.

В некоторых условиях сварочная дуга не только вырабатывает необходимое для плавления электрода и основного металла тепло, но и переносит расплавленный металл с кончика электрода на рабочее изделие. Существует несколько технологий переноса металла. Например, среди них можно отметить:

1. Перенос силами поверхностного натяжения (Surface Tension Transfer®), когда капля расплавленного металла касается сварочной ванны и втягивается в нее силами поверхностного натяжения;
2. Струйный перенос металла – когда электрический разряд выталкивает каплю из расплавленного металла на кончике электрода в сварочную ванну. Такой процесс хорошо подходит для потолочной сварки.

При использовании плавкого электрода жар от дуги расплавляет кончик электрода. От него отделяются капли металла, которые пермещаются через дугу к рабочему изделию. При использовании плавкого электрода жар от дуги расплавляет кончик электрода. От него отделяются капли металла, которые направляются через дугу к рабочему изделию. При использовании угольного или вольфрамового (TIG) электрода этого не происходит. В таком случае металл наплавления поступает в соединение из второго электрода или проволоки.

Большая часть тепла дуги поступает в сварочную ванну через расходуемые электроды. Это позволяет обеспечить более высокую термическую эффективность и сконцентрировать зону термического воздействия.

Так как для замыкания электрического контура нужна ионизированная дорожка между электродом и рабочей поверхностью, простого включения тока будет недостаточно. Необходимо «поджечь» дугу. Этого можно добиться кратковременным повышением напряжения или прикосновением электрода к контактной поверхности до тех пор, пока она не нагреется.

Для сварки может использоваться как постоянный ток (DC) прямой или обратной полярности, так и переменный (AC). Выбор рода и полярности тока зависит от конкретного процесса сварки, типа электрода, газовой среды в зоне дуги и свариваемого металла.

Ученые Сколтеха совместно с коллегами из Китая создали «невозможное» сверхпроводящее соединение

March 16, 2020 4:00pm

Российские ученые в сотрудничестве с китайскими коллегами создали новое сверхпроводниковое соединение, которого не должно было существовать с точки зрения классической химии, — гидрид редкоземельного металла празеодима, сообщает РИА Новости. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.

---

Иллюстрация: Гидрид празеодима в ячейке с алмазными наковальнями.

Ученые постоянно ищут новые сверхпроводниковые соединения, у которых при охлаждении до определенной температуры полностью пропадает электрическое сопротивление. За счет этого подобные вещества способны передавать электричество без потерь, что делает их очень перспективными материалами для энергосетей.

Главными кандидатами на роль сверхпроводников являются водородные соединения — гидриды. Однако существует проблема, которую ученые все еще не смогли решить — это температура, при которой вещества становятся сверхпроводниками. Для большинства соединений она очень низкая, поэтому применяемые на практике сверхпроводники обычно охлаждают жидким гелием, при этом нужно использовать дорогое и сложное оборудование. Физики пытаются найти вещество, являющееся сверхпроводником при комнатной температуре. Один из кандидатов — металлический водород, но его создание требует огромных давлений свыше 4 миллионов атмосфер.

Российские ученые из Сколковского института науки и технологий Дмитрий Семенок и Артем Оганов вместе с китайскими коллегами из Цзилиньского университета создали несколько соединений водорода с празеодимом — металлом из группы лантаноидов — и изучили их физические свойства. Соединения отличаются друг от друга соотношением атомов двух этих элементов. Работа была поддержана грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ).

Ученые сжимали в специальной камере образцы, состоящие из металлического празеодима и водорода, между двумя конусообразными алмазами до 40 ГПа и нагревали с помощью лазера. При таком давлении вещества вступали в реакцию, образуя соединение Prh4. Однако в таких экспериментах алмазы часто становятся хрупкими из-за контакта с водородом и разрушаются. Поэтому ученые заменили чистый водород бораном аммония — соединением, содержащим большое количество водорода, который выделяется при нагревании и вступает в реакцию с празеодимом. Ранее таким же способом ученые синтезировали соединения водорода с лантаном — металлом из той же группы редкоземельных элементов..

Такой способ и в данном случае оказался эффективным. Повысив давление, исследователи получили вещество PrH9. Интересно оно тем, что с точки зрения классической химии такое соединение не может существовать, оно «запрещено», как говорят ученые. Формально электронное строение атома празеодима не позволяет ему образовывать такое большое количество связей с другими атомами. Однако существование подобных «неправильных» соединений было предсказано сложными квантовыми расчетами и теперь подтвердилось экспериментально.

Изучив физические свойства нового вещества, ученые выяснили, что гидрид празеодима переходит в состояние сверхпроводника при температуре -264 градуса Цельсия, что ниже температуры сверхпроводимости гидрида лантана Lah20, полученного авторами ранее. Ученые объясняют это положением металла в таблице Менделеева. Оказалось, что атомы празеодима не просто являются донорами электронов: в отличие от своих соседей лантана и церия, они несут небольшие магнитные моменты, которые подавляют сверхпроводимость, а потому температура ее появления падает.

«С помощью метода, ранее применявшегося для синтеза гидридов лантана, мы смогли создать новые сверхпроводящие металлические гидриды празеодима, — приводятся в пресс-релизе РНФ слова руководителя проекта по гранту фонда, доктора физико-математических наук, профессора Сколковского института науки и технологий Артема Оганова. — Мы сделали два основных вывода. Во-первых, возможно возникновение аномальных соединений, состав которых никак не связан с валентностями. Во-вторых, мы подтвердили новый принцип создания сверхпроводников. Мы узнали, что металлы из “пояса лабильности”, расположенного между II и III группами таблицы Менделеева, подходят для этого лучше всех остальных. Из лантаноидов ближе всего к ”поясу лабильности” лантан и церий».

Ученые планируют использовать полученную информацию при синтезе новых высокотемпературных сверхпроводников.

      

Источник: scientificrussia.ru

Способ соединения неметаллических и металлических деталей

Настоящее изобретение в целом относится к соединению неметаллических и металлических компонентов и, в частности, к жесткому прикреплению кварцевых и керамических компонентов к металлу.

Для правильной конструкции и функционирования многих устройств требуется жесткое соединение различных материалов. Во многих случаях хрупкий материал, такой как кварц или керамика, связан с металлом. Для этой цели можно использовать клеи, но они не допускают отслоения двух материалов в случае необходимости регулировки или обслуживания.Использование металлических зажимов неудовлетворительно из-за опасности поломки хрупкого материала. Кроме того, у большинства металлов коэффициент теплового расширения сильно отличается от коэффициента теплового расширения кварца или керамики. Таким образом, зажим, который затянут при одной температуре, может ослабнуть при более высокой температуре.

Акселерометры — это устройства, которые измеряют ускорение во многих приложениях. Гравиметры (или гравиметры) — чрезвычайно чувствительные и точные акселерометры, которые измеряют изменения гравитационного поля Земли.Современные версии таких гравиметров могут достигать относительной точности порядка нескольких мкГал (10 ⁻⁸ м / с ² ), то есть нескольких долей от 10 ⁻⁹ g, среднего гравитационного притяжения Земли.

Полный обзор конструкции гравиметров, как исторических, так и современных, можно найти в томе «Гравиметрия», автором которого является Вольфганг Торге, Walter de Gruyter Press, Берлин-Нью-Йорк, 1989. Были предложены и построены многочисленные конструкции гравиметров. последние 100 лет и более.Большинство из них были основаны на отклонении испытательной массы за счет изменения силы тяжести, которая поддерживается упругим пружинным элементом. Упругий пружинный элемент может иметь форму винтовой пружины (например, LaCoste-Romberg, Worden и Scintrex, как описано в справочнике Torge, страницы 232-236) или торсионной проволоки (например, Mott-Smith, Norgaard и Askania-Torge страницы 227-228). В этих различных гравиметрах в качестве материала упругой пружины использовались как металл, так и кварц. Каждый материал имеет достоинства и недостатки в отношении простоты изготовления и стабильности во времени, при изменении температуры и при ударах.

В целом, кварц является предпочтительным материалом для упругой пружины из-за присущих ему свойств. Кварц очень эластичен и показывает небольшой механический гистерезис после растяжения или кручения. В тонких волокнах для пружин или шарниров (для высокочувствительных датчиков) кварц имеет очень высокую прочность. Это позволяет использовать кварцевые волокна для пружин или шарниров в незажатом состоянии в тяжелых полевых условиях без вредных последствий. Это показано, например, в: «Возможное применение гравиметра Scintrex CG-3m для мониторинга вулканической активности: результаты полевых испытаний на горе.Этна, Сицилия », Дж. Буделла и Д. Карбоне, Журнал вулканологии и геотермальных исследований, 76 (1997) 199-214. Из-за своей эластичности кварц устойчив к необратимым смещениям, вызванным внезапными ударами, известными как «застывания». С другой стороны, тонкие металлические волокна очень склонны к такому схватыванию. Кроме того, кварц имеет незначительную магнитную восприимчивость, поэтому на него не действуют сильные магнитные поля, в отличие от черных металлов. Кварц также является хорошим изолятором и облегчает электрическую изоляцию металлических компонентов, что необходимо для конструкции и правильного функционирования некоторых гравиметров.С производственной точки зрения датчик силы тяжести на основе кварца в некоторых отношениях проще сконструировать, поскольку сложные формы и крепления других кварцевых компонентов могут быть достигнуты путем термического формования.

Проблема возникает, однако, когда требуется соединение кварц-металл, например, для поддержки кварцевой конструкции или для прикрепления к ней металлического компонента. Для правильного функционирования гравиметра важно, чтобы такие крепления были жесткими и стабильными, не допускали относительного перемещения элементов из кварцевого металла, при этом избегая нагрузки на кварц во время зажима, вызывающей разрушение кварца.Клей или механические зажимы — два подхода, обычно используемые для решения этой проблемы.

Механические зажимы сложны и относительно велики, что делает их непригодными для миниатюрных компонентов. Также трудно распределить требуемое усилие зажима на достаточной площади контактной поверхности, чтобы предотвратить повреждение кварцевого компонента. Эта проблема была четко сформулирована в статье Барри Блока и Роберта Д.Мур, Journal of Geophysical Research, 75, № 8, 10 марта 1970 г. Для достижения механической поддержки кварцевого торсионного волокна Блок и Мур шлифовали кварц, чтобы обеспечить плоские поверхности для прижима к металлическим компонентам без проскальзывания. Было определено, что поверхности должны быть отшлифованы с точностью до 12 микрон для точного совмещения с соответствующей металлической поверхностью. Чтобы уменьшить вероятность поломки кварца, каждый зажим был покрыт слоем мягкой алюминиевой фольги. Введение мягкой алюминиевой фольги снизило жесткость и стабильность полученного соединения.

Вторым способом создания таких швов является использование эпоксидного цемента или другого клея. Однако этот подход имеет ряд недостатков. На микроскопическом уровне он не образует прочной и полностью эластичной связи. Он нереверсивный и не позволяет регулировать, выравнивать или позднее обслуживать или ремонтировать. Эпоксидные смолы также выделяют пары, которые загрязняют атмосферу в датчике силы тяжести и могут отрицательно повлиять на работу гравиметра.

Дополнительная проблема, которая возникает из-за использования металлических зажимов или цемента для создания скрепления, заключается в том, что существует большая разница в коэффициентах теплового расширения между большинством металлов и кварцем или керамикой.Соединение, созданное при одной температуре окружающей среды, может ослабнуть при более высокой температуре.

Существует потребность в средствах для жесткого и стабильного крепления кварца к металлу в миниатюрных акселерометрах с кварцевым элементом, таких как гравиметры, которые не имеют проблем, связанных с механическими зажимами или клеем. Желательно, чтобы насадка была двусторонней, чтобы ее можно было отсоединять с целью сборки, регулировки или обслуживания.

Техника крепления металлической детали к другой металлической детали с помощью термических средств, широко известная как «горячая посадка», хорошо известна в данной области техники (например.грамм. см. Тимошенко С. Сопротивление материалов 3 ^-е издание 1956-68 Ван Ностранд. P36, 205). На практике этот прием обычно выполняется с использованием только металлических деталей. В настоящем изобретении используется разница в коэффициентах теплового расширения между двумя соединяемыми материалами. При соединении кварца или керамики с металлом эти два материала имеют очень разные коэффициенты теплового расширения. Именно это различие создает трудности при выполнении соединений другими способами, такими как зажим или использование клея.Соединения, созданные в соответствии с данным изобретением, очень просты по конструкции, поэтому подходят для миниатюризации.

В одном аспекте настоящего изобретения предоставляется способ прикрепления первого элемента из кварца и керамики к металлическому элементу. Метод включает создание отверстия в металлическом элементе; отверстие меньше по размеру, чем размер первого элемента в диапазоне температур, нагревая металлический элемент до температуры, достаточной для расширения отверстия, позволяя вставить первый элемент в отверстие, вставляя часть первого элемента в отверстие отверстие и охлаждение металлического элемента для образования соединенной конструкции из первого элемента и металлического элемента.

В другом аспекте настоящего изобретения предоставляется соединенная конструкция, включающая металлический элемент, имеющий в нем отверстие, и первый элемент из кварца и керамики, вставленный в отверстие. Металлический элемент оказывает сжимающее напряжение на первый элемент в диапазоне температур.

В одном аспекте настоящее изобретение обеспечивает средство создания жесткой обратимой связи между кварцем и металлом без использования зажимов или клеев.

В настоящем изобретении используются различия между коэффициентом теплового расширения чистого плавленого кварца и многих керамических материалов, а также большинства металлов.Используя эту разницу в коэффициентах, создается термическое соединение между металлом и кварцем или керамикой без сложностей и вредных эффектов, связанных с металлическими зажимами и клеями.

Настоящее изобретение будет лучше понято со ссылкой на следующее описание и чертежи, на которых:

Фиг. 1 представляет собой частичный вид сбоку в разрезе кварцевого элемента, соединенного с металлическим элементом, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

РИС.2A и 2B — частичные виды сбоку в разрезе кварцевого элемента, соединенного с металлическим элементом, показанным на фиг. 1, показывающий предпочтительную геометрию металлического элемента;

РИС. 3A и 3B — частичные виды сбоку в разрезе кварцевого элемента, соединенного с металлическим элементом, показанным на фиг. 1, показывающий другую предпочтительную геометрию металлического элемента; и

ФИГ. 4 — схематическая диаграмма гравиметра, в котором кварцевый элемент и металлический элемент соединены в соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг. 1, используются для их частей.

РИС. 5 — вид в перспективе части гравиметра, показанного на фиг. 4 в увеличенном масштабе.

Только для простоты иллюстрации настоящее обсуждение направлено на усовершенствования конструкции гравиметров с кварцевым элементом. Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается гравиметрами с кварцевым элементом. Следует понимать, что также можно использовать керамические элементы и что настоящее изобретение также применимо к акселерометрам, используемым для других целей, таких как сейсмометрия.

Таблица 1, включенная ниже, включает список коэффициентов теплового расширения кварца, керамики и металлов, которые обычно используются в конструкции различных устройств. Очевидно, что существует разница по крайней мере на порядок в коэффициенте теплового расширения кварца и всех металлов, которые обычно используются в конструкции типичного датчика силы тяжести. Также существует значительная разница между коэффициентами теплового расширения керамики и большинства металлов, хотя и в меньшей степени, чем разница между коэффициентами теплового расширения кварца и металлов.

ТАБЛИЦА 1
Коэффициент теплового расширения материалов
	Материал	Коэффициент (ppm / ° C)
	Кварц	0,6
	Керамика	3-5 (типовая)
	Медь	16,7
	Алюминий	23.8
	Золото	14,3
	Нержавеющая сталь	10,5
	Инвар	в зависимости от температуры
		(обычно 1-2 (при 20 ° C) до 16 (при 350 ° C))

Сначала со ссылкой на фиг. 1 показан металлический элемент, который в целом обозначен цифрой 10 . Металлический элемент 10, обрабатывается на станке для создания отверстия 14 для прикрепления кварцевого элемента 12 , также называемого кварцевым стержнем.Источник тепла , 13, предусмотрен для повышения температуры части металлического элемента 10, , который окружает отверстие 14 .

РИС. 2A и 2B иллюстрируют кварцевый элемент 12 , соединенный с металлическим элементом 10 , показывая предпочтительную геометрию металлического элемента 10 . Металлический элемент 10, выполнен на станке так, что устье отверстия 14, имеет конус 15, . Фиг. 3A и 3B иллюстрируют кварцевый элемент 12 , соединенный с металлическим элементом 10 , показывая альтернативную геометрию металлического элемента 10 .В этой геометрии металлический элемент 10, включает в себя сужающуюся часть , 16, , так что металлический элемент 10, сужается по направлению к устью отверстия 14 .

На каждой из фиг. 1, 2 и 3 , кварцевый элемент 12 является по существу цилиндрическим в форме стержня с круглым поперечным сечением равномерного радиуса. Отверстие 14 обрабатывается в металлическом элементе 10 таким образом, что диаметр отверстия 14 жестко контролируется так, чтобы он был на заданную величину меньше диаметра кварцевого элемента 12 в диапазоне рабочих температур. для датчика.Металлический элемент 10 затем нагревается источником тепла 13 . Подходящие источники тепла включают пламя, нагревание в печи или другие подходящие средства. Металлический элемент 10 нагревается до температуры, значительно превышающей диапазон рабочих температур датчика, до точки, где расширение металлического элемента 10 позволяет вставить кварцевый элемент 12 в отверстие 14 . Затем кварцевый элемент вставляется в отверстие 14 металлического элемента 10 .При охлаждении металлического элемента 10, , металлический элемент , 10, сжимается, и кварцевый элемент , 12, прочно зажимается металлическим элементом 10, , тем самым обеспечивая жесткое соединение. При желании соединение нагревают, вызывая расширение металлического элемента 10, , что позволяет удалить кварцевый элемент 12 . Хотя и кварцевый элемент , 12, , и металлический элемент , 10, нагреваются до одинаковой температуры, металлический элемент , 10, расширяется больше, чем кварцевый элемент , 12, .Таким образом, диаметр отверстия 14 увеличивается больше, чем диаметр кварцевого элемента 12 , и при достаточно высокой температуре кварцевый элемент 12 извлекается из отверстия 14 металлического элемента 10 .

Для некоторых применений может быть более целесообразной и лучше контролируемой процедурой нагрев кварцевого и металлического элемента до общей температуры для выполнения соединения. В этом случае обычная температура, до которой нагреваются кварцевый и металлический элементы, является той же самой высокой температурой, которая используется для удаления кварцевого элемента.

Следующие ниже примеры представлены для дальнейшей иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения. Эти примеры предназначены только для иллюстрации и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.

В данном примере кварцевый элемент 12 соединен с металлическим элементом 10 из меди. Кварцевый элемент 12 имеет диаметр X, а отверстие 14 , просверленное в металлическом элементе 10 , имеет диаметр 0.998X. Металлический медный элемент 10 нагревается немного более чем на 120 ° C выше температуры окружающей среды, вызывая увеличение диаметра отверстия 14 на 0,2%, и затем кварцевый элемент 12 вставляется в увеличенное отверстие 14 . Чтобы отделить кварцевый элемент 12 от металлического медного элемента 10 , температура в стыке нагревается до немного более высокой температуры, а именно на 125 ° C выше температуры окружающей среды. Разница в температуре объясняет тот факт, что как кварцевый элемент , 12, , так и металлический элемент 10 нагреваются, и что разница в тепловых коэффициентах расширения между этими двумя материалами составляет около 16 ppm / ° C.

В этом примере используется инвар. Инвар — это сплав металлического железа с необычными тепловыми свойствами. Как показано в таблице 1, инвар имеет очень низкий коэффициент теплового расширения (~ 1-2 × 10 ^-6 ) в обычном диапазоне рабочих температур окружающей среды (от 0 ° C до + 45 ° C). Это желательно для стабильной работы. Однако при нагревании коэффициент теплового расширения увеличивается, увеличиваясь в десять раз, когда температура достигает 400 ° C, что, таким образом, позволяет соединять инвар с кварцевыми и керамическими компонентами в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

При создании соединения кварц-металл, показанного на фиг. 1, желательно предотвратить чрезмерные градиенты растягивающего напряжения на поверхности кварцевого элемента 12 , когда металлический элемент 10 сжимается, чтобы избежать поломки кварцевого элемента 12 . Максимальный градиент растягивающего напряжения на поверхности кварцевого элемента , 12, возникает на открытом конце отверстия , 14, , между сжатой и несжатой частями кварцевого элемента , 12, .Геометрии, показанные на фиг. 2 и 3 иллюстрируют два средства уменьшения градиента растягивающего напряжения на поверхности кварцевого элемента 12 . На фиг. 2A, это достигается путем механической обработки гладко сужающегося устья отверстия с использованием конуса 15, , где диаметр в устье отверстия равен диаметру кварцевого элемента 12, при типичной рабочей температуре. Таким образом, входное отверстие отверстия , 14, больше диаметра, чем у кварцевого элемента , 12, , когда металлический элемент , 10, нагревается.Когда кварцевый элемент 12 вставлен и металлический элемент 10 охлаждается (ФИГ. 2 B), на кварцевом элементе 12 в устье отверстия 14 нет напряжения. Диаметр постепенно и плавно изменяется вдоль кварцевого элемента 12 в отверстие 14 и, таким образом, уменьшает градиент растягивающего напряжения на поверхности кварцевого элемента

На фиг. 3A, металлический элемент 10, сформирован так, чтобы включать в себя сужающуюся часть 16 вокруг устья отверстия, диаметр которой точно сужается к диаметру отверстия 14 .Металлический элемент , 10, нагревается, и кварцевый элемент , 12, вставляется в отверстие , 14, , как описано выше. Когда металлический элемент 10, охлаждается и сжимается (фиг. 3 B), кромка отверстия 14 деформируется наружу (колоколообразным образом), тем самым уменьшая градиент растягивающего напряжения на поверхности кварцевый элемент 12 в районе устья отверстия 14 .

РИС. 4 представляет собой схематическую диаграмму гравиметра 30, , в котором кварцевый элемент 12 и металлический элемент 10 соединены в соответствии с вариантом осуществления на фиг.1, используются для их частей. Гравиметр 30 включает в себя жесткую кварцевую раму 17 , поддерживающую устройство измерения силы тяжести, включая кварцевую пружину 18 , кварцевый шарнир 19 , контрольную массу 20 , поддерживаемую опорой 23 , соединенной с как пружина 18 , так и петля 19 . Две металлические пластины 21 , 22 расположены на каждой стороне контрольной массы 20 и каждая поддерживается соответствующей опорой 24 , 25 .Соединения кварца с металлом используются в нескольких местах, включая: опору 23 к контрольной массе; опоры 24 , 25 к опорной раме кварцевой для металлических пластин 21 , 22 ; точка 26 , в которой узел датчика прикреплен к металлическому корпусу 27 , и к опорам для упоров 28 , которые представляют собой металлические упоры, предназначенные для ограничения диапазона движения пробной массы 20 .Для правильной работы датчика силы тяжести контрольная гиря 20, является электропроводной, предпочтительно сделанной из металла. Эта контрольная масса 20, действует как одна пластина каждого из двух конденсаторов, с пластинами 21 и 22 соответственно как другие пластины этих конденсаторов. Два конденсатора измеряются в емкостном мосту и действуют как чувствительный метод определения положения контрольной массы 20 . Сигнал дисбаланса от емкостного моста выпрямляется для создания электростатической силы обратной связи, которая прикладывается к внешним металлическим пластинам 21 , 22 для восстановления контрольной массы 20, в горизонтальном положении.Для определения положения контрольной массы 20 с достаточной точностью, чтобы иметь разрешение и стабильность порядка 10 ⁻⁹ г, геометрию пластин 21 и 22 и контрольную массу 20 должны устанавливаться и поддерживаться в том же порядке, фактически несколько A °.

РИС. 5 показан вид в перспективе части гравиметра согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, более подробно показывающий расположение внешних металлических пластин 21 , 22 .Как показано, внешние металлические пластины 21 , 22 жестко расположены параллельно друг другу через опоры 24 , 25 , которые выполнены из кварца и прикреплены к раме 17 (фиг.4). гравиметр. В этом варианте каждая из внешних металлических пластин 21 , 22 соединена с обеими кварцевыми опорами 24 , 25 , обеспечивая, таким образом, высокий уровень стабильности в относительных положениях двух пластин 21 , . 22 .Опора 23 также является кварцевым элементом и прикреплена к металлической контрольной массе 20 через край, который имеет увеличенную толщину для размещения отверстия, в которое вставляется кварцевый элемент 23 .

Таким образом, в конструкции гравиметра 30 используется соединение кварца с металлом в нескольких местах, например у опоры 23 к контрольной массе 20 , у опор 24 и 25 для пластин 21 и 22 , в точке 26 , которая является базовой точкой крепления всего датчика в сборе к металлическому корпусу 27 и к опорам упоров 28 , которые ограничивают диапазон перемещения контрольной массы 20 .Кроме того, важно предотвратить длительный дрейф или проскальзывание, вызванное ударами. Соединение кварцевого элемента , 12, и металлического элемента 10, в соответствии с настоящим вариантом воплощения обеспечивает выполнение этих условий.

Для целей настоящего изобретения кварцевый элемент 12 соединения имеет одинаковый диаметр и круглое поперечное сечение для оптимальной работы. Если основная кварцевая структура не находится в этой желаемой форме, секция прямоугольного кварцевого цилиндра сплавлена ​​с кварцевой структурой в желаемой точке соединения, тем самым обеспечивая кварцевый элемент 10 круглого поперечного сечения для соединения.

Хотя настоящее изобретение описано как имеющее конкретное применение к конструкции и конструкции гравиметров, включающих кварцевые упругие элементы, оно в равной степени применимо к соединениям кварц-металл и соединениям металлокерамики в других акселерометрах и устройствах для других применений. Следует отметить, что разница в коэффициенте теплового расширения между керамикой и металлами меньше, чем между кварцем и металлами (например, 13 против 16 × 10 ⁻⁶ ). Таким образом, температура, до которой поднимается металлический элемент для высвобождения керамического стержня, пропорционально выше, чем температура высвобождения кварца в случае соединения кварц-металл.

Следует понимать, что настоящее изобретение было описано посредством примера, и модификации и изменения описанных здесь вариантов осуществления могут быть поняты специалистам в данной области техники. Предполагается, что все такие модификации и вариации находятся в пределах объема настоящего изобретения.

Какие методы используются для соединения материалов?

Соединение материалов — важная технология во многих отраслях обрабатывающей промышленности. Большинство изделий, машин или конструкций собираются и скрепляются из частей, и соединение этих частей может быть достигнуто с помощью заклепок, сшивания, зажима, пайки, пайки, сварки и использования адгезивов.

С постоянным развитием медицинской индустрии, медицинские устройства становятся все более сложными. Такие устройства обычно состоят из компонентов и материалов, которые необходимо каким-либо образом соединить, независимо от того, используются ли они вне тела, в случае инструментов и хирургических инструментов, или внутри тела, для диагностических или терапевтических целей.

Для создания высоконадежных устройств необходимо на каждом этапе выбирать подходящий процесс соединения. На этот выбор влияют многие факторы, от экономики производства до механических свойств, таких как прочность, гашение вибрации и долговечность, коррозионная или эрозионная стойкость, а также способность исправлять дефекты.

Процессы соединения обычно делятся на три категории: механическое соединение, сварка и склеивание. Медицинские устройства производятся с использованием различных материалов, от металлов до полимеров и керамики, и могут быть соединены всеми тремя способами.

Механическое соединение — это процесс соединения деталей посредством зажима или закрепления с помощью винтов, болтов или заклепок. Преимущества механического соединения включают универсальность, простоту использования и возможность демонтажа продукта в тех случаях, когда этого требует регулярное обслуживание.Еще одно преимущество — возможность соединять разнородные материалы. Недостатком использования механического соединения является отсутствие непрерывного соединения между частями, поскольку соединение достигается через дискретные точки. Кроме того, отверстия, созданные для соединения, уязвимы для трещин и коррозии.

Сварка включает сварку плавлением, пайку и пайку, а также сварку в твердом состоянии. При сварке плавлением в соединяемой зоне происходит плавление и затвердевание. В случае металлов и пластмасс плавятся как заготовки, так и присадочный материал.Пайка и пайка соединяют материалы путем добавления расплавленного присадочного материала между соединяемыми поверхностями. Сварка в твердом состоянии не требует плавления основы присадочных материалов, поскольку включает только пластическую деформацию и диффузию.

Склеивание деталей соединяет детали с помощью химикатов. Этот процесс может быть использован для соединения полимеров и композитов с полимерной матрицей, а также для соединения полимера с металлом, металла с металлом и керамики с металлом. При таком способе соединения соединения могут выдерживать напряжения сдвига, растяжения и сжатия, но не обладают хорошей устойчивостью к отслаиванию.

Методы соединения — Металлы — Eduqas — Дизайн и технология GCSE — Eduqas

Существует множество различных методов соединения для фиксации металла на месте. К непостоянным методам относятся гайки и болты, винты и заклепки. Хотя многие считают заклепку постоянным методом соединения, можно высверлить старую заклепку, чтобы использовать новую.

Постоянные методы соединения металлов перечислены в таблице ниже:

Мягкая пайка	Используется для пайки печатных плат и электронных компонентов.Сантехническое оборудование, в котором медные трубы соединяются вместе.
Пайка	Используется для соединения стали путем плавления латунного стержня на горячей стали. По мере плавления латунь образует соединение. Пайка — это медленный и безопасный способ научиться соединять металл под воздействием тепла.
Газовая сварка / кислородно-ацетиленовая сварка	Кислород и ацетилен используются для получения пламени с температурой выше 3000 ° C. Присадочный стержень расплавляется, чтобы можно было соединить металлические части.Газовая сварка / кислородно-ацетиленовая сварка выполняется быстрее, чем пайка, и также может использоваться для резки металла.
Дуговая сварка	Тепло вырабатывается сильным током, который проходит по присадочному стержню. Когда присадочный стержень плавится, он сплавляет куски металла вместе. Дуговая сварка — это быстро и легко.

Электронные компоненты для пайки мягким припоем

Водопроводчик для пайки медных трубок

Каждая группа материалов имеет свой собственный предпочтительный набор стандартных компонентов для их скрепления и соединения — металл не исключение.Заклепки, гайки, болты и винты — все это стандартные стандартные компоненты для фиксации металла на месте.

Заклепка часто используется для прикрепления листового материала к другой металлической конструкции, например, некоторые «внедорожные» автомобили прикрепляют свой корпус к конструкции с помощью заклепки. Гайки и болты работают, затягивая гайку вдоль болта с резьбой, так что листовой материал сжимается на месте. Винты работают очень похоже — когда винт поворачивается, он все глубже проникает в один материал, сжимая другой на месте.

5 лучших методов, используемых для соединения металлов

Эта статья проливает свет на пять основных методов соединения металлов.Методы: 1. Пайка 2. Пайка 3. Паяльный флюс 4. Заклепка 5. Сварка.

Соединение металлов: Метод № 1. Пайка :

Существуют различные общие методы соединения деталей, используемые в инженерных работах. Пайка — одна из техник метода соединения, но более тонких деталей.

A. Что такое припой?

Припой — это сплав олова и свинца, иногда также добавляются сурьма и висмут.

B. Виды пайки :

Есть три типа пайки:

1. Мягкая пайка;

2. Пайка твердым припоем;

3. Пайка.

C. Что такое мягкая пайка?

1. Мягкая пайка:

Мягкая пайка — это процесс соединения двух или более одинаковых или разных более тонких деталей с помощью сплава, называемого «припой», который имеет более низкую температуру плавления, чем основные металлы.Требуемая температура составляет ок. От 300 ° C до 350 ° C для пайки мягким припоем.

2. Пайка твердым припоем:

В этом процессе требуется дополнительное внешнее тепло, которое исходит от паяльной лампы или кислородно-ацетиленового пламени для расплавления припоя. Обычно он используется для подземных кабельных соединений телефонных, электрических и т. Д.

3. Пайка:

Пайка — это разновидность твердой пайки. В этом процессе тепло поступает от кислородно-ацетиленового пламени. Но при мягкой пайке не требуется дополнительного нагрева.

D. Виды мягкой пайки и ее состав:

E. Оборудование и процесс соединения мягкой пайки :

Оборудование, необходимое для пайки:

и. Паяльник

ii. Печь с открытым подом

iii. Электрический паяльник

iv. Раствор хлорида цинка или кислота, наждачная бумага и т. Д.

F. Как соединиться припоем :

Следует помнить об одном моменте — этим процессом можно паять только более тонкие детали.Тонкий лист, например оцинкованный лист, может быть соединен с другим механическим процессом с помощью клепки и пайки мягким припоем. Перед пайкой детали следует очистить КИСЛОТОЙ (раствор хлорида цинка) или жидкими флюсами для удаления пыли, масла, жира и других посторонних металлов.

Мягкий паяльник нагревается мартеновской печью или электрическим током. С помощью этого процесса можно отремонтировать более тонкие детали из олова, меди, латуни, алюминия и т. Д., А также электронные детали, такие как телевизоры и электрические товары.

Вот несколько вопросов к вам :

1. Что такое припой? Классифицируйте типы мягкой пайки.

2. Каков основной состав припоя?

3. Почему перед пайкой используется флюс или кислота?

4. Отключена электронная часть Телевидения внутри, провод. Как и какие меры вы бы предприняли, чтобы отремонтировать то же самое? Назовите тип припоя, который потребуется для соединения деталей телевизора и оловянной кружки или ведра.

Соединение металлов: Метод № 2. Пайка :

Пайка может быть определена как «Пайка твердым припоем». Пайка — это метод соединения металлов с использованием легкоплавкого сплава, состоящего в основном из латуни, и плавления при температуре выше 600 ° C. Пайка дает гораздо более прочное соединение, чем мягкая пайка, но требует большего тепла от кислородно-ацетиленового пламени. Но следует помнить, что это временный стык. Легко отделяется после нагрева сваренного металла бронзы.

В этом процессе используется присадочный металл из цветных металлов или сплавов, температура плавления которых выше — около 1000 ° F (540 ° C), но ниже, чем у свариваемых металлов. Заполнитель из бронзы или латуни следует покрыть флюсом раскислителя. Эта операция называется «флюсованием стержня».

Кроме того, операция лужения очень важна при сварке бронзы или пайке. При перемещении пламени вокруг начальной точки сварного шва основной металл постепенно нагревается докрасна.Лужение — это операция, при которой достигается молекулярное соединение между бронзовым присадочным металлом и основным металлом. Прочность сварного шва в основном зависит от соединения молекул.

В современной промышленности обычно используются следующие пайки:

(1) Пайка горелкой;

(2) пайка в подовой пайке;

(3) Пайка в печи;

(4) Пайка сопротивлением;

(5) Индукционная пайка;

(6) пайка погружением;

(7) Соляная ванна Пайка; и

(8) Пайка двойной угольной дугой.

Соединение металлов: Метод № 3. Паяльный флюс :

Флюс — это химическое соединение или смесь раскислителей, используемых в виде порошка, пасты, жидкости, гранул и газа. Флюс, используемый при пайке, полностью зависит от типа операции и используемого припоя.

Когда металлы нагреваются в контакте с воздухом, кислород из оксидов вызывает низкопрочные сварные швы низкого качества или, в некоторых случаях, может даже сделать сварку невозможной.По этой причине обычно желательно добавить в зону сварки флюс — это вещество, способное растворять оксид.

Важно знать, что «Обычные сорта мягкой стали представляют собой исключение из правил, потому что их можно успешно сваривать без использования флюса. Причина в том, что низкоуглеродистая сталь содержит значительно больше кремния и марганца, которые действуют как раскислитель и флюс ».

Ни один флюс не подходит для всех металлов.Поэтому необходимо выбирать флюс, разработанный специально для конкретного свариваемого металла. Для черных металлов было обнаружено, что бура, карбонат натрия, бикарбонат натрия и силикат натрия дают отличные результаты вместе с небольшими добавками сильнодействующих раскисляющих веществ.

Бура образует соединение с оксидом железа, а карбонат является очищающим средством и способствует текучести.

Для меди и медных сплавов были обнаружены смеси боратов натрия и калия, карбонаты, хлориды, сульфат и борная кислота, подходящие для удаления закиси меди, что предотвращает механически небезопасные сварные швы.Флюс для алюминия состоит из щелочных фторидов, хлоридов и бисульфатов.

Для магниевого сплава флюсы аналогичны по составу тем, которые используются для алюминия и его сплавов. Все флюсы химически активны и очень агрессивны. Поэтому важно удалить все следы флюса с готового сварного шва. Остатки флюса можно удалить, повторно восстанавливая сварной шов горячей водой, паром или используя ванны для удаления.

Назначение флюса :

Во-первых, Flux служит нескольким целям.Флюс действует как хороший изолятор и концентрирует тепло в относительно небольшой зоне сварки, тем самым улучшая сплавление сварочного стержня и расплавленного основного металла.

Во-вторых, расплавленная часть флюса плавает как жидкий покров над жидкой массой электрода и основного металла, защищая его от атмосферы и сводя к минимуму поглощение кислорода и азота.

В-третьих, флюс действует как очиститель металла шва, поглощая примеси и добавляя легирующие элементы, такие как марганец и кремний.Следовательно, металл сварного шва чистый и имеет отличные физические свойства.

В основном есть три типа флюсов, которые используются для трех из пяти типов припоев:

Три типа флюса :

(a) Флюс буры:

Флюс из буры используется с припоями на основе меди и цинка. Он имеет температуру плавления примерно 750 ° C. Правильный тип буры — это плавленая бура — стекло буры, в которое в некоторых случаях может быть добавлен бор.

Бура обыкновенная, которая содержит около 50% кристаллизационной воды по весу, не должна использоваться, так как при нагревании порошок значительно разбухает и может быть оторван от стыка под действием пламени, используемого для сварки.

(б) Фторид:

Этот тип флюса используется с припоями из серебра. Его температура плавления колеблется от 600 ° C до 750 ° C. Его можно изготовить в цехе пайки, но обычно рекомендуется приобретать рекомендуемый флюс у производителей того или иного патентованного серебряного припоя.

(c) Смешанный галогенид:

Этот тип флюса используется для пайки алюминиевых сплавов. Он используется для пайки для нескольких функций; самое главное — защитить поверхность работы от окисления при нагревании. Во-вторых, для растворения любых оксидов металлов, которые могут уже присутствовать или могут образоваться во время операции пайки.

Флюс также должен уменьшать поверхностное натяжение расплавленного припоя по отношению к металлу, по которому он должен растекаться, позволяя расплавленному металлу смачивать соединяемую поверхность.

Итак, с использованием флюса сварка производится максимально легко и без трудностей. Флюсы — это химические соединения, используемые для предотвращения окисления и других нежелательных химических реакций. Они помогают упростить процесс сварки и обеспечить хороший и надежный сварной шов.

Соединение металлов: Метод № 4. Клепка :

Заклепки используются, когда необходимо навсегда соединить два или более металлических куска тяжелого профиля. Листы тонкой толщины также можно соединить с помощью клепки.Это особенно необходимо для тяжелых секций, таких как мосты, вагоны, цистерны, котлы и т. Д. В машиностроении заклепки обычно изготавливаются из кованого железа или мягкой стали.

Заклепка состоит в основном из трех частей — головки и двух типов заклепок:

(1) Заклепка с качающейся головкой; и

(2) Заклепка с цилиндрической головкой.

Процесс клепки:

Есть четыре процесса клепки: клепка;

(1) Одинарная клепка;

(2) Двойной

(3) Цепная клепка; и

(4) Зигзагообразная клепка.

Отверстия в пластинах либо перфорированы (тонкий лист), либо просверлены (в толстом сечении). Пробивка может повредить пластины, особенно если они изготовлены из твердого кованого железа. В лучшем случае пластины «скрепляются» или стягиваются несколькими болтами вдоль шва.

Таким образом, оставшиеся отверстия можно просверлить через обе пластины без опасности возникновения проблем из-за несоосности отверстий. Заусенец обычно остается после каждой операции сверления, так как заклепочное соединение может способствовать сдвигу.

После клепки, когда они остывают, заклепки имеют тенденцию более плотно прижимать пластины друг к другу. Их невозможно удалить, не отколов головы.

Соединение металлов: Метод № 5. Сварка :

Сварка неразъемная. Сварка видна повсюду — никакой сварки, никакой промышленности. Это промышленное искусство соединения металлов давлением после нагрева до пластического состояния или соединения двух металлических частей плавлением или давлением с образованием прочного соединения или компактной массы.

A. Группа сварки:

В промышленности используются в основном две группы сварки:

(1) Автогенная сварка;

(2) Гетерогенная сварка.

Первый вид сварки может быть из аналогичных металлов; и второй тип может состоять из аналогичных или разнородных металлов, свариваемых с третьим дополнительным металлом или сплавом, который имеет более низкую температуру плавления, чем свариваемый металл. Это автогенная сварка.

B. Положение при сварке:

Позиции для сварки бывают пяти типов:

(1) Положение лежа и опущенной рукой или положение земли;

(2) Наклонное положение;

(3) Горизонтальное положение;

(4) Вертикальное положение; и

(5) Верхнее положение.

C. Наклон сварного шва:

Это угол, образованный линией шва корня и горизонтальной опорной пластины.

D. Вращение сварного шва:

Это угол, образованный между верхним положением вертикальной базовой плоскости, проходящей через линию корня сварного шва, и частью плоскости, проходящей через корень сварного шва, и точкой на лицевой стороне сварного шва, равноудаленной от обоих краев сварного шва.

E. Параметры сварки:

Перед сваркой необходимо соблюдать некоторые причины действий или параметры:

(1) Классификация и размер электродов.

(2) Ток и напряжение холостого хода.

(3) Длина проходов или проходов на электрод скорости перемещения.

(4) Количество и расположение прогонов в многопроходном шве.

(5) Положение сварки.

(6) Подготовка и сборка деталей.

(7) Последовательность сварки.

(8) Предварительный и дополнительный нагрев.

Как соединить металл без сварки

В производстве существует несколько способов достижения желаемого результата изготовления детали в зависимости от имеющихся ресурсов и материалов.В сегодняшнем посте мы обсудим, как соединять металл без сварки. Сама по себе сварка — это искусство, особенно если нужна качественная сварка. Для получения сварного шва хорошего качества требуются опыт и знания. Необходим не только опытный сварщик, но и сварочные материалы. Не у всех есть все эти ресурсы, поэтому знание того, как соединять металл без сварки, может пригодиться. Полезно знать другие способы достижения того же результата, поскольку другие способы могут занимать меньше времени и стоить меньше.

Вот список различных способов соединения металла без сварки:

У всех этих методов есть свои преимущества.Вот описание и фото каждого метода соединения металла:

Сборка крепежа: При соединении металла с крепежом обычно два куска листового металла накладываются друг на друга, в которых просверлено или пробито отверстие, что позволяет пропускать крепежные детали для соединения двух частей. Эти типы оборудования будут включать в себя гайки, болты и винты, и это лишь некоторые из них. Преимущество использования аппаратного обеспечения заключается в том, что оно не является постоянным, как сварка, его легко исправить и оно доступно по цене! Единственным недостатком аппаратной сборки является то, что она не так прочна, как сварка.

Клепка: Соединение двух металлических частей клепкой осуществляется с помощью заклепки, которая представляет собой металлическую застежку, имеющую цилиндрическую стойку с головкой, которая вставляется в просверленное или пробитое отверстие. Конец цилиндрической стойки затем опускается путем формования / расширения, который удерживает две металлические детали на месте с помощью заклепки. Преимущество клепки заключается в том, что она более долговечна, чем обычная сборка оборудования, она позволяет металлу гибкость при изменении температуры (используется в самолетах и ​​кораблях).

Пайка: Пайка включает нагрев присадочного металла выше 800 градусов по Фаренгейту, который соединяет два металла вместе. Техника пайки аналогична сварке, но дешевле. Кроме того, пайка действует больше как клей, поскольку она связывает два металла вместе с присадочным металлом.

Пайка: Пайка включает нагрев присадочного металла, аналогично пайке, но при температуре ниже 800 градусов по Фаренгейту. Он в основном используется в электронике и печатных платах.

Клей : Клей — это еще один способ соединения металлов. Прочность не так хороша, как у многих других методов, упомянутых выше, но все же может быть эффективным и менее дорогостоящим. Некоторые распространенные клеи, используемые на металлах, включают эпоксидную смолу (например, сварной шов JD), силикон (например, Loctite), полиуретан (например, клей Gorilla Glue) и ленты (двусторонняя лента 3M). Единственным недостатком использования клея для соединения металла является то, что он не такой прочный и долговечный, как сварка.

Точечная сварка: При точечной сварке металлический лист скрепляется двумя электродами из медного сплава.Используемый листовой металл обычно имеет толщину от 0,020 до 0,12. Более толстую заготовку труднее сваривать точечной сваркой, поскольку ток имеет большее количество окружающего металла, к которому он может течь. В то время как два медных электрода удерживают листы вместе, через электроды протекает большой электрический ток, плавящий металл в «пятно» и сваривающий две части вместе.

Здесь, в VIP, у нас есть возможности сделать все это, а также сварку, чтобы соединить металл вместе.Кроме того, мы являемся производителем металла под ключ с несколькими собственными возможностями, включая изготовление листового металла, обработку с ЧПУ, механическую сборку, отделку металла и многое другое! Если вы не уверены, какая из них будет наиболее рентабельной в зависимости от формы, формы и функций вашей детали, свяжитесь с нами сегодня, и мы поможем вам двигаться в правильном направлении. Спасибо за чтение!

способов соединения металлических деталей

Существует множество приложений, от крупных архитектурных проектов до ремонта дома, где требуется соединение и сборка металлических деталей.Когда большинство людей думают о том, как соединить металлические детали, они, скорее всего, думают о сварке. Сварка — это особое искусство, требующее больших навыков и опыта для качественного выполнения работы. Кроме того, сварка требует специального оборудования и расходных материалов. Из-за этого многим людям, не имеющим этих ресурсов, интересно узнать о способах соединения и сборки металлических деталей без сварки. К счастью, существует ряд вариантов, которые дешевле и требуют меньше времени, чем сварка.Ниже мы рассмотрим различные способы соединения металлических деталей, включая клепку, пайку, пайку, склеивание и точечную сварку.

Различные методы соединения металлических деталей

Клепка

Одним из популярных методов соединения металлов для сборки металлических деталей является клепка. Как правило, клепка — хороший выбор для строительных проектов, в которых используются легкие материалы, требующие прочного соединения. Процесс клепки включает использование механических креплений для создания прочного соединения между двумя металлическими поверхностями.Заклепка, металлическая застежка с цилиндрической стойкой с головкой, вставляется в пробитое или просверленное отверстие. Затем хвостик заклепки закрепляют до тех пор, пока он не сплющится до такой степени, что он будет шире вала. Две металлические части удерживаются на месте этим более толстым концом.

Некоторые из преимуществ клепки заключаются в том, что это лучший вариант по сравнению со сваркой для соединений, которые могут испытывать ударные силы и вибрацию, при клепке не требуется тепла и она полезна для поддержки поперечных нагрузок.С другой стороны, одна проблема с клепкой заключается в том, что соединения не герметичны.

Пайка

При пайке для соединения металлических деталей используется присадочный металл. Средний припой на 99% состоит из олова, однако можно использовать и другие металлы, включая цинк, медь, серебро и висмут. Припой, который представляет собой сплав мягкого металла, плавится при низкой температуре, обычно ниже 800 градусов по Фаренгейту. После плавления присадочный металл создает соединение между двумя металлическими частями, которые необходимо соединить.Чаще всего пайка используется для сборки металлических деталей в электронике и электрических платах.

Преимущества пайки для соединения металлических деталей заключаются в том, что это, как правило, более безопасный процесс, чем сварка, с его помощью можно выполнить электрическое соединение, которое полезно для электроники и устройств на основе схем, а соединение между металлическими частями может быть создано при меньших затратах. температура. Основная проблема с пайкой заключается в том, что более слабое соединение делает ее непригодной для некоторых приложений.

Пайка

Подобно пайке, пайка является одним из широко используемых видов соединения металлов, при котором для сборки металлических деталей используется присадочный металл. Однако пайка отличается от пайки тем, что температура плавления присадочного металла превышает 800 градусов по Фаренгейту. При пайке присадочный металл действует больше как клей между металлическими частями, и требуемые области применения определяют, из чего сделан присадочный металл. Некоторые из наиболее часто используемых присадочных металлов включают кобальт, серебро, магний, драгоценные металлы, никель и другие.Все упомянутые металлы имеют более высокую температуру плавления, чем олово, а это также означает, что соединяемые вами металлы будут подвергаться воздействию тепла, создавая еще более прочную и надежную связь.

Клей

Другой вариант соединения и сборки металлических деталей — использование клея. Эта категория методов соединения и сборки металлических деталей постоянно растет, и постоянно разрабатываются новые возможности. Некоторые из самых популярных вариантов клея включают силикон, эпоксидную смолу, полиуретан и ленты.Неудивительно, что клеи не создают такого прочного сцепления, как некоторые другие методы, упомянутые выше, однако они предлагают доступное решение, эффективное для множества применений.

Молдинги Eagle здесь, чтобы помочь

Eagle Moldings с гордостью предлагает один из самых обширных ассортиментов алюминиевых профилей на складе, которые можно найти где угодно, чтобы помочь вам реализовать как крупные, так и мелкие проекты для вашего дома, бизнеса или строительных работ. Наши знающие представители готовы помочь вам найти именно то, что вам нужно для выполнения работы, поэтому свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить ваши конкретные потребности.

Клепка, пайка, жидкая сварка плюс склеивание и завинчивание

	Присоединение к Общий
	Итак, у вас есть все виды стальных деталей но еще не тот предмет, который вы хотите сделать из этой стали. Ковка и литье можно многое, но нельзя выковать ни большой корабль, ни механические часы из кусок стали, и вы не можете его отлить.Вы должны присоединиться к ваши части, и присоединение — основная часть Материаловедение. Это также сложная часть материаловедения, даже если мы не рассматриваем соединенные системы с подвижными частями, такими как шестерни. Если задуматься на секунду, без присоединения далеко не уйти. Даже наконечник кремневой стрелы или наконечник топора нужно было соединить со стрелой. вал или какую-нибудь ручку. Хотя присоединение, очевидно, очень важно для того, чтобы все виды продуктов, это не крикливо и никогда не бывает легко. Неметаллы, которые можно соединить простыми способами, такими как посев, связывание ниткой или шпагатом или прибивание. Древние египтяне сеяли свои большие деревянные лодки. вместе. Но с деревом можно использовать и гвозди (если умеете их делать). и не очень древние викинги действительно прибивали свои лодки вместе. Вы используете раствор для соединения кирпича и камня. Это была бы огромная тема от я просто упомянул об этом, чтобы указать, что есть много способов присоединиться к материалы в целом .
		Итак, давайте немного поменьше общего. В Далее я ограничиваюсь в основном соединением металлов . Основные методы, доступные для присоединения есть: Винт (металл) Клепка Сварка Пайка Клей
	Прежде чем перейти к деталям, давайте спросим себе общий вопрос: Что за механика свойства можно ожидать от соединенных материалов? Чтобы получить первое представление, мы просто представляем, что делаем растяжение испытание на «идеальном» соединенном образце, таком как этот
		Испытание соединений на растяжение Два соединенных металла могут быть одного или разных типов.Мы можем представьте себе создание «классического» образца как показано, или какое-то специальное приспособление, подходящее для той цели, которая показана для тестирования клепанные куски металла. Понятно, что напряжение-деформация кривая будет «смесью» кривых напряжения-деформации индивидуальные материалы. Столь же ясно, что самый «слабый» материал определяет все параметры, такие как Модуль для младших, предел текучести или поведение разрушения. Кроме того, два интерфейса могут «сломаться» задолго до того, как материалы бы.Только представьте, что красный материал — это скотч между двумя стальные детали. Перелом произойдет по «швам», а не по краям. материалы. Идеальное испытание на растяжение для соединений
	Для склейки и пайки ясно что я имею в виду под «совместным материалом». В случае клепки также достаточно ясно, а как насчет сварки?
		Когда вы это сделаете жидкость сварка двух одинаковых материалов, вы разжижайте части ваших материалов, а также немного материала, который вы попадаете в стык.Даже если состав всех рассматриваемых материалов точно такой же, микроструктура сварного шва будет сильно отличаться от микроструктуры сварного шва. нетронутый материал. Жидкие части довольно быстро остынут и Вы мало что можете с этим поделать. Было бы довольно неожиданно, если бы микроструктура сжиженной части будет такой же, как у твердой части. Поскольку микроструктура в значительной степени определяет свойства, свойства соединительного материала будут отличаться от основного материала материал. Кроме того, материал рядом со сварным швом не станет жидким, но тем не менее испытывают «термическую обработку» и тем самым изменяют свою микроструктуру. Эти зоны термического влияния поэтому также отличаются по свойствам от неповрежденной массы. Если металлы быть сваренными вместе подвергались специальной температурной обработке, чтобы из возможных, сварной шов, очевидно, может быть только хуже, чем прочее.
		Я уверен, что мне не нужно объяснять, что зона сварки между двумя разными материалы действительно материал, сильно отличающийся от других.я также уверен, что вам ясно, что сварка двух разных металлов — это далеко дело сложнее, чем сварка одинаковых металлов. И размышляя о маленьком немного, о чем я уже говорил, может даже стать очевидным, что есть много материалы, включая все виды стали, которые просто нельзя сваривать без ухудшения свойств при сварке . недопустимый уровень.
	Теперь займемся двумя менее важными методы соединения вне пути:
	Винт
	Завинчивание — тоже очень старая техника — извини, это другой вид.Свернуть все вместе — вот что вам нужно сделать когда вы собираетесь снова разобрать вещи. Вы также делаете это, когда вам нужно исправить маленький или тонкий кусок металла к чему-то громоздкому
		Прикручиваете ГБЦ к большая часть двигателя вашего автомобиля, потому что вам может потребоваться снять его в один прекрасный день. Четное если вы предполагаете, что в этом нет необходимости, для клепки потребуется очень глубокая отверстия и длинные заклепки, что делает процесс дорогостоящим и неудобным, а сварка просто невозможно на необходимом уровне точности.Я даже не буду упоминать склейка.
		Итак, большое преимущество использования шурупов для соединения металлов (или дерева, или чего-то еще) заключается в том, что вы можете снова разобрать его. Большим преимуществом винтов dis является еще и то, что Вы можете снова разобрать его. Как мы (мужчины) все знаем, заботясь о детском велосипеды и бесчисленное множество других случайных работ, винты волшебным образом стремятся расслабиться сами по себе, если не уделять много внимания. И как мы (мужчины) также знаем, что качественный трах не всегда это тоже дешево.
		Общие крошечные и большие винты товары
		Не забываем, что для прикручивания Вам понадобятся винты и с резьбовыми отверстиями в объем некоторого материала или резьбовых гаек (плюс шайбы, зажимные кольца, фиксаторы, …). Сделать винт было не так-то просто, когда приходилось делать его вручную с помощью молоток и напильник; делать орехи было хуже. Только таким образом привинчивание могло стать основная техника соединения после того, как стало возможным нарезать точную резьбу с такие инструменты, как токарный станок.
	Другие большие преимущества завинчивания: Свинчивание не ухудшает свойства скрепленных металлов. С помощью шурупов можно соединять разные металлы или вообще разные металлы. материалы без особых проблем.
		Конечно, теперь свойства стыка зависят очень много от свойств винтов (и сколько у вас на площадь). Так используйте винты из высококачественной стали, а поскольку нагрев не требуется, совместная собственность известна и не подлежит более или менее неконтролируемой микроструктурные изменения, происходящие при охлаждении расплавленных деталей в сварка.
		Таким образом, как правило, возможно соединение высокого качества, и поэтому вы найдете чертовски много очень качественных винтов в, например, авиационные двигатели.
	Клепка
	Есть много большого металла конструкции, которые не захочется снова разбирать и которые лучше останутся вместе прочно надолго. Мосты, здания, корабли, самолеты — вам можете продолжить этот список сами. Привинчивание тогда не нужно и просто тоже дорогой.Сварка была бы ответом, но сварка часто невозможна, даже сегодня, а это было невозможно до 1920 года или около того для крупных стальных конструкции, спроектированные таким образом, чтобы выдерживать большие нагрузки. Клепка была ответ, и в некоторой степени все еще есть.
		Вот часть клепаного котла судно. Его использовали для чего-то дорогого сердцу настоящих меченосцев. мужчины: пивоварение пиво . Котел выполнен безупречно в течение многих лет и помогли сделать население Копенгагена счастливым. длительное время.Так было не всегда. Около 1800 г., без надежной клепки вместе стали, количество и качество пива, сваренного в Копенгаген часто подвергался риску, и один из потребителей горько жаловался: «В в моей небольшой семье пива часто не хватает от 8 до 14 дней …. в это время мои дети должны либо пойти к водяной помпе, если вода пригодна для питья, либо я должен с грустью видеть, как они ослабели от чая ». Датчанин, по Кстати, считаются одними из самых счастливых людей на этой планете.
		Клепаный котел пивоваренного завода Carlsberg, Копенгаген, Дания.
		На следующем снимке показана сильно заклепанная сталь. ферма, изготовленная около 1890 года, которая до сих пор находится на службе в Дрездене / Германия центральный вокзал.Несколько деталей скручены между собой, и это легко увидеть Почему.
		Клепанная стальная балка на главном вокзале Дрездена от около 1890 г. Ссылка ведет на картинку большого размера
	Клепать непросто.Ты должен держать плотно соедините две (обычно очень тяжелые) детали, просверлите (большое) отверстие через конструкцию вставить заклепку (обычно раскаленную), плотно прижать конструкцию с одной стороны и сильно ударьте по ней с другой стороны, чтобы сгладить ее голова.
		Вам нужна была команда не менее трех человек, чтобы установить заклепки. У такого корабля, как Титаник, было около 3 миллионов заклепок, и Такое судно было не только дорогостоящим, но и довольно трудоемким.
		Свойства клепаной смеси непростые по двум причинам: дыры в основной части всегда ослабляют конструкцию и могут выступают источниками трещин. Прочность всей хитрости, как на рисунке Как видно из приведенного выше, во многом зависит от свойств заклепок. Однако есть одно преимущество: трещины, проходящие через большую часть пластины. останавливаться на клепаных соединениях и не может наезжать на другую пластину, как при сварке суставы.Свобода Об этом свидетельствует корабельная катастрофа. В Интернете можно найти бурные дискуссии о «настоящем» причины, по которым Титаник совершил погружение. Было ли это плохое качество стали или (некоторые) заклепки?
	Сварка заменила клепку в большинстве металлоконструкции серийного производства. Однако сталей еще много. которые нельзя сваривать, потому что сварное соединение также ухудшит свойства много.
		Сварка алюминиевых сплавов, например, все еще в основном невозможно. Ваш «алюминиевый» велосипед обычно иметь сварную раму, но ваш авиалайнер из алюминиевого сплава все равно будет склепан вместе во многих местах (незаметно, головки заклепок не торчат). смотреть на что в следующий раз вы полетите.
	Пайка
	Пайка абсолютно необходима для электроника, сантехника и многие другие технологии, e.грамм. делать велосипед Рамка. Вообще говоря, пайка — это процесс соединения двух частей металлы (не обязательно одного и того же вида), пропуская жидкий присадочный металл — припой — в стык. Два соединяемых металла никогда не плавятся. Они обычно не должен даже сильно нагреваться, поэтому припой должен иметь низкую температуру плавления. точка
		Долгое время под припоем в основном понимали соединения олова / свинца либо на, либо недалеко от эвтектика состав (63% олова / 37% Pb) с температурой плавления 183 ° C (361 ° F).Используются «твердые припои», плавящиеся при более высоких температурах, например, в ювелирном деле; они обычно содержат немного серебра. Тогда процесс называется « пайка ».
		Однако припой, содержащий свинец, запрещен с 2006 года на том основании, что свинец является опасным материалом (он есть). Электронная промышленность тратит огромные деньги на переход на новые припои, обычно тройной сплав Sn-Ag-Cu. Меня это устраивало. Однако, когда я увидел, как строители кладут тонны чистого свинцового листа на крыши, мои коллеги изо всех сил пытались уберечь несколько граммов от электронных товар; Я начал немного задаваться вопросом. Охотники, конечно, до сих пор используют свинец для их расстреляли боеприпасы пистолета. Теперь у вас есть интересная тема для обсуждения.
	Пайка сохраняет электрическую проводимость, а это очень важно для электроники. Прямая пайка, однако очень плохо сказывается на механической прочности; идея перепаять сломанный лезвие меча вместе было бы нелепо.Если вам нужна механическая прочность, для Например, когда вам нужно соединить трубы рамы велосипеда, вы либо сварите, а если это невозможно, соедините трубки, припаяв их к розетки называются «ушки».
	Пайка — старая техника. Много артефакты, найденные в Шумере, Древнем Египте и т. д., как сообщается, использовались какая-то пайка или пайка — но пока ничего хорошего не нашел картинки для этого.
	Жидкостная сварка
	Сначала мне нужно заявить об отказе от ответственности. Большинство людей связывает сварку только с то, что я называю жидкой сваркой здесь. Какой-то парень в маске создает много шума и очень яркий свет, сжижая некоторые металл с паяльной лампой или каким-нибудь электрическим приспособлением. Напротив, вы, , теперь знаете, что термин «сварка» также включает соединение двух одинаковых железок. или стали при температурах ниже точки плавления, сколачивая их вместе при некоторой повышенной температуре. у меня есть называется «молотковой сваркой», но также называется сварка давлением , огнестойкая сварка , кузнечная сварка или контактная сварка . Такая сварка может также быть достигнуто с помощью Другой металлы.
		Есть и другие (современные) методы для сварки или склеивания без плавления. Описывая «проводное соединение», то есть техника прикрепления крошечных проводов к пятнам контакта на кремниевых чипах, заполнит много страниц. Найдите себе ключевые слова, такие как ультразвуковая сварка, сварка взрывом, сварка трением с перемешиванием, электромагнитная импульсная сварка, коэкструзионная сварка, холодная сварка, диффузионная сварка, экзотермическая сварка, высокая частотная сварка, сварка горячим давлением, индукционная сварка или роликовая сварка сварка.
		Современное слово « сварка » в смысле присоединения сварка, датируется примерно 1830 годом, это может происходить от «хорошо» = до варить, подниматься или от «владеть». На немецком языке сварка называется «schweissen», слово, содержащее «eisen» = железо и связано с «schwitzen» = потоотделение, зной, источающий жидкость. «Schmied» (кузнец) «schweisst» (сваривает) «айзен» (железо), вставляя две части в «schweisshitze» (жар потоотделения), где потеет утюг, потому что он начинает реагировать с углеродом и кислородом.Другими словами, все это связано, и Нежидкостная сварка всегда была неотъемлемой частью технологии производства чугуна.
	Здесь я лишь очень бегло смотрю на жидкость сварка. Не потому, что не было бы заслуживают подробного описания, но потому, что я мало о нем знаю. Что бы ни немногое, что я знаю, можно найти в научном модуле. Первое, что нужно знать, это то, что без жидкой сварки стали мир было бы совсем другое место.Вы бы не водили машину, потому что пример.
		Для сварки с жидкостью необходимо расплавить сварной. Для железа это означает, что вам нужно превышать примерно 1500 0 ° C. (2732 0 F) прямо в (маленьком) месте, где вы хотите сварить. Это занятие непростое; Я много раз повторял эту тему в этом гиперкрипт и даже написан специальный модуль. Так как, когда и где было железо первый стык с использованием жидкой сварки ? я на самом деле не знаю, но могу проиллюстрировать это, сославшись на Корабль Свободы катастрофа. Во время Второй Мировой войны была проведена крупномасштабная сварка, чтобы произвести «Liberty». Корабли », в основном потому, что это позволило построить такое судно примерно за 50 дней вместо 250 дней, необходимых для клепки. Это прекрасно иллюстрирует огромное потенциальное преимущество сварки по сравнению с клепкой; Что случилось эти корабли иллюстрируют опасности.
		Если посмотреть на постарше конструкций становится ясно, что сварка в больших масштабах вошла в около 1930 года плюс-минус лет десять.
	Три важных момента, на которые следует обратить внимание являются: Достижение локального плавления. Предотвращение реакции расплавленного вещества с окружающим воздухом или водородом. Достижение целостности готового сварного шва.
	Итак, давайте посмотрим, как можно добиться локального плавления. Исключение более экзотических методов, таких как использование взрывчатки (звучит забавно), по сути, у нас есть два варианта: Электричество (в виде электрической дуги). Очень горячее пламя от паяльной лампы.
		1. Электричество может передавать огромное количество энергии через тонкие провода и, таким образом, способен доставить много энергии в небольшое пространство. Если ты просто хочешь согреть какой-то (проводящий) объект, такой как сталь, все, что ему нужно, это нарисовать дугу, электрический разряд от точки на вашем объекте до электрода. Сила доставлено равно току I умноженному на напряжение U .если ты ток чуть больше 4 А при 230 В, легко подведенный к стандартной розетке, вы может сконцентрировать мощность 1 кВт или 1 кДж / с на нескольких квадратных миллиметрах. Занимает примерно 1 кДж, чтобы расплавить 1 г железа, поэтому в течение нескольких секунд вы начинаете разжижать небольшой количества материала. Настоящие аппараты для дуговой сварки обеспечивают гораздо большую мощность (обычно при более низкое напряжение и более высокие токи), конечно. Исторически сложилось так, что именно русский ученый Василий Петров «открыл» электрическую дугу в 1802 году, всего через несколько лет после Вольта. «открыл» электричество.МЫ. Стэйт, английский предметник, получил патент на дуговую плавку в 1849 году. Однако до дуговой сварки потребовалось до 1881 года. начали действительно использоваться, и заслуга в этом русского Николая Николайевич. Конечно без Вернер против Сименса изобретение электродинамического генератора в 1867 году, все это было бы спорный вопрос из-за отсутствия эффективных источников энергии. Электродуговая сварка развивалась с тех пор и использовалась для множества приложения в меньшем масштабе.Возможность строить крупномасштабные объекты, такие как корабли, вокзалы или мосты сваркой заняли еще несколько лет.
		2. Вы не может получить энергию в кДж на небольшой площади с помощью обычного огня или пламени. Вы должны что-то сжечь, т.е. вступить в реакцию с кислородом, который производит много энергии в реакция, и вы должны много гореть. Поэтому используйте чистый кислород (O 2 ) вместо воздух плюс легковоспламеняющийся газ, например пропан (C 3 H 8 ) или ацетилен (C 2 H 2 ), и вы получаете (примерно) температуры 2.500 ° C (4,530 ° F) для пропана и 3,500 ° C (6,330 ° F) для ацетилена. Если вы сжигаете пропан только на воздухе, вы застрянете при температуре 2.000 ° C. (3630 ° F). Таким образом, ацетилен дает самое горячее пламя, но с ним нужно обращаться. с осторожностью. Ключевым моментом было массовое производство ацетилена путем реакции карбида кальция. (CaC 2 ) с водой; простое, но опасное мероприятие. Первый из Конечно, нужно было производить карбид кальция, а для этого нужно было электричество. и новаторские изобретения Вернера фон Сименса и его братьев, которые позволяет «производить» много электроэнергии. Сварку (и резку) паяльной горелкой впервые разработали французские инженеры Эдмонд. Фуше и Шарль Пикар около 1903 года. Современная паяльная лампа по-прежнему внушает страх. Его можно использовать для сварки, но в настоящее время более полезен для резки . Ведь рано или поздно мы должны вырубить большие корабли, танки и все такое. еще мы сварили вместе много лет назад.
	Второй момент — защита плавиться от реакций с воздухом и т. д. — часто это можно сделать простым способом, использование некоторого «флюсового» материала, который защищает область сварного шва от окисление и загрязнение в результате производства газа двуокиси углерода (CO 2 ) в процессе сварки.Ваш сварочный электрод обычно покрыт материал флюса и подает его во время сварки.
		Иначе прибегнете к «газу». дуговой сваркой металла «. По сути, вы продуваете поток инертного или полуинертного газ, такой как аргон или гелий, вдоль электрода, не позволяя воздуху попадать в жидкость части. Еще лучше, если вы свариваете под водой в жидком флюсе. Так он не дешевеет, и чем сложнее он становится, тем больше вы необходимо полностью автоматизированное оборудование.
	Осталось посмотреть, как достигается некоторая целостность готового шва. Другими словами: есть хорошие сварные швы и бывают плохие, в зависимости от того, как это было сделано. Посмотрите на сварных швов дешевых и дорогих велосипедов со сварными рамами, и вы увидите разница между равномерным и очень хорошим сварным швом и ухабистым и неуклюжим, но по-прежнему хорошо сваривать. Надеюсь, вы не заметите действительно плохой сварной шов.
		По словам «Сварщиков» Вселенная «(источник здесь), вы видите здесь «Хороший, плохой, злой». Само собой разумеется, что свойства следуют этому суждению. Справа уродливое, опасное и мошенническое (плохо приваренное ограждение в Сицилия; должно было быть прикручено; было дорого; Евросоюз за это заплатил). Качество сварки
		Дело в том, что сварка требует больших усилий. технологии и качество того, что вы получаете, зависит от качества того, кто делаю это.Как рассказал мне коллега с верфи через дорогу, только один немногим из их сварщиков разрешается выполнять особо сложные сварные швы, и даже этим экспертам нужен хороший день, чтобы добиться успеха.
	Можно ли соединить сломанный клинок меча, сварка плавлением? А не. Даже если вам удастся получить хороший сварной шов, это выглядит некрасиво, как бы хорошо вы его ни шлифовали и не полировали, а лезвие пострадает в процесс и свободное качество.
		Имейте в виду: даже лучший сварной шов будет иметь механические свойства, отличные от свариваемого материала.Это было наглядно продемонстрировано в 2001 году, как показано на рисунке. ниже.
		Всемирный торговый центр 11 сентября 2001 г. Стальные балки обычно отслаиваются по сварным швам. No related posts. Следующая запись Зал 100 кв м: Большой зал 100 кв.м. — Зал, учебный зал . Аренда лофта для проведения семинаров, тренинга, спортивных мероприятий, просмотра фильмов, в Москве у метро Улица 1905 года / LOFT 2 RENT 01.01.2023 Каркас проект ком: Проекты каркасных домов от KARKASPROEKT.COM 10.08.2020 Домой фото: Иди домой — прикольные картинки (25 фото) • Прикольные картинки и позитив 10.09.1970 Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт