Повышение качества сварного соединения при производстве сферических подшипников высокоскоростного трения методом диффузионной сварки

Введение 8
1. Литературный обзор 11
1.1 Диффузионная сварка как способ формирования неразъемных соединений. 11
1.2. Особенности сварки конструкционных сталей с медью и сплавами на её основе 13
1.2.1 Медь и ее сплавы 15
1.2.2 Теплоустойчивая сталь 30Х3ВА 19
1.3. Особенности диффузионной сварки конструкционной стали с бронзой..20
1.4. Общая характеристика процесса сварки в твердо-жидком состоянии…..22
1.4.1 Схема процесса…………………………………………………………….22
1.4.2 Роль давления при сварке в твердо-жидком состоянии…………...…….26
1.5 Контроль качества сварных соединений………………………………..….28
1.6 Постановка задач, решаемых в Выпускной квалификационной работе 31
2. Материалы экспериментального исследования 33
2.1 Материалы, образцы…………………………………………………………33
2.2 Методология проведения экспериментального исследования………..…..34
3. Результаты исследования микротвердости полученных образцов 42
4. Финансовый менеджмент изготовления башмаков, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 46
4.1 Предпроектный анализ изделия 46
4.2. Потенциальные потребители результатов исследования 46
4.3. Анализ конкурентных технических решений с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 47
4.4 Описание главных, основных и вспомогательных функций, выполняемых вакуумной печью 48
4.5. Определение значимости выполняемых функций вакуумной печью 49
4.6. Определение значимости функций вакуумной печи 51
4.7. Анализ стоимости функций, выполняемых вакуумной печью……..……52
4.8. Построение функционально-стоимостной диаграммы объекта и ее анализ.. 53
4.9. Оптимизация функций выполняемых объектом 53
5 Социальная ответственность 55
5.1. Характеристика объекта исследования и области его применения 55
5.2. Производственная безопасность 55
5.2.1. Анализ выявленных вредных факторов при разработке и эксплуатации проектируемого решения 56
5.2.2. Анализ выявленных опасных факторов при разработке и эксплуатации проектируемого решения 59
5.3. Экологическая безопасность 62
5.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 63
5.5. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности……. 65 Выводы 67
Список используемой литературы 68

Весь текст будет доступен после покупки

Процесс диффузионной сварки в вакууме был разработан в 1953 году профессором Казаковым Н.Ф.. Он дал следующее определение данному виду сварки: «Диффузионная сварка – это соединение однородных и разнородных металлов, сплавов и не металлических материалов, осуществляемый путем диффузии атомов через поверхность стыка, возникающего действия давления и нагрева в течение заданного времени» [4].
Развитие современной техники в направлении интенсификации рабочих режимов машин и механизмов, увеличение скоростей и нагрузок приводит к необходимости применения биметаллических деталей и узлов, способных работать в сложных условиях эксплуатации.
В настоящее время диффузионной сваркой соединяют различные материалы: однородные и разнородные металлы и их сплавы, а также не металлические материалы (стекло, керамику, кварц). Достоинствами диффузионной сварки являются:
- исключается расплавление соединяемых материалов;
- отсутствует необходимость в обязательном применении драгоценных металлов в виде припоев;
- прочность соединений может изменяться в широком диапазоне в зависимости от требований к сварному узлу, превышая при этом прочность клеевых и паяных соединений;
- возможно совмещение процессов сварки и термической обработки материалов с целью получения определенных свойств;
- соединение разнородных по физико-химическим свойствам материалов исключает дополнительные промежуточные операции, например вжигание паст, содержащих серебро;
- процесс диффузионной сварки легко поддается автоматизации.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Диффузионная сварка как способ формирования неразъемных соединений
Согласно принятой классификации все виды сварки подразделяются на сварку плавлением, при осуществлении которой соединяемые материалы разогревают до температуры плавления или несколько более высокой температуры, и сварку в твердой фазе (без расплавления соединяемых материалов).
В конце 1950-х гг. в СССР было выдано авторское свидетельство на
«способ соединения керамических и металлических деталей, например режущих пластин с державками, отличающийся тем, что его осуществляют в вакууме, обеспечивая взаимную диффузию атомов и молекул соединяемых материалов». Этот способ — одна из разновидностей сварки давлением — получил название диффузионной сварки [4].
Диффузионная сварка — сварка за счёт взаимной диффузии на атомарном уровне свариваемых поверхностей деталей. Этим видом сварки производится полуавтоматическая, автоматическая в различных пространственных положениях, черных и цветных металлов и сплавов широко диапазона толщин. Определения и сущность диффузной сварки описаны в ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 [7].
Диффузионная сварка производится воздействием давления и нагревом свариваемых деталей в защитной среде. Перед сваркой поверхность детали обрабатывают по 6 классу шероховатости и промывают для обезжиривания ацетоном.
Температура нагрева составляет 0,5 – 0,7 от температуры расплавления металла свариваемых деталей. Высокая температура обеспечивает большую скорость диффузии и большую пластичность деформирования металла.

Процесс сварки осуществляется с использованием разных источников нагрева. В основном применяют индукционный, радиационный, электронно- лучевой нагрев, нагрев проходящим током, тлеющим разрядом или в расплаве солей.
Сварка протекает при давлении в камере – 10?2 мм. рт. ст. или в атмосфере инертного газа. Вакуум или защитная атмосфера предохраняет свариваемые поверхности от загрязнения.
Сварка производится сжатием деталей с давлением 1 – 4 кгс/мм2. Давление, применяемое при способах сварки без расплавления материалов, способствует разрушению и удалению окисных пленк и загрязнений на поверхности металла, сближению свариваемых поверхностей до физического контакта и эффективного атомного взаимодействия, обеспечению активации поверхностей для протекания диффузии и рекристаллизации. Различается сварка с высокоинтенсивным силовым воздействием (свыше 20 МПа) и сварка с низкоинтенсивным силовым воздействием (до 2 МПа) [4].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Мозберг Р.К., Материаловедение. М.: Валгус, 1976. 553 с.
2. Вульф Б.К., Ромадин К.П. Авиационное материаловедение. М.: Машиностроение 1967. 387 с.
3. Казаков Н.Ф., Диффузионная сварка материалов. Справочник. М.: Машиностроение 1981. 271 с.
4. Люшинский А.В., Диффузионная сварка разнородных материалов. М.: Академия 2006. 208 с.
5. Казаков Н.Ф., Жуков В.В., Оборудование диффузионной сварки. М.: Москва 1973. 236 с.
6. Бачин В.А., Теория, технология и оборудование диффузионной сварки. М.: Машиностроение 1991. 350 с.
7. ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 Сварка и родственные процессы. Словарь Часть 1. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2009. 55 с.
8. ПОТ Р М-005-97 Межотраслевые правила по охране труда при термической обработке металлов.
9. Белов С. В., Безопасность производственных процессов. Справочник – М.: Машиностроение, 1985.
10. Колосков М. М., Долбенко Е. Т., Каширский Ю. В., и др. Марочник сталей и сплавов. М.: - Машиностроение, 2001. 672 с.

Весь текст будет доступен после покупки