Горячая ооъемная штамповка поковок устраняет основные недостатки ковки, значительно повышаются точность штампуемых заготовок и производительность труда. Для изготовления штампованных поковок применяют специальный инструмент (штампы) и штамповочное оборудование (штамповочные молоты, кривошипные и гидравлические прессы, штамповочные автоматы, горизонтально-ковочные машины и другие виды устройств). При штамповке поковок не требуется высокой квалификации кузнеца. Его работа сводится к приему и установке в ручьи штампа нагретой заготовки, периодической смазке поверхности ручьев штампа технологической жидкостью. При штамповке поковок существенно сокращаются отходы материала заготовки, повышаются коэффициент использования металла и коэффициент выхода годного, снижается себестоимость поковок несмотря на возрастание расходов по изготовлению и обслуживанию штампов,
Технологический процесс изготовления штампованной поковки включает следующие операции: резка проката на штучные заготовки, их нагрев до температуры горячей деформации (для стальных заготовок - это 1200-1280 °С), обработка заготовки в ручьях штампа с целью изменения ее формы и размеров, обрезка облоя и удаление технологических напусков, термообработка и очистка поковки от окалины, правка, калибровка, контроль качества. Кузнечно-штамповочное оборудование отличается высокой производительностью (от 5 до 160 поковок в минуту) и стабильностью технологических параметров, поэтому качество поковок значительно выше, чем при ковке, но выше и стоимость штампов и оборудования. В себестоимости штампованных поковок стоимость металла может достигать 85-90 %.
Сваркой называется процесс соединения металлических и неметаллических материалов, при котором устанавливаются межатомные и межмояекулярные связи по контактам поверхностей соединяемых заготовок. В зависимости от состояния материала по месту образования сварного соединения все многообразие способов сварки можно разделить на два вида – на сварку давлением и сварку плавлением.
Для сварки давлением характерны две стадии: сближение соединяемых поверхностей заготовок до образования физического контакта; появление на контактной поверхности активных центров химического взаимодействия; установление межатомных металлических связей. К такому виду сварки относят сварку взрывом, сварку трением, диффузионную сварку.
Сварка плавлением протекает тоже в две стадии: расплавление кромок заготовок и присадочного материала (электродной проволоки) и образование общего объема жидкого металла; затвердевание расплава и образование прочного сварного шва. К этому виду сварки относят электродуговую, газопламенную, электрошлаковую, плазменную, электр о контактную и т. д.
Электродуговая сварка получила большое pacnpoci ранение в связи с относительно простым и недорогим сварочным оборудованием, а также простотой реализации этого технологического процесса. Расплавление кромок свариваемых заготовок происходит в результате горения электрической дуги, которая представляет собой мощный и длительный электрический разряд в сильно ионизированной среде, сопровождающийся большим выделением теплоты и света. Зажигание дуги производится мгновенным соприкосновением электрода с заготовкой. В момент короткого замыкания сварочной цепи происходит быстрый разогрев места контакта электрода и заготовки. При этом образуется ионизация паров металла и компонентов покрытия электрода, и дуговой промежуток превращается в проводник. Для обеспечения устойчивости горения сварочной дуги необходимо, чтобы ее основные параметры (ток и напряжение) находились в определенной зависимости друг от друга. Обычно напряжение, подаваемое к электроду и заготовке, не превышает 60 вольт.
В настоящее время в промышленности наиболее распространены следующие виды электродуговой сварки: ручная, автоматическая под слоем флюса; сварка в защитных газах (углекислый газ, аргон). К особому виду электросварки относится электрошлаковая сварка, с помощью которой возможно сваривать заготовки большого сечения по месту соединения. При этой сварке тепловая энергия, расходуемая на нагрев и плавление металлов заготовки и электрода, получается за счет теплоты, выделяемой в объеме расплавленного шлака (флюса) при прохождении через него тока. Шлаковая ванна надежно защищает расплавленный металл от воздействия воздуха. Высокие прочностные показатели электрошлаковой сварки позволяют широко ее использовать при изготовлении сварно-литых, сварно-ковапых и сварно-прокатанных конструкций, для изготовления массивных станин прессов и станков, деталей паровых котлов, энергетических установок и т. д.
Газовая сварка представляет собой процесс, в котором расплавление кромок заготовок и присадочного металла происходит за счет теплоты, получаемой при сгорании горючего газа в кислороде, при этом горючий газ не только является источником тепла, но и защищает ванночку расплавленного металла от окружающего воздуха. В качестве горючего газа используют: ацетилен, пропан, бутан, природный газ, водород, пары бензина, керосина и др., но наиболее часто применяют ацетилен, так как он обеспечивает получение пламени с более высокой температурой (3200 0С).
Электроконтактная сварка наибольшее распространение получила в
машиностроении. Процесс соединения заготовок осуществляется благодаря нагреву места их контакта за счет выделения тепла и пластической деформации. В практике получили наибольшее распространение следующие виды контактной сварки: стыковая, точечная и шовная. Для реализации этих видов сварки используют специальные сварочные электроконтактные машины, которые состоят из элементов питания и управления, механической и электрической частей. Применяя этот вид сварки можно сваривать валы и оси, листовые штамповки (детали кузова легкового автомобиля), различные емкости для хранения жидких и газообразных веществ,
Из специальных видов сварки применяют ультразвуковую сварку, сварку трением, сварку взрывом, плазмой, лазером. Указанные виды сварки эффективно могут быть использованы в особых случаях при изготовлении уникальных изделий, в том числе и при металлоупрочнении.
Гнутые профили из листового и полосового металлического листа получили широкое распространение в различных отраслях промышленности, особенно в машиностроении и строительстве. Их применение позволяет рационально расходовать материал, повысить эстетичность изделий, сократить трудовые затраты на сварку, сборку и монтаж, придать металлоконструкциям жесткость и прочность. Гофрированные металлические профили весьма рациональны при сооружении стен и кровли производственных зданий, торговых и выставочных павильонов, спортивных сооружений, складских помещений, ограждений и перегородок, кузовов грузовых автомобилей и различных металлоконструкций современных машин и оборудования.
Процесс профилирования заключается в последовательной подгибке и формовке листовой штучной или непрерывной заготовки до требуемой конфигурации готового профиля в фасонных калибрах валков многоклетевого профи лег и б очно го стана. Количество рабочих (формирующих) клетей (пар валков) стана определяется конфигурацией профиля, его материалом, требуемым качеством готовой продукции и может составлять от 3 до 30 шт. Возможно получение подобных профилей и в штампах, однако их штамповка во многих случаях неконкурентоспособна, особенно если длина профилей значительна.
Профилировка гнутых профилей на роликогибочных станах внешне подобна прокатке, где также заготовка многократно проходит через валки, последовательно пластически деформируясь. Разница заключается в том, что на роликогибочных станах заготовка не подвергается объемной деформации; площади поперечных сечений профиля после выхода из каждой пары валков остаются одинаковыми; при прокатке после каждого прохода поперечное сечение заготовки заметно уменьшается, что, собственно, и является сущностью технологического процесса.
Процесс профилирования включает три основных этапа: подготовку заготовки к профилированию (подача материала со склада на стан, размотка, правка, резка на мерные длины, обрезка концов рулонов и их сварка, промасливание и т. д.); гибку заготовки до требуемой конфигурации профиля; отделку сформированного профиля (режу на мерные длины, термообработку, удаление окалины, контроль качества, транспортировку, пакетирование и т. п.).
Гибка профилей на роликогибочных станах может выполняться при холодном и горячем состоянии металла заготовки. Haгрев в некоторых случаях необходим для повышения пластичности и уменьшения сопротивления деформации заготовки. Разумеется, к горячей деформации следует прибегать, если не удается достичь требуемых технико-экономических параметров процесса холодным профилированием.
При профилировании могут применяться самые разнообразные материалы: горячекатаная, холоднокатаная, листовая, ленточная, полосовая углеродистая, конструкционная и легированная стали, титан, алюминий, медь, цинк, латунь, бронза и другие сплавы. Могут обрабатываться также и биметаллические, многослойные и плакированные заготовки, в том числе и пластмассы.