Bosim ostida payvandlash

5.2. Payvandlashda metallning issiqlikdan kengayishi. Elektrod-detal tegish joyida massa ko‘chish jarayonlari.

Metall jismlar qizishi natijasida ularning chiziqli o‘lchamlari va hajmi kattalashadi (dilatometrik effekt). Xususan qattiq jismning T haroratida uning uzunligi l_j va hajmi V_j ushbuga teng bo‘ladi:

va ,
bu yerda: l₀ va V₀ harorat T=0°C bo‘lganda jismning uzunligi va hajmi; va – chiziqli hamda hajmiy keskin kengayishning termik koeffitsientlari.
Eriganda jismning hajmi keskin kattalashib, V₀ ning 8-10 % iga yetadi.
Nuqtali va chokli payvandlash sharoitida detallarning qalinligi hamda hajmi kattalashuvi asosan z o‘qda yuz beradi, chunki metallning qo‘shni qismlari sovuqroqligi hajmning r o‘q, yo‘nalishida kattalashuvini to‘xtatib turadi. Payvandlashda metallning issiqlikdan kengayishi mashina elektrodlari, asosan yuqorigi harakatlanuvchi elektrodning siljishiga (orasi ochilishiga) sabab bo‘ladi.
Yuqorigi elektrodning sezilarli darajada siljishi metall erigan (o‘zak paydo bo‘lgan) paytdan boshlab kuzatiladi va endi bundan keyin harorat maydoni hamda o‘zakning o‘lchamlari kattalashuvi bilan yuz beradi.

Payvandlashda elektrod-detal tegish joylari chegarasi orqali mexanik yo‘l bilan yoki diffuziya tufayli elektrodlar va detallar metali oz miqdordagi massasining o‘zaro ko‘chishi yuz beradi.

Payvandlash toki ulanmasdan oldin payvandlash kuchi berilganda elektrod-detal tegish joyida mikrochiqiqlarning qayishqoq-plastik deformatsiyalanish, chiqiqlarning o‘yiqlarga kirish, ularning kesilish va qadalib qolish, ularning yuzasidagi oksidlarning qisman yemirilish va oz miqdordagi fizik bog‘lanishlar paydo bo‘lish jarayonlari yuz beradi. Bu jarayonlarga payvandlash mashinasidagi kuch tizimi pastki va ustki konsollari bikrligi har xilligi tufaili edektrodlarning detallar yuzasiga nisbatan harakatlanishi sababli vujudga keluvchi siljish deformatsiyalarihham yordam beradi.
Payvandlash toki ulanganda detallarning elektrodlarga yaqin qismlari qizib borgani sari mikrorelyeflarning plastik deformatsiyaga qarshiligi kamayib boradi, shunga mos ravishda ularning plastik deformatsiyasi ortadi, amalda tegish joylari kengayadi, nafaqat fizik, balki kimyoviy bog‘lanishlar ham yuzaga kelishi uchun sharoit paydo bo‘ladi. Metallarning o‘zaro singish (diffuziyasi) jarayoni rivojlanadi.
Detallar yoki elektrodlarning yuzalari yaxshi tozalangan bo‘lmasa, mikrorelyeflar orasida yuzaga kelgan ajralib qolgan bo‘shliqlar oksid va gidrooksid pardalari hamda singigan moddalar bilan to‘lib qoladi. Harorat ko‘tarilishi bilan gidrooksidlar parchalanib, gaz, xususan, kislorod ajralib chiqadi. Bunda yuzaga keluvchi ortiqcha bosim "yoruvchi" effekt hosil qiladi, u tegish joylaridagi bosimni pasaytiradi, kislorodning ortiqchasi esa chiqiqlar asosini yana oksidlab elektr kontaktlar yuzining kengayishiga to‘skinlik qiladi. Ikkilamchi oksidlash va yoruvchi effekt mos ravishda tokning mahalliy zichligi kamayishiga to‘sqinlik qiladi hamda tegish qarshiligini oshiradi, bu esa elektrod-detal tegish joyida haroratning ko‘tarilishiga yordam beradi.

Elektrod-detal tegish joyidagi massa ko‘chish jarayonining sxemasi:
a– tok ulanmasdan oldingi tegish joyi; chziqlar oralig‘i keng chegara elektrod o‘zaro ta’sirlashuv mahsullari va oksidlar; chiziklar oralig‘i tor chegara – detaldagi oksid pardasi; b– metallarning bir-biriga singishi (diffuziyalanishi); d– mahalliy erish va o‘zaro diffuziya; e– ikkilamchi oksidlanish hamda yoruvchi effekt kuchlari (F_yo) kuchlarining yo‘nalishi; f– elektrodlar orasining ochilishi (elektrod ilashtirib ketgan detal zarralari shtrixlangan).

Payvandlash toki uzilganda va siqish kuchi olinganda hosil bo‘lgan mahalliy bog‘lanishlar mikrochiqiqlar defor-matsiyalanganda to‘plangan qayishqoq kuchlar ta’sirida, shuningdek qisman yoruvchi effekt ta’sirida yemiriladi. Elektrod ko‘tarilganda odatda boglanishlarni yemirish uchun qo‘shimcha kuchlar talab qilinmaydi.

Elektrodlar yuzasida singish yoki mexanik deformatsiya jarayonlari natijasida o‘tib qolgan payvandlanayotgan metall zarralari qoladi. Yumshoq metal (masalan, aluminiy) zarralarini elektrod yuzasining nisbatan qattiq relyefi o‘ziga "ilintirib" oladi. Bu jarayon po‘lat detallarni payvandlashda deyarli qayd etilmaydi.
Elektrodlarni ishlatish jarayonida ularning yuzasida massa ko‘chishidan o‘zaro ta’sirlashuv mahsullari to‘planishi ko‘payadi. Bunda shunday joylar yuzaga keladiki, metall bog‘lanishlar hosil bo‘lib, ular payvandlash jarayonini me'yorida olib borishga to‘sqinlik qiladi.
Detallar yuzasida elektrod metalining aralashmalari qolib, elektrodlarda o‘zaro ta’sirlashuv mahsullari ortib borgani sari ularning miqdori ham ko‘payib boradi.
Shunday qilib, massa ko‘chish tezligi tegish joyidagi harorat, metallarning yuqori haroratlarda bo‘lish vaqti, detal va elektrodlar yuzasining ahvoli, siljish deformatsiyalari darajasi, elektrod metali va payvandlanayotgan metallning fizik xossalari bilan nazorat kilinadi.