Пісіру процесінің қысқаша тарихы.
Дәрістік сабақтар конспекті
Дәріс. Кіріспе. Пісіру процесі жайлы жалпы түсініктер. Электрдоғалы пісіру.
Пісіру өнеркәсіптің барлық саласында, құрылыста, техникада кеңінен тараған технологиялық процесс. Пісіру дегеніміз – екі материалды қыздырып немесе плстикалық деформациялай отырып, бірі-бірімен атомаралық байланысын қалыптастырып ажырамас жалғас алу процесі. Пісіру нәтижесінде екі материал біртұтас болып жалғастырылады.
Пісірудің 100-ден астам түрлері бар. Бұларды негізгі үш топқа жинақтауға болады:
1. Қысыммен пісіру (материалды қатты дене түрінде пісіру);
2. Балқытып пісіру (материалды сұйық күиіне келтіріп пісіру);
3. Балқытып және қысыммен пісіру.
Пісіру процесі қазіргі кезде зор даму кезеңдерінен өтуде. Пісіру техникасы мен технологиясының қарқынды өріс алуы – оның ғылыми негізде құрылуы және ғылыми-зерттеу, өндіріс орындарының мол тәжірибесі жинақталып қолданылуының нәтижесі.
Балқытып пісіруде пісірілген жалғас деген ұғымға пісірілген жік, негізгі металдың термиялық әсерге шалдыққан аумағы және ешбір термиялық әсер алмаған негізгі металл жатады. Балқытып пісіру процесі конструкциялар жасауда пайдаланылатын барлық металдар мен олардың қорытпаларына қолдануға болады, ал материалдың қалыңдығына шектеу қойылмайды.
Пісіру процесінің қысқаша тарихы.
1802 жылы профессор В.В.Петров (Санкт-Петербург) жоғары қуаттыгальваникалық элементті қолданып, екі көміртек электродтар аралығында (электродтар өзара түйіспеген) электртогының тиянақты өткізілу құбылысын ашты. Бүл — температурасы аса жоғары (көз каратпайтьш) жалын, оның сырт пішіні доғаша иіліп қалыптасқан екен. Осыған орай ашылған жаңа физикалық құбылысты В.В.Петров — электр доғасы деп атапты. Әдетте электртогы ауада өтпейтіндіктен, бұл оте үлкен жаңалық болды. В.В.Петров электрдоғасының температурасының аса жоғарылығы мен оның жылу энергиясын ең баяу балқитын металдарды балқытуға пайдалануға болатынын айтты. Екі электрод аралығындағы электртогының ауадағы ағымының энергиясын пайдаланып металдарды балқытып, кристалдандыру арқылы біртұтас жалғас қальштастыру — электрдоғалы пісіру тәсілі болып аталады. Алайда, бұл мәселе өзінің техникалық, шешімін табуы үшін арада ондаған жылдар өтті.
1882 жылы орыс өнертапқышы Н. Н. Бенардос элекгр тогының әсерімен металдарды біртұтас етіп жалғастыру мен кесіп ажырату тәсілін ұсынды. Ол көміртек электрод қодцанып, электрдоғасымен металды пісіру мен кесуді іске асырып, пісіру үрдісіне жататын тағы да бірнеше жаңалықтар ашты (шиыршық сипатты пісірілген жікті құбыр, үнтақсым, т.б.). Ң.И.Бенардос тәсілінде пісіру тек тұрақты токпен жүргізілетін және пісірілген жік қалыптастыру үшін қосымша металл қолданылатын. Орыс инженері Н.Г.Славянов 1888 жылы элсктрдоғасын жалындату үшін металл электродты қолданды. Бұл тәсілде металл электрод электрдоғасын жалындатумен қатар жікті қалыптастыруға да қажетті қосымша металл болып табылады. Н.Г.Славянов электрдоғамен пісірудің металлургиялық негізі мен технологиясын жасауда алғашқы нәтижелі жұмыстарды іске асырды. Ол пісіру сымын пісіру аумағына келтіретін механизациялау құрылғысын жасады. Оның осы бағыттағы ізденістері пісіру процесін механизациялау мен автоматтандырудың бастамасы еді.
Электрмен балқытьш пісіру тәсілі XIX ғасырда ацетилен-оттек жалынының жылу қуатымен пісіру (бұл газбен пісіру тәсілі) тәсілімен бәсекелес болды. Ол кезде электрдоғасымен пісіру қаптамасыз, жалаң металл сымды қолдану арқылы жүргізілетін. Балқыған металл ашық ауада оттек және азот (тотығу жөне азоттану) әсерінен сапасызданып, пісірілген жік сапасы төмен болып қальштасады. Газ жалынымен пісірілген жік — оған қарағанда жоғары сапалы болғандықтан, электрдоғасымен пісіру тәсілі өріс ала алмады. Бұл жағдай 1907 жылы швед инженері О.Кельберг үстіңгі беті арнайы қүрамды материалмен қапталған металл электродтар ойлап тапқан соң ғана шешімін тапты. Содан бастап, электрдоғасымен пісіру төсілі кең өріс ала бастады. Қаптамалы элекгродты қолдану — пісірілген жалғастың сапасын күрт көтеруге мүмкіндік берді. Қаптамалы электродты пайдаланып қолмен пісіру АҚШ,Англия т.б. еуропа елдерінің өнеркәсібінде кең өріс ала бастады. Пісірудің бұл тәсілі осы кезде де өз ауқымын кеңейтіп, ұдайы жетілдіріліп, даму үстінде.
Бертін келе злектрмен балқытып пісірудің жаңа тәсілдері ашылып пісіру процесінің денгсйі жоғарылай түсті. АҚШ-та тұңғыш рет электрмсн флюс қабатының астында пісіру тәсілі ашылып, игерілді. Бұл тәсіл Украинада Е.О. Патонның жетекшілігімен іске асырыльш, флюс қабатының астында автоматты пісіру деп аталды. І940 жылдардың орта шенінде жартылай автоматты пісіру тәсілі игерілді. Бұрынғы КСРО мен шетелдерде флюс қабатының астында пісірудің даму жолдарында елеулі айырмашылықтар бар, бұлар негізінен пісіру құрылғыларының конструкциясы мен қолданылатын материалдардың ерекшеліктерінде.
Пісіру үрдісінің дамуындағы елеулі жетістік қатарына 1949 жылы ашылған электрлі пісірудің жаңа түрі — злектрқожды пісіру тәсілі жатады. Бұл тәсілді Е.О.Патон атындағы Электрлі пісіру институты ауыр машина жасау өнсркәсібінің мамандарымен бірігіп жасаған. Мұңда пісірілетін металл қалындығына шек қойылмайды. Пісірудің аталған жаңа тәсілі өнсркәсіпте аса қалың металл конструкцияларын жоғары сапалы пісіріп жалғастыру және тік бағытта пісіру үрдісін механизацялау мәселелерін шешуге толық мүмкіндік берді. Пісіру техникасының дамуы, жетілдірілуі металды балқытуға қажетті жылу энергиясының жаңа көздерін ашуды талап етеді. Осындай мол энергия қоры вакуумда шоғырланған электрондар ағыны. XX ғасырдың 50-жылдарында француз ғалымдары вакуумда шоғырланған электрондар ағымдарымен пісіру тәсілін ашты. Бүл төсіл — эектрон сәулелі пісіру больш аталды. Пісіру үрдісінің соңғы жетістіктерінің қатарына плазмалы пісіру мен кесу жатады. ІІлазма энергиясын машина бөлшегінің үстіңгі бетіне сым немесе үнтақ материалды тозаңдатып қаптастырылған қабатты қалыптастыруға да пайдаланылады.
Қазіргі кезде пісіру үрдісін автоматтандыру, электрондық аспаптарды қолданып, үрдіс барысын, пісірілген жік сапасын бақылау, орын алған ақаулар мен ауытқуларды дер кезінде байқап, түзету шараларын қолдану, осыған орай еңбек өнімділігі мен сапалылығын жоғары деңгейге көтеру — нақтылы орын алған жағдай.
1940 жылдары өнеркәсіпте электрдоғасымен оқшаулаушы газ ортасында пісіру тәсілі қодданыла бастады. Пісіру аумағын газбен оқшаулауды түңғыш рет американдық ғалым А.Александер 1928 жылы қолданған еді. Алайда, ол кезде оқшаулаушы газдар өндіру күрделі болғандықтан, бұл тәсіл өнеркәсіпте кен қолдану таппады. Бұл мақсатта қолдануға кең пайдалы газдар гелий, аргон, көмір кышқыл газы қолданылады. Қазір оқшаулаушы газ ортасында пісіру кең өріс алған тәсіл.