Gépipari technológiák - Összefoglaló kérdések 1. 2. 3. 4. 5.
6.
Sorolja fel a primer alakító megmunkálásokat! Öntészet, Tétfogat- és lemezalakítások, porkohászat, speciális megmunkálások. Soroljon fel primer alakadó megmunkálásokkal gyártott termékeket (megmunkálás és termék)! Öntészet- kokillaöntés, alu.öntvények, Tétfogat- és lemezalakítások- villáskulcs, porkohászat- hajtórúd, keményfém lapkák, speciális megmunkálások- kerámia bevonatok. Sorolja fel a másodlagos megmunkálásokat! Forgácsolás, hőkezelés, kötő eljárások, felületi megmunkálások. Soroljon fel másodlagos megmunkálásokkal gyártott termékeket (megmunkálás és termék)! Forgácsolás- csavarok, hőkezelés- szerszámok, kötő eljárások- csőszerkezetek, felületi megmunkálásokgk.alkatrészek.. Ábrázolja a négy tervezési szempont kapcsolatát! Funkció Anyag Alak Megmunkálás Ábrázolja a tervezési szempontok kapcsolatrendszerében az öntött, kovácsolt és porkohászati úton gyártott hajtórúdhoz kötött megfontolásokat! Öntött: Funkció (mozgás, átvitel) Anyag (spec.öntöttvas) Alak (méretezés szerint) Megmunkálás (öntés) Kovácsolt: Funkció (mozgás, átvitel) Anyag (szerk. acél ) Alak (méretezés szerint) Megmunkálás (kovácsolás) Porkohászati: Funkció (mozgás, átvitel) Anyag (fémpor) Alak (méretezés szerint) Megmunkálás (porkohászat)
7. 8. 9. 10.
Ismertesse a csavar gyártás sorrendjét! Levágás, redukálás, fej zömítés + redukálás, körülvágás (rajz) Ismertesse a szerkezeti acélból vagy az öntöttvasból gyártott hajtórúd gyártási sorrendjét! Előalakítás (nyújtó zömítés), előkovácsolás, kész alak sorjacsatornával. Melyek a fémkohászat főbb folyamatai általánosságban? Érc előkészítés (törés, örlés, szétválasztás), nyers fém kinyerése, finomítása, ötvözés, öntés kokillába. Ismertesse a nyersvasgyártás lényegét, főbb folyamatait és végtermékét! Folyamata: Vasércek redukálása pirometallurgiai eljárással. Végtermék: Nyersvas
11.
Ismertesse a nagyolvasztó működését (alapanyagok, hőbevitel, folyamat, reakciók, termék) és a nagyolvasztó szerkezetét! Adagolás: érc, koksz, salakképző anyag; Hőenergia ellátás: koksz, befújt levegő (300-1600 fok); Folyamat: Vasoxid redukciója: Fe2O3 → Fe + O, Direkt: C → CO , Indirekt: CO → CO2 Termék: nyersvas, kohósalak, torokgáz.
12.
Sorolja fel az öntészeti és acél nyersvas fő ötvözőit! C, Mn, Si, S, P Ismertesse az acélgyártás folyamatának lényegét, kiinduló anyagát és végtermékét! Folyamata: nyersvas karbon tartalmának, és a káros szennyezők koncentrációjának csökkentése. Kiinduló anyag: Acél nyersvas. Végtermék : Acél. Ismertesse a konverteres (LD) acélgyártási eljárás folyamatát és berendezését! Elrendezés: körte alakú billenthető konverter. Betét: acélhulladék, folyékony nyersvas, adalékanyagok Égés táplálása: oxigén befúvással. Hőforrás: a karbon és szennyezők kiégésének hője Végtermék: 0,25-0,3% C-tartalmú acél Folyamata: Betét berakása, frissítés oxigén gázzal, C és szennyezők kiégetése, ötvözés igény szerint, utókezelés: dezoxidálás, csillapítás, öntés.
13. 14.
15.
Ismertesse a dezoxidálás (csillapítás) lényegét és folyamatát! Si, Al adagolás az acélgyártás végső fázisában, hatására a vasoxidból szilicium-dioxid vagy aluminium-oxid keletkezik, amely a salakba távozik, öntéskor az acélban nem keletkeznek gázhólyagok – ez a csillapított acél
16.
Ismertesse az elektro-acél gyártás folyamatát ívfényes kemencében! a. Fémolvadék és/vagy szilárd betét b. Hőt az elektródák és olvadék közötti ív fejleszt c. Jól szabályozható, tiszta acélokat lehet gyártani
17.
Ismertesse az elektro-acél gyártás folyamatát indukciós kemencében! a. Szilárd betét b. Hőforrás az indukált áram Joule-hője (transzformátorhatás) c. Acélötvözés, átolvasztás a fő cél Melyek az acélok utókezelésének legfontosabb eljárásai? Sugárvákumozás: folyékony acélsugár öntése vákumban, erős gáztalanodás
18.
19. 20. 21.
22.
Vákumívfényes átolv.: katód az acélrúd, anód a réz kád, ív hatására az acél megolvad, a vákumban gáztalanodik Elektrosalakos átolv.: az elektrolizáláskor a megolv. salakon átfolyó acél gáz- és szennyező tartalma lecsökken. Osztályozza az acéltermékeket: - megjelenési forma szerint: acélöntvény, tuskóöntés után hengerelt termékek kémiai összetétel szerint: folyamatos öntés után rudak, csövek, idomacélok, huzalok, finomított, ötv. tömbök Ismertesse az alumínium gyártás fő folyamatait! Érc: bauxit, Ebből hidrometallurgiai és pirometallurgiai eljárással timföldet (Al2O3) állítanak elő, a timföld elektrolízisével (elektrometallurgiai eljárással) választják le az alumíniumot. Ismertesse a bauxit előállítás fő folyamatait! Bauxit előkészítés: őrlés, vizes mosás (tisztítás), szárítás Bauxit feldolgozás: nátronlúgos kezelés 180-250 Co-on, ekkor nátriumaluminát keletkezik - NaAl(OH)4 Vörösiszap leválasztás: hűlés után kristályos alumíniumhidroxid – Al(OH)3 keletkezik, ezt 1200-1300 Co-on izzítva kapják a timföldet – Al2O3
Ismertesse az alumínium kohászat fő folyamatait, anyagkihozatalát és energia felhasználását!
Cél: timföldből színalumínium előállítása. Folyamat: elektrolízis: katód: grafit bélésű kád, anód: grafit rúd, elektrolit: maga a betét. Betét: kriolit (Na3AlF6) + 6…8% Al2O3 Technológiai paraméterek: Hőmérséklet: 950-980 Co; Egyenáram: U=4…5 V; I= 50…250 kA Kiválások: Katódbélésen az alumínium olvadék, grafit anódon az oxigén (erős fogyás) Csapolás időszakosan (98,5…99,5% Al)
23. 24. 25.
26. 27.
Anyagmérleg: 4 t bauxit, 2 t timföld, 1 t alumínium Energia igény: 15.000 kWh/ 1 t kohóalumínium, 20.000 kWh/ 1 t finomított alumínium Ismertesse a réz előállítás fő folyamatait! Érc: kalkopirit (CuFeS2), ebből őrléssel, tisztítással és pirometallurgiai eljárással komplex oldatot állítanak elő (Cu2S, FeS, Fe3O4), az olvadékból nyert kéneskő-ből leválasztják a rezet, majd elektrolízissel finomítják Hasonlítsa össze az acélok, könnyű- és színesfémek alkalmazási területeit! Réz termékek: Elektrolitréz – villamos vezetékek, csövek, rudak, szalagok, öntvények, alakos munkadarabok Ismertesse az acél öntés két változatát és hasonlítsa össze azokat! a. Tuskó öntés (kokilla öntés) b. Folyamatos öntés Kokilla öntés: Jelentős alakítási energiát igényel a további feldolgozás; nagy az anyagveszteség a felöntés és a kéreg eltávolítása miatt; nagy méretű tömbök, táblák alakíthatók ki. Folyamatos öntés: Rudak, széles szalagok alakját jobban megközelíti (kb. 100x100), emiatt az anyagveszteség kicsi, a rúd azonnal tovább hengerelhető, ahol a méretek engedik, csak ott alkalmazható. Ismertesse a csillapított és csillapítatlan acél tulajdonságait! A csillapított és a csillapítatlan acél eltérő módon dermed a kokillában Mutassa be a folyamatos öntés elvét és alkalmazási lehetőségeit!
Folyamatos öntést alkalmaznak akkor, ha a végtermék méretei lehetővé teszik. Ismertesse az öntvény gyártás alapfogalmait! Az öntés során az olvadt fémet egy célszerűen kialakított üregbe, a formába öntik A megdermedt öntvény alakját, méretét a forma határozza meg. Fogalmak: Forma: az alkatrész alakjának megfelelő üreg – az alkatrész negatívja, minta: az alkatrész méretét közelítő alak. 29. Csoportosítsa az öntészeti eljárásokat! Öntés elvesző formába: Maradó minta: Homokformába öntés, héjformázás, keramikus formázás Elvesző minta: Kiolvadó minta (preciziós öntés), elpárolgó minta • Öntés tartós formába: Gravitációs kokillaöntés, kiszorításos öntés, kisnyomású kokillaöntés, nyomásos öntés (melegkamrás, hidegkamrás) , centrifugál öntés. 30. Ismertesse a homokformába öntés alapfogalmait, technológiáját és tervezési szempontjait! 28.
Forma anyaga: kvarchomok (8…15% agyaggal és adalékanyagokkal keverve). Minta: rendszerint fából készül Üregek kialakítása: magokkal. Öntés műveletei:
A minta méreteit a zsugorodás figyelembevételével állapítják meg. A formának oszthatónak kell lenni a minta kiemelhetősége miatt. A nyitást segíti az osztósíkra merőleges külső felületek 1…2%-os ferdesége A minta geometriai egyszerűsítéseket tartalmazhat. 31.
Ismertesse a héjformázást: A minta fémből készül, amelyre agyag-mentes homokból és műgyantából készült kérget égetnek rá 250…280 fokon. Ezt a héjat 300 fokon kikeményítik, így jön létre a forma egyik fele, majd a másik. A két felet formaszekrénybe teszik, körülveszik homokkal, és úgy öntik az alkatrészt. Előny: pontosabb.
Keramikus formázás: Ez is egy héjformázási eljárás. Formázókeverék: tűzálló, iszapszerű, finomszemcsés cirkon-lisztből, alumíniumoxidból és kvarchomokból álló massza, melyet kötőanyaggal kevernek. Ez a keverék a mintára juttatva megköt, utána lánggal szárítják és 1000 fokon izzítják, majd beformázzák. Formázás után öntés a héjformázáshoz hasonlóan.
32.
Ismertesse a precíziós öntést! A minta viaszból készül, melyet fémformába sajtolva állítanak elő. A viaszmintát etil-szilikátos kvarchomok pépbe mártják, és a bevonatot rászárítják a mintára. Ezután a kérges formából a viaszt 180…200 fokon kiolvasztják, majd a formát 900…1050 fokon égetik. Az így nyert formába öntenek. Előnyök: bonyolult alakú, viszonylag kicsi, pontos öntvények készíthetők.
33.
Ismertesse az elpárolgó formába öntést! Az elpárolgó minta polisztirol (műanyag) hab. Ezt a mintát beformázzák, és ráöntik a folyékony fémet. A hő hatására a minta elpárolog, és a fém befolyik a formába Előnyök: egyszerű, pontos, bonyolult alakú, alámetszett formák készíthetők magok nélkül
34.
Tekintse át a tartós formába öntési eljárásokat! Gravitációs kokillaöntés; Kiszorításos öntés; Kisnyomású kokillaöntés; Nyomásos öntés (Melegkamrás, Hidegkamrás); Centrifugál öntés. Ismertesse a gravitációs öntést: A fém kokillát több részből, osztottan készítik, tápfejet az elvesző formába öntéshez hasonlóan alakítják ki, a kokilla falában 0,2…0,3 mm-es furatok vannak a levegő eltávozására. Kiszorításos öntés: A kokillába sajtolással préselik be a folyékony fémet. Ezáltal kedvezőbb a forma kitöltése. Létezik vízszintes és függőleges elrendezésű változata. Centrifugál öntés: A kokilla forog, a folyékony fémet a centrifugális erő szorítja a falhoz. Függőleges és vízszintes tengelyű változata ismert. Elsősorban csövek öntésére használják, de tárcsákat is lehet önteni így. Osztályozza a nyomásos öntéseket, és mutassa be az egyes változatokat!
35.
36.
Nyomásos öntés Az eljárások összehasonlítása
Melegkamrás
Hidegkamrás
37.
Melyek a porkohászat fő folyamatai? Fémporok gyártása (színfémek, ötvözetek, metalloidok); Fémporok osztályozása, keverése, adalékolása; Porsajtolás; Zsugorítás; Utókezelés.
38.
Ismertesse a por alapanyagok gyártásának legfontosabb eljárásait! Mechanikus aprítás, Őrlés, Forgácsolás, Fémporlasztás, Redukálás gázatmoszférában, Karbonil eljárás, Elektrolízis. Mutassa be a por sajtolás változatait és a sajtolt termék tulajdonságait! Kétirányú sajtolással a sűrűség eloszlás egyenletesebb, mint egyirányú sajtoláskor, a keletkezett előgyártmány rideg, törékeny.
39.
40.
Ismertesse a zsugorítás folyamatát és paramétereit! Célja a por szemcsék egyesítése, magas hőmérsékleten, speciális atmoszférában, hosszabb ideig tartó folyamat. Végeredmény: nő a szilárdság, sűrűség (csökken a porozitás), homogén szerkezet alakul ki. Technológiai paraméterek: Hőmérséklet (Egykomponensű por: T=0,65…0,75 Tolv.; Többalkotós por: a fő alkotó olvadáspontja szerint számítva); Izzítás ideje: 0,5…8 óra; atmoszféra: vákuum, semleges vagy redukáló Folyamatok: diffúzió, anyagszerkezeti változások, pórusok összenövése.
41.
Mutassa be a porkohászati gyorsacélok gyártását!
42.
Ismertesse a porkohászat előnyeit más eljárásokkal szemben! Öntés, kovácsolás, hidegfolyatás helyett alkalmazható, forgácsoláshoz képest jelentős anyagmegtakarítás. Mit értünk a fémek képlékenysége alatt? A fémek és ötvözetek azon tulajdonságát értjük, hogy mechanikai igénybevétel hatására alakjukat képesek megváltoztatni, az anyag kontinuitásának – folytonosságának megmaradása mellett. A jelentős maradó alakváltozásra képes fémeket képlékenynek tekintjük. Hogyan hatnak az állapottényezők az alakíthatóságra? A képlékenység (alakíthatóság) nem abszolút tulajdonsága az anyagnak, hanem az állapottényezőknek is függvénye. Állapottényezők: Feszültségi állapot, Hőmérséklet, Alakváltozási sebesség. Melyek a fémek és ötvözetek alakíthatóságát meghatározó tényezők?A fémek és ötvözetek alakíthatósága attól függ, hogy belső szerkezetük (kristályrács, szemcsenagyság, szövetszerkezet) hogyan segíti az alakváltozási mechanizmusok működését. Mutassa be a fémek alakváltozási mechanizmusait, ennek alapján magyarázza a színfémek és ötvözetek alakíthatóságát! A fémek képlékenysége azon alapul, hogy a fém kristályokon belül egy határ igénybevétel átlépésekor az atomsorok elcsúsznak egymáson anélkül, hogy közben a közöttük lévő összetartozás megszűnne. Ez a jelenség a csúszás vagy transzláció. A csúszás mindig jól meghatározott kristály síkokon – a csúszósíkokon megy végbe. A csúszósíkok a kristályrácsban a legnagyobb atomsűrűségű síkok. Csúszást csak nyírófeszültség hozhat létre. Ismertesse a fémek hidegalakítását követő tulajdonság változásokat! Alakítás hatására nő a diszlokáció sűrűség. Emiatt nő a szilárdság és romlik az alakíthatóság, összefoglalóan: az anyag felkeményedik Mutassa be a hidegalakítást követő hőkezeléseket és azok hatását a tulajdonságokra! Maradó feszültségek, mechanikai tulajdonságok, szövetszerkezet. Folyamatok: megújulás, újrakristályosodás, szemcse növekedés. Ismertesse a képlékeny alakváltozás nagyságát leíró összefüggéseket! Az alakváltozás mértéke, a feszültségek megadása, a képlékeny alakváltozás megindulásának feltételei, folyási görbék. Fajlagos, vagy mérnöki alakváltozás - (, A méretváltozást az eredeti mérethez viszonyítjuk, pl. hosszméretváltozásnál. Valódi vagy logaritmikus alakváltozás: (, a méretváltozást az aktuális, a pillanatnyi mérethez viszonyítjuk, pl. hosszméretváltozásnál. Ismertesse a feszültségek megadásának módját, a feszültségi állapotot és az egyenértékű feszültség számításának összefüggéseit!A feszültségi állapot alatt az anyag egy adott pontjában előforduló feszültségek összességét értjük. A síkra merőleges feszültséget normál (?) feszültségnek, a síkba esőt csúsztató (?) feszültségnek nevezzük. Ha az adott pontnál felveszünk három, egymásra kölcsönösen merőleges síkot és megadjuk a síkokban ébredő normál, illetve csúsztató feszültségek értékét (9 adat), akkor ez egyértelműen meghatározza az adott pont feszültségi állapotát. Mindig létezik az előbb említett három síknak egy olyan állása, amikor csak normál feszültségek lépnek fel. Ilyenkor a normál feszültségeket főfeszültségeknek nevezzük. Ismertesse a képlékeny alakváltozás megindulásának feltételeit és a folyási görbéket! A fémekben és ötvözetekben akkor indul meg a képlékeny alakváltozás, ha a redukált feszültség elér egy jellemző értéket – ez az alakítási szilárdság (kf). Matematikailag kifejezve: ?ö ? kf ill. (?red ? kf). Mivel az anyagok alakítás hatására felkeményednek, szilárdságuk nő, emiatt az alakítási szilárdság is változik az alakváltozás függvényében. Osztályozza a képlékeny alakító eljárásokat és mutasson be néhány jellegzetes példát! Hőmérséklet szerint: hidegalakítás – melegalakítás – félmeleg alakítás; az alakított előgyártmány szerint: térfogatalakítás – lemezalakítás; az alakítás sebessége szerint: lassú (kvázi-stacionárius) alakítások, nagysebességű alakítások. Az eljárás változat szerint: alakítás (anyag folytonosság megszakítása nélkül) – anyagszétválasztás (vágás) Ismertesse a hengerlési eljárásokat! Hosszirányú, keresztirányú, ferdeirányú Ismertesse a kovácsolási technológiákat és azok jellegzetességeit! Szabadalakító (A szerszám csak részben érintkezik az alakítandó darabbal, egyszerű szerszámokkal, durva előalakításra alkalmas), süllyesztékes kovácsolás (A melegalakítás zárt üregben történik, ez a süllyeszték, melynek osztósíkja körül egy sorjacsatorna helyezkedik el, amely egyrészt gátolja az anyag kiáramlását, másrészt befogadja a felesleges anyagot. A nyitás megkönnyítése érdekében az osztósíkra merőleges síkokat néhány fokos ferdeséggel kovácsolják) Ismertesse az egyéb kovácsolási eljárásokat (vízszintes kovácsolás, kovácshengerlés)! Ezzel az eljárással sorjamentes alakítás valósítható meg, bonyolult alakok kovácsolására alkalmas, a süllyeszték felek osztottak, az eljárásnak hidegalakításos változata is ismert. Kovácshengerlés> Az előgyártmányt forgó hengerpár palástján kialakított, az alakítási sorrendnek megfelelő üregekbe helyezik, a hengerpár egy fordulata egy alakítási lépést eredményez.
43. 44. 45. 46.
47. 48. 49.
50.
51.
52.
53. 54.
55.
56.
Mutassa be a varratnélküli csőgyártás elvét!
57.
Speciális haránthengerlési eljárásnak tekinthető, a szögben elhelyezett, forgó hengerek nyomó hatására a rúd belseje felreped, és a tüske bővíti a furatot. Ismertesse a kúpos üregben végzett alakítások elvét és csoportosítását, részletezze a rúd-, huzal- és csőgyártásokat! Rúdhúzás:
Csőhúzás:
58.
Mutassa be a rúdsajtoló eljárásokat! Direkt- vagy előresajtolás:
Indirekt- vagy hátrasajtolás:
59.
Ismertesse a képlékeny hidegalakítások főbb eljárásait és azok előnyeit! Redukálás, zömítés, folyatás. Előnyei: Kedvező anyagkihozatal, kis energia igény; közel a végső alakhoz” elv megvalósíthatósága; tömeggyártásban alkalmazható, jól automatizálható; az alkatrészek mechanikai tulajdonságai kedvezőek.
60.
Jellemezze a redukálás folyamatát és alkalmazásait! Az előgyártmány keresztmetszetét egy kúpos alakító üregben csökkentik az anyag alakítási szilárdságánál kisebb nyomással, kihajlás nélkül. Korlátozott átmérő csökkenés érhető el.
61.
Mutassa be a redukálás folyamatát, feltételeit és a technológiai paraméterek számítását!
62.
A közepes alakítási szilárdság (kfköz) az alakított munkadarab kf-jének változásából számított középérték (számtani átlag vagy integrál közép) Mutasson be példákat a redukálás, zömítés, folyatás kombinált alkalmazására alkatrészek gyártásához!
63. 64.
Ismertesse a hidegalakító gépek főbb típusait! Forgattyús sajtók; Könyökemelős sajtók; Többpozíciós automata sajtók; Ritkábban hidraulikus sajtók Csoportosítsa a lemezalakító eljárásokat jellegzetes példákkal illusztrálva! Lemezalakító eljárások • Hajlítás
• Mélyhúzás és rokon műveletek • Nyújtva húzás és rokon műveletek 15
65.
66.
Ismertesse a lemez darabolási módokat! Nyíró vágással: Sík lemezek darabolása egyenes vonal mentén, az ollókések néhány fokos szöget zárnak be egymással, emiatt a lemez kissé elcsavarodik vágáskor. Ékvágással: A két kés képlékeny alakítással választja szét a lemezt, gyakorlati alkalmazás: harapófogó, lemezek darabolására ritkábban alkalmazzák. Körollóval: A forgó kések közötti vágás nyírással történik. Ezzel az eljárással széles szalagot hasítanak lemezcsíkokra. A csíkokat külön csévélik fel. Mutassa be a kivágás:
Lyukasztás technológiáját, szerszámait és alkalmazását!
67.
68.
69.
70.
Ismertesse a lemezek hajlítására alkalmas eljárásokat! Hajlítás süllyesztékben: A szerszám egyenes vonalú mozgást végez. A hajlítási szöget a szerszám határozza meg A szerszámból kikerülő alkatrész „visszarugózik” Hajlítás lengőpofával: A befogott lemezt vezérelt mozgású szerszám fél hajlítja. A hajlítási szög programozható – nem igényel külön szerszámot az eltérő szögű hajlítás. Folyamatos szalaghajlítás profilra: Az egymás után elhelyezett hengerek a sík szalagot fokozatosan alakítják. Tetszőleges profilok, sínek alakíthatók ezzel az eljárással. Hajlítás forgó hengerekkel: A felső hengert hajlítási fázisonként mozgatják egyre lejjebb. A lemez fokozatosan görbül – így henger íveket vagy zárt hengert lehet kialakítani. Ismertesse a mélyhúzás elvét, szerszámait, és a technológiai tervezés főbb összefüggéseit! Mélyhúzással sík lemezből üreges testet állítunk elő. Három aktív szerszámeleme van: bélyeg, húzógyűrű, ráncgátló. A külső kerületen tangenciális nyomófeszültség ébred, ez okozhat ráncosodást.
A mélyhúzás tervezése, húzási viszony: Az alakítás mértéke a húzási viszony, amely az eredeti és húzás utáni átmérő hányadosa – β = Do/d1. Az első húzáskor Do a sík lemez, a teríték átmérője. Továbbhúzáskor a húzási viszony: βi = di/di+1. Első húzáskor: 1/β1 = 0,45…0,55 β1 =2,2…1,8; továbbhúzáskor 1/βi = 0,7…0,9 βi =1,4…1,1. jól húzható lemezek esetében (pl. réz, lágyacél, alumínium) Mutasson be speciális lemezalakító eljárásokat! Továbbhúzás: Mélyhúzáskor a végső alak több húzással alakítható ki, a második, harmadik, stb. húzást nevezik továbbhúzásnak. Kombinált húzások: Koncentrikusan elhelyezett gyűrűkkel egyszerre több húzás is végezhető, ilyenkor az aktív szerszámokat több szán működteti, rendszerint hidraulikus sajtón. Speciális mélyhúzáshidromec eljárás: A folyadéktér helyettesíti a mélyhúzó szerszám alsó részét, a bélyeg alakja határozza meg a munkadarab alakját. A folyadéktér nyomása szabályozható. Bonyolultabb alakok húzhatók, mint hagyományos mélyhúzással. Falvékonyító mélyhúzás: Az eljárás kúpos üregben végzett alakításnak tekinthető. Az üregen való áthúzás erőszükséglete nem haladhatja meg a csésze falának teherbírását, különben a fenék leszakad. Peremezés: Furat peremezése; csésze palást peremezése. Fémnyomás forgó szerszámmal: Hengerestől eltérő üreges testek alakítására is használható eljárás, szakaszos alakítással formálja a lemezt. Nyújtva húzás: Elsősorban karosszéria lemezek (pl. tető) alakítására használják. A lemez a peremén befogott, az alakot a bélyeg határozza meg. Tekintse át a kötési módokat és azok alkalmazásait!
71. 72.
73.
74. 75. 76. 77. 78.
Definiálja a hegesztés fogalmát és mutassa be a fő alkalmazási területeket! Két fém között kohéziós kapcsolattal megvalósuló kötéstechnológiai eljárás. Alkalmazás: Nagy méretű, több részből álló ipari szerkezetek gyártása, egyéb berendezések, eszközök kiegészítő kötései. Mutassa be a kötés típusokat és a lemezek leélezésének módját!
Ismertesse a hegesztés során fellépő alakváltozásokat: Keresztirányú zsugorodás: tompavarratnál nem okoz torzulást, sarokvarratnál szögtorzulást okoz. Az egyenlőtlen keresztirányú zsugorodás tompavarratnál is okozhat szögtorzulást. Mutasson be néhány hegesztő készüléket: Rögzítő, szorító; Forgató, billentő; Több szabadságfokú manipulá-tor vagy robot. Mutassa be a varrat készítési módokat és a technológiai tervezés szempontjait! A hegesztés körülményei (hőmérséklet, helyszín, hegesztési helyzet, környezetvédelem, biztonság, …stb.) A hegesztési terv (alapanyag, hegesztőanyag, varrat típus, eljárás, …stb.) Hegesztési sorrendterv (a varratok elkészítésének sorrendje) Sorolja fel a hegesztés minőségét garantáló és ellenőrző módszereket! A legtöbb esetben fontos élet- és vagyonbiztonsági előírások vannak (pl. hidak, épület szerkezetek, nyomástartó edények). Ezért minősíteni kell > Tervezőt; Hegesztőt; Az elkészült varratot. Csoportosítsa a hegesztési eljárásokat: Technológia szerint: Ívhegesztések; Bevont elektródás; Fogyóelektródás, semleges védőgázas; Fogyóelektródás, aktív védőgázas; Volframelektródás, semleges védőgázas; Gázhegesztés; Egyéb ömlesztő hegesztések; (Fedett ívű; Plazma ívhegesztés; Elektronsugaras; Lézerhegesztés); Ellenállás hegesztő eljárások; Egyéb sajtoló hegesztő eljárások. Energiaforrás szerint: Ömlesztő hegesztési eljárások <Elektromos energia (ív), termokémiai energia (pl. gázhegesztésnél), sugárenergia (elektron-, lézersugár), Egyéb (pl. villamos ellenálláshő)>; Sajtoló hegesztések < Mechanikai energia (pl. súrlódás), Elektromos energia (ellenálláshő)>mutassa be a hőforrásokat:
79.
Jellemezze a bevont elektródás ívhegesztést! Áramforrás: egyen- vagy váltófeszültségű; Polaritás: egyenes (elektróda a negatív sarokhoz kötve), fordított (elektróda a pozitív); Ív keltés: elektróda és a munkadarab között. 80. Anyagok: Elektróda: A hegesztendő anyagtól függően lehet acél, réz, alumínium, huzal méretek: Ø 2…5 mm; L 250…450 mm, bevonat: ívstabilizáló, védőgáz- és salakképző, ötvöző anyagokat tartalmaz. Salak: A bevonatból és a huzalból keletkezik, védi a varrat felületét. Eszközök: Hegesztő áramforrás; Hegesztőkábelek: Áramforráselektróda között, áramforrás-munkadarab között; Elektróda fogó-rögzítő eszközök a hegesztendő lemezek helyzetben tartására.
81. 82.
83.
84.
85.
86. 87.
Mutassa be a fogyóelektródás, semleges: Az elektróda dobról lecsévélt, egyenletesen előtolt huzal, amely folyamatosan olvad le. Egyenáramú áramforrással, fordított polaritással hegesztenek leggyakrabban. A varrat védelmét a huzal mellett kiáramló semleges gáz (argon, hélium) látja el Szokás AFI - argon védőgázos, fogyóelektródás ívhegesztésnek - is nevezni. Hegesztőanyagok: Védőgáz: Argon (jó ívgyújtás, olcsó); Hélium (nehezebb ívgyújtás, költséges, nagyobb sebesség, hatásos védelem fej feletti hegesztésnél); Hozaganyag: dobra csévélt, 0,6…3,2 mm-es huzal; Eszközök: áramforrás, pisztoly, huzalelőtoló, gázadagoló. Alkalmazása: Minden fém hegeszthető ezzel az eljárással, de ára miatt elsősorban korrózióálló acélokat, nikkelt és ötvözeteit, színes- és könnyűfémeket hegesztenek. Elsősorban nagy beolvadási mélységű töltő és takaró rétegek készítésére javasolt. Aktív védőgázos ívhegesztés: Elrendezése hasonló a semleges védőgázos fogyóelektródás ívhegesztéshez, védőgázként széndioxidot használnak. Elsősorban ötvözetlen acélok nagy tömegű hegesztésére használják az olcsósága miatt. Hegesztőanyagok: Védőgáz: Széndioxid; Gázkeverékek (argon, oxigén és széndioxid); Huzalelektróda> Tömör vagy töltött kivitelű 0,8…2,4 mm átmérőjű huzal, az acél alapanyagú huzal Si és Mn ötvözőket is tartalmaz, hogy az ötvöző kiégést pótolják, felülete rézzel van bevonva. Mutassa be a volframelektródás, semleges védőgázos ívhegesztést! Az ív a nem leolvadó volfrám elektróda és a munkadarab között keletkezik. A hegesztés hozaganyaggal és anélkül is végezhető. Ha alkalmaznak hozaganyagot, ezt huzal formájában automatikusan adagolják. A védőgáz többnyire argon, ezért hívják AWI hegesztésnek is. Hegesztőanyagok: Védőgáz: Argon, hélium vagy a kettő keveréke; Elektróda: Magas olvadáspontú (3360 Co) volfrám rúd; Átmérője 1…4 mm; Hozaganyag: Lehet huzal vagy pálca, acélok hegesztéséhez kissé ötvözött acél. Jellemezze a gázhegesztést! A hegesztéshez szükséges hőt éghető gáz és oxigén keverékének elégetésével nyerik. Az éghető gáz leggyakrabban az acetilén (C2H2). A láng hőmérséklete kb. 3200 Co, ettől olvad meg a hozaganyag és a munkadarab. Hegesztőanyagok: Hegesztőgáz: Elsősorban acetilént használnak, palackban tárolva, acetonban oldva, ritkábban földgázt, propánt, butánt – ezek hőteljesítménye kisebb. Oxigén: szintén palackban tárolják. Hegesztőpálca: a hegesztendő fém anyagának megfelelő. Folyósítószer: öntöttvas, színes- és könnyűfémek hegesztéséhez szükséges. Jellemezze a fedett ívű hegesztést! Leolvadó fém elektróda és a munkadarab között keletkezik az ív. Az elektróda lehet huzal vagy szalag is. A hegesztés védelmét fedőpor látja el, amelyet közvetlenül a hegesztés helyére szórnak. Az elektródát és a portartályt kocsira szerelik, amelyet a varrat mentén mozgatnak. Hegesztőanyagok: Elektróda: Huzal: Ø 2…12 mm, gyengén ötvözött acél; Szalag: 15…180 mm széles, felrakó hegesztéshez; Fedőpor: Különféle fémoxidok keveréke, fő alkotók: Al2O3, CaO, MgO, SiO2, …stb. Hegfürdő támaszok: Az olvadék kifolyását akadályozzák meg, rézlemez vagy fedőpor párna használatos. Jellemezze és hasonlítsa össze a plazma: Volfrám elektróda és a munkadarab között égő plazmaív szolgáltatja a hőt. A plazmaív ionizált argon áram. A plazmaívet védőgáz burok veszi körül, amely argon és hélium keveréke. A plazmaív nagyobb energiasűrűségű és koncentráltabb, mint a hagyományos AWI hegesztés íve. Elektronsugaras: Az elektronsugárban repülő elektronok mozgási energiája a felületre becsapódva hővé alakul, ez olvasztja meg a munkadarabot, melyet vákuum kamrában helyeznek el. Illesztési hézag nélküli, mély varratok készíthetők a munkadarab deformációja nélkül. Lézerhegesztést: Az ömlesztéshez szükséges hőt a lézersugár abszorpciója adja. Lézersugár keltésre általában nagy teljesítményű szilárdtest (Neodimium-Yttrium) vagy CO2 lézereket használnak. A lézersugarat fókuszálva juttatják a felületre, 1..2 mm átmérőjű foltot képezve A sugarat spec. tükrökkel vetítve robot karokon át is lehet vezetni. Lézersugárral lehet hegeszteni vagy vágni is.
88.
89.
90.
91.
92. 93. 94.
95. 96. 97. 98.
99. 100. 101. 102.
103.
104.
Jellemezze az ellenállás pont és vonalhegesztést! Az ellenállás-hegesztés során a kohéziós kötés hő- és erőhatás együttes alkalmazásával jön létre. A kötés létesítéséhez szükséges hőt a munkadarabon átvezetett áram, vagy indukált áram ellenállás hője adja. A hő a két munkadarab érintkezési felületén, a legnagyobb ellenállású szakaszon fejlődik elsősorban. Felmelegedés után a munkadarabokat külső erővel összesajtolják. Eszközei, alkalmazásuk: A ponthegesztő gépek helyhez kötöttek vagy mozgathatók (pl. robot karra erősíthetők). Az áramforrás többnyire váltakozó feszültségű, az áramerősség 10…50 kA. Acéllemezek, alumínium és réz 6 mm vastagságig hegeszthetők. Könnyen automatizálható (karosszéria) Ismertesse a tompahegesztési eljárásokat! Zömítő ellenállás-tompahegesztés: A hegesztendő felületeket összenyomják, majd áram átbocsátással melegítik, A hegesztési hőmérséklet elérése után a két felet összesajtolják. Leolvasztó ellenállás-tompahegesztés: A hegesztendő felületeket többször összeérintve és széthúzva megolvasztják a keletkező szikrák és ívek, majd a feleket összesajtolják. Definiálja a hegeszthetőség fogalmát: A fémek hegeszthetősége a hegesztési technológiától függő alkalmasság megfelelő hegesztett kötés létrehozására. A hegeszthetőség komplex tulajdonság, amely függ: a hegesztendő szerkezettől; Az alkalmazott hegesztési technológiától; A várható igénybevételtől. Ismertesse a befolyásoló tényezőit: szerkezet geometriája (pl. lemezvastagság), a hegesztési technológia, utólagos hőkezelés. Ismertesse a szerkezeti acélok hegesztésekor végbemenő folyamatokat a varratban és környezetében, definiálja azok hegeszthetőségét! Ötvözetlen acélok esetében: Kis karbontartalmú (CE%<0,2%), minimális ötvöző tartalmú ferrit-perlites szerkezetű acélok általában feltétel nélkül hegeszthetők. Gyengén ötvözött acélok esetében: Ha a karbontartalom, ill. az egyenértékű karbontartalom nagyobb (0,25…0,45%), akkor előmelegített állapotban kell hegeszteni. Előmelegítési hőmérséklet: C%<0,35% 150…200 fok.C%<0,45% 250…350 fok. Hegesztés után a munkadarabot lassan hagyják lehűlni. Finomszemcsés acélok esetében: A hegeszthetőség érdekében az acél karbon-tartalma C%<0,2% és az ötvöző tartalom minimális. A nagy szilárdságot finomszemcsés szerkezettel érik el: mikroötvözés (Al, V, Nb, Ti, Zr, B) + speciális hengerlési technológia. A CE-hez rendelt előmelegítési hőmérséklet: C%<0,45% <100 fok; C%<0,6% 100…250 fok. Ismertesse az öntöttvas: Összetétel: C=2,5…4%; Si=0,8…3%; Mn=0,6…1,2%; S<0,2%; P<1%. Veszélyek: Megömlés kis hőmérsékleten; Kis nyúlás ⇒ nagy belső feszültségek; A gyors hűlés karbidos szerkezetet okozhat. Megoldás: előmelegítés, speciális elektróda, lassú hűtés hegesztés után. Alumínium: Veszélyek: Megömlés kis hőmérsékleten; Az olvadt alumínium erősen oldja a hidrogént ⇒ porozitás veszély; A jó hővezetés miatt nagy hőbevitel szükséges; A felületen alumínium oxid hártya van. Megoldás: felületi tisztítás, folyósító szerek, AWI és AFI hegesztés fordított polaritással. Réz hegeszthetőségét: Veszélyek: Kis szilárdság, nagy nyúlás, jó hővezető képesség (nagy hőbevitel szükséges); Erős hajlam a hidrogén felvételre; Réz-rézoxid eutektikum keletkezhet, amely csökkenti a szívósságot. Megoldás: gázhegesztés folyósító szerrel, AWI és AFI hegesztés speciális hozaganyaggal, esetleg előmelegítés. Csoportosítsa a hegesztési hibákat! Repedések, üregek, zárványok, összeolvadási hibák; Alak- és méreteltérések; Egyéb hibák. Ismertesse a hegesztések roncsolásos vizsgálatait! A vizsgálatok célja: A kötés mechanikai tulajdonságainak, keménységeloszlásának, mikroszerkezetének meghatározása. Alkalmasság vizsgálat (technológia, hegesztő) Vizsgálati módok: Szakító, hajlító, ütő-hajlító vizsgálat; Keménységmérés, mikroszkópi vizsgálat. Ismertesse a hegesztések roncsolásmentes vizsgálatait! Felületi hibák detektálása> Szemrevételezés Folyadékbehatolásos vizsgálat; Mágnesezhető poros vizsgálat; Belső hibák feltárása> Ultrahangos vizsgálat; Röntgen vizsgálat. Sorolja fel a hegesztés legfontosabb környezet- és munkavédelmi előírásait! A hegesztés veszélyes művelet. A hegesztő védelme füst, sugárzás, hő, zaj ellen. A hegesztés környezetének védelme tűz és robbanás, valamint környezet szennyezés ellen. Védőeszközök: Személyi (ruha, pajzs, sisak, …stb.); Munkahelyi (éghető anyagok takarása). Ismertesse a forrasztás elvét és fajtáit, azok technológiáját! Ismertesse a ragasztás elvét, a kötés típusokat és technológiáját! Ismertesse a mechanikus kötéseket, és a kötések kombinációit! Ismertesse a természetes alapú polimerek alapanyagait és termékeit! Cellulóz: Alapanyagok: farost, gyapot, gabonaszalma, kukoricaszár. Közbülső termék: regenerált (módosított, tördelt molekula-láncú) cellulóz Végtermék: Viszkóz alapanyagból: fonal, fólia, szivacs. Kaucsuk: Alapanyag: kaucsukfa kérgéből kifolyó latex Közbülső termék: kaucsuk. Végtermék: természetes gumi. Fehérjeszármazékok: Alapanyag: tehéntej; Közbülső termék: kazein; Végtermék: Kazein-formaldehid anyag; Rudak, lemezek korlátozott méretválasztékban. Ismertesse a mesterséges alapú polimerek alakíthatóságát és feldolgozásuk fázisait! Alapanyagok: szén, kőolaj, földgáz, víz, levegő, adalék anyagok. Közbenső termékek: polimerizálható, kettős vagy többszörös kötéseket tartalmazó monomerek. Végtermék: polimerizáció, polikondenzáció, poliaddíció és vulkanizálás útján létrejött anyagok. Formázás: különféle eljárásokkal. Mutassa be a legfontosabb félkész termék gyártó eljárásokat: Extrudálás (csigapréselés): végtelen hosszú szálas anyagok (rúd, cső, profilok) gyártása. Fóliafúvás: az extrudált csövek átalakítása vékony falú fóliacsővé. Kalanderezés: vékony lemezek, szalagok, fóliák gyártása. Az extruderből kilépő vastag, képlékeny masszát elősajtoló hengerek között vékonyítják, majd különféle elrendezésű, fűtütt hengerek közé vezetik, ahol a fólia a végleges vastagságát eléri.
105. Ismertesse a műanyag alkatrészgyártó eljárásokat: Extruder-préslégformázás: extrudált csőből palack, alakos forma. Fröccsöntés: a melegített granulátumból extruder csigával összesajtolt masszát formába fröccsentik, besajtolják. Prés-sajtolás: előre kimért masszát formába sajtolnak. 106. Ismertesse a műanyag habok legfontosabb gyártási eljárásait és azok folyamatát! Extrudált polisztirol hab: polisztirol granulátumot extruderbe visznek, a képlékeny zónában adják hozzá a habosító adalékot, és a nyíláson kiengedve hozzák végső méretre. Polietilén lágy hab (polifoam): polietilén + habosító adalékból lágy, alakítható hab nyerhető. Poliuretán habok: poliizoacetát és poliol kis vízzel összekever-ve, CO2 fejlődés mellett habosodik 107. Ismertesse a műanyagok hegesztését! Hőre lágyuló műanyagok köthetők össze hegesztéssel. Általában hő- és erőhatás együttes alkalmazása szükséges. Hőforrásként forró levegőt használnak, vagy elektromos fűtést. Ritkán alkalmaznak ömlesztő hegesztést jól irányítható lézer- vagy elektronsugárral. 108. Csoportosítsa a kerámia alapanyagokat! Alkotók szerint: Oxidkerámiák (pl. Al2O3); Vegyületkerámiák (pl. karbid, borid, nitrid); Egyatomos kerámiák (pl. szén – gyémánt); Gyártás szerint: Olvasztás (üveggyártás);Hidrát kötés (cement); Nedves formázás (agyag árúk); Porkohászat (műszaki kerámiák); Szerkezet szerint: Amorf (pl. üveg); Kristályos (pl. bórnitrid); Vegyes. Eredet szerint: Természetes anyagok (pl. kő); Mesterséges kerámiák (pl. sziliciumkarbid). 109. Ismertesse az üveggyártást és tovább feldolgozást! Alapanyagok: üvegképzők: kvarchomok (SiO2); folyósítók: nátrium oxid, kalcium oxid; stabilizátorok: alkáliföldfém karbonátok, hulladék üveg. Olvasztás kemencében 780…800 Co-on. Alakítás: síküveg, öblösüveg, egyéb alak. 110. Ismertesse a cementgyártást és alkalmazásait! Nyersanyag: mészkő és agyag; Előkészítés: őrlés, keverés Kiégetés: 1300…1500 Co-on, forgó kemencében ⇒ ez a klinkerképződés; Aprítás: őrlés porrá ⇒ ez a cement Felhasználás: a cement vízzel keverve megköt. 111. Ismertesse az égetett kerámiák gyártását és tipikus példáit! Nyersanyag: agyag ⇒ tégla, cserép, edények kaolin ⇒ porcelán; Folyamatok: agyag előkészítés, keverék képzés, formázás, szárítás, égetés, bevonás mázzal. 112. Dekoráció (dísztárgyak esetében). 113. Ismertesse a műszaki kerámiák alapanyagait és gyártásukat! Alapanyagok: Műkorund (Al2O3); Szilíciumkarbid (SiC), Szilicium-nitrid (Si3N4); Bór-karbid (B4C); A gyártás folyamata: Por előkészítés (őrlés, keverés) 114. Formázás, sajtolás, Zsugorító izzítás (szinterelés), Végső megmunkálás. 115. Mutassa be a hőszigetelő kerámiák gyártását és alkalmazásait! Kőzetgyapot: Alapanyag: bazalt, mészkő, dolomit, Feldolgozás: Keverék megolvasztása (1350…1450 Co), Szálazás centrifugális fúvással (5…7 μm) Műgyanta és olaj-emulziós porlasztás (ez teszi alaktartóvá és víztaszítóvá a szálakat), Sűrűség: 40…220 kg/m3, hővezetési tényező 0,032…0,042 W/(m Ko). Üveggyapot: Alapanyag: boroszilikát bázisú üvegszál (5…6 μm) Kötőanyag: fenol-formaldehid, Sűrűség: 10…100 kg/m3, hővezetési tényező 0,03…0,04 W/(m Ko). Éghetetlen szigetelőanyag. Tekercsben vagy lapokban hozzák forgalomba. 116. Jellemezze az egyatomos kerámiák tulajdonságait, jellegzetes példáit: Gyémánt: Természetes: bányásszák 117. Mesterséges: 3000 Co-on, 7500 MPa nyomáson szénből kristályosítják. Köbös bór-nitrid: (CBN), Csak mesterségesen állítható elő bór-nitrid ásványból. 1500 Co feletti hőmérsékleten, 8500 MPa nyomással képződik 118. Alkalmazását: Húzógyűrűk volfrám és egyéb nagy hőmérsékleten alakítható fémekhez (elsősorban mesterséges gyémántból); Forgácsoló szerszámok: A szerszám élére raknak fel vékony rétegben kis szemcséket. Nagy sebességű forgácsolás köbös bórnitriddel előnyösebb. 119. Csoportosítsa a kompozit anyagokat! Szemcsés: pl. beton (cement + kavics); Szálas: pl. üvegszálas poliészter (üvegszál + műgyanta); Réteges: pl. Arall (alumínium és aramid lemezek) 120. Mutassa be a szálerősítésű kompozitok gyártását és jellegzetes alkalmazásait! Szálak gyártása: A szálakat alkotó anyagot valamilyen hordozó szálra viszik fel, pl. a bórt volframszálra, a szenet poliakrilnitril szálra. Felvitel után izzítással állítják be a végleges tulajdonságokat. Szalagok előállítása: Szálak bevonása fémfóliával, majd a kettő egyesítése izzítással. Profilok előállítása öntéssel: A szálakat körülvevő tér kitöltése hordozóanyaggal különféle módokon: kapilláris hatás, nyomásos öntés, vákuumozás, folyamatos öntés. 121. Ismertesse a fa alapú kompozitok jellegzetes típusait! Rétegelt lemez (furnér lemez): Vékony falemezeket kötőanyaggal egyesítenek, a szálirány 90o-ban változó, emiatt az anizotrópia csökken, a szilárdság javul. Farost lemez: Rostjaira bontott faanyag és formaldehid gyanta keveréke, Préshengerléssel formázzák végső méretre. 122. Pozdorja lap: Kender és len szártöredék és hőre keményedő műgyanta alkotja, a masszát táblákká sajtolják. Faforgács lap: Szárított faforgácsot karbamid gyantával kötnek össze, magas hőmérsékleten táblákká préselik és a felületeket csiszolják. OSB lap: Irányított forgácsirányú falemez – rönkfából aprítanak rövid szalagokat, ezeket orientáltan helyezik el és gyantával összekötik, a lapokat nagy nyomáson, 215 Co hőmérsékleten sajtolják össze táblává. Parafa: Parafa granulátumból sajtolnak különböző termékeket. 123. Mutasson példákat a kompozitok alkalmazására! Kerékpárváz, versenyautóváz, repülőgép-ülésváz, széllovas.
