Области применения лазерной обработки металлов.

1) возможность обработки тугоплавких и твердотельных материа­лов, так как при высокой плотности потока излучения расплавляется или испаряется любой из известных материалов;

2) локальность воздействия на материал благодаря малому диа­метру зоны облучения и малой длительности импульса лазерного излу­чения, что позволяет обрабатывать миниатюрные детали с минималь­ным деформированием и изменением структуры материала;

3) бесконтактный ввод энергии в зону обработки, что дает возмож­ность осуществить технологические операции в труднодоступных мес­тах и в любой прозрачной среде (вакууме, защитном газе, твердом теле).

Наиболее распространены технологические процессы с применением лазерного излучения для получения отверстий, резки, сварки и обра­ботки тонких пленок.

 

42. Электролиз водных растворов. Конструкции электролизеров для очистки меди, принцип действия и источники питания. Получают чистую электрохимическую медь (цинк, литий). Ванны: - прямоугольной формы, - стальные, - внутри покрытые полихлорвинилом, - на бортах – шинопроводы, к которым подводится питание от источника постоянного тока, - в ванну наливают водный раствор (+ CuSO₄, + H₂SO₄ для увеличения проводимости), температура раствора Т=60ºС, - крепят электроды; форма электродов:   Процесс электролиза сводится к анодному растворению и катодному восстановлению. Аноды изготавливают из черновой меди, полученной методом огневого рафинирования из медесодержащих руд (например, сульфидные). Вес анода: 30кг. Катод – из чистой электролитической меди в виде очень тонкой пластинки. В Ванне более десятка электродов (чередуются: анод, катод, анод,...). Черновой анод растворяется, ионы меди переходят в раствор, из раствора к катоду, где проходит их восстановление. Приблизительно через месяц: катоды (10кг) достают и заменяют. Ванны между собой соединяют в блоки параллельно; а блоки соединяют в серии последовательно.   На дне ванны скапливается шлак, в котором имеются практически все элементы таблицы Менделеева. 43. Электролиз расплавов. Конструкции электролизеров для получения чистого алюминия, принцип действия и источники питания. Напряжение на шинах = напряжение потенциала выделения (чтобы напряжение не упало, подключают в нескольких точках). Первым на электродах выделяется водород. Электролиз алюминия. Алюминий выделить из водного раствора не предоставляется возможности, так как потенциал выделения его более электроотрицателен по сравнению с водородом. (Будет выделяться водород, а не алюминий). Электролиз алюминия производят методом электролиза расплава.     1 – ванна из графита или угольных блоков. На дне выделяется кислород и анод сгорает. Чистый алюминий скапливается на дне ванны. 2 – лётка.  

44. Электрохимическое формообразование (гальванопластика).

Нанесение металлопокрытий на поверхности изделий с помощью электролиза называется гальванотехникой. Она делится на гальвано­стегию и гальванопластику.

Гальванопластикой называют процесс электрохимического нане­сения металлов на шаблоны, применяемые при изготовлении штампов патефонных пластинок, типографских клише, производстве металлических труб, лент и т. д.

Целью гальванопластики является получение точной металлической копии предмета. При гальванопластике осадки получаются массивными, прочными, легко отделяющимися от покрываемой поверхности.

Основное применение в гальванопластике имеет медь; более ограниченное использование железа, никеля, серебра, золота, а также олово, хром и другие металлы и их сочетания. Копируемое изделие, если оно само изготовлено не из электропроводящего материала, покрывают тонким слоем электропроводящего материала, и затем наносят гальваническое покрытие. Этот слой обычно делают легко отделяющимся от поверхности изделия, например, натирают порошок графита, либо токопроводный лак. В гальванопластическом производстве труб и других полых предметов электролитическое осаждение в ряде случаев ведётся на сердечники из легкоплавких сплавов, которые потом удаляются путём нагрева выше температуры их плавления.

 

При нанесении металлов на изделия из гипса, воска, дерева и пластмассы для придания электропроводности их поверхностям эти изделия предварительно покрывают слоем графита.

Надежной защитой стали от коррозии служат анодные покрытия (нанесение на сталь цинка). Цинк защищает сталь электрохимически. Если в цинке есть поры, то при наличии атмосферной влаги образу­ются гальванопары, в которых цинк является анодом и переходит в раствор, а сталь — катодом, на котором из раствора откладывается цинк, предохраняя сталь от коррозии.

Металлопокрытия должны удовлетворять следующим требова­ниям:

а) иметь мелкокристаллическую структуру осажденного ме­талла);

б) равномерно распределяться по всей поверхности изделия;

в) иметь плотное строение (без пор);

г) прочно связываться с основным металлом;

д) иметь высокую коррозиеустойчивость, твердость и пла­стичность.

 

45. Электрохимическое нанесение покрытий (гальваностегия). Нанесение металлопокрытий на поверхности изделий с помощью электролиза называется гальванотехникой. Она делится на гальвано­стегию и гальванопластику. Гальваностегией называют процесс электрохимического металлов на металлические изделия для повышения их мех прочности, коррозиеустойчивости и придания красивого внешнего вида. Получаемые покрытия — осадки — должны быть плотными, а по структуре — мелкозернистыми. Чтобы достигнуть мелкозернистого строения осадков, необходимо выбрать соответствующие состав электролита, температурный режим и плотность тока. Выбор способа покрытия зависит от назначения и условий работы изделия. На сегодняшний день изделия из металла, а так же барельефы на стенах, широко используются как в быту, так и в производстве, и в других сферах промышленности. Надежность, прочность, многофункциональность, привлекательный внешний вид - вот что отличает металл от других материалов. Литьевые пресс формы значительно облегчают производство товаров крупными партиями, художественные кованые изделия позволяют превратить мебель и элементы интерьера в предметы роскоши, ювелирные изделия были и остаются самым лучшим украшением и желанным подарком любой женщине, а барельефы, расположенные на стенах, существенно преображают интерьер. При этом изготовление металлических изделий зачастую требует больших затрат времени, денежных средств и усилий мастеров различной квалификации. Значительно сократить расходы и повысить производительность вам поможет применение гальванопластики. Гальванопластика позволяет воссоздать точную форму предмета посредством электрохимического процесса, и значительно удешевляет процесс изготовления единичных изделий с очень трудоемким техническим заданием.   При нанесении металлов на изделия из гипса, воска, дерева и пластмассы для придания электропроводности их поверхностям эти изделия предварительно покрывают слоем графита. Надежной защитой стали от коррозии служат анодные покрытия (нанесение на сталь цинка). Цинк защищает сталь электрохимически. Если в цинке есть поры, то при наличии атмосферной влаги образу­ются гальванопары, в которых цинк является анодом и переходит в раствор, а сталь — катодом, на котором из раствора откладывается цинк, предохраняя сталь от коррозии. Металлопокрытия должны удовлетворять следующим требова­ниям: а) иметь мелкокристаллическую структуру осажденного ме­талла); б) равномерно распределяться по всей поверхности изделия; в) иметь плотное строение (без пор); г) прочно связываться с основным металлом; д) иметь высокую коррозиеустойчивость, твердость и пла­стичность. 46. Электрохимическая полировка. Электрохимическое полирование является прогрессивным методом обработки поверхности металлов. Оно заключается в растворении всех выступов, образующих микрорельеф поверхность становится гладкой и получает при электрохимическом полировании на полируемой поверхности, являющейся анодом, при электролизе образуется адсорбционная пленка с большим электросопротивлением, пассивирующая анодный процесс в углублениях. На выступах анодной поверхности пленки нет, поэтому происходит быстрое растворение микровыступов. Электрохимическое полирование используют для чистовой и деко­ративной отделки поверхности изделий из стали, никеля, меди, алю­миния и других металлов и их сплавов. Его применяют также после гальваностегического покрытия рефлекторов автомобильных фар, измерительного и режущего инструментов и металлографических шлифов. Полируемые изделия погружаются в электролит и являются анодом а в качестве катода используется свинцовый лист. Погру­жение изделий в ванну и выгрузка их производится без выключения тока.