Металлы и сплавы

[Металлы и сплавы][slideshow]

Как сделать алюминиевую пластину в майнкрафт

 Разные металлы имеют разные качества. Физические, химические, свойства электропроводности, да мало ли еще какие. Но это вовсе не означает, что соединение отличающихся металлов приведет к улучшению характеристик. Скорей всего, будет иметь место гибридный микс с непредсказуемыми последствиями для расчетных свойств.

А ведь если говорить об электрических проводах, то их исправность и безопасность – первоочередной параметр в любых условиях. При этом для производства, как правило, используются два металла: алюминий и медь. Совершенно естественно, что эти металлы порой контактируют между собой, являясь продолжением друг друга.


Что происходит в месте контакта? Как избежать негативных явлений и угроз? Учитывая значимость этого нюанса, предлагается посвятить этому вопросу данный обзор.

Существующие условия и опасности

Подавляющая часть жилого фонда в стране досталась нам в наследство от социалистического периода. В домах, построенных после войны (в «хрущевках», например), советская власть экономила на всем, называя это рачительным отношением к делу. В результате не только комнаты получали неестественно «уютные» размеры (4,5 м2), но и проводка обретала угрожающие характеристики. В то время в мире не принято было заморачиваться на экономичности бытовых приборов и Советский Союз не был здесь исключением. Нагрузка на проводку в связи с высокой потребляемой мощностью современные европейцы назвали бы колоссальной. И при всем этом выполнялась она из алюминия, который, хоть и имел выдающиеся свойства по показателю электропроводности, но все же, уступал меди.

Проблема в том, что алюминий гораздо более легкоплавкий металл, чем медь, и стоило хозяевам подключить к одной розетке пару-тройку средних по мощности приборов (через тройник, к примеру), как возникала реальная опасность расплавления провода.

К тому же далеко не всегда электрикой в доме занимались профессиональные мастера. В подавляющем большинстве случаев это были кустарные «починки», «улучшалки» или «удлиннялки», где провода разного толка просто скручивались между собой косичкой, и место соединения заматывалось изолентой (аналог современного скотча).

Влажность в домах без климат-контроля имеет свойство колебаться, а иногда и приобретать запредельные показатели. При ее повышенном значении место контакта меди и алюминия склонно сильно окисляться, и общее сопротивление данного участка только возрастает. Сырость в помещении – фактор высокой пожарной опасности, связанный с любым соединением электрических проводов.

А ведь медные и алюминиевые провода вполне совместимы. Просто существуют вполне недорогие технологические правила, которые резко снижают уровень угрозы искры и замыкания при таких контактах. О них далее.

Как спаять алюминиевые детали в домашних условиях

Здравствуйте!

Расскажу как можно спаять алюминий без аргоновой сварки в домашних условиях.

Соединения получаются достаточно прочными, а выполнять спайку очень просто, Но нужно немного попрактиковаться.

Для спайки понадобятся следующие инструменты и материалы:

  • алюминиевый лом
  • газовая горелка
  • проволока для пайки алюминия

Проволоку я заказывал на Aliexpress. 20 прутков, длиной 50 см и толщиной 2 мм, стоили 5$.

Горелка тоже не простая, а для пайки низкотемпературных припоев. Температура нагрева достигает 1300°C.

Перед тем, как приступить к спайке, советую потренироваться на не нужных алюминиевых остатках (трубки, пластины). Дело в том, чтобы получить прочный сварной шов, нужна определенная температура. Нельзя перегревать деталь, но и недогов тоже плохо. Если перегреете, деталь прославится. Если слабо нагреете, припой не будет растекаться, а будет собираться в шарики.

Тренировался на алюминиевой трубке. Сделал на ней несколько разрезов и приступил. Как говорится «первый блин комом». Первый разрез я перегрел и трубка прогорела. Вторая попытка была более удачна, единственно остались небольшие наплывы алюминия, но от них можно легко избавиться наждачной бумагой.

Теперь попробую сварить две трубки, отрезанные под углом.

Верхний шов пропаялся хорошо. Припой равновероятно растекся по трубкам. Теперь спаяю внутренний угол.

При попытке поломать трубку нижний шов не выдержал, а вот верхний был довольно прочный. Я слабо прогрел нижний шов. припой собрался в каплю на поверхности и не растекся по шву.

На фото видно, что разрыв пошел в сторону.

Дальше буду экспериментировать с профильной трубой. У трубы стенки потолще и прогревать нужно дольше.

Я слабо прогрел профиль и поспешил нанести припой. В результате получились вот такие страшные наплывы.

Тогда я увеличил мощность горелки и еще немного прогрел припой. Он расплавился и заполнил пропил.

Часть припоя попала внутрь профиля.

Осталось зачистить место пайки посмотреть на результат.

Напоследок я решил попробовать приварить к болту гайку.

После того как все остыло, я попробовал открутить гайку. Но ничего не вышло. Я слизал всю резьбу на винте, а гайка даже не пошевелилась ;) Соединение вышло прочное.

Способ мне понравился. Он достаточно прост и не сильно бьет по кошельку. И у меня появились новые задумки для моих самоделок.

Друзья, берите способ на вооружение и пользуйтесь!

До новых встреч!

Немного об электрохимии

Для начала, следует акцентировать, что всему виной – вода. Именно ее пары (влажность) являются источником и катализатором опасности. При ее отсутствии (например, в сухом климате) проблем соединения проводников разной химической природы не существует. Однако в наших климатических условиях в дело вступает электрохимический потенциал вещества-проводика. Разность таких потенциалов эксплуатируется человеком очень давно – в аккумуляторных батареях. Но в случае провода из окиси различных металлов происходит образование самого настоящего гальванического элемента. А дальше все как в технологии гальванопластика, только здесь речь идет не о нанесении покрытия, а о разрушении одного из электродов – т.е. части проводки. В месте некорректного стыка один из проводов истончается, что еще больше повышает сопротивление контакта и, однажды, в месте стыка происходит огненный всполох.

Существует оправданный и подтвержденный практикой норматив (стандарт) на безопасную возможность соединения между собой для целей пропуска электрического тока различных металлов. Исходя из положений данного стандарта, плотное соприкосновение металлов, разница электрохимических потенциалов которых меньше 0,6 мВ, допустима и вполне безопасна при длительной эксплуатации.

Так, медь и сплавы меди имеют следующую разность потенциалов с другими металлами (в мВ):

  • с нержавеющей сталью – 0,45;
  • с золотом – 0,40;
  • со свинцово-оловянным сплавом – 0,25;
  • с дюралюминием – 0,35;
  • с серебром – 0,25;
  • с хромовым покрытием – 0,20;
  • с алюминием – 0,65;
  • с цинковым покрытием – 0,85.

Что касается алюминия, то здесь расклад с другими металлами следующий:

  • со свинцово-оловянным сплавом – 0,40;
  • с дюралюминием – 0,30;
  • со сталью – 0,20;
  • с нержавеющей сталью – 0,55;
  • с цинковым покрытием – 0,20;
  • с покрытием из хрома – 0,45;
  • с золотом или платиной – 1,05.

Конечно, это не самый умный поступок – соединять алюминий с платиной для целей замыкания электрической цепи, но не в этом тезис данной статьи.

Требования стандарта безопасности носят формат «зачета». Т.е. здесь либо разность электрохимических потенциалов больше 0,6 мВ, либо меньше. Насколько отличаются реальные значения от нормативного показателя – неважно, т.к. даже если превышение небольшое, то окисление с образованием локальной «гальванической ванны» неизбежно образуется и медленно, но верно будет разъедать соединение, истончая проводку до ее полного разрыва. Поэтому не стоит выбирать рискованные сочетания металлов, притягивая показатель «за уши».

При соединении алюминия с медью является как раз и имеет место такое досадное превышение норматива – 0,65 мВ. Фактически, это научное обоснование, почему напрямую соединять такие проводники нельзя с точки зрения пожарной безопасности. Каков же возможный выход? Универсальным решением является использование «посредника» с нужными характеристиками. Варианты:

1-ый вариант — доступная и относительно недорогая нержавеющая сталь:

  • у меди (Cu) разность потенциалов с ней – 0,45 мВ;
  • у алюминия (Al) – 0,55 мВ.

Теоретически – проходим. Но нет ли материала с еще меньшей разностью электрохимических потенциалов?

2-ой вариант – легкий дюралюминий:

  • для (Cu) – 0,35 мВ;
  • для (Al) – 0,30 мВ.

Уже лучше! Но где ж его взять в бытовых условиях, дюралюминий-то?

3-ий вариант – распространенное олово или же свинцово-оловянный сплав. Оба материала используются в качестве припоя:

  • (Cu) – 0,25 мВ;
  • (Al) – 0,40 мВ.

Финальная разность потенциалов определяется, как наивысшее значение, поэтому в данном случае резюмирующий показатель составляет 0,4 мВ. При этом «посредник» (олово) весьма доступен по цене, и его нетрудно найти в магазинах. Определившись с материалом, можно перейти к механической части вопроса – соединению.

Классика скрутки

Про распространенность такого типа соединения сказано было выше. В настоящее время правилами установки электрооборудования подобное соединение запрещено, но его доступность продолжает делать его наиболее популярным. Зазоры, неизбежно присутствующие при таком ручном соединении, провоцируют выделение тепла при прохождении электрического тока. В совокупности с атмосферной влажностью интенсивно начинает развиваться процесс окисления, растет сопротивление, и коррозия активно уменьшает сечение проводника.

Справедливости ради нужно отметить, что процесс окисления — небыстрый и проистекает в течение нескольких лет. Однако никто и никогда по собственной инициативе не устраивает регулярную замену или ремонт проводки, особенно, если отсутствуют ощутимые дефекты ее работы. Поэтому не стоит закладывать мину потенциальной пожарной опасности при монтаже проводного контура.

После прокладки этой коммуникации никто не хочет больше касаться вопроса ее обслуживания — разве что только не перегружать проводку избыточной мощностью, но здесь прогресс с его вектором на экономичность бытовых приборов в помощь. А скрутка по факту является скрытым дефектом, который к тому же может приводить к очень опасным последствиям.

Хоть такой вид соединения и не рекомендуется, но при соблюдении правил, в целом, может являться допустимым:

  • способ обвития должен быть взаимным (переплетение косичкой);
  • закрутка должна быть тугой и плотной — требуется использование инструментов;
  • самый лучший вариант – спайка алюминиевых и медных проводов с помощью олова или его сплавов;
  • в случае использования олова возможным становится скручивание многожильных проводов – разница в толщинах исходных проводов пугать не должна;
  • число витков в косичке должно быть не менее 5;
  • снаружи место скрутки необходимо загерметизировать влагозащитным лаком.

При выполнении всех указанных правил, скорее всего, к такому стационарному месту соединения обращаться для устранения дефектов не придется.

Резьба

Это самый надежный и долговечный способ соединения проводов из разных металлов. В дополнение к этому он еще и вполне доступный для монтажа. К его несомненным плюсам относятся:

  • возможность демонтажа;
  • можно соединять различные (какой угодно толщины и жильности) провода между собой;
  • количество проводов, которое можно таким образом соединить между собой, ограничено лишь длинной объединяющего винта.

Подготовку соединения следует проводить последовательно:

  • с проводов нужно удалить всю изоляцию, в том числе возможное лаковое покрытие. Длина такой зачистки должна быть не менее 4-кратному диаметру объединяющего винта;
  • особое внимание надо уделить отсутствию окислений: металл должен быть очищен до блестящего состояния;
  • используя винт, формируются контактные кольца;
  • для обеспечения плотного соединения обязательным является использование пружинных шайб;
  • последовательность соединительного набора такова (начиная от шляпки винта):
  1. пружинная шайба;
  2. обыкновенная шайба;
  3. контактное кольцо первого проводника;
  4. снова обыкновенная шайба;
  5. контактное кольцо второго проводника;
  6. опять обыкновенная шайба;
  7. финальная гайка, которую закручивает до тех пор, пока пружинная шайба полностью не будет прижата к шляпке винта.

Особое внимание нужно уделить тому, чтобы подходящие провода не соприкасались. Винт выполняется из металла (с хромированным покрытием или из нержавеющей стали), поэтому разница электрохимических потенциалов меньше 0,6 мВ. Иногда такие винты изготавливаются и из дюралюминия. Многожильные провода при таком соединении нужно обязательно спаивать воедино, используя олово или его сплав.

Общую винтовую конструкцию герметично изолировать от воздействия окружающей среду не обязательно. Достаточно будет замотать ее электрической изолентой (чтобы не «обжечься» самому). После этого допустимо с точки зрения пожарной безопасности поместить такой контакт вместе со всей проводкой в пластиковый короб для последующей эксплуатации.

Резьба или соединение на винте.

Использование клеммной колодки

Данное соединение крайне удобно для многократно подвергавшихся соединению алюминиевых проводов, которые из-за этого подвергались обрезанию/обламыванию и потому укоротились до неудобной для монтажа длины.

Современная колодка, как правило, выполняется из пластика. Она снабжается клеммами с прижимными винтами. Если для резьбового соединения с помощью винта требуется формировать из проводника кольца, то в случае колодки этого делать не нужно. Поэтому требуемая длина задействованного провода существенно короче. Кроме того, не нужно беспокоиться о случайном контакте проводов между собой: в связи с укороченными отводами проводов вероятность их «пересечения» близка к нулю.

Минимальная требуемая длина оконечности провода для подсоединения его к клеммам – 5 мм. Винты требуется закручивать очень плотно, с усилием. Изоляция клеммной коробки осуществляется только посредством помещения ее либо в специализированный короб, либо при размещении ее непосредственно в электрощитке. Покрывать ее какими-либо материалами строительного характера (например, штукатуркой) категорически запрещено!

У такого формата соединения присутствуют очевидные недостатки. Поскольку площадь контакта проводов с клеммами существенно меньше, чем например, при резьбовом соединении, то отсюда проистекают и все неприятности:

  • повышенный нагрев в месте контакта при высоких потребляемых мощностях;
  • повышенное сопротивление из-за общего уменьшения сечения проводника;
  • как следствие, ускоренное окисление при отсутствии герметичной изоляции (а последняя как раз и не предусмотрена).

Частично эффект указанных выше проблем можно снять, расплющив оконечности проводов и увеличив, таким образом, площадь их соприкосновения с клеммами. Однако доступные габариты отверстий зажимов не позволят сделать это в достаточной степени.

Клеммные колодки

Литье алюминия и сплавов алюминия под давлением

Литье под давлением позволяет получать тонкостенные отливки различной формы и конфигурации с качественным рельефом поверхности практически не требующим механической обработки. Высокая скорость теплоотдачи от отливки к пресс-форме обусловливает необходимость быстрого заполнения (менее 0,1 с.) последней. Такое заполнение обеспечивают специальные литейные машины А711А08, которыми оснащено производство «РОСАЛ». В данных машинах залитый в камеру прессования расплав алюминия под большим давлением (30…100 мн.) и с высокой скоростью (до 100 м/с.) запрессовывается в пресс-форму. Высокие скорости впускного потока способствуют качественному оформлению рельефа отливки.

  • Минимальная допустимая толщина стенок алюминиевых отливок – 0,8-1,2 мм;
  • Масса производимых алюминиевых отливок – от 5 г до 12 кг;
  • Шероховатость поверхности отливок согласно ГОСТ 2789-73 Ra = 3,2-10 мкм;
  • Класс точности получаемых алюминиевых отливок по ГОСТ Р 53464-2009 : 3-8.

На нашем производстве мы используем различные сплавы алюминия, каждый из которых обладает своими особенными характеристиками и требует соблюдения определённых правил литья. Сплавы на основе алюминия представляют собой сложные системы из двух и более металлов. В алюминиевых сплавах может присутствовать кремний, медь, магний, цинк. Ниже указаны примеры сплавов алюминия, которые могут использоваться для производства разных деталей:

Сплав – система алюминий-магний: АМг6л, АМг7 (АЛ29); Сплав – система алюминий-кремний-магний: АК7, АК12, АК7ч (АЛ9), АК8л, АК9ч; Сплав – система алюминий-медь-магний: Д16 (дюралюминий); Сплав – система алюминий-кремний-медь: АК5М, АК6М2; Сплав – система алюминий-медь: АМ5 (АЛ5);

Возможно изготовление изделий из сплавов алюминия, предложенных заказчиком. Для моделирования литейных процессов используются программы SolidWorks и Pro/ENGINEER. Отливки запускаются в производство только после получения результатов моделирования, подтверждающих, что разработанная литейная технология гарантирует отсутствие каких-либо литейных дефектов.

Для литья применяются алюминиевые сплавы в чушках с гарантированным химическим составом ГОСТ 11069-2001, ГОСТ 1583-93; Во время плавления сплавов алюминия производится очистка специальными флюсами, рафинирование спец присадками, и осуществляется продувка инертным газом. Основные процессы производственного цикла литья автоматизированы, что исключает ошибки ручного производства.

Плоско-пружинный зажим

На появление широкого спроса рынок отреагировал предложением компактных и эргономичных в использовании колодок с пружинными зажимами. Их принципиальное отличие от предыдущего варианта заключается в том, что такие элементы в большей степени рассчитаны на многократное применение. Хотя, конечно же, встречаются и одноразовые, которые дешевле, но более не позволяют изымать провод из разъема.

Предназначение таких соединительных элементов, безусловно, в удобстве. Их внешний вид вполне презентабелен и позволяет замаскировать проблему неоднородности проводки для стороннего наблюдателя. Условия, необходимые для возможности применения плоско-пружинных зажимов:

  • провода должны быть одножильными (либо спаянными воедино);
  • провода могут быть выполнены из самых разных металлов;
  • сечение проводов должно находиться в диапазоне от 1,5 до 2,5 мм2;
  • допустимая сила тока – 5 А (и не важно, что при этом пишет производитель – аж до 24 А доходит! – не нужно так доверять пропускной способности клемм).

Подсоединение такого «клеммника» достаточно простое – единственное, что необходимо сделать, так это зачистить оконечности проводов на 10 мм. Далее с усилием вставляем их в пазы и… все. Это в случае одноразового элемента. Если же используется многоразовый клеммник, то с помощью отклонения специального рычажка, провода можно извлекать и не раз. Кстати, многоразовые переходники работает с проводами большего сечения: от 0,1 до 4,0 мм2, да и ток выдерживают больший – не менее 8 А.

Однако при всем своем удобстве такие элементы повторяют все недостатки клеммной колодки, плюс это пока исключительно импортный товар. Поэтому присутствует его необоснованная функционалом дороговизна.

Шкатулка своими руками из алюминиевой банки

Такая шкатулка своими руками просто предмет искусства. Читайте о том, как можно превратить алюминиевую банку из-под газировки в очаровательную маленькую чеканную металлическую шкатулку!

Простая и дешевая шкатулка из алюминиевой банки

Шаг 1. Стираем краску

Используя наждачную бумагу или стальную вату, сотрите краску с внешней стороны банки. Не мучайтесь, натирая банку до блеска — в конечном итоге это поверхность будет скрыта.

Хотя, пропуская этот действие, вам сложно будет увидеть, что вы делаете в последующих шагах.

Гораздо проще чистить, когда банка ещё полная и нераспечатанная, так как жидкость внутри поддерживает стенки при обработке абразивом, ведь вы давите на них.

Шаг 2. Отрезаем крышку банки

1. Вылейте содержимое банки и возьмите острые ножницы. Срежьте верхнюю часть, затем разрежьте саму банку и отрежьте дно.

2. В конце должен остаться прямоугольный лист тонкого металла. Края могут получиться ужасно острыми и зазубренными! Будьте очень осторожны!

3. Отрежьте эти рваные края, но постарайтесь не обрезать слишком много материала.

Шаг 3. Прикрепляем пластинку к упругому картону

Прикрепите пластинку к ровной поверхности, что в дальнейшем вам ещё поможет. Это может быть лист плотного картона, но я и использовал пробковый слой от обеденного стола.

Шаг 4. Чертим сетку-схему коробки

1. С помощью крепкой шариковой ручки и линейки нарисуйте (выгравируйте) линии на металле. Начните с 5 см в середине, затем 10см вокруг и около 12см так же вокруг.

2. Продлите все линии прямо до краев — в итоге у вас должна получиться сложная сетка (посмотрите иллюстрации, чтобы разобраться в деталях).

Вышеуказанные размеры подходят для банки объемом 440 мл. Если вы взяли банку меньшего объема, вам придется подгонять размеры под габариты вашего материала.

Шаг 5. Наносим рисунок на верхнюю и боковые стороны

Снова с помощью шариковой ручки нанесите рисунок на верхнюю и боковые стороны коробки — вы можете рисовать сразу, отдаваясь полету своей фантазии, выводя причудливые завитки и листочки, или придумать что-нибудь геометрическое, пользуясь линейкой или шаблоном.

Вы можете даже выгравировать надпись, но так как вы рисуете с внутренней стороны, имейте в виду, что писать нужно будет в обратном направлении.

Шаг 6. Заостряем получившийся узор

1. Снимите крепеж пластинки — теперь на ней резной узор. Он уже сам по себе изумительно смотрится.

2. Переверните пластинку — вы будете работать на той стороне, где рисунок выпуклый. Обведите все выпуклые линии с обеих сторон ручкой. Процесс этот может оказаться весьма утомительным и долгим, однако в конце вы не пожалеете, так что продолжайте работать…

Шаг 7. Освежаем первоначальный рисунок

Снова переверните пластинку той стороной, где вы рисовали в первый раз.

шкатулка своими руками

Той же шариковой ручкой проведите по тем же линиям.

Этот процесс нанесения рисунка, обводка его и снова прорисовка первого делает рельеф узора на коробке более острым.

Шаг 8. Срезаем ненужный материал

Шаг 9. Рисуем линии для углов

Переверните пластинку, вы будете работать на той стороне, где рисунок выпуклый. Шариковой ручкой нарисуйте в угловых квадратах диагональные линии, идущие радиально от центра.

Шаг 10. Сгибаем по линиям так, чтобы получилась коробка=

Сгибайте пластинку, формирую коробку.

Пластинка должна легко сгибаться в правильном направлении по начерченным линиям.

Диагонали по углам сгибаются внутрь, тогда, как всё остальное выгибается наружу. Угол между сторонами составляет 90 градусов. Треугольники внутри по углам можно попарно прижать к сторонам.

Шаг 11. Сгибаем грани

Согните небольшие грани внутри каждой стороны, начиная с тех сторон, напротив которых прижаты согнутые треугольнички.

Таким образом, выполняются две функции — согнутая грань защищает и придерживает стороны так, чтобы коробочка не развалилась, и так же убираются необработанные острые края. Проделайте это для всех четырех сторон и коробочка закончена!

Шаг 12. Делаем ещё коробочки

Если вы смастерите ещё одну коробочку с подобным дизайном, но на 5см меньше предыдущей, то первую можно использовать как крышку.

Неплохо будет оформить шкатулку изнутри тканью, или шерстью, или обработать клеем.

Как видите шкатулка своими руками была сделана совсем просто и с минимальными затратами. Желаю удачи в творчестве!

Комментариев нет:

Все о сварке

[Все о сварке][stack]

Токарные работы

[Токарные работы][grids]

Фрезерные работы

[Фрезерные работы][btop]