Гибка металла. 
Концептуальный дизайн-проект оформления фойе экспериментального театра с включением арт-объекта

Первоначальный этап работы велся по увеличенному до нужных размеров эскизу — в соответствии с ним выгибались основные формообразующие пластические элементы, обеспечивающие выразительность и устойчивую жесткость конструкции в целом. Ручная гибка металла — достаточно трудоемкий процесс, поэтому ему поддается только листовой металл небольшой толщины, а также прутовый и полосовый. Выбранный для изготовления данной дипломной работы материал идеально подходил по всем параметрам именно для этого вида обработки.

Эта технологическая операция в последнее время пользуется широким спросом. Как правило, гибка металлов проходит непосредственно за счет растягивания всех наружных слоев металла, которые увеличиваются в размерах, и сжатия внутренних слоев, которые, в свою очередь, в размерах уменьшаются. В ручном способе гибки металла применяются молотки, плоскогубцы, тиски и разнообразные жесткие прочные инструменты круглой формы с различными диаметрами, для скругления необходимых частей металлической детали. В механическом способе используются станки различной конструкции.

Электросварка

Далее, после придания всем деталей нудной формы, велись соединительные сварочные работы. Из всех возможных вариантов и методов сварки был выбран ручной дуговой с постоянным током. С помощью сварки можно приварить любой вид металла, так как образующаяся температура электрической дуги в несколько раз превышает температуру плавления любого из существующих металлов и составляет до 7000 °C.

В любом виде работы есть свои способы обращения с техникой, правила безопасности и требующиеся необходимые навыки работы и сварка не исключение. Для начала стоит понять, что такое сварка в целом, и какие виды ее существуют, так как в каждом из них есть свои нюансы, обуславливающие всю дальнейшую работу и безопасность.

Процесс сварки происходит таким образом: к электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от сварочного трансформатора подводится электроэнергия. Под действием теплоты электрической дуги электродный металл и кромки свариваемых деталей расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. В сварочной ванне металл электрода смешивается с расплавленным металлом изделия, а расплавленный шлак всплывает на поверхность, образуя защитную плёнку. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.

Классификация дуговой сварки производится в зависимости от степени механизации процесса, рода тока и полярности, типа сварочной дуги, свойств сварочного электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др.

Классификация механизации способа сварки зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание определённой длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной формы, перемещение электрода по линии наложения шва и прекращения процесса сварки. Различают ручную, полуавтоматическую и автоматическую дуговые сварки. При ручной дуговой сварке (ММАManual Metal Arc), использующейся при изготовлении данного арт-объекта, указанные операции, необходимые для образования шва, выполняются человеком вручную без применения механизмов.

По роду тока различают электрические дуги, питаемые постоянным током с прямой (минус на электроде) или обратной полярностью (плюс на электроде), либо питаемые переменным током.

По типу дуги различают зависимую дугу прямого действия и независимую дугу косвенного действия. В первом случае дуга горит между электродом и основным металлом, который также является частью сварочной цепи, и для сварки используется теплота, выделяемая в столбе дуги и на электродах; во втором — дуга горит между двумя электродами.

Также существуют различия по свойствам сварочного электрода, а именно способы сварки плавящимся электродом или неплавящимся (угольным, графитовым и вольфрамовым). Сварка плавящимся электродом является самым распространённым способом сварки; при этом дуга горит между основным металлом и металлическим стержнем, подаваемым в зону сварки по мере плавления. Этот вид сварки можно производить одним или несколькими электродами. Если два электрода подсоединены к одному полюсу источника питания дуги, то такой метод называют двухэлектродной сваркой, а если больше — многоэлектродной сваркой пучком электродов. Если каждый из электродов получает независимое питание — сварку называют двухдуговой (многодуговой) сваркой.

По условиям наблюдения за процессом горения дуги различают открытую, закрытую и полуоткрытую дугу. При открытой дуге визуальное наблюдение за процессом горения дуги производится через специальные защитные стёкла — светофильтры. Открытая дуга применяется при многих способах сварки: при ручной сварке металлическим и угольным электродом и сварке в защитных газах.

Также имеются различия по роду защиты зоны сварки от окружающего воздуха с применением разнообразных стабилизирующих и защитных покрытий.

Теперь рассмотрим непосредственно технологию ручной дуговой сварки. Это сварка покрытым металлическим электродом. Она является наиболее старой и универсальной технологией дуговой сварки.

Для образования и поддержания электрической дуги к электроду и свариваемому изделию от источника питания подводится сварочный ток. Если положительный полюс источника питания (анод) присоединен к изделию, говорят, что ручная дуговая сварка производится на прямой полярности. Если на изделии отрицательный полюс, то полярность обратная. Под действием дуги расплавляются металлический стержень электрода (электродный металл), его покрытие и металл изделия (основной металл). Электродный металл в виде отдельных капель, покрытых шлаком, переходит в сварочную ванну, где смешивается с основным металлом, а расплавленный шлак всплывает на поверхность.

Размеры сварочной ванны зависят от режимов и пространственного положения сварки, скорости перемещения дуги по поверхности изделия, конструкции сварного соединения, формы и размера разделки свариваемых кромок и т. д. Они обычно находятся в следующих пределах: глубина до 6 мм, ширина 8−15 мм, длина 10−30 мм.

Длина дуги — расстояние от активного пятна на поверхности сварочной ванны до другого активного пятна на расплавленной поверхности электрода. В результате плавления покрытия электрода вокруг дуги и над сварочной ванной образуется газовая атмосфера, оттесняющая воздух из зоны сварки для предотвращения его взаимодействия с расплавленным металлом. В газовой атмосфере также присутствуют пары легирующих элементов, основного и электродного металлов.

Шлак, покрывая капли расплавленного электродного металла и поверхность сварочной ванны, препятствует их взаимодействию с воздухом, а также способствует очищению расплавленного металла от примесей. По мере удаления дуги металл сварочной ванны кристаллизуется с образованием шва, соединяющего свариваемые детали. На поверхности шва образуется слой затвердевшего шлака.

Существуют различные способы зажигания дуги при ручной дуговой сварке.

Дуга зажигается кратковременным прикосновением конца электрода к свариваемому изделию. В результате протекания тока короткого замыкания и наличия контактного сопротивления торец электрода быстро нагревается до высокой температуры, при которой после отрыва электрода происходит ионизация газового промежутка и возникает сварочная дуга. Для надежного зажигания дуги сварщик должен отводить электрод от изделия на высоту 4−5 мм, так как при большем расстоянии между концом электрода и изделием дуга не возникает. Обычно зажигание дуги осуществляется либо прямым отрывом электрода после короткого замыкания, либо скользящим движением конца электрода.

Ведение дуги производится таким образом, чтобы обеспечить проплавление свариваемых кромок и получить требуемое качество наплавленного металла при хорошем формировании. Это достигается путем поддержания постоянства длины дуги и соответствующего перемещения конца электрода.

В процессе сварки электроду сообщается движение в трех направлениях. Первое движение — поступательное, направлено по оси электрода. Этим движением поддерживается постоянная длина дуги в зависимости от скорости плавления электрода. Длина дуги при ручной сварке в зависимости от условий сварки и марки электрода должна быть умеренной. Чрезмерное уменьшение длины дуги ухудшает формирование шва и может привести к короткому замыканию. Чрезмерное увеличение длины дуги приводит к снижению глубины провара, увеличению разбрызгивания электродного металла и ухудшению качества шва, как по форме, так и по механическим свойствам, а при сварке электродами с покрытием основного вида — и к порообразованию.

Второе движение — перемещение электрода вдоль оси валика для образования шва. Скорость этого движения устанавливается в зависимости от силы тока, диаметра электрода, скорости его плавления, вида шва и других факторов. При отсутствии поперечных движений электрода получается узкий шов (ниточный валик) шириной примерно 1,5 диаметра электрода. Такие швы применяют при сварке тонких листов, наложении первого (корневого) слоя многослойного шва, сварке по способу опирания и в других случаях.

Третье движение — перемещение электрода поперек шва для получения требуемых ширины шва и глубины проплавления. Поперечные колебательные движения конца электрода определяются формой разделки, размерами и положением шва, свойствами свариваемого материала, навыком сварщика (см. рисунок ниже). Ширина швов, получаемых с поперечными колебаниями, обычно составляет 1,5−5 диаметров электрода.

Преимущества ручной дуговой сварки.

• · возможность сварки в любых пространственных положениях;
• · возможность сварки в местах с ограниченным доступом;
• · сравнительно быстрый переход от одного свариваемого материала к другому;
• · возможность сварки самых различных сталей благодаря широкому выбору выпускаемых марок электродов;
• · простота и транспортабельность сварочного оборудования.

Недостатки ручной дуговой сварки.

• · низкие КПД и производительность по сравнению с другими технологиями сварки;
• · качество соединений во многом зависит от квалификации сварщика;
• · вредные условия процесса сварки.

После того как все изделие было сварено его необходимо было закрепить двумя болтами на подставке, выполненной из стального П-образного профиля, сваренного в виде креста.

Покрасочные работы

Последним этапом является завершающая обработка. В этот этап входят грунтовка и покраска высококачественной акриловой краски воздушной сушки для декоративной окраски поверхностей. Все материалы для этого покупались в баллонах и распылялись на поверхность изделия, изначально отшлифованную болгаркой в отдельных местах, с соблюдением всех необходимых требований по технике безопасности, представленных ниже.

Для идеального результата необходимо работать точно и быстро, прокрывая грунтом, а затем краской, все места, даже труднодоступные, давая каждому новому слою полностью высохнуть. Необходимо следить за равномерностью работы.

Перед использование баллон энергично встряхнуть в течении двух-трех минут. Эмаль наносить при температуре воздуха не ниже +10С. Эмаль наносить перекрестными слоями до достижения нужного резeльтата с промежуточной сушкой пятнадцать минут. По окончании работы, во избежание засорения распылителя, баллон перевернуть дном вверх и распылять до тех пор, пока не перестанет идти состав.