Заклёпочные соединения
Технологические процессы получения неразъемных соединений деталей
К неразъемным относятся соединения, которые нельзя разобрать без разрушения соединительных элементов или повреждения соединенных деталей. В зависимости от технологического процесса (метода) получения неразъемного соединения различают следующие соединения:
– сварные соединения (изучались в первом семестре, можно немного напомнить о сущности сварных соединений не под запись),
– паяные соединения,
– заклепочные соединения,
– клеевые соединения,
– соединения с натягом.
Паяные соединения
Под паяными соединениями в машиностроении понимают неразъемные соединения, образуемые силами молекулярного взаимодействия между соединяемыми деталями и присадочным материалом, называемым припоем.
Припой – это сплав (на основе олова, меди, серебра) или чистый металл, вводимый в расплавленном состоянии в зазор между соединяемыми деталями. Температура плавления припоя ниже температуры плавления материалов соединяемых деталей. Припои для пайки изготавливают в виде прутков, листов, проволок, полос, спиралей, дисков. Качество паяных соединений (прочность, герметичность) зависят от правильного выбора: типа соединения, способа пайки, припоя, флюса и способа нагрева.
Наиболее распространённые типы соединений при пайке показаны на рисунке 18.1.
Рисунок 18.1 – Типы соединений при пайке
По особенностям технологического процесса (способам) пайку можно разделить на капиллярную, некапиллярную, диффузионную, контактно-реактивную, реактивно-флюсовую и пайку-сварку.
Капиллярный способ – это способ, когда зазор между соединяемыми деталями заполняется припоем под действием капиллярных сил. Капиллярность – физическое явление, заключающееся в способности жидкостей изменять уровень в трубках, узких каналах произвольной формы и пористых телах. Стадии капиллярной пайки показаны на рисунке 18.2. Некапиллярный способ – это способ, когда зазор заполняется припоем под действием силы тяжести или внешнего давления.
Рисунок 18.2 – Стадии капиллярной пайки: зазор между соединяемыми деталями (a); смачивание (б); заполнение зазора (в); охлаждение (г)
При пайке диффузионным способом соединение образуется за счет взаимной диффузии компонентов припоя и паяемых материалов, причем возможно образование в шве твердого раствора или тугоплавких хрупких соединений.
При пайке контактно-реактивным способом между соединяемыми деталями в результате контактного плавления образуется расплав припоя, который заполняет зазор и при кристаллизации образует паяное соединение.
При пайке реактивно-флюсовым способом припой образуется за счет химической реакции между основным металлом и флюсом.
При пайка-сварке паяное соединение образуется так же, как при сварке плавлением, но в качестве присадочного металла применяют припой.
Способы пайки классифицируют в зависимости от используемых источников нагрева. Наиболее распространены в промышленности пайка в печах, индукционная пайка, пайка сопротивлением, пайка погружением, радиационная пайка, пайка горелками, паяльниками и электронагревательными элементами.
При пайке применяются флюсы. Флюсы обеспечивают защиту места спая от окисления при нагреве и смачиваемость места спая расплавленным металлом. Флюсы бывают: твердые, пастообразные и жидкие. Наиболее часто для флюсов применяют следующие материалы: бура; плавиковый шпат; борная кислота; канифоль; хлористый цинк; фтористый калий.
Технологический процесс пайки включает: подготовку сопрягаемых поверхностей деталей под пайку (зачистка, промывка и обезжиривание); сборку (устанавливают зазор между сопрягаемыми поверхностями, который обеспечивает диффузионный обмен припоя с металлом детали; нанесение флюса и припоя (припой закладывают в месте спая и зафиксируют); нагрев места спая; зачистку шва.
Преимущества:
Во многих случаях при пайке расходуется меньшее количество теплоты. Пайка не вызывает существенных изменений химического состава и механических свойств основного металла. Как правило, остаточные деформации в паяных соединениях значительно меньше, чем в сварных. Поэтому возможно соблюдение точных размеров паяных конструкций без дополнительной обработки. Пайкой соединяются углеродистые и легированные стали, чугун, цветные металлы и сплавы, благородные металлы и т. д., а также разнородные материалы. Процесс пайки легко механизируется и автоматизируется.
Недостатки:
Невысокая механическая и термическая прочность.
Заклёпочные соединения
Заклёпочное соединение – неразъёмное соединение деталей при помощи заклёпок. Заклепка – это деталь заклёпочного соединения в виде круглого стержня или трубы, с одной стороны имеющая закладную головку и образующуюся в процессе клёпки замыкающую (высадную) головку (рисунок 18.3). Обеспечивает высокую стойкость в условиях ударных и вибрационных нагрузок. Применяется в соединениях где необходимо исключить изменение структуры металла, коробление конструкции и перегрев расположенных рядом деталей; при соединении разнородных, трудно свариваемых и не свариваемых материалов.
Рисунок 18.3 – Схема процесса склепки: 1 – соединяемые детали, 2 – тело заклепки до расклепывания, 3 – тело заклепки после расклепывания
Сборка заклепочных соединений может осуществляться ударным и прессовым способами. При ударном способе применяются клепальные молотки или вибропрессы. При бесшумном – механические, пневматические, гидравлические прессы.
Преимущества:
- высокая надежность соединения;
- удобство контроля качества клепки;
- повышенная сопротивляемость ударным и вибрационным нагрузкам;
- возможность соединения деталей из трудно свариваемых металлов, например из алюминия;
- не дают температурных деформаций;
- детали при разборке не разрушаются.
Недостатки:
- высокая стоимость, так как процесс получения заклепочного шва состоит из большого числа операций (разметка, продавливание или сверление отверстий, нагрев заклепок, их закладка, клепка) и требует применения дорогостоящего оборудования (станки, прессы, клепальные машины).
- повышенный расход материала для этого соединения (из-за ослабления соединяемых деталей отверстиями под заклепки требуется увеличение их толщины, применение накладок и т. п.);
- детали ослаблены отверстиями;
- высокий шум и ударные нагрузки при изготовлении;
- невозможность соединения деталей сложной конфигурации.
Видео https://ok.ru/video/867579267750
Дата добавления: 2020-03-21; просмотров: 346;