неразьемные соединения

1. НЕРАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Виды и типы соединений

2. Определение неразъёмные соединения

•соединение с жёсткой механической связью
деталей в каком-либо узле машины или
конструкции, сохраняющееся в течение
всего срока службы.
•Виды соединений (сварное соединение,
паяное соединение, клееное соединение,
заклепочное соединение, армированное
соединение)

3. Сварное соединение

Это неразъемное
соединение
выполненное, сваркой
(Сварка технологический
процесс получения
неразъёмного
соединения
посредством
установления
межатомных и
межмолекулярных
связей между
свариваемыми
частями изделия при
их нагреве)

4. Достоинства и недостатки сварных соединении

Достоинства
Возможность получения изделий
больших размеров (корпуса судов и
летательных аппаратов,
железнодорожные вагоны, кузова
автомобилей, трубопроводы,
резервуары, фермы, мосты и др.).
• Снижение массы по сравнению с
литыми деталями до 30…50%, с
клепанными – до 20%. Этого достигают
благодаря в основном снижению
толщин стенок и припусков на
механическую обработку, а также
отсутствию ослабляющих отверстий и
накладок при наклепе.
• Снижение стоимости изготовления
сложных деталей в условиях
единичного и мелкосерийного
производства.
• Малая трудоемкость, невысокая
стоимость оборудования,
возможность автоматизации.
Недостатки
Вероятность возникновения при сварке
плавлением различных дефектов швов,
снижающих прочность соединения при
переменных нагрузках.
• Низкая прочность швов при
электроконтактной сварке вследствие
неправильного выбора параметров технологического процесса.
• Необходимость проведения для всех сварных
швов визуального контроля, а для сварных
изделий ответственного назначения
неразрушающего инструментального или
выборочно разрушающего контроля.
• Возникновение остаточных напряжений
(вследствие термических деформаций от
неравномерного нагрева) снижает прочность и
вызывает необходимость проведения в ряде
случаев механической обработки после
старения (изменение свойств металла во
времени вследствие внутренних процессов).
• Местный нагрев вызывает в зоне
термического влияния вблизи шва изменение
механических свойств метал-ла.

5. Классификация сварки металлов

6. Основные типы сварных соединении

Стыковое — сварное
соединение двух элементов,
примыкающих друг к другу
торцовыми поверхностями.
Нахлёсточное — сварное
соединение, в котором сваренные
элементы расположены
параллельно и частично
перекрывают друг друга.
Угловое — сварное соединение
двух элементов, расположенных
под углом и сваренных в месте
примыкания их краев
Тавровое — сварное
соединение, в котором торец
одного элемента примыкает под
углом и приварен к боковой
поверхности другого элемента.
Торцовое — сварное
соединение, в котором боковые
поверхности сваренных
элементов примыкают друг к
другу.

7. Применение сварки

•Сварка применяется для
соединения металлов и их
сплавов, термопластов во
всех областях производства и
в медицине.

8. Паяное соединение

Пайка —
технологическая
операция, применяемая
для получения
неразъёмного
соединения деталей из
различных материалов
путём введения между
этими деталями
расплавленного
материала (припоя),
имеющего более
низкую температуру
плавления, чем
материал (материалы)
соединяемых деталей.
Спаиваемые элементы деталей, а также припой и
флюс вводятся в соприкосновение и
подвергаются нагреву с температурой выше
температуры плавления припоя, но ниже
температуры плавления спаиваемых деталей. В
результате припой переходит в жидкое
состояние и смачивает поверхности деталей.
После этого нагрев прекращается, и припой
переходит в твёрдую фазу, образуя соединение.

9. Достоинства и недостатки пайки

Достоинства
• возможность соединять детали не
только из однородных, но и
разнородных материалов.
• повышенная технологичность, так как
возможно осуществлять спайку в
скрытых или малодоступных местах
конструкции, изготовлять сложные
узлы за один прием, паять не по
контуру, а одновременно по всей
поверхности соединения
• подбирая соответствующие припои,
можно выбрать температуру пайки так,
чтобы при нагреве под пайку у
предварительно термообработанных
материалов сохранялись механические
свойства в изделии
• возможность распайки соединения
Недостатки
• сравнительно низкая прочность
паяного соединения на сдвиг и
очень низкая на отрыв
• высокая трудоемкость
изготовления деталей
методами
высокотемпературной спайки.

10. Классификация спаев

• Бездиффузионный - когда атомы не переходят через границу
контакта.
• Растворно-диффузионный - когда основной металл растворяется
в припое и растворяет элементы припоя.
• Контактно-реакционный - возникает без припоя за счет
контактного расплавления основного металла.
• Дисперсированный - образуется между металлами не дающими
между собой химического соединения, не растворимых друг в
друге за счет сильного снижения поверхностного натяжения под
действием припоя и дисперсированных твердых частиц.

11. Применение пайки

• Пайкой могут соединяться
углеродистая и легированная
стали всех марок, твердые
сплавы, ковкие и серые, чугун, а
также благородные, редкие и
цветные металлы и их сплавы.
Возможна также пайка
разнородных металлов и сплавов
(например, стали с твердым
сплавом и др.).

12. Заклепочное соединение

неразъёмное соединение
деталей при помощи заклепок.
Обеспечивает высокую стойкость
в условиях ударных и
вибрационных нагрузок. На
современном этапе
развития технологии уступает
место сварке и склеиванию,
обеспечивающим большую
производительность и более
высокую прочность соединения.
Однако по-прежнему находит
применение по конструктивным
или технологическим
соображениям: в соединениях,
где необходимо исключить
изменение структуры
металла, коробление конструкци
и и перегрев расположенных
рядом деталей; соединение
разнородных, трудно
свариваемых и не свариваемых
материалов; в соединениях с
затруднительным доступом
и контролем качества; в случаях,
когда необходимо предотвратить
распространение усталостной
трещены из детали в деталь.

13. Достоинства и недостатки заклепочных соединении

Достоинства
Недостатки
• Не позволяет распространяться
усталостным трещинам, таким
образом повышает надёжность
всего изделия.
• Позволяет соединять не
поддающиеся сварке
материалы.
• Трудоёмкость процесса. Необходимо просверлить
множество отверстий, установить заклёпки,
расклепать их. Эти операции выполняются вручную
двумя слесарями-сборщиками. До последней
четверти 20-го века в СССР на авиационные заводы
специально нанимались худощавые юноши и
девушки, способные влезть в узкий отсек, чтобы
удерживать там наковальню-поддержку.
• Повышенная материалоёмкость соединения.
Заклёпочный шов ослабляет основную деталь,
поэтому она должна быть толще. Нагрузку несут
заклёпки, поэтому их сечение должно
соответствовать нагрузке.
• Необходимость специальных мер для герметизации.
Это очень важно для самолётостроения и ракетной
техники, при сборке баков-кессонов и пассажирских
отсеков. В баках-кессонах, расположенных в крыле
самолётов, как правило, держат топливо —
авиационный керосин. Резиновый герметик,
устойчивый к керосину, должен закрывать все
заклёпочные швы. Вес его может составлять десятки
килограммов.
• Процесс сопровождается шумом и вибрацией. Это
приводит к ряду профессиональных заболеваний у
сборщиков и вызывает глухоту. Поэтому везде, где
можно, внедряются новые инструменты для клёпки.

14. Классификация заклепочных соединений

Основные типы заклепок
изображены на рис. 2.2
(а — с полукруглой
головкой; 6—
полупотайная; в —
потайная; г —
трубчатая). Если нет
доступа к замыкающей
головке (например,
пустотелое крыло
самолета), то применяют
заклепки для
односторонней клепки.
Например, на рис. 2.2, д
замыкающая головка
образуется при
протягивании
конической оправки
через коническое

15. Применение заклепочных соединений

•Применение заклепочных соединений в
настоящее время ограничено
конструкциями, выполненными из не
свариваемых материалов, либо
работающими под воздействием
ударных нагрузок, а также в
мостостроении, авиации,
краностроений

16. Клееное соединение

Клееным
называется
соединение, в
процессе которого
между
соединяемыми
поверхностями
вводится слой
склеивающего
вещества, хорошо
прилипающего к
обеим
поверхностям.

17. Достоинства и недостатки

Достоинства
недостатки
• снижение требований к точности
сопрягаемых деталей, быстро и
экономично осуществляется сборка
деталей;
• клеевой слой является хорошим тепло, звуко- и электроизолятором;
нет
ослабления соединяемых деталей;
• клеевые соединения способны
скреплять детали, изготовленные из
абсолютно разных по физикохимическим свойствам материалов;
• клеящие материалы заполняют
микрозазоры, что позволяет получить
герметичные соединения;
• пленка клея улучшает распределение
нагрузки и препятствует
возникновению контактной коррозии.
• малая прочность при отрывающих
нагрузках с неравномерным ее
распределением;
• нестабильность физикохимических свойств во времени;
• ухудшение механических
характеристик при понижении и
повышении температур, при
воздействии биосре-ды,
химических реагентов и других
факторах;
• необходимость тщательной
подготовки поверхностей под
склеивание.

18. Классификация клеев по типу склеивания и составу

По типу склеивания
• высыхающие клеи (силикатный
клей, казеин, столярный клей, клей
ПВА, крахмальный клейстер,
наирит, 88-Н …);
• невысыхающие адгезивы
(например, на основе канифоли),
клеи-расплавы;
связки на
основе полимеризующихся
композиций — неорганические,
например алюмофосфатные связки
(АФС) и органические,
полимеризующиеся композиции
(циакрин, эпоксидная смола).
• Клей БФ относится одновременно
и к категории высыхающих, и
полимеризующихся композиций.
По составу
• неорганические (растворы, расплавы, а также припои,
в частности — полимерные композиции типа «клейприпой»);
• органические (растворы, расплавы,
полимеризующиеся).
• Основой органического клея служат главным
образом синтетическое олигомеры и полимеры
(например, феноло-формальдегидные, эпоксидные,
полиэфирные смолы, полиамиды, полиимиды,
полиуретаны, кремнийорганические полимеры,
каучуки и др.) образующие клеевую пленку в
результате затвердевания при охлаждении
(термопластичные клеи), отверждения
(термореактивные клеи) или вулканизации
(резиновые клеи); этим процессам иногда
предшествует улетучивание растворителя.
• К неорганическим клеям относят алюмофосфатные,
керамические (основа — оксиды магния, алюминия,
кремния, щелочных металлов), силикатные (основа —
калиевое или натриевое жидкое стекло),
металлические (основа — жид-кий металл, например
ртуть).
• По физическому состоянию клеи могут быть жидкими
(растворы, эмульсии, суспензии) или твёрдыми
(пленки, прутки, гранулы, порошки); последние
используются в виде расплава или наносят на
нагретые поверхности.

19. Соединения

а — поперечные
стыки; б —
продольные
стыки; в — угловой
стык; / — стыки по
пластям; 2— по
кромкам; 3 — по
пласти и
кромке; 4 —
зубчатый шип; 5 —
усовой стык
фанеры;
6 — угловой
зубчатый шип

20. Области применения клеевых соединений

• Наиболее крупными потребителями клеевых материалов являются
деревообрабатывающая промышленность, строительство, легкая
промышленность, машиностроение, авиационная промышленность,
судостроение и др.
• На долю деревообрабатывающей промышленности приходится почти 75%
потребления синтетических клеев, преимущественно карбамидных и
фенольных; в малых, но возрастающих количествах используются
поливинилацетатные клеи.
• В машиностроении широко используются клеевые соединения
материалов в разнообразных сочетаниях, успешно работающие при
нормальной и повышенных температурах; клеи позволяют повысить
прочность конструкций, уменьшить массу изделий и т.д.
• В машиностроении применяются клеи, которые эксплуатируются в
силовых соединениях при температурах до 250-350°С, а некоторые
клеевые композиции могут использоваться в конструкциях,
кратковременно подвергающихся воздействию температур до 1000°С
и выше.

21. Спасибо за внимание