13.5.5. Способы повышения прочности и сопротивления усталости сварных швов

Для повышения прочности сварных соединений существует ряд рекомендаций, применение которых в соответствии с условиями работы обеспечивает необходимую работоспособность.

Повысить прочность сварного соединения можно за счет выбора вида сварного шва. Применение стыковых швов предпочтительнее, так как они обладают меньшей концентрацией напряжений по сравнению с угловыми (валиковыми) и, особенно, точечными швами.

С нижение концентрации напряжений в угловых (валиковых) швах достигается применением швов вогнутого профиля (рис. 13.34, а), получаемых механической обработкой после сварки. Однако, здесь снижается технологичность сварного соединения. Повышение прочности соединения можно также достичь за счет выполнения угловых (валиковых) швов с увеличенным катетом в основании (рис. 13.34, б).

Циклическую прочность сварных соединений можно повышать также технологическими методами:

222

• путем применения высококачественной сварки (например, под слоем флюса, в защитных средах и др.);

• применением термообработки сварных швов для снятия внутренних напряжений;

• за счет рациональной разделки кромок свариваемых деталей. Так, прочность тавровых соединений со скосами кромок в 1,5 раза выше, чем без разделки кромок;

• применением поверхностного пластического деформирования (наклепа) — обдувкой дробью, специальными бойками в виде пучка проволоки и некоторыми другими методами нагартовки швов.

223

ЛЕКЦИЯ 15

Тема 13

СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

13.6. Заклепочные соединения

13.6.1. Общие сведения, достоинства и недостатки,

области применения заклепочных соединений

Заклепочные соединения относятся к неразъемным соединениям и являются одним из старейших его видов. В последнее время роль их снижается в связи с развитием методов сварки. Заклепочные соединения применяют для деталей, материал которых плохо сваривается, и в тех конструкциях, где важно растянуть во времени развитие процесса разрушения. Например, разрушение одной или нескольких из тысяч заклепок крыла самолета ещё не приводит к его разрушению, но уже может быть обнаружено и устранено при послеполетном визуальном контроле и последующем ремонте.

Процесс образования заклепочного соединения показан на рис. 13.35. Соединяемые детали стягивают заклепкой, которая состоит из стержня круглого сечения и закладной головки 1, выполняемой заранее. Заклепку вставляют в совмещенные отверстия в соединяемых деталях и, осаживая выступающий конец стержня с помощью обжимки 2, образуют

224

вторую замыкающую головку 3. При этом за счет поперечной упругопластической деформации стержня происходит заполнение начального зазора между стержнем и стенками отверстия. Прижим 4 и поддержка 5 обеспечивают фиксацию деталей при выполнении операции клепки. Её производят на специальных клепальных машинах (прессах) или пневматическими молотками.

Клепку (осаживание стержня) стальных заклепок при , а также заклепок из алюминиевых сплавов, латуни и меди производят холодным способом, а стальных заклепок большего диаметра — горячим способом, с подогревом заклепки или её конца до температуры 1000…1100°С. В авиастроении применяется только холодная клепка.

Материал заклепок должен быть достаточно пластичным для обеспечения возможности формирования головок и однородным с материалом соединяемых деталей во избежание электрохимической коррозии. Стальные заклепки обычно изготавливают из сталей Ст2, Ст3, сталь15 и др. Из легких сплавов для заклепок применяют сплавы на основе алюминия В65, АД1 и на основе титана ОТ4, ВТ16 и др. Указанные сплавы широко используются в авиаконструкциях.

Достоинства заклепочных соединений состоят в следующем:

• хорошо работают при резко выраженных вибрационных нагрузках (лучше сварных соединений);

• позволяют соединять трудносвариваемые или вообще не свариваемые материалы, а также детали, нагрев которых недопустим;

• позволяют достаточно надежно и просто осуществлять визуальный контроль качества.

К недостаткам заклепочных соединений следует отнести:

• большая трудоемкость процесса клепки;

• высокая шумность процесса клепки и вредность его для здоровья работающих.

225