3 Расчет на прочность клеевых и паянных соединений. Правила конструирования клеевых и паянных соединений.

47. Расчет прочности клеевых и паяных соединений.

Соединения пайкой. При пайке детали соединяются посредством расплавленного присадочного материала (металла или сплава), называемого припоем. При пайке основной материал не расплавляется как при сварке, так как припой имеет более низкую температуру плавления. Нагрев припоя и детали осуществляют паяльником, газовой горелкой, токами высокой частоты и др.Пайкой соединяют детали из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов, стекла и других материалов. В отличие от сварки пайкой можно соединять детали из разнородных материалов: стальные – с алюминиевыми, стеклянными, резиновыми.

Расчет прочности паяных соединений аналогичен расчету сварных.

Для стыковых соединений σ = F/(δb) ≤ [σ'],

для нахлесточных соединений τ = F/(bl) ≤ [τ'],

где [σ'] и [τ'] – допускаемые напряжения в паяном шве.

При соединении стальных деталей прочность материала деталей обычно больше прочности материала шва. В подобных случаях условие равнопрочности можно обеспечить только для нахлесточных соединений. Значение нахлестки по условию равнопрочности l = [σ]δ / [τ'], где [σ] – допускаемое напряжение для материала деталей.

Клеевым называется неразъёмное соединение составных частей изделия с применением клея. Действие клеев основано на образовании межмолекулярных связей между клеевой плёнкой и поверхностями склеенных материалов. Применяют для соединения металлических, неметаллических и разнородных материалов. Клеевые соединения применяют в таких ответственных конструкциях, как летательные аппараты и мосты.

Расчет на прочность клеевых соединений (аналогичен расчёту сварных соединений):

- расчёт шва на прочность клеевого шва нахлёсточного соединения производят по формуле:

Где -расчётное напряжение на срез в клеевом шве Допустимое напряжение на срез шва для клея БФ-2 -= 15…20 Н/мм2, для клея БФ-4 -= 25…30 Н/мм2.

48. Правила конструирования паяных и клеевых соединений.

Паяные соединения — швы должны отвечать ряду требований. Шов должен быть прежде всего прочным. Механическая прочность мест спая имеет большое значение. Шов должен быть также плотным — обеспечивать герметичность соединения. При конструировании паяных соединений нужно помнить, что прочность шва непосредственно зависит от площади спая и взаимной подгонки соединяемых деталей (зазоры под пайку), поэтому швы при соединении внахлестку значительно прочнее, чем при соединении встык. 1)При выборе основного металла детали наряду с условиями работы (прочность, герметичность, коррозионная стойкость и др.) необходимо учитывать паяемость основного металла припоями, обеспечивающими заданную прочность 2. Припой следует выбирать с учетом физико-механических свойств основного металла, условий прочности, плотности, герметичности и технологии пайки. 3. При пайке разнородных металлов необходимо учитывать, что коэффициенты термического расширения основного металла и припоя не должны резко отличаться, так как в противном случае в процессе пайки зазоры изменятся и припой не заполнит их, что повлияет как на прочность, так и на плотность шва. Значение оптимальных зазоров между деталями, собираемыми под пайку. 4. Температура припоя должна быть на 50—100°С ниже температуры плавления паяемых металлов. На качество пайки влияет не только температура, но и длительность пайки и скорость нагрева. Слишком быстрый нагрев приводит к возникновению недопустимых термических деформаций в паяемых, особенно тонкостенных деталях. Скорость охлаждения после пайки влияет на эластичность и прочность паяного шва. 5. Припои должны хорошо смачивать основной металл и заполнять соединительные зазоры. 6. Припои по возможности не должны содержать дефицитных компонентов, а технология получения припоев должна быть общедоступной.

КОНСТРУИРОВАНИЕ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

величина и тип нагрузки, воспринимаемые клеевым соединением, в значительной степени определяют размеры, конфигурацию соединения, а также тип выбираемого клея. В процессе эксплуатации клеевые соединения воспринимают различные нагрузки, которые могут быть приведены к четырем основным типам а -сдвиг; б - равномерный отрыв; в - отднр; г- внецентровой отрыв. Для получения надежных клеевых соединений металлов в сочетании с конструкционными неметаллическими материалами необходимо применять клеи, обеспечивающие высокую прочность склеивания при воздействии различных видов механических нагрузок (статических и динамических), а также длительность сопротивления этим нагрузкам. Клеевые соединения, применяемые в силовых элементах конструкций самолетов и вертолетов, должны обладать высокой стойкостью к действию целого комплекса физико-химических и биологических факторов, имеющих место в условиях эксплуатации:1) воздействию высоковлажного воздуха (с относительной влажностью 95—100%) и воды;2) воздействию грибков и бактерий3) воздействию солей морской воды4) влиянию топлива и масел Как показывает опыт производства, для достижения необходимой прочности и технологичности клеевых соединений необходимо строго выполнять режимы склеивания, экспериментально устанавливаемые для каждого клея в зависимости от его технологических свойств и особенностей склеивания отдельных конструкций.