§11. Клеено-сварные соединения

Клеено-сварные соединения применяют в конструкциях из алюминиевых сплавов. Клеевая прослойка повышает сопротив­ляемость конструкции коррозии. С другой стороны, она способ­ствует улучшению механических свойств. Клеевые соединения разгружают конструкцию, воспринимая на себя часть усилия. Кроме того, при клеевых соединениях устраняются раскрытия швов внахлестку. При этом смягчаются концентраторы напря­жений, снижающие работоспособность конструкций.

Клеено-сварные соединения очень чувствительны к повышен­ным температурам. Прочность клееной конструкции из дюралю­миния на сдвиг при Г—20° С составляет 1,50 кГ/мм², на равно-

о,кГ 2k 00

2000

& то § то

5 800

0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 $,мм Толщина листа

Рис. 4-40. Прочность клеено-сварных соеди­нений

мерный отрыв — 7,40 кГ/мм², а при Т— 150° С прочность на сдвиг составляет 0,90 кГ/мм², на равномерный отрыв — 2,00 кГ/мм².

Прочность клеено-сварных соединений из алюминиевых спла­вов в большой мере зависит от технологии производства и кон­струкции: от состава клея, величины зазора, толщины деталей. На рис. 4-40 приведены характеристики прочности при статиче­ском срезе в зависимости от жесткости соединений: внахлестку полос малой толщины, тонкой полосы с более толстой, двух утол­щенных, с двумя жесткими накладками, телескопического соеди­нения. Эффективность склеивания повышается с уменьшением толщины элементов и с увеличением жесткости соединения. В на­стоящее время разрабатываются клесло-сварные стальные кон­струкции.

а ■■■■• Клееносдарные соединения о—а Сварные соединения

87

§ 12. Паяные соединения

Паяные соединения, кроме общих свойств со сварными, име­ют и ряд существенных отличий. Пайка осуществляется приса­дочным металлом, называемым припоем, имеющим температуру плавления, более низкую, нежели металл соединяемых частей.

Пайкой соединяют различные однородные и разнородные ме­таллы. Процесс пайки очень универсален. Ее применяют в стаи-ко-инструментальном производстве, автотракторостроении, само­летостроении, радиотехнической промышленности и других областях. Пайкой соединяют между собой не только металлы, но и металл с графитом, керамикой и другими неметаллически­ми материалами.

Пайка является производительным процессом, который по­зволяет в один прием паять значительное количество заготовок.

а) 5)

mzzzzz

^гУ77/Г/777.

7ZZZZZZZZZ2BZL

"smzzzzzzzzL

Ум,,/,»,.

m

W/aztett

Рис, 4-41. Паяные трубчатые соединения: а) перед лайкой; 6) nocie лгчпеи

Наибольшее распространение имеет капиллярная пайка. При­пой, доведенный до расплавления, заполняет зазор между соединяемыми частями, составляющий доли миллиметра. Бла­годаря действию капиллярных сил капиллярную пайку можно производить в горизонтальном и вертикальном положениях. Наиболее часто пайка производится в горизонтальном поло­жении.

Капиллярной пайкой выполняют соединения внахлестку. Осо­бенно целесообразны телескопические трубчатые паяные соеди­нения. На рис. 4-41 изображена схема образовании шва при этом способе пайки. На рис. 4-4!, а показано положение деталей перед пайкой, на рис. 4-41,6 — после пайки, которая происходит в ре­зультате затекания расплавленного припоя в зазор величиной в несколько десятых долей миллиметра.

На рис. 4-42 изображены соединения труб с плоскими и штам­пованными элементами. Внутреннее расположение припоя, как правило, гарантирует большую надежность соединений. Надле­жащая прочность паяного соединения обеспечивается нахлест­кой достаточно большой протяженности.

Расчет прочности указанных паяных соединений производит­ся в зависимости от характера действующих сил. Если на дета­ли, указанные на рис. 4-43, а, б, действуют продольные растяги-

вающие или сжимающие усилия, то паяные соединения работают на срез.

II

З^ЧЧЧЧЧЧЧЧ^ЧЧЧЧУ^

I)

^м^щ

SSSSESSSS^S

Рис. 4-42. Паяные соединения в трубах с плоскими и штам­пованными элементами:

а) внешнее расположение припоя; б) внутреннее расположение припоя (более рациональное)

Напряжение по плоскости среза равно

JL <- г ч

(4.33)

где р — величина расчетного усилия, действующего на соеди­нение;

с —ширина зоны спаи;

а — ее длина; [т'З — допускаемое напряжение паяного шва на срез. На рис. 4-43, в, г, д приведены примеры пая­ных соединений встык. Паяные прямые швы (рис. 4-43, е) не 1*еегда могут быть рекомендова­ны для рабочих конст­рукций. Косые паяные (рис. 4-43,г) швы обла­дают более высокой не­сущей способностью, осо­бенно при угле скоса 45°. Зигзагообразные соеди­нения (рис. 4-43, д) не могут быть признаны целесообразными. Они сложны в оформлении, а разрушение наступает

г) д}

Рис. 4-43. Паяные соединении внахлест­ку (а, б) и встык (в, г, д)

по сечению, совпадающему с вертикальной плоскостью спая.

Паяные соединения втавр изображены на рис. 4-44, а, б, в. Их применяют главным образом в качестве связующих или мало­напряженных швов в элементах, работающих на изгиб. Ббль-

Рис. 4-44. Паяные соединения втавр:

о) менее прочные; 6, в) более прочные; г, д) хорошо сопротивляющиеся изгибу н кручешта

(1)

Щшз

д)

тпНгм

^ ■■ \-\ \ ГуГЭ

д)

Рис. 4-45. Способы закреплении изделий при панке:

а) кериением тремя точками; б) накаткой; в) постановкой Трех сварных точек; г) карканием по контуру; д) с развальцовкой

шей прочностью обладают соединения втавр, изображенные на рис. 4-44, б, в.

Паяные соединения открывают возможность создания жест­ких и экономичных элементов, хорошо работающих на изгиб-и кручение. Примеры таких соединений изображены на рис. AAA,г] д. Соединительные элементы впаиваются между двумя плоскостями.

90

При конструировании паяных соединений следует учитывать условия технологического процесса. Отдельные части этих соеди­нений перед пайкой закрепляют следующими способами: с по­мощью кернения тремя точками (рис. 4-45, а); накаткой (рис. 4-45,6); постановкой сварных точек (рис. 4-45, в); кернс-ннем по контуру (рис. 4-45, г); развальцовкой (рис. 4-45,(3) и др.

Высокое качество соединений и высокая производительность достигаются при пайке в термических печах, нагреваемых спе­циальными нагревателями до Т= 1200—1300°. Основ­ной металл и припой защи­щаются от проникновения в них газов флюсами, инерт­ной атмосферой или вакуу­мом. При пайке в вакууме паяные детали закла­дываются в контейнеры, последние под атмосферным давлением обжимают изде­лие и улучшают качество соединений. При пайке в инертной атмосфере в ка­честве защитных газов применяют азот, инертные газы и т. п.

ЭКОНОМИЧНОЙ является Р"с. 4-46. Паяная сотовая конструк-

пайка в печах-ваннах, где ^ция

■находятся расплавы солей

при 7 = 950° или расплавленный припой. В эти ванны погружа­ют детали для пайки. При этом нагрев деталей производится вследствие непосредственного контакта с расплавом, что рацио­нальнее, чем нагрев излучением от газовой атмосферы и пода.

В ряде случаев паяные соединения хорошо выполняются с по­мощью газовой горелки или индуктором. Эти способы пайки маневренны и удобны при разбросанных по конструкции соеди­нениях.

На рис. 4-46 дан пример паяной сотовой конструкции, обла­дающей жесткостью, экономным весом, компактностью.