Неподвижные неразъёмные соединения

    Электронно-лучевую (лазерную) сварку производят потоком  электронов (частиц света) большой энергии. Этим способом обычно сваривают тугоплавкие и сильно окисляющиеся металлы и сплавы. Сварку производят в вакууме или в атмосфере аргона.

    Контактная  сварка – самый производительный способ сварки в массовом производстве. Различают точечную, стыковую и роликовую (шовную) контактные сварки. Разновидностью контактной сварки является конденсаторная – ток к месту сварки подается в виде короткого импульса при разряде конденсаторов. Контактная сварка позволяет сваривать разнородные материалы, детали малых толщин и сечений (сварка в «шарик» монтажных приводов) и детали различных сечений.

    При точечной сварке  тонкостенные детали соединяют внахлестку.

    

    При стыковой сварке соединяемые детали сжимают, и в зоне контакта при прохождении электрического тока выделяется большое количество теплоты. Стыковой сваркой соединяют детали различных форм и сечений (круг, квадрат, труба, уголок и т.д.).

    Шовную  сварку осуществляют вращающимися дисковыми  электродами. При этом получается непрерывный сварной шов, обеспечивающий герметичное соединение тонкостенных деталей.

    Термокомпрессионная сварка – это сварка под давлением  с местным нагревом участка соединения за счет теплопередачи от нагретого электрода. Применяется для присоединения металлических проводников толщиной в десятки микрон к полупроводниковым кристаллам, к напыленным пленкам, т.е. при монтаже элементов микросхем.

    При сварке трением нагрев в месте  соединения осуществляется за счет теплоты, выделяемой в месте контакта прижатых друг к другу и вращающихся по отношению друг к другу деталей.

    Холодная  сварка осуществляется без нагрева  соединяемых деталей за счет их сжатия с помощью механических и гидравлических прессов до появления пластических деформаций. Холодной сваркой сваривают металлы с хорошими пластическими свойствами – алюминий и его сплавы, медь и ее некоторые сплавы; никель; олово; серебро; разнородные металлы, например, алюминий и медь. Для получения прочных и плотных швов необходимо предварительно очистить поверхности контакта от окислов. Прочность соединения при точечной холодной сварке может быть выше, чем при точечной контактной сварке, но при этом значительно хуже внешний вид соединения из-за вмятин и пластической деформации.

    Ультразвуковая  сварка основана на создании в месте  соединения деталей переменных напряжений сдвига с частотой ультразвуковых генераторов, преобразующих колебания электрических величин в механические колебания. Ультразвуковая сварка позволяет сваривать металлы с различными, в том числе неметаллическими покрытиями, пластмассы. 

    3.2. Соединения пайкой

    Пайкой  называют процесс соединения металлических  или металлизированных деталей с помощью дополнительного связующего материала – припоя, температура плавления которого ниже температуры плавления материала соединяемых деталей.

    В отличие от сварки пайка сохраняет неизменными структуру, механические свойства и состав материала деталей, вызывает значительно меньшие остаточные напряжения. Прочность паяного соединения определяется прочностью припоя и сцепления припоя с поверхностями соединяемых деталей. 

    3.3. Соединения заформовкой и запрессовкой

    

    Заформовка  заключается в соединении металлических  элементов (арматуры) со стеклом, пластмассами, резиной, легкоплавкими цинковыми, алюминиевыми и магниевыми сплавами путем погружения этих элементов в формуемый материал, находящийся в вязкотекучем пластичном или жидком состоянии. После застывания формуемого материала образуется неразъемное соединение.

    Таким способом получают различные рукоятки, крышки, клеммовые держатели, детали для электроизмерительных, оптико-механических и электронных приборов. Заформовка является единственным способом получения газонепроницаемого соединения металлических электродов со стеклянными баллонами электровакуумных устройств.

    Соединения  заформовкой имеют следующие  достоинства: не требуются высокие точность и чистота обработки погружаемых частей арматуры; можно получить необходимые, часто не совместимые местные свойства элементов узла – электро- и теплопроводность арматуры при сохранении изоляционных свойств узла; уменьшаются масса изделий и расход металла, стоимость.

     Соединения  запрессовкой получают путем создания гарантированного натяга между охватываемой и охватывающей поверхностями при сборке. После сборки вследствие упругих и пластических деформаций на поверхности контакта возникает удельное давление и соответствующие ему силы трения, препятствующие взаимному смещению деталей.

     Сборка  при соединении запрессовкой может  осуществляться одним из трех способов: прессование без нагрева, с нагревом втулки или с охлаждением вала. Наиболее распространены соединения запрессовкой по цилиндрическим поверхностям. Они применяются для соединения зубчатых колес на валиках, при соединении зубчатого венца червячного колеса со ступицей. Для облегчения сборки на деталях выполняют направляющие фаски. Сборка с нагревом втулки может вызвать изменение структуры, коробление детали. Предпочтительнее сборка с охлаждением вала. Для охлаждения используют жидкий азот (–196 °С), сухой лед (–72 °С).

     При малых размерах соединяемых деталей  часто используют запрессовку на валик с накаткой, что значительно уменьшает стоимость соединения за счет снижения точности изготовления соединяемых поверхностей. На валу накатывают треугольные выступы (шлицы), при этом часть материала вала выдавливается инструментом и первоначальный диаметр вала увеличивается. Прочность соединения зависит от глубины вдавливания накатанных зубцов в цилиндрическую поверхность сопряженной детали. В процессе запрессовки материал втулки деформируется и заполняет впадины вала. Соединение с накаткой применяют для сборки стальных или латунных валиков с алюминиевыми или пластмассовыми деталями. Этот вид соединения хуже прессовых центрирует детали, но при этом не требуются высокие точность и чистота обработки поверхностей, упрощается сборка.

     Чем больше натяг и параметры шероховатости поверхности, тем выше надежность соединения. К соединениям с гарантированным натягом относятся соединения с применением посадок H7/u7; H7/r6; Н7/p6 и др. Выбор необходимой посадки осуществляют из условий прочности по величине удельного давления.

     

     Достоинствами соединений запрессовкой являются: отсутствие дополнительных креплений, простота конструкции, хорошая центровка сопрягаемых деталей, возможность передачи значительных осевых усилий и крутящих моментов. К недостаткам соединений относятся: высокие точность и стоимость изготовления соединяемых деталей, сложность сборки, влияние величины натяга, коэффициента трения и рабочих температур на прочность соединения. 

     3.5. Клёпка

    Клёпкой называется процесс соединения двух или нескольких деталей с помощью заклёпок. Этот вид соединения относится к группе не разъёмных, так как разъединение склёпанных деталей возможно только путём разрушения заклёпки.

    Клепка  разделяется на холодную, т.е. выполняемою  без нагрева заклепок, и горячую, при  которой  стальные  заклепки  перед  подстановкой  их  на место нагревают до 1000-1100`C. Практикой выработаны следующие рекомендации по применению холодной и горячей клепки в зависимости от диаметра заклепок :

    до d =10 мм – только холодная клепка;

    при d >10 мм – только горячая.

    Преимущества  горячей клепки заключается в  том, что стержень лучше заполняет отверстие  в  склепываемых деталях, а при охлаждении  заклепка  лучше стягивает  их .  Образование  замыкающей  головке  может  происходить при быстром  (ударная клепка)  и при медленном (прессовая клепка) воздействии сил.

    Клепка  может быть ручная и машинная при  которой используются стацилнарные клепательные машины.

     Заклепочные соединения в настоящее время  в значительной степени вытеснены другими видами прочных и плотных соединений и оставлены для сравнительно небольшого класса изделий (котлы, краны, экскаваторы, монтажные конструкции и др.).

     Достоинствами заклепочных соединений являются возможность  соединения различных материалов, хорошая сопротивляемость вибрационным и ударным нагрузкам, удобство и надежность контроля качества соединения.

     К недостаткам относятся трудоемкость (разметка, сверление отверстий, закладка и клепка заклепок) и высокая стоимость; ослабление соединяемых деталей отверстиями; дополнительный расход материала на накладки. 
 
 
 
 
 
 

    

    

    4. ЗАКЛЁПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И ИХ СБОРКА.

    КОНТРОЛЬ  ПРАВИЛЬНОСТИ УСТАНОВКИ  ЗАКЛЁПОК. 

    Несмотря  на то, что слесарю сравнительно редко приходится выполнять операцию клепки, все же при необходимости он должен уметь правильно собрать заклепочное соединение.

    Перед клёпкой очищают склёпываемые детали от грязи, окалины, ржавчины. Правкой или опиливанием подгоняют сопрягаемые поверхности так, чтобы они плотно прилегли друг к другу. В соответствии с чертежом размечают подготавливаемые поверхности: наносят осевые риски и накернивают центры отверстий. При соединении внахлёстку разметку выполняют на одной из деталей, при соединении с накладкой - на накладке. Шаг t между заклёпками и расстояние а от центра заклёпки до кромки детали принимают: в случае однорядных швов - t=3d и a=1,5d; в случае двухрядных швов - t=4d и a=1,5d. Диаметр отверстия под заклёпку делают на 0,1...0,2 мм больше диаметра стержня заклёпки; для облегчения вставки заклёпки в отверстие концу заклёпки придают слегка коническую форму. Сверление обычно выполняют в два приёма: сначала сверлят пробное отверстие меньшего диаметра, а затем рассверливают окончательное, соответствующее диаметру стержня заклёпки. Снимают фаску на кромке отверстия, а для потайных головок отверстие зенкуют конической зенковкой.

    Основной  деталью заклёпочного соединения является заклепка. Заклепка представляет собой металлический стержень круглого сечения с головкой на конце, которая называется закладной и по форме бывает полукруглой, потайной и полупотайной. (см. рис.1).  

    

Рис. 1. Виды заклепок: а, б, в — соответственно: с полукруглой, потайной и цилиндрической головками; г — пустотелая двусторонняя; д — пустотелая односторонняя 

    Головка заклёпки, высаженная заранее, т. е. изготовленная вместе со стержнем, называется закладной, а образующаяся во время клёпки из части стержня, выступающего над поверхностью склёпываемых деталей, - замыкающей. Наиболее распространены заклепки со сплошным стержнем, трубчатые и полутрубчатые .

     В зависимости от требований к поверхности, заклёпки могут иметь полукруглую головку, потайную или полупотайную. Иногда чуть выпуклую головку делают плоской в процессе клёпки для создания внутренних усилий сжатия, которые снижают возможность усталости материала.

     

    В зависимости от формы головок  и длины стержня заклёпки бывают (см. рис.1).:

(а)- с полукруглой высокой головкой  со стержнем диаметром 1…36мм  и длиной 2…180мм;

(б)- с полукруглой низкой головкой  со стержнем диаметром 1…10мм и длиной 4…80мм;

(в)- плоской головкой со стержнем  диаметром 2…36мм и длиной 4…180мм;

(г)- с потайной головкой со стержнем  диаметром 1…36мм и длиной 2…180мм;

(д)- с полупотайной головкой со  стержнем диаметром 2…36мм и  длиной 3…210мм.

    Рис. 2. Виды заклёпок по форме головок и длине стержня.

   Размеры заклепок зависят от толщины склепываемых листов (см. табл.1, рис. 3). За расчетный диаметр заклепки принимают диаметр отверстия, так как при образовании замыкающей головки стержень головки осаживается и утолщается. Длину заклепки выбирают с учетом толщины соединяемого пакета и длины стержня, идущей на образование замыкающей головки и заполнение зазора между отверстием и стержнем. Длина стержня заклёпки складывается из толщины соединяемых деталей и длины выступающей части(она равна 1,25-1,5 диаметра заклёпки), на которой образуют замыкающую головку.