топпу. «Технология и организация производства продукции и услуг». Конспект
 Скачать 1.07 Mb.
|
3. Соединения сваркойПри сварке получаются неразъемные соединения свариваемых частей при их местном или общем нагреве, а также пластической деформации. Сварка — один из наиболее производительных и экономичных методов создания неразъемных соединений с высоким уровнем механизации и автоматизации технологических процессов. Она позволяет создавать конструкции наиболее рациональные по форме и размерам с высокой массовой отдачей и максимальным коэффициентом использования металла. При производстве современных самолетов, вертолетов, космической техники и в общем машиностроении сварка применяется для изготовления фюзеляжей, панелей, крыльев, двигателей, топливных баков, трубопроводов, узлов шасси, стыковочных узлов, корпусов редукторов, станин, рам, оснований машин и т. п. В настоящее время освоена сварка конструкционных сталей, чугуна, медных, алюминиевых, титановых и других сплавов цветных металлов, а также некоторых пластмасс и биметаллических соединений. Достоинства сварных соединений: ? возможность получения изделий больших размеров (корпусов ЛА, судов, железнодорожных вагонов, кузовов автомобилей, ферм, мостов, трубопроводов и др.); снижение массы по сравнению с литыми деталями до 30...40%, с клепаными до 20%; ? возможность соединения типичных для ЛА деталей сложной пространственной формы, полученных штамповкой, ковкой, прокатом, механообработкой ит.д,; ? снижение стоимости изготовления деталей в условиях единичного или мелкосерийного производства; ? малая трудоемкость, невысокая стоимость оборудования, возможность автоматизации. Недостатки сварных соединений: ? возникновение остаточных напряжений, которые могут значительно уменьшать точность размеров и искажать первоначальную форму; ухудшение механических свойств основного материала в зоне шва; ? создание концентраторов напряжений из-за неоднородности свойств металла шва и основного металла, приводящих к снижению циклической прочности сварного соединения; ? сложность и трудоемкость контроля качества сварных швов. Классификация видов сварки. Различают термический, термомеханический и механический вид сварки. В ЛА используются в основном термический и термомеханический вид сварки. Из них наиболее применимы дуговая сварка (ручная и автоматическая), электронно-лучевая, микроплаз- менная, контактная (точечная и роликовая). Меньше распространены механические способы сварки: холодная при помощи сжатия, диффузионная в вакууме, сварка ультразвуком. При ручной дуговой сварке источником тепла для местного расплавления материалов соединяемых элементов является электрическая дуга между электродом и деталями. В конструкциях со швами значительной длины наиболее производительной является дуговая автоматическая сварка под флюсом, при которой подача электрода и перемещение дуги вдоль свариваемых кромок механизированы. Для соединения деталей из высоколегированных сталей, различных сплавов со специальными свойствами и цветных металлов применяется дуговая сварка в среде инертных газов — аргона и гелия — плавящимися или неплавящимися (вольфрамовыми) электродами. Например, широко используемые в конструкциях ЛА титановые сплавы, обладающие активностью к кислороду, азоту, водороду, рекомендуется сваривать в аргоне или в вакууме. Ручная и автоматическая микроплазменная сварка позволяет сваривать детали толщиной от 0,1 до 0,5 мм: сильфоны, тонкостенные трубопроводы, детали приборов из легированных сталей, алюминиевых и титановых сплавов, некоторых тугоплавких металлов. При контактной сварке разогрев соединяемых деталей происходит за счет тепла, выделяющегося при прохождении через них электрического тока. К контактной сварке относятся стыковаяу точечная и роликовая (шовная) сварка. Для контактной сварки характерна быстрота процесса, высокая степень механизации и автоматизации. В общем машиностроении и ЛА обычно используются точечная и роликовая контактная сварка. Точечной сваркой можно сваривать листовые детали одинаковой или различной толщины, пересекающиеся стержни, листы с угловыми профилями, швеллерами и т. п. Толщина свариваемых деталей из листового материала не должна различаться более чем в 4 раза. Соединения пайкойПри пайке деталей ЛА места соединений нагреваются до температуры плавления припоя, которая должна быть ниже температуры плавления соединяемых материалов. Расплавленный припой при этом растекается по нагретым поверхностям стыка деталей, образуя при охлаждении паяный шов, диффузионно и химически связанный с материалом деталей. Пайка позволяет соединять детали не только из однородных, но и из разнородных материалов. Пайкой соединяются, например, стали со сплавами цветных металлов; металлы с графитом, ферритом, фарфором; керамика с полупроводниками; пластмасса, резина и т. п. Кроме того, можно паять детали с тонкостенными элементами, где применение сварки недопустимо из-за опасности прожога. Пайкой можно изготавливать за один производственный цикл сложные по конфигурации узлы и целые конструкции. Это позволяет рассматривать пайку как групповой метод соединения деталей. В общем машиностроении и в ЛА объем паяных соединений все более увеличивается. Пайка применяется при изготовлении современных камер сгорания жидкостных реактивных двигателей, лопаток турбин, топливных трубопроводов и других конструкций из тугоплавких металлов, плохо поддающихся сварке. Зазор между деталями при пайке зависит от вида припоя и паяемых материалов и в значительной мере определяет прочность соединения. Уменьшение зазора до некоторого предела увеличивает прочность. При малых зазорах диффузионный процесс и процесс растворения материалов деталей и припоя может распространяться на всю толщину паяного шва, а диффузионный слой и слой раствора — прочнее самого припоя. Необходимость малых и равномерно распределенных зазоров является одним из недостатков пайки, ограничивающих ее применение. По этой же причине перед пайкой требуется более точная по сравнению со сваркой механическая обработка и сборка деталей. В качестве припоев используются многие металлы и сплавы. Одной из важнейших характеристик припоя, определяющей назначение и способ его применения, является температура плавления Тпл. По этому признаку припои разделяются на высокотемпературные с Тпл > 450 °С и низкотемпературные с Тпл < 450 °С. К высокотемпературным относятся припои на основе меди, никеля, серебра, к низкотемпературным — на основе олова и свинца. Для уменьшения вредного влияния окисления поверхностей деталей применяются специальные флюсы, которые не только защищают, но и растворяют окисные пленки, повышая текучесть припоя. Флюсы в зависимости от температурного интервала активности разделяются на низкотемпературные с Тпл < 450 °С (канифольные, кислотные, фтороборатные и т. д.) и высокотемпературные с Тпл > 450 °С (боридные, бо- ридно-углекислые и др.). |