Виды соединения. ВИДЫ СОЕДИНЕНИЙ. Виды соединений, применяемые при сборке
 Скачать 332.37 Kb.
|
|
Посадку (постановку) болтов в отверстия проводят либо с зазором при работе болтов на растяжение (фланцевый стык, соединение трубопроводов, тяг-тандеров), либо с натягом при работе болтов на срез (гребенка, соединение обшивок). С технологической точки зрения желательно применять посадки с зазором – это снижает затраты на изготовление болтов, обработку поверхности, сборку. Но с точки зрения прочности и выносливости свободные посадки и посадки с зазором нежелательны, т.к. при этом увеличиваются неравномерность распределения усилий по болтам и концентрация напряжений возле отверстий. Характер посадки не оказывает влияния на прочность соединения при статических нагрузках, но в значительной мере влияет на жесткость и выносливость болтового соединения. При посадке болтов в отверстие с натягом применяют специальные приспособления. При посадке с небольшим натягом охлажденный болт ставят в отверстие ударом молотка, но возможен перекос болта и деформация и отверстия, и болта. При посадках со средним и большим натягом применяют запрессовку переносным прессом, имеющим направляющие втулки для центрирования болта относительно отверстия. При этом существует возможность повреждения поверхности болтов и отверстий. Чтобы избежать этого, болты перед посадкой в отверстие охлаждают в специальных холодильных камерах или холодильниках. Одним из эффективных методов повышения ресурса болтовых соединений является постановка болтов в отверстия с упругопластическим натягом. Ресурс болтовых соединений, в которых болты установлены с упругопластическим натягом, выше в 1,5 3,5 раза, чем ресурс болтовых соединений с зазором. В соединении, работающем на срез, нагрузка воспринимается площадью болта по плоскостям среза. Кроме того, развиваются силы трения по контактным поверхностям соединяемых листов. В зависимости от характера посадки болтов в отверстие различают два предельных случая нагружения болта на срез: - с натягом, когда нагрузка в основном передается по площади среза болта, вызывая в нем напряжение среза; - с зазором, когда нагрузка на болт передается через плоскости среза, вызывая в болте растягивающие напряжение. Величина предельной растягивающей нагрузки Рпред в болте ограничивается прочностью материала болта Рпред  ,где  = 0,2 0,5 коэффициент, характеризующий запас прочности болта; предел текучести материала;  площадь поперечного сечения болта.Для болтов, работающих на растяжение, для увеличения выносливости, необходимо создавать усилие предварительной затяжки, чтобы не нарушить герметичность соединения. Затяжка болтов в случае работы болтов на срез и на растяжение значительно отражается на жесткости и выносливости соединения. На практике применяют тарировочные пневматические ключи или гайковерты. Для получения точного усилия затяжки болта тарировочные пневматические ключи предварительно настраивают на определенное усилие; при достижении требуемого крутящего момента ключ прощелкивает и далее усилие затяжки не растет. 1.6. Общая характеристика сварных соединений Сварка – процесс получения неразъемного соединения, при котором соединяемые части нагреваются до температуры плавления или до температуры пластического состояния металла с одновременным вводом электродов в зону сварки и приложением механического давления. Преимущества сварки перед другими неразъемными соединениями: 1) уменьшение веса изделия, особенно по сравнению с клепаными соединениями; 2) возможность получения высоких прочностных характеристик сварного шва; 3) возможность создания герметичности соединения без дополнительных герметизирующих материалов. Наиболее широкое применение в самолетостроении получили: аргонодуговая электросварка плавящимся электродом (ДЭСАр); дуговая автоматическая под слоем флюса (ДЭСФ); дуговая ручная плавящимся электродом; электроконтактная точечная (ТЭС) или роликовая; электронно-лучевая; сварка световым лучом; плазменной дугой в импульсном режиме автоматической сварки; диффузионная сварка керамика – металл. Технологический процесс сварки включает комплекс операций: 1) вспомогательные: подготовка деталей к сварке, правка их после сварки, удаление флюса с поверхности деталей (химической или механической очисткой), подготовка свариваемых поверхностей и кромок деталей, термообработка узла после сварки, очистка от окалины, нанесение покрытий на зоны сварного шва. Кромки свариваемых деталей и узлов должны обрабатываться в зоне сварки на расстоянии не менее 10 20 мм от зоны шва. После подготовки свариваемые кромки не должны иметь пор, раковин, забоин, заусенцев и вмятин; 2) сборочные: установка деталей в СП, их фиксация, прихватка; 3) сварочные: подбор режимов сварки, получение сварного шва, правка длинных швов в процессе сварки; 4) контрольные: пооперационный и окончательный контроль, контроль режимов сварки, качества сварки, электродов и флюсов. Содержание типовых операций сварки приведено в табл. 4.3. Малоуглеродистые, низко- и среднелегированные стали рекомендуется сваривать в углекислом газе. Нержавеющие стали можно сваривать в углекислом газе и в смеси углекислого газа с аргоном. Жаропрочные никелевые сплавы требуют при сварке надежной защиты сварного шва. При сварке используют присадочную проволоку и вольфрамовые электроды. Прочность сварного шва в значительной мере зависит от качества подготовки деталей под сварку. Обработку кромок деталей под сварку плавлением проводят на металлорежущих станках или вручную резаком и ножницами. При расчёте размеров заготовок деталей учитывают припуски, которые необходимо оставлять на доработку изделий и компенсацию усадочных деформаций после сварки. При подготовке кромок необходимо соблюдать условия: отклонения от прямолинейности кромок до 0,5 мм; отклонение по углу разделки кромок  3°;допуск на величину зазора между деталями 0,5 мм.Таблица 1.3 Операции при получении сварного шва
Свариваемые поверхности после обработки кромок на ширине 50 60 мм по обе стороны очищают от загрязнений обдувкой песком, обработкой наждачными кругами, металлическими щетками или химическими составами. При подготовке деталей к сварке из алюминиевых сплавов используют растворители уайт-спирит, технический ацетон, высокощелочные составы ОП-7, ОП-10. При сварке деталей из титановых сплавов необходимо снять газонасыщенный (альфированный) слой, содержащий атомарный кислород, водород воздуха. Затем детали обезжиривают органическими растворителями, промывают бензином марки Б-70, этиловым спиртом-ректификатом или ацетоном. При сварке плавлением возникают нестабильные закалочные структуры и внутренние температурные напряжения в зонах шва, которые вызывают изменение размеров и формы всего изделия (искривление, поводку, скручивание). Чтобы предупредить возникновение или уменьшить деформации и внутренние напряжения при сварке применяют определенную последовательность операций (режим сварки), прокатывают роликом сварочный шов, пропускают импульсные электротоки в процессе сварки, накладывают ложные швы. Для обеспечения качества и надежности сварных узлов применяются тщательно разработанные и широко применяемые методы контроля: 1) активно-профилактический, цель которого предотвратить возникновение дефектов и брака в ходе подготовки к сварке, в процессе выполнения сварного соединения; 2) пассивно-окончательный, цель которого определитькачество, отсутствие дефектов в готовом узле; т.е. дать заключение о качестве готового изделия и возможности использования его в работе. Виды активно-профилактического контроля: - контроль качества материала (флюсов, электродов, газов, свариваемых материалов) в лабораториях завода; - контроль квалификации рабочих путем испытания образцов сварки на разрушение; - контроль подготовки поверхности, кромок свариваемых деталей, контроль обезжиривания поверхности и кромок; - контроль технологического режима сварки. Основные виды пассивно-окончательного контроля: - внешний визуальный осмотр сварного шва с помощью лупы для обнаружения трещин, подрезов в металле; - контроль формы, размеров и швов изделия по шаблонам и мерительным инструментам; - контроль прочности шва по статическим испытаниям контрольных образцов (5 – 10 % от выпуска изделий); - просвечивание сварных швов рентгеновскими лучами и сравнение полученного сварного шва с эталонными рентгенограммами; - контроль гамма-лучами, позволяющий обнаружить дефект путем регистрации его на пленке; - магнитный контроль сварного шва, основанный на использовании магнитного потока в намагниченном металле (по изменению распределения магнитного потока обнаруживают трещины, непровары, шлаковые включения); - ультразвуковой контроль, основанный на использовании различий ультразвуковых колебаний в зоне сварного шва; - люминесцентный контроль, основанный на применении люминесцирующих веществ, вводимых в зону шва в район предполагаемого дефекта; - контроль герметичности закрытой емкости после сварки, проводимый газом, жидкостью или воздухом. 1.7. Особенности выполнения клеезаклепочных и клеесварных соединений Кроме чисто клеевых соединений в самолетостроении применяются комбинированные: клеесварные, клеезаклепочные, клееболтовые. Комбинированные соединения успешно сочетают все положительные качества заклепочных, болтовых, клеевых и сварных соединений и отличаются повышенной герметичностью, антикоррозионной стойкостью, высокой усталостной и ударной прочностью при длительной эксплуатации. Клеесварные соединения выполняют: при точечной сварке по слою жидкого или пастообразного клея; при точечной сварке по клеевой пленке; путем введения клея в зазор соединения после точечной сварки. Для первого способа используется клей типа ВК-32ЭМ, К-153, ВК-9, К-4С, ФЛ-4С, ВК-1. Клей должен быть достаточно жидким и выжиматься под давлением электродов, не препятствовать образованию сварной точки требуемого качества. Изделие сваривается на обычных контактных точечных сварочных машинах, после суточной выдержки клея, нанесенного в зоне сварного шва. При этом по сравнению с обычной сваркой уменьшается сила тока и увеличивается сварочное давление. При втором способе пространство между соединяемыми элементами заполняется клеевой пленкой типа МПФ-1, ВК-32-200. На полосах пленки по трафаретам из тонкой металлической фольги пробиваются отверстия под сварные точки. Затем проводят точечную сварку. При третьем способе вначале проводится сварка швов обычным способом с несколько увеличенным давлением электродов. Зазоры шва заполняются жидким клеем при помощи специального гидравлического шприца, затем проводят термическую обработку. Этот способ легко механизирован и пригоден для серийного производства. Применяют клеи типа КЛН-1, ВК-1МС, Л-4 холодного отверждения. Клеезаклепочные, клееболтовые соединения выполняют двумя способами: на изделие наносится клей так же, как и для склеивания, но в собираемых деталях предварительно просверливаются отверстия несколько меньшего диаметра, чем нужно. После полимеризации клея эти отверстия рассверливаются, зачищаются от стружки, в отверстия ставятся болты, заклепки и другие крепежные элементы; на обезжиренные поверхности деталей наносят клей, но предварительную полимеризацию клея не проводят. Затем заклепки и болты ставятся как при выполнении обычных клепаных соединений. После выполнения клепки проводят термообработку клея. Метод достаточно прост, но есть недостаток – неравномерность нанесения клеевой пленки в зоне шва. |