8

Неразъемные соединения

1. Предварительные замечания

В конструкциях изделий машиностроения и приборостроения, радиоэлектронных и электротехнических изделиях нашли большое применение неразъемные соединения деталей.

Неразъемными   соединениями называются такие, разборка которых связана с повреждением деталей. К ним относятся соединения сваркой, склеиванием, пайкой, склепыванием, соединения с натягом (запрессовкой), завальцовкой, сшиванием и др.

Среди различных видов неразъемных соединений наиболее широко применяют соединения сварные, паяные, клееные, заклёпочные. Графические изображения, виды, конструктивные элементы и условные обозначения основных сварных, паяных, клееных и заклёпочных соединений установлены стандартами.

2. Сварные соединения

Сварка – процесс получения неразъемного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.

Сварка является основным и наиболее производительным способом получения неразъемных соединений во всех отраслях промышленности. Сваривать можно как металлы, так и пластмассы.

Виды сварки классифицируются по физическим, техническим и технологическим признакам.

По физическим признакам сварку подразделяют на сварку плавлением (дуговую, электронно-лучевую, плазменную, газовую и др.) с использованием тепловой энергии; сварку с использованием давления и тепловой энергии (контактную, диффузионную, прессовую и др.) и сварку с использованием давления и механической энергии (холодную, взрывом, ультразвуковую, трением и др.).

По   техническим   признакам сварку классифицируют по способу защиты металла в зоне сварки (в воздухе, в вакууме, в среде защитных газов, под флюсом и др.); по непрерывности процесса (непрерывная, прерывистая); по степени механизации (ручная, полуавтоматическая, автоматическая).

Технологические   признаки устанавливают для каждого вида сварки. Например, дуговую сварку классифицируют в зависимости от вида электрода (плавящийся, неплавящийся, металлический, неметаллический); вида дуги (свободная, сжатая); рода сварочного тока (постоянный, переменный); применения присадочного материала (с присадочным материалом и без него) и т. д.

Наиболее распространены дуговая и газовая сварка. При дуговой сварке расплавление кромок заготовок осуществляется электрической дугой (электродуговая сварка); при газовой сварке – пламенем газов (например, ацетилена), сжигаемых на выходе горелки для газовой сварки. Дуговая сварка применяется только для сварки металлов, газовая – для сварки металлов и пластмасс.

Контактная сварка (точечная, рельефная, шовная и др.) производится на специальных машинах. Конструктивные элементы и размеры сварных соединений, выполняемых контактной сваркой, регламентированы.

Контактная   точечная   сварка широко применяется в радио- и электропромышленности. При точечной сварке детали соединяют между собой в отдельных «точках» с поперечником примерно 0,8 – 1,0 диаметра электрода. Сварные точки могут быть одиночными, а также располагаться рядами, образуя однорядные и многорядные сварные швы.

Условия   изображения   и   обозначения   швов сварных соединений в конструкторских документах изделий всех отраслей промышленности устанавливает ГОСТ 2.312–72.

Шов сварного соединения независимо от способа сварки   условно   изображают:

видимый – сплошной основной линией (рис. 2.1. а);

невидимый – штриховой линией (рис. 2.1. б,)

Видимую одиночную сварную точку, независимо от способа сварки, условно изображают знаком «+», который выполняют сплошными основными линиями (рис 2.1 в). Невидимые одиночные сварные точки не изображают.

От изображения шва или одиночной точки проводят линию-выноску, заканчивающуюся односторонней стрелкой и горизонтальной полкой. Линию-выноску предпочтительно проводить от изображения видимого шва.

а)

Рис. 2.1. Обозначение сварного соединения:

а – видимый шов; б – невидимый шов; в – одиночные сварные точки

Каждый шов сварного соединения имеет определенное   условное обозначение, которое наносят на полке линии-выноски, проведенной от изображения шва с лицевой стороны и под полкой линии-выноски, проведенной от изображения шва с оборотной стороны.

В случае контактной точечной сварки за лицевую сторону может быть принята любая сторона сварного соединения.

Структура   условного   обозначения   стандартного сварного шва приведена на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Структура условного обозначения стандартного сварного шва или одиночной сварной точки

Вспомогательные знаки, характеризующие сварной шов и входящие в его обозначение, приведены в ГОСТ 2.312–72. В условном обозначении шва вспомогательные знаки выполняют сплошными тонкими линиями. Вспомогательные знаки должны быть одинаковой высоты с цифрами, входящими в обозначение шва.

Сварные швы стандартизованы. Некоторые из стандартов на выполнение сварных соединений приведены ниже:

ГОСТ 5264–80. Ручная дуговая сварка.

ГОСТ 8713–79. Сварка под флюсом.

ГОСТ 14771–76. Дуговая сварка в защитном газе.

ГОСТ 14806–80. Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов в инертных газах.

ГОСТ 15878–79. Контактная сварка.

ГОСТ 16310–80. Сварные соединения из полиэтилена, полипропилена и винипласта.

Стандартный шов имеет буквенно-цифровое обозначение, полностью определяющее конструктивные элементы шва.

Буквой обозначают вид сварного соединения: стыковое – С; угловое – У;

тавровое – Т; нахлесточное – Н.

Совокупность всех конструктивных особенностей стандартного шва обозначают цифрой, которая совместно с буквой определяет тип шва по соответствующему стандарту, например: С1, С2, У3, Н5 и т.п.

Швы углового, нахлесточного и таврового соединений характеризуют величиной катета шва.

3. Заклепочные соединения

Заклепочные соединения образуются с помощью заклепок или непосредственным расклепыванием одной детали в другой. Этот вид соединений широко применяют при изготовлении различных конструкций в точном машиностроении, радиоэлектронике, приборостроении и других отраслях промышленности.

Заклепка   представляет собой цилиндрический стержень, имеющий на одном конце закладную головку, а на другом – замыкающую головку, которая образуется после клепки. Формы закладной и замыкающей головок могут быть неодинаковыми.

Заклепки разделяют на имеющие сплошной стержень, пустотелые и полупустотелые. Основные типы и размеры заклепок нормальной точности стандартизованы. Заклепки изготовляют из сталей различных марок и из сплавов цветных металлов.

Наиболее распространены заклепки с полукруглой головкой. Заклепки с потайной и полупотайной головками применяют, когда толщина соединяемых деталей позволяет производить зенкование «под головку». При соединении деталей из текстиля, кожи, оргстекла, текстолита, эбонита и других материалов используют заклепки с плоской и полупотайной головками. Когда по конструктивным или технологическим соображениям нет возможности образовать замыкающую головку, применяют заклепки пустотелые, полупустотелые или специальные.

Перед постановкой заклепок в соединяемых деталях сверлят или пробивают отверстия диаметром, несколько большим диаметра стержня заклепки (рис. 3.1, а). Заклепку вставляют в отверстия деталей (рис. 3.1, б) и выступающий из деталей конец стержня расклепывают (осаживают) вручную обжимками клепального молота или на клепальной машине. При этом происходит осаживание и деформация стержня заклепки, вследствие чего образуется замыкающая головка, а стержень заполняет кольцевой зазор в отверстиях соединяемых деталей (рис. 3.1, в).

а)

Рис. 3.1. Образование клепаного соединения: а – отверстие в соединяемых деталях; б – заклепка до расклепывания; в – заклепка после расклепывания

Длину заклепок общего назначения выбирают из ряда от 2 до 10 мм через 1 мм, от 12 до 42 мм через 2 мм, далее 45, 48, 50, 52, 55, 58 и от 60 до 100 через 5 мм; для заклепок повышенного качества от 2 до 20 мм через 1 мм, а свыше 20 до 60 мм – через 2 мм. При этом учитывают толщину соединяемых деталей.

На   чертежах   заклепочных   швов   выполняют два изображения: фронтальный разрез и вид сверху. На разрезе и виде сверху показывают только одну-две заклепки; расположение остальных указывают на разрезе осями, а на виде сверху условными знаками «+» произвольного размера, выполняемыми сплошными тонкими линиями.

4. Соединения пайкой

Паяные   соединения   являются основным видом неразъемных соединений металлических деталей, применяемых на предприятиях радиоэлектронной промышленности, средств вычислительной техники, приборостроения, электротехнической промышленности и других.

Пайка – образование соединения с межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их плавления, их смачивания припоем, затекания припоя в зазор и последующей его кристаллизации. Способы пайки разделяют по условиям заполнения зазора и механизму образования паяного шва, а также по источникам нагрева и методам удаления оксидной пленки на капиллярную, контактно-реактивную, диффузную, некапиллярную.

Припой – это материал для пайки и лужения с температурой плавления ниже температуры плавления паяемых материалов. Существует множество типов и марок припоев, используемых при изготовлении широкой гаммы изделий. Так, для пайки электро- и радиоаппаратуры, печатных плат, деталей, чувствительных к перегреву, используются оловянно-свинцовые бессурмянистые припои марок ПОС90, ПОС61, ПОС40 и др., а также припои на основе кадмия марок К-1, К-3, ПСр5КЦН, К83-17 и др.

Условные обозначения швов паяных соединений состоят из буквенно-цифрового обозначения типа соединения, размеров сечения и длины шва. Например, шов внахлестку ПН-1 толщиной 0,05 мм, шириной 10 мм и длиной шва 150 мм обозначается : ПН-1 0,05х10х150 ГОСТ 19249–73.

Швы   паяных соединений, изображают на чертежах условно по ГОСТ 2.313–82. При этом припой на видах и разрезах изображают линией в два раза толще сплошной основной линии (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Условное изображение паяного шва

Обозначение   паяных   соединений производится с помощью условных знаков, которые наносят на наклонном участке линии-выноски (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Размер знака пайки

5. Соединения склеиванием

Клееные соединения используются в конструкциях, содержащих однородные и неоднородные слабонагруженные детали из листовых материалов, гнутых профилей, труб и т.д. Преимущества таких соединений: возможность соединения однородных и разнородных материалов (фарфора, стекла, пластмасс, металлов и др.) в различных сочетаниях; возможность соединения деталей малой толщины; равномерное распределение напряжений; существенное повышение вибростойкости; низкая стоимость.

В клееных конструкциях наиболее часто применяют соединения внахлестку и встык.

Клеи условно разделяют две группы: клеи общего назначения, способные длительно работать при нагреве до (60 – 800 С) и теплостойкие клеи, способные работать при нагреве вплоть до 3500 С.

Широкое применение нашли оптические (ГОСТ 14887–80) и типа БФ (ГОСТ 12172–74) клеи.

При выборе клея учитывают рабочий интервал напряжений и температур эксплуатации соединения.

Клеевые швы изображают на чертежах условно по ГОСТ 2.313–82. Клей (как и припой) на видах и разрезах изображают линией в два раза толще сплошной основной линии ( рис. 5.1).

Рис. 5.1. Клееное соединение

Обозначение клееных соединений производят с помощью условных знаков, которые наносят на наклонном участке линии-выноски (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Размер знака пайки

Если клееный или паяный шов выполняют по замкнутому контуру, то к обозначению шва на конце выносной линии добавляют специальный знак (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Размер знака шва по замкнутому контуру