第14章 铆接、焊接、胶接和过盈联接

第14章铆接、焊接、胶接和过盈联接14.1铆接14.2焊接14.3胶接14.4过盈联接14.1铆接如图14－1所示，铆钉联接（简称铆接）是将铆钉穿过被联接件的预制孔经铆合后形成的不可拆卸联接。铆接的工艺简单、耐冲击、联接牢固可靠，但结构较笨重，被联接件上有钉孔使其强度削弱，铆接时噪声很大。目前，铆接主要用于桥梁、造船、重型机械及飞机制造等部门。图14－1铆钉联接14.2焊接焊接：利用局部加热方法使两个金属元件在联接处熔融而构成的不可拆卸联接。常用的焊接方法：电弧焊、气焊和电渣焊等，其中电弧焊应用最为广泛。电弧焊：利用电焊机的低压电流通过焊条（一个电极）与被焊接件（另一个电极）形成的电路，在两极之间产生电弧来熔化被联接件的部分金属和焊条，使熔化金属混合并填充接缝而形成焊缝。电弧焊常用的焊缝形式：对接焊缝和填角焊缝。对接焊缝：如图14-2a所示，用来联接在同一平面内的焊件，焊缝传力较均匀。当被焊接件厚度不大时，用平头型对接焊缝，如图14－2b所示；图14－2焊缝与各种形式的坡口0~1.5(b)5(a)FLFFF当被焊接件厚度大时，为了保证焊透，需要预制各种形式的坡口，如图14－2c～g所示。图14－2焊缝与各种形式的坡口50(f)(e)20~50(d)12~502~42~370°70°(c)5~402~42~320~50(g)35°~40°pokouxingshi.swf（单击打开）对接焊缝的主要失效形式：联接沿焊缝断裂。当焊缝受拉或者受压时，其强度条件为：''yLF或式中：F－作用力，N；－被焊接件厚度，mm；L－焊缝长度，mm；[]’和[y]’－分别为焊缝的抗拉、抗压许用应力，N/mm2。duijiehanfengdepohuaixingshi.swf（单击打开）填角焊接：如图14－3所示，主要用来联接不要同一平面上的被焊接件，焊缝剖面通常是等腰三角形。垂直于载荷方向的焊缝称为横向焊缝，如图14－3a所示；平行于载荷方向的焊缝称为纵向焊缝，如图14－3b所示；图14－3各种焊接形式45°(a)FFLFFaaK(b)KKaaaaaFFmmax焊缝兼有横向、纵向或者斜向的称为混合焊缝，如图14－3c所示。填角焊缝的应力情况复杂，其主要失效形式：焊缝沿计算截面a-a被剪断。(c)图14－3各种焊接形式KFFFF'2N/mm0.7FKL式中：F－拉力或压力，N；K－焊缝腰长，mm；∑L－焊缝总长度，mm；[τ]′－焊缝的许用剪切应力，N/mm²。焊接的许用应力取决于焊接工艺、焊条、被焊接件的材料、载荷性质和焊接品质。通常按焊缝危险截面高度h=Kcos45=0.7K来计算焊缝总截面积S，即，对焊缝强度作抗剪切条件性计算。受拉力或者压力时填角焊缝的强度条件为:0.7SKL承受静载荷时，焊缝的许用应力如表14－1所示。注意：对建筑结构、船舶和压力容器制造等行业，应按专门的行业性焊接设计规范选取焊缝的许用应力。应力种类被焊接材料Q215Q235、Q255压应力[σY]′200210拉应力[σ]′180（200）180（210）切应力[τ]′140140表14-1焊缝的许用应力注：1.本表适用于常用的手工电弧焊条T42，也适用于熔剂层下表中材料的自动焊接；2.括号中数值用于精确方法检查焊接质量；3.对于单面焊接的角钢元件，上述许用值均降低25％。焊接一般用于低碳钢、低碳合金钢和中碳钢。一般地，低碳钢无淬硬倾向，对焊接热过程不敏感，焊接性好。焊条的材料一般应选取与被焊接件相同或接近的材料。焊接强度高、工艺简单、重量轻，在单件生产、新产品试制及复杂零件结构情况下，采用焊接替代铸造，可以提高生产效率，减少成本。但焊接后常常有残余应力和变形存在，不能承受严重的冲击和振动；此外轻金属的焊接技术还有待进一步完善，因此焊接还不能完全替代铆接。胶接:是利用直接涂在被联接件表面上的胶粘剂凝固粘结而形成的联接。常用的胶粘剂有酚醛乙烯、聚氨脂、环氧树脂等。14.3胶接如图14－4所示，胶接接头的基本形式:对接图14－4胶接对接胶接:是利用直接涂在被联接件表面上的胶粘剂凝固粘结而形成的联接。常用的胶粘剂有酚醛乙烯、聚氨脂、环氧树脂等。如图14－4所示，胶接接头的基本形式:对接、搭接14.3胶接搭接图14－4胶接胶接:是利用直接涂在被联接件表面上的胶粘剂凝固粘结而形成的联接。常用的胶粘剂有酚醛乙烯、聚氨脂、环氧树脂等。如图14－4所示，胶接接头的基本形式:对接、搭接和正交。14.3胶接正交图14－4胶接胶接工艺简单、便于不同材料及极薄金属间的联接，胶接的重量轻、耐腐蚀、密封性能好。胶接实例（）但是，胶接接头一般不宜在高温及冲击、振动条件下工作，胶接剂对胶接表面的清洁度有较高要求，结合速度慢，胶接的可靠性和稳定性易受环境影响。胶接接头设计时应尽可能使粘结层受剪或者受压，避免受拉。胶接接头受力情况（）shouliqingkuang.swf（单击打开）jiaojieshili.swf（单击打开）14.4过盈联接过盈联接利用零件间的过盈配合实现联接。如图(14-5a)所示。如图14－5b所示，为了便于压入，毂孔和轴端的倒角尺寸均有一定要求。图14－5过盈联接过盈量(a)(b)ee0.1d+2mm50°~90°10°~15°过盈配合联接件装配后，包容件和被包容件的径向变形使配合面间产生压力；工作时靠此压紧力产生的摩擦力（也称固持力）来传递载荷（图14-5c）。(c)图14－5过盈联接Fa/2Fa/2lFaTd1d3d2（过盈联接应用实例)过盈联接应用实例过盈联接的装配方法有压入法和温差法：压入法：是在常温下用压力机等将被包容件直接压入包容件中。压入过程中，配合表面易被擦伤，从而降低联接的可靠性。过盈量不大时，一般采用压入法装配。温差法：是加热包容件或者冷却被包容件，以形成装配间隙进行装配。采用温差法，不易擦伤配合表面，联接可靠。过盈量较大或者对联接质量要求较高时，宜采用温差法装配。过盈联接结构简单，同轴性好，对轴的削弱小，抗冲击、振动性能好，但对装配面的加工精度要求高。其承载能力主要取决于过盈量的大小。必要时，可以同时采用过盈联接和键联接，以保证联接的可靠性。过盈联接的过盈量不大时，允许拆卸，但多次拆卸会影响联接的质量，过盈量很大时，一般不能拆卸，否则会损坏配合表面或者整个零件。