Нероз'ємні з'єднання: технологічний процес і класифікація

Стикування елементів і конструкцій можна розділити на дві основні групи: роз'ємні і нероз'ємні з'єднання. До перших відносять ті, які можна розібрати без порушення цілісності скріплюючих елементів. Це кріплення за допомогою гайок, болтів, шпильок, гвинтів, всі з'єднання з різьбою і без неї. Нероз'ємними вважаються такі, при розбиранні яких доведеться порушити елементи кріплення. До них відносять: зварні, клеєні, заклепочні, сшивные і паяні. Роз'ємні та нероз'ємні з'єднання широко використовуються в певних областях промисловості. Нижче ми розглянемо кожен з видів більш детально.

Роз'ємні з'єднання

Їх виконання полягає в висвердлюванні отворів трохи більшого діаметру, ніж кріпильний елемент (гвинт або болт). Робиться це для того, щоб в обох скріплюються деталях були точні отвори. Похибка в частку міліметра компенсується, особливо для елементів з великою кількістю кріплень. При використанні болтів і гвинтів для надійності стику на них надягають гайку і шайбу. Першу підкладають під другу для нерухомості з'єднання, вона не дає деталей обертатися. Існує ще пружинне кільце, яке має два гострих зубці. Ними вона впирається в заготівлю та деталь, тим самим перешкоджає мимовільного розкручування гайки. Шурупи стягують деталі, нарізки різьблення самостійно. При їх застосуванні гайки і шайби не потрібні. Шпильки використовуються, якщо до масивної деталі кріпиться інша. Вона має різьбу на обох кінцях, під неї заготівлі свердлять отвір більше довжини різьби шпильки.

Нероз'ємні з'єднання

Вони бувають:

зварні;

заклепувальні;

паяні;

клейові.

Такі види нероз'ємних з'єднань знайшли застосування в окремих галузях виробництва. Розглянемо кожен з них окремо.

Зварювання

З'єднання, усиновлене шляхом міжатомних зв'язків між частинами деталей при нагріванні, називають зварним. Нероз'ємні з'єднання, зварювання яких була правильно виконана, досягають необхідної міцності, зниження собівартості, а також маси деталі. Джерелами нагрівання елементів можуть бути:

розплавлений шлак;

газове полум'я;

електрична дуга;

плазма;

лазерний промінь.

Метал, який підлягає зварюванню, називають основним. А той, що використовується у ванні – присадним.
Ділянка, прихоплений подібним способом, називається зварювальним швом. Отримання нероз'ємних з'єднань таким чином може бути наступних видів:

контактна зварювання;

электородуговая ручна;

автоматична під флюсом і напівавтоматичне;

дугова.

Шов також підрозділяється на:

стиковий;

нахлесточный;

кутовий;

тавровый.

Будь-який з них може бути як одностороннім, так і двостороннім. Вони діляться на перериваним і безперервні. Також є відмінності у формі поперечного перерізу: нормальний шов, опуклий або увігнутий. Переваги:

Низька вартість на такі нероз'ємні з'єднання, за рахунок простоти шва і малій витраті трудомісткості.

Відносно невелика маса, порівняно з іншими методами робіт.

Немає необхідності робити отвори в деталі, що надає міцність в її перерізі.

Автоматизація зварювального процесу передбачає його герметичність.

Недоліки:

Поява деформації і викривлення після проведених робіт, а також виникнення залишкових напруг.

Витримує несильний вібрацію і удари.

Складність у перевірці якості.

Робітники, що здійснюють нероз'ємні з'єднання деталей зварюванням, в обов'язковому порядку повинні пройти навчання та підтверджувати свою кваліфікацію.

Пайка

Деталі в методі пайки скріплюються введенням додаткового металу припою.
Причому температура плавлення припою повинна бути менше, ніж у з'єднуваних деталей. За даним критерієм припої розрізняють:

особолегкоплавкие. Необхідна температура їх плавлення складає всього 145 градусів;

м'які або легкоплавкі. Робочий нагрівання не вище 450 градусів Цельсія;

тверді чи среднеплавкие. Температура їх плавлення знаходиться в діапазоні від 450 до 600 градусів;

високотемпературні або высокоплавкие. Такі метали плавляться при температурі понад 600 градусів Цельсія.

Припої

Залежно від компонента вони поділяються на:

олов'яно-свинцеві (ПОС);

олов'яні (ПО);

цинкові (ПЦ);

срібні (ПСр);

мідно-цинкові (ПМЦ, латунні).

Більшість робіт по припою роблять з застосуванням олов'яно-свинцевого матеріалу марки ПОС. Як правило, їх випускають у вигляді дроту, стрічки або прутиків. Перед припоєм поверхні добре очищають. Щоб вони не окислилися, застосовують спеціальний паяльний флюс. Це речовина не дає утворюватися оксидам і очищає від них поверхні деталей, сприяє кращому розтікання припою. Певний вид флюсу підходить під конкретну температуру, понад яку він перестає працювати і згоряє.

Заклепувальні

Це сполуки, які створюють із застосуванням спеціальної деталі – заклепки. Вона має стержень і головку. Процес отримання нероз'ємних з'єднань відбувається за рахунок утворення на іншому кінці деталі замикаючої головки, вона виходить шляхом стиснення кінця стержня. Така конструкція зовсім нерухома і при цьому нераз'емна. У ній відсутня можливість зміщення деталей відносно один одного. Використовують таке кріплення для деталей невеликої товщини в основному листових матеріалів або там, де застосування високих температур неприпустимо з-за можливої деформації деталей. Коли заклепки стоять поруч, вони утворюють заклепувальний шов.
Матеріал елементів повинен відповідати матеріалу скріплюються деталей, інакше може виникнути електрохімічна корозія з-за різниці коефіцієнтів температурного розширення. Головки заклепок бувають круглі, потаємні, полупотаенные і плоскі.

Плюси

Переваги даного з'єднання:

Здатність витримувати велику вібрацію і навантаження на удар, що не по силам зварюванні.

Застосування можливо в матеріалах, які не зварюються або цей процес дуже довгий.

Немає застосування високих температур при з'єднанні.

Мінуси

Серед них можна відзначити наступні моменти:

Велика витрата металу на виконану роботу.

Збільшення ваги конструкції.

Висока трудомісткість.

Технологічність процесу невисока.

Клейові

Щоб отримати міцні нероз'ємні з'єднання, досить з'єднати деталі з допомогою клейового складу. Дія відбувається шляхом утворення зв'язків на межмолекулярном рівні поверхні склеиваемой деталі і плівкою клею. Застосування такого способу можна зустріти в конструкціях з різних матеріалів. Кріплення на основі клею застосовують навіть в мостобудуванні і авіації. Довговічність такого з'єднання і його якість буде залежати від підготовки поверхонь деталей та виду навантаження, яка буде на них впливати. Потрібно провести очищення поверхонь від іржі і жирових плям, після обробити місця наждачним папером. Склеювати деталі, на які буде діяти навантаження на зсув або поворот, при маленькій площі стику не слід. Це призведе до втрати міцності. Склеювати краще ті частини, які схильні до зміщення відносно один одного або навантаженні розтягування. Переваги клейового способу:

З'єднати таким чином можна будь-які заготовки і конструкції, незалежно від їх форми, маси або матеріалів.

Висока стійкість до корозії.

Герметичність, що дозволяє проводити роботу з трубопроводами.

Не викликає деформацію деталей.

Не створюється концентрація напруг.

Надійність роботи в умовах вібраційних навантажень.

Низька вартість витратного матеріалу.

Клейові нероз'ємні з'єднання не збільшують конструкцію.

Мінуси:

Низька міцність, особливо при навантаженні на відрив.

Недовговічність, деякі види клею можуть старіти.

Низька стійкість до теплового навантаження.

Багато з'єднання повинні пройти тривалу витримку перед експлуатацією.

Обов'язкове дотримання заходів безпеки.

Нероз'ємне з'єднання поліетилен-сталь

Широке застосування для стикування труб сталевих і сучасних поліетиленових отримало нероз'ємне з'єднання поліетилен-сталь. Воно дозволяє надійно скріпити між собою пластикові та металеві труби, а також встановити необхідну арматуру для запорів. Щоб виготовити нерозривний конструкцію, застосовують труби з поліетилену, виготовлені по певному стандарту. Отримують нероз'ємне з'єднання сталь (перехідник ПЕ-сталь) шляхом зварювання металевого патрубка ділянки з поліетиленовим. Застосовувати цей метод можна як заглушок на газо - і водомережах магістральних мереж. Такі нероз'ємні з'єднання труб монтуються до газопроводів житлових будинків. Часто можна зустріти їх в котельних установках. Застосування сталевих трубопроводів у наш час все частіше витісняється аналогом поліетиленовим. Пов'язано це з очевидною перевагою пластикових труб над металевими. Тому вони використовуються дедалі частіше. Нероз'ємне з'єднання поліетилен-сталь настільки надійно, що не вимагає особливого обслуговування. Його установка відбувається безпосередньо в грунт без використання колодязів. Монтаж здійснюють за допомогою зварювання встик або терморезисторного. Нероз'ємне з'єднання поліетилен-сталь може бути з підсилює муфтою або без неї. Ця деталь надає перехіднику здатність витримувати великий тиск і безперервну навантаження 1 Мпа. Перехідник без муфти може витримати навантаження не більше 06 Мпа. З'єднання металу з поліетиленом може відбуватися за допомогою різьблення або з застосуванням різних фланців. Отже, ми розглянули основні види з'єднань, їх переваги і недоліки.