第十四章 鉚接、焊接、膠接和過(guò)盈聯(lián)接

1、第十四章 鉚接、焊接、膠接和過(guò)盈聯(lián)接 如圖14-1所示，鉚釘聯(lián)接（簡(jiǎn)稱鉚接）是將鉚釘穿過(guò)被聯(lián)接件的預(yù)制孔經(jīng)鉚合后形成的不可拆卸聯(lián)接。鉚接的工藝簡(jiǎn)單、耐沖擊、聯(lián)接牢固可靠，但結(jié)構(gòu)較笨重，被聯(lián)接件上有釘孔使其強(qiáng)度削弱，鉚接時(shí)噪聲很大。目前，鉚接主要用于橋梁、造船、重型機(jī)械及飛機(jī)制造等部門。14-1鉚接圖14-1鉚釘聯(lián)接焊接是利用局部加熱方法使兩個(gè)金屬元件在聯(lián)接處熔融而構(gòu)成的不可拆卸聯(lián)接。常用的焊接方法有電弧焊、氣焊和電渣焊等，其中電弧焊應(yīng)用最為廣泛。電弧焊是利用電焊機(jī)的低壓電流通過(guò)焊條（一個(gè)電極）與被焊接件（另一個(gè)電極）形成的電路，在兩極之間產(chǎn)生電弧來(lái)熔化被聯(lián)接件的部分金屬和焊條，使熔化金屬混合并

2、填充接縫而形成焊縫。如圖14-2a所示為對(duì)接焊縫，它用來(lái)聯(lián)接在同一平面內(nèi)的焊件，焊縫傳力較均勻。當(dāng)被焊接件厚度不大時(shí)，用平頭型對(duì)接焊縫，如圖14-2b所示；當(dāng)被聯(lián)接件厚度較大時(shí)，為了保證焊透，需要預(yù)制各種形式的坡口，如圖14-2cg所示。常用的焊縫形式有對(duì)接焊縫和填角焊縫。(a)(b,c,d)(e,f,g)圖14-2焊縫與各種形式的坡口對(duì)接焊縫的主要失效形式是聯(lián)接沿焊縫斷裂。當(dāng)焊縫受拉或者受壓時(shí)，其強(qiáng)度條件為 yLF或式中：F為作用力，N；為被焊接件厚度，mm；L為焊縫長(zhǎng)度，mm；和y分別為焊縫的抗拉、抗壓許用應(yīng)力，N/mm2。a)b)c)圖14-3各種焊接形式填角焊縫的應(yīng)力情況復(fù)雜，其主要失

3、效形式是焊縫沿計(jì)算截面a-a被剪斷。因 此 ， 通 常 按 焊 縫 危 險(xiǎn) 截 面 高 度h=Kcos45=0.7K來(lái)計(jì)算焊縫總截面積S，即S=0.7KL，對(duì)焊縫強(qiáng)度作抗剪切條件性計(jì)算。受拉力或者壓力時(shí)填角焊縫的強(qiáng)度條件為 2N/mm7 . 0LKF式中：F為拉力或壓力，N；K為焊縫腰長(zhǎng)，mm；L為焊縫總長(zhǎng)度，mm；為焊縫的許用剪切應(yīng)力，N/mm2。焊接的許用應(yīng)力取決于焊接工藝、焊條、被焊接件的材料、載荷性質(zhì)和焊接品質(zhì)。承受靜載荷時(shí)，焊縫的許用應(yīng)力如表14-1所示。注意：對(duì)建筑結(jié)構(gòu)、船舶和壓力容器制造等行業(yè)，應(yīng)按專門的行業(yè)性焊接設(shè)計(jì)規(guī)范選取焊縫的許用應(yīng)力。焊接一般用于低碳鋼、低碳合金鋼和中碳鋼

4、。一般地，低碳鋼無(wú)淬硬傾向，對(duì)焊接熱過(guò)程不敏感，焊接性好。焊條的材料一般應(yīng)選取與被焊接件相同或接近的材料。焊接強(qiáng)度高、工藝簡(jiǎn)單、重量輕，在單件生產(chǎn)、新產(chǎn)品試制及復(fù)雜零件結(jié)構(gòu)情況下，采用焊接替代鑄造，可以提高生產(chǎn)效率，減少成本。但焊接后常常有殘余應(yīng)力和變形存在，不能承受嚴(yán)重的沖擊和振動(dòng)；此外輕金屬的焊接技術(shù)還有待進(jìn)一步完善，因此焊接還不能完全替代鉚接。膠接是利用直接涂在被聯(lián)接件表面上的膠粘劑凝固粘結(jié)而形成的聯(lián)接。常用的膠粘劑有酚醛乙烯、聚氨脂、環(huán)氧樹(shù)脂等。14-3膠接如圖14-4所示，膠接接頭的基本形式有對(duì)接、搭接和正交。膠接接頭設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能使粘結(jié)層受剪或者受壓，避免受拉。對(duì)接正交搭接圖14-

5、4膠接膠接工藝簡(jiǎn)單、便于不同材料及極薄金屬間的聯(lián)接，膠接的重量輕、耐腐蝕、密封性能好；但是，膠接接頭一般不宜在高溫及沖擊、振動(dòng)條件下工作，膠接劑對(duì)膠接表面的清潔度有較高要求，結(jié)合速度慢，膠接的可靠性和穩(wěn)定性易受環(huán)境影響。過(guò)盈聯(lián)接利用零件間的過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)聯(lián)接。如圖14-5a)所示，過(guò)盈配合聯(lián)接件裝配后，包容件和被包容件的徑向變形使配合面間產(chǎn)生壓力；工作時(shí)靠此壓緊力產(chǎn)生的摩擦力（也稱固持力）來(lái)傳遞載荷（圖14-5b）；如圖14-5c）示，為了便于壓入，轂孔和軸端的倒角尺寸均有一定要求14-4過(guò)盈聯(lián)接(a)(b)c)圖14-5過(guò)盈聯(lián)接過(guò)盈聯(lián)接的裝配方法有壓入法和溫差法兩種。壓入法是在常溫下用壓力機(jī)等將被包容件直接壓入包容件中。壓入過(guò)程中，配合表面易被擦傷，從而降低聯(lián)接的可靠性。過(guò)盈量不大時(shí)，一般采用壓入法裝配。溫差法就是加熱包容件或者冷卻被包容件，以形成裝配間隙進(jìn)行裝配。采用溫差法，不易擦傷配合表面，聯(lián)接可靠。過(guò)盈量較大或者對(duì)聯(lián)接質(zhì)量要求較高時(shí)，宜采用溫差法裝配。過(guò)盈聯(lián)接的過(guò)盈量不大時(shí)，允許拆卸，但多次拆卸會(huì)影響聯(lián)接的質(zhì)量，過(guò)盈量很大時(shí)，一般不能拆卸，否則會(huì)損壞配合表面或者整個(gè)零件。過(guò)盈