Порівняння техніко-економічних показників клепаних і зварних з'єднань
Складні металеві конструкції, як правило, виходять в результаті з'єднання між собою окремих елементів (деталей, вузлів, агрегатів і т. Д.). Ці сполуки можуть бути рухливими, нерухомими, роз'ємними і нероз'ємними. До останнього типу відносяться з'єднання, отримані за допомогою клепки, зварювання, пайки і склеювання.
Зварні та паяні з'єднання в конструкціях все з великим успіхом замінюють з'єднання, що виконуються клепкою. У зв'язку з цим видається дуже цікавим порівняння техніко-економічних показників нероз'ємних з'єднань, виконуваних цими процесами. Розглянемо з'єднання, отримані за допомогою контактного точкового зварювання, близькі по конструкції і області застосування до клепаним.
На рис. 1 наведені залежності міцності зварних і клепаних з'єднань листів зі сплаву Д16А-Т від кроку заклепок або точок. Так, при кроці 15 мм разупрочнение основного металу при постановці зварної точки становить близько 5%; при заклепці ослаблення при тому ж кроці за рахунок отвори і зенковки становить відповідно 15 - 20%. При випробуванні точково-зварних і клепаних з'єднань на міцність від утоми в обох випадках практично отримані однакові показники, а застосування клеїв в зварних з'єднаннях дозволяє істотно підвищити характеристики міцності останніх і в разі динамічного навантаження (рис.2).
Точкове зварювання може бути рекомендована замість клепки навіть в відповідальних з'єднаннях.
Мал. 1. Залежність міцності зварних і клепаних з'єднань зразків зі сплаву Д16А-Т (товщина 12 + 12 мм) від кроку точок і заклепок:
1 - точкова електрозварювання, 2 - заклепка з напівкруглої голівкою, 3 - заклепка з потайною головкою
Мал. 2. Криві втоми нероз'ємних з'єднань:
1 - клепані, 2 - зварні, 3 - клеесварние
Аналіз виробничих даних підтверджує, що у всіх випадках процеси зварювання менш трудомісткі, ніж клепка. Для алюмінієвих сплавів це співвідношення дорівнює 1: 2: 1: 4 а для сталей близько 1: 10 на користь зварювання. За зарубіжними даними при виготовленні планера досвідченого літака «Норд» (Франція) економія часу від застосування зварювання в порівнянні з клепкою склала близько 1100 год.
Особливо значне зниження трудомісткості в разі заміни герметичних клепаних з'єднань різного виду зварними з'єднаннями.
Кроне того, зварювання замість клепки часто дозволяє істотно спростити конструкцію з'єднання і технологію його виконання (рис. 3).
Мал. 3. Приклади герметичних з'єднань обшивки з профілем клепкою, зварюванням РЕМ і зварюванням плавленням
Таким чином, при досить високих міцності зварні з'єднання мають цілий ряд техніко-економіч-ських переваг перед клепаними.
Основними з них є:
1. Більш низькі трудомісткість і вартість виготовлення зварних з'єднань, особливо герметичних.
2. Зниження ваги завдяки спрощенню конструкції з'єднань, виключенню ваги клепаних головок і застосування спеціальних герметиків для герметизації з'єднань.
3. Висока якість поверхні зварних з'єднань, що забезпечує хороші аеродинамічні характеристики зовнішніх обводів конструкцій.
Крім того, часто взагалі недоцільно або просто неможливо використання клепаних з'єднань. У таких випадках зварювання і пайка є основними і часто єдиними способами отримання нероз'ємних з'єднань з необхідними властивостями.
Таким чином, використання зварних і паяних з'єднань значно розширює технологічні можливості створення більш досконалих конструкцій, дозволяє різко знизити їх вагу та вартість виготовлення, істотно підвищити якість і надійність і поліпшити умови праці робітників.