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1、 第第14章章 铆接、铆接、焊接、胶接和过盈联接焊接、胶接和过盈联接14.1 铆铆 接接14.2 焊焊 接接14.3 胶胶 接接14.4 过盈联接过盈联接 14.1 铆接铆接 如图如图141所示，铆钉所示，铆钉联接联接（简称铆接）是将铆钉（简称铆接）是将铆钉穿过被联接件的预制孔经铆穿过被联接件的预制孔经铆合后形成的合后形成的不可拆卸联接不可拆卸联接。 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。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、重型机械及飞机制目
2、前，铆接主要用于桥梁、造船、重型机械及飞机制造等部门。造等部门。 图图141 铆钉联接铆钉联接 14.2 焊接焊接 焊焊接接：利利用用局局部部加加热热方方法法使使两两个个金金属属元元件件在在联联接接处处熔熔融而构成的不可拆卸联接。融而构成的不可拆卸联接。 常用的焊接方法：常用的焊接方法：电弧焊、气焊和电渣焊等，其中电电弧焊、气焊和电渣焊等，其中电弧焊应用最为广泛。弧焊应用最为广泛。 电弧焊电弧焊：利用电焊机的低压电流通过焊条（一个电极）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
3、部分金属和焊条，使熔化金属混合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。并填充接缝而形成焊缝。电弧焊电弧焊 常用的焊缝形式：常用的焊缝形式：对接焊缝和填角焊缝对接焊缝和填角焊缝。 对接焊缝：对接焊缝： 如图如图14-2a所示，用所示，用来联接在同一平面内来联接在同一平面内的焊件，焊缝传力较的焊件，焊缝传力较均匀。均匀。 当被焊接件厚度不大时，当被焊接件厚度不大时，用平头型对接焊缝，如图用平头型对接焊缝，如图142b所示；所示；图图142 焊缝与各种形式的坡口焊缝与各种形式的坡口01.5(b)50(f)(e)2050(d)125024237070(c)5402423
4、2050(g)3540（单击打开）（单击打开） 对接焊缝的主要失效形式：对接焊缝的主要失效形式：联接沿焊缝断裂联接沿焊缝断裂。 当焊缝受拉或者受压时，其强度条件为：当焊缝受拉或者受压时，其强度条件为：式中：式中：F作用力，作用力，N； 被焊接件厚度，被焊接件厚度，mm； L焊缝长度，焊缝长度，mm； s s 和和 s sy y 分分别别为为焊焊缝缝的的抗抗拉拉、抗抗压压许许用用 应力，应力，N/mm2。 （单击打开）（单击打开） 填角焊接：填角焊接：如图如图143所示，主要用来联接不要同一所示，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。平面上的被焊接件，焊缝剖面通常是等腰
5、三角形。 垂直于载荷方向的焊垂直于载荷方向的焊缝称为横向焊缝，如图缝称为横向焊缝，如图143a所示；所示； 平行于载荷方向的焊平行于载荷方向的焊缝称为纵向焊缝，如图缝称为纵向焊缝，如图143b所示；所示； 图图143 各种焊接形式各种焊接形式45(a)FFLFFaahK(b)KKaaaaaFF 焊缝兼有横向、纵向或者斜向的称为混合焊缝，焊缝兼有横向、纵向或者斜向的称为混合焊缝，如图如图143c所示。所示。 填角焊缝的应力情况复杂，其主要失效形式：填角焊缝的应力情况复杂，其主要失效形式：焊焊缝沿计算截面缝沿计算截面a-a被剪断。被剪断。(c)图图143 各种焊接形式各种焊接形式KFFFF式中：式
6、中：F拉力或压力，拉力或压力，N； K焊缝腰长，焊缝腰长，mm； L焊缝总长度，焊缝总长度，mm ； 焊缝的许用剪切应力，焊缝的许用剪切应力，N/mm。 焊接的许用应力取决于焊接的许用应力取决于焊接工艺、焊条、被焊接件的焊接工艺、焊条、被焊接件的材料、载荷性质和焊接品质。材料、载荷性质和焊接品质。 通通常常按按焊焊缝缝危危险险截截面面高高度度h=Kcos45 =0.7K来来计计算算焊焊缝缝总总截截面面积积S，即即 ，对对焊焊缝缝强强度度作作抗抗剪剪切切条条件件性性计算。受拉力或者压力时填角焊缝的强度条件为计算。受拉力或者压力时填角焊缝的强度条件为: 承受静载荷时，焊缝的许用应力如表承受静载荷时
7、，焊缝的许用应力如表141所示。注所示。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。的行业性焊接设计规范选取焊缝的许用应力。应力种类应力种类被焊接材料被焊接材料Q215Q235、Q255压应力压应力Y200210拉应力拉应力180（200）180（210）切应力切应力140140表表14-1 14-1 焊缝的许用应力焊缝的许用应力注：注：1.1.本表适用于常用的手工电弧焊条本表适用于常用的手工电弧焊条T42T42，也适用于熔剂层下表中材料的自也适用于熔剂层下表中材料的自动焊接；动焊接； 2.2.括
8、号中数值用于精确方法检查焊接质量；括号中数值用于精确方法检查焊接质量； 3.3.对于单面焊接的角钢元件，上述许用值均降低对于单面焊接的角钢元件，上述许用值均降低2525。 焊接一般用于焊接一般用于低碳钢、低碳合金钢和中碳钢。低碳钢、低碳合金钢和中碳钢。一般地，一般地，低碳钢无淬硬倾向，对焊接热过程不敏感，焊接性好。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
9、，可以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。技术还有待进一步完善，因此焊接还不能完全替代铆接。 胶接胶接:是利用直接涂在被联接件表面上的胶粘剂凝固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、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。环氧树脂等。 14.3 胶接胶接 如图如
10、图144所示，胶接接头的基本形式所示，胶接接头的基本形式:对接对接图图144 胶接胶接对接对接 胶接胶接:是利用直接涂在被联接件表面上的胶粘剂凝固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、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。环氧树脂等。 如图如图144所示，胶接接头的基本形式所示，胶接接头的基本形式:对接、搭接对接、搭接 14.3 胶接胶接搭接搭接图图144 胶接胶接 胶接胶接:是利用直接涂在被联接件表面上的胶粘剂凝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、聚氨固粘结而形成的联接。
11、常用的胶粘剂有酚醛乙烯、聚氨脂、环氧树脂等。脂、环氧树脂等。 如图如图144所示，胶接接头的基本形式所示，胶接接头的基本形式:对接、搭对接、搭接和正交。接和正交。 14.3 胶接胶接正交正交图图144 胶接胶接 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。胶接的重量轻、耐腐蚀、密封性能好。胶接实例胶接实例（ ） 但是，胶接接头一般不宜在高温及冲击、振动条但是，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，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
12、定性易受环境影响。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，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。避免受拉。胶接接头受力情况胶接接头受力情况（ ） （单击打开）（单击打开）（单击打开）（单击打开） 14.4 过盈联接过盈联接 过盈联接利用零件间的过盈配合实现联接。如图过盈联接利用零件间的过盈配合实现联接。如图(14-5a)所示。所示。 如图如图145b所示，为了便于压入，毂孔和轴端的所示，为了便于压入，毂孔和轴端的倒角尺寸均有一定要求。倒角尺寸均有一定要求。图图145 过盈联接过盈联接过盈量过盈量(a)(b)ee 0.1d+2m
13、m50901015 过盈配合联接件装配后，包容件和被包容件的径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（图的摩擦力（也称固持力）来传递载荷（图14-5c）。）。(c)图图145 过盈联接过盈联接Fa/2Fa/2lFaTd1d3d2（过盈联接应用实例过盈联接应用实例)过盈联接应用实例过盈联接应用实例 过盈联接的装配方法有过盈联接的装配方法有压入法和温差法：压入法和温差法： 压入法：压入法：是在常温下用压力机等将被包容件直接是在常温下用压力机等将被包容件直接压入包容件中。压
14、入过程中，配合表面易被擦伤，从压入包容件中。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，一般采用压入而降低联接的可靠性。过盈量不大时，一般采用压入法装配。法装配。 温差法：是加热包容件或者冷却被包容件，以形成温差法：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，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。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。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其承载能力主要取决于过盈量的大小。必要时，可以。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。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。损坏配合表面或者整个零件。
