Упрочнение заклепочных соединений

Подробности

Категория: Заклепочные соединения

Просмотров: 1669

Для увеличении прочности заклепочных соединений, помимо правильного выбора геометрических параметров (диаметр, число рядов заклепок, шаг заклепок), большое значение имеют технологические меры.

В качестве материала для заклепок целесообразно применять легированные стали типа 40Х. Если заклепка перед установкой нагрета до температуры, превышающей температуру фазового превращения, т. е. до 750—800°С, и охлаждение происходит достаточно быстро, то сталь в процессе остывания подвергается мягкой закалке на сорбит, что значительно увеличивает прочность соединения. Изготовляя заклепки из легированной стали состава, применяемого для НТМО, можно в процессе деформации заклепок во время остывания получить значительное упрочнение заклепок.

Для ответственных соединений целесообразно применять заклепки из высокопрочных мартенситно-стареющих сталей, подвергающихся при остывании закалке.

Следует избегать нагрева заклепок свыше 1000°С, вызывающего крупнозернистость металла.

Сопротивление усталости заклепочных соединений можно значительно увеличить правильной обработкой отверстий под заклепки и приданием рациональных форм заклепкам. Надо избегать пробивки отверстий, вызывающей на кромках отверстий надрывы и микротрещины, являющиеся источниками резкой концентрации напряжений. Отверстия под заклепки следует сверлить (совместно в стягиваемых деталях), развертывать, а при холодном клепании проходить уплотняющей разверткой или прошивкой.

Входные и выходные кромки отверстий должны быть заправлены фасками (рис. 32, а) или, лучше, галтелями (виды б, в), поверхность которых при холодном клепании также целесообразно обработать давлением.

Закладные головки заклепок следует соединять со стержнем плавными галтелями или по крайней мере фасками (согласованными с размерами галтелей и фасок на кромках отверстия).

При горячем клепании переходы от стержня к головке образуются сами собой в результате затекания металла в фаску или галтель отверстия.

Для увеличения прочности соединения важно повысить сцепление между соприкасающимися поверхностями. Целесообразно подвергать стыковые поверхности дробеструйной обработке, увеличивающей шероховатость. Дня обеспечения герметичности в таких случаях необходима металлизация стыковых поверхностей.

Эффективный способ повышения прочности горячих заклепочных соединений состоит в применении гидравлического расклепывания с выдержкой заклепки и соединяемых деталей под постоянной силой до остывания заклепки.

Нагретую заклепку вводят в отверстие и сжимают большой силой, высаживая замыкающую головку и раздавая стержень до полного соприкосновения со стенками отверстия. Заклепку выдерживают под действием силы до ее остывания (до 200—300°C). Уменьшение диаметра стержня заклепки при остывании компенсируется непрерывным сжатием заклепки пуансоном.

В итоге получается соединение с заклепкой, практически беззазорно сидящей в отверстии, надежно застрахованное от сдвига. Вместе с тем соединение сохраняет характерное для горячих заклепочных соединений повышенное сопротивление сдвигу благодаря силам трения на стыке, возникающим на первых стадиях процесса при сжатии стыка силой со стороны пуансона, а на заключительной стадии — в результате усадки стержня заклепки в осевом направлении при остывании с конечной температуры клепания до температуры окружающей атмосферы.

Процесс гидравлического расклепывания требует повышенного давления склепывания, достаточного для деформации стержня в полупластичном состоянии (при температурах, соответствующих конечному периоду склепывания), и менее производителен из-за большей продолжительности выдержки, чем обычный процесс. Однако это окупается высоким качеством соединения.

Для увеличения прочности соединения целесообразно расчленить процесс сжатия стыка и процесс пластической деформации заклепки, для этого применяют пуансон двойного действия. При этом сначала сжимают соединяемые детали с помощью наружного кольцевого пуансона 1 (рис. 33, а), а затем с помощью внутреннего пуансона 2 прилагают силу к стержню заклепки, высаживая головку и раздавая стержень заклепки до полного выбора первоначального зазора между стержнем и стенками отверстия (рис. 33, б).

Систему выдерживают в таком состоянии до охлаждения заклепки. Как и в предыдущем случае, усадка стержня заклепки в осевом направлении при остывании компенсируется пластической деформацией заклепки действием пуансона, для чего выгодно делать головку с потаем. После остывания заклепки снимают давление с пуансона 2, а затем после некоторой выдержки и с пуансона 1. Затяжка стыка довершается укорочением стержня заклепки при полном остывании, происходящем уже в упругой стадии.

• < Назад
• Вперёд >