Соединения

Соединения

Соединения представляют собой разнообразные способы закрепления деталей и любых других элементов. Эта способы соединения, называемые также креплением, подразделяются:
разъемные — неподвижные механические соединения, позволяющие неоднократно соединять и затем разъединять детали, составляющие узел;
неразъемные — жесткие постоянные соединения, не позволяющие разбирать детали после их соединения. Для отделения деталей друг от друга необходимо разрушить соединение.

Вязка углов — вид соединения деревянных деталей под углом друг к другу.
Различают следующие типы соединений:

Шиповые соединения	Вполдерева
	Одинарным сквозным шипом
	Двойным сквозным шипом
	Тройным сквозным шипом
	Косым шипом «ласточкин хвост»
Рамочные соединения на ус	На круглых вставных шипах
	На плоский вставной треугольный шип
	Внакладку
	Одинарным сквозным шипом
	Двойным сквозным шипом
	Целым шипом вполупотай
Ящичные соединения	Прямыми параллельными шипами
	«Ласточкин хвост»	Открытое соединение
		Вполупотай

При вязке углов требуется тщательная подгонка деталей. Сборка производится склеиванием. Иногда применяется крепление нагелями или шурупами.
Углы вяжут при изготовлении мебели, ящиков и т. п.

Пайка — технологический процесс образования неразъемного соединения металлических деталей, с помощью введенного в зазор между ними третьего расплавленного металла — припоя.
Припой — это металл или сплав металлов, с температурой плавления меньшей, чем температуры плавления металлов соединяемых деталей. Припои разделяют по температуре плавления. Они бывают легкоплавкие, с температурой плавления не выше 450°С, среднеплавкие, температура плавления которых лежит в интервале 450 — 600°С и высокоплавкие, с температурой плавления выше 600°С.

	Соединение внахлестку
	Ступенчатое соединение
	Гребенчатое соединение
	Косостыковое соединение
	Стыковое соединение
	Тавровое соединение
Типы паяных соединений

Перед пайкой все соединяемые поверхности должны быть тщательно зачищены от окислов и загрязнений. Для того, чтобы предотвратить окисление поверхностей соединяемых деталей в процессе пайки, используют специальные вещества — флюсы. Задача флюса — предотвратить поверхность соединяемого металла и припой от окисления в процессе предварительного прогрева и пайки. Также флюс увеличивает текучесть расплавленного припоя. Каждый вид флюса эффективен в определенном интервале рабочих температур, при превышении рабочей температуры флюс сгорает.
      Для прогрева места спаивания и расплавления припоя используется паяльник. Рабочей частью паяльника является жало — наконечник из меди, который нагревается от внешнего источника. Источником нагрева жала паяльника может служить пламя паяльной лампы либо горелки или электрический ток.
      Перед тем, как начать пайку, необходимо залудить жало паяльника. Лужение производится следующим образом: жало зачищается от окислов с помощью напильника, нагревается и опускается во флюс. Затем разогретым и покрытым флюсом жалом расплавляют припой. Попеременно, погружая жало паяльника во флюс и в расплавленный припой добиваются равномерного покрытия жала припоем.
      Перед началом пайки залуживаются поверхности деталей, подлежащих пайке. Сам процесс пайки заключается в прогреве паяльником спаиваемых поверхностей деталей и припоя в зазоре между ними. В процессе остывания припой кристаллизуется, образовывая твердое неразъемное соединение деталей.

	Внахлестку
	Встык
	Угловое
	Втавр
Самые распространенные виды сварных соединений

Сварка — технологический процесс, в результате которого получают неразъёмное соединение элементов конструкций машин и сооружений в результате локального прогрева (вплоть до плавления), пластических деформаций или совокупным действием и того и другого.
      Физические основы сварки заключаются в таком взаимном сближении свариваемых тел, при котором начинают работать силы межмолекулярного и межатомного притяжения.
      В зависимости от состояния материалов в зоне соединения деталей все способы сварки разделяются на сварку плавлением и сварку давлением.
      При сварке плавлением материалы соединяемых деталей в зоне сварки нагреваются до температуры плавления и в расплавленном состоянии взаимно растворяясь, соединяются в одно целое. К этому способу сварки можно отнести дуговую и аргонодуговую сварку, плазменную и микроплазменную, электронно-лучевую и лазерную сварку.
      При сварке давлением материалы соединяемых деталей под влиянием внешних сил взаимно деформируются. При этом образуется прочное соединение. Сварка давлением — контактная и холодная, конденсаторная и термокомпрессионная, ультразвуковая и диффузионная.
      Выбирают тот или иной способ сварки в зависимости от физико-химических особенностей соединяемых материалов, условий, в которых проводится сварка и конструкции сварного соединения.

Склеивание — неразъемный способ соединения деталей при помощи клея.
      В отличие от соединения сваркой, пайкой или склепыванием при склеивании не увеличивается масса конструкции. Склеивать можно практически любые конструкционные материалы.
Виды клеевых соединений       Достоинством склеивания является равномерность распределения напряжений по склеиваемой поверхности. Сама склеиваемая поверхность в большинстве случаев является герметичной.
      К недостаткам клеевых соединений можно отнести уменьшение прочности соединения при высоких и низких температурах, в агрессивных и влажных средах.

Основой процесса склеивания является межмолекулярные взаимодействия частиц материалов склеиваемых деталей и клея. Для качественного клеевого соединения необходима качественная подготовка сопрягаемых поверхностей деталей и хорошее смачивание этих поверхностей клеевым составом.
Клеи представляют собой реактивные смеси разнообразных химических соединений или синтетические высокополимерные смолы. Отвердевание клея происходит или в результате химической реакции между разными компонентами клея или в процессе сушки.

Виды нагрузок на клеевые соединения

Тип клеевого соединения выбирается таким образом, чтобы основными нагрузками были нагрузки на сдвиг, при минимальных остальных нагрузках. Клеевой шов должен иметь как можно большую поверхность, при этом толщина пленки клея должна быть равномерной не превышать 0,2мм. Прочность соединения обусловливается прочностью отвержденного клея, прочностью склеиваемых материалов и видом соединения.
Клей должен обладать следующими свойствами: нейтральностью к склеиваемым материалам, водостойкостью и стойкостью к воздействию различных сред, стойкостью к нагреванию и охлаждению, невосприимчивостью к резким перепадам температур. Клей должен просто наноситься на поверхность и хорошо растекаться в зазорах между соединяемыми поверхностями. Приготовленный клей должен обладать продолжительной жизнеспособностью, возможностью склеивать при комнатной и повышенной температуре.

	Одинарная нахлестка
	Встык с односторонней накладкой
	Встык с двусторонней накладкой
	Нахлестка с подсечкой
	Со скошенными кромками
Виды клеевых соединений с рекомендуемым действием нагрузок (указаны стрелкой)

Прочность соединения в значительной мере определяется качеством подготовки поверхностей. Поверхности склеиваемых деталей тщательно пригоняют друг к другу и очищают от загрязнений. В некоторых случаях увеличивают поверхность склеивания, увеличивая шероховатость поверхности. Иногда формируют промежуточные слои, которые имеют повышенную адгезию к склеиваемой поверхности, а клея к ним. В ряде случаев перед склеиванием на поверхность металла наносят защитное антикоррозийное покрытие.
Подготовку поверхности выполняют механическим, физическим или химическим способами.

Кистью наносят на поверхность жидкотекучей клей, а шпателем — клей в виде пасты. Для хорошего смачивания поверхностей склеиваемых деталей порошкообразные клеи перед употреблением разжижают. Для этого детали нагревают, и их поверхности, подлежащие склеиванию, посыпают клеящим порошком.
      После нанесения клея, склеиваемые детали соединяют, прижимают друг к другу с определенным давлением и фиксируют в определенном положении до затвердевания клея. Величина давления, зависящая от марки клея должна быть постоянной на все время, пока клей не затвердеет.
      Во время процесса затвердевания клея, детали помещаются в специальные печи, обеспечивающие определенную температуру и равномерный нагрев.
      Для нагрева соединяемых деталей используют сушильные камеры и шкафы, детали обдувают теплым воздухом, используют рефлекторные и контактные электронагреватели, токи высокой частоты и инфракрасное излучение.

Склёпывание — заключается в соединении предварительно просверленных листов посредством вставленных в них заклепок, у которых одна головка сформована, а вторая формуется после установки.
Соединение заклепками Стержень заклепки препятствует боковому сдвигу листов и подвергается действию перерезывающих сил, стремящихся срезать стержень, который также называют телом или корпусом. Головки заклепок притягивают листы друг к другу и препятствуют их отрыву.
В настоящее время соединение заклепками осуществляется лишь тогда, когда совмещаемые детали не свариваются по причине несвариваемости металла, больших деформаций, которые возникают при сварке, или же склепывание более быстро и экономично чем сварка.

Сверловку отверстий под заклепки делают несколько большего диаметра, чем диаметр заклепки. Чем меньше зазор, тем меньше изгиб заклепок. При использовании заклепок небольшого диаметра, совокупный зазор должен быть не более 0,5мм. При наличии доступа к внутренней поверхности следует устранить заусенцы, которые образовались при сверлении.
Шаг заклепочного шва — это межосевое расстояние двух смежных заклепок, расположенных на одной линии. Для обычных работ шаг равен (6 – 10) диаметрам заклепки.
Закраина шва — это расстояние между осью заклепочного шва и краем листа. Если диаметр заклепки меньше 6мм, то это расстояние равно 2 диаметрам.

Установка заклепок производится в таком порядке:
      - пропуская по 5 — 6 отверстий вставляют болты, которыми предварительно скрепляют листы. Выступающая часть стержня заклепки должна составлять 3/4 — 7/8 ее диаметра. Если некоторые отверстия сильно не совпадают, то их нужно либо повторно засверлить, либо обработать разверткой;
      - устанавливают заклепку головкой со стороны более тонкого листа;
      - подставляют массивную наковальню под головку заклепки. Для круглых головок используют клепальную подставку (а), защищающую головку заклепки от деформирования;
      - надевают осаживащую оправку на стержень заклепки и несколько раз ударяют по ней молотком, при этом листы плотнее сжимаются;
      - после снятия осаживающей оправки наносят удары молотком по торцу стержня заклепки. Деформируясь, заклепка сначала заполняет зазоры в отверстии, а затем формирует вторую головку (б). Расклепывая заклепки с потайными головками, деформации, производимые молотком, вызывают смятие и заполнение входной зенковки.;
      - ударяя молотком по краям заклепки под некоторым углом, принимаются оформлять вторую головку заклепки (г);
      - клепальной оправкой, установленной на головку, завершают формирование головки заклепки (в);
      - вынимают предварительно вставленные болты и на их места вставляют заклепки.

Сплачивание — соединение нескольких досок в щит.
Наиболее простое сплачивание производят путем склеивания. Для этого кромки досок тщательно обрабатывают фуганком, смазывают клеем и сжимают в цвинках до затвердевания клея. После того, как клей затвердеет, получают щит требуемой ширины. Сплачивание досок в шпунт Сплачивание досок в фальц Для увеличения прочности сплачивания, перед склеиванием вставляют шпонки.
Доски пола или перегородок сплачивают в шпунт или в фальц.

Сращивание — соединение деталей из древесины для увеличения их общей длины.
Самый простой вид сращивания — внакладку на гвоздях. В более ответственных местах используются другие виды сращивания. Для придания большей прочности в месте сращивания применяют склеивание.

Фальцевое соединение — неразъемное соединение с помощью фальца тонких металлических листов встык.
      Изготовление соединения осуществляют в следующем порядке:
      на листе металла оставляют припуск для фальцевого шва, который определится: 3L + 2h (L — ширина фальцевого шва, h — толщина листа). Ширина шва L находится в пределах 10h для очень тонких листов и 6h для более толстых листов; Загибание кромок Соединение листов
      прочерчивают линии сгибов на соединяемых кромках (одна ширина L);
      загибают кромки листов на 90°, а затем и до образования U-образного профиля. При этом необходимо отслеживать, чтобы срезы кромок были строго прямолинейны, и на отбортованных кромках не было гофр;
Подсечка фальца       соединяют отбортованные листы друг с другом;
      соединенные листы укладывают на массивное основание и производят подсечку фальцевого шва с помощью фальцмейселя;       вначале подсечку листов производят с двух концов листа, а затем последовательными проходами подсекают остальную часть фальца.

Скажите “спасибо” автору.