Шавырин В.Н., Рязанцев В.И. Клеесварные конструкции. - М.: Машиностроение, 1981. - 168 с.
За последние годы сварка как способ соединения деталей из разных материалов широко применяется во многих отраслях промышленности. Сварка позволяет коренным образом изменить технологию, а в ряде случаев и конструкцию отдельных агрегатов, узлов и изделий в целом. При изготовлении тонколистовых конструкций из алюминиевых, магниевых и титановых сплавов, а также сталей всех марок находит широкое применение контактная точечная и шовная сварка. Потенциальные возможности контактной сварки весьма значительны.
Отечественная промышленность изготовляет сварочное оборудование для контактной сварки достаточно широкой номенклатуры, что позволяет сваривать материалы с различными свойствами в широком диапазоне толщин (0,1…8 мм). Технология контактной сварки хорошо поддается механизации и автоматизации, что обеспечивает стабилизацию качества соединений и получение высокой экономической эффективности. На сегодняшний день множество конструкций самолетов, вертолетов, ракет, морских судов, железнодорожных вагонов, автобусов и автомобилей, как в нашей стране, так и за рубежом изготовляются контактной точечной и шовной сваркой.
Однако несмотря на достигнутые успехи в области внедрения контактной и в первую очередь точечной сварки, дальнейшее расширение области ее применения сдерживается рядом факторов, например низкими циклическими характеристиками соединений, выполненных контактной сваркой, а также сложностью антикоррозионной защиты.
Непрерывное повышение требований, предъявляемых к современным изделиям в части значительного увеличения ресурса работы и всеклиматического их применения приводит к тому, что контактную точечную и шовную сварку в новых ответственных изделиях применяют в ограниченных масштабах, а в ряде случаев сварные соединения заменяют на клееные или клепаные.
Склеивание как метод соединения материалов при изготовлении различных изделий применяют во многих областях промышленности. Эффективность использования склеивания в производстве разного рода конструкций объясняется целым комплексом существенных преимуществ, которыми клеевые соединения обладают по сравнению с традиционными видами соединений (болтовые, клепаные, сварные). Клеевые соединения обеспечивают высокую циклическую прочность, снижают массу конструкций, позволяют получить гладкую поверхность изделий, а в ряде случаев дают возможность сочетать крепление с герметизацией. Силовые клееные соединения широко и успешно применяют в конструкциях ряда самолетов, вертолетов и ракет.
Необходимо однако отметить, что склеиванию присущи и определенные, существенные недостатки: небольшая прочность при неравномерном отрыве, склонность к старению, необходимость применения сложного, а в ряде случаев уникального оборудования (автоклавы, прессы и т.д.) и комплекса дорогостоящей высокоточной оснастки.
Сопоставление обоих методов соединения деталей, контактной сваркой и склеиванием показывает, что преимущества, получаемые при применении сварки, а именно простота производства, соответствуют как раз той особенности процесса склеивания, которая больше всего нуждается в упрощении. Кроме того, сочетание контактной сварки со склеиванием существенно повышает статические и циклические характеристики, а в ряде случаев и антикоррозионные свойства образующегося комбинированного соединения.
Комбинация контактной точечной сварки и склеивания получила специальное название — клеесварные соединения, а конструкции, выполняемые с помощью этого типа соединений, получили название клеесварные конструкции.
Этот тип соединения позволяет максимально использовать преимущества сварки и склеивания и в то же время исключить многие недостатки, присущие каждому из этих процессов в отдельности.
Клеевая прослойка в клеесварном соединении воспринимает значительную часть напряжений при нагружении соединения и, следовательно, разгружает сварные точки. Перераспределение напряжений уменьшает их концентрацию в опасном сечении сварного соединения, что повышает прочность комбинированного клеесварного соединения, особенно при циклических нагрузках. В свою очередь, сварные точки улучшают работу клеевой прослойки в условиях неравномерного отрыва, повышая общую работоспособность конструкций.
Высокие характеристики циклической прочности, антикоррозионная стойкость, возможность снижения массы конструкций при сравнительной простоте технологии и незначительных капитальных затратах обеспечили этому новому типу соединения широкое применение в различных отраслях промышленности.
Для повышения коррозионной стойкости сварных соединений, выполненных контактной сваркой, а в ряде случаев для улучшения их демпфирующих характеристик в течение многих лет в промышленности применяют процесс сварки по грунтам, пастам, лакам, герметикам и другим жидким неметаллическим прослойкам (ниже использован единый обобщающий термин «сварка по грунтам»).
Нанесение клеевых покрытий на поверхность сварных швов, выполненных методами сварки плавлением, обеспечивает увеличение циклической прочности соединений, особенно для сплавов особо чувствительных к состоянию поверхности, например сплавов на основе титана.
В последнее время разработан новый класс полимерных материалов — так называемые анаэробные композиции или лактайты. При нанесении этих композиций на сварные швы, выполненные методами сварки плавлением, обеспечивается повышение герметичности соединений.
Благодаря указанным преимуществам комбинированных соединений интерес к ним непрерывно возрастает. Однако информация о последних достижениях в области клеесварных соединений рассеяна по различным отечественным и зарубежным периодическим изданиям и малодоступна для широкого круга специалистов. В связи с этим издание настоящей книги, отражающей современный уровень знаний по технологии изготовления, рациональному выбору клеев, грунтов и анаэробных композиций, а также по свойствам сварных соединений с клеями и грунтами, позволяет восполнить пробел в отечественной научно-технической литературе.
При написании работы не преследовалась цель изложить узкоспециальные вопросы по оборудованию для контактной сварки, по выбору режимов сварки и контролю качества параметров процесса сварки. Все эти вопросы достаточно подробно освещены в литературе по контактной сварке.
Книга рассчитана на читателей, уже знакомых с технологией и оборудованием контактной сварки, поэтому ряд положений дается без подробного пояснения.