ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности напряженного состояния паяных соединений из "Металловедение пайки " Калакуцким. В зависимости от параметров объема, в котором уравновешиваются собственные напряжения, их подразделяют на собственные напряжения первого рода, уравновешивающиеся в макрообъемах, соизмеримых с размерами изделия второго рода, уравновешивающиеся в пределах одного или нескольких зерен металла, и третьего рода, уравновешивающиеся в пределах кристаллической решетки металла. Собственные напряжения первого рода определяют теоретически с помощью методов сопротивления материалов, теории упругости, теории пластичности, а также экспериментально. Собственные напряжения второго и третьего рода находят опытным путем на основе анализа рентгенограмм. [c.210] В зависимости от направления в пространстве собственные напряжения могут быть линейные или одноосные, плоскостные или двухосные и объемные или трехосные Основная особенность собственных напряжений — они образуют взаимно уравновешенную систему сил. [c.210] При изготовлении паяных конструкций приходится соединять пайкой металлы с различными физико-химическими свойствами, а также металлы со стеклом, графитом, керамикой, полупроводниками и т.п. Так, в производстве инструмента широко применяют пайку пластинок из твердых сплавов с конструкционными сталями. Различие коэффициентов линейного расширения указанных материалов ведет к образованию в паяном шве внутренних температурных напряжений. [c.211] Коэффициенты линейного расширения сплавов, наиболее часто применяемых в технике, имеют значения, близкие к коэффициентам линейного расширения основы сплава. Например, коэффициенты линейного расширения алюминиевых сплавов АМц и АМг соответственно равны 23,3-10- и 23,6-10- град . Коэффициенты линейного расширения малоуглеродистых сталей практически не отличаются от коэффициента линейного расширения железа. Наиболее распространенная нержавеющая сталь 12Х18Н9Т имеет коэффициент линейного расширения 14,9-10-S град-. [c.211] Чем выше различия в коэффициентах линейного расширения соединяемых металлов, тем большие остаточные напряжения возникают в шве после пайки. [c.212] В паяных конструкциях возможно образование остаточных деформаций, вызывающих продольные и поперечные усадки или сокраш,ения отдельных элементов, а в случае асимметрии — деформаций изгиба, сопровождаемых искривлением элементов. Как правило, деформации при пайке меньше по величине, чем при сварке, и лишь при пайке разнородных материалов они могут оказаться значительными.. [c.212] Следует отметить, что в конструкциях с разнородными физико-механическими свойствами паяемых металлов устранение остаточных напряжений обычными способами, например термическим отпуском, не представляется возможным. [c.212] Снижение собственных напряжений в паяных соединениях возможно путем применения -припоев со сравни-, тельно низкой температурой, плавления или увеличения толщины шва. Однако следует учитывать, что увеличение зазора ведет к снижению прочности паяного соединения. Чтобы этого избежать, толщину слоя припоя при пайке инструмента увеличивают искусственно для чего в зазор между соединяемыми пайкой поверхностями деталей помещают компенсационные прокладки из железной, медной или никелевой фольги или сетки толщиной 0,4 мм. Для этой цели обычно используют железоникелевый сплав пермаллой , содержащий 45% Ni. Компенсационные прокладки в 1,5 раза повышают прочность твердосплавного паяного инструмента. Снижения собственных напряжений можно достичь конструктивными мероприятиями (типом — соединения) или применением гомогенизирующего отпуска при соединении однородных металлов. [c.212] Собственные напряжения, образующиеся в процессе пайки, складываясь с рабочими напряжениями, дополнительно нагружают элементы конструкции и вызывают преждевременный выход ее из строя. [c.212] Вопросы прочности паяных соединений в настоящее время разработаны недостаточно, поэтому при проектировании паяных конструкций и расчете их на прочность часто бывает необходимо проводить экспериментальную проверку влияния того или иного сочетания основной металл — припой, величины устанавливаемого зазора, способа и режима пайки. В отдельных случаях необходимо проводить испытания на макетных образцах, имитирующих изделие. [c.213] В сварных швах наиболее слабым участком шва является не наплавленный металл, а прилегающие к нему зоны термического влияния. При пайке в случае общего нагрева зоны термического влияния отсутствуют. Если применяется местный нагрев, то основной материал, прилегающий к паяному шву, будет несколько ослаблен. Однако это ослабление в связи с рассредоточенным нагревом менее значительное, чем при сварке, и не оказывает существенного влияния на прочность паяного соединения. [c.213] Для повышения прочности основного материала или снижения собственных напряжений в основном металле или паяном шве иногда проводят общую термическую обработку. [c.213] Обычно напряжения среза в поясных швах при поперечном изгибе незначительны и много ниже допускаемых при срезе. [c.215] При наличии в конструкции стыкового соединения с накладками расчет его производится из условия равномерного распределения нагрузки по площадям стыкового и нахлесточного швов. [c.215] Расчет прочности более сложных типов паяных соединений (рис. 119), по данным В. Р. Петухова, производится на основе тех же предпосылок. Так, при соединении труб пайкой, если поверхность спая плоская (рис. 119,1), перпендикулярная продольной оси трубы разрушающая нагрузка Р направлена по оси трубы Z. [c.215] Эта формула может быть применена и при переменных а и тср. [c.216] Второе слагаемое в приведенной формуле положительное, поэтому данное соединение по прочности выгодно отличается от предыдущего. [c.217] Соединения типа II равнопрочны, но, принимая во внимание простоту механической обработки, целесообразнее соединение 1 — косостыковое. [c.217] Соединения типа III, а также третье типа IV обладают наибольшей прочностью из всех рассмотренных, причем наиболее предпочтительным является соединение 3 типа IV. [c.218] Вернуться к основной статье