No Image

Что лучше сварка или заклепки

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
10 марта 2020

Рассмотрим преимущества и недостатки склейки, пайки и заклёпывания

Однозначно, сварка является одним из наиболее распространённых способов создания соединения. Но для того, чтобы понять, как она снискала себе такую популярность, нужно сравнить её с другими способами-«конкурентами»:

Склейка

Склейка может применяться в конструкциях, для которых вообще не допускаются никакие тепловложения (наиболее часто такими являются трудносвариваемые металлы, такие, как титан или магний). К недостаткам можно отнести:

  • необходимость качественной подготовки поверхностей
  • подгонка соединения под нахлёсточный тип
  • малая прочность, по сравнению со сваркой
  • невозможность работы на разрыв (клееные соединения показывают лучшие результаты при работе на смещение)

Могут использоваться вместе с заклёпками (заклёпочно-клееные соединения) и сваркой (клее-сварные точечные соединения).

Пайка

Процесс пайки очень похож на сварку, часто сварочные аппараты подходят и для пайки. Отличие заключается в том, что при пайке плавится только присадочный материал, без расплавления основного металла. Как следствие — соединение не молекулярное, а капиллярное, а значит — менее прочное. Чтобы сильно не усложнять, рассмотрим выбор применения сварки и пайки на примере велосипедов.

Типичное использование Downhill велосипеда

Для крепких алюминиевых downhill, freeride, 4cross и прочих спортивных велосипедов применяют сварку, поскольку для них в первую очередь важна прочность сварных швов, ведь если на Downhill трассе шов треснет, то велосипедисту не поздоровится.

Рамы, в большинстве, делаются из алюминиевых сплавов, поэтому проблем с их сваркой, при наличии качественного и настроенного оборудования, не возникает.

Сварной шов (Алюминий 6061)

А вот относительно велосипедов, предназначенных для шоссе, треков и скоростных гонок, действуют совершенно другие законы. В погоне за легкостью, производители пытаются максимально уменьшить толщину трубок, с которых состоит рама. За счет этого крайне страдает теплоемкость. Проще говоря – при сварке они очень быстро треснут и потеряют геометрию. Раньше рамы делали с легированных сталей, которые и так тяжело свариваются, даже не смотря на маленькую толщину. Поэтому все рамы создавались посредством пайки, что позволяло значительно уменьшить тепловложение и увеличить упругость шва (что крайне полезно для велосипедов, у которых, фактически, нет подвески). Но за это приходится расплачиваться ухудшенной прочностью и худшими механическими характеристиками шва, по сравнению со сваркой. Сейчас же, всё больше рам изготавливают из карбона, поэтому в них не применяется вовсе никаких процессов образования соединения.

Паяное соединение шоссейной рамы

Заклепывание

Постепенно, шаг за шагом, сварка вытесняла заклепки, как способ образования неразъёмных соединений, но всё же, они ещё применяются, так в чем же секрет?

Не смотря на ограничения по типу наносимого шва (только внахлёст), проблем с долговечностью (очень часто заклёпки попросту расшатываются), необходимости предварительной подготовки (сверление отверстий) заклепывание находит свое распространение в мостостроении и авиастроении. Обусловлено это, в первую очередь, тем, что заклепочные соединение не имеют усталостной потери прочности и, как следствие — безопаснее для конструкции. К тому же, в авиастроении очень часто применяют металлы с крайне плохой свариваемостью, а для всего корпуса самолета обеспечивать контролированный подогрев и остывание затруднительно.

Стоит заметить, что во многих бытовых процессах, таких, как соединения тонких листов внахлест, кузовные автомобильные работы, точечная сварка (в особенности споттеры) показывает лучшие результаты в этих отраслях, чем заклепки, поэтому находит всё большее распространение.

Рассмотрим преимущества и недостатки склейки, пайки и заклёпывания

Однозначно, сварка является одним из наиболее распространённых способов создания соединения. Но для того, чтобы понять, как она снискала себе такую популярность, нужно сравнить её с другими способами-«конкурентами»:

Склейка

Склейка может применяться в конструкциях, для которых вообще не допускаются никакие тепловложения (наиболее часто такими являются трудносвариваемые металлы, такие, как титан или магний). К недостаткам можно отнести:

  • необходимость качественной подготовки поверхностей
  • подгонка соединения под нахлёсточный тип
  • малая прочность, по сравнению со сваркой
  • невозможность работы на разрыв (клееные соединения показывают лучшие результаты при работе на смещение)
Читайте также:  Почистить золото нашатырным спиртом в домашних условиях

Могут использоваться вместе с заклёпками (заклёпочно-клееные соединения) и сваркой (клее-сварные точечные соединения).

Пайка

Процесс пайки очень похож на сварку, часто сварочные аппараты подходят и для пайки. Отличие заключается в том, что при пайке плавится только присадочный материал, без расплавления основного металла. Как следствие — соединение не молекулярное, а капиллярное, а значит — менее прочное. Чтобы сильно не усложнять, рассмотрим выбор применения сварки и пайки на примере велосипедов.

Типичное использование Downhill велосипеда

Для крепких алюминиевых downhill, freeride, 4cross и прочих спортивных велосипедов применяют сварку, поскольку для них в первую очередь важна прочность сварных швов, ведь если на Downhill трассе шов треснет, то велосипедисту не поздоровится.

Рамы, в большинстве, делаются из алюминиевых сплавов, поэтому проблем с их сваркой, при наличии качественного и настроенного оборудования, не возникает.

Сварной шов (Алюминий 6061)

А вот относительно велосипедов, предназначенных для шоссе, треков и скоростных гонок, действуют совершенно другие законы. В погоне за легкостью, производители пытаются максимально уменьшить толщину трубок, с которых состоит рама. За счет этого крайне страдает теплоемкость. Проще говоря – при сварке они очень быстро треснут и потеряют геометрию. Раньше рамы делали с легированных сталей, которые и так тяжело свариваются, даже не смотря на маленькую толщину. Поэтому все рамы создавались посредством пайки, что позволяло значительно уменьшить тепловложение и увеличить упругость шва (что крайне полезно для велосипедов, у которых, фактически, нет подвески). Но за это приходится расплачиваться ухудшенной прочностью и худшими механическими характеристиками шва, по сравнению со сваркой. Сейчас же, всё больше рам изготавливают из карбона, поэтому в них не применяется вовсе никаких процессов образования соединения.

Паяное соединение шоссейной рамы

Заклепывание

Постепенно, шаг за шагом, сварка вытесняла заклепки, как способ образования неразъёмных соединений, но всё же, они ещё применяются, так в чем же секрет?

Не смотря на ограничения по типу наносимого шва (только внахлёст), проблем с долговечностью (очень часто заклёпки попросту расшатываются), необходимости предварительной подготовки (сверление отверстий) заклепывание находит свое распространение в мостостроении и авиастроении. Обусловлено это, в первую очередь, тем, что заклепочные соединение не имеют усталостной потери прочности и, как следствие — безопаснее для конструкции. К тому же, в авиастроении очень часто применяют металлы с крайне плохой свариваемостью, а для всего корпуса самолета обеспечивать контролированный подогрев и остывание затруднительно.

Стоит заметить, что во многих бытовых процессах, таких, как соединения тонких листов внахлест, кузовные автомобильные работы, точечная сварка (в особенности споттеры) показывает лучшие результаты в этих отраслях, чем заклепки, поэтому находит всё большее распространение.

Представьте себе мир без сварки. Уже строятся металлические корабли, котлы, цистерны. Да много чего металлического. А сварки не существует. Как скрепляли друг с другом металлические листы? Склёпывали. А теперь представьте, какой это был геморрой (или головная боль – кому что ближе).

Сначала нужно насверлить или пробить отверстия в листах металла (для этого и пробойник специальный изобрели). Причём так, чтобы они микрон в микрон совпадали друг с другом. Ведь заклёпка должна полностью заполнить отверстие. Уже задачка, да? Эта задача решалась тоже весьма хлопотным путём – сначала пробивались отверстия мЕньшего, чем необходимо, диаметра, потом листы стягивались болтами и отверстия рассверливались до нужного диаметра. Каждое.

Читайте также:  Как удалить яндекс с виндовс 10

Потом в эти отверстия нужно забить заклёпки. Сначала специальный человек в специальной жаровне греет их до нужной температуры (нельзя ни перегреть, ни недогреть). Потом заклёпку быстро-быстро пока не остыла толкают в отверстие и расклёпывают. КАЖДУЮ! Дорого, долго, трудно. Примерно так.

Таким образом склепали, например, Титаник. Больше трёх миллионов заклёпок потратили. Как вам цифирка? Вот так его строили.

И вот, что получилось.

А теперь о сварке.

1802 год — В. В. Петров открыл явление вольтовой электрической дуги и указал, что появляющийся «белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются, и от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может».

1803 год — В. В. Петров опубликовал книгу «Известия о гальвани-вольтовых опытах…», где описал способы изготовления вольтова столба, явление электрической дуги и возможность её применения для электроосвещения, электросварки и электропайки металлов.

1882 год — Н. Н. Бенардос изобрёл электрическую сварку с применением угольных электродов, которую запатентовал в Германии, Франции, России, Италии, Англии, США и других странах, назвав свой метод «электрогефестом».

1888 год — Н. Г. Славянов впервые в мире применил на практике дуговую сварку металлическим (плавящимся) электродом под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сварил коленчатый вал паровой машины.

1893 год — На Всемирной выставке в Чикаго Н. Г. Славянов получил золотую медаль за способ электросварки под слоем толчёного стекла.

1905 год — В. Ф. Миткевич впервые в мире предложил применять трёхфазную дугу для сварки металлов.

1932 год — К. К. Хреновым впервые в мире в Советском Союзе осуществлена дуговая сварка под водой[2].

1939 год — Е. О. Патоном разработаны технология автоматической сварки под флюсом, сварочные флюсы и головки для автоматической сварки, электросварные башни танков, электросварной мост.

Представляете, насколько масштабную революцию в промышленности совершили эти люди?

Несмотря на пару экзотических фамилий, все они – российские инженеры. Чёрт возьми, мне приятно было узнать об этом!

И применили электросварку впервые в мире тоже в России на Куваевской мануфактуре. Вообще-то, это предприятие гнало текстиль. Но в 1886 году здесь при изготовлении варочных кубов из листового железа впервые в промышленных целях была применена электросварка, изобретённая Н. Н. Бенардосом.

Разумеется, электросварка не сразу решила все проблемы. Например, еще во время Второй Мировой танковые корпуса и башни отливали или клепали. Вот, пожалуйста, американский танк М3.

И, чтобы закруглить тему – о газовой сварке.

Предок газосварочного аппарата – горелка Бунзена. Она была впервые описана в публикациях Роберта Бунзена в соавторстве с английским химиком Генри Роскоу[en] в 1857 году. В своей автобиографии Роскоу утверждает, что горелка была основана на прототипе, использовавшемся в Королевском химическом колледже[en] и привезённом им из Англии в Германию[1].

Однако, эта штука давала низкотемпературное пламя и её маленьким огоньком пользовались ювелиры, медики, химики и т.д. Промышленной ценности она не имела. И только через полвека придумали, как из маленького факела раздуть яростное пламя газосварки, способной резать и сваривать железо и сталь.

Первую ацетилено-кислородную сварочную горелку сконструировали французские инженеры Эдмон Фуше и Шарль Пикар, которые получили на нее патент Германии в 1903 году. Предложенные ими конструкции газосварочных горелок принципиально почти не изменились до настоящего времени.

Промышленные предприятия начали применение ацетилено-кислородной сварки с 1906 года, когда появились достаточно надежные конструкции ацетиленовых генераторов.

Читайте также:  Кухня капучино глянец леруа мерлен

Ну чё, тоже молодцы ребята! Но наши были первыми. )))

Однако, и заклёпки ныне не забыты. Но это уже другая история, связанная с особенностями условий использования клёпанных изделий. Тем не менее, в большинстве случаев сварка успешно заменила клёпку, существенно облегчила и удешевила процесс изготовления многих и многих металлических изделий.

Материал взят, в основном, из Википедии. Ну и ещё кой-где по мелочам.

Найдены дубликаты

Заклепочное соединение в сравнение со сваркой – высокоресурсное и живучее соединение.
Ресурс на сварке тоже можно получить. Используя, например, только определенные соединения – избегать Т-образных и особенно Г-образных швов, заменяя их на соединения в нахлест. Корпуса строительной техники так любят варить. Поглядите – увидите.

Заклепочный шов сам по себе более живуч. При ослаблении шва заклепки начинают крутиться в отверстии, от этого на обшивке самолета появляется алюминиевая грязь, и ее хорошо видно. Потом начинают лопаться перемычки, одна, вторая, и это тоже видно. Можно заклепки подтянуть, можно заменить, можно заменить и одновременно приклепать усиливающую накладку.

Главное: одна трещина в сварном шве – это почти всегда почти полная потеря несущей способности, а одна трещина в заклепочном шве – ничто, досадная мелочь и время на принятие решения.

Так да! Потому и написал, так как я авиационный инженер )))

А как делали корпус водонепроницаемым в месте стыка пластин при сборе на клепках? Это корабль и там давление забортной воды.

Конструкции, или почему не ломаются вещи
Джеймс Гордон.

Теоретически сварные соединения в цистернах или корпусах судов должны быть полностью водонепроницаемы без дальнейшей их обработки, но на практике сварка в этом отношении доставляет больше хлопот, чем клепка. Заклепочное соединение внахлест можно легко герметизировать, зачеканив края нахлеста с помощью специального пневматического или ручного инструмента. Этого нельзя сделать в случае сварного соединения, между двумя сварными швами нахлеста рекомендуется ввести под давлением жидкую герметизирующую смесь. При всем том мне, помнится, пришлось повидать при испытаниях на водонепроницаемость помещений сварных кораблей немало течей.

Прокладывали парусину, пропитанную суриком.

В свое время мне довелось поработать несколько недель клепальщиком и сварщиком на одной из Королевских верфей, там я и научился кое-чему, чего, думаю, не найти в учебниках. Хотя вогнать пятисантиметровую заклепку в броневую плиту палубы корабля пневматическим молотком – тяжелая и шумная работа, это на удивление интересно, и большинство видов клепки, на мой взгляд, в некотором смысле столь же привлекательно, как и игра в гольф, с той лишь разницей, что клепка более полезна. Элементы спорта содержались, кроме того, и в контроле качества заклепок. В то время нам платили по числу поставленных заклепок, однако за каждую забракованную контролером заклепку, которую нужно было высверлить и заменить новой, вычитали в пятикратном размере.

Конечно, нельзя сказать, что клепальщики работали в раю, но что касается сварки, то она определенно была похожа на ад. Сварка может быть достаточно любопытным занятием в течение часа или двух (осмелюсь предположить, что на такие сроки любопытным может быть и ад), но по прошествии этого времени следить за шипящей и мерцающей дугой и струйкой стекающего расплавленного металла становится невыносимо скучно, и скуку не особенно развеивают искры и капельки металла, вдруг оказавшиеся у вас за шиворотом или в башмаках. Уже через несколько дней проклинаешь эту работу, и чувство скуки утверждается настолько прочно, что становится очень трудным сосредоточиться и сделать удовлетворительный шов.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector