Виды соединений. Типы болтов и заклепок.

К настоящему времени известны следующие соединения: болтовые, заклепочные, сварка, пайка, склеивание.

Различают следующие виды сварных соединений:

1. стыковое - соединения, в которых элементы соединяются торцами или кромками и один элемент является продолжением другого. Наиболее рациональны, т.к. имеют наименьшую концентрацию напряжений при передаче усилий, отличаются экономичностью и удобны для контроля. Толщина свариваемых элементов почти не ограничена, редко – соед-я профильного металла.

2. внахлестку – такие, в которых поверхности свариваемых элементов частично находят друг на друга. Примен-ся при сварке листовых конструкций из стали небольшой толщины (2-5 мм), в решетчатых и др. к-х. разновидностью явл-ся сое-я с накладками, которые прим-ся для соед-я эл-в из профильного металла, усиления стыков. Соединения внахлестку и с накладками: +: простата обработки эл-в под сварку, -: менее экономичны по расходу; вызывают резкую концентрацию напряжений.

3. Иногда стыковое соединение профильного металла усиливают накладками, и тогда оно называется комбинированным.

4. Угловые - свариваемые элементы расположены под углом.

5. Тавровое соединение (впритык) – отличается от угловых тем, что в них торец 1 эл-та приваривается к поверхности другого элемента.

4 и 5 – широко прим-ся в к-х, простота исполнения, высокая прочность и экономичность выполняются угловыми швами

Болтовые соединения конструкций появились раньше сварных. Простота соединений и надежность в работе способствовали их широкому распространению в стр-ве при монтаже металлоконстр-й.

Однако болтовые соед-я более металлоемки, т.к. имеют стыковые накладки и ослабляют сечение отверстиями для болтов. Последнее частично компенсируется допущением упруго – пластической работы эл-в и введением коэ-та условий работы γ > 1.

В стр. к-х применяют болты грубой, нормальной и повышенной точности, высокопрочные, самонарезающие и фундаментные (анкерные). Болт для соед-я конст-й имеет головку, гладкая часть стержня длиной на 2-3 мм меньше толщины соединяемого пакета и нарезную часть стержня, на которую надевается шайба и навинчивается гайка.

Болты грубой и нормальной точности различаются допусками отклонения диаметра болта от номинала (для болтов диам. ≤ 30: 1 мм и 0,52 соответственно). Изготавливают болты из углеродистой стали горячей или холодной высадкой, иногда с последующей термообработкой. В зависимости от процесса изг-я различают несколько классов прочности болтов (4,6-8,8(первое число*10 –временное сопротивление в кгс/мм²; а произведение первого числа на второе – предел текучести)). Болты в соединении ставят в отверстие на 2-3 мм большие диам. болта, образованные продавливанием ил сверлением в отдельных элементах, т.к. это облегчает посадку болтов и упрощает обр-е соед-я.

Но это увелич-т деформативность при работе на сдвиг и увеличивает неравномерность работы отдельных болтов в соед-и. Поэтому не прим-ся в ответственных соед-х , работающих на сдвиг, широко прим-т в монтаж. соед-х, где болты раб-т на раст-е или явл-ся крепежными эл-ми.

Болты повышенной прочности изготав-т из углеродистой стали, те же классы прочности. Поверхность ненарезной части тела болта обтачивается и имеет строго цилиндрическую форму.. Диам. отверстия не должен отличаться больше чем на +0,3 мм от диам-ра болта; поверхность отверстия д.б. гладкой (свеление ч/з спец-ые кондуктор-шаблоны и т.д.). Болты в таких отверстиях сидят плотно, хорошо восприн-т сдвиг-ие силы, но недостаточность сил, стягивающих пакет, ухудшают его работу. Прим-ся редко.

Высокопрочные болты изг-т из легированной стали, готовые болты термически обрабатывают. Их ставят в отв-е большего. Чем болт, диам-ра, но их гайки закручивают торировочным ключом, что позволяет создавать и контролировать силу натяжения болтов. Большая сила натяжения болта плотно стягивает соед-ые эл-ты и обеспечивает монолитность соед-я.

Для улучшения работы соед-я иногда применяют комбинированное клееболтовое соед-е, в котором соед-ые поверхности склеиваются специальным клеем, а затем стягивают высокопрочными болтами.

Самонарезающие болты отличаются наличием резьбы полного специального профиля на всей длине стержня для нарезания резьбы и завинчивания в ранее образованные отверстия соед-х деталей. Материал – сталь термоупрочненная.

← Анкерные болты – служат для передачи растягивающих усилий с колонн на фундамент.

Заклепочные соед-я раньше были основными, но из-за сложности технол-го пр-сса клепки и перерасходом металла почти полностью вытеснены сваркой и высокопроч-ми болтами. Сохранили свое прим-е в тяж-х констр-х подверженных динамическим и вибр-м возд-м, для трудносвариваемых мат-в. Отверстия делают как в болтовых. В отвестие вставляют стержень заклепки, ударом пневматического молотка или давлением клепальной скобы его осаживают, она плотно заполняет отверстие.

Формы заклепок:

а) круглая б)плоскоконические.

в)конусообразная г) венечная д) составная

Клееные и паевые саединения не распрстранены.

Для клееных соединений применяют синтетические клеи, прежде всего эпоксидные.

Преимущества — нет полей температурных остаточных напряжений, равномерная передача усилия по всей площади склеивания, защита от коррозии в местах соединения. Недостатки — старение клеевого шва (изменение его свойств со временем), влияние температуры на прочность клеевого шва. Используются в комбинированном варианте: клеесварные; клеезаклепочные (диаметр заклепок 3...6 мм); клеерезьбовые (диаметр самонарезающих

винтов до 6 мм).

Пайка широко используется в машиностроении и других областях и начинает применяться в строительных металлоконструкциях. Соединение основано на том, что в зазор между элементами (основной металл), поверхность которых очищена, вводится нагретый жидкообразный припой. Происходит смачивание — сложный химико-физический процесс проникновения молекул из припоя в основной металл, образование химических соединений разных металлов.