理论教育 金属连接成型的工艺优化方案

金属连接成型的工艺优化方案

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:在工业生产中通过连接实现成型的工艺方法多种多样。其中天然胶黏剂组成较简单,多为单一成分;合成胶黏剂则较为复杂,是由多种成分人工配制而成的。

金属连接成型的工艺优化方案

工业生产中通过连接实现成型的工艺方法多种多样。常见的连接成型工艺主要有焊接、胶接和机械连接。

5.1.3.1 焊接加工工艺

焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程。促使原子和分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压,或同时加热又加压。根据焊接过程中加热程度和工艺特点的不同,常用的焊接方法可以分为熔焊、压焊和钎焊三大类。

熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源、向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。

压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合从而成型的工艺,又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很大而温度上升,当加热至塑性状态时,两工件在轴向压力作用下连接成为一体。电阻焊通常分为点焊、缝焊和对焊三种,对焊又可根据其焊接过程的不同分为电阻对焊和闪光对焊。

钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。

焊接工艺的特点主要表现为节省金属材料,结构质量轻;焊接接头不仅具有良好的力学性能,还具有良好的密封性;能以小拼大,化大为小,制造重型、复杂的机器零部件,简化铸造、锻造及切削加工工艺,获得最佳技术经济效果;能够制造双金属结构,使材料的性能得到充分利用。目前,焊接技术在国民经济各部门中的应用十分广泛,机器制造、造船工业、建筑工程、电力设备生产、航空及航天工业等都离不开焊接技术。图5-4为氧乙炔切割(气焊)示意图

图5-4 氧乙炔切割(气焊)示意图(www.daowen.com)

5.1.3.2 胶接工艺

胶接,也称粘接,是利用在连接面上产生的机械结合力物理吸附力和化学键合力而使两个物体胶接起来的工艺方法。胶接主要用到的材料是胶黏剂,胶黏剂性能的好坏直接影响胶接的质量。胶接的一般工艺过程有确定部位、表面处理、配胶、涂胶、固化和检验。

胶黏剂有天然胶黏剂和合成胶黏剂两大类。其中天然胶黏剂组成较简单,多为单一成分;合成胶黏剂则较为复杂,是由多种成分人工配制而成的。目前应用较多的是合成胶黏剂,其主要成分有:黏料,是起胶合作用的主要成分,主要是一些高分子化合物、有机化合物或无机化合物;固化剂,其作用是参与化学反应使胶黏剂固化;增塑剂,用以降低胶黏剂的脆性;填料,用以改善胶黏剂的使用性能,如强度、耐热热性、耐腐蚀性、导电性等,一般不与其他成分起化学反应。胶接能连接材质、厚度、形状、大小等相同或不同的材料,特别适用于连接异质、异型、复杂、微小、薄壁、硬脆或热敏制件。在正式胶接之前,先要对被粘物表面进行处理,以保证胶接质量。然后将准备好的胶黏剂均匀涂敷在被粘表面上,胶黏剂扩散、流变、渗透、合拢后,在一定的条件下固化,从而完成胶接过程。

胶接的接头应力分布均匀,避免了因焊接热影响金属区域相变、焊接残余应力和变形等对接头的不良影响。胶接可以获得刚度好、重量轻的结构,且表面光滑,外表美观。胶接是航空航天工业中非常重要的连接方法,主要用于铝合金及蜂窝结构的连接。在机械制造汽车制造、轻纺、医疗、建筑装潢、电子工业、日常生活中,胶接的应用也非常广泛。

5.1.3.3 机械连接工艺

在采用焊接和胶接来连接制品都不可行的情况下,可采用机械连接的方法。采用该方法的原因通常是由于不能进行优化接头设计,或者需要连接的制品必须进行反复拆卸。金属材料最常用的机械连接方法是紧固法,紧固法的关键部件是紧固件。紧固件是将两个或两个以上构件紧固连接成为一个整体时所采用的类机械零件的总称,如螺栓螺母垫片的紧固连接。在各种机械、设备、桥梁、建筑、结构、车辆、船舶铁路、仪器、仪表和日用品等上面,都可以看到各式各样的紧固件。它的特点是品种规格繁多,性能用途各异,而且标准化、系列化、通用化的程度也极高。紧固件包括螺栓、螺柱、螺钉、螺母、垫圈、销等。

最常用的机械连接方式主要有螺栓连接和钢钉连接。螺栓连接的连接形式由螺栓与螺母配合,用于紧固连接两个带有通孔的零件。如把螺母和垫片从螺栓上旋转卸下,可以使这两个零件分开,故螺栓连接属于可拆卸连接。铆钉连接的连接形式是由铆钉紧固连接两个带通孔的构件,使之成为一个整体。铆钉连接属于不可拆卸连接,因为要使连接在一起的两个零件分开,必须破坏零件上的钢钉。图5-5为胶合板弯曲示意图。

图5-5 胶合板弯曲示意图

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈