第14章铆接、焊接、胶接和过盈联接

F
K a F
a 45°
平行于载荷方向的焊
缝称为纵向焊缝，如图14
－3b所示； a
K
K
a
a
m
aF a
F
L
F
max
F
(a)
(b)
图14－3 各种焊接形式
焊缝兼有横向、纵向或者斜向的称为混合焊缝，
如图14－3c所示。
K
F
F
F
F
(c) 图14－3 各种焊接形式
填角焊缝的应力情况复杂，其主要失效形式：焊 缝沿计算截面a-a被剪断。
14.3 胶接
胶接:是利用直接涂在被联接件表面上的胶粘剂凝固 粘结而形成的联接。常用的胶粘剂有酚醛乙烯、聚氨脂、 环氧树脂等。
如图14－4所示，胶接接头的基本利用直接涂在被联接件表面上的胶粘剂凝固 粘结而形成的联接。常用的胶粘剂有酚醛乙烯、聚氨脂、 环氧树脂等。
第14章 铆接、 焊接、胶接和过盈联接
14.1 铆 接 14.2 焊 接 14.3 胶 接
14.4 过盈联接
14.1 铆接
如图14－1所示，铆钉 联接（简称铆接）是将铆钉 穿过被联接件的预制孔经铆 合后形成的不可拆卸联接。
图14－1 铆钉联接
铆接的工艺简单、耐冲击、联接牢固可靠，但结构较 笨重，被联接件上有钉孔使其强度削弱，铆接时噪声很大。
电弧焊
常用的焊缝形式：对接焊缝和填角焊缝。
对接焊缝：如图14-2a所示，用 F
F
来联接在同一平面内
的焊件，焊缝传力较 F
F
均匀。
<5
L
当被焊接件厚度不大时， 用平头型对接焊缝，如图14 －2b所示；
(a) 0~1.5
(b)
图14－2 焊缝与各种形式的坡口
当被焊接件厚度大时，为了保证焊透，需要预 制各种形式的坡口，如图14－2c～g所示。
通常按焊缝危险截面高度h=Kcos45=0.7K来计算焊
缝总截面积S，即 S 0.7KL ，对焊缝强度作抗剪切条件性
计算。受拉力或者压力时填角焊缝的强度条件为:
F ' N/mm2
0.7K L
式中：F－拉力或压力，N； K－焊缝腰长，mm； ∑L－焊缝总长度，mm ； [τ]′－焊缝的许用剪切应力，N/mm²。
焊条的材料一般应选取与被焊接件相同或接近的材料。
焊接强度高、工艺简单、重量轻，在单件生产、新产 品试制及复杂零件结构情况下，采用焊接替代铸造，可以 提高生产效率，减少成本。但焊接后常常有残余应力和变 形存在，不能承受严重的冲击和振动；此外轻金属的焊接 技术还有待进一步完善，因此焊接还不能完全替代铆接。
胶接工艺简单、便于不同材料及极薄金属间的联接， 胶接的重量轻、耐腐蚀、密封性能好。
胶接实例（ jiao jie shi li.swf（单击打开））
但是，胶接接头一般不宜在高温及冲击、振动条 件下工作，胶接剂对胶接表面的清洁度有较高要求， 结合速度慢，胶接的可靠性和稳定性易受环境影响。
14.4 过盈联接
如图14－4所示，胶接接头的基本形式:对接、搭接
搭接 图14－4 胶接
14.3 胶接
胶接:是利用直接涂在被联接件表面上的胶粘剂凝 固粘结而形成的联接。常用的胶粘剂有酚醛乙烯、聚 氨脂、环氧树脂等。
如图14－4所示，胶接接头的基本形式:对接、搭 接和正交。
正交 图14－4 胶接
胶接接头设计时应尽可能使粘结层受剪或者受压， 避免受拉。胶接接头受力情况（shou li qing ） kuang.swf（单击打开）
被焊接材料
Q215
Q235、Q255
200
210
180（200）
180（210）
140
140
注：1.本表适用于常用的手工电弧焊条T42，也适用于熔剂层下表中材料的自 动焊接；
2.括号中数值用于精确方法检查焊接质量； 3.对于单面焊接的角钢元件，上述许用值均降低25％。
焊接一般用于低碳钢、低碳合金钢和中碳钢。一般地， 低碳钢无淬硬倾向，对焊接热过程不敏感，焊接性好。
焊接的许用应力取决于焊接工艺、焊条、被焊接件的 材料、载荷性质和焊接品质。
承受静载荷时，焊缝的许用应力如表14－1所示。注 意：对建筑结构、船舶和压力容器制造等行业，应按专门 的行业性焊接设计规范选取焊缝的许用应力。
表14-1 焊缝的许用应力
应力种类
压应力[σY]′ 拉应力[σ]′ 切应力[τ]′
70°
20~50
2~3
2~4
(e)
(c)
5~40
>50
12~50
70°
2~4 (d)
2~3
(f) 35°~40°
(g)
20~50
图14－2 焊缝与各种形式的坡口 po kou xing shi.swf（单击打开）
对接焊缝的主要失效形式：联接沿焊缝断裂。 dui jie han feng de po huai xing shi.sw（f 单击打开） 当焊缝受拉或者受压时，其强度条件为：
F
L
' 或
y
'
式中：F－作用力，N；
－被焊接件厚度，mm；
L－焊缝长度，mm； []’和[y]’－分别为焊缝的抗拉、抗压许用 应力，N/mm2。
填角焊接：如图14－3所示，主要用来联接不要同一 平面上的被焊接件，焊缝剖面通常是等腰三角形。
垂直于载荷方向的焊 缝称为横向焊缝，如图14 －3a所示；
过盈联接利用零件间的过盈配合实现联接。如图(145a)所示。
如图14－5b所示，为了便于压入，毂孔和轴端的 倒角尺寸均有一定要求。
过盈量
e 10°~15° 50°~90°
e 0.1d+2mm
(a)
(b)
图14－5 过盈联接
过盈配合联接件装配后，包容件和被包容件的径 向变形使配合面间产生压力；工作时靠此压紧力产生 的摩擦力（也称固持力）来传递载荷（图14-5c）。
目前，铆接主要用于桥梁、造船、重型机械及飞机制 造等部门。
14.2 焊接
焊接：利用局部加热方法使两个金属元件在联接处熔 融而构成的不可拆卸联接。
常用的焊接方法：电弧焊、气焊和电渣焊等，其中电 弧焊应用最为广泛。
电弧焊：利用电焊机的低压电流通过焊条（一个电极） 与被焊接件（另一个电极）形成的电路，在两极之间产生 电弧来熔化被联接件的部分金属和焊条，使熔化金属混合 并填充接缝而形成焊缝。
l Fa/2
T
Fa
Fa/2
(c) 图14－5 过盈联接 （过盈联接应用实例)
d1 d2 d3
过盈联接应用实例
过盈联接的装配方法有压入法和温差法：
压入法：是在常温下用压力机等将被包容件直接 压入包容件中。压入过程中，配合表面易被擦伤，从 而降低联接的可靠性。过盈量不大时，一般采用压入 法装配。