Оценка прочности соединений, полученных сваркой с сопутствующей пайкой

Abstract

Обоснована целесообразность и описана технология получения неразъемных соединений путем объединения процессов сварки и пайки, которая использует тепло, выделяемое в процессе горения дуги. Целью работы является установление влияния сформированного паяного компонента на прочность соединения и конструкции в целом. Разработана методика изготовления опытных образцов, позволяющая установить необходимые зависимости прочности соединений от типа паяльного материала и его количества. Непосредственно испытания на прочность и обработку экспериментальных данных выполняли по рекомендациям ГОСТ 28830–90. Использование программ конечно-элементного анализа позволило определить оптимальные режимы сварки с сопутствующей пайкой и количество паяльного материала, который может быть расплавлен. Технология может быть использована для проведения ремонта рам транспортной техники, поврежденных трещинами, путем приваривания усилительных накладок. Также целесообразно использование разработанной технологии при производстве рамных конструкций. Доказано, что применение технологии получения неразъемных соединений путем объединения процессов сварки и пайки с использованием припоев на основе меди может увеличить прочность соединения на треть по сравнению с классическим сварным соединением.

Обґрунтовано доцільність та описано технологію отримання нероз’ємних з’єднань шляхом поєднання процесів зварювання та паяння, яке використовує тепло, що виділяється в процесі горіння дуги. Метою роботи є встановлення впливу сформованого паяного компоненту на міцність з’єднання та конструкції в цілому. Розроблено методику виготовлення дослідних зразків, що дозволяють встановити необхідні залежності міцності з’єднань від типу паяльного матеріалу та його кількості. Безпосередньо випробовування на міцність та обробку експериментальних даних виконували за рекомендаціями ГОСТ 28830-90. Використання програм кінцево-елементного аналізу дало можливість визначати оптимальні режими зварювання з супутнім паянням і кількість паяльного матеріалу, який може бути розплавлений. Технологія може бути використана для проведення ремонту рам транспортної техніки, які пошкоджені тріщинами, шляхом встановлення підсилювальних накладок. Також доцільним є використання розробленої технології під час виробництва рамних конструкцій. Доведено, що застосування технології поєднання процесів зварювання та паяння з використанням припоїв на основі міді може збільшити міцність з'єднання на третину у порівнянні із класичним зварним з’єднанням.

Grounded was the rationality and the technology of producing permanent joints by combining the processes of welding and brazing using heat generated in the process of arc burning was described. The aim of the work is to establish the influence of formed brazed component on strength of the joint and structure as a whole. Developed were the methods for manufacture of pilot specimens, allowing establishing the necessary dependencies of strength of joints on type of braze material and its quantity. Namely the strength tests and processing of experimental data were performed in accordance with recommendations of GOST 28830-90. The use of programs of finite element analysis allowed determining the optimal welding conditions with concurrent brazing and the amount of braze material that can be melted. This technology can be used for repair of frames of transport machinery, damaged by cracking, by welding-on of strengthening cover plates. Also, it is rational to use the developed technology in production of frame structures. It was proved that the use of technology for producing permanent joints by combining the processes of welding and brazing using braze alloys based on copper can increase the strength of joint by one third as compared to conventional joint.