Использование заклепок для клепания металла и других материалов

Механическое соединение деталей при помощи ряда заклепок называется клепкой, а само соединение — заклепочным швом. Используется там, где сваривать детали неудобно или соединяются несвариваемые материалы. Клепают не только металлы, таким образом соединяют детали в одежде, аксессуарах и т.д. Но там это больше отделка, нежели нагруженное соединение. Так что дальше пойдет речь о клепке в строительстве или обустройстве дома. В принципе, вместо клепки можно использовать винтовое соединение, но болты с гайками стоят дороже, да и их установка занимает больше времени.

Вот так выглядит заклепочное соединение

Если говорить об установке заборов из профлиста, заклепки более надежны, так как снять их можно только рассверлив крепеж. При установке винтов или саморезов, их можно выкрутить и унести и металл, и метизы. В некоторых случаях клепка более удобна при монтаже кровли из профнастила или металлочерепицы. На крыше установка винтовых соединений проблематична, требует много времени. А заклепками, да при хорошем инструменте, можно справиться за час или даже меньше.

Наиболее частое применение в личном хозяйстве

Как происходит соединение деталей при помощи заклепок? Заклепка устанавливается в подготовленное сквозное отверстие. Она имеет головку, которая упирается в материал и стержень. В процессе клепки конец стержня расплющивается, меняя форму под воздействием силы. Поэтому для этих метизов применяют пластичные металлы.

Виды заклепочных соединений

Швы заклепочных соединений подразделяют на три типа:

Прочный шов. Заклепки располагают в шахматном порядке тремя и более рядами. Швы можно увидеть при возведении колон, мостов и на других больших металлических конструкциях.

Плотный шов. В нем нет отличительных особенностей в сравнение с прочным, кроме одной. Между соединяемыми деталями прокладывают ткань, пропитанную химическим водоотталкивающим раствором.

Прочно-плотные. Такой тип можно увидеть только на производстве, потому что выполняют клепку с помощью специального оборудования. Применяют лишь для емкостей выдерживающих большое давление жидкости или газа.

В домашних условиях, при возведении не сложных конструкций будет достаточно иметь два вида заклепок и пользоваться прочным швом соединений.

Разновидности заклепок

Классические («под молоток»)

Стандартные заклепки сегодня используются достаточно редко. Их обычно применяют либо при кустарном изготовлении конструкций, либо при соединении высоконагруженных элементов. Во втором случае используются стальные заклепки, которые расклепываются при нагреве.

Конструкция таких изделий очень проста:

• Заклепка представляет собой полнотелый металлический стержень, с одной стороны у которого находится полусферическая шляпка-грибок.
• При монтаже стержень вставляется в отверстие с таким расчетом, чтобы шляпка плотно прилегала к соединяемым деталям с одной стороны.
• Второй конец стержня расклепывается (с нагревом или без него). По возможности расклепывание должно быть равномерным, поскольку так обеспечивается отсутствие бокового смещения и максимальная надежность фиксации.

При монтаже таких заклепок могут использоваться и другие приспособления и технологии, но общий алгоритм остается неизменным.

Пустотелые и полупостотелые

Наряду с цельными заклепками используются разновидности с внутренними полостями. Чаще всего их применяют при монтаже неметаллических изделий (соединение ткани, кожи, полимеров), но иногда такие заклепки задействуют и при работе с тонколистовыми металлическими заготовками.

Основное отличие конструкции таких заклепок – наличие полости:

• У полопустотелых заклепок полость находится на конце, предназначенном для расклёпывания. При механическом воздействии края гильзы раскрываются, формируя широкий бортик – при этом усилие, необходимое для расклёпывания, будет меньше, чем при использовании стержневой заклепки.
• Пустотелые заклепки (пистоны) представляют собой тонкостенные трубки со сквозным отверстием в центре. Вместо шляпок они обычно оснащаются широкими горловинами – ровными, скруглёнными или потайными. При расклепывании деталь деформируется так же, как и полупустотелая заклепка, но центральное отверстие при этом сохраняется.

Применение заклепок

Выбор конкретных параметров и разновидности крепежа определяется тремя основными критериями:

1. Обеспечения необходимой прочности соединения, с учетом дополнительных параметров и требований к шву;
2. Технологическими возможностями оборудования для работы с конкретным видом заклепочного соединения;
3. Экономической целесообразностью использования клепаного соединения;

Резьбовые гайки-заклепки

Способ соединения с помощью резьбовых заклепок сегодня можно назвать самым универсальным. Основная идея соединения заключается в остроумной идее фиксации тела заклепки в клепочном отверстии. Для этих целей используется заклепочник для резьбовых заклепок. Сама резьбовая конструкция представляет собой полую гильзу с внутренней резьбой.

При выполнении соединения эта гильза вставляется в просверленное отверстие и выравнивается таким образом, чтобы соединяемые части плотно прилегали друг к другу. После этого в резьбовое отверстие внутрь заготовки вкручивается стержень заклепочника. Передняя стенка гильзы фиксируется опорной поверхностью инструмента, не давая заклепке выйти из отверстия. Чтобы расклепать гильзу, стержень заклепочника перемещается с большим усилием в сторону опорной поверхности. Гильза при этом сминается и осаживается, тем самым образуя прочное неподвижное соединение.

Стержень заклепочника свободно выворачивается из тела втулки. Чаще всего применяются заклепки алюминиевые, латунные или медные. Использование последних ограничено высокой стоимостью, поэтому они устанавливаются в тех случаях, когда нужно обеспечить хороший электрический контакт между соединяемыми поверхностями.

К достоинствам резьбового заклепочного соединения относят ее «малотравматичность». При работе стержня заклепочника соединяемый металл не испытывает больших нагрузок или деформаций. Резьбовой втулкой легко соединять тонкостенный металл или профиль сложной конфигурации. Такой крепеж широко используется в сборке бытовой техники, в соединении отдельных узлов облицовки автомобилей, при изготовлении различного рода конструкций из профнастила.

Вытяжные заклепки

Недостатком резьбовых видов клепки является их высокая стоимость и относительно небольшая скорость выполнения соединений. Поэтому для случаев, когда соединяемые листы металла, профиля требуется соединить с использованием нескольких сотен или тысяч точек, применяют вытяжной вид заклепки.

Это могут быть стальные, латунные метизы, заклепки из алюминия, сплавов алюминия и кремния. В отличие от резьбовой, в вытяжной схеме деформация гильзы осуществляется с помощью стержня с утолщением на конце, запрессованного внутрь тела крепежной втулки. Как и в предыдущем случае, чтобы осадить тело заклепки, ее торец упирают в опорную поверхность заклепочника, после выравнивания центральный стержень с усилием вытягивают на несколько миллиметров. В результате стенки гильзы деформируются, образуя достаточно прочное неразъемное соединение. Хвостовик стержня чаще всего обламывается или обрезается по уровню среза гильзы.

Заклепки: какие бывают виды и из каких материалов изготавливаются

Как правило, вытяжные заклёпки изготавливаются из следующих материалов:

• Сталь без покрытия
• Оцинкованная сталь
• Нержавеющая сталь A2 или A4
• ​Различные сплавы алюминия
• Монель (сплав меди и никеля)
• Медь
• Бронза
• Полиамид

В зависимости от сферы применения заклёпки эти материалы могут комбинироваться между собой. Например, стержень заклёпки (сердечник) может быть из оцинкованной стали, а сама заклёпка из алюминия. Кстати, именно поэтому этот вид крепёжных изделий ещё называют комбинированной заклёпкой.

Выбор материала заклёпки

Основной принцип подбора заклёпки по материалу заключается в том, чтобы материал заклёпок максимально совпадал по своим физическим и механическим свойствам с материалом соединяемых деталей. Например, чрезмерное усилие заклёпки из нержавеющей стали может деформировать поверхность более мягкого материала (пластик или алюминий).

Гальваническая пара

Не следует забывать и о коррозии. Гальваническая коррозия появляется в месте соединения двух разнородных металлов в коррозийной среде (электролите). Электролитом может быть любая жидкость, проводящая электрический ток, например, обычная влага, содержащаяся в воздухе. Степень коррозии соединения будет зависеть от концентрации электролита, а также от разницы электрохимических потенциалов соединяемых металлов. Если вы не уверены в правильном выборе материала заклёпки, во избежание появления гальванической коррозии воспользуйтесь таблицей электрохимических потенциалов (так называемый электрохимический ряд). Чем дальше друг от друга разнесены соединяемые материалы в таблице, тем интенсивней будет проходить электрохимическая коррозия и тем быстрее разрушится соединение. При взаимодействии разнородных материалов в соединении, коррозии будет подвергаться более электроотрицательный материал (на нашей иллюстрации такой материал расположен выше), так как в данной гальванической паре он является восстановителем, отдавая свои катионы более положительно заряженному материалу.

Как избежать гальванической коррозии?

Вот несколько простых советов, как избежать гальванической коррозии в вашем заклёпочном соединении:

• Убедитесь в том, что материал заклёпки и материал соединяемых деталей находятся как можно ближе друг к другу в таблице электрохимических потенциалов.
• Создайте диэлектрический барьер между корродирующими материалами. Это может быть слой краски, неметаллическая шайба или прокладка.
• Подберите заклёпку таким образом, чтобы в вашем соединении она стала катодом, то есть, материал заклёпки должен быть более электроположительным. На практике это означает, что при возникновении гальванической коррозии в соединении, анод (поверхность соединяемых материалов) будет восстанавливать катод (заклёпку). Это наилучший сценарий, учитывая, что, как правило, площадь поверхности соединяемых материалов гораздо больше площади заклёпки.
• Если заклёпка имеет определённое покрытие, именно материал покрытия должен быть максимально близок к материалу соединяемых материалов в таблице электрохимических потенциалов.

Цветные заклёпки

Некоторые задачи предусматривают использование цветных вытяжных заклёпок. В этом случае заклёпки могут быть окрашены порошковой краской в определённый цвет согласно международной системе соответствия цветов RAL.

Классификация заклепок

Итак, виды заклепок бывают следующие:

• Обычная заклепка (забивная). Она используется в большинстве строительных работ. Определить эту заклепку очень легко по форме в виде гриба, которая у специалистов называется системой с замыкающей головкой. Обладает достойной прочностью и длительным сроком службы практически при любых нагрузках.
• Вытяжная заклепка. Если доступ к поверхности вашего рабочего материала только с одной стороны, то вытяжная заклепка — ваш спаситель. Какие бывают вытяжные заклепки, поговорим позже.
• Резьбовая заклепка. Популярна, так как обеспечивает разборное резьбовое соединение.
• Заклепки по хрупким, мягким и рыхлым материалам. Они бесконечно разнообразны, и в каждой сфере используются свои типы. Для определения нужного вам метиза лучше всего отталкиваться от конструкции. При изготовлении мебели, например, используют лепестковые заклепки из алюминия.

Виды заклепочных швов

Если говорить о способе соединения листов, то заклепочные швы бывают внахлест (один лист накладывается на другой) и встык. Стыковочные швы могут быть с одной или двумя накладками. С накладками более надежные, применяются в ответственных и нагруженных местах.

Виды заклепочных швов: внахлестку и в стык с накладками

По расположению заклепок:

• однорядные;
• двухрядные;
• многорядные.

Располагаться они могут друг напротив друга или в шахматном порядке. Швы могут быть прочными, плотными (герметичными) или прочно-плотными. Плотные выполняют с помощью эластичных прокладок, закладываемых между соединяемыми деталями. Прочно-плотные применяются, в основном, в котлах. Сейчас их чаще заменят сваркой.

Заключение

Метод двухстороннего зажима имеет немало преимуществ перед другим крепежом. Но есть у него и своим недостатки. Дело в том, что большая часть фиксаторов этого типа не рассчитана на демонтаж. Например, взрывные виды заклепок можно назвать одноразовыми – в том смысле, что они могут устанавливаться только в одном месте без возможности переустановки. Этот факт важен не столько экономически, сколько технически – как нюанс постоянного оснащения метизом целевой детали. Изъять заклепку можно будет только путем деформации соединяемых изделий, но даже в этом случае дальнейшее устройство заклепочного соединения изъятым метизом будет невозможно.

Вопросы выбора и применения заклепок

Выбор заклепок осуществляется исходя из типа соединения, условий эксплуатации изделия, возможности применения той или иной технологии установки и требований к прочности соединения. Для верного выбора следует использовать специальные таблицы и рекомендации, в которых четко прописаны соотношение длин и диаметров заклепок в соответствии с толщиной соединяемых деталей. Здесь же приведем только основные рекомендации.

В первую очередь, решается вопрос о типе заклепок в соответствии с наличием или отсутствием доступа к тыльной стороне соединяемых деталей. Если доступ свободный, то можно использовать обычные заклепки — они просты, дешевы и надежны. При отсутствии доступа следует использовать вытяжные заклепки, однако для них нужен специальный установочный инструмент. А если в изделии нужно создать точку резьбового крепления, то необходимо использовать резьбовую заклепку.

Важное значение имеет тип материала заклепки. Соединения, требующие высокой прочности, следует выполнять стальными заклепками, а для защиты от коррозии рекомендуется применять заклепки из алюминиевых или медных сплавов. Однако следует помнить, что сочетание в месте контакта заклепок и деталей из разных сплавов (особенно между алюминием и сталью) могут протекать электрохимические реакции, приводящие к интенсивной коррозии и постепенному ослаблению соединения.

Наконец, выбор заклепок нужно делать, исходя из условий эксплуатации соединяемых деталей. Например, для монтажа фрикционных накладок на тормозные колодки используются заклепки из мягких сплавов; для изделий, контактирующих с агрессивными средами, лучше использовать заклепки из коррозионностойкой стали, и т.д.

При верном подборе заклепок и правильной их установке изделие будет долговечным и надежным в различных условиях эксплуатации.

Почувствовав дыхание зимы, все автомобилисты задумываются о замены сезонной резины. И очень многие из нас при покупке зимних шин встают перед трудным выбором — «шиповки» или «липучки»? Каждый тип шин имеет свои преимущества и недостатки, и отдать предпочтение чему-то одному бывает очень сложно. В этой статье мы попытаемся сделать этот непростой выбор.

Заливка в бак некачественного дизельного топлива может навредить мотору вплоть до полного его выхода из строя. Минимизировать или исключить негативные последствия заправки низкокачественным дизелем помогает специальная автохимия — присадки в дизтопливо, о которых подробно рассказано в данной статье.

Использование правильного типа шин гарантирует автомобилю устойчивость и управляемость в любой дорожной ситуации. Только шины, используемые по сезону, гарантируют оптимальные сцепные характеристики с дорожным покрытием и минимальный тормозной путь.

Жидкая декоративная резина — настоящая находка для всех ценителей автомобильного тюнинга. С ее помощью можно быстро и без особых финансовых затрат изменить экстерьер автомобиля, сделать его оригинальным и запоминающимся. О положительных свойствах, преимуществах жидкой резины, особенностях ее нанесения на детали кузова автомобиля читайте в следующей статье.

Для обработки поверхности металлических и неметаллических изделий часто применяются специальные инструменты — кордщетки (или щетки-крацовки) для ручных дрелей. Все об этих щетках, их типах, конструктивных особенностях и характеристиках, а также их правильном выборе и применении — узнайте из статьи.

Все современные автомобили и иная техника обязательно имеет номерные знаки, которые должны читаться в любое время дня и ночи. Для этой цели используются специальные осветительные приборы — подсветка заднего номерного знака, о конструкции, выборе и замене которой подробно рассказано в данной статье.

Владельцы автомобилей ВАЗ часто расширяют возможности и функционал своих машин с помощью дополнительных аксессуаров, в том числе и подлокотников. О том, что такое подлокотник ВАЗ, каких типов он бывает, как устроен и для чего нужен, а также о выборе и установки данных деталей — рассказано в статье.