Заклепки по металлу: Виды, работа, применение и как выбрать. Особенности

Узнайте все о заклепках: виды, способы работы, применение и как правильно выбрать. Статья расскажет вам об особенностях заклепок по металлу и поможет разобраться с их использованием в различных проектах. Сделайте свои ремонтные и творческие идеи еще крепче и надежнее с помощью правильных заклепок!

Односторонняя клепка — эффективный способ неразъемного соединения различных материалов. Технология односторонней клепки широко используется в различных отраслях промышленности и представляет собой образование неразъемного соединения с помощью вытяжной заклепки, которая устанавливается с одной стороны специальным инструментом — заклепочником. Заклепки и заклепочник купить можно в интернет магазине «Сигма» т: (067) 259 23 23.

ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКЛЕПОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Заклепочные соединения применяют в конструкциях, воспринимающих большие вибрационные и повторные нагрузки, при небольших толщинах соединяемых деталей, а также для соединения деталей из несвариваемых материалов и не допускающих сварку из-за коробления или отпуска термообразных деталей.

Данный способ соединения наиболее эффективен применительно к листовому и профильному прокату. Причем в ряде случаев этот вид соединения является единственно возможным.

В современной промышленности неразъемные соединения деталей обычно выполняются сваркой, пайкой, клепкой, склеиванием. Каждый из этих процессов обладает своими достоинствами и недостатками. Наиболее широко распространена сварка. Однако сваркой не всегда можно соединять разнородные металлы и металлы с покрытием, при сварки происходит коробление соединяемых деталей, сварочные швы чувствительны к переменным нагрузкам, а термическое влияние сварного шва ослабляет прочность деталей. Эти недостатки сварки успешно преодолеваются новейшим способом скрепления материалов — односторонней клепкой.

ПРЕИМУЩЕСТВА ОДНОСТОРОННЕЙ КЛЕПКИ

• Низкая трудоёмкость.
• Простота в использовании и монтаже.
• Высокое качество соединения.
• Несложное техническое обслуживание.
• Возможность установки подготовленных (окрашенных или с покрытием) деталей и сборок.
• Возможность установки при доступе только с одной стороны.
• Высокая степень автоматизации.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

• Автомобилестроение и автосервис.
• Транспортное строительство.
• Авиастроение.
• Климатическая техника и вентиляция.
• Мебельная промышленность.
• Строительство и монтаж различных сооружений и конструкций.
• Электротехническая промышленность и электроника.
• Пищевая промышленность.
• Машиностроение.
• Производство потребительских товаров и т.д.

Немного истории

Не только гвозди можно считать одним из древнейших представителей строительного крепежа, но и заклепки, о которых есть упоминание за 3 тысячи лет до н.э. Соединение элементов с помощью заклепок использовали в древнем Египте, в галло-римскую эпоху, в рассвет эры викингов.

Принцип, применяемый тогда и сейчас, прост: крепеж вставляется в отверстие, а затем «расплюшивается» с другой стороны. Соединение держится и не расходится за счет двух головок, обхватывающих элементы конструкции, которые в диаметре больше самого отверстия. Под действием силы на место скрепления материал соединяющего стержня практически проникает в материал стенок рабочей конструкции, заполняет все возможное пространство. Отсюда и прочность соединения.

Самым известным сооружением, элементы которого соединены посредством заклепок, является Эйфелева башня. В Санкт-Петербурге подобным чудом строительства своего времени является Большеохтинский мост. Прославленные судостроители, викинги, также применяли закупочные крепления, чтобы прочно зафиксировать обшивку на своих судах для суровых морских походов.

В эпоху развития судостроения и поныне заклепки также широко используются и имеют ряд преимуществ перед сварными конструкциями.

Начиная с 1950х данный крепеж получил наибольшее распространение и благодаря усовершенствованию процесса монтажа.

УСТАНОВКА ВЫТЯЖНЫХ ЗАКЛЕПОК

1. Заклепку устанавливают в предварительно просверленное отверстие.
2. Установочным инструментом вытягивают сердечник, формируя замыкающую головку заклёпки.
3. После образования замыкающей головки заклепки сопротивление вытягиванию сердечника резко возрастает, и сердечник разрывается по тонкому месту.
4. Установленная заклепка.

Техника заклёпывания метизов

Процесс установки заклёпок проходит в несколько этапов. Для начала при помощи сверла делают отверстие, в которое будут производить вставку элемента. Почты все типы заклёпок устанавливают в нишу с диаметром большим на 10 – 15 %, чем толщина стержня.

Примечание. Плотность погружения не важна.

Метиз заклепывают в отверстие таким образом, чтобы головка оказалась с оборотной стороны конструкции. Резьбовые заклёпки устанавливаются при помощи ручного заклепочника. Заклёпки сталь взрывного вида или распорные устанавливают специальным заклепочником (электрическими или пистонными).

ОСОБЕННОСТИ МАТЕРИАЛА ВЫТЯЖНЫХ ЗАКЛЕПОК

Обратите внимание! Стержень заклепки формирует замыкающую головку и должен быть изготовлен из материала, заведомо превосходящего по твердости и прочности материал корпуса заклепки. Обычно используют стальной стержень.

КОНТАКТНАЯ КОРРОЗИЯ

Контактной коррозией называют усиление коррозии одних металлов при их контакте с другими. Скорость контактной коррозии определяется поляризационными характеристиками контактирующих металлов, соотношением их площадей и омическим сопротивлением системы.

Таблица далее показывает, как различные металлы могут комбинироваться

ПОКРЫТИЯ ВЫТЯЖНЫХ ЗАКЛЕПОК

Коррозия никогда не может уменьшаться до 0%. Задача покрытий — уменьшать разрушающее влияние коррозии на заклепочное соединение.

• ОКРАШИВАНИЕ. Покрытие корпуса заклепки осуществляется краской на основе органических связующих. Окраска возможна различными цветами по каталогу RAL.
• ЦИНКОВАНИЕ. Это антикоррозионное покрытие, полученное через электролиз — серебристого цвета, характеризуется образованием на поверхности металла пленки высокой прочности, что обеспечивает установку заклепки или стержня без задиров.
• ЦИНК-НИКЕЛЕВОЕ ХРОМОТИРОВАНИЕ. Это покрытие, полученное через электролиз со сплавом цинка и никеля. Образовавшаяся пленка желтоватого цвета гарантирует сопротивление коррозии даже после деформирования корпуса заклепки при установке.

Заклепки как крепежный элемент

Созданы они для того, чтобы облегчить работу и снизить затраты на производстве. Кроме того, заклёпка обладает рядом технологических характеристик, которые делают ее незаменимой и надежной. Рассмотрим основные виды заклепок и их характеристики.

Виды заклепок

Вытяжные заклёпки открытые

Этак заклепка относится к стандартному типу. Ее тело со сквозным отверстием, поэтому напоминает пустотелую заклепку. Главным отличием от пустотелой является то, что после заклепывания головка остаётся в теле заклёпки, в виде части возвратной головки.

Сфера применения данной заклёпки там, где нет жёстких требований к прочности и надежности, толщина материалов колеблется, а размеры дырок с незначительными расхождениями. Эти заклёпки самые популярные на рынке крепежа.

Вытяжные заклёпки закрытые

Исходя из этого, такие заклёпки имеют второе название – заклёпки закрытые. Плотное соединение препятствует проникновению влаги, пыли и грязи внутрь. Если применять дополнительно прокладки, можно сделать соединение полностью герметичным.

Заклёпки усиленные

Данный вид крепежного элемента предназначен для крепления с увеличенным рубежом крепости. Коэффициент усилий прилагаемых на растяжку и срез, значительно выше, чем у стандартной заклёпки. Поэтому и соединения получаются в результате очень надежными. Оборотная головка, которая формируется при заклёпывании, надежно соединяет компоненты и создает крепкое соединение, не подверженное воздействию вибраций. Такая заклёпка чаще всего применяется в машиностроительной отрасли, авиационной и т.д., то есть тех, где требуется прочное соединение конструкций.

Заклепки лепестковые

При заклёпывании, стержень открывает тело заклёпки на лепестки, которые при сгибании натыкаются на поверхность соединяемых материалов.

Таким образом, формируется обратная головка. Главная задача такого типа головки – обеспечение максимальной площади контактирования и правильное распределение нагрузки.

Головка не погружается в материал, оставаясь на своем месте.

Заклёпки распорные

Такие заклёпки предназначены для монтажа деликатных и мягких материалов. При заклёпывании головка обратная создается особенным образом – складываясь, она распространяет свою нагрузку на немалую площадь, изнаночной поверхности материалов, которые одна соединяет. Именно это бережет головку от проваливания через мягкие материалы, предотвращая тем самым деформацию и образование трещин.

Заклёпки гаечные

Под такие заклёпки не нужно делать дырку. Они созданы для соединения пластин с волокнистыми и гладкими материалами (пластик с древесиной). При креплении гаечной заклёпки, не формируется обратная головка.

При вытаскивании стержень отрывной делает тело заклёпки шире, а насечки впиваются в волокна материала. Распорные или винтовые заклёпки применяют при изготовлении мебели, строительстве – для соединения металла и дерева.

Заклёпки многозажимные

Это те же вытяжные заклёпки, но с большим разбегом толщины материалов, которые нужно соединять. Такая заклепка создана для перекрытия диапазонов 3-х обычных заклёпок вытяжных и используется в тех случаях, когда нет точных данных о толщине соединяемых материалов.

Заклёпки клеммные

Такие заклёпки применяют в случае необходимости создать соединение контактное и провести электросеть. Заклёпки клеммные производят из материалов способных пропускать ток электричества. Название говорит само за себя, данный элемент крепежа имеет клеммы ( одну или несколько).

Заклёпки пластиковые

Такой крепеж изготовлен из полиамида, но имеет при этом надежное соединение.

Заклёпки из пластика практически не имеют отличий от стандартных вытяжных заклёпок, и даже имеют свои достоинства. А именно: высокий уровень влагопроницаемости, неподверженность коррозии, не проводят ток. Применяются для крепежа изделий из пластика, картона, стекловолокна.

Заклёпки кассетные

Это независимый тип заклёпок. Процесс крепежа такой же, как и у вытяжной заклёпки, с тем отличием, что данного вида крепежа есть один стержень, на целую кассету, который не ломается, а тянется через заклёпочное тело, закрепляя ее в дырки. Мастеру нужно лишь загрузить в заклепочник кассету, а не по отдельности и работать. Это позволяет оставить одну руку свободной и существенно сокращает время работы.

Важно! Технологические характеристики и название заклепок часто может разниться у разных производителей. Также, на рынке крепежа время от времени возникают все новые виды.

Характеристики заклёпок

В зависимости от размера

При выборе метизов, немаловажным является размер самого стержня, который колеблется в пределах 1 – 36 мм, а его дина составляет 2 – 180 мм. Ошибочно считать, что чем толще стержень, чем он прочнее, здесь это роли не играет.

Поэтому в некоторых случаях лучше приобретать трубчатые заклёпки с тонкими стенками. Виды заклепок с малой головкой полукруглой отличаются малой толщиной в пределах 1 – 10 мм, и длиной 4 – 80 мм.

Толщина заклёпки с плоской головкой составляет 2 – 36 мм, а длина 4 – 180 мм.

Элементы с максимальной длиной – это полупотайные заклёпки, которые применяют для работы в виды заклепок, которые можно использовать в конструкциях с углублением 200 мм.

Виды метизов по конструкционным особенностям

Таких вариаций существует множество, но самыми востребованными считаются распорные заклёпки. Они применяются для работы с мягкими и рыхлыми материалами.

Лепестковые метизы используют для работы с древесиной. Именно этот тип крепежа позволяет надежно фиксировать волокнистую структуру дерева.

Многозажимные метизы скрепляют материалы с разной толщиной и формируют узел универсального типа.

Кассетные заклёпки относятся к высокотехнологичным видам метизов, в которых элементы фиксируемого упора представляются несколькими десятками уровней.

В таком случае лишь один стержень является основой несущей.

Виды заклёпок в зависимости от материала

Большая часть заклёпок производится из металла: сталь, алюминий, медь и латунь. Все они имеют высокий уровень защиты от деформации и коррозии.

Заклёпки алюминиевые и медные более пластичны, а также имеют малый вес.

Заклёпки стальные используются для работы с конструкциями, для которых необходимо обеспечить высокую степень крепления.

Пластиковые заклёпки изготавливают из полиамида, который обладает высокой прочностью и хорошими эксплуатационными характеристиками. Обеспечивают надежную защиту от пагубного влияния влаги, чего нельзя сказать о гальванических нержавеющих заклёпках. В наше время часто применяют технологию горячего спаивания метизов из пластика и материалов композитных. Это позволяет создать прочную спайку.

Заклепка алюминиевая под молоток широко применяется в машиностроении, самолетостроении, изготовлении бытовой техники и персональных компьютеров.

Имеет второе название ударная, из-за способа крепления. Заклепка под молоток из алюминия изготовляется в разных классах надежности крепления, имеет различные виды головок, длину и диаметр.

Заклёпки резьбовые и вытяжные

Резьба на заклепках объединяет их с другими типами метизов. Но резьбовые характеризируются способом фиксирования с двух сторон. Тело заклёпки погружается в дырку ранее подготовленную, затем мастер вводит втулку и закручивает.

Это обеспечивает высокую степень надёжности крепления, хотя подходят не для всех материалов. В связи с этим, большей популярностью пользуется заклёпка вытяжная сталь.

Примечание. Принцип вытяжного соединения предусматривает деформирование конструкции в конце процесса заклёпывания для произведения упора.

ПРОЧНОСТЬ ЗАКЛЕПОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Основными параметрами прочности являются механическая прочность «на срез» и «на разрыв». Значения этих параметров указываются в каталоге для каждого вида заклепок отдельно. Однако, главным элементом и непременным условием высокой прочности всего заклепочного соединения является правильно сформированная замыкающая головка заклепки.

ПРОЧНОСТЬ НА СРЕЗ

Это максимальная сила, которую заклепка может иметь направленную вдоль. Предел прочности определяется тестированием и имеет минимальное среднее значение. Измеряется в Ньютонах (Н)

ПРОЧНОСТЬ НА РАЗРЫВ

Это максимальная сила, которую заклепка может иметь направленную вдоль. Предел прочности определяется тестированием и имеет минимальное среднее значение. Измеряется в Ньютонах (Н)

Рекомендации по выбору инструмента

Сегодня в магазинах предлагается множество разновидностей ручных заклепочников, которые можно приобрести по цене около 2−3 т. р. Для выбора наиболее подходящей модели вы должны сначала понять, для каких целей вам нужен инструмент. Если вы решили приобрести его для частого соединения разных элементов деталей, то советуем остановить выбор на более дорогом профессиональном инструменте. Всем остальным будет вполне достаточно и бюджетной модели, которая им обойдется примерно в 150−500 р.

Если вы хотите, чтобы инструмент прослужил вам долго, вы должны не только знать, как выбрать заклепочник ручной, но и соблюдать аккуратность во время пользования им. В противном случае он быстро сломается в ваших руках, даже если это будет дорогой профессиональный инструмент от известного бренда.

Цена — один из важных факторов, которые следует учитывать при выборе этого устройства. Но помимо него, немаловажное значение имеют и другие характеристики:

• Материал заклепок. Для соединения алюминиевых деталей вы можете купить любой из доступных в магазинах инструмент. Если же вам предстоит выполнять фиксацию стальных деталей, то советуем сделать выбор в пользу более мощных заклепочников.
• Удобство применения. Если вы планируете использовать для соединения крепежи разного диаметра и из разного материала, то имеет смысл приобрести двуручную модель. При выборе инструмента советуем обратить внимание на его головку. Желательно, чтобы она была поворотной. Тогда вы с легкостью сможете выполнить соединение и на сложных участках. Перед покупкой не помешает выяснить, присутствует ли в комплектации набор сменных насадок. Об этом особенно стоит побеспокоиться тем, кто собирается использовать для соединения разные крепежи.
• Важной характеристикой, которую необходимо учитывать при выборе заклепочника, является наличие контейнера для отходов. Особенно он будет незаменим тем мастерам, которые собираются возводить забор на территории или укладывать кровлю.

Принцип действия

Вытяжные заклепки состоят из гильзы, внутри которой находится стержень с уплотнением на конце. На техническом языке это уплотнение называется пуансон. В процессе клепания на стержень оказывается давление, заставляющее пуансон деформировать конец стержня в подобие шляпки. При этом также расширяется и сама гильза, фиксируя место крепления.

Работа с заклепками характеризуется относительно высокой скоростью, что можно записать в преимущества этого метиза. Заклепки всегда обрабатываются различными составами, стойкими к агрессивной среде, высокой влажности и перепадам температуры, что позволяет увеличить срок их службы.

Как работает ручной заклепочник?

Для понимания процесса, необходимо увидеть заклепку в работе. На схеме обозначены основные ее элементы:

В подготовленное отверстие помещается втулка заклепки. Инструмент надевается на сердечник и упирается в буртик заклепки. Зафиксированный стержень вытягивается из втулки, расклепывая ее верхнюю часть.

Когда клепка завершена, и головка сердечника прочно засела в расклепанной втулке – стержень отрывается. Склепанные материалы соединены лишь втулкой.

Принцип работы самого инструмента и его устройство так же рассмотрим на схеме.

• головка (1) одевается на сердечник установленной в отверстие заклепки;
• корпус (2) выполняет функции нижней рукоятки и упорной станины;
• верхняя рукоятка (3), опираясь на станину при помощи оси (9), является силовым рычагом;
• при сжимании рукояток рабочая втулка (4) сжимает цанговые кулачки (5), плотно фиксируя стержень заклепки;
• продолжая движение, цанговый механизм вытягивает стержень из втулки заклепки, формируя расклепанное кольцо;
• при разжимании рукояток, конусная втулка (6) под действием пружины (7) разжимает кулачки, позволяя цанговому механизму занять исходное нижнее положение;
• крышка (8) является упором для пружины, снимается для обслуживания цангового механизма;
• для удобства оператора, в корпусе хранятся сменные головки (10), для различных диаметров заклепок.

Мы рассмотрели, как работает заклепочник. При этом надо понимать, как правильно подобрать соединительные элементы.

Виды работ

Специалисты выделяют две технологии клепки — горячую и холодную. Каждая из них применяется в разных ситуациях.

Горячая клепка

Перед соединением деталей стержень крепежного элемента нагревается. Температуру нагревания мастера определяют по цвету — металл должен быть раскален докрасна. Для проведения горячей клепки подходят стержни толщиной от 8 мм.

Холодная клепка

Стандартная технология, применяемая в разных ситуациях. Чаще холодную клепку проводят в домашних условиях, небольших мастерских для изготовления изделий, на которые не будут воздействовать большие нагрузки. Для ее выполнения применяются стержни толщиной не более 8 мм.

Классическая конструкция заклепки

Основным метизом для клепки листов в машиностроении считаются заклепки стальные, нормированные требованиями еще советского ГОСТа 10299 80. Они чаще всего соединяют высоконагруженные стальные конструкции, используемые в строительном деле. Например, в каркасах и опорных сборках. Преимуществом классической формы является возможность соединения двух листовых поверхностей толщиной более 30 мм.

В отдельных случаях ГОСТ 10299 80 допускает соединение сборки до 35 мм. В отличие от предыдущих видов заклепок, классическую заклепку устанавливают только при наличии опорной поверхности с обратной стороны плоскости соединения. Это необходимо для компенсации ударной нагрузки по заклепочному хвостовику.

Технология клепки выполняется в следующем порядке:

1. Линию, по которой будет осуществляться установка заклепочного соединения, размечают точками под сверловку отверстий в соединяемом металле.
2. Листы металла фиксируют с помощью механических приспособлений типа струбцин или даже точечной сваркой. Выполняют сверление крайних точек установки крепежа, в которые вставляют центрирующие металлические штифты. При этом диаметр отверстий выбирают в соответствии с рекомендациями ГОСТ 10299 80 примерно на 10% больше диаметра тела хвостовика.
3. В просверленное отверстие вставляется метиз таким образом, чтобы головка находилась с обратной стороны соединяемой поверхности. Длина крепежа также выбирается в соответствии с ГОСТ 10299 80. Это обеспечит формирование второй головки из хвостовика нормальных размеров после его расклепывания молотком или электрическим ударником.

К сведению! Размеры, выбранные в соответствии с ГОСТ 10299 80, обеспечивают максимальную прочность соединения.

При выборе более тонкого по диаметру стержня его прочности может не хватить для жесткого соединения. В этом случае перерезающее усилие в радиальном направлении способно оборвать по очереди большую часть соединений. После расклепывания металл крепежа должен полностью заполнить отверстия с небольшим натягом.

Не следует пренебрегать рекомендациями ГОСТа 10299 80 при выборе длины хвостовика крепежа. Слишком длинный хвостовик помешает правильной деформации и осаживанию металла. Слишком короткий не обеспечит образование второй головки необходимых размеров и прочности.

Для увеличения пластичности заклепки из определенных марок стали могут перед установкой разогреваться до высокой температуры с проковкой головок и закалкой крепежа. Заклепки алюминиевые, медные, латунные перед установкой могут проходить обработку специальными жидкостями, предупреждающими развитие электрохимической коррозии.

Какой металл самый выгодный?

Вопрос о том, какой металл самый выгодный, не имеет однозначного ответа, так как это зависит от разных факторов. Например, для разных целей могут быть нужны разные металлы, и в зависимости от текущей конъюнктуры рынка, цена на разные металлы может колебаться.

Однако, среди наиболее популярных металлов, можно назвать следующие:

1. Золото: золото является одним из самых дорогих металлов на рынке. Его ценность связана с его редкостью, уникальными свойствами и историческим значением. Золото используется в ювелирной отрасли, промышленности, медицине и инвестиционных целях.

2. Платина: платина является одним из самых ценных металлов на Земле. Она используется в промышленности, включая производство автомобилей, катализаторы и электронику.

3. Серебро: серебро широко используется в ювелирной отрасли, электронике, фотографии и медицине. Цена на серебро обычно ниже, чем на золото или платину, но она также может меняться в зависимости от рыночной конъюнктуры.

4. Медь: медь является одним из наиболее распространенных и доступных металлов на Земле. Она используется в электронике, строительстве, транспорте и многих других отраслях. Цена на медь также может колебаться в зависимости от спроса на рынке.

5. Алюминий: алюминий является легким, прочным и коррозионностойким металлом, который широко используется в производстве автомобилей, самолетов, упаковки, строительных конструкций и т.д.

Таким образом, ответ на вопрос о том, какой металл самый выгодный, зависит от того, для каких целей металл будет использоваться, какова текущая конъюнктура рынка, а также от многих других факторов.

Видео. Монтаж резьбовых заклепок без использования специального инструмента ��