Сварка – 12 видов, подробно объяснённых
Сварка — это производственный процесс, в ходе которого соединяют два или более металла при помощи тепла, давления или их сочетания,…
В этой статье мы сосредоточимся на одном из самых древних способов соединения двух деталей — заклёпках. От египетских наконечников копий и бронзовых топоров до современных производственных методов — заклёпка демонстрирует поразительную долговечность. Появление пресс-фит крепежа позволило усовершенствовать концепцию заклёпки, сделав её съёмной и многоразовой. Подходит ли заклёпка для вашего проекта, или есть более удачная альтернатива? Какой материал лучше выбрать? Необходима ли здесь цельная заклёпка, вытяжная заклёпка или резьбовая заклёпка-гайка? Ответы на эти и другие вопросы вы найдёте ниже — читайте дальше!
Заклёпки выпускаются в самых разных размерах и формах, чтобы соответствовать требованиям различных отраслей и задач. В своей самой простой форме заклёпка состоит из головки и стержня, чуть длиннее общей толщины соединяемых деталей. Хвостовая часть цельной заклёпки вставляется в заранее просверленное отверстие, после чего деформируется, формируя вторую головку, надёжно фиксирующую обе детали. Заклёпочные соединения отлично работают на срез, обладают хорошими прочностными характеристиками на разрыв и практически не подвержены самооткручиванию от вибрации. Мы подготовили краткий обзор самых популярных видов заклёпок, чтобы облегчить выбор подходящего крепежа для вашего проекта.
Это прародитель всех заклёпок, представляющий собой простой стержень с головкой на одном конце. Цельные заклёпки бывают разных профилей: полукруглая, купольная, грибовидная с низким профилем (да, такие существуют!) и плоская. Цельная заклёпка — это надёжность и простота, и мало какие методы крепления могут сравниться с ней по стабильности соединения материалов.
Широко известная как «поп-равёт», вытяжная заклёпка особенно полезна, когда доступна только одна сторона сборки. Для её установки требуется специальный ручной инструмент — заклёпочник, который можно приобрести в большинстве магазинов строительных или автомобильных товаров. Для монтажа поп-равёта его корпус вставляют в заранее подготовленное отверстие, затем заклёпочник вытягивает стержень (мандрелль), деформируя дальний конец заклёпки и формируя буртик, который плотно стягивает обе детали между собой. Существует несколько видов вытяжных заклёпок, каждая из которых предназначена для работы с металлом, стеклопластиком, пластиком, деревом и другими листовыми материалами.
Расщеплённые или двулапковые заклёпки похожи на цельные, но хвостовая часть их стержня разделена на две ножки, которые после установки с помощью специального инструмента разводятся в стороны, обеспечивая фиксацию. Для установки такой заклёпки нужен доступ к обеим сторонам соединения. Обычно они используются для крепления мягких пластиков, плотных тканей и кожи.
Трубчатые (или полутрубчатые) заклёпки напоминают цельные, но с отверстием, просверленным с хвостовой стороны стержня. Устанавливаются они аналогично цельным, требуя доступа к обеим сторонам, но для их монтажа требуется в четыре раза меньше усилия. Поскольку деформация происходит только на полой части, такие заклёпки подходят для подвижных соединений — например, в качестве осей.
Внимательный читатель уже догадался: потайная головка заклёпки располагается вровень с поверхностью детали. Всё верно! Для этого отверстие снабжается фаской (обычно 100°), которая соответствует заклёпке с аналогичным углом потайной части. Такие заклёпки могут быть как вытяжными, так и цельными, и позволяют добиться не только эстетичного вида, но и снизить аэродинамическое сопротивление (например, на обшивке крыла самолёта).
Любой из перечисленных видов заклёпок может быть изготовлен из различных металлических сплавов. Основное ограничение — стержень должен быть достаточно пластичным, чтобы деформироваться без растрескивания. Чаще всего применяются мягкие сплавы алюминия и низкоуглеродистой стали, а также нержавеющая сталь для повышенной коррозионной стойкости, латунь и медь — для декоративных целей и простоты установки без спецоборудования.
Если требуется высокая прочность, используются цельные заклёпки из высокоуглеродистой стали, которые необходимо разогреть до «вишнёво-красного» цвета и устанавливать с помощью пневматического инструмента.
Несмотря на доступность и надежность, заклёпки требуют времени на монтаж, являются постоянным (нераскручиваемым) соединением и тяжелее некоторых других видов крепежа.
В мире DIY самой популярной разновидностью заклёпки по праву считается вытяжная («поп-») заклёпка — прежде всего потому, что её можно установить, имея доступ только с одной стороны детали. Главный минус? Если только вы не хотите сверлить свою новенькую конструкцию, заклёпка останется навсегда.
Прессовые гайки обладают высокой устойчивостью к вибрации и не откручиваются, как это часто бывает с приваренными гайками. Кроме того, их можно устанавливать в металлические листы толщиной всего от 1,2 мм.
Самозаклёпывающаяся шпилька — это своеобразная «инь» к «яню» прессуемой гайки: как и гайка, её можно монтировать, имея доступ только с одной стороны узла. В отличие от стандартной гайки и болта, шпилька фиксируется и не вращается, что значительно облегчает установку, особенно в труднодоступных местах. У вас такого ни разу не случалось? Вот так везение…
В большинстве случаев установка заклёпок требует предварительного сверления совпадающих отверстий в деталях. Хотя при заказе деталей с лазерной резкой это не проблема, дополнительно нужно подобрать подходящие заклёпки и зачастую приобрести специализированный инструмент для их монтажа.
Использование крепежа PEM в наших металлических деталях сокращает время работы на каждый элемент до обычного завинчивания гайки или болта.
Если вы работали с вытяжными заклёпками, то знаете: из-за человеческого фактора, особенностей компонентов или несовпадения отверстий качество соединения может существенно различаться от заклёпки к заклёпке.
Несмотря на некоторые ограничения, заклёпки по-прежнему широко применяются в различных отраслях: авиационная промышленность и производители тонколистового металла часто используют заклёпочные соединения, поскольку они практически не ослабевают под воздействием вибрации. В индустрии автодомов заклёпки применяются для крепления пластика, фанеры и алюминия — попробуйте-ка сварить такие материалы между собой! Кроме того, при правильной установке заклёпки могут быть водонепроницаемы, что делает их идеальным выбором для судостроения.
Вы уже нарисовали свои детали в любимой CAD программе и продумали такие детали, как размер отверстий, их расположение и взаимосвязь с линиями гиба — но всё ещё сомневаетесь? Не переживайте! Помимо руководства по крепежу, о котором мы уже упоминали (кажется, даже дважды), для каждого совместимого материала есть отдельные рекомендации по толщине и другим параметрам. Например, если вы выбрали алюминий 5052 H32 за его малый вес, прочность, коррозионную стойкость и доступную цену — перейдите в наш каталог крепежа, чтобы отфильтровать доступные элементы по материалу и узнать, какие гайки, стойки и шпильки можно использовать. Для каждого крепежа указаны данные по максимальной и минимальной толщине материала, расстояниям от центра отверстия до края детали и множеству других нюансов.
Мне нужна заклёпка или резьбовая заклёпка-гайка?
Хотите, чтобы узел можно было разобрать для хранения или транспортировки? Лучше выбрать впрессовываемый крепёж. Нужно найлегчайшее и максимально устойчивое к вибрации соединение? Берите цельную заклёпку.
В чём разница между вытяжной и поп-равётом?
На самом деле — ни в чём! Первая вытяжная заклёпка была изобретена в Великобритании в 1916 году. Во время Второй мировой войны и после неё заклёпка POP™ приобрела огромную популярность благодаря простоте установки. Это до сих пор самый востребованный вид заклёпки, права на который сейчас принадлежат компании Stanley.
Почему бы просто не сварить?
Хотя точечная сварка выигрывает по весу и скорости, заклёпки (и предлагаемая нами резьбовая заклёпка-гайка) обеспечивают гораздо лучшую сопротивляемость вибрациям и повторяемость соединений. К тому же, попробуйте приварить деревянную панель к алюминиевому листу!
