Виды соединений металлических листов: виды крепежа, стыковка

Традиционным способом для соединения металлических листов является сварка. Однако сварка тонкого листового проката и листов с защитными покрытиями часто бывает проблематичной или невозможной. Поэтому мы рассмотрим альтернативные варианты – с помощью фальцевых швов, клепки и специального крепежа.

Виды фальцевых швов для соединения тонких металлических листов

Эти виды соединений популярны при устройстве металлических кровель.

• Двойной стоячий фальц применяется для кровель со скатами, угол наклона которых менее 25°. Этот шов на месте соединения металлических листов обеспечивает устойчивость к проникновению влаги. Исключение составляет воздействие стоячей воды. В таких ситуациях изготавливают высокие фальцы или используют специальные прочные прокладки, допускающие применение механизмов для закатывания фальца.
• С помощью лежачих фальцев соединяют листы в горизонтальном направлении.
• Для кровель со значительным наклоном скатов – более 25° – применяют простой в исполнении Г-образный фальц.
• Для стыкования листов в продольном направлении используют стоячий фальц.

Соединение листов металла заклепками

Заклепки изготавливают из стали, алюминия, меди, латуни, они бывают полукруглыми, плоскими, потайными или полупотайными.

Этапы соединения листов заклепками

• Листы накладывают друг на друга, фиксируют в струбцине.
• Центры отверстий отмечают и накернивают.
• Отверстия пробивают пробойником или высверливают одновременно в обеих заготовках.
• В пробитые отверстия сразу же вставляют заклепки и расплющивают их молотком.
• С помощью обжимки придают окончательную форму верхней головке.

Длина стержня заклепки выбирается таким образом, чтобы над поверхностью металла он выступал примерно на 1/3. От краев листов заклепки должны располагаться на дистанции 9-12 мм, между собой – на расстоянии 25-30 мм.

Для листов из высокопрочных, термически упрочненных сплавов алюминия соединение заклепками является основным способом. Сравнительно новые изделия – рифленые алюминиевые болтозаклепки. Стержень такой заклепки захватывается специальным пневмоинструментом и натягивается.

Стыковка листов профнастила

При укладке на кровлю профилированного тонколистового оцинкованного холоднокатаного проката действуют следующие правила соединения:

• на крутых скатах достаточно перехлеста листов (более 30°) – от 10 см;
• при наклоне 15-30° совмещение составляет 15-20 см;
• при малом уклоне – до 14° – ширина стыка 20 см.

На нижних и верхних краях крыши по стыкам располагают крепления в каждом углублении профиля. На продольных стыках крепежные элементы располагают с шагом 50 см.

Виды крепежа

• Стальной оксидированный или оцинкованный саморез-«клоп» со сверлом применяется для фиксации металлического листа к металлической обрешетке. При толщине листа до 2 мм предварительное сверление не требуется.
• Стальной оксидированный или оцинкованный саморез-«клоп» без сверла применяется для крепления металлического листа к обрешетке из металла.
• Для соединения тонких профилированных листов между собой используют самосверлящие самонарезающие винты марки HILTI. Крепеж длиной до 19 мм может применяться для соединения двух-трех листов, общая толщина которых не превышает 2,7 мм.
• Самосверлящие оцинкованные винты HILTI диаметром 4,8-6,3 мм длиной 38-55 мм служат для крепления профнастила к основному металлу непосредственно или через утеплительный слой.
• Для использования в агрессивных средах предназначены винты HILTI диаметром 4,8-5,5 мм длиной до 100 мм, изготовленные из коррозионностойкой стали.

Способ стыковки просечно-вытяжного листа зависит от его толщины. Для толстолистовой продукции применяется сварка, для тонколистовой – заклепки или самосверлящие винты.

Способы крепления листовых материалов металлов без крепежа и метизов

Загибание соединительных лапок — это один из самых простых и экономных методов получения достаточно прочных соединений деталей из листового металла, которые будут постоянно или надолго скреплены. Для этого не требуются винты, заклепки, или какой-либо иной крепеж. 

Есть несколько обязательных условий в работе с металлическими опорами. Согнутые металлические опоры должны иметь толщину между 3 и 20 мм. Металл должен быть достаточно пластичен, чтобы принять форму после сгибания. Металлы, соединяемые с помощью металлических опор, — это чаще всего мягкая сталь, алюминий, медь или латунь. 

Для лучшего результата, части должны сгибаться перпендикулярно направлению листового проката, как минимум на 45 градусов от этого направления. К тому же, штамповочные заусенцы по возможности должны быть с внутренней стороны сгиба. Финальный сгиб должен быть сделан в том же направлении, что и предварительный сгиб.

Принципы работы

Один или несколько выступов (также их называют ножками, лапками, язычками) делаются на одной из соединяемых деталей. В другой сопрягаемой части пробиты пазы, немного превышающие ширины выступов. Обе данных части выполняются на пробивном прессе.

После этого лапка сгибается вверх под углом, подходящим для сборки (обычно 90 градусов), вставляется в паз и складывается, чтобы сформировать соединение. 

 

Ножки могут отличаться по размеру и форме для визуального эффекта, а также для того, чтобы облегчить сборку. 

Пазы не обязательно должны быть узкой прямоугольной формы. На самом деле предпочтительнее выбирать треугольные и круглые формы, или же простые выемки. Крепления с подобными формами держатся дольше и крепче.

Делаем крепление прочнее

Крепление можно сделать прочнее, если несколько опор будут загнуты в разных направлениях. 

Если пространство ограничено, разделите паз на две опоры.

Крепления получаются прочнее, если опоры нагружены вдоль своего ребра, а не на разгиб.

Добавление одной или более частей

Сборка не всегда подразумевает две или более двух частей. Одна часть может быть скреплена сама с собой, одним концом к другому, с загибом ножек. На картинке можно увидеть как может быть сделана труба из листа.

Если необходимо, три (или больше) листовых детали могут быть скреплены бутербродом. 

Заменяем сгибы скручиванием 

При скреплении относительно толстых листовых деталей можно применять скручивание опор вместо их сгибания, при этом лучше взаимная фиксация. Но имейте в виду, что скручивание увеличивает высоту требуемого зазора. К тому же острые углы могут быть опасны для людей. 

Громоздкие или нелистовые металлические части конструкции могут быть скреплены с листовой основой при помощи согнутых опор или металлической скобы, согнутой по бокам. 

Высота скрученных опор может быть снижена при использовании подобных вариантов. Они более эффективны, но обходятся дороже при вырубке. 

Различные способы соединения металлов без сварки

Сварка плавлением является важным и преобладающим процессом в производстве металлов, но иногда вы можете столкнуться с трудностями при внедрении сварки и хотеть использовать альтернативные методы соединения металлов без сварки. Если вы ищете способ соединения металлов без сварки, эта статья для вас. Приходите, будем исследовать.

Для чего нужно соединение металлов без сварки?

Нам часто приходится использовать метод, отличный от сварки плавлением, для соединения двух или более металлов. Причин может быть много, и некоторые распространенные причины собраны ниже:

• Некоторые металлы обладают металлургической несовместимостью, и сварка плавлением нецелесообразна или не обеспечивает надежного соединения (например, сочетание алюминия со сталью или алюминия с медью).
• Существуют металлы с плохой свариваемостью, и попытка их сварки может привести к трещинам, металлы, реагирующие с атмосферой, теряют свои свойства и т. д.
• Нет необходимости сваривать каждое соединение в металлоконструкции. Многие соединения подвергаются умеренной нагрузке и рабочей температуре, и паяное соединение может быть приемлемым.
• Иногда вам нужны соединения, которые вы хотите разобрать и собрать, когда это необходимо. Такие соединения возможны при использовании механических креплений.
• Для таких работ, как сборка кузовов легковых автомобилей или автобусов, соединение заклепками может быть аккуратной и чистой альтернативой сварке.

Как соединить металлы без сварки?

Различные методы соединения двух или более металлов без сварки :

• Склеивание металлов клеем.
• Пайка.
• Пайка.
• Клепка.
• Использование механических застежек.

1. Склеивание металлов с помощью клея

Этот метод можно использовать для соединения легких металлических деталей, когда сборка не подвергается воздействию силы или тепла. Клеи, такие как эпоксидный, полиуретановый или на основе силикона, могут быть хороши для соединения легких металлов. Вы можете сделать это, выполнив следующие шаги:

Шаг 1 – Убедитесь, что соединяемые детали идеально подходят друг к другу.

Шаг 2 – Очистите заготовки, чтобы удалить все загрязнения. Используйте наждачную бумагу, чтобы сделать область склеивания слегка шероховатой. Убедитесь, что место склеивания чистое.

Шаг 3 – Нанесите рекомендуемый клей на область склеивания с помощью кисти или шпателя.

Этап 4 – Соберите детали и закрепите сборку с помощью подходящих зажимов или приспособления. Убедитесь, что в стыке нет зазоров.

Шаг 5 – Дайте склеенному узлу застыть в течение 12 часов или в соответствии с рекомендациями производителя клея.

Шаг 6 – Выньте приклеенный узел и используйте его после проверки.

Примечание: Делайте это в хорошо проветриваемом помещении и соблюдайте рекомендуемые меры предосторожности.

2. Пайка

Вы можете определить пайку как процесс использования тепла для расплавления присадочного металла и соединения или пайки двух металлов. Источником тепла может быть газовая горелка, индукционная катушка или печь, а расплавленный припой затекает в место пайки за счет капиллярного действия.

В отличие от сварки, при пайке основные металлы остаются в твердом состоянии, а присадочный металл с температурой плавления намного ниже, чем у основного металла, плавится и заполняет соединение. Расплавленный присадочный металл затвердевает, образуя паяное соединение.

Для получения качественного паяного соединения важно, чтобы основной металл был чистым (без загрязнений и окислов на поверхности) и имелся рекомендуемый зазор в стыке. Загрязнение влияет на текучесть расплавленного присадочного металла, а зазоры в швах важны для капиллярного действия. Пайка производится при приблизительной температуре 800ºF/426ºC или выше.

Необходимо нанести флюс на место пайки, чтобы защитить основной металл и расплавленный присадочный металл от окисления и вывести все оставшиеся загрязнения в виде шлака на поверхность соединения. Следы флюса очищаются после пайки, так как он обладает высокой коррозионной активностью.

Различные типы пайки: пайка в домашних условиях с использованием домашних комплектов для пайки, пайка горелкой, пайка с использованием индукционного нагрева, пайка погружением и пайка в печи.

3. Пайка

Пайка похожа на пайку, но выполняется при гораздо более низкой температуре, чем пайка (от 180°C до 275°C/от 356°F до 527°F). Используемый присадочный металл (называемый припоем) обычно представляет собой сплавы олова и свинца или олова с очень небольшим количеством меди, цинка и серебра, а флюс используется для предотвращения образования оксидов. Металлический припой с более высоким содержанием олова будет иметь низкую температуру плавления.

Как и при пайке, наличие чистых поверхностей пайки и рекомендуемый зазор в стыке очень важны для хорошего капиллярного действия и получения хорошего паяного соединения. Пайка является предпочтительным процессом соединения соединений на электрических и электронных платах.

Для пайки используется электрический паяльник. Подключите паяльник. Очистите поверхности пайки с помощью наждачной бумаги и химических чистящих средств. Окуните паяльник во флюс, нанесите его на соединение и расплавьте припой. Расплавленный металлический припой соединяет детали с помощью пайки. Удалите излишки припоя, если таковые имеются.

4. Клепка

Когда вы путешествовали на поезде или автобусе, вы могли заметить, что кузов и крыша автобуса или вагона поезда изготавливаются с использованием процесса клепки.

Вы можете соединить два перекрывающихся металлических листа (расположенных внахлестку) путем их заклепывания. Очистите металлические поверхности и зажмите их внахлест. Если металлические листы тонкие, можно разметить и пробить отверстия для клепки; однако толстый калибр необходимо просверлить.

Используемые заклепки могут быть алюминиевыми, латунными или медными и иметь головку заклепки на одном конце. Вставьте заклепку в отверстие, поместите инструмент для формирования головки заклепки на другой конец и забейте его молотком, чтобы сформировать головку (вы можете молотком не использовать инструмент для формирования головки заклепки, но это может выглядеть не очень хорошо). После того, как вы завершили клепку, дайте ему остыть и сформировать прочное соединение. Металлические листы можно обрезать, собирать и красить. Клепка полезна для поддержки сдвигающих нагрузок.

Вы также можете использовать клепальные пистолеты для легких работ.

5. Использование механических креплений

Часто требуются большие металлические конструкции, которые нецелесообразно изготавливать цельными, примерами могут быть рама машины, основание машины и т. д. В таких случаях, может быть выгодно разделить всю конструкцию на две или более небольших, а затем собрать их вместе с помощью гаек, болтов и шайб (креплений). К преимуществам можно отнести простоту изготовления, простоту транспортировки и многое другое. После того, как вы соберете подконструкции вместе с помощью крепежных деталей, они станут единым прочным элементом.

Эта идея получила дальнейшее развитие, и результат перед вами. Вы можете думать о своей машине, мотоцикле, велосипеде и многих подобных машинах как об одном устройстве. Тем не менее, он состоит из множества отдельных частей, соединенных нужным образом с помощью крепежных элементов. Любая машина, которую вы назовете, будь то локомотив, пассажирский автобус, самолет, состоит из множества частей, соединенных вместе с помощью крепежных деталей и других способов.

В отличие от сварки, пайки или пайки, узел, собранный с крепежными элементами, можно разбирать любое количество раз и собирать их обратно.

Соединение алюминия без сварки

Алюминий является популярным металлом благодаря своим многочисленным качествам, включая высокое соотношение прочности и веса. Помимо сварки, соединить две и более алюминиевых деталей можно следующими способами:

• С помощью клея.
• Пайка.
• Пайка.
• Клепка.
• Использование механических застежек.

Использование клея: Вы можете подготовить алюминиевые поверхности, как описано в предыдущих параграфах, и использовать рекомендованный клей, например, эпоксидный клей, клей на основе силикона и т. д. Следуйте инструкциям производителя клея, чтобы получить хорошее сцепление.

Пайка : Чтобы получить полное представление о пайке алюминия, вы можете обратиться к нашей статье «Как паять алюминий».

Пайка : Вы можете следовать процессу пайки, описанному в предыдущих параграфах. Используйте флюс и припой, рекомендованный для пайки алюминия.

Соединение заклепками и механическими креплениями : Эти процессы аналогичны описанным в предыдущих пунктах.

Соединение нержавеющей стали без сварки

Две или более детали из нержавеющей стали можно соединить следующими способами:

• С помощью клея.
• Пайка.
• Пайка.
• Клепка.
• Использование механических застежек.

Использование клея : Этот метод можно использовать для соединения легких деталей из нержавеющей стали. Процесс такой же, как обсуждался в предыдущих параграфах; однако вы должны использовать клей, рекомендованный для нержавеющей стали. Это подходит для соединения произведений искусства, которые не подвергаются нагрузке.

Пайка : Процесс пайки будет аналогичен процессу, описанному в предыдущих параграфах, с использованием флюса и присадочного металла, рекомендованных для нержавеющей стали. Комбинация никеля и меди может использоваться для пайки нержавеющей стали (температура пайки 1120º C/ 2048º F).

Пайка : Вы можете соединить две пластины из нержавеющей стали с помощью пайки, при этом в качестве припоя может использоваться сплав олова и серебра (96,5 % олова и 3,5 % серебра). Пластины из нержавеющей стали очищаются и наносится флюс. Фольга припоя помещается между двумя припаиваемыми пластинами из нержавеющей стали, и зажатый узел нагревается примерно до 220º C/428º F.

Горелка MAPP может использоваться для нагрева. Металлическая фольга для пайки плавится и соединяет две пластины из нержавеющей стали путем пайки. Паяную заготовку промывают горячей водой и очищают проволочной щеткой из нержавеющей стали.

Клепка : Вы можете соединить два перекрывающихся листа из нержавеющей стали с помощью клепки. Марка материала заклепки должна быть такой же, как у основного металла (AISI 304, 316 и т. д.). Вставьте заклепку в просверленное отверстие, поместите инструмент для формирования головки заклепки на другой конец заклепки и ударьте молотком, чтобы сформировать головку и соединить листы.

Поскольку нержавеющая сталь является прочным металлом, нанесите смазку на заклепку перед ударом молотком, и требуемый удар будет больше.

Использование механических застежек : Процесс аналогичен описанному в предыдущих параграфах, обычно используются застежки из нержавеющей стали.

Связанная статья: Сварка VS Пайка | В чем разница?

Заключение

Сварка плавлением не всегда может быть стандартным решением для соединения двух или более металлов, и когда у вас возникают проблемы со сваркой, знание альтернативных способов соединения металлов может решить вашу проблему.

Ссылки:

• Канал VCG Construction на YouTube.

6 Типы методов соединения листового металла

Под листовым металлом обычно понимается тонкая металлическая пластина толщиной 6 мм или менее.

Изготовление листового металла — это процесс холодной обработки, который обычно используется для штамповки, гибки, волочения и формовки.

Толщина деталей из листового металла везде одинакова.

Обработка листового металла относится к процессу формования, коэффициент использования материала высок, качество легкое, прочность хорошая, выгодно для электромагнитного экранирования, широко используется в автомобилях, электронике, бытовой технике и многих другие отрасли.

Инженеры-механики неизбежно будут использовать детали из листового металла при проектировании изделий из листового металла.

Как экономично и надежно соединить несколько деталей из листового металла? И как лучше крепить листовой металл?

В этой статье мы познакомим вас с 6 типами процесса соединения листового металла, который часто используется при разработке продукции.

Складывающиеся/язычковые соединения

Два куска листового металла, соединенные друг с другом складными или сгибаемыми выступами в виде пряжки и зажимной прорези.

Этот метод сборки относительно прост и удобен, и позволяет выполнить быструю сборку.

Однако операция складывания или соединения внахлест не гарантирует полного позиционирования, и требуется дополнительное вспомогательное позиционирование.

Вытягивание R заклепка

Клепка осуществляется в отверстии, соответствующем двум деталям, а заклепочный пистолет используется для вытягивания внешней заклепки для расширения и деформации, тем самым скрепляя две части.

Это подключение простое, удобное и быстрое.

S elf-clinching

Так называемая самоклепка заключается в использовании взаимной деформации листового металла для полной взаимной фиксации.

Хотя этот метод прост, он часто используется в местах, где его не разбирают.

Резьбовое соединение / крепеж

Самонарезание — это использование самонарезающих винтов для непосредственного нарезания резьбы на листе металла, что обеспечивает очень хорошую посадку и возможность разборки.

Заклепка

В процессе заклепки обжимная гайка или винт прижимаются к металлическому листу и могут соединяться с соответствующей наружной гайкой или винтом.

Сварные соединения

Основная цель заключается в использовании процесса точечной сварки для резервирования ряда паяных соединений на двух металлических листах.

Непосредственно расплавьте местный листовой металл на сварочной головке, чтобы завершить соединение листового металла.

В приведенном выше содержании мы представили различные методы соединения листового металла.

Наконец, в таблице приведены преимущества и недостатки различных методов соединения.

3

3

3

3

3

3

Joining methods	Tools used	Pros	Cons
Folding / Tab Joints	none	1. Low cost 2. Quick assembly	Невозможно полностью ограничить все степени свободы, необходимы другие фиксирующие устройства
Вытягивающая заклепка	Заклепочный пистолет	пробойник 2. Натяжной стержень будет иметь выступ 3. Существует ограничение на использование заклепочного пистолета
Самозажимной	специальная форма	Самонаправляемый, позиционирование не требуется	1. Нужно сделать процесс зенкерования 2. Не разобрать 3. Скорость доходности трудно гарантировать
Винт / Фастинг	отвертка	Низкая стоимость, отсоединяемое	Ограниченное количество	Ограниченное количество	Ограниченное количество	Ограниченное количество	Ограниченное количество	Ограниченное количество	.