Вытяжные заклепки для металла: описание и свойства

Как ковать своими руками

Существует два метода изготовления кованых заклепок своими руками. Методы различаются материалами и методом ковки.

Первый метод – с использованием металлического прута:

• Для этого метода потребуется металлический прут с квадратным сечением в 20 миллиметров.
• В металлическом изделии высверливается отверстие, диаметр которого должен быть немного больше диаметра элемента (5 миллиметров).
• Далее потребуется металлический прут с круглым сечением. От него необходимо отсечь небольшой кусок, нагреть его и поместить в отверстие, заготовленное на шаге номер 2.
• Один из концов заготовки необходимо простучать. Таким образом получается деталь с шляпкой круглой формы.

Применять такую заклепку можно для скрепления между собой полос и кругов из металла.

Кованая заклепка с шляпкой в форме пирамиды. Фото Сварог

Второй метод – с использованием металлического уголка.

Данный способ подразумевает использование самодельного приспособления для ковки элементов.

Данное приспособление позволит производить различные элементы диаметром до 5 миллиметров.

• Для изготовления приспособления потребуется уголок на 35 миллиметров. Также, подойдут уголки на 30 и 25 миллиметров. Толщина полки должна равняться 4 миллиметрам (или больше, но не меньше!).
• Берется уголок с длиной равной 42 сантиметрам. Необходимо отрезать от него часть. Далее, необходимо согнуть данную заготовку и просверлить в ней отверстия, имеющие разный диаметр. Одно отверстие должно быть обязательно сквозным.
• Получившуюся заготовку нужно зажать в тисках. Далее берется металлический прут с круглым сечением и помещается в любое из отверстий. Лишнюю часть необходимо отсечь. Далее, как и в первом методе, один из концов заготовки необходимо простучать. В итоге получается заклепка с шляпкой круглой формы.

Также существуют и другие способы, но независимо от метода исполнителю потребуется кузнечное оборудование и инструмент кузнеца, расходные материалы для изготовления, сборки и покраски кованых элементов, а также знания и навыки в области ковки и сварки.

Имейте, пожалуйста, в виду, тут мы описали два способа лишь вкратце, у нас есть более подробный материал про изготовление заклепок своими руками.

Кованая заклепка с квадратной шляпкой. Фото Харьков-Ковка

Мастеру, решившему изготовить клепки по технологии горячей ковки, следует приобрести широкие теоретические и практические навыки. Для этого нередко требуется получить соответствующее образование в заведениях по обучению кузнечному делу. Обзавестись знания самостоятельно очень сложно, а посещение мастер-классов предоставляет возможность увидеть всю сложность и кропотливость процесса.

Тщательная подготовка к производственному процессу является гарантией изготовления ярких и функциональных кованых заклепок своими руками.

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.

2 Устройство и конструктивные особенности

Вытяжные метизы состоят из тела и стержня. Телом обычно называют корпус, гильзу, втулку или цилиндр. Именно тело является крепежным элементом, который выполняет несущую функцию. Тело состоит из головки (бортика) и плоского пустотелого цилиндра. У герметичных метизов конец цилиндра запаян наглухо. По типу головки (бортика) метизы разделяются на метизы с высоким бортиком, с широким бортиком и потайным бортиком. Широкий бортик, как и высокий, обеспечивают осуществление прочного клепанного крепления. Такие крепления видны со стороны и образуют «выпуклости» на поверхности детали. Потайной бортик обеспечивает почти гладкую поверхность в месте крепления, однако, он менее надежен. Потайной бортик имеет ровную плоскую поверхность и толщину около 1 мм, в этом случае основная массивная часть головки вставляется в крепежное отверстие.

Цилиндр заклепки может быть разной длины и толщины. Именно по наружному диаметру цилиндра указывается диаметр метизов в наименовании при заказе. Размеры цилиндра являются наиболее важными среди всех прочих размеров метизов. Именно размеры цилиндра являются решающими при выборе заклепок. Суть крепления сводится к тому, что крепежный элемент должен обеспечивать подвижное/неподвижное соединение нескольких деталей или элементов. Длина цилиндра рассчитывается по формуле: толщина склепываемого материала1+ толщина склепываемого материала2 + толщина расклепки (указывается изготовителем) + 0,5-1 мм (для подвижного соединения). Диаметр цилиндра берут равным требуемому диаметру отверстий под крепеж (обычно отверстие больше на 0,1-0,2 мм — для свободной установки в него метиза).

Например, заклепка алюминиевая AlMg2.5 4х10. Это означает, что здесь указан тип сплава, цифра 4 — это указатель наружного диаметра в мм, 10 — длины в мм.

Стержень. Осуществляет функцию расклепки. Обычно изготовлен из стали, которая значительно прочнее тела. На конце стержня имеется головка, которая осуществляет расклепку вставляемого конца. При монтаже стержень вытягивается специальным инструментом (пневмозаклепочник) или, если креплений немного (1-3), можно использовать и обычные пассатижи. Однако, в последнем случае придется приложить приличную физическую силу.

Главным достоинством конструкции вытяжных заклепок является то, что они допускают односторонний монтаж (требуется доступ к креплению только с одной стороны), действуя наподобие анкеров.

Более прочная заклепка — резьбовая — отличается от вытяжной наличием внутри цилиндра резьбы. Цилиндр крепежного элемента с резьбой имеет вкрученный стержень, который не вытаскивается с силой, а выкручивается. Для усиления соединения внутрь вкручивается винт или болт. Таким образом, получается условно «закрытая» крепежная деталь. Иногда ее называют заклепка вытяжная глухая.

После того, когда определены размеры и материал для заклепок, а также тип бортика, следует определиться с их видом.

Особенности

Заклепки представляют собой крепежные элементы в виде втулки либо стержня с закладной головкой с одного конца и с замыкающейся в процессе заклепки головкой с другого. От вытяжных заклепок резьбовые отличаются наличием резьбы. То есть они представляют собой шестигранные либо цилиндрические втулки с опорным бортиком в верхней части и резьбой в нижней. Верхняя часть выполнена в виде тонкостенной трубки без резьбы и нередко имеет продольную наружную насечку. В процессе монтажа она деформируется. Вертикальная насечка на верхней части обеспечивает равномерную деформацию и предотвращает разрыв материала.

К достоинствам резьбовых заклепок относят:

• простоту применения;
• прочное скрепление элементов из хрупких и тонких материалов вроде листового металлопроката без деформации;
• возможность односторонней фиксации в случае превышения совокупной толщиной соединяемых деталей длины крепежного элемента без потери прочности;
• сохранение прочности соединения с течением времени;
• механическая и химическая неагрессивность;
• сохранение целостности поверхности и лакокрасочного покрытия;
• возможность соединения элементов из различных материалов;
• отсутствие механических напряжений в конструкции;
• возможность демонтажа и повторной установки.

Несмотря на то, что в настоящее время в большинстве случаев вместо заклепок используются сварные или склеиваемые соединения, рассматриваемые крепежные элементы имеют ряд преимуществ в сравнении с ними, определяющих их незаменимость в некоторых узлах. Во-первых, резьбовые заклепки выдерживают термическое воздействие. Во-вторых, они не вызывают структурных изменений элементов при монтаже, в отличие от сварки, что особо актуально при соединении деталей из различных материалов, поведение которых может быть непредсказуемо. В-третьих, резьбовые заклепки обеспечивают сохранение подвижности.

Однако данные крепежные элементы имеют ряд недостатков:

• монтаж осложнен необходимостью предварительного проделывания отверстий;
• большинство резьбовых заклепок не обеспечивает герметичность швов;
• монтаж связан с высоким уровнем шума.

Преимущества и недостатки

Высокий потребительский спрос на вытяжные заклёпки обусловлен рядом неоспоримых достоинств этих метизов.

• Простота установки обусловлена необходимостью доступа к соединению только с лицевой стороны. Это выгодно отличает данные метизы от резьбовых гаек, для монтажа которых нужен доступ с обеих сторон. Кроме того, крепления с резьбой имеют свойство со временем откручиваться и ослаблять соединение.
• Низкая стоимость вытяжных заклёпок позволяет сформировать надёжное и долговечное крепление, не экономя при этом на материале.

• Широкий сортамент типоразмеров значительно облегчает выбор крепёжных элементов.
• Способность соединять разные по структуре и свойствам материалы значительно расширяет сферу применения метизов.
• Высокая прочность и долговечность соединения. При соблюдении правил установки и бережной эксплуатации срок службы заклёпок равен, а иногда и превышает срок службы скрепляемых деталей.

К недостаткам относят необходимость предварительного засверливания, неразборность соединения и приложение существенных усилий при клепании ручным способом. Кроме того, модели имеют одноразовое предназначение и не могут использоваться повторно.

Виды металлических деталей заводского производства, фото

Как правило кованые заклепки изготавливаются кузнецом отдельно для каждого изделия, однако существуют и заклепки, произведенные  на заводе. Такие элементы имеют следующие виды.

С ножкой и без ножки (декоративные, имитация)

Кованые заклепки, не имеющие ножки, называют декоративными. Причиной тому является то, что их невозможно использовать для скрепления деталей кованого изделия. Крепятся такие изделия путем сварки. Элементами с ножками выполняют как декоративную, так и практическую функции.

Декоративная кованая заклепка. Фото Левша

Форма шляпки: домик, пирамидка, квадратный и прочие

Кованые заклепки нередко имеют шляпку в форме геометрических фигур, такие как круг, шестигранник, квадрат, пирамида. Ярким дизайном обладают элементы с шляпкой в виде цветов и птиц. Все зависит от того, где заклепка будет использоваться и какие элементы будут с ней комбинировать. Продажа кованых элементов является основным направлением деятельности многих компаний. Поэтому подобрать оптимальное сочетание не составит труда.

Кованая заклепка с шляпкой в виде птицы. Фото 3kovanye

Размеры

Размер заклепки, как правило, варьируется в пределах от 20 до 40 миллиметров. Встречаются совсем малые экземпляры, а также элементы, достигающие значительных размеров.

Кованая заклепка-шестигранник, большая, диаметр 40 мм. Фото ЭХК

От диаметра головки зависит область ее применения. Также, от диаметра будущей шляпки заклепки зависит диаметр прутка, который будет использоваться для ее изготовления. Соответственно, чем больше шляпка – тем толще пруток.

Особенности выбора вытяжных заклепок

Если перед вами встал вопрос выбора материала для изготовления крепежных элементов, необходимо ответственно отнестись к подбору материалов метизов со скрепляемыми деталями, что связано с высоким риском разрушения крепления. В большинстве случаев это происходит из-за появления гальванической пары метиз — деталь. Если влажность окружающей среды достаточно большая, что может объясняться намоканием, гальваническая пара становится проводником электрического тока, что и способствует разрушению крепления.

Для примера, контакт алюминия со сталью приводит к очень быстрому окислению, а также разрушению алюминия. По этой причине, для крепления стальных деталей принято использовать заклепки из нержавейки отечественного или зарубежного производства. Стальные заклепки пользуются большой популярностью за счёт своих прочностных свойств. А вот сталь оцинкованные решения не слишком популярные. Связано это с тем, что цинковое покрытие не может похвастаться большим сроком службы, поэтому оно очень быстро истирается. Проблема по-особому прогрессирует при использовании подвижных элементов.

Универсальным метизом считается крепежный элемент из медного сплава. Единственным «врагом» меди является алюминий, в то время, как остальные металлические заготовки практически не конфликтуют с металлом.

Из недостатков таких решений:

1. Высокая стоимость.
2. Появление некрасивого цвета после запуска процесса окисления (через определенный промежуток времени появляется зеленый налёт, который представляет собой остатки окислившейся меди). Правда подобные образования никак не влияют на прочность изделия.

Самое универсальное крепежное соединение — поламид. Подобная заклепка надёжно защищает практически всё, что можно себе представить, правда особая прочность для неё не свойственна.

Если вам необходимо заказать заклепки, обязательно обратите внимание на материал, из которого выполнена конкретная модель

Полезные советы

Помимо общего алгоритма выполнения работ, для каждого отдельного материала существуют свои небольшие тонкости монтажа. Так, при соединении разных по толщине материалов установка заклёпки должна производиться со стороны тонкого. Это позволит обратной головке сформировать более толстое уплощение и повысить надёжность соединения. При отсутствии возможности такого расположения со стороны тонкого материала можно подложить шайбу нужного диаметра. Такая прокладка не допустит продавливания тонкого слоя и не позволит поверхности деформироваться.

При соединении твёрдого и мягкого материалов рекомендуется использовать метиз с высоким бортиком, при этом обратную головку лучше расположить со стороны твёрдого материала. Если такой возможности нет, то со стороны мягкого слоя можно подложить шайбу либо использовать лепестковую заклёпку. Хрупкие и тонкие детали лучше соединять при помощи пластиковых вытяжных заклёпок либо использовать распорные и лепестковые варианты. Для получения гладкой поверхности с обеих сторон рекомендуется воспользоваться заклёпками, оборудованными потайными головками с обеих сторон.

Для формирования герметичного водонепроницаемого соединения необходимо использовать закрытые «глухие» метизы, способные эффективно препятствовать попаданию пыли и не допускающие проникновения воды и испарений. При установке заклёпки в труднодоступном месте наряду с заклёпочным пистолетом необходимо использовать дополнительную оснастку в виде насадок-удлинителей, помогающих подобраться к стержню.

Кроме того, при установке метизов следует учитывать, что расстояние от оси элемента до кромки соединяемых деталей должно быть больше или равно двум диаметрам головки. Соединение рыхлых материалов должно сопровождаться установкой дополнительной втулки, в которую и будет установлена заклёпка. При стыковании трубок с плоскими поверхностями не рекомендуется пропускать метиз сквозь трубу. Соединение будет более прочным, если участвовать в стыковке будет лишь одна из сторон трубки.

Таким образом, вытяжные заклёпки являются универсальным крепёжным элементом. Они позволяют сформировать крепкое и надёжное соединение на труднодоступных участках. Также детали без проблем скрепляют поверхности с ограничением доступа с обратной стороны.

Подробный рассказ о применении вытяжных заклепок — в видео ниже.

Из какого материала должна быть заклепка

Заклепки обычно берут из того же материала, что и соединяемые детали — это позволяет избежать электрохимической коррозии

Обращают внимание и на прочностные характеристики. Но, как правило, при соединении алюминиевых деталей, прочности алюминиевых метизов достаточно

Вообще, заклепки делают из таких металлов:

• сталь:
  • обычная — марок Ст2, Ст3, Ст10;
  • коррозионностойкая Х18Н9Т;

  • оцинкованная;

  • легированная (нержавеющая) — 9Г2, 304, 316.
• медь МТ и М3;
• алюминиевые сплавы (чаще АД1, Д18);
• алюминиево-магниевые (AlMg2,5; AlMg5; AlMg3),
• латунь (Л63).

При соединении медных деталей допустима установка латуни и меди. Алюминий соединяют алюминиевыми сплавами. Стальные листы — соответствующими марками стальных заклепок. Есть также смешанные метизы — из двух разных металлов (химически не конфликтующих). Чаще всего встречаются алюминиево-стальные.

Для установки фасадных элементов, откосов, отливов, металлочерепицы и профлиста, используются обычно вытяжные заклепки из оцинкованной окрашенной стали. Окраска — в тон с деталями.

Особенности алюминиевых заклёпок

Заклёпки алюминиевые ГОСТ – это вид креплений, используемый для создания неразрывных соединений. Перед началом клепания нужно убедиться, что такой вид метизов подходит к соединяемым деталям. Заклёпки представляют собой гладкие стержни в форме цилиндра с заводской головкой на конце. Для соединения 2-х и более элементов метиз располагают в отверстии, диаметр которого слегка превышает диаметр самого метиза.

После установки задний конец заклёпки расплющивают при помощи молотка или специального клёпочного устройства. Таким образом, стержень увеличивается до толщины в 1,5 раза больше первоначальной и образуется вторая головка.

Область применения данного рода материалов довольно широка. Это такие отрасли, как:

• самолётостроение;
• кораблестроение;
• косметическая и пищевая промышленность;
• химическое производство.

Как видно на фото алюминиевых заклепок, пластичность металла позволяет не использовать в работе с ними сложные инструменты.

Назначение

Вытяжные заклёпки служат для соединения листового материала и требуют наличия доступа к рабочей поверхности только с одной из сторон. В этом заключается одно из главных их отличий от традиционных «молотковых» моделей. Монтаж заклёпок производится в просверленное отверстие при помощи специального инструмента, который может быть как ручным, так и пневмоэлектрическим. Соединения, выполненные при помощи вытяжных заклёпок, являются очень прочными и долговечными. Кроме того, детали легко монтируются и отличаются высокой устойчивостью к агрессивному воздействию химических веществ, высоких температур и влажности.

Благодаря универсальности и надёжности, сфера применения вытяжных заклёпок достаточно обширна. Детали активно применяются в судо-, авиа- и машиностроении, текстильной промышленности и строительстве. При работах на объектах повышенной опасности заклёпки выступают в качестве альтернативы сварочным соединениям. Кроме того, заклёпки широко используют при ремонте частей и механизмов в труднодоступных местах и на пожароопасных объектах. Помимо соединения элементов из чёрных и цветных металлов, вытяжные заклёпки способны соединять пластик и текстиль в любых сочетаниях. Это позволяет широко использовать их в электротехнических работах и активно применять при изготовлении одежды, текстильных товаров народного потребления и резервуаров.

Виды

Тип метиза выбирается в соответствии с требованиями к соединению. Благодаря тому, что современный рынок крепёжных деталей представляет вытяжные заклёпки в широком ассортименте, выбрать нужный элемент не составит труда. В зависимости от эксплуатационных характеристик, метизы подразделяются на несколько видов.

Комбинированные модели считаются самым распространённым видом. Метизы способны обеспечивать неразъёмное соединение особо твёрдых деталей, подвергающихся механическим, весовым и вибрационным нагрузкам.

• Герметичные модели имеют довольно узкую специализацию и широко используются в судостроительных производствах. Особенностью конструкции глухих моделей является запаянный конец стержня. Изделия могут изготавливаться из нержавеющей стали, меди и алюминия.
• Многозажимные модели имеют несколько расклёпочных участков и устанавливаются в подвижные конструкции при необходимости соединения трёх и более элементов. Такой участок располагается между двумя соседними элементами, а монтаж производится при помощи пневмопистолета.

Помимо традиционных моделей, существуют усиленные варианты заклёпок, при изготовлении которых используется более прочный материал с утолщёнными стенками.

Какие заклепки доступны на рынке

В зависимости от требуемых характеристик, которые должны присутствовать в крепежном элементе, выбирается тип крепежа. В настоящее время в продаже предлагается несколько видов метизов:

1. Комбинированные. Способны обеспечивать надёжные неразъемные соединения конструкций из твердых сплавов или материалов с повышенной прочностью. Кроме этого их применяют и для крепления тонколистовых материалов. Сегодня комбинированные заклепки являются очень востребованной разновидностью крепежных элементов, поэтому их часто используют для проведения всевозможных монтажных работ. Изделие обеспечивает максимально прочное крепление, которое беспроблемно справляется даже с самыми интенсивными нагрузками.
2. Герметичные заклепки. Подобное решение представляет собой узкоспециализированный вариант крепежа, который по-особому востребованный для судостроительной отрасли. Конструктивная особенность подобного крепежа представлена запаянным концом со стержнем. Чаще всего подобные метизы изготовляют из меди, правда, для обустройства гражданских судов и лодок можно обойтись и алюминиевыми заклепками. Что касается креплений на промпроизводствах, то там актуальными остаются модели из нержавеющей стали.
3. Многозажимные. Такие изделия отличаются от всех предыдущих, наличием нескольких расклепочных участков. Они могут использоваться для крепления трёх и больше элементов конструкции для подвижного соединения. Между каждыми двумя элементами находится расклепанный участок. Их монтируют с помощью специального прибора (в большинстве случаев с помощью пистолета для вытяжных заклепок).
4. Кроме этого в продаже есть и усиленные модели метизов. По сути, это та же вытяжная заклепка, правда её цилиндр изготовлен из более толстого материала. В его качестве принято использовать прочный алюминий.

Сегодня есть и множество других разновидностей крепежа, которые могут отличаться и длиной, и формой стержня, однако останавливаться на них нету смысла, так как вышеперечисленные решения вполне универсальные, и вполне подходят для большинства целей.

Монтаж

Установка вытяжных заклёпок настолько проста, что не вызывает затруднений даже у новичков.

Необходимым условием для монтажа является лишь наличие заклёпочного инструмента и соблюдение последовательности выполнения работ.

• Первым этапом станет нанесение разметки на лицевой стороне верхней из соединяемых деталей. Расстояние между двумя соседними заклёпками не должно быть меньше пяти диаметров их головок.
• Рассверливание отверстий должно выполняться с учётом небольшого припуска.
• Удаление заусенец выполняется с обеих сторон каждой из деталей. Если доступ к закрытой стороне ограничен, удалением заусенец на ней можно пренебречь.

• Установка вытяжной заклёпки должна выполняться таким образом, чтобы хвостовик располагался на лицевой стороне.
• Захват стержня заклёпочником и работа пневмопистолетом должна производиться плавно и с достаточным усилием одновременно.
• Оставшаяся часть стержня при необходимости обрезается или откусывается кусачками. В случае неаккуратно выполненного облома стержня допускается обработка головки напильником.

Что такое клёпка

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.