Использование заклепок для клепания металла и других материалов

Виды ручных (механических) заклепочников

Есть три вида ручных установщиков заклепок:

• одноручные;
• двуручные;
• гармошка.

Одноручные предназначены для крепежа небольшого размера — до 5 мм. Отличаются тем, что рабочие ручки у них под углом 90° к оси установки. То есть, рукоятки направлены вниз. Удобно тем, что работать можно одной рукой. Недостаток — небольшой «диапазон» размеров, с которыми может работать устройство.

Двуручные отличаются большими размерами, устанавливать ими можно и заклепки больших диаметров — до 8 мм. Отличить можно по виду — длинные ручки, которые находятся в одной плоскости с рабочими губками. Выбирать двуручный заклепочник имеет смысл в том случае, если планируется использовать заклепки большого диаметра.

Виды ручных заклепочников: одноручный, двуручный, гармошка

Механические заклепочники «гармошка» чаще применяются с крепежом больших размеров. Наличие той самой «гармошки» позволяют устанавливать крупноразмерный крепеж прилагая меньше усилий. Такое устройство обычно имеет более дорогой инструмент, его чаще применяют профессионалы.

Выбрать тип ручного заклепочника не слишком сложно. Если вам нужна надежная машинка, выбирайте из двуручных моделей. Их устройство проще, там ломаться почти нечему. При нормальном качестве они неубиваемые. Если вы ставить будете только мелкий крепеж — не больше 2-3 мм, то целесообразнее брать одноручный. Им работать удобнее.

Рекомендации

Если установку клепок на металле выполняет новичок, человек без практического опыта, он может допустить разные ошибки. Дефекты и их причины:

1. Замыкающая головка не плотно примыкает к металлической поверхности. Перекос при обжимке.
2. Головки смещены в одну или разные стороны. Отверстия сверлились с небольшим уклоном.
3. Замыкающая головка имеет рваные края. Для изготовления крепежного элемента использовался некачественный материал.
4. Головка смещена в сторону. Стержень неровный или длиннее нужного.

При проведении работ необходимо придерживаться правил техники безопасности:

1. Пневматический инструмент нельзя использовать до окончания настройки. Придерживать обжимку руками будет сложно из-за мощного пневматического удара. Это может привести к травмам рук.
2. При клепке раздаются резкие, громкие звуки, которые негативно воздействуют на нервную систему, слух. Нужно использовать плотные наушники.
3. Инструмент нужно проверить перед началом работы. Он должен быть исправным. Рабочий стол не должен быть захламлен лишними предметами или инструментами.
4. Скрепляемые детали следует фиксировать в тисках.

При клепке металла необходимо использовать защитные перчатки, очки. Детали следует закрепить в тисках или консоли, чтобы они не смещались. При работе нельзя касаться обжимки руками. Соблюдение техники безопасности поможет уберечься от травм, провести работу качественней.

Описание и принцип работы

Устройство всех разновидностей клепальников похоже, различным может быть лишь привод инструмента (электрический, пневматический или механический). Не исключение и ручной заклепочник. Главный принцип действия инструмента – соединение с помощью полой заклепки элементов конструкции путем сминания одного ее конца.

Согласно ГОСТ, заклепки бывают нескольких стандартных типов, отличающихся диаметром и длиной

Для качественного соединения важно сочетание длины и диаметра расходника, естественно, чем больше диаметр, тем толще стенки гильзы и, соответственно, надежнее соединение. Длина так же важна, от нее зависит, насколько толстые материалы можно соединить

Работает ручной заклепочник следующим образом: через вставленную в отверстие заклепку при помощи системы рычагов, нажимая на рукоятки, протягиваем стальной штырь с утолщением на конце. Благодаря этому полая трубка заклепки развальцовывается и скрепляет материал. Остаток штыря обламывается.

Иногда при больших длине и диаметре заклепки требуется достаточно большое усилие, для этого ручной заклепочник снабжен длинными рукоятками и системой рычагов, позволяющими распределить усилие. Если материал самого инструмента недостаточно прочен, нагрузки могут приводить к его износу, ремонт возможен далеко не всегда. Так как разные компании выпускают далеко не одинаковые клепальники, найти подходящие запчасти бывает дороже приобретения нового инструмента.

Наиболее распространенный вид ручного вытяжного заклепочника, получивший наименование «пистолет», устроен достаточно просто. Он имеет две рукояти. Одна подвижная, передающая усилие на механизм, вторая неподвижно соединена с корпусом инструмента. Именно к ней крепятся элементы храпового механизма, протягивающие и обламывающие штырь заклепки, в нее с помощью резьбы устанавливаются головки под соответствующий диаметр штыря заклепки.

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.

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.

Этапы работ

Этапы:

1. Подготовка соединяемых деталей.
2. Разметка отверстий.
3. Высверливание отверстий.
4. Зенковка готовых гнезд.
5. Установка крепежных элементов.
6. Обжим.

Прежде чем приступать к основным этапам работ необходимо:

1. Очистить поверхности от налета, грязи, ржавчины.
2. Отметить места будущих отверстия. Перед сверлением их нужно накернить, чтобы сверло не уходило в сторону.

Подготовка металлоконструкций (Фото: Instagram / start_blasting)

Высверливание отверстий

Высверлить отверстия в металлических поверхностях можно с помощью сверлильного станка или ручного электроинструмента. Лучше использовать сверлильный станок, поскольку им можно просверливать отверстия в деталях большей толщины.

При использовании ручного электроинструмента, важно точно контролировать его положение при сверлении, чтобы он не отклонялся в стороны. При сверлении необходимо использовать специальные охлаждающие жидкости

Работать можно только заточенным сверлом.

Вставка заклепок

Этапы:

1. Крепежный элемент вставляется в отверстие стержнем снизу-вверх.
2. Под закладную головку устанавливается поддержка. Если она потайная, необходимо применять плоскую поддержку.
3. Детали уплотняются. Их осаживают в месте клепки. Зазоры между металлическими листами устраняются молотком.

Образование замыкающей головки

Способы выполнения:

1. Прямой метод. Удары молотка наносятся по стержню заклепки с той стороны, где образуется замыкающая головка.
2. Обратный метод. Удары молотком наносятся по закладной головке.

Слесарные молотки (Фото: Instagram / inforce_tools)

Обзор видов

Широкое распространение получили изделия с полукруглой головкой. Этот предмет отвечает требованиям ГОСТа 10299-80. Сечение стержня составляет от 0,1 до 3,6 см. Стальная заклепка под молоток с потайной головкой должна соответствовать ГОСТу 10300-80. Для изделий с плоской головной частью применяют стандарт 10303-80. Наконец, для полупустотелых образцов применяют ГОСТ 12641-80.

Для изготовления подобных приспособлений применяют сталь таких типов:

• 10кп;
• 15кп;
• Ст2;
• Ст3.

Заклепки с цельнометаллическим стержнем имеют превосходную способность переносить нагрузки. Однако установить их достаточно трудно. Полупустотелый тип формируется с таким расчетом, чтобы участок стержня вблизи закладной головки был частично пуст. Наконец, пустотелое изделие не составит труда расклепать. Оборотной стороной такого преимущества оказывается недостаточная надежность соединения. Полукруглые головки могут иметь различную высоту. Их использование считается оптимальным решением с точки зрения надежности и стабильности формируемого шва.

В агрессивных средах применяют заклепки с цилиндрической или выполненной в виде конуса головкой. Потайной, а также полупотайной типы нужны, если требуется исключить образование выступа над поверхностью. Такие конструкции используют только в тех случаях, когда достойной альтернативы им нет. Универсальный тип крепежа под заклепочник по форме напоминает контуры гриба. Отдельная категория — закладные, вытяжные, тяговые и отрывные изделия. Подобные метизы состоят из двух основных частей. Необходимости придерживать их с другой стороны шва нет. Это обстоятельство очень привлекательно при создании заборов и формировании кровельного покрытия.

Иногда встречаются так называемые резьбовые заклепки. Их используют, когда надо соединить детали с особо тонкими стенками (не более 0,03 см). Внутри находится специальная резьба, а снаружи — вертикальная насечка, которая блокирует поворот вокруг своей оси. Что касается забивных заклепок, то они обычно делаются из:

• латуни;
• алюминия;
• меди (и все такие продукты рассчитываются под заколачивание молотком, не требуют заклепочника).

Иногда для повышения стойкости к коррозии применяется цинковое покрытие. Хорошо показывает себя как «холодное», так и «горячее» цинкование. После такой обработки улучшаются не только эксплуатационные качества, но и визуальное восприятие изделий

Важно: необходимо учитывать образование гальванических пар и электрохимических реакций между ними. Связка «медь-сталь» оборачивается ускоренным разрушением изделия

Как пользоваться?

Порядок действий для всех клепальников примерно одинаков. Пошаговая инструкция для работы с любым вытяжным заклепочником может уместиться в трех строках.

• Просверлить отверстие в скрепляемых элементах.
• «Зарядить» соответствующего размера заклепку.
• Произвести вытягивание стального штыря с его последующим отламыванием.

В итоге должно получиться надежное неразъемное соединение деталей. Если диаметр заклепки окажется значительно меньше диаметра отверстия, скрепления может и не произойти. При излишне длинной заклепке соединение может оказаться неплотным

Таким образом, важно верно определить толщину сверла для того, чтобы просверлить монтажное отверстие. Может быть на миллиметр толще заклепки

Длина расходника должна превосходить общую толщину скрепляемых элементов, по крайней мере, на 1 см.

Работа с резьбовыми клепками несколько отличается.

• Расходник навинчивается на наконечник клепальника.
• В навинченном положении заклепку вставляют в монтажное отверстие.
• Нажав на ручки клепальника, вытягивают наконечник, это и приводит к сминанию заклепки.
• Наконечник свинчивают с установленной заклепки.
• Для надежности в заклепку ввинчивают соответствующий по шагу резьбы болт, если это необходимо, соединение можно усилить, навинтив на болт гайку.

Как видно, работа с резьбовым материалом занимает несколько больше времени, но соединение при этом получается более прочным.

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.

Как поставить заклепку?

Установка резьбовых заклепок с помощью описанной выше конструкции потребует наличия двух гаечных ключей. Одним надо удерживать головку болта, а вторым крутить гайку так, чтобы она вытягивала болт вместе с заклепкой. Сигналом о том, что заклепка развальцована, станет изменение прилагаемого усилия. Когда расходник полностью сомнется, вращать гайку станет невозможно. После этого останется выкрутить болт.

Клепать вытяжную заклепку несколько сложнее, основной проблемой при отсутствии заводского заклепочника является захват штока заклепки. Но и эта проблема может быть решена при наличии некоторых технических навыков и инструментов.

От приготовленной стальной трубы необходимо отрезать кусок длиной 3 см. Далее в нем просверлить отверстие диаметром 9 мм, на противоположной стороне трубы – диаметром 3 мм. Обработать их сверлом в 9 мм под потай, сделать пропил болгаркой от края отрезка трубы до маленького отверстия. Край обработать болгаркой, чтобы получилось конусообразное расширение. На наружной стороне отрезка трубы в районе большого отверстия приварить гайку, между отверстиями – болт для установки рукоятки от дрели, можно приварить импровизированную рукоятку.

Конец длинного болта должен быть запилен так, чтобы получилась плоскость, в которой необходимо просверлить отверстие диаметром 4 мм. Болт вворачивается в приваренную к отрезку трубы гайку. К головке болта можно приварить вороток либо использовать для ее поворота ключ.

Для приведения самодельного заклепочника в рабочее состояние в него необходимо установить заклепку. Для этого конец ее штока просовывается в отверстие болта, далее гильзу клепки необходимо разместить так, чтобы ее головка уперлась в потай на отрезке трубы, для этого шток необходимо согнуть – сплав, из которого он изготовлен, позволяет легко это сделать. Ну а дальше все, как и у заводского заклепочника: заклепка вставляется в отверстие на скрепляемых деталях путем поворачивания болта, с помощью резьбы происходит вытягивание штока и завальцовывание.

Как видно из описания, обойтись без какого-то набора инструментов и материалов для изготовления самодельного заклепочника все же не получится.

Процесс установки клепаной фурнитуры на одежду или обувь технически несложен – важно подобрать соответствующий инструментарий:

• заклепка, имеющая металлические ножки, может быть установлена с помощью шлицевой (плоской) отвертки;
• турникетную заклепку-кнопку устанавливают с помощью трубки и молотка, а для закрепления ее нижней части понадобится крестовая отвертка.

Подбор размеров заклепок

Заклепки подбирается исходя из толщины соединяемых металлов. Важны при этом: параметры закладной головки, диаметр стержня. По диаметру стержня определяется диаметр сверла, которое используется для подготовки отверстия в соединяемых деталях. Примерно определить диаметр заклепки можно удвоив толщину соединяемых деталей. Длина стержня — не менее 2 диаметров заклепки, причем выступающая часть должна быть не менее 1,25-1,5 от диаметра.

Вообще, диаметр стержня заклепки может быть от 1 мм до 36 мм, длинна его может быть от 2 мм до 180 мм. Причем больший диаметр не равнозначен большей прочности соединения. Тут играет роль как материал, из которого он изготовлен, так и его тип (полый или цельный). Как же выбрать? По характеристикам заклепок. Вы ведь выбираете их под соединение определенных материалов определенной толщины. Примерно знаете и нагрузку, которая будет прилагаться на соединение

Поэтому при подборе обращайте внимание на то, что рекомендует производитель

Как подобрать заклепку по толщине скрепляемого материала? По указаниям производителя, но в общем, диаметр стержня должен быть не менее двойной толщины материалов

Обязательно указывается:

Рекомендуемый диаметр под соединение. Вам остается только подобрать сверло и сделать ровное отверстие без заусенцев.
Минимальная и максимальная толщина соединяемого пакета

Важно чтобы ваше соединение находилось в указанном диапазоне.
Усилие на срез. Это та нагрузка, приложенная к соединению перпендикулярно, которую заклепка выдерживает без разрушения.
Усилие на разрыв

При какой нагрузке вдоль заклепки она разрушится.

Именно усилие на разрыв и срез определяют прочность будущего шва. Чем больше эти значения, тем большие нагрузки выдержит.

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.

Алюминиевая заклепка AlMg2.5

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.