Алюминиевый профиль способы соединения

Методы механического соединения алюминиевых деталей

Соединение деталей друг с другом является важной и часто критической операцией при производстве изделий и конструкций из алюминиевых листов или профилей. Механические методы обеспечивают высокую прочность соединения, а также являются удобными при производстве и контроле качества. Кроме того, механические методы соединения алюминиевых деталей не требуют дорогого оборудования, удобны в применении и могут быть легко автоматизированы [1].

Основными типами механических соединений алюминиевых деталей являются:

• винтовые соединения;
• фальцовые соединения;
• заклепочные соединения.

Винтовые соединения

Типы винтовых соединений

Винтовые соединения относятся к разъемным соединениям. По своей конструкции они могут быть (рисунок 1):

• сквозными, выступающие с обеих сторон;
• сквозные, выступающие с одной стороны;
• не сквозные (слепые), выступающие с одной стороны.

Рисунок 1 – Конструкционные типы винтовых соединений [1]

Если приняты соответствующие меры против коррозии, то винтовые соединения являются вполне подходящими для компонентов из листового алюминия и алюминиевых профилей:

• Крепежные элементы должны быть выполнены из коррозионностойкой нержавеющей стали (группа сталей А2/А4).
• Поскольку алюминиевые сплавы имеют относительно низкую прочность на сжатие, поверхности контакта должны быть защищены путем применения шайб как под головку винта, так и под гайку.

Типы винтовых соединений для тонких листов

В дополнение к методам соединения типа “винт-гайка” тонкие листы могут соединяться вместе с применением большого количества различных резьбовых крепежных изделий (рисунок 2).

Рисунок 2 -Различные типы винтовых соединений для тонких листов [2]

С помощью крепежных изделий типа “винт-гайка” обеспечивается большие усилия скрепления. С другой стороны, специальные винты для тонкостенных деталей применяют, чтобы исключить операцию сверления при окончательной сборке, так как эти винты сами прорезают отверстие для себя.

Принцип работы самонарезающих винтов

Недостатком большинства тонкостенных соединений является очень ограниченная длина винта, которая несет нагрузку. Улучшить положение может формировании вокруг отверстия цилиндрического буртика, что и происходит при установке самонарезающего винта. Карбидный наконечник самонарезающего винта, у которого нет резьбы, действует как конусный пробойник, который вращается с большой скоростью и пробивает металл насквозь. В результате пластического деформирования металла листа вокруг отверстия формируется массивный буртик. Затем в этом отверстии самонарезающий винт нарезает резьбу и выполняет винтовое соединение (рисунок 3).

Рисунок 3 – Принцип установки самонарезающего винта [1]

Винтовые соединения для алюминиевых профилей

Для соединения деталей из алюминиевых сплавов чаще всего применяют винты из коррозионностойкой нержавеющей стали с головкой, которая приспособлена для крепления листовых материалов. Алюминиевые профили для соединения между собой или с листовыми материалами могут иметь продольные и поперечные винтовые каналы (или пазы) (рисунок 4).

Рисунок 4 – Винтовые соединения для алюминиевых профилей [1]

Фальцевые соединения

Принцип выполнения фальцевого соединения алюминиевых листов показан на рисунке 4.

Рисунок 5 – Этапы процесса выполнения фальцевого соединения
для листов с прямолинейной кромкой [1]

В зависимости от назначения могут выполняться различные формы фальцевых соединений. Ширина фальца имеет особое значение для каждого конкретного случая. Слишком узкий фальц имеет низкую прочность и низкую герметичность, а слишком широкий фальц приводит к чрезмерному расходу листового материала (рисунок 6).

Рисунок 6 – Ширина нахлеста в фальцевых соединениях:
неправильная (вверху) и правильная (внизу) [1]

Заклепочные соединения

Непрямая и прямая клепка

Долгое время соединение заклепками считалось устаревшим и неэкономичным. Однако в последние десятилетия 20 века соединение заклепками было заново открыто как эффективная технология, особенно в аэрокосмической технике. Для алюминия применяют методами непрямой и прямой клепки (рисунок 7). В процессе непрямой клепки детали соединяются путем притягивания друг к другу с помощью дополнительного соединительного элемента – отдельной заклепки. При прямой клепке одна из соединяемых деталей сама является заклепочным элементом и дополнительная отдельная заклепка не требуется.

Рисунок 7 – Типы клепки: непрямая и прямая [1]

Типы заклепок для непрямой клепки алюминия

В настоящее время для выполнения неразъемных (постоянных) заклепочных соединений применяется четыре основных типа заклепок для непрямой клепки:

• сплошные заклепки (рисунок 8);
• вытяжные (слепые) заклепки (рисунок 8);
• винтовые (резьбовые) заклепки (рисунок 8);
• самопробивные заклепки (рисунок 9).

Рисунок 8 – Три типа заклепок [1]

Рисунок 9 – Самопробивные заклепки [2]

Сплошная заклепка – это стержень с головкой на одном конце, а на другом его конце в процессе клепки пластически формуется другая, крепежная, головка. Такие заклепки могут применяться только для компонентов, которые имеют доступ с обеих сторон.

Слепая заклепка (вытяжная) состоит из одного или более элементов и требует доступ только с одной стороны.

Винтовая заклепка применяется для сильно нагруженных заклепочных соединений. Поэтому эти заклепки делают из высокопрочных материалов, которые не могут легко деформироваться при установке заклепки.

Самопробивная заклепка сами пробивают отверстие для своей установки и не требуют предварительно выполненного отверстия.

Применение различных головок заклепок

Заклепки различают по виду головки, которая формируется при установке заклепки. Для листового металла и легких конструкций, которые не требуют заклепок толще, чем 8 мм, обычно применяют такие крепежные головки как и головки на исходных заклепках. Алюминиевые заклепки диаметром до 8 мм легко поддаются холодной пластической деформации (рисунок 10).

Рисунок 10 – Различные типы заклепочных головок и их применение [1]

Принцип работы вытяжной (слепой) заклепки

Обычно вытяжная (слепая) заклепка состоит из полого стержня и вытяжного сердечника, который служит инструментом для формирования крепежной головки.

Заклепка устанавливается путем вытягивания сердечника с помощью специального инструмента – “заклепочника”. В результате из стрежня заклепки формируется крепежная головка (рисунок 11). Когда усилие вытягивания превысит некоторый уровень, сердечник обрывается в заданном месте. Место разрыва может внутри втулки или в головке заклепки.

Рисунок 11 – Принцип установки вытяжной заклепки [1]

Предотвращение гальваническая коррозия

Материалы механических крепежных элементов и соединяемые компоненты должны быть совместимы с точки зрения коррозии. Это означает, что детали, которые находятся в контакте друг с другом должны иметь близкие электрохимические потенциалы для предотвращения гальванической коррозии. Например, крепежные элементы из меди или латуни не подходят для соединения алюминиевых деталей.

Источник

Огород-365

Соединители профиля: соединение алюминиевого профиля между собой

Соединитель профиля облегчает и ускоряет процесс скрепления двух отрезков профильного железа. Материал профиля не имеет значения – и стальная, и алюминиевая конструкции являются довольно надёжными для конкретных задач.

Что это такое?

Чтобы не подпиливать и не соединять профили вручную, строительная промышленность производит доборные элементы – соединители, изготовленные из раскроенного по определённому шаблону тонколистового (до 1 мм в толщину) железа. Технологические лепестки и зазоры данной детали гнутся таким образом, чтобы в итоге отрезки профиля соединились достаточно надёжно. Дальнейшее расшатывание соединения при этом исключено – деталь прочно фиксируется посредством саморезов.

Обзор видов

Соединители различаются и могут быть нескольких видов: прямые подвесы, скобы, соединительные пластины в различных проекциях. Простейшие соединители многие умельцы изготавливают и самостоятельно – из обрезков тонколистовой стали, остатков от пластикового сайдинга, заборного профнастила, отрезков толстостенного металлопрофиля и многого другого.

По размерам такие держатели (коннекторы или соединители) вписываются в предполагаемый периметр сечения профиля.

Важно знать лишь ширину главной и боковых стенок П-образного профиля.

В прейскуранте фирмы-продавца встречаются определённые размеры, например, 60х27, 20х20, 40х20, 50х50, 27х28 и так далее. Это размеры профиля. Реальный размер держателя лишь на 1,5-2 мм больше по длине и ширине – такой запас берётся, чтобы профиль поместился в зазор держателя неповреждённым. Соединение ПП («профиль на профиль») – термин, используемый мастерами отделочных работ.

Одноуровневые

Одноуровневые соединители позволяют создать надёжное перпендикулярное соединение двух отрезков, как бы насквозь (навылет) проходящих друг через друга. Одноуровневый коннектор называют «крабом» за его 4-стороннюю структуру, в разложенном состоянии представляющую собой правильный раскроенный квадрат. В центральной части и на концах «краба» насверлены технологические отверстия, подходящие под конкретные саморезы.

Самостоятельно засверливать профиль мастеру потребуется лишь в чётко отведённых под саморезы точках, совпадающих с местоположением заводских отверстий в самом «крабе».

Сцепление осуществляется при помощи модуля со всех четырёх сторон. Четырёхсторонняя фиксация облегчает монтаж поперечных перемычек. Порядок работы довольно лёгок, а собранный каркас выдерживает значительную нагрузку. «Краб» сработан из закалённой стали, покрытой тонким (толщиной в десятки микрометров) слоем цинка.

Двухуровневые

Соединитель на 2 уровня применяется, когда помещение, в котором производится обшивка уже имеющихся потолков гипсокартоном, обладает избыточным пространством. Для стен – в целях экономии места – дополнительное поглощение свободного пространства за счёт второго профиля, установленного перпендикулярно, весьма критично. Подвесной же потолок предусматривает дополнительную дистанцию между плиточной конструкцией и межэтажным перекрытием – здесь-то и пригодится добавочный зазор.

Двухуровневая конструкция хорошо себя зарекомендует при возведении перегородок, особенно между тёплым (отапливаемым) и холодным (без отопления) помещениями.

Она позволит проложить вдвое больший слой утеплителя между гипсокартонными плитами, что эффективно скажется на тепло- и звукоизоляции. Суть работы соединителя – сгибание его в двух местах, отстоящих друг от друга на ширину самого профиля, на 90 градусов. Метод хорош для мастеров, чья строительная работа поставлена на широкий поток.

Как использовать?

Для работы с профилями потребуются различные инструменты, в том числе электрические.

Дрель или перфоратор, свёрла по металлу и по бетону.

Болгарка с отрезными дисками по металлу. Нужные для работы диски обладают «наждачной» текстурой, сам диск изготовлен из корунда и стекловолокна. Их абразивные поверхности легко подточат, подрежут и распилят металлические детали.

Шуруповёрт и крестовые биты.

Кроме профиля и соединителей, нужны:

пластиковые дюбели, рассчитанные под диаметр выбранного бура;

саморезы (изготавливаются из калёной стали), размер их соответствует посадочным (внутренним) габаритам дюбелей.

Возможно, потребуются небольшие прессшайбы. Металлический профиль – даже стальной – можно соединить при помощи сварки. Дело в том, что подыскать тонкие электроды для точечной сварки удаётся далеко не всегда, лучший вариант – завинчивающийся крепёж. Но толстостенный стальной профиль – с толщиной стенок от 3-х мм – всё же желательно соединить посредством сварки: электроды с диаметром стального (внутреннего) стержня на 2,5-4 мм присутствуют в свободной продаже везде.

Разберем порядок работ для монтажа одноуровневого каркасного соединителя.

• Разметьте и распилите профильный каркас на отрезки. При необходимости нарастите недостающую длину элементов, используя одноуровневые соединители, по сути, являющиеся половинкой «краба» – они служат лишь направляющими фиксаторами, а не держат прямой угол пересекающихся отрезков профиля. Распиливая и/или удлиняя профиль, обратите внимание, что длина отрезка должна быть короче расстояния между противолежащими стенами помещения (или между полом и потолком) на сантиметр. Так проще быстро и точно примерить и выровнять по уровню отрезок.

• Чтобы установить «краб», расположите соединитель в нужном месте, отмеченном строительным маркером, лепестками по направлению внутрь, в профиль. Надавите на него, чтобы четыре «усика», расположенные по ходу боковых граней, вошли в профиль и зафиксировались в нём (раздастся щелчок). Аналогично зафиксируйте куски такого же профиля на таких же «усиках». Загните оставшиеся лепестки вокруг боковин профиля со всех 4-х сторон, затем прикрутите их при помощи саморезов.

Можно либо засверливать отверстия для обычных саморезов типа «клоп», либо приобрести сверлящие саморезы такой же длины, но с наконечником, выполненным в виде рабочей части сверла.

Полученное соединение надёжно и жёстко будет держать как сам потолок (гипсокартонный лист или сборную конструкцию типа «армстронг»), так и, стоя вертикально, удерживать на основной стене такой же ГКЛ в вертикальном положении.

«Краб» плохо подходит в качестве углового соединителя – в основном это перекрёстный держатель, так как для Т- и Г-образной стыковки деталь обрезалась бы соответствующим образом.

Для установки держателя на двухуровневый профиль нужно выполнить ряд действий.

• Разместите данный соединитель в месте пересечения (скрепления) отрезков профилей друг с другом, предварительно согнув его в нужных местах.

• Вдавите лапки держателя во второй (лежащий ниже, под первым) профиль так, чтобы он плотно прижался к верхнему и зашёл в нижний со щелчком.

• Убедитесь, что нижний профиль надёжно подвешен на концах держателя, и затяните его боковины при помощи саморезов- «клопов». Боковины держателя должны плотно скрепиться с боковинами верхнего профиля – фактически они стыкуются к верхнему, но держат нижний профильный отрезок.

Проверьте, что профили затянуты надёжно. Оба способа используются внутри (отделка помещений листами гипсокартона) и снаружи (установка сайдинга) с равным успехом.

Если рядом не оказалось держателей, а продолжать – и завершить в срок – отделку всё же надо, из обрезков алюминия, стали и пластика выпиливаются самодельные держатели.

«Краб» или двухуровневый держатель выпилить затруднительно, а вот использовать полосы металла и пластика, согнутые и подрезанные под размер металлопрофиля, реально. Главное требование – самодельная стыковка, включая раскрой и подрезание, подгонку отрезков профиля, не должна ни выступать, ни приводить к проседанию профильной основы под весом ГКЛ или подвесного потолка, стеновых панелей или сайдинга.

О профилях и соединителях к ним смотрите в видео.

Источник