Методы соединения и крепления композитных панелей
Методы соединения и крепления композитных панелей
Алюминиевые поверхности композитов могут склеиваться любыми клеями для металлов или соответствующими универсальными. При склеивании композитов с другими материалами необходимо использовать высокоэластичные клеи (например, однокомпонентные на полиуретановой основе). При склеивании больших поверхностей материалов различных химических групп рекомендуется предварительное тестирование для уточнения реакции поверхностей, так как различия в коэффициентах линейного растяжения могут спровоцировать нежелательные деформации.
В случае, если в качестве наполнителя композита используется полиэтилен, склеивание панелей встык практически неосуществимо, что обусловлено низкой поверхностной энергией данного полимера. Можно воспользоваться современными специальными клеевыми составами для полиэтилена и полипропилена, но наилучшим решением все-таки будут другие методы соединения – сварка или механическое крепление. Если срединный слой заполнен полиуретаном или минеральным наполнителем, для соединения встык можно воспользоваться соответствующими клеящими составами, но следует иметь в виду, что при больших механических нагрузках на срез, изгиб или сдвиг клеевой шов может быть разрушен.
При отсутствии высоких требований к прочности изделия или при фиксации деталей небольших размеров можно воспользоваться двусторонними клеящими лентами с максимальным уровнем адгезии. Разъемные соединения удобно осуществлять с помощью таких монтажных средств, как самоклеящиеся «липучки» и «застежки».
Сварку композитных материалов можно производить наиболее популярным методом для соединения полимерных материалов – сваркой горячим воздухом (t = 260 – 270 °С) с применением сварочной проволоки (припоя). При помощи сварочных аппаратов внутренний слой композита и сварочная проволока нагреваются и прочно соединяются. Решающими факторами качественного соединения являются: необходимая подготовка свариваемых поверхностей, качество сварочной проволоки, горячий воздух без посторонних примесей, необходимые температура и давление прижима, скорость сварочного процесса.
Наиболее удобной техникой сварки горячим воздухом является метод ускоренной сварки с использованием специального протягивающего проволоку приспособления – волоки. Этот метод обеспечивает равномерный нагрев поверхностей, необходимый для прочного сцепления, прижим и высокую производительность операции.
Для достижения оптимального качества соединения перед работой свариваемые торцы композита должны быть скошены. Угол скоса зависит от профиля и ширины проволоки. После того как кромки подготовлены таким образом, сварку необходимо произвести в течение 24 часов. Это требование обусловлено возможной реакцией наполнителя с кислородом, которая может затруднить сварку или снизить прочностные качества сварного шва.
Для соединения композитных панелей с полиэтиленовым наполнителем рекомендуется использовать мягкий полиэтиленовый припой, поверхность которого перед сваркой зашкуривается.
После сварки на поверхности соединения образуется сварной наплыв. Его удаление производится с помощью фасонного ножа после полного остывания шва. Лезвие ножа при этой операции необходимо держать с максимальным наклоном к поверхности сваренных деталей.
Примечание: существуют композиты, внутренний слой которых представляет собой не сплошной наполнитель, а профилированный полимерный (ПЭ) тонкий лист с воздушными продольными секциями. Такие материалы из-за незначительной контактной поверхности не могут подвергаться склеиванию встык и сварке.
Методы механического соединения композитов в легких конструкциях аналогичны методам работы с пластиками и листовыми металлами. Желательно использовать элементы крепления из пластиков, алюминия и нержавеющей стали, не подвергающиеся коррозии. Если материал винтов, болтов или заклепок неустойчив к воздействию окружающей среды и со временем может испортить внешний вид изделия или ослабить прочность соединения, перед монтажом такие элементы должны лакироваться либо изолироваться прокладками.
При использовании панелей в строительных целях и при изготовлении крупногабаритных рекламных конструкций к вопросу крепления необходимо подходить со всей ответственностью. В этих случаях от прочности соединения зависит не только внешний вид изделия, но и человеческая и имущественная безопасность. Для композитных панелей были разработаны специальные самозавинчивающиеся шурупы. Наконечник шурупа выполнен в виде сверла из закаленной стали. Именно на этой части элемента крепления лежат основные нагрузки по просверливанию отверстия не только в композите, но и в материале несущей конструкции, например в стальной обрешетке. Остальная часть шурупа выполняется из нержавеющей или оцинкованной стали. Крепеж из нержавеющей стали более долговечен и надежен по сравнению с оцинкованным, который в значительной степени подвержен воздействию влаги и агрессивных сред. В процессе завинчивания слой цинка сильно повреждается, что дополнительно сокращает срок службы крепежа (до 2 – 5 лет). Срок службы шурупов из нержавеющей стали сопоставим с долговечностью самих композитных панелей.
Шурупы для композитных материалов имеют следующие особенности:
— диаметр части шурупа, закрепляемой в несущей основе меньше диаметра подшайбовой части. Это необходимо для надежной фиксации шурупа в тонком слое алюминия панели.
— диаметры резьбы также отличаются – срединная резьба меньше по диаметру, чем подшляпковая. Этим обеспечивается дополнительное уплотнение.
Соединение герметизируется шайбой из EPDM (этиленпропилендиенового терполимера) – наиболее атмосферостойкого, долговечного и наиболее подходящего для уличной эксплуатации синтетического материала.
Композиты, как и прочие материалы, под действием перепадов температур расширяются и сжимаются. При установке панелей на улице учет этого фактора особенно важен. Коэффициент линейного расширения композита основывается на свойствах алюминиевого покрытия и имеет значения 0,023 – 0,025 мм/м°С в зависимости от производителя. Во избежание необратимых деформаций необходимо правильно рассчитать диаметр монтажных отверстий и зазоров в профилях в соответствии с возможными максимальными и минимальными эксплуатационными температурами. Форма профиля должна обеспечивать надежную фиксацию панели в любых температурных условиях и при максимальных механических нагрузках (ветровых, вибрационных и т. п.).
Композитные панели можно соединять заклепками, подходящими для алюминия. При эксплуатации конструкции на улице или во влажных помещениях рекомендуется использовать глухие заклепки из алюминия или нержавеющей стали и оставлять зазор, необходимый для свободного движения листа при расширении. Заклепки с потайной головкой не допускают движения материала, поэтому в уличных условиях неприменимы. Во избежание загиба тонкого алюминиевого слоя композита внутрь наполнителя при клепании (в случае нераззенкованного отверстия) можно использовать амортизирующие прокладки, которые предохранят материал от избыточного и неравномерного давления заклепочной шляпки на его поверхность.
При монтаже композитных панелей внутри помещений можно использовать металлические или деревянные винты с головками самых разнообразных форм. Для создания аккуратного соединения и во избежание повышенных локальных внутренних напряжений при использовании винтов с потайной головкой предварительно необходимо расширить отверстие зенкерным инструментом. При постоянной температуре в помещении оставлять зазоры для свободного движения материала нет необходимости.
Осуществлять крепление панелей в уличных условиях рекомендуется прочными фасадными винтами с уплотнительными прокладками. Винты не должны затягиваться слишком туго. Чтобы скрыть элементы крепления можно воспользоваться легко съемными пластиковыми декоративными шайбами и колпачками, цвет которых можно подобрать в соответствии с цветом панели. Эксплуатация вне помещений требует учета размерных изменений панелей и соблюдения соответствующих правил монтажа.
Прочные соединения при изготовлении рекламных конструкций можно создавать с помощью самых разнообразных профильных систем. Внутри помещений широко используются пластиковые и алюминиевые П-, U–, Г- и Н-образные профили, а также разборные рамки с защелкивающимся механизмом.
Уличные условия требуют более внимательного подхода. Панель в профиль должна устанавливаться с зазором, обеспечивающим свободное движение материала. При крупных габаритах конструкций для повышения их устойчивости к различного рода нагрузкам и в целях безопасности желательно профиль зафиксировать в нескольких точках с помощью винтов и его полочки прижать к поверхности панели (если толщина и материал профиля позволяют это сделать).
Для монтажа вентилируемых фасадов на российском рынке существует несколько специализированных профильных систем.
Внимание! При монтаже конструкций, состоящих из нескольких (или многочисленных) одинаковых панелей, необходимо каждую из них устанавливать в одном и том же направлении. Это легко будет сделать, если предварительно не удалять защитную пленку с маркировкой. Пренебрежение этим правилом может привести к тому, что под разными углами обзора и при яркой освещенности одинаковые элементы конструкции будут смотреться по-разному.
Источник
Методы соединения и крепления композитных панелей
В рекламных конструкциях алюминиевые композитные панели используются довольно часто. Это легкий и универсальный материал, который очень функционален и удобен в монтаже. Существует несколько способов крепления и соединения панелей. Рассмотрим каждый из них.
Метод сварки
Сварку можно назвать одним из самых часто применяемых методов крепления композитов. В этом способе проще и удобнее всего использовать сварку горячим воздухом, температура которого должна варьироваться в пределах 260-280 градусов. В качестве соединительного материала выступает специальная проволока (припой). В процессе такой сварки происходит очень прочное соединение листов композита.
Но используя данный метод важно учитывать следующие факторы:
- Свариваемые поверхности необходимо тщательно подготовить, убрать с них весь мусор, пыль, обезжирить;
- Проволока должна быть качественной, иначе скрепление может оказаться ненадежным;
- Подача горячего воздуха не должна содержать никакие посторонние примеси;
- Важно соблюдать уровень температуры и силу прижима;
- Необходимо иметь навыки сварки, чтобы соблюдать скорость и точность работы.
- Для более прочного соединения торцы панелей лучше сделать скошенными (оптимальный угол скоса определяется в зависимости от ширины припоя);
- Подготовленные композиты нужно сварить как можно скорее, в течение 24 часов, иначе наполнитель панелей вступит в реакцию с кислородом и это негативно повлияет на качество сварки.
Мастера часто применяют сварку композитов ускоренного типа. Для этого используется приспособление «волока», которое позволяет быстро протянуть проволоку. Преимущество способа в равномерном нагреве и оптимальном прижиме, который происходит благодаря волоке. Метод гарантирует прочное сцепление композитов.
Совет: если композитная панель имеет наполнитель из полиэтилена, то припой лучше использовать тоже полиэтиленовый, мягкий, который нужно слегка зашкурить перед сваркой.
После сварки неизбежно остается сварочный наплыв. Избавиться от него можно при помощи фасонного ножа. Чтобы не повредить поверхность панелей, держать нож необходимо под максимальным наклоном. Чистка швов производится только после полного их остывания.
Важно: Наполнитель композитов бывает разным. Если внутренний полимерный материал имеет неплотный сплошной слой, а состоит из тонких листов с воздушными прослойками, то такие панели невозможно соединить сваркой или склеиванием, так как у них слишком маленькая контактная поверхность.
Метод склеивания
Между собой алюминиевые панели легко склеиваются клеем для металлов. Можно также применять и универсальный высокопрочный клей. Когда необходимо соединить композит с другим видом материала, то тут лучше использовать высокоэластичный клей. Хорошо зарекомендовали себя в этом клеи на полиуретановой основе.
Важно: Перед тем, как начать склеивание материалов, которые имеют разный химический состав и структуру, необходимо провести тест на небольшом участке. Панели могут обладать различными коэффициентами линейного растяжения, что приведет в процессе склеивания к деформации.
Композиты, которые имеют полиэтиленовый наполнитель очень трудно склеить ровно встык, так как они обладают низкой поверхностной энергией. Раньше клеевой способ к ним вообще не применялся, но сейчас в продаже есть специальный клей, предназначенный для полипропилена и полиэтилена. Когда площадь соединяемых панелей большая, все же лучше применить сварку или обычное механическое сцепление.
Клеевой способ соединения может быть ненадежным, если панели имеют минеральный или полиуретановый наполнитель. Даже при использовании специального клея, шов все равно может не выдержать усиленных механических нагрузок.
Когда соединяемая конструкция не предполагает подверженность каким-либо нагрузкам и имеет небольшие размеры, то возможно использование таких экспресс-соеденителей для монтажа, как самоклеящиеся «липучки» и «застежки». Допустим также двусторонний скотч максимальной клейкости.
Метод клепания
Механическое соединение заклепками является прекрасным вариантом для алюминиевых композитов. Метод подходит для объемных конструкций и в случаях, когда предполагается повышенная нагрузка на панели.
Если рекламный носитель размещается на улице или в помещении с повышенной влажностью, то применяются глухие заклепки из «нержавейки» или того же алюминия. Необходимо учитывать, что под воздействием погодных условий панели будут расширяться и «ходить», поэтому при клепании следует оставлять небольшие зазоры, которые позволят материалу двигаться без деформации.
Клепки с потайной головкой можно использовать только тогда, когда конструкция устанавливается в помещении. Они не позволяют материалу двигаться, и при нагрузках он просто прогнется.
Чтобы клепочная шляпка не повредила поверхность композитной панели, используются специальные амортизирующие прокладки. Важно соблюдать силу нажима клепки, чтобы алюминий не прогнулся.
Профильное соединение
Профильное скрепление также является одним из самых надежных и удобных методов соединения панелей. Профили бывают разные. Для конструкций, которые устанавливаются внутри помещений, чаще используют профили из пластика или алюминия. Для уличных установок применяются профильные системы из более прочных, нержавеющих металлов. Также в последнем случае необходимо соблюдать зазор при скреплении, чтобы материал мог спокойно расширяться и амортизировать при воздействии ветра и солнца.
Если конструкция крупных размеров, то для надежности следует в нескольких местах дополнительно зафиксировать профиль винтами, а полочки плотно прижать к панелям.
На заметку: Когда приходится соединять между собой большое количество одинаковых композитных панелей, важно установить их так, чтобы они находились в одном направлении. Если не соблюдать это правило, то конструкция потеряет эстетический вид, так как каждая панель будет отличаться от соседней под разным освещением и углом обзора.
Когда рекламный носитель устанавливается на вентилируемый фасад, то применяются специальные профильные системы. В целом профильное крепление можно считать одним из самых оптимальных вариантов соединения композитов, который подходит для эксплуатации в любых условиях.
Метод винтового соединения
Винтовое крепление требует определенных навыков монтажа, поэтому в качестве работы можно быть уверенным, только если она производилась специалистом. При скреплении винты очень легко перетянуть, что негативно отразится на конструкции.
Для уличных установок применяются специальные фасадные винты, которые крепятся вместе с прокладками. Ни в коем случае нельзя перетягивать винты, иначе это деформирует панель при эксплуатации. Потайные головки тут недопустимы. Придать эстетический вид винтовым соединениям совсем несложно. Можно приобрести колпачки для головок, которые продаются в широкой цветовой гамме, их очень легко надевать и снимать. Расстояние между точками крепления рассчитывается в зависимости от площади панелей.
Немного упрощается винтовое крепление, если рекламная конструкция устанавливается в помещении. Тут можно применять даже деревянные винты и крепления с потайными головками. Чтобы ослабить локальное внутреннее напряжение при использовании винтов с потайными головками, лучше заранее расширить отверстие зенкером. Если температура в помещении непостоянная, то необходимо оставить небольшие зазоры при креплении, чтобы материал свободно расширялся.
Механический метод соединения
Механическое крепление производится при помощи винтов, болтов или шурупов. Лучше всего, конечно, работать с нержавеющими деталями крепежа, но если это невозможно по каким-то причинам, тогда можно просто покрыть места соединений защитным лаком, что предотвратит коррозию материала. Если пренебречь этим, элементы крепежа будут разрушаться и конструкция потеряет прочность и эстетический вид.
Когда монтируется объемная рекламная конструкция, то стоит проявить особую ответственность при выборе крепежных деталей. Установленный на высоте рекламный носитель, при недобросовестном соединении панелей может сорваться и причинить вред окружающим.
Одним из самых надежных механических креплений является специально разработанный для таких целей шуруп-саморез. Его основание сделано из сверхпрочной закаленной стали, которая рассчитана на большие нагрузки. Головка элемента состоит из нержавеющей стали или оцинкованного металла. Если есть выбор, то лучше отдать предпочтение «нержавейке», оцинкованный металл больше подвержен влиянию окружающей среды. К тому же нержавеющая сталь более крепкая и не деформируется в процессе крепежа.
Чтобы осуществить качественное механическое соединение, необходимо использовать шурупы со следующими параметрами:
- Часть шурупа, закрепляемая в несущей основе, должна иметь меньший диаметр, чем подшайбовая часть. Это обеспечит прочное скрепление в тонком слое композитной алюминиевой панели;
- Резьба под шляпкой шурупа должна быть более крупной и уменьшаться с середины. Такой шуруп гарантирует дополнительное уплотнение.
Крепления стоит загерметизировать специальной шайбой из EPDM. Она имеет износостойкие характеристики и незаменима для уличных установок.
При любом соединение панелей механическим способом нужно учитывать, что под воздействием тепла материал расширяется и сжимается на холоде. То есть на любом стыке должны оставаться зазоры, которые позволят композитам свободно двигаться без деформации. Коэффициент линейного расширения панелей разнится в зависимости от марки производителя. Поэтому очень важно иметь под рукой документ, в котором указаны все характеристики приобретенного материала. Продавец обязан предоставить такой паспорт к панелям. Лишь грамотный специалист может рассчитать уровень глубины, на которую нужно завинчивать шурупы, их частоту и ширину зазоров.
Источник
