Замковое соединение листового металла. Кровельная жесть: разновидности и принципы монтажа. Порядок выполнения работы

Разъемные соединения. Имеются в виду соединения заготовок с помощью болтов, шурупов-«саморезов», заклепок. Такие соединения легко и быстро выполнимы, а также долговечны.

Болты, винты, гайки. Чтобы соединить болтами две заготовки, в них необходимо просверлить отверстия. Для этого следует взять сверло, диаметр которого немного больше диаметра болта. Например, для болта М10 сверлится отверстие 10,5 мм. Такой зазор (0,5 мм) позволит компенсировать возможные неточности в положении отверстий обеих соединяемых заготовок, особенно в случаях, когда точек соединения несколько, а заготовки большой длины. Обе заготовки надо соединить вместе и сверлить за один прием. Неподвижность соединения обеспечивают гайки, подкладные шайбы и пружинящие кольца - шайбы Гровера (рис. 62).

Рис. 62. :
1 - пружинная шайба; 2 - шайба

Шайба, подложенная под головку болта, препятствует его вращению, а пружинящее кольцо, упираясь одним острым «зубом» в гайку, а другим - в заготовку, не дает гайке самопроизвольно раскручиваться. Если головка болта (винта) недолжна выступать над поверхностью детали, применяются болты (винты) с потайной головкой. В этом случае отверстие под винт сверлят сначала через обе заготовки, а затем раззенковывают с помощью сверла или зенкера.

Шурупы (винты)-саморезы. При их использовании гайки не нужны. Такой шуруп сам себе нарезает резьбу в обеих заготовках и стягивает их (рис. 63).

Рис. 63.

Отверстие предварительно сверлят сразу в двух заготовках, предварительно установив в нужное положение. Диаметр отверстия равен диаметру шурупа минус две высоты резьбы. Деталь из листового металла (или иного материала) перед сверлением надо закрепить на подкладке из дерева или ДСП. Если металл тонкий (жесть), нет необходимости сверлить отверстия: достаточно пробить их кернером; листы же большей толщины следует сверлить. Существенно, чтобы толщина нижней заготовки не превышала 2,5 мм; кроме того, шуруп должен проходить насквозь, в противном случае не будет прижимающего эффекта.

Шпильки представляют собой металлические стержни с резьбой на обоих концах. Применяются они в тех случаях, когда к толстой или массивной заготовке необходимо прикрепить другую деталь. В заготовке сверлят отверстие, нарезают в нем резьбу под шпильку. Глубина отверстия должна превышать длину нарезанной части шпильки. Иначе ее нельзя будет вывинтить.

Неразъемные соединения. Заклепки применяются для скрепления элементов изделий небольшой толщины, в основном из листовых материалов. Состоят они из стержня и закладной головки (рис. 64). Наиболее распространенными являются заклепки, представленные на рис. 65. Перед соединением деталей в них предварительно высверливают отверстия, затем вставляют заклепку и конец ее расклепывают для образования замыкающей головки. Материал заклепок должен быть однородным с материалом соединяемых деталей. Это нужно для того, чтобы не происходила электрохимическая коррозия и не возникали напряжения, вызванные разными коэффициентами температурного расширения.

Рис. 64. :
1 - закладная головка; 2 - стержень; 3 - замыкающая головка

Рис. 65. :
а - с плоской головкой; б - с потайной головкой; в - с полупотайной головкой; г - коническая заклепка с подголовкой

Инструментами для ручной клепки являются поддержка, натяжка и обжимка. Исходя из свободы доступа к замыкающей и к закладной головкам заклепки, существуют два метода клепки - прямой (открытый) и обратный (закрытый). При использовании прямого метода удары молотком по стержню заклепки наносят со стороны замыкающей головки. Порядок операций таков (рис. 66): заклепку вводят в отверстие (а), под закладную головку ставят массивную поддержку (2), а сверху на стержень - натяжку (1), и ударами молотка по натяжке осаживают соединяемые детали (б); равномерными ударами молотка под углом к торцу стержня предварительно формируют замыкающую головку (в), на эту головку устанавливают обжимку и равномерными ударами (при опоре на поддержку) окончательно формируют замыкающую головку (2).

Рис. 66. :
а - закладывание заклепки; б - осаживание деталей с помощью натяжки; в - предварительное формирование замыкающей головки; г - окончательное формирование замыкающей головки; 1 - натяжка; 2 - поддержка; 3 - обжимка

В обратном методе удары наносятся по закладной головке. Стержень заклепки вводят в отверстие сверху, поддержку ставят под стержень - сначала плоскую - для предварительного формирования замыкающей головки, а затем - поддержку с полукруглой головкой - для окончательного ее формирования (если головка должна быть полукруглой). По закладной головке бьют через обжимку, формируя тем самым замыкающую головку с помощью поддержки. Однако отметим, что получаемая таким методом клепка имеет более низкое качество, чем при использовании прямого метода.

Соединения на заклепках с отрываемым стержнем. Недостаток описанных выше традиционных заклепок в том, что при расклепке требуется доступ к тыльной стороне. В этом нет необходимости при использовании заклепок с отрываемым стержнем, которые и удобны в обращении, и экономичны. Однако справедливости ради следует отметить, что соединения на них несколько менее прочны, а для работы с ними нужны специальные заклепочные клещи, оснащенные сменными направляющими элементами. Обычно клещи продаются в комплекте с заклепками (которые, разумеется, продаются и без клещей). Заклепки вставляют в отверстие, равно как и работают клещами, находясь с одной (лицевой) стороны соединения. Установить заклепку с отрываемым стержнем легко. Как и при любом подобном соединении, под нее нужно высверлить отверстие, диаметр которого равен диаметру гильзы (пустотелой части заклепки). Затем гильзу вставляют в отверстие до упора фланцем в поверхность листа, причем гильза должна выступать с обратной стороны не менее чем на 3 мм. После этого выступающий стержень захватывают заклепочными клещами. С тыльного конца стержень имеет шаровидную головку, которая при сжатии ручек клещей втягивается в тело заклепки и сминает ее выступающую часть (рис. 67).

Рис. 67. :
а - заклепка вставлена в отверстие; б - заклепка после облома стержня

После этого конец стержня отрывается. Этот вид заклепок имеет, помимо упомянутой меньшей прочности, и другие недостатки: а) заклепки выступают с тыльной стороны; правда, внутри полых изделий выступов не видно; б) эти соединения негерметичны.

Клеевые соединения. Склеивание - достаточно распространенный способ получения неразъемных соединений. Качество, т. е. долговечность клеевых соединений зависит от качества подготовки склеиваемых поверхностей и вида нагрузки на клеевой шов. Прежде всего поверхности должны быть очищены от ржавчины, жира и обработаны грубой шлифовальной шкуркой зернистостью 60 или 80. Не следует склеивать консольные детали при малой площади опоры, подвергающиеся воздействию разнородных нагрузок (скажем, сдвигу и повороту), поскольку в таких условиях клеевое соединение будет заведомо непрочным. То же можно сказать о склеивании деталей, работающих под нагрузкой, вызывающих их расслаивание. С другой стороны, соединения на клею будут прочными, если соединяемые детали в процессе эксплуатации будут подвергаться сдвигу относительно друг друга или растяжению. Клеи по металлу бывают одно- и многокомпонентными. Первые, в том числе и контактные клен, обычно сохраняют свою эластичность длительное время и склонны к усадке. Их применяют чаще всего для соединения деталей с большой площадью склеиваемых поверхностей и испытывающих небольшие нагрузки. Очень хорошо клеят многокомпонентные клеи на синтетической основе: ГИПК-61, эпоксидные (ЭДП, ЭПО, ЭПЦ-1), а также БФ-2, Момент, Феникс, Super Glue.

Соединения металлических деталей пайкой. Пайка - это процесс получения неразъемного соединения металлических материалов и деталей из них расплавленным припоем. Припой - это металл или сплав, температура плавления которого гораздо меньше, чем у соединяемых изделий. В зависимости от температуры плавления различают следующие типы припоев: мягкие (легкоплавкие) - температура плавления не более 450 °С, твердые (среднеплавкие) - 450-600 °С; высокотемпературные (высокоплавкие) - свыше 600 °С. Для домашних работ, как правило, пользуются мягкими оловянно-свинцовыми припоями марки ПОС. Маркировка их означает следующее: цифра в марке припоя - содержание олова в процентах; так, в припое ПОС 90 - 90% олова, в ПОС 40 - 40%, и т.д.; следующие за обозначением марки (т. е. за буквами «ПОС») буквы означают добавку элемента, формирующего специальные свойства припоя: ПОССу4-6 - припой с добавкой сурьмы, ПОСК50 - кадмия, ПОСВ33 - висмута. Чтобы предохранить соединяемые поверхности (предварительно хорошо очищенные) от окисления, используют паяльный флюс - вещество, очищающее поверхности и припой от оксидов и загрязнений и предотвращающее образование оксидов, а также увеличивающее растекаемость расплавленного припоя. Каждый флюс эффективен только в определенном интервале температур, за пределами которого он сгорает. Припой выбирают в зависимости от свойств соединяемых металлов, припоя, требований прочности спаянного соединения и некоторых других условий.

Мастера-любители обычно используют бескислотные флюсы - канифоль и флюсы на ее основе с добавлением спирта, скипидара, глицерина и других неактивных веществ, - и флюсы активные (бескислотные), изготовляемые на основе хлористого цинка, канифоли и других веществ. Следует иметь в виду, что после пайки остатки флюса и продукты его разложения необходимо сразу же удалять, поскольку они содействуют коррозии.

Паяльный инструмент. К нему относятся паяльник (рис. 68), паяльная лампа (рис. 69), паяльная горелка (рис. 70).

Рис. 68.

Рис. 69. :
1 - горелка; 2 - воздушный баллон; 3 - рукоятка для регулирования пламени; 4 - нагревательный лоток; 5 - насос; 6 - ручка; 7 - бачок для горючего

Рис. 70. :
а - с подогревом открытым пламенем; б - с подогревом в закрытой камере

Паяльник применяется для прогревания места спайки и расплавления припоя. Рабочая часть паяльника - медный наконечник, нагреваемый от внешних источников. При пайке мелких деталей, например, деталей радиосхем, используют наконечники в форме отвертки массой 0,1-0,2 кг; для пайки более габаритных изделий (скажем, листов металлической кровли) - тяжелые наконечники в виде молотка массой 0,5-10 кг. Нагрев паяльников осуществляется разными способами - как в пламени горелки, так и с помощью электрического тока (электропаяльники). Последние (бытового назначения) выпускаются различной мощности - от 25 до 100 Вт в зависимости от цели применения. Подогрев может происходить обычным теплом (за несколько минут) или с форсированной скоростью. В последнем случае электропаяльники называются паяльными пистолетами; они употребляются для мелких паяльных работ (пайки электропроводов, например). Перед началом паяния наконечник паяльника нужно залудить, т.е. очистить с помощью напильника либо шлифовальной шкурки, нагреть, окунуть во флюс, приложить к припою и держать, пока тот не начнет плавиться. Это надо повторить несколько раз - до тех пор, пока рабочая поверхность наконечника не покроется ровным слоем припоя.

Паяльная лампа представляет собой легкую переносную горелку (рис. 69) с направленным пламенем, работающую на спирте, бензине или керосине. Ее функции - нагревание наконечника паяльника при пайке с твердым или мягким припоем, расплавление припоя, а также нагревание металлов при гибке, правке и т.д., удаление остатков старых лаков, красок, масел с деревянных оснований, металлических деталей, штукатурки. Паяльная горелка (рис. 70) тоже представляет собой легкую переносную горелку с направленным (открытым или закрытым) пламенем. Работает она на жидком газе - пропане или бутане, который поступает из баллона или из зарядных устройств. Паяльная горелка предназначена для пайки твердым припоем (и, конечно, мягким), разогрева металлических деталей при их правке и сгибании, оплавления старой краски. При работе с паяльной горелкой необходимо использовать огнеупорную подкладку - плитки из искусственного камня, шамота, кирпича и т.д.

Техника и технология паяния. Сообразно используемому типу припоя различают два вида пайки: мягкую, или пайку мягким припоем, и твердую, или пайку твердым припоем. Выбор того или иного вида определяется величиной нагрузок, которым будут подвергаться спаянные заготовки. Сильно нагружаемые поверхности соединяют твердой пайкой. Припой при этом получается более густым, чем при мягкой пайке. Его надо брать побольше, чтобы он мог проникнуть во все щели. По окончании твердой пайки шов зачищают напильником. Поскольку твердая пайка требует нагрева до 450 °С и выше, то ее можно производить только с помощью достаточно мощной паяльной горелки. Мягкую же пайку выполняют паяльником и пламенем при температуре 180-400 °С. Там, где возможно, соединение надо выполнять с напуском или перекрытием, что увеличивает площадь контакта заготовок друг с другом. Между соединяемыми деталями следует оставлять зазор шириной 0,1-0,5 мм. Прежде всего надо выбрать тип паяльного соединения (рис. 71).

Рис. 71. :
1 - плоских тонкостенных; 2 - трубчатых и сложной формы; 3 - проволочных

В домашних условиях чаще всего детали при пайке соединяют методом пайки по стыку, скажем, при соединении оцинкованных стальных труб.

Очистка поверхностей. Места будущего соединения должны быть полностью очищены от всех инородных образований - грязи, смазки, ржавчины и т.п. Процедуру очистки проводят механическим либо химическим способом. В первом случае используют наждачную бумагу, шабер или шлифование; во втором - тетрахлористый углерод. В готовом к пайке виде поверхности должны быть зачищенными до блеска, гладкими, без царапин и вмятин.

Лужение. Прежде чем приступить к пайке, очищенные места соединения необходимо тщательно пролудить, т. е. покрыть тонким слоем припоя, так как на луженую поверхность припой ложится лучше. На места будущей пайки сначала надо нанести тонкий слой флюса или паяльной пасты. Паяльник должен быть хорошо залужен. Нагрев его, им набирают припой, переносят на место пайки и распределяют ровным слоем. При соединении больших поверхностей такая процедура повторяется несколько раз либо используют иной способ: на место соединения равномерно кладут некоторое количество кусочков припоя и расплавляют их; при этом паяльник время от времени надо окунать во флюс или в паяльную пасту. Оцинкованные места лудить не нужно.

Пайка. Соединяемые детали устанавливаются в удобном для пайки положение и фиксируются с помощью тисков, струбцин или иных приспособлений. Затем место пайки равномерно прогревают паяльником до требуемой рабочей температуры. Важно при этом контролировать степень нагрева паяльника и соединяемых поверхностей: если эти поверхности были прогреты слабо, то соединение будет ненадежным; если же паяльник перегрет, он плохо удерживает припой. Когда рабочая температура достигнута, сначала плавят флюс, а затем припой. Как только весь флюс расплавится, предварительно нагретый припой переносят на зазор. При соприкосновении с деталью, нагретой до нужной температуры, припой плавится и проникает в зазор. После этого паяльник используется только для поддержания рабочей температуры.

Как только припой остынет, можно снять зажимы. Саму деталь охлаждают на воздухе либо в холодной воде. Мягкая пайка пламенем целесообразна в тех случаях, когда нужно соединить заготовки сравнительно большой толщины: пламя прогревает их быстрее, чем паяльник. Мягкой пайкой можно соединять большинство металлов и их сплавов, исключая легкие металлы и сплавы (например, алюминий). Для соединения многих металлов требуются только свои припои. Поскольку мягкая пайка производится при заметно более низких температурах, то и требования к зачистке контактных поверхностей существенно выше.

Твердая пайка пламенем. Этим методом можно соединять все металлы, включая бронзу и серый чугун, а также и разнородные металлы, скажем, сталь с латунью. Отличие этого метода пайки от мягкой состоит лишь в том, что процесс идет при гораздо больших температурах. Для твердой плавки пламенем применяют обычные кислотно-ацетиловые горелки, а для получения небольших, тонкостенных соединений - газовые паяльные лампы. Например, при образовании Т-образного соединения вертикально стоящую заготовку фиксируют проволокой, горизонтальная же может быть не закреплена; проволока должна быть удалена от места пайки. Затем газовой горелкой (либо паяльной лампой) прогревают заготовки от краев к месту контакта, что исключает вероятность коробления и взаимного смещения деталей. Наконец, припой в форме прутка и проволоки осторожно подводят к месту пайки и дозированно, экономно расплавляют его. В заключение рассказа о пайке приведем виды соединений металлов, которые могут быть получены тем или иным видом пайки (рис. 72 и рис. 73).

Рис. 72.

Рис. 73.

Сварка - это процесс получения неразъемного соединения деталей из твердых материалов и изделий из них путем расплавления краев соединяемых деталей. Сваривают как однородные материалы (например, металл с металлом), так и разнородные (металл с керамикой). Существует множество методов сварки, из которых в домашних условиях наиболее широкое распространение получила дуговая сварка, при которой расплавление краев соединяемых деталей осуществляется электрической дугой. Эта дуга представляет собой электрический разряд между двумя электродами или электродом и изделием. Температура плазмы дуги составляет 6-7 тысяч градусов, что дает возможность плавить практически все металлы.

Сварочный агрегат состоит из сварочного аппарата с двумя соединительными кабелями. На конце одного из них находится зажим, укрепляемый на детали, на другом - держатель, в который вставляется электрод. Электрическая дуга возникает между кончиком электрода и деталью за счет сильного электрического поля, создаваемого сварочным аппаратом: оно пробивает воздушный промежуток между электродом и деталью, и в результате возникает мощный электрический ток, при протекании через деталь выделяющий большое количество тепла. Для возбуждения дуги надо коснуться детали кончиком (торцом) электрода и тотчас отвести его назад на 3-4 мм. Сварочный электрод представляет собой металлический стержень, плавящийся при сварке и дающий тем самым дополнительный металл для сварного шва. Наиболее распространенными являются электроды рубилового типа, используемые при сварке с помощью и постоянного, и переменного тока. Электроды обычно бывают длиной - 30 или 35 см, толщиной 1,5: 2,25; 3,25; 4; 5 мм и более. Для сварки более толстых деталей применяют и более толстые электроды, и большие токи. Таблица 10 конкретизирует это условие.

Таблица 10

Соединение двух или более деталей, полученное с помощью сварки, называется сварным. По форме такие соединения подразделяют на стыковочные, угловые, нахлесточные, тавровые (рис. 74) и другие; по положению сварного шва в пространстве - на нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные (рис. 75). Сварной шов - это участок сварного соединения, непосредственно связывающий свариваемые детали. По способу выполнения сварные швы бывают однопроходные, многослойные, непрерывные (сплошные, прерывистые, угловые, стыковые, точечные и некоторые другие) (рис. 76.)

Рис. 74. :
а - стыковое; б - угловое; в - нахлесточное; г - тавровое

Рис. 75. :
а - нижние; б - горизонтальные; в - вертикальные; г - потолочные

Рис. 76. :
а - стыковой непрерывный однопроходный; б - стыковой непрерывный многослойный; в - угловой прерывистый

Особенности сварочной дуги. В процессе горения дуги под электродом, т. е. в детали, образуется углубление, заполненное жидким металлом, которое называется кратером. Часть этого металла испаряется, и при гашении дуги кратер оказывается «сухим», т. е. просто представляет собой выемку, ямку в металле. Кратер снижает качество сварного шва, и его необходимо заполнить, т. е. заварить. Глубина кратера, или, как ее называют, глубина провара тем больше, чем больше сварочный ток и меньше скорость перемещения дуги. Заваривают кратер так. На основном металле зажигают дугу, после чего перемещают ее через кратер к валику шва и, заполнив кратер, вновь двигают вперед. Наилучшее качество шва обеспечивает так называемая нормальная (или короткая) дуга, т.е. дуга, длина которой не превышает диаметра стержня электрода. Если эта длина больше, то дуга называется длинной. Надо иметь в виду, что слишком длинная дуга дает швы низкого качества. Существует еще один «нехороший» эффект, который надо устранять, - отклонение разрядной дуги под действием магнитного поля разрядного тока, или явление так называемого магнитного дутья (рис. 77).

Рис. 77. :
а, б - отклонения дуги; в - компенсация отклонения дуги наклоном электрода

Чтобы уменьшить отклонение дуги, применяют ряд мер: меняют месторасположение токоподвода, наклоняют электрод в сторону отклонения дуги, уменьшают ее длину. Хотя дуга переменного тока менее устойчива, чем дуга, питаемая постоянным током, сварка ею имеет преимущество в простоте и меньшей стоимости сварочного оборудования. Сварку дугой постоянного тока можно проводить при соединении «+» источника питания со свариваемой деталью (прямая полярность) или с электродом (обратная полярность) (понятно, что при сварке на переменном токе это неважно). При горении дуги прямой полярности больше нагревается свариваемая деталь, а обратной полярности - электрод. Кроме того, скорость плавления электродов, изготовленных из низкоуглеродистых сталей, при обратной полярности на 10-40% больше, чем при прямой. Это обстоятельство учитывают, выбирая прямую либо обратную полярность в зависимости от вида сварочных работ (прихватка или сварка), толщины свариваемых изделий, материала электродов (углеродистый, хромоникелевый). Сварка с обратной полярностью применяется также при соединении тонких листов металла.

Техника дуговой сварки. Прежде чем приступать к собственно сварке, необходимо очистить края соединяемых деталей от грязи, ржавчины, масла, краски и шлака. Выбрав соответствующий виду сварного шва электрод, следует вставить его свободным от обмазки концом в электрододержатель, после чего установить переключатель силы тока в положение, соответствующее нормальному режиму сварки. Как зажечь дугу, уже объяснялось выше. В местах ее контакта со свариваемой деталью металл плавится мгновенно, поэтому сварку надо начинать тотчас по зажигании дуги. Процесс плавления происходит в двух зонах, металл в которых смешивается: одна на электроде, другая на краях деталей. Зона смешивания при удалении электрода быстро застывает за счет хорошего теплоотвода из нее. Образующийся при остывании шов называется наплавленным валиком.

Электрод при сварке перемещают по весьма замысловатой траектории: в направлении его оси (для сохранения определенной дуги), вдоль и поперек сварного шва. При слишком быстром движении электрода шов получается узким, неплотным и неровным. Медленное движение может привести к перегреву и пережогу металла. Колебательное (зигзагообразное) перемещение конца электрода не только вдоль, но и поперек шва приводит к образованию широкого валика. Ширина широкого шва должна равняться 6-15 мм, а узкого («ниточного») - на 2-3мм шире диаметра электрода. Легче всего осуществить сварку в нижнем положении (см. рис. 75а).

Надежность такого шва можно повысить подваркой ниточным швом с обратной стороны. Многослойные сварные швы выполняют путем наложения друг на друга многих валиков; при этом перед наплавкой очередного валика надо молотком и металлической щеткой тщательно счистить шлак с предыдущего валика. Качество сварки существенно зависит от аккуратности выполнения первого слоя. Это особенно важно для тех конструкций, где нет возможности сделать подварку обратной стороны стыка. При сварке горизонтальных швов обычно скос делают только у верхней детали соединения (см. рис. 75б). Дугу сначала зажигают на нижней горизонтальной кромке, после чего переходят на скошенную верхнюю кромку. Сложнее сваривать потолочные швы (см. рис. 75г), так как необходимо удержать металл от стекания из кратера вниз. Этого можно добиться только при сварке короткой дугой. Ток дуги и диаметр электрода при сварке этого типа швов должны составлять на 15-20% больше, чем при сварке швов в нижнем положении. Сварные швы заполняют двумя способами: по длине и по сечению. В первом способе их выполняют «напроход» и обратно ступенчатым способом. Швы, длина которых не более 300 мм, напроход ведут от начала до конца в одном направлении. Швы длиной 300-1000 мм сваривают либо напроход от середины к краям, либо обратно-ступенчатым способом. Последним способом варят и швы большой (более 1000 мм)длины. Обратноступенчатый способ состоит в том, что длинный шов делят на участки длиной 100-300 мм и проваривают их в направлении, противоположном общему направлению шва. Конец каждого участка при этом сваривают с началом предыдущего.

Как уже отмечалось, по способу выполнения различают однослойные (однопроходные), многослойные и др. швы. В многослойном каждый слой выполняется за один либо за два-три прохода. В любом случае применяется обратноступенчатый способ сварки. Стыковое соединение (см. рис. 74а) их элементов толщиной 4-8 мм выполняют однопроходным швом (см. рис. 76а), а более толстые детали сваривают многослойным (многопроходным) швом. В последнем случае сварку производят ниточными валиками-электродами одного диаметра (рис. 76б). В месте поворота шов заваривают без отрыва дуги. Для сварки встык деталей разной толщины диаметр электрода и ток подбирают по нижним параметрам режима сварки, рекомендуемого для детали большей толщины. На нее же при выполнении сварки направляют электрическую дугу. Стыковое сварное соединение обладает рядом преимуществ по сравнению с соединениями других типов: возможность сварки деталей любой толщины; более высокая прочность; минимальный расход металла; надежность и удобство контроля. Имеются следующие стыковые соединения: без скоса кромок, с отбортовкой, с односторонним скосом (V-образные), с двусторонним скосом (Х-образные). Тавровые соединения бывают нескольких видов (рис. 78): под прямым углом без скоса кромок (рис. 78a); под углом со скосом одной кромки (б); под прямым углом со скосом одной кромки (в); под прямым углом с двусторонним скосом (г).

Рис. 78. :
а - под прямым углом без скоса кромок; б - под углом со скосом одной кромки; в - под прямым углом со скосом одной кромки; г - под прямым углом с двусторонним скосом кромок

Угол скоса в соединениях под прямым углом обычно равен 55-60°. В этом способе соединений внахлестку (рис. 78б) деталь накладывают на деталь и выполняют шов по кромке верхнего элемента. Преимуществами этого соединения являются простота подготовки деталей под сварку и их сборки в конструкцию; небольшие усадки и коробления. К недостаткам можно отнести повышенный расход металла, необходимость сварки с двух сторон, вероятность возникновения коррозии, трудоемкость и большой расход электродов. Соединения внахлестку обычно применяются для сварки деталей толщиной 1-10 мм из низкоуглеродистых и коррозиестойких сталей. Процесс собственно сварки узлов и деталей начинают с их взаимной фиксации прихватками (или «клепками») - точечными «швами», иначе соединяемые элементы при сваривании могут «разбежаться» в разные стороны. Прихватки запрещается делать в острых углах, на окружностях малого радиуса, в местах резких переходов, а также вблизи отверстий и на расстоянии менее 10 мм от них или от края детали.

Фланцы, цилиндры, шайбы, трубчатые соединения фиксируют, располагая прихватки симметрично. Если необходимо делать двустороннюю прихватку, эти точечные «швы» надо располагать в шахматном порядке. В любом случае последовательность расположения прихваток должна сводить до минимума коробление листов. Кроме того, при выполнении прихваток сварочный ток должен быть на 20-30% больше, необходимого для сварки тех же материалов; электроды, напротив, следует выбрать тоньше; длина дуги при выполнении прихваток должна быть малой - не более диаметра электрода; дуга отрывается не в момент образования кратера, а после полного его заполнения.

Трудности при выполнении сварочных работ. 1. Прилипание электрода - это, по существу, короткое замыкание, в результате которого сварочный аппарат испытывает перегрузку. Прилипший электрод удаляют из шва резким рывком. 2. Другим дефектом, часто возникающим при сварке, является увод дуги от сварного шва: методы борьбы с ним описаны выше. 3. Швы получаются непрочными в следующих случаях: при сваривании многопроходного шва не полностью удален шлак с поверхности наплавленных валиков; слишком большой или малый разрядный ток.

Техника безопасности при дуговой сварке. Пря проведении сварочных работ всегда существует вероятность получения травм той или иной степени тяжести: удар током, ожог электродом или раскаленными частицами металла, ожог сетчатки световым излучением дуги и др., поэтому при выполнении таких работ строжайшее выполнение правил электробезопасности становится не только условием успешного их проведения, но и выживания сварщика. Прежде всего необходимо тщательнейшим образом проверить целостность изоляции электрических цепей. Корпус источника питания обязательно должен быть заземлен, а еще лучше - «занулен» (рис. 79). Любые работы с источником - перемещения, ремонт и т.д.- должны производиться при отключении его от сети. Особенно важно обращать внимание на провода с сечением, выбранным из расчета 5-7А/мм 2 . Электрододержатели (рис. 80) должны соответствовать всем предъявляемым к ним требованиям.

Рис. 79.

Рис. 80.

И последнее: неплохо ознакомиться (в том числе и практически) с основными приемами оказания помощи при электротравмах. Обратим особое внимание на то, как обращаться с собственно электрической дугой, которая представляет собой наибольшую опасность для глаз, и при сильном воздействии вызывает катаракту (помутнение хрусталика). Ясно, что без защитной маски сваркой заниматься нельзя. Здесь проблема состоит в подборе светофильтра. Для этого рекомендуется провести пробную сварку; если в свете дуги через фильтр виден подлежащий сварке стык, т.е. на 1-2 см видно, куда вести электрод, - фильтр годится. Если видимость хуже, значит, фильтр слишком темный, а если видно очень далеко - слишком светлый. Но даже при правильном подборе светофильтра маски неопытные сварщики частенько «налавливают зайчиков» от излучения дуги. Вечером или ночью после работы со сварочным агрегатом человек начинает ощущать, что его глаза словно наполнены движущимся крупнозернистым песком. Помимо «зайчиков», можно получить ожоги открытых частей тела. Для предотвращения подобных травм следует надевать одежду сварщика, состоящую из брюк и куртки из брезентовой ткани, а также сапоги или ботинки. Брюки надо надевать поверх обуви, с тем чтобы уберечь ноги от ожогов брызгами металла и горячими огарками.

Выбор материала для кровли учитывает индивидуальные особенности здания: угол наклона крыши, основательность фундамента, общий архитектурный стиль. При выборе финишного покрытия часто отдают предпочтение листовому металлу. Этот материал гарантирует долговечность кровли, имеет небольшой вес и не утяжеляет конструкцию, обработка и монтаж металла не составляют труда, что ускоряет весь процесс устройства крыши. В этой статье мы рассмотрим, как покрыть крышу железом.

Какой вид кровельного железа выбрать?

Металлические листы, предназначенные для кровельных работ, различаются внешним видом и покрытием.

Черное железо – листы или рулонная сталь без покрытия, отличается устойчивость к механическому воздействию, но не переносит влаги. Это бюджетный материал, но для долгосрочной эксплуатации нуждается в антикоррозийном покрытии.

Оцинкованная сталь – имеет гладкую поверхность, устойчива к атмосферным осадкам благодаря защитному слою цинка, незаменима при устройстве фальцевой кровли.
Профилированный металл – оцинкованное железо, подвергшееся профилированию для создания ребер жесткости. Имеет трапециевидное, волнообразное или прямоугольное сечение. После обработки полимерным покрытием значительно увеличиваются антикоррозийные и эстетические свойства материала.

Этапы монтажа кровли из оцинкованной стали

Перед тем как покрыть крышу железом, необходимо изготовить прочную обрешетку, которая исключит прогибы металла. Основой под железные листы служат деревянные брусья, расположенные в 20 см друг от друга, сплошная обрешетка из обрезных досок или пошаговая обрешетка из досок, прибитых на расстоянии в 10 см.

Соединять листы с цинкованным железом можно, укладывая их внахлест, и закрепляя гвоздями со специальной прокладкой, или более трудоемким и надежным способом – фальцеванием. Для выполнения работы необходимы:

деревянная киянка;
ножницы по металлу;
верстак для заготовки картин;
металлический молоток;
гребнегиб;
рулетка;
смесь олифы с суриком.

Железные листы перед началом работы грунтуют смесью олифы и сурика, чтобы увеличить сопротивление коррозии. Просушенное железо режут на части нужных размеров, для этого используют ножницы по металлу (болгарка категорически запрещается). Фальцевый способ надежно защищает стыки от протекания. Он представляет собой соединение соседних листов железа в замок, выполненный путем отгибания кромки.

Для горизонтального соединения выполняются лежачие фальцы. Их изготавливают при помощи специальных станков или на верстаках, используя молоток и киянку. У кромки листа проводят линию и загибают край при помощи киянки, для этой работы понадобится верстак с металлическим уголком. На другом листе кромку отгибают несколько раз, до создания п-образной формы. Место соединения уплотняется и загибается вплотную к металлическому листу. Таким способом формируются заготовки для укладки на крышу, их называют картины.

На крыше все картины соединяются с помощью продольных стоячих фальцев. При их изготовлении используют гребнегиб. Перед началом крепления проверяется расположение листов в вертикальной плоскости. Длину заготовки рекомендуется выполнять равной размеру ската крыши. Картины укладывают рядами от конька к желобу. Для уплотнения лежачих фальцев используется стальная полоса.

В местах, требующих особой прочности швов, используют двойной фальц. Он изготовляется загибом кромок двух листов, с последующим одновременным сворачиванием. Лежачий фальц устанавливается загибом к карнизу, это позволяет воде беспрепятственно стекать по крыше. К обрешетке картины крепятся металлическими кляммерами.

Самым сложным этапом является устройство воротника для тубы дымохода. Он изготавливается предварительно, по форме и размерам трубы. С металлическими листами воротник соединяется стоячими фальцами.

Чтобы понять, как правильно выполнить монтаж кровли, используя фальцевое соединение, стоит посмотреть видео с рекомендациями профессионалов.

Особенности покрытия кровли профилированным листом

Определяясь с размером гофролиста, выбирайте равный по длине скату крыши, если она велика, ориентируйтесь на удобство транспортировки.
Подсчитывая количество листов, учтите угол наклона крыши, если он в пределах 15 до 30 градусов, потребуется нахлест до 20 см.
Перед монтажом профнастила укладывается гидроизоляционная пленка. Она крепится скобами к стропилам. Поверх нее устанавливаются контр-рейки, обеспечивающие зазор с металлическими листами.
Полимерное покрытие профлистов не должно повредиться во время транспортировки и монтажа, это приведет к потере антикоррозийных свойств материала.

Марки профнастила различаются прочностью и высотой волны. Для устройства надежной кровли используют две марки:

НС – для крыш со значительным углом ската, не испытывающих высокой нагрузки;
Н – используется для капитальной кровли, отличается дополнительными ребрами жесткости.

Профлисты легко поддаются обработке, для укладки и крепления понадобится ножовка по металлу и шуруповерт. Укладывают листы снизу вверх, начиная от правого торца. Цельные профилированные листы предварительно закрепляют одним саморезом и укладывают по всей длине крыши. После выравнивания по карнизу проводится окончательный крепеж кровельными саморезами, головки которых подбираются по цвету полимерного покрытия. По горизонтали они вкручиваются шуруповертом в каждую вторую волну, по вертикали на расстоянии шага обрешетки. Верхняя и нижняя части закрепляются саморезом в каждый профиль.

При использовании нескольких рядов профнастила, их поперечные стыки соединяют с нахлестом не меньше 20 см и промазывают силиконовым герметиком.

Работая, с профилированным железом, следует соблюдать осторожность, чтобы не допустить повреждений в процессе передвижения. Рекомендуется надевать мягкую обувь или сделать деревянный настил на готовом участке крыши.

Правильно установленная кровля из железа обеспечит надежную защиту на долгие годы, это добротное покрытие устоит под действием осадков и ветра. Блестящая или цветная поверхность, используемых металлических листов, дополнит архитектуру здания.

Фото

Видео

В этом видео рассказывается о монтаже металлопрофиля своими руками:

Это видео демонстрирует монтаж кровли из профнастила:

Соединение краев тонкого листового металла производится чаще всего в замок - посредством зажимания одного края в другой, но изредка применяются и другие способы, которые в работах юного мастера как раз могут понадобиться чаще. Способы эти вот какие.

Края листов можно просто спаять. Понятно, что это будет самый непрочный способ, особенно, если листы металла тонки. Это будет соединение в притык (1). Такое соединение может быть применено там, где не требуется прочности, но необходимо незаметное соединение. В более толстых листах соединение в притык делается зубцами (2). Так поступают, собственно, уже не жестяники, а медники - мастера, изготовляющие медную посуду, баки, трубы, колпаки и т. п. Соединение в притык можно сделать более прочным, припаяв с внутренней стороны пластинку (3). Это будет притык с накладкой. Более прочное соединение - в нахлестку (4). Один край накладывается на другой, шов пропаивается или скрепляется заклепками. Но это соединение уже имеет выступающий край, что не всегда удобно. Можно отогнуть кромки у одного края и у другого, зацепить их и сжать ударами киянки. Это уже будет простой замок (5).

Наиболее употребительный способ соединения - это двойной замок (6). Он делается так. У одного куска отгибается кромка под прямым углом, у второго кромка также отгибается, но в другую сторону, и прижимается к куску, а затем эта кромка отгибается под Прямым углом в обратную сторону. Обе отогнутых кромки соединяются между собой, загибаются в сторону первой кромки, и шов проколачивается киянкой. С обратной стороны он будет глаже, что надо учитывать при соединениях этим способом. Последовательный ход работы схематически изображен на следующем рисунке:

Всевозможные жестяницкие изделия чаще всего соединены двойным замком.

Изредка жестяники применяют соединение при помощи заклепок. Однако этот способ чаще применяется тогда, когда надо приклепать ручку, ушко, полосу и т. п. Изредка заклепками укрепляют швы в накладку и простым замком. Заклепывают обычно мелкими заклепками, лучше с широкими плоскими шляпками, холодным способом. В грубых работах жестяники предпочитают заклепки, свернутые из кусочка жести. Для их изготовления надо иметь кусок железа с дырками разных диаметров, или заклепочник. Ромбовидный кусочек жести свертывают фунтиком при помощи молотка или круглогубцев, вставляют в заклепочник, в дыру подходящего диаметра, и расклепывают головку. Такие заклепки мягки, но, конечно, не имеют того аккуратного вида, как у сплошных заклепок.

Почти все работы с тонким металлом основаны на пластичности металла, его способности изгибаться и расплющиваться. Но мастер должен умело пользоваться своим инструментом, иначе эти же свойства пойдут во вред работе. Как и почему, дальше будет видно.

Основная и самая первая работа мастера - это умение отогнуть фальц, иначе говоря,- загнуть край листа. Работа простая, но и весьма ответственная, так как от нее зависят дальнейшие процессы. Отгибать фальц приходится для самых различных надобностей: и для соединений швом, и для краев, для вставки днищ и других. Надо следить за тем, чтобы металл только гнулся, но никак при этом не расплющивался. Если металл в сгибе расплющится, он уширится. Кромка сгиба выйдет изогнутой, и поверхность листа покоробится.

В грубых работах, где фальц отгибается широкий, это не имеет почти никакого значения. Но там, где требуется большая точность и изящество, это будет очень заметно. Поясним на примере, что у нас может получиться. Предположим, мы хотим сделать из жести трубку и соединить ее двойным замком. Отогнули фальцы железным молотком, стали свертывать трубку и соединять шов, но оказывается - шов-то соединить очень трудно; фальцы оказались загнутыми из-за расклепывания металла молотком.

Поэтому фальцы всегда надо отгибать деревянной киянкой на острой железной кромке лома, железной полосы или уголка скребка.

Работа происходит в таком порядке. Прежде всего рейсмусом проводят линию сгиба. Чем толще металл и грубее работа, тем шире можно взять фальц (10- 20 мм, на тонкой жести фальц берется в 3-5 мм). Кладут лист на кромку скребка (или заменяющих его приспособлений) линией сгиба, быстрыми и точными ударами киянкой отбивают эту линию сначала у концов, а потом по всей длине фальца.

Затем пригибают под прямым углом кромку фальца, ставят ее наружной стороной на наковальню и выправляют с внутренней ударами киянки.

Предположим, что нужно отогнуть фальц у жестяного цилиндра.

Понятно, что диаметр наружной кромки отогнутого фальца будет больше, нежели диаметр его внутренней окружности. Следовательно, металл должен быть расклепан по всему фальцу, у внешнего края сильнее, к цилиндру слабее.

Фальц надо гнуть железным молотком. Цилиндр берут в левую руку, намечают изнутри рейсмусом ширину отгиба и прикладывают к кромке поддержки или лома под тупым углом, после чего поколачивают по будущему фальцу носком молотка, отбивая линию сгиба и расклепывая кромку. Легкие удары молотка направляют так, чтобы сильнее расклепывать наружный край. Обойдя полный круг, уменьшают угол наклона цилиндра, ставя его круче к наковальне, и продолжают тем же порядком работу. Ее повторяют еще и еще, все уменьшая угол наклона до прямого. При таком постепенном выколачивании фальц удастся отогнуть под прямым углом, и он нигде не лопнет. Отогнутый фальц ставят на плиту и выправляют его ударами киянки.

К такому цилиндру с фальцем можно уже присоединить двойным замком дно, только у кружка для дна надо отогнуть фальц или припаять дно припоем.

Подобно тому, как отгибают фальц на цилиндре, поступают и тогда, когда край жестяного изделия надо укрепить и сделать толще, закатывая в него проволоку. Работу ведут тем же порядком, но киянкой и не отбивая острой кромки сгиба. Сгиб должен выйти плавный, на металле надо сделать отворот, рассчитывая ширину этого отворота по толщине той проволоки, которая туда войдет.

Ширину надо брать примерно в три диаметра проволоки, прибавляя немного на толщину металла. Когда фальц отогнут под прямым углом, его отгибают киянкой назад, проворачивая цилиндр на круглой наковальне. Затем ставят на плиту, вставляют проволоку и несколькими ударами киянки по отвороту закрепляют ее. Киянкой на круглой наковальне и плите окончательно прижимают и оглаживают отворот. Перевернув изделие краем вверх, оправляют закатанный край сверху. Если отворот оказался недостаточно широким, его теперь очень легко исправить, проколачивая сверху киянкой с оттяжкой удара кнаружи. На изделиях с прямыми краями закатать в край проволоку, конечно, еще проще.

Из приемов обработки тонкого металла, основанных на расклепывании и вытягивании металла, юному мастеру непременно надо ознакомиться с выколачиванием. Выколачиванием плоской пластинке металла придают разнообразную выпуклую форму. Таким путем можно выколотить днища и крышки котлов, капоты и разнообразнейшие обтекаемые детали для моделей самолетов, обшивку для моделей судов и т. п. Выше у нас была уже подобная работа - эта выколачивание ковша.

Выколачивание - это работа, требующая терпения. Нельзя ударить раз-другой молотком и получить хорошую вытяжку. Надо потихоньку поколачивать молотком, всё время передвигая изделие, постепенно увеличивая глубину вытяжки и в заключение оправляя и оглаживая легкими ударами поверхность изделия.

Вытягивать можно в основном двумя способами. Первый способ - когда металл расплющивают на выпуклой наковальне, начиная от середины к краям. Середина получится тоньше всего, но зато изделие будет выпуклым. Работа ведется железным молотком. По второму способу выколачивают киянкой или молотком с круглым концом на оправке (матрице), имеющей соответственную форму.

Как пример, приведем выколачивание того же ковша. На деревянной колобашке или толстой доске надо сделать несколько круглых выемок различной глубины. Их вырезывают полукруглой стамеской, а затем оглаживают ударами круглого молотка. Круглую пластинку металла кладут над первым углублением и молотком или круглой киянкой выколачивают ее до тех пор, пока не получится правильно округленная поверхность без морщин. Тот же прием повторяют и в следующих, более глубоких матрицах. В заключение мы получим ковш по профилю матрицы. По другому профилю и другому раскрою мы могли бы получить и другую форму.

Иногда юному мастеру придется выколачивать на пластинках тонкого металла продольные углубления. Сечение такой пластинки получится фигурным, и пластинка приобретет жесткость.

Как и во всяком другом деле, разметка и раскрой материала, начало работы, являются очень важной операцией, от которой зависит и дальнейший успех. Отсюда ясно, что эта работа требует особой внимательности и аккуратности. Самая простая работа - это раскрой и изготовление простой открытой прямоугольной коробки с прямостоящими или расходящимися боками, с носком или без него.

Из листа жести выкраивают прямоугольник соответствующих размеров (а). При раскрое надо учесть площадь дна и высоту стенок. Рейсмусом отчерчивают линию сгибов. Один уголок срезают, если надо сделать в коробке носок. Перевернув лист на доску, носком молотка отсекают по углам биссектрисы углов примерно до границы будущих сгибов стенок (б). Снова перевернув лист, на ребре наковальни (куска железа) загибают киянкой бока (в), но не совсем. Их отделывают на прямоугольном конце наковальни и пригибают киянкой вплотную к стенке (г). Срезанный угол для носка остается не пригнутым, его слегка сплющивают, выделывая из него желоб. Коробка готова (д).

Работа, как видно, совсем несложная, но и ее надо выполнить аккуратно.

Выкраивание и изготовление цилиндрических форм не представит особых затруднений. Для цилиндра надо выкроить прямоугольник, высотой равный будущей трубе, а длиной в 3,14 диаметра этой трубы с прибавкой на закатку шва.

При изготовлении конических изделий (ведро, воронка и другие) все приемы работы останутся те же, только при раскрое придется вспомнить геометрию. Все конусные предметы надо правильно изобразить в развертке, и это самое главное.

Возьмем самый простой способ раскроя. Попробуем сделать коническое ведерко. Прежде всего надо начертить его среднее сечение, по оси. Оно представится в виде трапеции; продолжают стороны трапеции до их пересечения. Точка пересечения - это центр, из которого проводят две дуги - от длинного основания трапеции и от короткого. Получится кольцо, из части которого и будет сделана поверхность конусного ведра. Ширина этого кольца и есть высота ведра. Надо только не забывать прибавлять для закатывания верхнего края и загиба нижнего.

Длина необходимой нам части этого кольца определяется диаметром ведра. Примерно три диаметра с прибавкой на двойной замок-вот то, что надо взять от кольца. Отложив по верхней или нижней дуге 3,14 диаметра наружного отверстия или дна ведра, проводят по радиусу линию. Прибавки для двойного замка делают уже параллельно этим радиальным линиям. Так получится раскрой поверхности ведра. Так же точно расчерчивают любую конусную форму, будь то целый или усеченный конус: по радиусу откладывают высоту фигуры, по окружности - длину развертки.

Для самостоятельного изготовления трубы круглого сечения потребуется тонколистовая сталь чёрная или оцинкованная, толщиной 0,45 - 0,5 - 0,55 мм . Такой толщины материала достаточно при устройстве низконапорной или бытовой вентиляции, вытяжки от газового оборудования, водосточной системы. На листе металла острой металлической чертилкой с помощью длинной линейки начертить выкройку будущей трубы. Длину заготовки отмерить равной длине трубы. Если труба будет вставляться в следующую, то к длине заготовки прибавить длину "засова" (например, 7 см ). Ширину выкройки вычислить, умножив 3,14 на внутренний диаметр трубы в миллиметрах: D*3,14 (мм). К получившемуся размеру прибавить припуски на фальцевое соединение - по 14 мм с обеих сторон, или 28 мм к ширине выкройки с любой стороны. Итоговая формула ширины заготовки: 3,14D+28 (мм). Отчерченную заготовку вырезать из листа ручными ножницами по металлу.

По длине заготовки отчеркнуть и отогнуть в разные стороны две кромки для фальцевого соединения трубы. Ширина отгибаемых кромок 7 мм . Эти кромки можно отогнуть и косыми, например: для одного торца будущей трубы 7 мм , а для другого её торца - 9 мм (или 6 на 8 мм). Тогда трубы легко и достаточно плотно будут вставляться одна в другую. Последовательность подготовки фальцевого соединения показана на рисунке:

Чтобы придать прямому листу жести форму трубы, потребуется толстостенная металлическая труба диаметром 80 - 100 мм, подвешенная горизонтально к доске или к ровной стене в двух "хомутах" из полос тонколистовой стали, как показано на следующем рисунке. Выкройку трубы с подготовленными фальцами заправить в зазор между доской и подвешенной трубой, и постепенно прогинать вокруг трубы-оправки до нужной формы, после каждого прогиба продвигая (проталкивая) заготовку вниз:

Вынуть заготовку из приспособления, проверить, насколько правильно и равномерно она "прокатана" в форму трубы. Застегнуть фальцы в замок. Убедиться, что обе фальцевые кромки надёжно вошли друг в друга по всей длине соединения. Одеть прифальцованную заготовку (или часть её) на участок рельса, выдвинутого за пределы верстака. Уплотнить фальцевый шов трубы деревянной киянкой. Вдоль всего шва осадить материал, то есть подсечь краем молотка или киянки, создав таким образом дополнительный замок, который не даст фальцевым кромкам выдвигаться из соединения. Надёжность сборки можно подстраховать заклёпкой.

Неровности и возможную ребристость самодельной трубы выправить на рельсе деревянным молотком - киянкой. Листовую сталь для изготовления трубных изделий выбирайте такую, на поверхности которой не остаётся совсем, или остаётся малозаметный след при её сгибании-разгибании. Это свойство металла можно проверить, если слегка согнуть и тут же разогнуть жесть в уголке листа. Если для изготовления трубы используется рулонный материал, или оцинкованный лист, явно отрезанный от рулона, то раскраивать его следует так, чтобы направление гибки, проката заготовки совпадало с направлением свёрнутого рулона - это уменьшит проявление рёбер по линиям прогиба. Оптимальная длина трубы 1 м или 1,25 метра , что совпадает с поперечными размерами стандартных жестяных листов.

Механизированное изготовление труб из тонколистовой стали производится на станках, различными способами, которые кратко описаны на странице .

Использование замковых соединений увеличивает скорость сборки, является экономически выгодным, поскольку необходимые знаки отливаются прямо с деталью (что устраняет необходимость использования крепежных элементов. Замковые соединения могут быть сконструированы таким образом, что их можно использовать многократно. Сборка с помощью замковых соединений характеризуется простотой и универсальностью.

Принцип действия замкового соединения не зависит от ее формы: выступающий элемент одной из детали, например, крючок, на короткое время отклоняется в процессе сборки, после чего возвращается в исходное положение за счет упругой релаксации. Прогиб в процессе сборки может быть довольно большим, но когда сборка завершается, напряжение пропадает (в отличие от фиксации с использованием прессового соединения).

Одним из серьезных недостатков использования замковых соединений является возможность разрушения деталей в процессе сборки или разборки изделия. Сборочные узлы с таким креплениями могут разрушиться из-за усталостных напряжений. Это особенно важно для сборочных узлов, изготовленных из хрупких и армированных волокнами пластмасс. Отремонтировать замки очень сложно или вообще невозможно. Другим недостатком замковых соединений является необходимость точного соблюдения допусков на детали. Контролируют геометрию замков и напряжение после сборки. Избыточный натяг или напряжение могут привести к разрушению соединения, а недостаток натяга может привести к неточному расположению деталей или ослабления их фиксации.

Типы замковых соединений

1) с помощью крючков (рис. 4);

2) с помощью кольцевых выступов и впадин (используются для сборки изделий цилиндрической формы) (рис. 5);

3) с помощью шаровой пяты и сферического углубления (рис. 6);

4) поворотные замковые соединения.

Кроме того, замковые соединения делятся на разъемные и неразъемные (рис. 7). Конструкцию соединения, позволяющую использовать повторную сборку и разборку называются разъемной. В разъемных соединениях используются установочные и обратные углы, что обеспечивает возможность введения одной детали в другую и их соединения. Неразъемное соединение самофиксируется, поскольку в нем обратный угол равен 90 град. Эти углы используются в качестве единственного средства для управления усилиями при надевании и съеме крышки с данной геометрии.

Рис. 4. Крючки, используемые для сборки пластмассовых изделий:

а – неразъемное; b – разъемное; с, d – с дополнительными элементами для облегчения разборки изделия

В разъемных соединениях используются установочные и обратные углы, что обеспечивает возможность введения одной детали в другую и их соединения. Неразъемное соединение самофиксируется, поскольку в нем обратный угол равен 90 град. Эти углы используются в качестве единственного средства для управления усилиями при надевании и съеме крышки с данной геометрией.

Рис.7. Разъемные и неразъемные замковые соединения