Крепеж для листового металла

Обновлено: 03.05.2024

В предлагаемой статье мы постарались конкретизировать и дать определение основным терминам, применяемым для современных видов крепежа и технологий установки, с ними связанных. Общедоступная информация по этому вопросу весьма скудная и понимание ее усложняется тем, что разные производители крепежа используют различные термины и наименования, а международных стандартов на этот крепеж до сего дня не существует.

Последовательность терминов выбрана не алфавитная, а логическая – от общего к частному.

О сновные термины

Установочный крепеж – наиболее общий термин - широкий перечень крепежных изделий, которые фиксируются в один из требующих соединения элемент конструкции предварительно, т.е. до непосредственной операции соединения элементов конструкции. Классифицируется крепеж по технологии установки (фиксации), по материалам и конструкциям, для которых применяется, по материалам, из которых изготовлен.

Данный термин не является устоявшимся, но, на наш взгляд, наиболее подходит для обобщения основных видов современного крепежа. Современный крепеж имеет преимущественные особенности относительно известных классических винтов и гаек, ведь только при наличии таких качеств новый крепеж будет внедряться и применяться производителями. Так как оптимальные формы и виды соединения уже стандартизированы, основные усовершенствования касаются оптимизации полного производственного цикла, в котором всегда присутствуют операции соединения конструкционных элементов. Производители, которые познакомились с различными подходящими им видами установочного крепежа, знают, что использование его увеличивает рентабельность производственного цикла (за счет уменьшения и упрощения операций сборки), уменьшает общую номенклатуру крепежных изделий и в большинстве случаев придает эргономичный и эстетичный вид готовым изделиям.

Крепеж для листового металла – общий термин, включающий в себя всю номенклатуру установочного крепежа предназначенного для металлических заготовок – широкий перечень крепежных элементов, которые фиксируются/монтируются в листовую металлическую заготовку посредством различных механических операций. Основные и наиболее распространенные виды крепежа для листового металла – запрессовочный, развальцовочный, заклепочный (вытяжной) и приварной крепеж.

Запрессовочный крепеж (возможный вариант названия – запрессовываемый; исходный английский вариант – self-clinching) – широкий перечень крепежных элементов, преимущественно с резьбой, которые с помощью равномерной плавной плоскопараллельной нагрузки запрессовываются в отверстия листовых металлических заготовок, при этом материал заготовки пластически деформируется и затекает в специальные зубчатые насечки и круговые канавки крепежных элементов. Основные типы – запрессовочные гайки, шпильки, втулки невыпадающие подпружиненные винты и штифты

Заклепочный или вытяжной крепеж – широкий перечень крепежных элементов с гильзой или рабочей частью, которая с помощью специального инструмента (заклепочного или вытяжного пистолета) или ручных приспособлений или простого молотка сжимается / развальцовывается / расклепывается и создает неразъемное заклепочное соединение. Основные типы заклепочного крепежа - безрезьбовые заклепки (стандартные вытяжные заклепки), резьбовые заклепки (они же – вытяжные гайки или гайки-заклепки), заклепки-болты и постепенно уходящие из применения заклепки под молоток.

Развальцовочный крепеж (возможные варианты названия – развальцовываемый, вальцуемый, бонки, ханксерт, минисерт; английские варианты – rivet bush, hanksert, minisert)– широкий перечень резьбовых крепежных элементов с цилиндрической юбкой, которая с помощью равномерной нагрузки (в отличие от установки запрессовочного крепежа в данном случае подвижный пуансон пресса должен быть коническим) развальцовывается в предварительно подготовленных отверстиях листовых металлических заготовок, при этом неразъемное прочное соединение создается за счет развальцованной юбки (сопротивление на отрыв) и пластического затекания металла заготовки в пазы зубчатой накатки (насечки) на теле крепежного элемента (сопротивление на проворот).

Бонка – распространенное среди конструкторов и производителей стран СНГ название развальцовочных втулок, которое в принципе является устоявшимся, и однозначно определяет предмет. Чаще используется в отношении развальцовочных втулок по отраслевым советским стандартам ОСТ (см. например ОСТ 4Г 0.822). Зачастую бонками некорректно называют гайки-заклепки (см. заклепочный крепеж), что вносит дополнительную путаницу в терминологию крепежа для листовых материалов.

Приварной крепеж (возможные варианты названия – приварочный, пристрелочный; английский вариант – welding fasteners) – резьбовые шпильки и втулки, безрезьбовые стойки, гвозди, имеющие в своей контрукции малые выступающие элементы, которые с помощью специального оборудования привариваются (пристреливаются) в предварительно размеченные места на листовых и массивных металлических заготовках. Виды сварки – конденсаторная и реже дуговая.

Клетевые гайки (возможные варианты названия – закладные, клетьевые, усовые, кузовные гайки; английский вариант – cage nuts) – сборная конструкция из квадратной гайки, установленной в корпус из пружинной стали в форме клети с двумя лепестками (усами). С помощью лепестков гайка фиксируется в квадратном отверстии или прямоугольном профиле заготовки.

Резьбовые вставки – крепежные элементы для создания глухой резьбы в мягких массивных материалах. Представляют собой полые цилиндрические втулки с метрической внутренней резьбой и самонарезающей внешней. Устанавливаются в предварительно подготовленные отверстия более мягких массивных заготовок (наиболее часто используются для создания резьбы в медных и пластиковых деталях).

Самопрошивной крепеж для печатных плат (возможные варианты названия – запрессовочный впрессуемый; английский вариант – self-broaching) – установочный крепеж для мягких материалов. Устанавливается впрессовыванием в листовую заготовку и фиксируется за счет зубчатой накатки на внешней поверхности юбки крепежного элемента, которая входит (прошивает) материал заготовки. Основные виды – гайки, резьбовые шпильки и втулки из луженой стали.

Запрессовка – процесс плавного безударного вдавливания детали в отверстие листового металла или пластика, в результате чего более мягкий материал заготовки деформируется и заполняет круговую канавку и зубчатую насечку крепежного элемента, обеспечивая надежное и прочное соединение.

Развальцовка – процесс радиального деформирования юбки развальцовочного крепежного элемента в отверстии листового металла с целью создания прочного соединения между крепежным элементом и листовым металлом.

Юбка – элемент конструкции крепежных элементов, непосредственно контактирующий с материалом заготовки и обеспечивающий прочное соединение детали и заготовки. Для развальцовочного и заклепочного крепежа юбка представляет собой цилиндрическую поверхность, которая вставляется в отверстие заготовки для последующей развальцовки или расклепывания. Для запрессовочного крепежа юбка представляет собой конусную поверхность, вдавливаемую в отверстие заготовки.

Установка заподлицо – монтаж крепежных изделий, когда по крайней мере с одной стороны листовой заготовки отсутствуют выступающие над поверхностью конструкционные элементы.

К акой тип крепежа для листового металла выбрать?!

Ознакомившись с преимуществами, которые дает использование крепежа для листового металла, вы определенно решили использовать его при конструировании и производстве своего оборудования. Но все-таки запрессовочный, развальцовочный, заклепочный и приварной крепеж имеют качественные различия, и встает вопрос выбора. Рассмотрим основные отличия, преимущества и недостатки каждого из видов.

З апрессовочный крепеж.

Основные и неоспоримые преимущества запрессовочного крепежа – быстрота и простота установки и безупречный внешний вид конструкции с запрессованной гайкой, шпилькой или втулкой. Не требуется никаких дополнительных операций зенковки, снятия заусенцев. Монтируется крепежный элемент с помощью настольных тисков или с использованием пресса с подходящими нагрузками с плоским пуансоном, устанавливается заподлицо на лицевой поверхности листовой заготовки.

За счет легкости монтажа запрессовочный крепеж проигрывает другим типам по техническим характеристикам соединения – усилию на отрыв и проворот. Поэтому перед окончательным выбором такого крепежа конструктору необходимо убедиться в том, что значения основных характеристик соединения удовлетворяют техническим условиям использования конструкции.

Р азвальцовочный крепеж.

В сравнении с запрессовочным крепежом выдерживает большие усилия на отрыв и проворот за счет дополнительной фиксации с помощью развальцовки юбки. Не уступает по внешнему виду и устанавливается заподлицо в случае соблюдения всех технических требований по установке.

Для установки необходимо предварительно сделать зенковку и использовать пуансон специальной конической формы, что увеличивает общее время монтажа и удорожает монтажные приспособления.

З аклепочный крепеж.

Служит для эксплуатации с повышенными нагрузками на проворот и отрыв, подходит для больших резьб более М10.

Различные формы гаек-заклепок и фиксирующих бортиков позволяет сделать оптимальный выбор для параметров соединения (выдерживаемые нагрузки) и внешним видом.

Для больших нагрузок – специальные формы гаек, следовательно специальные формы отверстий; большие бортики, следовательно невозможно установить заподлицо.

Дле мЕньших нагрузок – простые цилиндрические формы, маленькие бортики устанавливаемые заподлицо.

П риварной крепеж.

Быстрая установка, не требуется никаких отверстий, наиболее высокие характеристики для предельных нагрузок на отрыв, сдвиг и проворот.

Уступают по внешнему виду конечного изделия, отсутствие в номенклатуре деталей со сквозным соединением, наличие дополнительного оборудования с ограничениями по безопасному использованию.

Как правильно крепить винтами листовой металл

Использование листового металла или профлиста является самым простым и выгодным способом устройства кровель, облицовки фасадов и изготовления ограждений. Крепление материала к каркасу обычно производят винтами-саморезами разного типа, рассчитанными на использование с электрическими и пневматическими шуроповертами. Для выполнения такой работы не требуется подготовка отверстий, что значительно экономит время. Также использование винтов обеспечивает высокую надежность и долговечность конструкции, при условии соблюдения технологии и правил выбора крепежа.

Чем крепят листы металла?

При креплении листового металла, важно правильно выбрать тип винтов. Чаще всего для выполнения такой работы используют саморезы с пресс-шайбой. Эти изделия легко вкручиваются в листы из стали, алюминия и меди, а их широкая головка обеспечивает надежную фиксацию. Производителями выпускаются саморезы с острым концом и наконечником в виде сверла. Первый тип используют для соединения листов толщиной до 0,9 мм без предварительного сверления. Назначение метизов со сверлом – соединение листов до 2 мм, а также крепление листов к каркасу из стального проката. Головка этих винтов имеет головку полусферической формы с крестовым шлицем Ph2 и пресс-шайбой, полученной способом выштамповки.

Кроме этого, в продаже можно встретить остроконечные винты с цилиндрической головкой и прямым шлицем с острым концом или сверлом (DIN 7976), а также крепеж с шестигранной головкой без шлица (DIN 7504-K). Саморезы с шестигранными головками используются со специальными насадками для шуруповерта, дающими возможность прилагать к изделию большой крутящий момент без риска повредить метиз. В связи с этим, такие изделия часто приобретают для работы с листовым металлом толщиной до 5 мм. Также этот крепеж выпускается с потайной и полупотайной головкой. Все винты, входящие в подгруппы стандарта DIN 7504-K, различаются лишь формой головки. Остальные их параметры - крестообразный шлиц, сверло-наконечник и частая резьба, являются общими. Что касается выбора материала, то на строительном рынке представлены изделия из углеродистой стали с цинковым или фосфатированным покрытием, а также винты со сверлом из твердых, стойких к коррозии сплавов.

Для работы по закреплению стальных листов, используют саморезы длиной от 19 до 250 мм и диаметром от 4,8 до 6,3 мм. Длина подбирается в зависимости от особенностей конкретной конструкции. Например, если речь идет о кровле, то длина винта должна на 3 мм превышать суммарную толщину листа, изолирующих слоев и обрешетки. В том случае, если металл крепят к коньку крыши, то используют винты длиной от 80 мм и выше.

Как закреплять листы?

Перед тем как приступить к работе, нужно точно определить количество метизов на единицу площади материала. При устройстве кровель расчет выполняется согласно ветровых и снеговых нагрузок, а также толщины металла и углу наклона конструкции крыши. В зависимости от информации, приведенной в государственных строительных нормах для вашего климатического района, количество винтов может составлять от 4 до 8 штук на квадратный метр.

Крепят листы к обрешетке в нижнюю и верхнюю волну, используя изолирующие эластичные прокладки. При работе электроинструментом не стоит прилагать излишние усилия, чтобы не повредить гидроизоляционный элемент и сохранить шлицы на головке. Саморезы должны входить в металл перпендикулярно поверхности листа без перекосов. Кроме фиксации профилированных листов к обрешетке или каркасу, их нужно соединить между собой. Для этого чаще всего используют короткие винты с пресс-шайбой и сверлом. Прежде чем закрепить наложенные друг на друга элементы, убедитесь, что нахлест соответствует проектному. При монтаже кровель с уклоном до 15 градусов листы накладывают друг на друга на 200 мм, а от 15 до 30 градусов на 150 мм. При углах, превышающих 30 градусов, нахлест может составлять 100-150 мм.

Горизонтальные нахлесты выполняют с перекрытием в 200 мм и дополнительной сплошной герметизацией силиконом или специальными мастиками. Расстояние между саморезами, вкрученными вдоль стыка, не должно превышать 500 мм, а в поперечном направлении элементы можно фиксировать через одну волну.

Если в процессе работы применяются оцинкованные или фосфатированные крепежные элементы, то нужно следить за тем, чтобы не повредить их защитный слой при закручивании. Игнорирование этого условия может привести к снижению срока эксплуатации листового покрытия, так как винты с нарушенной антикоррозийной защитой служат совсем недолго. Для того, чтобы дополнительно защитить саморезы от внешних факторов, после окончания монтажа их головки тщательно закрашивают алкидной эмалью или другой краской по металлу.

Чем крепить тонколистовой металл: варианты соединения деталей

Тонколистовой металл – материал достаточно популярный и в строительстве как таковом, и в производстве строительных материалов (элементов ограждений, потолочных кассет, фасадных панелей и т.д.). Но у него есть одна особенность – небольшая толщина металлических листов не позволяет их достаточно эффективно соединять сварным способом. По этой причине для соединения деталей, особенно крупногабаритных, применяются различные варианты крепления.

О том, каким должно быть крепление для листового металла, и какие приспособления для этого можно использовать, расскажем в нашем обзоре.

Требования к соединению металлических листов

Металлические листы и изделия на их основе могут крепиться по двум схемам:

Друг с другом – при стыковке отдельных элементов конструкции или при формовке детали.
С материалом основания – деревянной балкой, стальным профилем, бетоном, кирпичом и т.д.

В любом случае можно сформировать несколько требований к соединению, которое мы получим:

Механическая прочность, которая не снижается со временем. Это – основное требование, поскольку иначе конструкций будет нестабильной.
Простота монтажа. При отделке фасада или обшивке потолка приходится выполнять большой объем работ, потому для фиксации тонколистовых деталей используется крепеж, не требующий сложного оборудования и больших затрат времени.
Минимальное повреждение основы. Чем меньше повреждается сам металл при креплении, тем выше будет прочность конструкции, и тем ниже вероятность того, что со временем крепеж ослабеет.
Защита от коррозии. Тонколистовой металл с оцинковкой или полимерным защитно-декоративным покрытием чаще всего начинает ржаветь именно в месте крепления, поскольку там обнажается стальная основа листа.

Также в ряде случаев полезной будет потенциальная разъемность крепежа. Например, возможность демонтировать без повреждений потолочную панель для доступа к коммуникациям, или возможность снять фасадную кассету и заменить ее новой.

Все крепления, которые используются при монтаже конструкций из тонколистового металла, в той или иной мере соответствуют этим требованиям. Но у каждой технологии есть свои особенности, которые и накладывают ограничение на ее использование. Именно эти особенности мы проанализируем ниже.

Замковые и фальцевые крепления

Один из наиболее популярных способов соединения металлических листов – монтаж без крепежа. Тонколистовой металл достаточно пластичен, и потому его можно деформировать с сохранением прочности. Это позволяет крепить листы друг к другу по двум схемам:

При работе с достаточно мягкой сталью используется фальцевый крепеж. Для этого края соединяемых листов просто загибаются таким образом, чтобы они плотно прижимались друг к другу. Да, монтаж фальцевого соединения довольно трудоемок, но после завершения работ конструкция получается практически неразъемной.

Фальцевая методика чаще всего используется при монтаже кровель из оцинкованной стали. А вот применение металлических заготовок с высокой упругостью позволяет реализовать замковую схему крепления. При этом на краях металлических листов формируются выступы, которые при соединении входят в зацепление друг с другом и удерживаются за счет упругости. Использование замкового крепежа позволяет ускорить монтаж и сделать соединение разъемным – но по прочности он уступает фальцевому.

Важно! Замковое соединение может применяться и при креплении деталей из тонколистового металла к основе из другого материала. Так по этому принципу монтируется реечный фасад или потолок: рейки просто «защелкиваются» на выступах шины-стрингера из более толстого металла.

Болтовые соединения

Второй способ соединение металлических листов между собой или крепления их к основе – болтовой:

В соединяемых деталях просверливаются отверстия, диаметр которых соответствует диаметру болта.
В отверстие вставляется болт, который с изнаночной стороны крепится гайкой.
Чтобы обеспечить равномерное распределение нагрузки от соединения на тонкий металл под шляпку болта и под гайку могут укладываться шайбы или специальные прокладки.

Для болтового соединения характерна высокая прочность, но при работе с тонколистовым металлом она является избыточной (скорее разрушится сам металлический лист, чем крепеж). Кроме того, трудоемкость таких соединений высока, потому их используют довольно редко. Обычно болтовой крепеж применяется при сборке несущей конструкции из металла толщиной не менее 1.5 мм – а более тонкие листы и изделия на их основе фиксируются другим способом.

Заклепочные соединения

Для формирования прочного, неподвижного и неразъемного соединения используются заклепки. Технология крепления листового металла с помощью заклепок достаточно древняя – но сегодня она используется в модифицированном варианте.

Классическая заклепка представляет собой стержень из мягкого металла. Стержень вставляется в отверстия в соединяемых деталях и расклепывается ударами молотка. При этом края заклепки деформируются под ударами, развальцовываются и удерживают детали вместе.

Сегодня для крепления тонколистового используются более современные вытяжные заклепки , которые устанавливаются с помощью специального приспособления – заклепочника:

Заклепка представляет собой конструкцию из двух элементов – тела (гильзы) и стержня. Как правило, тело делают из мягкого материала (алюминий или магний-алюминиевый сплав, возможно – с добавлением меди), а стержень – из более плотного (оцинкованная сталь). Это не только облегчает установку заклепки, но и обеспечивает ее защиту от коррозии.
При монтаже на месте установки заклепки проделывается отверстие. В него вставляется тело заклепки так, чтобы бортик плотно прилегал к лицевой поверхности металла.

С помощью заклепочника стержень с усилием вытаскивается из гильзы, а его основа развальцовывает гильзу с изнаночной стороны, формируя внутренний бортик, который тоже плотно прижимается к материалу.
Излишек стержня обламывается тем же заклепочником.

Некоторые приспособления работают по другому принципу, но общая схема монтажа заклепок остается неизменной. При этом получается неразъемное соединение с высокой надежностью, а края отверстия оказываются хорошо защищены бортиками заклепки от воздействия внешних факторов.

Использование саморезов для крепления тонколистового металла

Наряду с заклепками для соединения листового металла используются и саморезы – самонарезающие винты. Для их производства применяют сталь с хорошими показателями прочности, а защита от коррозии обеспечивается нанесением оцинковки, оксидированием или фосфатированием.

Выбор самореза определяется типом материала, который нужно крепить, и особенностью технологии монтажа:

Для крепления тонколистового металла к деревянным конструкциям или к металлическому профилю чаще всего используются металлические остроконечные саморезы с потайной или полусферической головкой. При этом, если нужно крепить металл значительной толщины, целесообразным будет предварительное сверление: так материал будет меньше деформироваться при креплении.
Если необходимо прикрепить тонколистовой металл к металлическим направляющим без предварительного сверления, могут использоваться аналогичные саморезы – но не с коническим острием, а с буром. Наличие бура облегчает поступательное движение крепежа, потому времени и сил на монтаж нужно меньше.

Наряду со стандартными саморезами при работе с тонколистовым металлом активно применяются изделия с пресс-шайбами. Пресс-шайба размещается под шляпкой самореза, и при закручивании плотно прижимается к металлу, обеспечивая более надёжную его фиксацию.

Еще одна популярная разновидность крепежа – саморезы с уплотнительными шайбами (чаще всего – с шестигранной головкой). Чаще всего их используют при монтаже профнастила, но высокая универсальность позволяет задействовать такие саморезы при самых разных работах. Основное преимущество таких изделий — максимальная герметичность соединения: прокладка из EPDM или аналогичного материала не только гарантирует плотный прижим к основе, но и снижает теплопроводность узла. Такие саморезы используют при наружном креплении изделий из тонколистовой оцинкованной стали с защитным покрытием.

Обратите внимание! Шляпки саморезов с пресс-шайбами или уплотнительными шайбами, а также некоторые заклепки могут быть окрашены в цвет защитно-декоративного полимера. Это не только делает крепеж более незаметным, но и защищает его от коррозии.

Тонколистовой металл можно крепить самыми разными способами – выбор конкретной методики зависит и от характеристик материала, и от того, какие именно требования выдвигаются к соединению. Но в любом случае важно выбирать крепёж с запасом прочности и тщательно контролировать качество монтажа!

Маркетолог предприятия “Мехбуд”. Квалифицированный эксперт по общению с клиентами и партнерами. Всегда готова к общению и сотрудничеству.

Крепеж для листового металла – основные термины

У становочный крепеж – наиболее общий термин - широкая номенклатура крепежных изделий, которые жестко монтируются в материалы предварительно, т.е. до непосредственной эксплуатации в качестве крепежного (соединительного) элемента. Классифицируется крепеж по: методам установки; материалам, для которых применяется; материалам, из которых изготовлен.

К репеж для листового металла – общий термин, включающий в себя всю номенклатуру установочных крепежных изделий, которые фиксируются/монтируются в листовую металлическую заготовку посредством различных механических операций. Основные и наиболее распространенные виды крепежа для листового металла – запрессовочный, заклепочный, заклепочный (вытяжной) и приварной крепеж.

З апрессовочный крепеж – широкий перечень деталей, преимущественно с резьбой, которые с помощью равномерной нагрузки запрессовываются в предварительно подготовленные отверстия листовых металлических заготовок, при этом материал заготовки пластически деформируется и затекает в специальные элементы конструкции крепежных деталей [см. статью "Запрессовочный крепеж" ].

З аклепочный или вытяжной крепеж – разнообразные крепежные изделия, имеющие в своей конструкции элемент/рабочую часть/гильзу, которая посредством специального инструмента (заклепочного или вытяжного пистолета), приспособлений или простого молотка сжимается / развальцовывается / расклепывается и создает неразъемное заклепочное соединение. Основные типы заклепочного крепежа - вытяжные заклепки (безрезьбовые заклепки), заклепочные гайки (гайки-заклепки, резьбовые заклепки), заклепки под молоток.

Р азвальцовочный крепеж – широкий перечень деталей, преимущественно с резьбой, с цилиндрической юбкой, которая с помощью равномерной нагрузки развальцовывается в предварительно подготовленных отверстиях листовых металлических заготовок, при этом материал заготовки пластически деформируется и затекает в специальные элементы конструкции деталей [см. статью "Развальцовочный крепеж"].

Б онка – распространенное на постсоветском пространстве название развальцовочного крепежа. Иначе говоря, любая крепежная деталь со специальной юбкой, которая развальцовывается в процессе фиксации бонки, установленной в отверстие металлической заготовки. Иногда развальцовочный крепеж или бонки называют на европейский манер ханксерты или минисерты. Иногда бонками некорректно называют гайки-заклепки (см. заклепочный крепеж), что вносит дополнительную путаницу в терминологию крепежа для листовых материалов.

П риварной (пристрелочный) крепеж –детали, преимущественно с резьбой, которые с помощью конденсаторной (реже - дуговой) сварки привариваются (пристреливаются) в предварительно размеченные места на листовых металлических заготовках [см. статью "Приварной крепеж"].

З апрессовка – процесс плавного безударного вдавливания крепежной детали в отверстие листового металла или пластика, в результате чего материал заготовки деформируется и заполняет круговую канавку и зубчатую насечку крепежного элемента, обеспечивая надежное и прочное соединение.

Р азвальцовка – процесс радиального деформирования юбки развальцовочного крепежного элемента в отверстии листового металла с целью создания прочного соединения между крепежным элементом и листовым металлом.

Ю бка – элемент конструкции крепежной детали, непосредственно контактирующий с материалом заготовки и обеспечивающий прочное соединение детали и заготовки. В заклепочных деталях юбка представляет собой цилиндрическую поверхность, которая вставляется в отверстие заготовки для последующей развальцовки. В запрессовочных деталях юбка представляет собой конусную поверхность, вдавливаемую в отверстие заготовки.

Читайте также: