Холодная клепка в домашних условиях: когда сварка не подходит

При соединении деталей из алюминия, оцинкованной стали или тонкостенных заготовок сварка может оказаться нецелесообразной. Тепловое воздействие вызывает коробление тонких элементов, повреждает покрытия, снижает прочность цинкового слоя.

В подобных случаях соединение заклепками, выполненное без нагрева, обеспечивает стабильный результат. Метод подходит для ремонта корпусов, сборки металлической мебели, фиксации облицовки, крепления элементов в автосамоделках.

Холодный способ крепления основан на пластическом деформировании мягкой части металлической заклепки. При правильном подборе усилия и инструмента достигается прочный замок без потери геометрии изделия.

Основной инструмент — клепальник рычажного, винтового или инерционного типа. В быту чаще всего используется ручной рычажный. Он компактен, весит до 2 кг, работает с втулками диаметром 2,4–6,4 мм. Усилие, передаваемое через рукоятку, позволяет обойтись без дополнительной оснастки.

Для работы подбирается металл втулки с меньшей прочностью, чем у соединяемых элементов. Широко применяется алюминий марки АМц, реже — медные или латунные изделия. Заклепки из стали требуют более массивного инструмента и значительных усилий.

В отверстие вставляется втулка с предварительно обжатым стержнем, после чего производится вытяжка хвостовика. При достижении расчетного усилия сердечник обрывается, образуя замок. Суммарная толщина соединяемых заготовок не должна превышать длину втулки минус 1,5 мм.

Допуск по диаметру отверстия не должен превышать +0,1 мм. При больших зазорах возможна потеря прочности или смещение деталей. Лучше сверлить под заклепку сверлом на 0,1 мм больше номинального диаметра стержня. Так, для втулки 4,0 мм подходит диаметр 4,1 мм.

Материал сверла — Р6М5 или Р18, затачивается под углом 118 градусов. При сверлении тонких листов рекомендуется использовать подложку, чтобы исключить задиры при выходе.

Подбирать длину втулки необходимо по формуле L = S + 1,5D, где S — суммарная толщина соединяемых частей, D — диаметр хвостовика. Например, для соединения двух листов по 1,5 мм с заклепкой 4,0 мм длина втулки должна быть 1,5+1,5+1,5×4 = 8,5 мм. Подходящее стандартное значение — 9 мм. При использовании заклепок с увеличенной шляпкой (для мягких материалов) подбирать длину нужно с запасом в 2D.

Для алюминиевых листов толщиной до 1 мм предпочтительны втулки с большой шайбой. Это снижает риск продавливания и увеличивает площадь контакта. В автосборке распространены комбинированные изделия: алюминиевый корпус с сердечником из стали 10 или 20. Они сохраняют низкий вес и дают прочное соединение с малой остаточной деформацией.

Перед клепкой желательно очистить зоны контакта. Обезжиривание спиртом или ацетоном уменьшает риск коррозии. На ответные поверхности можно нанести герметик на основе бутадиена или силикона, если предполагается воздействие влаги. После установки втулки рекомендуется срезать остаток стержня заподлицо и отшлифовать край. При необходимости — загерметизировать головку холодной сваркой или эпоксидной смолой.

Ручной заклепочник имеет ограниченный ресурс — 3000–5000 установок. При заклинивании стержня необходимо разобрать инструмент и извлечь обломок. Чистка производится щеткой по металлу, смазка — солидолом или Литол-24. При интенсивной работе лучше использовать рычажные модели с удлинёнными рукоятками — они обеспечивают усилие до 1000 Н.

Если требуется соединение с доступом только с одной стороны, применяются вытяжные втулки с разрывным стержнем. Они позволяют работать в закрытых коробах, углах, под панелью. В случае с толстыми деталями удобно использовать глухие заклепки из конструкционной стали с цинковым покрытием. Такие выдерживают усилие на срез до 1500 Н при диаметре 6,4 мм и длине 15 мм.

При работе с медными деталями использовать алюминиевые изделия не стоит — возможна гальваническая коррозия. Лучше выбрать латунные или бронзовые, при этом втулки требуют точной посадки и аккуратной установки. Не допускается перекос — это снижает прочность. В случае с монтажом обивки, при необходимости демонтажа, можно использовать разборные втулки с резьбовым соединением, устанавливаемые специальным винтовым клепальником.

Монтаж заклепок при температуре ниже 10 °С нежелателен — хрупкость металла увеличивается, возможен обрыв стержня до формирования замка. При температуре выше 35 °С усилие на вытяжку может быть недостаточным. Оптимальные условия — от +15 до +25 °С. Работы лучше выполнять на твердой подложке, чтобы исключить пружинящие усилия.

Для ускорения процесса на сериях до 100 соединений возможно применение аккумуляторного инструмента. Вес его не превышает 3 кг, время одного цикла — 2–3 секунды. Поддержка втулки в патроне осуществляется прижимным кольцом. Механизм сброса отработанного стержня бывает автоматическим. Наиболее надёжные модели комплектуются литиевым аккумулятором на 18 В и моментом усилия от 900 Н.

Если требуется соединить пластиковую панель с металлическим листом, применяются специальные заклепки с нейлоновой втулкой и стальным сердечником. Они предотвращают растрескивание при установке и не деформируют корпус. При толщине пластика до 2 мм допустимо использование комбинированных изделий с увеличенным диаметром шайбы.

Сквозные отверстия при этом сверлятся с допуском ±0,05 мм, посадка — плотная, без люфта. Сверление выполнять нужно на малых оборотах, не более 800 об/мин, с применением центровки. Не допускается развертывание круглым напильником — это нарушает соосность и создаёт овальность. В случае с алюминием подходит кернение перед сверлением, чтобы избежать смещения сверла.

При демонтаже крепления используется керн и молоток либо специальный экстрактор. Не стоит выбивать втулку, не разрушив замок — это повреждает отверстие. Лучше высверлить хвостовик сверлом на 0,5 мм меньше диаметра, затем поддеть шайбу отвёрткой. После демонтажа требуется контроль геометрии — отклонение по овальности не более 0,2 мм, биение — не более 0,05 мм на длине 10 мм.

Метод холодной посадки позволяет соединять металл с различными материалами без температурного воздействия. Он даёт возможность выполнять ремонтные работы в ограниченных условиях, обеспечивает стабильность крепежа и приемлемую механическую прочность. При соблюдении параметров втулки, допусков по посадке и правильном выборе усилия получается надёжное неразъёмное соединение без специальных условий.