Фальцевым соединением называется неразъемное, но и не жесткое, соединение встык тонких металлических полотен. Слово «фальц» происходит от немецкого «Falz» и переводится как «паз, желоб».
Наибольшее распространение такой вид соединения получил в кровельном деле. Дело в том, что при стыковки листов металла приходится решать вопросы, связанные с их термическим расширением.
Изменение геометрических размеров при температурных перепадах не позволяет реализовать жесткое герметичное соединение. В месте стыковки возникает напряжение материала, приводящее к существенной его деформации. Именно поэтому наилучшим способом сопряжения выступает фальцевое соединение.
При фальцовке производится соединение двух кровельных элементов, кромки которых предварительно обрабатываются с тем расчетом, чтобы при их сведении можно было получить фиксирующий шов (рис. 1).
Фальцевые швы бывают трех видов:
- лежачий;
- стоячий;
- угловой.
Конструктивно швы делятся на две группы:
- одинарные;
- двойные (разновидность - реечные фальцы).
При соединении торцевых краев кровельных листов, идущих поперек ската, используют лежачий вид фальца (рис. 2), а для боковых кромок, которые направлены параллельно скату крыши - стоячий.
Лежачие фальцы считаются не вполне надежными, поэтому применяются все реже. К тому же, рулонный кровельный материал можно разрезать на всю длину ската, что устраняет необходимость в поперечном соединении. Но, поскольку такой вид фальца окончательно не изжил себя, рассмотрим его конструктивные особенности.
Фальцевая кромка лежачего типа производится так (рис.3):
а) укладывают полотно на край стола для разметки, обитого по торцам уголком. Затем наносят черту по линии отгиба кровельного листа. Ширина отгиба зависит от толщины листа - чем тоньше жесть, тем меньше отгиб;
б) деревянной киянкой или резиновым молотком выполняют аккуратный отгиб;
в) обязательно обеспечивают перпендикулярность отгиба;
д) кромки двух полотен соединяют в замок, который поджимается киянкой;
е) посредством молотка и бруска из металла подсекают верхнее полотно так, чтобы не замять фальцевый шов.
Стоячий фальц
Одинарный
Такой вид фальца отличается самой простой конструкцией. Его применяют на кровлях с большим уклоном (не менее 10°).
Порядок монтажа одинарного стоячего фальца:
1) со стороны меньшей кромки плотно прижать скребок к высокой кромке. Подстроить высоту скребка до совпадения с меньшей кромкой. Загнуть высокую кромку к поверхности скребка киянкой. Убрать гребнегиб.
2) закрыть низкий отгиб фальца высоким.
3) поджать фальц с помошью молотка и бруска гребнегиба, который плотно прижимается к тыльной стороне фальцевого соединения (рис. 4).
Двойной
По сравнению с одинарным фальцем, двойной шов более надежен. Его изготовление вручную может вызвать трудности, но, если вы используете специальные инструменты, например, закаточные машины (рис. 5), то вполне справитесь с этой работой.
Также значительно облегчают работу гибочные станки, с помощью которых можно быстро и легко загнуть кромку для придания ей необходимого профиля. Двойной стоячий фальц - это самый применяемый метод для стыковки двух соседних полотен кровли. А фальцевая кровля - один из самых распространенных видов кровельного покрытия.
Изготовление этого фальцевого соединения начинают с создания углового стоячего фальца, после чего его загибают вниз на 90°. Для компенсации температурных деформаций в основании фальцевой конструкции оставляют зазор шириной от 3 до 5 мм.
Так как для получения двойного профиля приходится увеличить число рабочих операций, то, соответственно, увеличивается и время монтажа кровельного покрытия. Но эти неудобства сполна компенсируются надежностью основательно закрытого фальца - ведь он обеспечивает герметичную целостность вашей кровли во время выпадения осадков.
Однако, от застоя воды на крыше не спасет даже такой прочный стык, поэтому использование двойного стоячего фальца допустимо лишь на кровлях, имеющих уклон 10° и выше. Считается, что делу может помочь специальный уплотнитель - лента, которую вставляют в фальц перед тем, как его начнут обжимать закаточной машиной.
Реечный
Этот тип соединения кровельных листов более характерен для европейского домостроения, хотя, в последнее время, реечный фальц (рис. 6) набирает популярность и у российских кровельщиков.
Реечный фальц по своей сути напоминает двойной вертикальный, но, в отличие от него, имеет более широкую стыковочную кромку за счет использования деревянного бруска.
Подогнутые части кровельных листов поднимаются по бокам бруска и крепятся либо здесь же (бельгийский вариант), либо на поверхности бруска (немецкий вариант). Особенность применения такого фальцевого соединения заключается в том, что его можно использовать только на крышах с уклоном более 3°, иначе накопившаяся на поверхности вода проникнет в подкровельные конструкции.
Угловой
Благодаря объему и отбрасываемой им тени, это фальцевое соединение выглядит вполне нарядно, из-за чего традиционно используется для отделки больших и хорошо обозреваемых поверхностей. Он типичен для монтажа крыш с большим уклоном. Фиксация фальца происходит всего за одно действие. Особенность конструкции углового фальца не дает возникать напряжению в металле, а значит, деформации поверхности кровли сведены к минимуму.
Российскими специалистами разработана уникальная схема крепления шва - самозащелкивающийся фальц (рис. 7). Это изобретение превосходит по технологичности все зарубежные аналоги. Применение «защелки» экономит время монтажа кровли и не нуждается в специальном фальцующем оборудовании.
На кровельном полотне имеются два фигурных профиля, выполненные таким образом, что один из них выступает в качестве основания защелки, а второй играет роль ее крышки. Профиль с крышкой защелки одного полотна защелкивается на профиле основания другого полотна простым нажатием сверху. Таким образом формируется прочный и надежный фальцевый замок. На защелкивание системы замков вы потратите всего несколько секунд. А это означает заметное сокращение времени, необходимого на монтаж всей кровли.
К достоинствам фальца–«защелки» относятся:
- водонепроницаемость замкового соединения: не нужна дополнительная герметизация;
- простота сборки и разборки кровельных листов: не нужны профессиональные навыки, и можно обойтись без специального инструмента;
- единая панель на весь скат кровли, без дополнительных стыков;
- нечувствительность к термическим расширениям металла, что исключает деформацию кровельных полотен;
- доступная цена кровельного материала и монтажных работ;
- скорость в установке кровли;
- особая прочность соединения.
Фальцевая кровля невероятно популярна в малоэтажном строительстве. Ее признают одновременно простой, надежной и качественной конструкцией. Немаловажную роль играет и доступная цена. Если вы владелец частного дома, - возможно, это был и ваш выбор. Мы будем признательны за ваш рассказ о том, каким способом вы крыли крышу, и какой вид фланцевого соединения использовали при ее монтаже.
- " onclick="window.open(this.href," win2 return false >Печать
Соединение деталей из тонколистового металла.
Существует несколько способов соединения деталей из тонколистового металла. Простейший из них - это соединение фальцевым швом . Его получают следующим образом. На расстоянии 6...8 мм от края соединяемых листов размечают линии сгиба и сгибают листы под прямым углом (см.рис. слева а ). Затем подгибают края заготовок (см.рис. слева б ), соединяют их в замок (см.рис. слева в ) и подгибают листы вблизи шва с помощью деревянного бруска, как показано на рисунке г , чтобы соединение не разъединилось.
Соединение деталей фальцевым швом применяют при изготовлении ведер, водосточных и вентиляционных труб, консервных банок, а также при покрытии крыш домов кровельной сталью.
На заводах такая работа выполняется жестянщиками на фальцепрокатных станках . Варианты таких станков показаны ниже.
Кроме соединения фальцевым швом, детали из листового металла можно соединять с помощью заклепок .
Заклепки применяются для создания так называемого "неразъемного " соединения. Обычно с помощью заклепок соединяют тонкие металлические листы, крепят фасадные пластины, а также довольно тяжеловесные конструкции.
Заклепки в качестве крепежного элемента использовались буквально с незапамятных времен. Достаточно посетить любой археологический музей, чтобы воочию убедиться в этом. Например, древние воины носили доспехи, металлические пластины которых были соединены исключительно заклепками. А если вспомнить, что в качестве основного (практически единственного) крепежного элемента при постройке Эйфелевой башни и крейсера "Аврора" использовались именно заклепки, невольно проникаешься уважением к людям, которые изобрели столь привычный ныне крепеж.
Заклепки
- это крепежные детали, состоящие из закладной головки и стержня
. Их изготавливают из мягкой стали, меди, алюминия, латуни. Существуют заклепки с полукруглой
(а
), потайной
(б
), плоской
(в
), полупотайной
(г
) головками (см.рис.слева).
Для соединения деталей заклепками вначале размечают центры отверстий под заклепки. Затем пробивают отверстия пробойником или сверлят.
Размеры заклёпок зависят от толщины соединяемых деталей. Диаметр заклёпки рекомендуется брать равным двойной толщине более тонкой детали.
Длина стержня заклёпки складывается из толщины соединяемых деталей и длины выступающей части(она равна 1,25-1,5 диаметра заклёпки), на которой образуют замыкающую головку.
Часто сверлят сразу две соединяемые заготовки, зажимая их струбциной или в тисках. Диаметр отверстия D
должен быть на 0,1...0,3 мм больше диаметра заклепки d
(см.рис. справа а
).
Заклепку вставляют в отверстие (рис. б
), причем длина выступающей части заклепки должна равняться (1,3... 1,6) d
. Закладную головку размещают в углублении поддержки(2
) (рис. в
) и ударами молотка по натяжке(1
) сближают соединяемые детали одну с другой. Затем круговыми ударами молотка(3
) расклепывают выступающую головку (рис. г
) и придают ей правильную форму с помощью обжимки(4
) (рис. д
).
Выполняя заклёпочное соединение, надо проверить надёжность насадки молотка на ручку.
Заготовка должна быть надёжно закреплена в тисках.
Нельзя стоять за спиной работающего.
Заклепочные соединения применяют в самолетостроении, кораблестроении, для соединения деталей мостов, при изготовлении металлической посуды. В промышленности заготовки соединяют заклепками при помощи пневматических клепальных молотков или на специальных клепальных машинах.
Несомненно, заклепки имеют массу неоспоримых достоинств. Но стандартные, так называемые "полнотелые" заклепки имеют также довольно значительный недостаток - для создания действительно надежного соединения большое внимание необходимо уделять качеству работы с ними. Учитывая то, что заклепку необходимо при расклепывании плотно удерживать с другой стороны, это является довольно трудоемкой задачей. Впрочем, прогресс не стоит на месте. Развитие технологий заклепочных соединений привело к появлению вытяжных заклепок, которые решают эту проблему.
Установочный инструмент (см.рис. слева) для работы с вытяжными заклепками сравнительно недорог, а удобство их применения очень велико. Машиностроение, строительная индустрия, автомобильная и мебельная промышленность, предприятия отрасли производства электроники активно используют именно вытяжную заклепку, поскольку технология одностороннего скрепления однозначно удобнее и надежнее других способов крепления.
Односторонняя тяговая
(вытяжная) заклепка
состоит из двух частей: корпуса
и стержня.
Корпус заклепки изготавливается из различных материалов: алюминия, стали, нержавеющей стали, меди, сплава MONEL
(Ni/Cu=70/30). Стержень вытяжных заклепок изготавливают из стали или нержавеющей стали.
Особенности конструкции
: заклепка имеет выпуклую или потайную шляпку. Для установки заклепки требуется доступ только с одной стороны материала.
Монтаж
: просверлить скрепляемые материалы, смонтировать заклепку, используя специальный инструмент.
Из характеристик вытяжных заклепок следует обращать внимание на геометрические размеры (диаметр и длина корпуса заклепки). Тип заклепки может быть обычный с буртиком (D головки=2D корпуса заклепки, рис. 1 ), с увеличенным буртиком (D головки=3D корпуса заклепки, рис. 2 ), потайной (рис. 3 ) и глухой с водогазонепроницаемым корпусом (рис. 4 ).
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.
Тонкие металлические листы соединяют по-разному. Наиболее распространено соединение фальцевым швом, предполагающим сгибание листов у кромок. Последовательность выполнения фальцевого шва представлена на рисунке 135.
Рис. 135. Последовательность выполнения фальцевого шва
Сначала листы подгибают у кромок под углом 90° на 6-8 мм (рис. 135, а). Для этого каждый лист укладывают на специальный, окантованный металлическим уголком стол со свесом (выступом) на 6-9 мм и постепенно, за несколько проходов, отгибают ударами киянки (рис. 136). Затем лист переворачивают и отогнутые края подгибают с зазором 2-3 мм (рис. 135, б). Листы заводят в замок (рис. 135, в) и надежно скрепляют ударами киянки через ступенчатый брусок (рис. 135, г). Выступ ступеньки на шве не позволяет листам разъединиться.
Рис. 136. Отгибание фальца: 1 - стол; 2 - упор; 3 - отгибаемый лист
Таким способом соединяют листы кровельной стали на крышах зданий, изготовляют вентиляционные и водосточные трубы, ведра, консервные банки и многие другие изделия.
Практическая работа № 40
Соединение тонких металлических листов фальцевым швом
Порядок выполнения работы
- Разметьте и вырежите ножницами заготовки из жести для соединения фальцевым швом.
- Разметьте у кромок линии сгиба под фальцевый шов.
- На специально оборудованном столе (верстаке), соблюдая последовательность операций, выполните фальцевый шов.
- Проверьте прочность соединения. Наденьте рукавицы и попытайтесь сдвигать скрепленные заготовки в различных направлениях.
Новые понятия
Фальцевый шов, замок.
Контрольные вопросы
- Где встречаются соединения фальцевым швом и почему, на ваш ^ взгляд, они незаменимы?
- Почему металлические листы отгибают постепенно, за несколько проходов?
- За счет чего замок фальцевого шва прочно скрепляет листы?