Как соединить алюминиевый профиль?

Рассказывает производитель алюминиевого профиля ПЕТРОКОН

Алюминиевый профиль почти никогда не работает в одиночку. Из него собирают рамы, каркасы, стеллажи, ограждения, корпуса оборудования, и прочность всей конструкции часто определяется не профилем, а тем, как соединены детали. Сварка здесь не единственный и даже не основной вариант. Большинство узлов собирают механически: винтами, заклёпками, соединителями. Ниже разберём, какой способ подходит для какой задачи.

Какой способ выбрать

Выбор упирается в три вопроса: нужно ли потом разбирать конструкцию, какая нагрузка приходится на узел и есть ли доступ к нему с обеих сторон.

• Винты и болты дают разъёмное соединение. Подходят, когда узел придётся обслуживать, менять или переставлять.
• Заклёпки — неразъёмное соединение, быстрое и стабильное. Вытяжным заклёпкам хватает доступа с одной стороны.
• Соединители и сухари — стандартный способ для конструкционного профиля с Т-пазами. Узел собирается ключом, без сверления или с минимальной обработкой.
• Клей распределяет нагрузку по всей площади контакта и не портит внешний вид, но требует подготовки поверхности и времени на отверждение.
• Фальцевание применяют для листовых деталей и панелей, а не для жёстких профилей.

Если нужен сплошной герметичный шов, выбирают сварку. Её особенностям у нас посвящена отдельная статья: «Сварка алюминия и его сплавов».

Винтовые соединения

Винт или болт в алюминиевом профиле можно поставить тремя способами.

• Сквозной болт с гайкой. Самый надёжный вариант, но нужен доступ с двух сторон. Под головку и гайку ставят широкие шайбы, иначе они продавят мягкую стенку.
• Винт в резьбу, нарезанную в профиле. Подходит, если стенка достаточно толстая. Алюминий мягче стали, поэтому резьбе нужна длина: на практике не меньше 1,5–2 диаметров винта. В тонкой стенке резьба сорвётся при первой же затяжке.
• Винт в шурупный канал. Многие профили проектируют с продольным каналом под саморез, чаще всего по торцу. Саморез заворачивают в канал без предварительной нарезки.

Самонарезающие винты для тонкостенных деталей

Для тонких стенок и листов используют винты, которые сами делают себе отверстие. Конусный наконечник без резьбы на высоких оборотах разогревает и продавливает металл насквозь. Вокруг отверстия выдавливается цилиндрическая втулка, и в ней винт нарезает резьбу. За счёт втулки длина резьбы получается больше толщины стенки, поэтому соединение держит лучше, чем обычный саморез. Сверлить заранее не нужно, а собирать можно с одной стороны.

Контактная коррозия

Алюминий не ржавеет, но в паре с другими металлами может разрушаться. Сталь и алюминий в присутствии влаги образуют гальваническую пару, и металл вокруг крепежа постепенно съедает. В сухом помещении это почти не проявляется, на улице и во влажных помещениях проявляется быстро. Поэтому для таких условий берут нержавеющий крепёж, а контакт разных металлов разделяют изолирующими шайбами или прокладками.

Заклёпочные соединения

Клёпка — один из основных способов соединять алюминий. Различают непрямую клёпку, когда детали скрепляет отдельная заклёпка, и прямую, когда роль заклёпки играет выштамповка на одной из самих деталей.

Какие бывают заклёпки

• Сплошная. Стержень с головкой на одном конце, вторую головку формируют при клёпке. Нужен доступ с обеих сторон и инструмент для расклёпывания.
• Вытяжная, или слепая. Ставится с одной стороны, поэтому подходит для замкнутых профилей и труб. Самый распространённый вариант в мелкосерийной сборке.
• Заклёпка-болт с обжимным кольцом. Стержень высокой прочности и кольцо, которое обжимают по канавкам. Ставят в нагруженные узлы, где соединение не должно ослабнуть от вибрации.
• Самопробивная. Сама пробивает верхнюю деталь и раскрывается в нижней, без предварительного сверления. Используется в серийном производстве с прессовым оборудованием.
• Заклёпка-гайка. Даёт полноценную резьбу там, где стенка слишком тонкая для нарезки. Удобна, если узел потом придётся разбирать винтом.

Как работает вытяжная заклёпка

Заклёпка состоит из полого корпуса с бортиком и стального сердечника внутри. Её вставляют в отверстие, заклёпочник захватывает сердечник и тянет на себя. Головка сердечника раздаёт корпус с обратной стороны и формирует вторую головку. Когда усилие доходит до расчётного, сердечник обрывается. Для алюминиевого профиля берут заклёпки с алюминиевым корпусом, а на улице — алюминиевые или нержавеющие, но не стальные оцинкованные, чтобы не создавать ту самую гальваническую пару.

Фальцевые соединения

Фальц получают совместным загибом кромок двух деталей. Соединение неразъёмное и нежёсткое, его применяют в основном для листового алюминия и тонкостенных панелей. Главный параметр — ширина фальца. Если он слишком узкий, шов получится слабым и негерметичным. Если слишком широкий, уйдёт лишний металл.

Как соединить конструкционный алюминиевый профиль

Конструкционный профиль с Т-пазами собирают как конструктор. В паз заводят пазовые сухари (Т-гайки), к ним прикручивают соединитель.

• Угловой соединитель. Уголок крепится к двум профилям через сухари в пазах. Самый простой способ собрать угол 90°: не нужно ничего сверлить, узел можно передвинуть вдоль паза и разобрать.
• Закладной (внутренний) соединитель. Прячется внутри паза, снаружи узел выглядит аккуратно. Для него в одном из профилей сверлят отверстие под ключ.
• Торцевой соединитель. Профиль стыкуют торцом к боковой стороне другого. В центральном канале нарезают резьбу, в неё заворачивают соединитель, а его головка заходит в паз второго профиля. Сбоку сверлят технологическое отверстие, через которое ключом затягивают узел. Сверлить нужно точно по оси канала, иначе соединитель встанет с перекосом.

Для жёсткой рамы узлы делают с двух сторон: по соединителю или сухарю на каждую сторону стыка. Одиночный соединитель на нагруженной раме со временем даёт люфт.

Как собрать угол 90° в оконных и дверных профилях

У оконных, дверных и фасадных профилей Т-пазов нет, зато есть внутренние камеры. Угол в них собирают на угловом сухаре. Концы профилей запиливают под 45°, в камеры вставляют сухарь, а затем фиксируют его:

• обжимом на угловом прессе;
• штифтами через стенку профиля;
• клеем, который заливают в камеру через технологическое отверстие.

Обычно способы сочетают: сухарь на клею плюс обжим или штифт. Для тёплых систем используют комбинированные профили с терморазрывом. В них угловой сухарь ставят в каждую из металлических половин профиля.

Соединение без крепежа: клей, муфты, хомуты

Клей. Конструкционные клеи — эпоксидные, метакрилатные, полиуретановые — держат нагрузку за счёт большой площади склейки и не требуют отверстий. Качество соединения почти целиком зависит от подготовки. Поверхность обезжиривают и зачищают, чтобы снять плёнку оксида и загрязнения, после чего клей наносят как можно скорее. Затем детали фиксируют и выдерживают столько, сколько требует производитель клея.

Муфты и хомуты используют для круглых и прямоугольных труб. Место стыка очищают от грязи и заусенцев, трубы заводят в муфту и затягивают. Если нужна герметичность, стык дополнительно промазывают герметиком или клеем.

Подготовка деталей

Любое соединение начинается с ровного реза. Торец под углом или с заусенцем не даст плотного прилегания, и узел будет гулять. Как правильно резать профиль и какой инструмент выбрать, мы разбирали в статье «Чем резать алюминиевый профиль». Если собранную конструкцию придётся переделывать, пригодится материал о том, как разобрать алюминиевый профиль.

Соединение закладывают ещё в чертеже профиля

Самый надёжный узел получается, когда способ соединения продуман до изготовления профиля. При прессовании в сечение можно заложить шурупные каналы, пазы под сухари, камеры под угловые соединители, утолщения стенки в местах резьбы. Тогда на сборке почти не приходится ничего сверлить, а соединение держит так, как задумано. Поэтому, заказывая профиль по индивидуальному чертежу, стоит сразу указать, как детали будут собираться.

Вопросы и ответы

Можно ли соединять алюминиевый профиль обычными стальными саморезами?

В сухом помещении для неответственных деталей можно. Во влажной среде и на улице сталь и алюминий в контакте образуют гальваническую пару, и металл вокруг крепежа начинает разрушаться. Там берут нержавеющий крепёж и изолирующие шайбы или прокладки.

Какие заклёпки подходят для алюминиевого профиля?

Чаще всего вытяжные заклёпки с алюминиевым корпусом. Если нужна резьба в тонкой стенке, ставят заклёпку-гайку. Для нагруженных узлов применяют заклёпки-болты с обжимным кольцом.

Как соединить алюминиевый профиль под углом 90° без сварки?

Для конструкционного профиля с пазами — угловым соединителем на пазовых сухарях или торцевым соединителем в центральный канал. Для оконных и дверных профилей — угловым сухарём, который вставляют в камеры профиля и фиксируют обжимом, штифтами или клеем.

Что прочнее: сварка или механическое соединение?

Зависит от задачи. Сварка даёт сплошной неразъёмный шов, но у термоупрочнённых сплавов прочность металла рядом со швом падает. Механическое соединение сохраняет свойства профиля, его можно разобрать, и для него не нужен сварщик.

Алюминиевый профиль от производителя

ПЕТРОКОН выпускает прессованный алюминиевый профиль на заводе в Гатчинском районе Ленинградской области: стандартный профиль по каталогу, профиль по чертежам заказчика и комбинированный профиль с терморазрывом. Минимальный заказ — от 50 кг на прессе 1100 т и от 100 кг на прессе 2200 т.

Чтобы обсудить заказ, позвоните по телефонам +7 (81371) 9-18-45 и +7 (962) 706-73-78 или оставьте заявку на странице контактов.