Материаловедение  › Алюминиевый композит

Методы соединения и крепления композитных панелей

Методы соединения и крепления композитных панелей





Склеивание

          Алюминиевые поверхности композитов могут склеиваться любыми клеями для металлов или соответствующими универсальными. При склеивании композитов с другими  материалами необходимо использовать высокоэластичные клеи (например, однокомпонентные на полиуретановой основе). При склеивании больших поверхностей материалов различных химических групп рекомендуется предварительное тестирование для уточнения реакции поверхностей, так как различия в коэффициентах линейного растяжения могут спровоцировать нежелательные деформации.
          В случае, если в качестве наполнителя композита используется полиэтилен, склеивание панелей встык практически неосуществимо, что обусловлено низкой поверхностной энергией данного полимера. Можно воспользоваться современными специальными клеевыми составами для полиэтилена и полипропилена, но наилучшим решением все-таки будут другие методы соединения – сварка или механическое крепление. Если срединный слой заполнен полиуретаном или минеральным наполнителем, для соединения встык можно воспользоваться соответствующими клеящими составами, но следует иметь в виду, что при больших механических нагрузках на срез, изгиб или сдвиг клеевой шов может быть разрушен.
          При отсутствии высоких требований к прочности изделия или при фиксации деталей небольших размеров можно воспользоваться двусторонними клеящими лентами с максимальным уровнем адгезии. Разъемные соединения удобно осуществлять с помощью таких монтажных средств, как самоклеящиеся «липучки» и «застежки».

Сварка

          Сварку композитных материалов можно производить наиболее популярным методом для соединения полимерных материалов – сваркой горячим воздухом (t = 260 – 270 °С) с применением сварочной проволоки (припоя). При помощи сварочных аппаратов внутренний слой композита и сварочная проволока нагреваются и прочно соединяются. Решающими факторами качественного соединения являются: необходимая подготовка свариваемых поверхностей, качество сварочной проволоки, горячий воздух без посторонних примесей, необходимые температура и давление прижима, скорость сварочного процесса.
          Наиболее удобной техникой сварки горячим воздухом является метод ускоренной сварки с использованием специального протягивающего проволоку приспособления – волоки. Этот метод обеспечивает равномерный нагрев поверхностей, необходимый для прочного сцепления, прижим и высокую производительность операции.
          Для достижения оптимального качества соединения перед работой свариваемые торцы композита должны быть скошены. Угол скоса зависит от профиля и ширины проволоки. После того как кромки подготовлены таким образом, сварку необходимо произвести в течение 24 часов. Это требование обусловлено возможной реакцией наполнителя с кислородом, которая может затруднить сварку или снизить прочностные качества сварного шва.
          Для соединения композитных панелей с полиэтиленовым наполнителем рекомендуется использовать мягкий полиэтиленовый припой, поверхность которого перед сваркой зашкуривается.
          После сварки на поверхности соединения образуется сварной наплыв. Его удаление производится с помощью фасонного ножа после полного остывания шва. Лезвие ножа при этой операции необходимо держать с максимальным наклоном к поверхности сваренных деталей.

Примечание: существуют композиты, внутренний слой которых представляет собой не сплошной наполнитель,  а профилированный полимерный (ПЭ) тонкий лист с воздушными продольными секциями. Такие материалы из-за незначительной контактной поверхности не могут подвергаться склеиванию встык и сварке.

Механическое соединение

          Методы механического соединения композитов в легких конструкциях аналогичны методам работы с пластиками и листовыми металлами. Желательно использовать элементы крепления из пластиков, алюминия и нержавеющей стали, не подвергающиеся коррозии. Если материал винтов, болтов или заклепок неустойчив к воздействию окружающей среды и со временем может испортить внешний вид изделия или ослабить прочность соединения, перед монтажом такие элементы должны лакироваться либо изолироваться прокладками.
          При использовании панелей в строительных целях и при изготовлении крупногабаритных рекламных конструкций к вопросу крепления необходимо подходить со всей ответственностью. В этих случаях от прочности соединения зависит не только внешний вид изделия, но и человеческая и имущественная безопасность. Для композитных панелей были разработаны специальные самозавинчивающиеся шурупы. Наконечник шурупа выполнен в виде сверла из закаленной стали. Именно на этой части элемента крепления лежат основные нагрузки по просверливанию отверстия не только в композите, но и в материале несущей конструкции, например в стальной обрешетке. Остальная часть шурупа    выполняется из нержавеющей или оцинкованной стали. Крепеж из нержавеющей стали более долговечен и надежен по сравнению с оцинкованным, который в значительной степени подвержен воздействию влаги и агрессивных сред. В процессе завинчивания слой цинка сильно повреждается, что дополнительно сокращает срок службы крепежа (до 2 – 5 лет). Срок службы шурупов из нержавеющей стали сопоставим с долговечностью самих композитных панелей.

Шурупы для композитных материалов имеют следующие особенности:

- диаметр части шурупа, закрепляемой в несущей основе меньше диаметра подшайбовой части. Это необходимо для надежной фиксации шурупа в тонком слое алюминия панели.
- диаметры резьбы также отличаются – срединная резьба меньше по диаметру, чем подшляпковая. Этим обеспечивается дополнительное уплотнение.
Соединение герметизируется шайбой из EPDM (этиленпропилендиенового терполимера) – наиболее атмосферостойкого, долговечного и наиболее подходящего для уличной эксплуатации синтетического материала.
Композиты, как и прочие материалы, под действием перепадов температур расширяются и сжимаются. При установке панелей на улице учет этого фактора особенно важен. Коэффициент линейного расширения композита основывается на свойствах алюминиевого покрытия и имеет значения 0,023 – 0,025 мм/м°С в зависимости от производителя. Во избежание необратимых деформаций необходимо правильно рассчитать диаметр монтажных отверстий и зазоров в профилях  в соответствии с возможными максимальными и минимальными эксплуатационными температурами. Форма профиля должна обеспечивать надежную фиксацию панели в любых температурных условиях и при максимальных механических нагрузках (ветровых, вибрационных и т. п.).  

Клепание

          Композитные панели можно соединять заклепками, подходящими для алюминия. При эксплуатации конструкции на улице или во влажных помещениях рекомендуется использовать глухие заклепки из алюминия или нержавеющей стали и оставлять зазор, необходимый для свободного движения листа при расширении. Заклепки с потайной головкой не допускают движения материала, поэтому в уличных условиях неприменимы. Во избежание загиба тонкого алюминиевого слоя композита внутрь наполнителя при клепании (в случае нераззенкованного отверстия) можно использовать амортизирующие прокладки, которые предохранят материал от избыточного и неравномерного давления заклепочной шляпки  на его поверхность.

Винтовое соединение

          При монтаже композитных панелей внутри помещений можно использовать металлические или деревянные винты с головками самых разнообразных форм. Для создания аккуратного соединения и во избежание повышенных локальных внутренних напряжений при использовании винтов с потайной головкой предварительно необходимо расширить отверстие зенкерным инструментом. При постоянной температуре в помещении оставлять зазоры для свободного движения материала нет необходимости.
          Осуществлять крепление панелей в уличных условиях рекомендуется прочными фасадными винтами с уплотнительными прокладками. Винты не должны затягиваться слишком туго. Чтобы скрыть элементы крепления можно воспользоваться легко съемными пластиковыми декоративными шайбами и колпачками, цвет которых можно подобрать в соответствии с цветом панели. Эксплуатация вне помещений требует учета размерных изменений панелей и соблюдения соответствующих правил монтажа.

Профили

          Прочные соединения при изготовлении рекламных конструкций можно создавать с помощью самых разнообразных профильных систем. Внутри помещений широко используются пластиковые и алюминиевые П-, U–, Г- и Н-образные  профили, а также разборные рамки с защелкивающимся механизмом.
          Уличные условия требуют более внимательного подхода. Панель в профиль должна устанавливаться с зазором, обеспечивающим свободное движение материала. При крупных габаритах конструкций для повышения их устойчивости к различного рода нагрузкам и в целях безопасности желательно профиль зафиксировать в нескольких точках с помощью винтов и его  полочки прижать к поверхности панели (если толщина и материал профиля позволяют это сделать).
           Для монтажа вентилируемых фасадов на российском рынке существует несколько специализированных профильных систем.

Внимание! При монтаже конструкций, состоящих из нескольких (или многочисленных) одинаковых панелей, необходимо каждую из них устанавливать в одном и том же направлении. Это легко будет сделать, если предварительно не удалять защитную пленку с маркировкой. Пренебрежение этим правилом может привести к тому, что под разными углами обзора и при яркой освещенности одинаковые элементы конструкции будут смотреться по-разному. 

Татьяна Дементьева
инженер-технолог


Материалы для производства рекламы. Каталог поставщиков.

Редактировать статью



Хотите дополнить статью материалом?

Отправьте свой запрос специалисту!

 

Добавить новость