Клепаное соединение

Клепаное соединение — одно из самых древних, что человек придумал для соединения металла. Наверняка это соединение изобреталось множество раз в разных местах, поэтому попаданец вряд ли сможет удивить местных клепкой.

Однако, сам попаданец может удивится, потому что в наше время вряд ли среднестатистический офисный работник имел дело с клепкой. Чтобы удивление его было меньше, попробую осветить кое-какие вопросы клепания…

Каждый представляет, что такое заклепка. В простейшем виде — с одной стороны удерживается, а с другой стороны разбивается шляпка. Однако, мы в современном мире имеем дело только с алюминиевыми заклепками, которые ставятся в холодном виде. Но появились они только после Первой Мировой, а до этого тысячи лет заклепки были либо медными, либо железными, а их нужно ставить разогретыми до определенной температуры.

Например, вспомним работу клепальщика на постройке небоскребов в Америке 30-х годов.
Небоскребы стали возможными только после того, как технология позволила строить здания из железа. Но элементы конструкции собирали на заклепках — 10 сантиметров в длину и 3 сантиметра диаметром.
Их клепали бригадами по четыре человека. Один в бригаде — «повар», он разогревал заклепки на угольной печи, раздувая мехи. Нагреть их нужно до определенной температуры — если недогреть, то заклепку не расклепать, а если перегреть, то она «провернется» в отверстии и ее придется высверливать. Нагревать заклепки нужно непосредственно на месте установки, а строят ведь небоскреб, и крыши на каком-нибудь 70-м этаже над строительной площадкой нет. Куда именно ставить заклепки — укажет мастер, это место бывает метрах в 30-ти от нагревательной печи, на этаж-другой выше или ниже. Передать нужно быстро, поэтому раскаленные, светящиеся красным заклепки брали щипцами и бросали — второму члену бригады, «вратарю». Тот, стоя на открытой балке неясно на какой высоте, должен был консервной банкой поймать эту 600-граммовую заклепку и вставить ее в отверстие. Остальные два члена бригады — «упор» и «стрелок», пневматическим молотом ее расклепывали. Средняя бригада делала это 250 раз за смену, а у хорошей бригады доходило до 500 заклепок. Надо ли удивляться, что зарплаты клепальщикам превышали зарплаты все остальным, даже самые высококвалифицированным рабочим?

Клепка — очень ответственный процесс. А если у нас клепается теплонагруженный котел паровой машины? Требования к качеству еще подскакивают!

Клепка вообще интересная штука. Например, после нескольких лет эксплуатации клепаные соединения из-за диффузии только упрочняются (в отличие от той же сварки). И трещина, если и возникает в клепаном соединении, то она идет только до первого отверстия, где нагрузки распределяются и трещина останавливается. К тому же — если нужно соединить, к примеру, медь с железом — то сварка не поможет, зато клепка — самое оно. До сих пор используются клепаные соединения в мостах — потому, что при изменении температуры воздуха клепаное соединение лучше компенсирует нагрузки и выдерживает холодные зимы без разрушения. Да и вообще — сварной шов всегда имеет напряжения по длине, а клепка напряжения нивелирует. Кроме того — сварка из-за высокой температуры изменяет в этих местах свойства металла, а заклепки — нет (после сварки даже видно невооруженным взглядом цветные разводы, и даже при точечной сварке).
Поэтому в век сварки и супер-клеев не надо смотреть на клепку свысока — это очень качественное соединение.

Но есть и недостатки. Например — под клепку нужно сверлить отверстия. И самое неприятное — отверстия должны быть высверлены точно. Если есть неточности при установки двух рядом стоящих заклепок, то возникают очень неприятные деформации, которые либо передаются листам, либо со временем срезают одну из заклепок. Поэтому отверстия высверливают на месте — то есть собирают конструкцию на паре болтов и сверлят дырки для заклепок насквозь через оба листа. Особенно интересно это выглядит при сборке паровых котлов, листы которых не плоские, а могут быть вообще отливками. Представьте себе, во что превращается такая работа для попаданца, когда паровую машину построить нужно, а для высверливания нет ни электродрели, ни качественных сверл. По сравнению со сваркой — трудоемкость космическая!

Также клепка сама по себе не герметична, и нужно использовать специальные методы и герметики. И поэтому до сих пор в самолетах используют клепаные соединения — там на трудоемкость не смотрят, а герметизировать не надо.

Еще у классических заклепок есть недостаток — с обратной стороны кто-то должен удерживать саму заклепку во время установки. В свое время на авиационные заводы брали худых, чтобы пролазили в узкие лазы. Сейчас это решено специальными заклепками, для которых не надо доступа с обратной стороны. Но представьте себе, что вы попаданец и у вас задача — паровой котел, который со всех сторон круглый и больших отверстий в нем не предполагается…

Итак, ставим заклепки.
Сначала нужно их рассчитать, ведь вся нагрузка ложится на заклепку как на достаточно тонкий металлический стержень. И поэтому заклепки часто ставят даже не рядами, а парами — либо просто в два ряда, либо в шахматном порядке. Водонепроницаемые швы всегда клепаются в два ряда. Толщину заклепки выбирают как удвоенную толщину материала. Расстояние до края листа — минимум два диаметра заклепки.

В общем — без заклепки попаданцу точно не обойтись. А уж конкретные детали придется определять на месте — что аборигены подскажут, а что придется выяснять опытным путем.