🔥 Nýtové a svarové spoje

Na mostě a v dílně

O čem to je

Starý železniční most je posetý tisíci kulatými hlavičkami – to jsou nýty. Rám nové haly nebo karoserie auta drží svary. Oba spoje jsou trvalé: rozebrat je jde jen zničením.

Říká se jim nerozebíratelné spoje. Patří k nim také pájení a lepení.

Nové pojmy

Nerozebíratelný spojSpoj, který rozebereš jen tak, že zničíš spojovací prvek nebo díl.Svar musíš rozbrousit, nýt odvrtat.
NýtKovový kolík s hlavou. Prostrčí se dírou v plechách a druhý konec se roztepe do další hlavy. Spojené plechy pak drží sevřené.Nýty na Eiffelově věži nebo na letadlech.
Závěrná hlavaHlava nýtu, která vznikne až při nýtování roztepáním nebo zalisováním konce nýtu.Na straně, kde stojí nýtovací kladivo.
Trhací nýtDutý nýt s trnem. Nýtuje se z jedné strany kleštěmi: trn roztáhne nýt a pak se utrhne.Plechy vzduchotechniky, kde se zezadu nedostaneš.
SvařováníSpojení kovů jejich roztavením v místě spoje. Po ztuhnutí vznikne jeden kus – svar.Svařování ocelového zábradlí.

Jak se svařuje

  • plamenem – kyslík a acetylen, plamen asi 3 000 °C
  • obalenou elektrodou – elektrický oblouk, obal elektrody chrání svar
  • MIG/MAG – drát se sám podává hořákem, chrání ho ochranný plyn
  • TIG (WIG) – netavící wolframová elektroda, přídavný drát zvlášť, čisté a přesné svary
  • bodové odporové – proud a tlak dvou elektrod, karoserie aut
Tupý a koutový svarTupý svar spojuje plechy v jedné rovině, hrana na hranu (často se hrany upraví do tvaru V nebo X). Koutový svar je v rohu mezi dvěma plechy, které na sebe stojí kolmo nebo se překrývají.Rohy rámu ze dvou profilů mají koutové svary.

Bezpečnost při svařování

  • oči a obličej chraň svářečskou kuklou se správným filtrem – oblouk spálí oči i kůži
  • nehořlavý oděv, kožené rukavice, pevná obuv
  • odsávání nebo větrání – zplodiny jsou jedovaté
  • žádné hořlaviny v okolí, po práci kontrola, jestli něco nedoutná
  • nikdy nesvařuj nádobu od hořlavin nebo pod tlakem
  • svařovat smí jen proškolený pracovník (svářečský průkaz)

Roztřiď, co patří k nýtování a co ke svařování.

Proč se dnes ocelové konstrukce většinou svařují, a ne nýtují?
Svar nepotřebuje díry, které plech oslabují, je rychlejší, lehčí a těsný. Nýty zůstaly tam, kde nejde svařovat: hliník v letadlech, spoje různých materiálů, opravy historických mostů.
Opravuješ vzduchotechnické potrubí a k zadní straně plechu se nedostaneš. Jaký spoj zvolíš?
Trhací nýt. Nýtuje se z jedné strany kleštěmi, zezadu ho nemusíš přidržovat.
✗Při krátkém svaru se stačí podívat na oblouk bez kukly, jen přimhouřit oči.
✓Do oblouku se nikdy nedívej bez ochranného filtru, ani na chvíli.

Ultrafialové záření oblouku spálí sítnici a rohovku během sekund. Bolest přijde až za několik hodin.

Nýty, svary, pájení a lepení jsou nerozebíratelné spoje. Nýt dostane při nýtování závěrnou hlavu. Svar vzniká roztavením kovu; svářeč musí chránit oči, kůži i okolí před požárem.

Přehled a výpočet

O čem to je

Konstruktér musí rozhodnout, jaký trvalý spoj použije, a ověřit, že vydrží. Pomůže mu přehled druhů a jednoduchý výpočet svaru a nýtu.

Nové pojmy

Nerozebíratelný spojSpoj, který jde rozebrat jen zničením.Svar, nýt, pájený nebo lepený spoj.
NýtKolík s hlavou; druhá, závěrná hlava vznikne při nýtování.Nýt s půlkulovou hlavou.
SvarMísto, kde se kovy roztavily a spojily v jeden kus.Koutový svar v rohu rámu.
PájeníSpojení kovů roztaveným pájkou, která má nižší teplotu tání než spojované kovy. Spojované díly se neroztaví.Měděné trubky vody, elektronika.
Smykové napětí τNapětí, kdy síla spoj „stříhá“: τ = F / S (MPa = N/mm²).Síla 1 000 N na ploše 10 mm² = 100 MPa.

1. Přehled nerozebíratelných spojů

SpojPrincipPříklad
nýtovýtvarový – nýt drží plechy sevřenéletadla, mosty, trhací nýty
svarovýroztavení základního materiálukonstrukce, rámy, potrubí
pájený měkcepájka do 450 °C (cín)elektronika
pájený natvrdopájka nad 450 °C (mosaz, stříbro)měděné trubky, nástroje
lepenýlepidlo přilne k povrchůmkaroserie, kompozity
lisovanýdíl nalisovaný s přesahemozubené kolo na hřídeli

2. Výpočet koutového svaru

Účinná výška svaru aVýška trojúhelníku vepsaného do průřezu koutového svaru. Udává, jak „tlustý“ svar nese.Svar a = 4 mm.
Zjisti sílu F, kterou svar přenáší.
Spočítej nosnou plochu: S = a · l (l = celková délka svarů).
Napětí ve svaru: τ = F / S.
Porovnej s dovoleným napětím svaru.
Dva koutové svary, každý dlouhý 100 mm, a = 4 mm, přenášejí sílu 40 kN. Jaké je napětí?
S = a · l = 4 · (2 · 100) = 800 mm². τ = 40 000 / 800 = 50 MPa.

3. Výpočet nýtu

Průřez jednoho nýtu: S = π · d² / 4.
Počet nýtů i a střižných ploch n.
τ = F / (i · n · S).
Spoj se 4 jednostřižnými nýty d = 10 mm přenáší 12 kN. Jaké je napětí ve střihu?
S = π · 10² / 4 = 78,5 mm². τ = 12 000 / (4 · 1 · 78,5) ≈ 38,2 MPa.
✗Při pájení se spojované díly roztaví stejně jako při svařování.
✓Při pájení se taví jen pájka, spojované díly zůstávají pevné.

Pájka má nižší teplotu tání. To je hlavní rozdíl mezi pájením a svařováním.

Mezi nerozebíratelné spoje patří nýtové, svarové, pájené, lepené a lisované. Koutový svar se počítá τ = F / (a · l), nýty τ = F / (i · n · S). Měkké pájení je do 450 °C, tvrdé nad.
📌Čepy, kolíky, pera a drážkování🌀Pružiny