Nitowanie – trwałe łączenie elementów

Nitowanie to proces łączenia dwóch lub większej liczby części za pomocą nitów. Odpowiednio wykonane połączenie nitowe jest odporne na drgania, obciążenia mechaniczne i zmienne warunki eksploatacji. Technologia znajduje zastosowanie w produkcji maszyn, konstrukcji stalowych, obudów, urządzeń, pojazdów, instalacji oraz elementów wykonanych z blachy.

Nitowanie umożliwia trwałe łączenie elementów bez konieczności ich spawania. Jest szczególnie przydatne, gdy wysoka temperatura mogłaby spowodować odkształcenia, uszkodzić powłokę ochronną albo zmienić właściwości materiału. Możliwe jest także połączenie różnych materiałów, na przykład stali z aluminium, metalu z tworzywem lub elementów pokrytych powłokami.

W zależności od projektu stosowane są nity stalowe, nity nierdzewne, nity aluminiowe, nity miedziane, nity szczelne, nity karbowane, nity rurkowe, nitotrzpienie i nitonakrętki. Wykonawcy wykorzystują urządzenia takie jak nitownica ręczna, nitownica pneumatyczna, nitownica akumulatorowa, nitownica automatyczna oraz maszyny do nitowania radialnego.

Usługa nitowania może obejmować wyłącznie wykonanie połączeń albo cały proces produkcyjny: przygotowanie części, wykonanie otworów, montaż nitu, kontrolę jakości i montaż zespołów. W systemie MetalTop można znaleźć firmy realizujące nitowanie jednostkowe, seryjne i masowe według dokumentacji technicznej klienta.

Na czym polega proces nitowania?

Proces nitowania polega na umieszczeniu nitu w przygotowanym otworze, a następnie trwałym odkształceniu jego końcówki. Powstaje druga zakuwka, która dociska łączone części i uniemożliwia swobodne wysunięcie elementu złącznego.

Klasyczne połączenie nitowe składa się z trzpienia oraz dwóch łbów: fabrycznego i uformowanego podczas montażu. W przypadku nitów zrywalnych montaż nitu przebiega inaczej. Nitownica ciągnie trzpień, powodując odkształcenie korpusu po niewidocznej stronie materiału, a następnie odrywa trzpień w przewidzianym miejscu.

Nitowanie wykorzystuje kontrolowane odkształcenie plastyczne nitu. W zależności od technologii może być ono wywoływane ręcznie, pneumatycznie, hydraulicznie, mechanicznie lub za pomocą odpowiednio prowadzonego narzędzia radialnego.

Aby wykonanie nitowania zapewniało trwałe połączenie, należy prawidłowo dobrać:

• właściwy rodzaj nitu,

• średnicę i długość nitu,

• materiał wykonania elementu,

• rodzaj materiału łączonych części,

• grubość łączonego materiału,

• średnicę otworu,

• dostęp do jednej lub dwóch stron połączenia,

• wymagania dotyczące szczelności,

• przewidywane obciążenia,

• warunki środowiskowe.

Proces łączenia wymaga również właściwego przygotowania części. Wywiercone otwory powinny mieć odpowiednią średnicę, położenie i jakość krawędzi. Zbyt duży luz może zmniejszyć trwałość połączenia, natomiast zbyt mały przygotowany otwór utrudni prawidłowy montaż nitu.

Rodzaje nitowania

Rodzaje nitowania dobiera się według konstrukcji nitu, materiału, wielkości elementów, wymaganej wydajności i dostępu do miejsca montażu. Podstawowy podział obejmuje nitowanie ręczne, nitowanie maszynowe, nitowanie radialne, nitowanie na zimno, nitowanie na gorąco oraz nitowanie jednostronne.

Nitowanie ręczne

Nitowanie ręczne jest stosowane przy pojedynczych elementach, pracach naprawczych, prototypach i krótkich seriach. Operator umieszcza nit w otworze, dociska łączone części i odkształca końcówkę przy użyciu odpowiedniego narzędzia.

W przypadku nitów zrywalnych ręczne nitowanie wykonuje się za pomocą urządzenia, jakim jest nitownica ręczna. Mechanizm zaciska się na trzpieniu, a ruch ramion powoduje jego wyciągnięcie i uformowanie zakuwki.

Nitowanie ręczne polega na wykorzystaniu siły operatora, dlatego jego wydajność jest mniejsza niż w przypadku urządzeń pneumatycznych lub automatycznych. Zaletą jest mobilność, niski koszt wyposażenia i możliwość wykonywania prac w miejscach bez zasilania.

Ręczne nitowanie sprawdza się przy cienkich blachach, obudowach, osłonach, elementach wentylacyjnych i drobnych konstrukcjach. Jeżeli operator nituje nitownicą ręczną, powinien dobrać zakres roboczy narzędzia do średnicy oraz materiału nitu.

Nitownica ręczna jest odpowiednia przede wszystkim do małych i średnich nitów. Próba, aby nitować nity stalowe o dużej średnicy niewłaściwym narzędziem, może prowadzić do niepełnego zaciśnięcia albo uszkodzenia nitownicy.

Ręczne nitowanie wymaga zachowania powtarzalnego docisku. Przy większej liczbie elementów nitowanie ręczne może powodować zmęczenie operatora, dlatego w produkcji seryjnej korzystniejsze jest urządzenie pneumatyczne lub akumulatorowe.

Nitowanie maszynowe

Nitowanie maszynowe wykorzystuje urządzenia zapewniające kontrolowaną siłę, skok i czas procesu. Rozwiązanie jest stosowane przy produkcji seryjnej, gdy połączenia nitowane muszą mieć powtarzalne parametry.

Nitowanie maszynowe może być wykonywane za pomocą pras, urządzeń hydraulicznych, maszyn radialnych albo zautomatyzowanych stanowisk. Elementy są pozycjonowane w przyrządzie, a maszyna realizuje montaż nitu według ustalonego cyklu.

Zaletą, jaką zapewnia nitowanie maszynowe, jest wysoka wydajność i możliwość monitorowania parametrów. System może kontrolować siłę, przemieszczenie narzędzia i poprawność wykonania połączenia.

Przy dużych seriach nitownica automatyczna może pobierać nity z podajnika, ustawiać je w przygotowanych otworach i wykonywać kolejne połączenie nitowe bez ręcznego podawania każdego elementu.

Nitowanie radialne

Nitowanie radialne polega na stopniowym formowaniu zakuwki przez narzędzie wykonujące charakterystyczny ruch wokół osi nitu. Nacisk jest rozkładany na niewielkim obszarze i przesuwa się po powierzchni, dzięki czemu cały proces wymaga mniejszej siły niż tradycyjne prasowanie osiowe.

Nitowanie radialne umożliwia uzyskanie estetycznej i równomiernej zakuwki. Jest stosowane przy elementach precyzyjnych, przegubach, częściach motoryzacyjnych, podzespołach maszyn, okuciach i innych wyrobach seryjnych.

Dobrze ustawione nitowanie radialne ogranicza ryzyko pęknięcia nitu oraz odkształcenia łączonych elementów. Proces może być monitorowany na podstawie siły i drogi narzędzia.

Nitowanie radialne sprawdza się również wtedy, gdy trwałość połączenia musi być połączona z zachowaniem dokładnej geometrii zespołu. Technologia może umożliwiać wykonywanie połączeń sztywnych albo ruchomych.

Przy produkcji seryjnej nitowanie radialne jest często realizowane na stanowiskach wyposażonych w przyrządy ustalające i automatyczny system kontroli.

Nitowanie na zimno

Nitowanie na zimno odbywa się bez wcześniejszego nagrzewania nitu. Materiał jest odkształcany w temperaturze otoczenia za pomocą narzędzia ręcznego, prasy lub specjalnej maszyny.

Nitowanie na zimno jest stosowane przede wszystkim do mniejszych nitów i materiałów o odpowiedniej plastyczności. Obejmuje zarówno klasyczne zakuwanie pełnych nitów, jak i montaż nitów zrywalnych, rurkowych oraz innych elementów złącznych.

Zaletą, jaką zapewnia nitowanie na zimno, jest brak dodatkowego etapu nagrzewania. Proces można łatwo włączyć do produkcji seryjnej i zautomatyzować.

Nie każdy nit nadaje się jednak do takiego montażu. Nitowanie na zimno wymaga dobrania materiału, średnicy nitu oraz siły urządzenia do możliwości odkształcenia elementu bez pękania.

Nitowanie na gorąco

Nitowanie na gorąco polega na podgrzaniu nitu przed jego osadzeniem i zakuciem. Rozgrzany materiał jest bardziej plastyczny, dlatego można formować nity stalowe o większych średnicach.

Po ostygnięciu nit kurczy się i dodatkowo dociska łączone elementy. Dzięki temu nitowanie na gorąco może utworzyć bardzo trwałe połączenie w dużych konstrukcjach.

Technologia była powszechnie stosowana przy produkcji mostów, zbiorników, kotłów i ciężkich konstrukcji stalowych. Historyczna nitowana konstrukcja mostu zawierała często tysiące pełnych nitów stalowych zakuwanych na miejscu montażu.

Obecnie nitowanie na gorąco jest wykorzystywane rzadziej, ponieważ wiele jego zastosowań przejęło spawanie i połączenia śrubowe. Nadal może jednak znaleźć zastosowanie w remontach zabytkowych konstrukcji i wybranych projektach przemysłowych.

Nitowanie jednostronne

Nitowanie jednostronne stosuje się wtedy, gdy dostęp jest możliwy wyłącznie z jednej strony łączonych elementów. Najczęściej wykorzystywany jest nit zrywalny, którego korpus odkształca się po niewidocznej stronie materiału.

Nitowanie jednostronne sprawdza się przy zamkniętych profilach, obudowach, kanałach, poszyciach i konstrukcjach, w których nie można przytrzymać klasycznej zakuwki.

Takie połączenie elementów można wykonać za pomocą nitownicy ręcznej, pneumatycznej, akumulatorowej lub automatycznej. Nitowanie jednostronne jest popularne w produkcji pojazdów, wentylacji, obudów i lekkich konstrukcji blaszanych.

Nitownica ręczna

Nitownica ręczna jest prostym urządzeniem przeznaczonym najczęściej do montażu nitów zrywalnych lub nitonakrętek. Jej zaletą jest mobilność i możliwość pracy bez zasilania.

Klasyczna nitownica do nitów zrywalnych chwyta trzpień nitu za pomocą szczęk. Ściśnięcie ramion powoduje przesunięcie trzpienia, odkształcenie korpusu i zerwanie trzpienia po osiągnięciu odpowiedniej siły.

Nitownica ręczna powinna być dobrana do:

• rodzaju nitu,

• jego średnicy,

• materiału nitu,

• wymaganej siły,

• częstotliwości wykonywania połączeń,

• dostępnej przestrzeni roboczej.

Gdy operator nituje nitownicą ręczną elementy aluminiowe, potrzebna siła jest zazwyczaj mniejsza niż przy nitach stalowych lub nierdzewnych. Nitownica ręczna o długich ramionach ułatwia osadzanie większych nitów.

Użycie nitownicy ręcznej jest uzasadnione przy pracach jednostkowych i krótkich seriach. Przy kilkuset połączeniach ręczne nitowanie staje się mniej wydajne, a większe obciążenie operatora może pogorszyć powtarzalność.

Oddzielnym urządzeniem jest nitownica do nitonakrętek. Zamiast ciągnąć trzpień nitu zrywalnego, wkręca się ona w gwint nitonakrętki i odkształca jej korpus w przygotowanym otworze.

Nitownica pneumatyczna

Nitownica pneumatyczna wykorzystuje sprężone powietrze do wytworzenia siły potrzebnej do osadzenia nitu. Urządzenie ogranicza wysiłek operatora i pozwala znacznie przyspieszyć wykonanie nitowania.

Aby prawidłowo nitować nitownicą pneumatyczną, należy zapewnić właściwe ciśnienie oraz wydajność instalacji powietrznej. Zbyt niskie ciśnienie może spowodować niepełne zaciśnięcie nitu, natomiast parametry przekraczające zalecenia producenta zwiększają zużycie narzędzia.

Nitownica pneumatyczna sprawdza się przy produkcji seryjnej obudów, kanałów, konstrukcji blaszanych, maszyn i pojazdów. Operator może szybko nitować nity stalowe, aluminiowe i nierdzewne, jeśli urządzenie ma odpowiedni zakres pracy.

W zależności od konstrukcji można nitować nitownicą pneumatyczną nity zrywalne, pełne, rurkowe albo nitonakrętki. Konieczne jest zastosowanie właściwej końcówki i kontrolowanie stanu szczęk.

Gdy trzeba osadzić nit stalowy nitownicą pneumatyczną, należy sprawdzić maksymalną średnicę obsługiwaną przez urządzenie. Nie każda nitownica pneumatyczna przeznaczona do aluminium poradzi sobie z takim samym rozmiarem nitu stalowego.

W produkcji seryjnej możliwość nitowania nitownicą pneumatyczną zwiększa wydajność i powtarzalność. Ważne jest jednak prawidłowe pozycjonowanie elementów oraz regularna kontrola narzędzia.

Nitownica akumulatorowa i nitownica automatyczna

Nitownica akumulatorowa łączy mobilność narzędzia ręcznego z napędem elektrycznym. Jest użyteczna podczas montażu poza stałym stanowiskiem, gdzie nie ma dostępu do instalacji pneumatycznej.

Nitownica akumulatorowa może rejestrować liczbę wykonanych cykli, sygnalizować poprawność osadzenia i współpracować z wymiennymi akumulatorami. Sprawdza się przy montażu konstrukcji, zabudów pojazdów, fasad i instalacji.

Nitownica automatyczna jest przeznaczona do produkcji seryjnej i masowej. Może samodzielnie pobierać elementy z podajnika, ustawiać je w narzędziu i wykonywać kolejne połączenia nitowane.

Odpowiednio skonfigurowana nitownica automatyczna kontroluje siłę i drogę montażu. Pozwala to wykryć brak nitu, niewłaściwy przygotowany otwór albo niepełne uformowanie zakuwki.

Nitownica automatyczna może zostać zintegrowana z robotem przemysłowym, stołem indeksującym lub linią montażową. Takie nitowanie maszynowe zapewnia dużą wydajność przy powtarzalnych wyrobach.

Przy wyborze rozwiązania należy uwzględnić średnicę nitów, takt produkcji, sposób podawania części i wymagany zakres kontroli. Nie każda nitownica automatyczna obsługuje wszystkie rodzaje nitów.

Nitownica do nitów zrywalnych i nitownica do nitonakrętek

Nitownica do nitów zrywalnych jest stosowana przy połączeniach wymagających dostępu tylko z jednej strony. Narzędzie ciągnie trzpień, odkształca korpus nitu i odrywa trzpień po osiągnięciu określonego obciążenia.

Nitownica do nitów zrywalnych może mieć napęd ręczny, pneumatyczny lub akumulatorowy. Przy wyborze trzeba sprawdzić zakres średnic oraz materiały nitów obsługiwane przez urządzenie.

W produkcji seryjnej nitownica do nitów zrywalnych powinna posiadać system odprowadzania zerwanych trzpieni. Pozwala to ograniczyć przestoje i utrzymać porządek na stanowisku.

Nitownica do nitonakrętek służy natomiast do montowania gwintowanych tulei w cienkich materiałach. Po osadzeniu nitonakrętki możliwe jest przykręcenie kolejnego elementu za pomocą śruby.

Nitownica do nitonakrętek może obsługiwać nitonakrętki cylindryczne i nitonakrętki sześciokątne. W przypadku nitonakrętek sześciokątnych otwór musi mieć właściwy kształt, który zabezpiecza element przed obracaniem.

Użycie nitownicy do nitonakrętek wymaga ustawienia prawidłowego skoku albo siły zacisku. Nadmierne odkształcenie może uszkodzić gwint, a zbyt małe spowoduje luźne osadzenie elementu.

Rodzaje nitów

Różne rodzaje nitów pozwalają dostosować połączenie do materiału, obciążeń, dostępności miejsca i wymagań dotyczących szczelności. Właściwy rodzaj nitu wpływa na trwałość połączenia i łatwość montażu.

Przed wyborem należy określić:

• rodzaj materiału,

• grubość łączonego materiału,

• średnicę otworu,

• zakres zacisku,

• sposób obciążenia,

• wymagania korozyjne,

• możliwość dostępu z obu stron,

• potrzebę zachowania szczelności,

• wygląd połączenia.

Nity stalowe

Nity stalowe zapewniają wysoką wytrzymałość i są wykorzystywane w maszynach, konstrukcjach, obudowach i elementach narażonych na obciążenia. Mogą mieć konstrukcję pełną, rurkową, zrywalną lub specjalną.

Aby prawidłowo nitować nity stalowe, narzędzie musi zapewniać odpowiednią siłę. Nitownica ręczna przeznaczona do małych nitów aluminiowych może nie wystarczyć do większych nitów stalowych.

Jeżeli trzeba osadzić nit stalowy nitownicą, należy sprawdzić dopuszczalną średnicę i zakres zacisku. Zbyt krótki nit nie utworzy prawidłowej zakuwki, natomiast zbyt długi może się nierównomiernie odkształcić.

Nity stalowe mogą być zabezpieczone przed korozją przez cynkowanie lub zastosowanie innej powłoki. Przy pracy w wilgotnym środowisku należy uwzględnić możliwość korozji elementów złącznych i łączonych części.

Aby zakuwać nity stalowe pełne, wykorzystuje się prasę, młotek pneumatyczny albo maszynę radialną. Przy większych średnicach stosowane może być nitowanie na gorąco.

Jeżeli uszkodzony nit stalowy wymaga wymiany, najczęściej usuwa się jego łeb, wybija pozostałość i kontroluje stan otworu. Nowy nit stalowy powinien być dobrany do rzeczywistej średnicy oraz grubości pakietu.

Nity nierdzewne

Nity nierdzewne są stosowane w środowiskach wymagających podwyższonej odporności korozyjnej. Wykorzystuje się je w przemyśle spożywczym, chemicznym, morskim, budownictwie i produkcji urządzeń pracujących na zewnątrz.

W przypadku nitowania stali nierdzewnej należy dobrać odpowiednie nity i narzędzia. Nity nierdzewne wymagają zazwyczaj większej siły niż nity aluminiowe.

Podczas nitowania stali nierdzewnej istotne jest ograniczenie zanieczyszczenia powierzchni cząstkami zwykłej stali. Narzędzia i stanowisko powinny być odpowiednio przygotowane.

Przy nitowaniu stali nierdzewnej należy również ocenić ryzyko korozji galwanicznej. Zastosowanie nitu z nieodpowiedniego materiału może obniżyć trwałość połączenia.

Jeżeli połączenie będzie pracowało w wilgoci lub kontakcie z chemikaliami, nity nierdzewne i pozostałe elementy powinny mieć właściwy gatunek stali.

Nity aluminiowe, miedziane, kolorowe i plastikowe

Nity aluminiowe są lekkie, stosunkowo łatwe do odkształcenia i odporne na korozję atmosferyczną. Stosuje się je w lekkich konstrukcjach, obudowach, wentylacji, elektronice i motoryzacji.

Nity miedziane mają dobrą przewodność elektryczną i odporność korozyjną. Mogą być wykorzystywane w elektrotechnice, dekarstwie, wyrobach ozdobnych i połączeniach wymagających plastycznego materiału.

Nity kolorowe posiadają łby pokryte powłoką dopasowaną do wyglądu blachy, elewacji, obudowy lub elementu wykończeniowego. Przy ich montażu należy chronić powierzchnię łba przed zarysowaniem.

Nity plastikowe są stosowane przy małych obciążeniach, między innymi do mocowania osłon, paneli, tapicerki i części wykonanych z tworzyw. Umożliwiają trwałe łączenie elementów bez wprowadzania metalowego łącznika.

Przy łączeniu różnych materiałów dobór nitu powinien uwzględniać rozszerzalność cieplną, sztywność i możliwość uszkodzenia powierzchni przez nadmierny docisk.

Nit zrywalny

Nit zrywalny składa się z korpusu oraz trzpienia. Po umieszczeniu w otworze trzpień jest ciągnięty przez narzędzie, powodując odkształcenie korpusu po drugiej stronie materiału.

Nit zrywalny umożliwia nitowanie jednostronne. Dzięki temu sprawdza się w zamkniętych profilach, kanałach, obudowach i innych miejscach bez dostępu do tylnej strony połączenia.

Do montażu wykorzystywana jest nitownica do nitów zrywalnych. Zakres zacisku nitu powinien odpowiadać całkowitej grubości łączonych części.

Nity zrywalne są dostępne w wielu wersjach materiałowych i konstrukcyjnych. Odpowiednie nity mogą zapewniać większą wytrzymałość, szczelność albo estetyczny wygląd.

Przy wyborze trzeba zwrócić uwagę, czy trzpień pozostaje wewnątrz korpusu i czy jego obecność wpływa na parametry mechaniczne. W zastosowaniach odpowiedzialnych stosuje się nity zrywalne o kontrolowanym zatrzymaniu trzpienia.

Nity szczelne

Nity szczelne mają zamknięty korpus ograniczający możliwość przenikania cieczy i zanieczyszczeń przez połączenie. Stosowane są w obudowach, zbiornikach, kanałach, pojazdach i urządzeniach pracujących na zewnątrz.

Nity szczelne mogą być wykonane z aluminium, stali lub stali nierdzewnej. Dobór materiału powinien odpowiadać środowisku pracy.

Samo zastosowanie nitu szczelnego nie zawsze gwarantuje pełną szczelność całego zespołu. Znaczenie mają przygotowany otwór, jakość powierzchni, docisk części i ewentualne użycie uszczelniacza.

Nity szczelne są szczególnie przydatne, gdy połączenie nitowe musi jednocześnie przenosić obciążenia i ograniczać dostęp wilgoci.

Nity karbowane

Nity karbowane posiadają odpowiednio ukształtowaną powierzchnię trzpienia. Podczas montażu karby wcinają się lub zakotwiczają w materiale, zwiększając odporność na wysunięcie.

Nity karbowane są wykorzystywane między innymi do łączenia metalu z tworzywami, drewnem lub materiałami o mniejszej twardości. Mogą być montowane przez wciskanie.

Przy wyborze należy uwzględnić średnicę otworu i rodzaj materiału. Zbyt duży otwór ograniczy działanie karbów, natomiast zbyt mały może doprowadzić do pęknięcia elementu.

Nity karbowane sprawdzają się w produkcji seryjnej, gdy potrzebny jest szybki montaż bez wykonywania klasycznej zakuwki.

Nit rurkowy i nitotrzpienie

Nit rurkowy ma otwór przebiegający przez część albo całość trzpienia. Wymaga mniejszej siły odkształcania niż nit pełny i jest stosowany przy mniejszych obciążeniach.

Nit rurkowy znajduje zastosowanie w lekkich konstrukcjach, mechanizmach, zawiasach, wyrobach skórzanych, urządzeniach i elementach dekoracyjnych. Może tworzyć połączenie sztywne lub ruchome.

Nitotrzpienie są specjalnymi elementami złącznymi łączącymi funkcję nitu z dodatkowym trzpieniem montażowym lub mocującym. Ich dokładna konstrukcja zależy od systemu połączeniowego.

Przy stosowaniu nitotrzpieni należy przestrzegać wymagań producenta dotyczących otworu, siły osadzania i zakresu zacisku. Nitotrzpienie mogą wymagać dedykowanego narzędzia.

Nitonakrętki

Nitonakrętki umożliwiają wykonanie trwałego gwintu w cienkiej blasze, profilu lub zamkniętym elemencie. Są montowane jednostronnie i po odkształceniu pozostają trwale osadzone w otworze.

Najczęściej stosowane są nitonakrętki cylindryczne oraz nitonakrętki sześciokątne. Nitonakrętki cylindryczne mogą mieć powierzchnię gładką albo radełkowaną, która ogranicza obracanie się elementu.

Nitonakrętki sześciokątne wymagają odpowiednio ukształtowanego otworu. Ich geometria zapewnia dużą odporność na obrót podczas wkręcania i odkręcania śruby.

Do montażu służy nitownica do nitonakrętek. Urządzenie wkręca trzpień w gwint, a następnie odkształca korpus nitonakrętki po niewidocznej stronie materiału.

Nitonakrętki są stosowane przy produkcji obudów, szaf, maszyn, pojazdów, urządzeń elektrycznych i konstrukcji z profili zamkniętych. Alternatywą w wybranych cienkościennych elementach może być wiercenie termiczne, które formuje tulejkę umożliwiającą wykonanie gwintu bez dodatkowej nitonakrętki.

Nitowanie blachy

Nitowanie blachy jest jednym z najczęstszych zastosowań technologii. Pozwala łączyć cienkie elementy bez wysokiej temperatury i bez ryzyka przepalenia materiału.

Nitowanie blachy stosuje się przy produkcji:

• obudów maszyn,

• szaf elektrycznych,

• kanałów wentylacyjnych,

• poszyć,

• elementów pojazdów,

• urządzeń AGD,

• konstrukcji aluminiowych,

• fasad i elementów budowlanych,

• osłon i pokryw.

Przed rozpoczęciem nitowania blachy należy ustalić grubość łączonego materiału oraz zakres zacisku nitu. Zbyt krótki nit nie obejmie całego pakietu, natomiast zbyt długi może utworzyć nieregularną zakuwkę.

Nitowanie blachy wymaga przygotowania dokładnie położonych otworów. Jeżeli wywiercone otwory nie są współosiowe, nit może wejść pod kątem albo wymusić przesunięcie części.

Otwory można wykonać przez wiercenie, wykrawanie lub podczas wcześniejszego cięcia elementów. Przy większych seriach położenie otworów powinno wynikać z dokumentacji i oprzyrządowania montażowego.

Gdy operator nituje blachę, powinien docisnąć elementy przed osadzeniem nitu. Szczelina pomiędzy warstwami zmniejsza trwałość połączenia i może powodować drgania.

Nitowanie blachy może być wykonywane ręcznie, pneumatycznie albo automatycznie. Wybór metody zależy od liczby połączeń, rodzaju nitu i wymaganego czasu cyklu.

W projektach obejmujących wcześniejsze formowanie części nitowanie może być kolejnym etapem po procesie takim jak gięcie blach na prasach krawędziowych.

Nitowanie stali i stali nierdzewnej

Nitowanie stali wymaga użycia elementów złącznych o odpowiedniej wytrzymałości. Nity stalowe są stosowane w maszynach, obudowach, ramach i konstrukcjach przenoszących większe obciążenia.

Aby nitować nity stalowe, należy dobrać narzędzie do średnicy oraz konstrukcji nitu. Większy nit stalowy może wymagać urządzenia pneumatycznego, hydraulicznego lub maszyny radialnej.

Przy nitowaniu stali nierdzewnej ważna jest odporność korozyjna całego zestawu. Nity nierdzewne powinny być dobrane do gatunku blachy i środowiska pracy.

Nitowania stali nierdzewnej nie należy wykonywać zabrudzonymi narzędziami używanymi do zwykłej stali, jeżeli istnieje ryzyko przeniesienia cząstek powodujących korozję powierzchniową.

Aby nitować nity stalowe w produkcji seryjnej, można zastosować nitownicę pneumatyczną lub automatyczną. Przy nitowaniu stali nierdzewnej urządzenie powinno dysponować odpowiednim zapasem siły.

Trwałość połączenia zależy nie tylko od nitu, ale również od grubości blachy, rozstawu otworów i odległości od krawędzi. Zbyt mała odległość może doprowadzić do wyrwania fragmentu materiału.

Jak nitować krok po kroku?

Prawidłowe wykonanie połączenia wymaga zachowania ustalonej kolejności prac.

Dobór nitu

Najpierw wybiera się właściwy rodzaj nitu. Należy uwzględnić materiał wykonania elementu, obciążenia, środowisko pracy, dostępność miejsca i całkowitą grubość łączonego materiału.

Odpowiednie nity powinny mieć prawidłową średnicę i zakres zacisku. Stosowanie nitów przypadkowo dobranych do dostępnego otworu może obniżyć trwałość połączenia.

Przygotowanie otworu

Przygotowany otwór powinien mieć średnicę zgodną z wymaganiami nitu. Wywiercone otwory należy oczyścić z zadziorów i wiórów.

Jeżeli połączenie elementów wymaga kilku nitów, wszystkie otwory powinny zachować odpowiedni rozstaw. W produkcji seryjnej wykorzystuje się szablony, przyrządy albo maszyny CNC.

Ustawienie elementów

Łączone części należy dokładnie ustawić i docisnąć. Przesunięcie podczas montażu może spowodować nieprawidłowe ustawienie nitu oraz odkształcenie gotowego zespołu.

Montaż nitu

Montaż nitu zależy od jego konstrukcji. Nit pełny jest podpierany od strony łba i zakuwany z drugiej strony. Nit zrywalny jest wkładany w otwór, a trzpień umieszcza się w nitownicy.

Aby prawidłowo nitować nity, narzędzie powinno być ustawione w osi otworu. Przechylenie nitownicy może zdeformować łeb lub spowodować nierównomierne uformowanie zakuwki.

Jeżeli operator chce osadzić nit stalowy nitownicą ręczną, powinien sprawdzić, czy urządzenie obsługuje daną średnicę. Przy większych nitach korzystniejsze jest nitowanie pneumatyczne.

Kontrola połączenia

Po wykonaniu nitowania należy sprawdzić wygląd łba i zakuwki, docisk elementów oraz brak pęknięć. Trzpień nitu zrywalnego powinien zerwać się w przewidzianym miejscu.

Kontroli może podlegać także wysokość zakuwki, średnica uformowanego łba, siła zrywania albo odporność na obrót. W produkcji seryjnej parametry mogą być rejestrowane automatycznie.

Jak zaklepać nit?

To, jak zaklepać nit, zależy od jego konstrukcji. Pełny nit wymaga podparcia fabrycznego łba oraz odkształcenia wystającej końcówki. Można użyć młotka, zakuwaka, prasy albo maszyny radialnej.

Aby zaklepać nit stalowy, należy pozostawić odpowiednią długość wystającego trzpienia. Za krótki fragment nie utworzy pełnego łba, natomiast zbyt długi może zgiąć się na bok.

Przy ręcznym zakuwaniu wykonuje się najpierw wstępne spęczenie, a następnie formuje właściwy kształt łba. Zaklepanie nitu stalowego powinno odbywać się przy stabilnym podparciu drugiej strony.

W przypadku dużych średnic stosowane może być nitowanie na gorąco. Rozgrzany nit stalowy jest łatwiejszy do uformowania, a po ostygnięciu zwiększa docisk elementów.

Nit zrywalny nie jest zaklepywany młotkiem. Jego montaż wykonuje nitownica do nitów zrywalnych, która odkształca korpus przez wyciągnięcie trzpienia.

Połączenie nitowe i jego wytrzymałość

Połączenie nitowe może przenosić siły ścinające, rozciągające i obciążenia zmienne. Jego nośność zależy od liczby nitów, ich średnicy, materiału, rozmieszczenia oraz grubości łączonych części.

Trwałe połączenie wymaga zachowania właściwych odległości pomiędzy nitami oraz od krawędzi elementu. Zbyt mały rozstaw może osłabić przekrój, a zbyt duży powodować odstawanie blach.

Trwałość połączenia może zostać obniżona przez:

• nieprawidłową średnicę otworu,

• niewłaściwy zakres zacisku,

• niedostateczny docisk elementów,

• źle uformowaną zakuwkę,

• korozję,

• pęknięcie nitu,

• niewłaściwe rozmieszczenie połączeń,

• brak kontroli po montażu.

Połączenia nitowane są uznawane za nierozłączne, ponieważ ich demontaż wymaga zniszczenia nitu. Jednocześnie wymiana uszkodzonego elementu złącznego jest możliwa przez rozwiercenie lub usunięcie jego łba.

Połączenie nitowe może być szczelne, ruchome lub całkowicie sztywne. Oczekiwane właściwości należy określić przed wyborem nitu i sposobu montażu.

Łączenie różnych materiałów

Możliwość łączenia materiałów o różnych właściwościach jest jedną z ważniejszych zalet nitowania. Proces nie wymaga stopienia części, dlatego można łączyć elementy, których nie da się łatwo spawać.

Połączenie różnych materiałów może obejmować:

• stal i aluminium,

• blachę i tworzywo,

• metal i kompozyt,

• element lakierowany i ocynkowany,

• cienką blachę z profilem,

• różne gatunki metali.

Przy łączeniu różnych materiałów należy uwzględnić ich sztywność, rozszerzalność cieplną oraz odporność na miejscowy nacisk. Miękki materiał może wymagać nitu z szerokim kołnierzem albo dodatkowej podkładki.

Możliwość łączenia materiałów nie oznacza, że każda para będzie bezproblemowa. Kontakt różnych metali w obecności wilgoci może prowadzić do korozji galwanicznej.

Odpowiednie nity powinny ograniczać różnicę potencjałów albo być oddzielone od materiału warstwą izolującą. Szczególnej uwagi wymaga połączenie aluminium ze stalą nierdzewną.

Nitowanie pozwala również na trwałe łączenie elementów pokrytych farbą lub powłoką galwaniczną. Należy jednak uważać, aby montaż nitu nie uszkodził zabezpieczenia wokół otworu.

Elementy złączne i zastosowanie nitonakrętek

Nity, nitonakrętki i nitotrzpienie należą do grupy określanej jako elementy złączne. Wybór rozwiązania zależy od tego, czy połączenie ma być nierozłączne, czy powinno umożliwiać późniejszy montaż śrubowy.

Klasyczne elementy złączne w postaci nitów zapewniają trwałe połączenie bez potrzeby stosowania gwintu. Nitonakrętki tworzą natomiast trwałą bazę gwintowaną, do której można przykręcać kolejne części.

Przy cienkich materiałach elementy złączne muszą rozkładać nacisk na odpowiednio dużej powierzchni. Nity z szerokim kołnierzem ograniczają ryzyko wyrwania z miękkiej lub cienkiej blachy.

Wybór elementów złącznych powinien być częścią projektu konstrukcji, a nie dopiero decyzją podejmowaną na stanowisku montażowym.

Zastosowanie nitowania w konstrukcjach

Nitowanie jest stosowane przy produkcji obudów, maszyn, urządzeń, kanałów wentylacyjnych, pojazdów, elementów elewacyjnych i lekkich konstrukcji stalowych.

Łączenie elementów konstrukcyjnych za pomocą nitów jest korzystne, gdy trzeba ograniczyć wpływ wysokiej temperatury. Połączenia nitowane mogą również dobrze znosić drgania i obciążenia dynamiczne.

Nitowana konstrukcja jest spotykana w zabytkowych mostach, halach, kotłach i zbiornikach. Współczesne konstrukcje częściej wykorzystują nity zrywalne, konstrukcyjne, nitonakrętki i zautomatyzowane metody montażu.

Kratownica nitowana składa się z prętów, pasów i węzłów połączonych nitami. Historycznie takie rozwiązania były stosowane w mostach, dźwigarach i halach przemysłowych.

Nitowana konstrukcja mostu jest charakterystycznym przykładem wykorzystania pełnych nitów stalowych. Nity były podgrzewane, umieszczane w otworach i zakuwane po przeciwnej stronie.

Obecnie konstrukcje stalowe są najczęściej spawane lub skręcane, jednak nitowanie nadal znajduje zastosowanie przy elementach cienkościennych, lekkich i montowanych bez dostępu z obu stron.

W artykule o nitowaniu konstrukcje stalowe stanowią jedynie przykład zastosowania. Firmy zajmujące się kompletną produkcją hal, ram, kratownic i innych obiektów znajdują się w oddzielnej kategorii MetalTop.

Zalety nitowania

Najważniejsze zalety nitowania obejmują:

• brak konieczności topienia łączonych materiałów,

• ograniczenie odkształceń cieplnych,

• możliwość łączenia różnych materiałów,

• możliwość montażu jednostronnego,

• odporność na drgania,

• prostą kontrolę wizualną,

• możliwość automatyzacji,

• wysoką powtarzalność,

• trwałe łączenie elementów cienkościennych,

• możliwość wykonywania połączeń szczelnych.

Nitowanie jest metodą trwałego łączenia, która może zastąpić spawanie, skręcanie lub klejenie w wybranych zastosowaniach. Każda z tych technologii ma jednak własne ograniczenia.

Do wad należą konieczność przygotowania otworów, dodatkowa masa elementów złącznych i brak możliwości bezinwazyjnego demontażu. Połączenia nitowane mogą również wymagać zabezpieczenia przed korozją oraz regularnej kontroli w konstrukcjach narażonych na drgania.

Od czego zależy jakość nitowania?

Jakość nitowania wynika z prawidłowego projektu, przygotowania części, doboru nitu i kontroli procesu. Sama duża siła zacisku nie gwarantuje dobrego rezultatu.

Na trwałość połączenia wpływają:

• właściwy rodzaj nitu,

• zgodna z dokumentacją średnica otworu,

• poprawny zakres zacisku,

• ustawienie narzędzia w osi,

• właściwa siła montażu,

• docisk łączonych części,

• brak zadziorów i zanieczyszczeń,

• odporność materiałów na korozję,

• kontrola gotowego połączenia.

Przy produkcji seryjnej zapewnienie powtarzalnej jakości może wymagać monitorowania siły i przemieszczenia narzędzia. Nitownica automatyczna lub maszyna radialna może rejestrować parametry każdego cyklu.

Jeżeli trzeba nitować nity stalowe, narzędzie musi zapewniać większą siłę niż przy nitach aluminiowych. Próba montażu nieodpowiednim urządzeniem może zakończyć się niepełnym uformowaniem zakuwki.

Usługa nitowania – co przekazać do wyceny?

Usługa nitowania może obejmować pojedyncze naprawy, produkcję krótkoseryjną albo automatyczny montaż tysięcy elementów. Do przygotowania wyceny wykonawca potrzebuje informacji technicznych.

Do zapytania warto dołączyć:

• rysunek techniczny lub model 3D,

• zdjęcia elementów,

• rodzaj materiału,

• grubość łączonego materiału,

• liczbę części,

• liczbę nitów w jednym wyrobie,

• średnicę i rodzaj nitów,

• informację, kto dostarcza elementy złączne,

• wymagania dotyczące szczelności,

• wymagania korozyjne,

• sposób kontroli,

• oczekiwany termin realizacji.

Jeżeli właściwy rodzaj nitu nie został jeszcze ustalony, warto opisać obciążenia oraz warunki pracy. Firma wykonująca usługę może pomóc dobrać odpowiednie nity i technologię montażu.

Usługa nitowania może zostać połączona z wykonaniem otworów, przygotowaniem części, montażem dodatkowych komponentów i kontrolą gotowego zespołu. Firmy wykonujące szerszy zakres prac można znaleźć również w kategorii usługi ślusarskie.

Znajdź wykonawcę nitowania w MetalTop

MetalTop pomaga znaleźć firmy oferujące nitowanie ręczne, nitowanie maszynowe, nitowanie radialne, nitowanie blachy oraz nitowanie stali nierdzewnej. W systemie dostępni są wykonawcy realizujący produkcję jednostkową, seryjną i masową.

Opisz elementy, materiał, liczbę połączeń i wymagany termin. Dołącz dokumentację techniczną oraz informację, czy usługa nitowania ma obejmować również wykonanie otworów, dostawę nitów i kontrolę jakości.

Na podstawie tych danych firmy mogą ocenić możliwość realizacji, dobrać właściwy rodzaj nitu i przedstawić warunki wykonania zlecenia.

FAQ – najczęściej zadawane pytania o nitowanie

Jak nitować?

Należy dobrać nit do materiału i grubości pakietu, wykonać przygotowany otwór, ustawić części oraz osadzić nit odpowiednim narzędziem. Sposób montażu zależy od tego, czy używany jest nit pełny, rurkowy, zrywalny czy nitonakrętka.

Jak zaklepać nit?

Pełny nit należy podeprzeć od strony fabrycznego łba, a następnie odkształcić wystającą końcówkę za pomocą zakuwaka, prasy lub maszyny. Aby prawidłowo zaklepać nit stalowy, trzeba pozostawić odpowiednią długość trzpienia i zapewnić stabilne podparcie.

Jakie rodzaje nitów są najczęściej stosowane?

Wykorzystuje się nity stalowe, nierdzewne, aluminiowe, miedziane, plastikowe, zrywalne, rurkowe, szczelne i karbowane. Dostępne są również nitotrzpienie, nitonakrętki cylindryczne oraz nitonakrętki sześciokątne.

Czym jest nit zrywalny?

Nit zrywalny jest elementem przeznaczonym do montażu jednostronnego. Nitownica wyciąga trzpień, który odkształca korpus po drugiej stronie materiału, a następnie odrywa się w przewidzianym miejscu.

Kiedy wystarczy nitownica ręczna?

Nitownica ręczna sprawdza się przy naprawach, prototypach i krótkich seriach. Przy dużej liczbie połączeń lub konieczności montażu większych nitów stalowych korzystniejsza będzie nitownica pneumatyczna albo akumulatorowa.

Kiedy stosowana jest nitownica pneumatyczna?

Nitownica pneumatyczna jest stosowana w produkcji seryjnej, gdy ważna jest duża wydajność i ograniczenie wysiłku operatora. Może służyć do montażu nitów zrywalnych, pełnych lub nitonakrętek, zależnie od konstrukcji urządzenia.

Czy można nitować nity stalowe ręcznie?

Tak, pod warunkiem że średnica nitu mieści się w zakresie narzędzia. Większe nity stalowe mogą wymagać nitownicy o długich ramionach, urządzenia pneumatycznego, prasy albo maszyny radialnej.

Na czym polega nitowanie stali nierdzewnej?

Nitowanie stali nierdzewnej polega na łączeniu elementów za pomocą nitów dobranych pod względem wytrzymałości i odporności korozyjnej. Należy unikać zanieczyszczenia powierzchni cząstkami zwykłej stali i uwzględnić ryzyko korozji galwanicznej.

Jak przebiega proces nitowania?

Proces nitowania obejmuje dobór nitu, przygotowanie otworu, ustawienie części, montaż nitu i kontrolę połączenia. W produkcji seryjnej może być wykonywany przez nitownicę automatyczną lub stanowisko z kontrolą siły i przemieszczenia.

Jakie są zalety nitowania?

Najważniejsze zalety nitowania to brak odkształceń cieplnych, możliwość łączenia różnych materiałów, odporność na drgania, możliwość montażu jednostronnego i łatwa automatyzacja.

Czy połączenia nitowe są rozłączne?

Połączenia nitowe są uznawane za nierozłączne, ponieważ demontaż wymaga uszkodzenia nitu. Samą część można jednak rozłączyć po rozwierceniu lub usunięciu łba elementu złącznego.

Jak usunąć uszkodzony nit stalowy?

Uszkodzony nit stalowy najczęściej usuwa się przez rozwiercenie lub zeszlifowanie łba, a następnie wybicie pozostałej części trzpienia. Trzeba uważać, aby nie powiększyć ani nie zdeformować otworu.

Od czego zależy trwałość połączenia?

Trwałość połączenia zależy od materiału i średnicy nitu, grubości części, wielkości otworu, uformowania zakuwki, rozmieszczenia nitów oraz warunków pracy. Istotna jest również ochrona przed korozją.

Czy nitowanie nadaje się do łączenia różnych materiałów?

Tak. Nitowanie umożliwia łączenie elementów wykonanych z różnych metali, tworzyw i kompozytów. Trzeba jednak uwzględnić sztywność materiałów, miejscowy docisk oraz ryzyko korozji galwanicznej.

Gdzie znaleźć firmę wykonującą nitowanie?

W systemie MetalTop można znaleźć firmy oferujące usługę nitowania ręcznego, pneumatycznego, maszynowego i radialnego. Do zapytania najlepiej dołączyć rysunek, informacje o materiałach, liczbę części i wymagania dotyczące połączenia.