Узел, соединительная муфта, пайка на узлах

Муфта, соединяющая две трубы рамы. Как правило, на велосипедах со стальной рамой муфты соединяются при помощи высокотемпературной пайки. Таким образом промежуток между трубой и муфтой заполняется припоем из латуни или серебра. В некоторых алюминиевых и углепластиковых велосипедах также используются муфты, но скреплённые клеем.

В некоторых рамах используется принцип внутреннего соедининения, когда суженная часть одной трубы входит вовнутрь второй.

Очевидно, что метод изготовления рам по технологии пайки на узлах дороже — необходимо во-первых изготовить узлы, аво-вторых сама пайка — занятие исключительно ручное. Но есть и плюсы — узлы усиливают соединения, добавляя дополнительный металл в нагруженных областях и распределяя нагрузки по большей площади. Они также позволяют использовать пайку (а не сварку) — процесс с меньшей температурой, что позволяет в меньшей степени влиять на структуру металла излишним нагревом, а в ряде случаев без пайки просто не обойтись (например закалённые трубы — Reynolds-753 или аналогичные, которые при перегреве потеряют свои свойства). Также рама, паяная на узлах, более ремонтопригодна — согнувшуюся или треснувшую трубу просто выпаивают и заменяют.

Что интересно - рама, изготовленная с применением узлов, не обязательно будет тяжелее сваренной. Казалось бы, узлы добавляют дополнительный вес. Но в случае, например, использования сварки, трубы в области соединения приходится делать толще, чтобы во-первых, противостоять большим нагрузкам в этой области, а во-вторых, компенсировать ухудшение свойств стали из-за перегрева при сварке (при сварке, в отличие от пайки, сам металл трубы плавится и затем кристаллизуется обратно). Более того, слишком тонкие трубы при сварке можно проплавить насквозь. Таким образом, для сварки на концах труб приходится делать большие градиенты баттинга.

Для головной трубы утолщение стенок получается не только в местах сварки, но и по всей длине, так как баттирование в головной трубе обычно не применяется. По данным Henry James, одного из ведущих производителей узлов в мире, при использовании TIG сварки, толщина стенок головной трубы на 60−70% превышает таковую при использовании узлов. Таким образом, с весом у рам, паяных на узлах, всё в порядке. Кроме того, данные особенности дают возможность фанатам узловых рам говорить о том, что узловые рамы значительно прочнее и долговечнее сварных. Возможно это и так. В мире существует значительное количество хороших узловых рам, прослуживших не одно десятилетие.

Методы изготовления узлов

Узлы могут изготавливаться по выплавляемой модели (англ. «investment casting») или по восковой модели (англ. «lost wax»). При этом процесс изготовления узла состоит из четырёх операций:

• изготовление модели будущего узла в натуральную величину из легкоплавкого вещества, например, воска или парафина
• покрытие изготовленной модели специальной обмазкой из вещества с высокой температурой плавления и изготовление в ней отверстий для заливания расплавленного металла и вытекания парафина;
• литьё — металл расплавляет парафин, тот вытекает через приготовленное отверстие, а металл занимает его место;
• наконец, форму разбивают, а отливку подвергают финишной обработке.

Узлы также можно фрезеровать из цельного куска стали, штамповать, формовать на оправке и затем сваривать или спаивать(в последнем случае для пайки узла используется припой с более высокой температурой плавления — латунный, а сама рама на этих узлах паяется уже серебряным припоем — чтобы не попортить ранее спаянные узлы). Чем точнее изготовлены узлы и, следовательно, чем точнее и равномернее выдержаны зазоры между ними и трубами рамы (а от этого зависит затекание расплавленного припоя в зазоры — как в капилляры — слишком широкие щели останутся незаполненными) — тем прочнее и надёжнее рама. Считается, что лучшие узлы получаются по технологии восковой модели («lost wax»). Они же, впрочем, и самые дорогие.

Рама для горного велосипеда немецкой фирмы Marschall, спаяная на узлах.

Кстати, имеет смысл сказать ещё об одном недостатке узлов. Они, как правило, несколько сковывают производителя в области выбора геометрии рамы и диаметра труб (углы между трубами и их диаметр жёстко заданы конструкцией узла). На самом деле это не очень жёсткое ограничение. Например, углы между горизонталью и подседельной или головной трубой изменяются в довольно узких пределах — обычно 71−74 °. В крайнем случае 70−75 °. Известные производители — тот же Henry James, например, изготавливают узлы под различные стандартные диаметры труб (как обычные, так и увеличенного диаметра), и позволяют при заказе узлов варьировать необходимые углы в указанных пределах.

Так как пайка на узлах — довольно старый метод изготовления рам (по крайней мере он появился задолго до изобретения горных велосипедов), а к тому же при современной тенденции максимально удешевлять производство, он ещё и очень редко используется (в массовом производстве рам крупными фирмами вообще не используется из-за дороговизны), то реальность такова, что большая часть рам, паяных на узлах — шоссейные, кроссовые и туристские. Существуют паяные на узлах рамы и для горных велосипедов, но это или довольно старые экземпляры, или штучные рамы, изготавливаемые на заказ. Например, узловая рама немецкой фирмы Marschall.

Как и при обычной пайке, пайка на узлах применима исключительно для стальных рам. Алюминиевые и титановые рамы узловыми не бывают. Возможно, в какой-то степени на этот метод похожа склейка карбоновых рам на алюминиевых узлах.

Подводя итог, узловая рама в современном мире — эксклюзивная штучка, весьма редкая и недешевая. Начинать поиски такой рамы и ее приобретение имеет смысл, если вы точно понимаете, за чем погнались и точно знаете, чего хотите, а также приобретаете раму надолго — возможно, на десятилетия. Не последнее дело при этом — возможность при изготовлении рамы на заказ адаптировать геометрию рамы под себя, оговорить свой собственный дизайн узлов, наличие тех или иных опций (всевозможные крепежи под фляги, багажники, крылья, тормоза разных типов, etc), а также раскраску.