Șuruburi autofiletante și autoforante: cum să le folosiți în metal și lemn

Ce este a Șurub autofiletant și la ce este folosit?

Un șurub autofiletant este un dispozitiv de fixare conceput pentru a forma sau tăia propriul fir de împerechere pe măsură ce este introdus într-un material, eliminând necesitatea unei găuri prefiletate. Filetul este tăiat - sau în materiale mai moi, deplasat - de marginea anterioară a șurubului pe măsură ce avansează, blocând dispozitivul de fixare pe loc printr-un contact intim dintre filet și material.

Termenul acoperă două categorii distincte care sunt adesea confundate:

• Șuruburi de formare a filetului (laminare a filetului). — deplasați materialul în loc să îl îndepărtați, creând fire prin formare la rece. Acestea sunt utilizate în materiale plastice, metale moi și calibre de tablă suficient de subțiri pentru a se deforma mai degrabă decât a ciobi. Rezultatul este un fir cu rezistență ridicată la smulgere, deoarece nu se pierde material.
• Șuruburi tăietoare — să aibă o crestătură sau o canelură în apropierea vârfului care îndepărtează materialul ca muchie de tăiere, producând așchii reale. Folosit în metale mai dure și stocuri mai groase, unde formarea la rece nu este fezabilă.

Aplicațiile comune acoperă o gamă largă de contexte de construcție și producție. Se folosesc șuruburi autofiletante în Conducte HVAC (tabla metalica la tabla), încadrare metalică (conectează știfturi și șine de oțel), panouri de acoperiș și placare (foi de metal la pane), montaj aparat , ornamente auto și panouri de caroserie , și conexiuni structurale usoare în clădirile cu rame din oțel. În construcțiile din lemn, acestea sunt utilizate pentru încadrarea podelei, dulapurile, atașarea podelei și tâmplăria generală, unde viteza de instalare contează.

Avantajul principal al unui șurub autofiletant este viteza de instalare : nu există nicio etapă de filetare separată și, în multe aplicații cu materiale subțiri, nu este necesară deloc pre-găurire. Acest lucru le face să fie elementul de fixare dominant în fabricarea de volum mare și asamblarea pe șantier.

Ce este a Self-Drilling Screw? How It Differs from Self-Tapping

Un șurub autoforant - adesea numit șurub Tek după marca comercială care a popularizat designul - duce conceptul de autofiletare cu un pas mai departe. Acesta încorporează o vârf de foraj (seamănă cu un burghiu elicoidal) care forează mai întâi un orificiu de degajare prin material, apoi tija canelată bate filetul și, în cele din urmă, corpul de fixare trage îmbinarea împreună - totul într-o singură operațiune continuă, fără a fi necesară găurirea prealabilă.

Șuruburile autoforante sunt clasificate în funcție de dimensiunea punctului, numerotate de la 1 la 5, care corespund grosimii oțelului pe care îl pot pătrunde fără găurire prealabilă:

• Punctul #1 și #2 — până la aproximativ 0,8 mm (gabaritul 20) și, respectiv, oțel de 1,5 mm. Potrivit pentru rame ușoare din tablă și conducte HVAC.
• Punctul #3 — pătrunde până la aproximativ 4,5 mm oțel. Cel mai obișnuit punct pentru încadrarea cu știfturi metalice și construcția peretelui cortină.
• Punctele #4 și #5 — proiectat pentru oțel structural mai greu, până la aproximativ 12,5 mm. Folosit la conexiunile cu pane din oțel și pentru atașarea panourilor structurale.

Distincția critică: toate șuruburile autoforante sunt autofiletante, dar nu toate șuruburile autofiletante sunt autoforante. Un șurub autofiletant standard necesită un orificiu pilot dimensionat la diametrul minor (rădăcină) al șurubului înainte de a putea forma sau tăia fire - nu va găuri prin material solid de la sine. Utilizarea unui șurub autofiletant fără un orificiu pilot în metal va dezlipi vârful, va deteriora suprafața de lucru sau va duce la deplasarea șurubului de la țintă.

Cum să preforezi găurile pentru șuruburi: dimensionare și tehnică

Pregăurirea servește două scopuri: îndepărtează materialul, astfel încât șurubul să poată avansa fără a despica boabele lemnului sau a decapara metalul și ghidează dispozitivul de fixare pe axa corectă. Diametrul găurii pilot este cea mai importantă variabilă — prea mic și șurubul se va lega și se va rupe; prea mare și nu va prinde.

Dimensionarea orificiilor pilot pentru lemn

Pentru șuruburile pentru lemn, orificiul pilot trebuie să se potrivească cu cel al șurubului diametrul rădăcinii (minor). — diametrul tijei de la baza firelor, nu diametrul crestei filetului. Un test simplu: țineți burghiul în fața tijei șurubului cu o sursă de lumină în spate. Bit ar trebui să acopere miezul în timp ce firele sunt vizibile pe ambele părți. În lemnul de rășinoase, eroați puțin mai mic pentru a maximiza angajarea firului. În lemn de esență tare și la granul final, măriți ușor pentru a preveni despicarea.

Dimensiuni de referință comune pentru șuruburi standard pentru lemn:

• Șurub #6 → 3/32" (2,4 mm) pilot în lemn de esență tare, 5/64" (2,0 mm) în lemn de esență moale
• Șurub #8 → 7/64" (2,8 mm) în lemn de esență tare, 3/32" (2,4 mm) în lemn de esență moale
• Șurub #10 → 1/8" (3,2 mm) în lemn de esență tare, 7/64" (2,8 mm) în lemn de esență moale
• Șurub #12 → 9/64" (3,6 mm) în lemn de esență tare, 1/8" (3,2 mm) în lemn de esență moale

Pentru șuruburi pentru lemn înecate, utilizați a Bit de frezat combinat care găurește orificiul pilot și șurubul într-o singură trecere, asigurându-se că capul șurubului se află la nivel sau chiar sub suprafață, fără a se despica în jurul capului.

Dimensionarea orificiului pilot pentru metal

Pentru șuruburile autofiletante cu filet din metal, orificiul pilot trebuie să fie dimensionat la diametrul mic al filetului șurubului , lăsând suficient material pentru ca canalul de tăiere să se cupleze și să formeze un fir plin. Relații standard găurire-șuruburi pentru dimensiuni obișnuite de autofiletare:

• ST 2,9 mm (echivalentul #10) → 2,5 mm pilot
• ST 3,5 mm (echivalentul #14) → 3,0 mm pilot
• ST 4,2 mm (autofilet nr. 8) → pilot de 3,6 mm
• ST 4,8 mm (autofilet nr. 10) → pilot de 4,2 mm

Când găuriți metal, utilizați a Burghiu HSS (oțel de mare viteză) sau cobalt , aplicați lichid de tăiere sau ulei ușor de mașină și utilizați un poanson central pentru a adânci suprafața la marcaj înainte de găurire pentru a preveni mersul burghiului.

Cum să utilizați șuruburile autofiletante pentru metal: pas cu pas

Instalarea corectă a șuruburilor autofiletante în metal necesită atenție la viteza de găurire, pregătirea găurii și cuplul de antrenare. Tehnica defectuoasă este cauza principală a firelor decupate, a șuruburilor sparte și a rezistenței inadecvate a articulațiilor.

1. Marcați și perforați locația. Utilizați un pumn central și un ciocan pentru a crea o mică adâncitură în locația dorită a șurubului. Acest lucru împiedică burghiul să patineze pe suprafața metalică atunci când începe gaura.
2. Găuriți gaura pilot. Utilizați un bit HSS sau cobalt dimensionat la diametrul minor al șurubului (vezi tabelul de dimensiuni de mai sus). Aplicați ulei de tăiere ușor și găuriți la viteză moderată - în general 600–1.000 RPM pentru oțel de până la 3 mm. Debavurați orificiul pe ambele părți cu un bit mai mare sau cu o unealtă de frezat.
3. Configurați șoferul de găurit. Instalați bitul corect - Phillips, Pozidriv, hexagonal (Torx) sau pătrat, în funcție de capul șurubului. Setați ambreiajul mașinii de găurit la o setare de cuplu scăzut spre mediu pentru a evita supraîncărcarea. Pentru lucrările din tablă, un pistol cu ​​șurub cu un nas cu adâncime reglabilă este ideal.
4. Porniți încet șurubul. Poziționați vârful șurubului în orificiul pilot la 90° față de suprafață. Începeți să conduceți la turații mici până când filetele s-au cuplat și șurubul merge drept. Creșterea vitezei înainte ca firul să fie așezat face ca acesta să se încrucișeze sau să meargă.
5. Conduceți până la adâncime. Măriți viteza de lucru și conduceți până când capul atinge materialul. Pentru tablă cu șaibe sau garnituri din neopren, opriți-vă când șaiba începe să se comprime — strângerea excesivă strivește etanșarea și reduce rezistența la intemperii.
6. Verificați locurile. Capul șurubului trebuie să fie la nivel sau așezat pe material. Orice cap ridicat indică o adâncime insuficientă a găurii pilot, un filet dezlipit sau o lungime incorectă a șurubului pentru stiva de material.

Pentru tablă subțire (sub 1,2 mm), înapoi materialul cu o suprafață solidă sau strângeți strâns straturile înainte de a conduce — foaia subțire nesuportată se va îndoi de șurub, mai degrabă decât să permită cuplarea filetului, rezultând o conexiune slabă sau o suprafață de lucru mototolită.

Cum să înșurubați în știfturi metalice

Știfturile metalice din cadrul din oțel ușor (de obicei 0,84 mm până la 1,37 mm, sau 25 până la 20) prezintă un set specific de provocări: oțelul este suficient de subțire pentru a se deforma mai degrabă decât să se prindă dacă se folosește o fixare sau o tehnică greșită, iar secțiunea goală înseamnă că nu există material de suport.

Alegerea elementelor de fixare: Folosiți șuruburi autoperforante cu filet fin (șuruburi Tek) cu un punct de calificare potrivit cu ecartamentul știftului - pentru șuruburi standard de calibrul 20, un punct #2 sau #3 este adecvat. Șuruburile cu filet gros proiectate pentru lemn nu vor cupla corect metalul subțire; pasul filetului este prea agresiv și se va desprinde mai degrabă decât se va prinde.

Atașarea gips-cartonului sau a învelișului la știfturile metalice:

1. Localizați știftul cu un dispozitiv de găsire a știftului magnetic - știfturile metalice sunt ușor de detectat și sunt distanțate de obicei la 400 mm sau 600 mm centre.
2. Țineți panoul de gips-carton strâns de flanșa cu montant. Utilizați un pistol cu ​​șurub setat la opritorul de adâncime corect pentru gips-carton.
3. Conduceți un șurub de gips-carton cu filet fin (Tip S pentru știfturi metalice) la viteză mică pentru a iniția penetrarea. Punctul de auto-găurire va străpunge flanșa știftului fără un orificiu pilot.
4. Capul șurubului ar trebui să îngroape hârtia de gips-carton chiar sub suprafață, fără a o sparge. Reglați setarea adâncimii dacă capetele sunt fie mândri sau rupe hârtie.

Atașarea suporturilor structurale sau a feroneriei la știfturile metalice: Pentru încărcături care depășesc ceea ce poate transporta țesătura subțire prin tragere, utilizați a șurub de comutare sau ancoră de comutare prin panza știftului sau adăugați un bloc de lemn (blocare) între știfturi înainte de finisare pentru a oferi un substrat solid pentru corpurile grele. Numai șuruburile autofiletante nu sunt adecvate pentru agățarea sarcinilor grele montate pe perete pe un cadru metalic subțire fără suport suplimentar.

Șuruburi metal-lemn autoforante: aplicații și instalare

Șuruburile autoforante metal-lemn sunt un dispozitiv de fixare hibrid specializat, proiectat să pătrundă mai întâi într-un strat subțire de metal și apoi să se ancoreze adânc în substratul lemnos de dedesubt - o configurație obișnuită în acoperișuri, construcții post-cadru și carcasă fabricată în care placarea din oțel sau tabliul sunt aplicate peste cadrul din lemn.

Aceste șuruburi prezintă de obicei:

• A auto-găurire sau vârf ascuțit pentru a pătrunde în stratul de metal fără a pre-găuri
• Pas grosier din fire de lemn de-a lungul majorității tijei pentru o rezistență maximă la smulgere în substratul lemnos
• A secțiune de tijă netedă sau cu filet redus imediat sub cap, ceea ce permite stratului de metal să se prindă strâns de lemn, mai degrabă decât să fie ridicat de pe substrat pe măsură ce șurubul avansează
• Adesea a cap de șaibă hexagonal cu șaibă de etanșare integrată din EPDM sau neopren pentru aplicații rezistente la intemperii

Tehnica de instalare diferă de la metal la metal într-un mod important: viteza de găurire ar trebui să scadă odată ce șurubul trece de la metal la lemn . RPM ridicat în metal este necesar pentru găurire curată; Continuarea la turații mari prin stratul de lemn poate face ca firul grosier să treacă prea repede, reducând adâncimea de încadrare și lăsând pielea metalică liberă. O mașină de găurit cu o cutie de viteze cu două trepte – înaltă pentru stratul de metal, deplasată în jos pentru ancora din lemn – produce cel mai curat rezultat.

Încastrarea minimă a lemnului ar trebui să fie de cel puțin 25 mm (1 inch) în cadrul solid pentru conexiunile structurale și cel puțin 38 mm pentru aplicații cu panouri de acoperiș supuse sarcinilor de ridicare a vântului. Verificați întotdeauna cerințele de încorporare în raport cu tabelele de încărcare ale producătorului sau cu codurile de construcție aplicabile pentru aplicații structurale.

Cum să puneți un șurub într-un burghiu și să îl conduceți corect

Configurarea corectă a burghiului și a burghiului este un pas fundamental care afectează în mod direct dacă un șurub se instalează curat sau se îndepărtează. Secvența se aplică în mod egal la conducerea în lemn sau metal.

Selectarea și instalarea bitului

Potriviți bitul de șurub cu locașul capului șurubului - un bit Phillips #2 pentru majoritatea șuruburilor Phillips #6–#10, un Torx T20 sau T25 pentru șuruburi structurale, un bit hexagonal de 1/4" pentru șuruburi pentru tablă cu cap șaibe. guler și asigurați-vă că se așează fără clătinare. Un bit care se înclină în afara axei chiar și la 2-3° va transfera forța laterală șurubului, făcându-l să meargă sau să conducă în unghi.

Setări ambreiaj și viteză

Ambreiajul unei mașini de găurit – inelul numerotat de lângă mandrina – limitează cuplul maxim înainte de a decupla sistemul de antrenare. Începeți cu o setare joasă a ambreiajului și creșteți până când șurubul se antrenează complet, fără ca ambreiajul să alunece. Pentru gips-carton la știfturile metalice, o setare de 2-4 este tipică. Pentru șuruburi structurale pentru lemn, 10–18. Pentru șuruburile de fixare și șuruburile de construcție lungi, poate fi necesar modul de găurire cu cuplu complet al burghiului (poziția pictogramei burghiului). Nu porniți niciodată în modul de găurire pentru șuruburi de finisare, în cazul în care supraîncărcarea deteriorează suprafața.

Selectarea vitezei: majoritatea mașinilor de găurit fără fir oferă două trepte. Treapta de viteză joasă (viteza 1) oferă un cuplu mai mare pentru acționarea șuruburilor mari și găurirea în metal. Treapta mare (viteza a 2-a) se foloseste pentru insusirea rapida a suruburilor mici sau pentru gaurirea in lemn. Pornirea unui șurub - indiferent de material - se face întotdeauna la viteză mică până când filetul este cuplat și șurubul funcționează corect.

Aplicarea presiunii axiale

Mențineți o presiune fermă și constantă în jos de-a lungul axei șurubului în întregul antrenament. Cam-out - în cazul în care bitul alunecă din locaș - are loc în primul rând atunci când presiunea axială este insuficientă în raport cu cuplul de rotație. Împingeți mai tare decât se simte natural atunci când porniți șurubul și țineți o linie dreaptă. Cam-out chiar și o singură dată poate deteriora adâncul suficient pentru a îngreuna restul instalării și a lăsa un cap bavuri care este greu de îndepărtat ulterior.

Cum să găuriți un șurub în lemn fără a despica sau dezlipi

Introducerea șuruburilor în lemn pare simplă, dar cele mai frecvente două defecțiuni - lemnul despicat și găurile decupate - sunt ambele complet prevenite cu pregătirea și tehnica corectă.

Prevenirea scindărilor

Lemnul se despica la granulație și de-a lungul marginilor atunci când forța de fixare a filetului șurubului depășește rezistența la tracțiune a fibrei de lemn. Riscul este cel mai mare în lemn de esență tare uscată, la capetele plăcilor (la 50 mm de la capăt) și la șuruburi cu diametru mare. Măsuri de prevenire:

• Pregărăți întotdeauna un orificiu pilot dimensionat la diametrul rădăcinii șurubului (vezi ghidul de dimensionare de mai sus).
• Păstrați șuruburile cel puțin 15–25 mm de la capătul unei plăci , și stagger rows to avoid aligning fasteners along the same grain line.
• Pentru lemn de esență tare, o cantitate mică de ceară sau săpun pe filetele șuruburilor reduce frecarea și cuplul de antrenare fără a reduce rezistența la tragere.

Prevenirea găurilor stripate

O gaură de șurub în lemn, unde firul rupe prin fibră, mai degrabă decât să o cupleze, rezultă din utilizarea unui orificiu pilot prea mare, supraîncărcare cu un cuplu excesiv sau instalarea unui șurub în granulație fără întărire. Pentru a repara o gaură dezactivată: scoateți șurubul, injectați lipici pentru lemn sau un consolidant epoxidic în gaură, introduceți o scobitoare de lemn sau un bețișor de chibrit, lăsați să se întărească complet, apoi readuceți șurubul. Șurubul reinstalat va prinde materialul reparat la fel de puternic ca și originalul.

Pentru aplicațiile care necesită demontări și reinstalări repetate - cum ar fi panouri de acces, dispozitive detașabile sau hardware reglabil - instalați un inserție filetată (piuliță în T sau piuliță cilindru) în lemn, mai degrabă decât să se bazeze pe angajarea directă a firului de lemn. Acest lucru oferă un fir metalic durabil care rezistă multor cicluri de instalare fără degradare.