Selvskærende og selvborende skruer: Sådan bruger du dem i metal og træ

Hvad er en Selvskærende skrue og hvad bruges det til?

En selvskærende skrue er et fastgørelseselement, der er designet til at danne eller skære sit eget tilhørende gevind, når det drives ind i et materiale, hvilket eliminerer behovet for et forhåndsskærende hul. Gevindet skæres - eller i blødere materialer, forskydes - af forkanten af ​​skruen, når den bevæger sig frem, og låser fastgørelseselementet på plads gennem intim gevind-til-materiale-kontakt.

Udtrykket dækker over to forskellige kategorier, der ofte forveksles:

• Gevinddannende (gevindrullende) skruer — fortrænge materiale i stedet for at fjerne det, hvilket skaber tråde ved koldformning. Disse bruges i plastik, bløde metaller og metalplademålere, der er tynde nok til at deformeres i stedet for at spåne. Resultatet er et gevind med høj udtræksmodstand, fordi intet materiale går tabt.
• Gevindskærende skruer — have et hak eller rille nær spidsen, der fjerner materiale som en skærende kant, hvilket producerer egentlige spåner. Anvendes i hårdere metaller og tykkere materiale, hvor koldformning ikke er mulig.

Almindelige applikationer spænder over en bred vifte af konstruktions- og fremstillingssammenhænge. Selvskærende skruer anvendes i VVS kanal (plade til metalplade), metalramme (forbindelse af stålbolte og skinner), tag- og beklædningspaneler (metalplader til armbånd), apparat samling , bilbeklædning og karrosseripaneler , og lette strukturelle forbindelser i stålrammede bygninger. I trækonstruktioner bruges de til indramning af dæk, skabe, fastgørelse af undergulve og almindelig tømrerarbejde, hvor installationshastigheden er vigtig.

Kernefordelen ved en selvskærende skrue er installationshastighed : der er ikke noget separat anboringstrin, og i mange tynde materialer kræves ingen forboring overhovedet. Dette gør dem til det dominerende fastgørelseselement i højvolumen fremstilling og montering på stedet.

Hvad er en Self-Drilling Screw? How It Differs from Self-Tapping

En selvborende skrue - ofte kaldet en Tek-skrue efter det varemærkemærke, der populariserede designet - tager selvborende konceptet et skridt videre. Den indeholder en borespidsspids (ligner et spiralbor), der først borer et frigangshul gennem materialet, derefter banker det riflede skaft på gevindet, og til sidst trækker fastgørelseselementet samlingen sammen - alt sammen i en enkelt kontinuerlig operation uden forudgående boring.

Selvborende skruer er klassificeret efter punktstørrelse, nummereret 1 til 5, som svarer til tykkelsen af stål, de kan trænge igennem uden forboring:

• Punkt #1 og #2 — op til henholdsvis ca. 0,8 mm (20 gauge) og 1,5 mm stål. Velegnet til lette metalpladerammer og HVAC-kanaler.
• Punkt #3 — trænger op til ca. 4,5 mm stål. Det mest almindelige punkt for metal stud indramning og gardinvæg konstruktion.
• Punkt #4 og #5 — designet til tungere konstruktionsstål, op til ca. 12,5 mm. Anvendes i stålpurlinforbindelser og strukturel panelfastgørelse.

Den kritiske skelnen: alle selvborende skruer er selvskærende, men ikke alle selvborende skruer er selvborende. En standard selvskærende skrue kræver et pilothul, der er dimensioneret til skruens mindre (rod) diameter, før den kan danne eller skære gevind - den vil ikke bore gennem fast materiale alene. Brug af en selvskærende skrue uden et pilothul i metal vil strippe spidsen, beskadige arbejdsfladen eller få skruen til at gå væk fra målet.

Sådan forbores huller til skruer: Dimensionering og teknik

Forboring tjener to formål: den fjerner materiale, så skruen kan føres frem uden at flække trækorn eller strippe metal, og den styrer fastgørelseselementet på den rigtige akse. Pilothullets diameter er den vigtigste variabel - for lille, og skruen vil binde og knække; for stor, og den vil ikke gribe fat.

Pilothulstørrelse til træ

For træskruer skal pilothullet matche skruens rod (mindre) diameter — diameteren af skaftet ved bunden af gevindene, ikke diameteren af gevindtoppene. En simpel test: Hold boret foran skrueskaftet med en lyskilde bagved. Bittet skal lige dække kernen, mens gevindene er synlige på begge sider. I blødt træ skal du fejle lidt mindre for at maksimere trådindgrebet. I hårde træsorter og i endefibrene skal du dimensionere lidt for at forhindre spaltning.

Almindelig referencestørrelse for standard træskruer:

• #6 skrue → 3/32" (2,4 mm) pilot i hårdttræ, 5/64" (2,0 mm) i blødt træ
• #8 skrue → 7/64" (2,8 mm) i hårdttræ, 3/32" (2,4 mm) i nåletræ
• #10 skrue → 1/8" (3,2 mm) i hårdttræ, 7/64" (2,8 mm) i nåletræ
• #12 skrue → 9/64" (3,6 mm) i hårdttræ, 1/8" (3,2 mm) i nåletræ

Til forsænkede træskruer skal du bruge en kombination forsænkningsbit der borer pilothullet og forsænkningen i én gang, hvilket sikrer, at skruehovedet sidder fladt eller lige under overfladen uden, at ansigtskornet flækker rundt om hovedet.

Pilothulstørrelse til metal

Til gevindskærende selvskærende skruer i metal skal pilothullet dimensioneres til mindre diameter på skruegevindet , hvilket efterlader nok materiale til, at skærerillen kan gå i indgreb og danne et fuldt gevind. Standard bor-til-skrue-forhold for almindelige selvskærende størrelser:

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

Når du borer i metal, skal du bruge en HSS (højhastighedsstål) eller koboltbor , påfør skærevæske eller let maskinolie, og brug en midterstanse til at fordybe overfladen ved mærket før boring for at forhindre boret i at gå.

Sådan bruges selvskærende skruer til metal: Trin-for-trin

Korrekt montering af selvskærende skruer i metal kræver opmærksomhed på borehastighed, hulforberedelse og drivmoment. Dårlig teknik er den primære årsag til afisolerede gevind, knækkede skruer og utilstrækkelig samlingsstyrke.

1. Marker og stans placeringen. Brug et midterstempel og en hammer til at skabe en lille fordybning på den tilsigtede skrueplacering. Dette forhindrer boret i at skøjte hen over metaloverfladen, når hullet startes.
2. Bor pilothullet. Brug en HSS- eller koboltbit i størrelsen til skruens lille diameter (se størrelsesskema ovenfor). Påfør let skæreolie og bor med moderat hastighed - generelt 600–1.000 omdr./min. for stål op til 3 mm. Afgrat hullet på begge sider med en større bit eller forsænkningsværktøj.
3. Indstil boremaskinen. Installer den korrekte bit - Phillips, Pozidriv, sekskant (Torx) eller firkantet drev afhængigt af skruehovedet. Indstil koblingen på boredriveren til et lavt til medium momentindstilling for at undgå overkørsel. Til pladearbejde er en skruepistol med justerbar dybdenæse ideel.
4. Start skruen langsomt. Placer skruespidsen i pilothullet 90° i forhold til overfladen. Begynd at køre ved lavt omdrejningstal, indtil gevindene er gået i indgreb, og skruen følger lige. Øger hastigheden, før tråden sidder på plads, får den til at krydse tråden eller gå.
5. Kør til dybden. Øg til arbejdshastighed og kør indtil hovedet kommer i kontakt med materialet. For metalplader med spændeskiver eller neoprenforseglinger skal du stoppe, når spændeskiven begynder at komprimere - overspænding knuser tætningen og reducerer vejrbestandigheden.
6. Tjek siddepladser. Skruehovedet skal flugte eller sidde mod materialet. Ethvert hævet hoved angiver utilstrækkelig pilothulsdybde, et strippet gevind eller forkert skruelængde til materialestakken.

Til tynde metalplader (under 1,2 mm), tilbage materialet med en solid overflade eller klem lagene stramt før kørsel - ikke-understøttet tyndt ark vil bøje væk fra skruen i stedet for at tillade gevindindgreb, hvilket resulterer i en svag forbindelse eller en krøllet arbejdsflade.

Sådan skrues ind i metalstifter

Metalstifter i let-gauge stålramme (typisk 0,84 mm til 1,37 mm eller 25 til 20 gauge) giver et specifikt sæt udfordringer: Stålet er tyndt nok til at deformeres i stedet for at gribe fat, hvis det forkerte fastgørelseselement eller den forkerte teknik bruges, og den hule sektion betyder, at der ikke er noget bagsidemateriale.

Valg af fastgørelse: Brug fintrådede selvborende skruer (Tek-skruer) med en punktværdi, der matcher tapmåleren - for standard 20-gauge tappere er et #2 eller #3 punkt passende. Skruer med grove gevind, der er designet til træ, vil ikke gå i indgreb med tyndt metal korrekt; gevindstigningen er for aggressiv og vil aftage snarere end greb.

Fastgøring af gipsplader eller beklædning til metalstifter:

1. Find stiften med en magnetisk stiftfinder - metalstifter er nemme at opdage og har typisk en afstand på 400 mm eller 600 mm i midten.
2. Hold gipspladen tæt mod tapflangen. Brug en skruepistol indstillet til det korrekte dybdestop for gipsplader.
3. Drej en fintrådet gipspladeskrue (Type S til metalstifter) ved lav hastighed for at starte penetration. Det selvborende punkt vil gennembore tapflangen uden et pilothul.
4. Skruehovedet skal fordybe gipspapiret lige under overfladen uden at bryde igennem det. Juster dybdeindstillingen, hvis hovederne enten er stolte eller river papir i stykker.

Fastgørelse af strukturelle beslag eller hardware til metalstifter: For belastninger ud over, hvad det tynde studsvæv kan bære i gennemtræk, skal du bruge en vippebolt eller snap vippeanker gennem stiftens væv, eller tilføj en træklods (blokering) mellem stifterne før efterbehandling for at give et solidt underlag til tunge armaturer. Selvskærende skruer alene er ikke tilstrækkelige til at hænge tunge vægmonterede byrder på tynde metalrammer uden yderligere bagside.

Selvborende metal-til-træ-skruer: Anvendelser og installation

Metal-til-træ selvborende skruer er en specialiseret hybrid fastgørelsesanordning designet til først at trænge ind i et tyndt metallag og derefter forankre dybt i træunderlaget nedenfor - en almindelig konfiguration i tagdækning, post-frame konstruktion og fremstillet hus, hvor stålbeklædning eller inddækning påføres over træramme.

Disse skruer har typisk:

• A selvborende eller skarp spids at trænge ind i metallaget uden forboring
• Grov trætrådsstigning langs størstedelen af skaftet for maksimal udtræksstyrke i træunderlaget
• A glat eller reduceret gevind skaftsektion umiddelbart under hovedet, hvilket gør det muligt for metallaget at klemme tæt mod træet i stedet for at blive løftet af underlaget, når skruen bevæger sig frem
• Ofte a sekskantet skivehoved med integreret EPDM eller neopren tætningsskive til vejrbestandige applikationer

Installationsteknik adskiller sig fra metal til metal på én vigtig måde: borehastigheden skal falde, når skruen går fra metal til træ . Højt omdrejningstal i metal er nødvendigt for ren boring; at fortsætte med høje omdrejninger gennem trælaget kan få den grove tråd til at snegle for hurtigt igennem, hvilket reducerer indstøbningsdybden og efterlader metalhuden løs. En boremaskine med en to-trins gearkasse - høj for metallaget, skiftet til lav for træanker - giver det reneste resultat.

Minimum træindlejring skal være mindst 25 mm (1 tomme) i solide rammer til strukturelle forbindelser og mindst 38 mm til tagpanelanvendelser udsat for vindløft. Kontroller altid indstøbningskravene i forhold til producentens belastningstabeller eller gældende byggekoder for strukturelle anvendelser.

Sådan sætter du en skrue i en boremaskine og kører den korrekt

Korrekt opsætning af bor og bit er et grundlæggende trin, der direkte påvirker, om en skrue installeres rent eller strimler. Sekvensen gælder ligeså for at køre ind i træ eller metal.

Valg og installation af bit

Match medbringerbitten til skruehovedets fordybning — en Phillips #2 bit for de fleste #6–#10 Phillips skruer, en Torx T20 eller T25 til strukturelle skruer, en 1/4" sekskantet bit til plademetalskruer med sekskantet skivehoved. En bit, der er selv lidt underdimensioneret, vil falde ud under belastning og runde fordybningen helt ind i fordybningen eller hurtigt ind i kraven. og sørg for, at den sidder uden at slingre. En bit, der vipper af aksen med ensartet 2–3°, vil overføre lateral kraft til skruen, hvilket får den til at gå eller køre i en vinkel.

Koblings- og hastighedsindstillinger

Koblingen på en boredriver - den nummererede ring nær patronen - begrænser det maksimale drejningsmoment, før drevet frakobles. Start ved en lav koblingsindstilling og øg indtil skruen kører helt uden at koblingen glider. For gipsplader til metalnitter er en indstilling på 2-4 typisk. Til strukturelle træskruer, 10–18. For lagskruer og lange konstruktionsskruer kan boremaskinens fuldmoment-boretilstand (boreikonets position) være nødvendig. Start aldrig i boretilstand for finishskruer, hvor overkørsel beskadiger overfladen.

Hastighedsvalg: De fleste batteridrevne boremaskiner tilbyder to gear. Lavt gear (1. hastighed) giver højere drejningsmoment til at trække store skruer og bore i metal. Højt gear (2. hastighed) bruges til hurtigt at skrue små skruer i eller til at bore i træ. Start af en skrue - uanset materiale - sker altid ved lav hastighed, indtil gevindet er gået i indgreb og skruen kører rigtigt.

Påføring af aksialt tryk

Oprethold et fast, stabilt nedadrettet tryk langs skruens akse gennem hele drevet. Cam-out - hvor bittet glider ud af fordybningen - sker primært, når det aksiale tryk er utilstrækkeligt i forhold til rotationsmomentet. Skub hårdere end det føles naturligt når du starter skruen og hold en lige linje. Cam-out selv én gang kan beskadige fordybningen nok til at gøre resten af ​​installationen vanskelig og efterlade et buret hoved, som er vanskeligt at fjerne senere.

Sådan bores en skrue i træ uden at flække eller afisolere

At skrue skruer ind i træ virker ligetil, men de to mest almindelige fejl - kløvet træ og afisolerede huller - kan begge helt undgås med korrekt forberedelse og teknik.

Forebyggelse af spaltninger

Træ flækker ved endefibrene og langs kanterne, når skruegevindets kilekraft overstiger træfiberens trækstyrke. Risikoen er størst i tørt hårdttræ, i enderne af brædder (inden for 50 mm fra enden) og ved skruer med stor diameter. Forebyggende foranstaltninger:

• Forbor altid et pilothul, der passer til skruens roddiameter (se dimensioneringsvejledningen ovenfor).
• Behold i det mindste skruer 15–25 mm fra enden af et bræt , og stagger rows to avoid aligning fasteners along the same grain line.
• For hårdttræ reducerer en lille mængde voks eller sæbe på skruegevindene friktion og drivmoment uden at reducere udtrækningsstyrken.

Forebyggelse af strippede huller

Et afisoleret skruehul i træ - hvor tråden river gennem fiberen i stedet for at gå i indgreb med den - skyldes brug af et for stort pilothul, overkørsel med for stort drejningsmoment eller montering af en skrue i endekorn uden forstærkning. For at reparere et afisoleret hul: Fjern skruen, injicer trælim eller en epoxy-konsolidering i hullet, indsæt en trætandstikker eller tændstik, lad det hærde helt, og træk skruen i igen. Den geninstallerede skrue vil gribe det reparerede materiale lige så stærkt som originalen.

For applikationer, der kræver gentagen fjernelse og geninstallation - såsom adgangspaneler, aftagelige armaturer eller justerbar hardware - installer en gevindindsats (T-møtrik eller cylindermøtrik) ind i træet i stedet for at stole på direkte trætrådsindgreb. Dette giver et holdbart metaltråd, der modstår mange installationscyklusser uden forringelse.