สลักเกลียวสำหรับเหล็ก: ประเภท เกรด และคู่มือการติดตั้ง

สลักเกลียวสำหรับเหล็กคืออะไร?

สลักเกลียวยึดตัวเองสำหรับเหล็ก ตัวยึดได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อสร้างเกลียวผสมพันธุ์ของตัวเองโดยตรงภายในซับสเตรตเหล็กในขณะที่ถูกตอกเข้าไป แทนที่จะต้องใช้รูเกลียวล่วงหน้า ตัวยึดเหล่านี้ตัดวัสดุออกเพื่อสร้างเกลียวหรือแทนที่ และทำงานเย็นกับเหล็กที่อยู่รอบๆ เพื่อสร้างรูปแบบเกลียวที่เชื่อมต่อกัน — ทั้งหมดในขั้นตอนการติดตั้งเดียว ผลลัพธ์ที่ได้คือการเชื่อมต่อที่ปลอดภัยและทนทานต่อการสั่นสะเทือน ซึ่งสามารถทำได้เร็วขึ้นและมีขั้นตอนการเตรียมการน้อยกว่าชุดประกอบแบบสลักเกลียวแบบเดิม

พัฒนาขึ้นครั้งแรกสำหรับการประกอบโลหะแผ่นในอุตสาหกรรมยานยนต์และเครื่องใช้ไฟฟ้า ตัวยึดแบบแตะตัวเองได้กลายเป็นฮาร์ดแวร์มาตรฐานสำหรับการก่อสร้าง HVAC ตู้ไฟฟ้า การผลิตเหล็กโครงสร้าง และการผลิตทั่วไป ความสามารถในการยึดเหล็กโดยไม่ต้องกรีดล่วงหน้าทำให้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการติดตั้งภาคสนามและงานซ่อมแซม ซึ่งการเจาะรูนำและการขับกรีดในตัวนั้นมีประโยชน์มากกว่าการติดตั้งอุปกรณ์ต๊าปมาก

เป็นเรื่องน่าสังเกตถึงความแตกต่างของคำศัพท์ทั่วไป: ในทางปฏิบัติ คำศัพท์ สกรูเกลียวปล่อย และ สลักเกลียวกรีดตัวเอง มักใช้แทนกันได้สำหรับตัวยึดเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปแบบหัวหกเหลี่ยมที่ออกแบบมาเพื่อใช้กับประแจหรือลูกบ๊อกซ์ สำหรับวัตถุประสงค์ของคู่มือนี้ ทั้งสองคำหมายถึงกลุ่มผลิตภัณฑ์ยึดเกลียวหรือตัดเกลียวกลุ่มเดียวกันสำหรับพื้นผิวที่เป็นเหล็ก

ประเภทของโบลท์กรีดตัวเองและเมื่อใดควรใช้แต่ละอัน

ตัวยึดแบบแตะตัวเองไม่ได้ทำงานในลักษณะเดียวกันหรือทำงานเท่ากันกับเหล็กที่มีความหนาและระดับความแข็งต่างกัน การเลือกประเภทที่ถูกต้องเป็นขั้นตอนแรกและสำคัญที่สุดในการใช้งานยึดใดๆ

เครื่องต๊าปเกลียวในตัว (แบบที่ 1 และแบบ F)

ตัวยึดตัดเกลียวใช้คมตัดที่แหลมคมใกล้กับส่วนปลายเพื่อดึงวัสดุออกและสร้างเกลียวในรู ในระหว่างการติดตั้งจะผลิตเศษโลหะหรือเศษโลหะ ซึ่งจะต้องกำจัดออกจากรูตัน ตัวยึดเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งกับพื้นผิวเหล็กที่มีความหนามากกว่าประมาณ 1.2 มม. ซึ่งมีวัสดุเพียงพอที่จะรองรับเกลียวแบบเต็ม เนื่องจากเกลียวถูกตัดแทนที่จะขึ้นรูป จึงสามารถถอดตัวยึดออกแล้วใส่กลับเข้าไปใหม่ได้โดยไม่สูญเสียความแข็งแรงในการยึดเกาะมากนัก ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญในการประกอบที่ต้องมีการถอดชิ้นส่วนเป็นระยะเพื่อการบำรุงรักษา

เครื่องก๊าดเกลียวเอง (Cold-Fหรือming)

ตัวยึดแบบเกลียวจะแทนที่เหล็กแทนที่จะตัด โดยทำให้วัสดุโดยรอบเย็นลงจนกลายเป็นรูปทรงเกลียวที่แม่นยำ ไม่มีการผลิตชิป ทำให้เหมาะสำหรับตู้ที่ปิดสนิทและสภาพแวดล้อมที่สะอาด วัสดุที่ถูกแทนที่จะสร้างเกลียวที่แข็งตัวซึ่งแข็งแรงกว่าวัสดุพิมพ์เดิม ส่งผลให้มีความต้านทานการหลุดลอกสูงกว่าวัสดุทางเลือกอื่นในการตัดเกลียว การออกแบบหน้าตัดแบบ Trilobular บางครั้งเรียกว่า Plastite หรือ Taptite มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในประเภทนี้ เนื่องจากด้ามที่ไม่เป็นวงกลมจะช่วยลดแรงบิดในการขับเคลื่อนที่จำเป็นในขณะที่ยังคงสร้างเกลียวที่แข็งแรง การขึ้นรูปเกลียวมีประสิทธิภาพมากที่สุดในเหล็กดัดและเกจวัดทินเนอร์ ซึ่งสามารถไหลของวัสดุได้โดยไม่แตกร้าว

สกรูเจาะตัวเอง (Tek Screws, ประเภท 17)

ตัวยึดแบบเจาะในตัวจะรวมปลายจุดเจาะเข้ากับตัวเครื่องมือตัดเกลียว ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีรูนำแยกต่างหากทั้งหมด จุดเจาะเจาะเหล็ก ร่องฟันจะขจัดเศษที่เกิดขึ้น และรูปแบบเกลียวประกอบวัสดุในการทำงานต่อเนื่องเพียงครั้งเดียว สกรูเจาะตัวเองแบ่งตามหมายเลขจุดเจาะ (1 ถึง 5) ซึ่งสอดคล้องกับความหนาเหล็กสูงสุดที่สกรูเจาะได้ ตั้งแต่ประมาณ 0.8 มม. สำหรับจุดที่ #1 ไปจนถึง 12.7 มม. สำหรับจุดที่ #5 เป็นที่นิยมอย่างมากในการก่อสร้างเหล็กโครงสร้าง หลังคาเมทัลชีท งานหุ้ม และโครงเหล็ก ซึ่งความเร็วในการติดตั้งเป็นสิ่งสำคัญ

เกณฑ์การคัดเลือกที่สำคัญสำหรับการใช้งานเหล็ก

การเลือกสลักเกลียวกรีดตัวเองที่เหมาะสมสำหรับเหล็กนั้นไม่ใช่แค่การเลือกประเภทเกลียวที่ถูกต้องเท่านั้น ปัจจัยเพิ่มเติมหลายประการจะกำหนดว่าตัวยึดจะทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือตลอดอายุการใช้งานที่ต้องการหรือไม่

ความหนาและความแข็งของเหล็ก

ความหนาของเหล็กที่ยึดจะส่งผลโดยตรงต่อความลึกของการยึดเกลียวและความแข็งแรงในการดึงออก แนวทางทั่วไปคือการหมุนเกลียวเต็มอย่างน้อยสามครั้งในวัสดุพิมพ์ สำหรับโลหะแผ่นบาง อาจต้องปรับระดับเกลียวหรือใช้รูปแบบเกลียวที่ละเอียดกว่า ความแข็งของเหล็กก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน — เหล็กกล้าที่แข็งมากอาจทนทานต่อปลายตัดเกลียว และต้องใช้ตัวยึดปลายคาร์ไบด์หรือโคบอลต์อัลลอยด์เพื่อเจาะทะลุได้โดยไม่ทำให้ปลายเสียหาย

สไตล์หัวรถและประเภทการขับเคลื่อน

รูปแบบหัวแหวนรองหกเหลี่ยมเป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการใช้งานโครงสร้างเหล็ก โดยมีพื้นผิวลูกปืนขนาดใหญ่และการถ่ายเทแรงบิดสูงผ่านลูกบ๊อกซ์หรือประแจ ใช้รูปแบบหัวแพนและหัวแบนเมื่อต้องการโปรไฟล์ที่ต่ำกว่า ควรเลือกส่วนเว้าของตัวขับ — ฟิลลิปส์ ทอร์กซ์ หรือซ็อคเก็ตหกเหลี่ยม โดยพิจารณาจากเครื่องมือที่มีอยู่และแรงบิดที่ต้องการ ตัวขับ Torx มีความต้านทานการแคมเอาท์ที่เหนือกว่าที่แรงบิดตัวขับสูง ซึ่งเกี่ยวข้องอย่างยิ่งเมื่อติดตั้งเข้ากับเหล็กที่แข็งกว่าซึ่งมีความต้านทานสูง

การเคลือบและการป้องกันการกัดกร่อน

ความต้านทานการกัดกร่อนของตัวยึดจะต้องตรงกับสภาพแวดล้อมการบริการที่คาดไว้:

• สังกะสีด้วยไฟฟ้า - เพียงพอสำหรับการใช้งานภายในที่แห้ง ต้นทุนต่ำ
• จุ่มร้อนชุบสังกะสี — เหมาะสำหรับภายนอกและสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนปานกลาง
• สแตนเลส (A2 / 304 หรือ A4 / 316) — จำเป็นสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเล ชายฝั่ง สารเคมี หรือมีความชื้นสูง
• เคลือบเซรามิกหรือโพลีเมอร์ — ใช้ในระบบหลังคาและผนังที่ต้องการการจับคู่สีในระยะยาวและความต้านทานการกัดกร่อน

โปรดทราบว่าควรพิจารณาความเข้ากันได้ทางไฟฟ้าระหว่างการเคลือบตัวยึดและพื้นผิวเหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการประกอบโลหะผสมหรือเมื่อยึดแผงอะลูมิเนียมเข้ากับโครงสร้างเหล็ก

วิธีการบอกเกรดของ Bolt

การระบุเกรดของสลักเกลียวก่อนการติดตั้งถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าตัวยึดเหมาะสมกับน้ำหนัก สภาพแวดล้อม และข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของชุดประกอบ โชคดีที่สลักเกลียวทั้งแบบอิมพีเรียลและแบบเมตริกมีเครื่องหมายมาตรฐานบนหัวโดยตรง ซึ่งสื่อสารข้อมูลเกรดได้อย่างชัดเจน เมื่อคุณรู้วิธีอ่านแล้ว

SAE / เครื่องหมายโบลต์อิมพีเรียล (ซีรีส์นิ้ว)

สลักเกลียวชุดนิ้วที่ผลิตตามมาตรฐาน SAE มีการระบุโดย เส้นรัศมี (เครื่องหมายทับ) ที่ประทับบนหัวสลักเกลียว . จำนวนบรรทัดบ่งบอกถึงเกรด ที่สำคัญ เส้นแสดงถึงเกรดที่สูงกว่าเกรด 2 ดังนั้นสลักเกลียวที่มีสามเส้นจึงเป็นเกรด 5 ไม่ใช่เกรด 3

เครื่องหมายระดับคุณสมบัติเมตริกโบลต์

สลักเกลียวเมตริกใช้ตัวเลขสองตัว ระดับทรัพย์สิน ประทับลงบนศีรษะโดยตรง เช่น 4.6, 8.8, 10.9 หรือ 12.9 ต่างจากเครื่องหมาย SAE ที่ใช้เส้น เครื่องหมายหน่วยเมตริกเป็นตัวเลขและสามารถอ่านได้โดยตรง ระดับคุณสมบัติเข้ารหัสทั้งความต้านทานแรงดึงและอัตราส่วนผลผลิต:

• ที่ ตัวเลขก่อนทศนิยม × 100 ให้ค่าความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำในหน่วย MPa สำหรับสลักเกลียวขนาด 10.9: 10 × 100 = ความต้านทานแรงดึง 1,000 เมกะปาสคาล
• ที่ ตัวเลขหลังทศนิยม × 10 ให้อัตราส่วนผลผลิตต่อแรงดึงเป็นเปอร์เซ็นต์ สำหรับสลักเกลียว 10.9: 9 × 10 = 90% หมายความว่ากำลังรับแรงดึงอยู่ที่ 90% หรือประมาณ 900 เมกะปาสคาล

เครื่องหมายสลักเกลียวสแตนเลส

ตัวยึดสแตนเลสไม่ใช้เส้นเกรด SAE หรือหมายเลขคลาสคุณสมบัติเมตริก แต่จะทำเครื่องหมายด้วย การกำหนดคลาสออสเทนนิติก :

• A2 — สแตนเลส 304; เหมาะสำหรับงานต้านทานการกัดกร่อนทั่วไป
• A4 — สแตนเลส 316; เหมาะสำหรับการใช้งานทางทะเล สารเคมี และสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูงเนื่องจากมีปริมาณโมลิบดีนัม

เครื่องหมายเหล่านี้ตามด้วยการกำหนดความแข็งแกร่ง เช่น A2-70 or A4-80 โดยที่ตัวเลขแสดงถึงความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำในหน่วย 10 MPa (เช่น A2-70 = ความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำ 700 MPa)

เมื่อเครื่องหมายหายไปหรือไม่ชัดเจน

โบลต์ที่ไม่มีเครื่องหมายที่หัวใดๆ ก็ตาม — โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากดูเหมือนว่าถูกตัดหรือกลึงมากกว่าการปลอมแปลง — ควรถือเป็นเกรด 2 / ระดับทรัพย์สิน 4.6 อย่างดีที่สุด และไม่ควรนำไปใช้ในการใช้งานเชิงโครงสร้างหรือที่มีความสำคัญด้านความปลอดภัยโดยไม่มีการตรวจสอบ ในส่วนประกอบที่สำคัญ รายงานการทดสอบวัสดุหรือใบรับรองโรงงานควรแนบไปกับตัวยึดเพื่อยืนยันการปฏิบัติตามเกรด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสลักเกลียวโครงสร้างเกรด 10.9 เกรด 12.9 หรือ ASTM

จับคู่เกรดโบลต์กับการใช้งานเหล็กของคุณ

สำหรับโบลท์กรีดตัวเองที่ใช้ในเหล็กกล้า การเลือกเกรดมีความสำคัญพอๆ กับประเภทของเกลียว ตัวยึดแบบแตะเองที่อ่อนเกินไปจะทำให้เกลียวในตัวหลุดหรือเสียรูปก่อนที่จะถึงแรงยึดที่ต้องการ ส่วนที่แข็งเกินไปสำหรับพื้นผิวอาจทำให้เกิดการแตกร้าวหรือเกิดความเครียดในส่วนที่เป็นเหล็กบางกว่า

เพื่อเป็นแนวทางปฏิบัติ:

• สำหรับ แผ่นโลหะวัดแสง (HVAC, เปลือกหุ้ม, การหุ้มที่ไม่ใช่โครงสร้าง) : เครื่องต๊าปเกลียวเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำชุบแข็งที่ตัวเครื่องเป็นแบบมาตรฐาน โดยทั่วไปจะไม่มีการทำเครื่องหมายเกรดเฉพาะ แต่ความแข็งของตัวยึดจะต้องเกินวัสดุพิมพ์
• สำหรับ โครงเหล็กโครงสร้างและแป : สกรู Tek แบบเจาะตัวเองที่มีความแข็งขั้นต่ำ HRC 36–39 เป็นแบบทั่วไป มองหาการรับรองมาตรฐานเช่น AS 3566 หรือ ASTM C1513
• สำหรับ ข้อต่อรับน้ำหนักสูงหรือโหลดไว้ล่วงหน้า : แนะนำให้ใช้ชุดสลักเกลียวและน๊อตมาตรฐานเกรด 8.8 หรือ 10.9 มากกว่าแบบกรีดเอง รูปแบบการแตะตัวเองไม่ค่อยได้ใช้เมื่อต้องใช้แรงแคลมป์ที่แม่นยำและทำซ้ำได้
• สำหรับ พื้นผิวสแตนเลสหรือบริการที่มีฤทธิ์กัดกร่อน : ใช้เครื่องต๊าปเกลียวสเตนเลสขนาด A2 หรือ A4 หลีกเลี่ยงการผสมตัวยึดสเตนเลสกับพื้นผิวเหล็กกล้าคาร์บอนในสภาพแวดล้อมที่เปียก เนื่องจากมีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนของกัลวานิก

เคล็ดลับการติดตั้งเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุด

แม้แต่สลักเกลียวเกลียวที่ระบุอย่างถูกต้องก็ยังทำงานได้ไม่ดีนักหากติดตั้งไม่ถูกต้อง แนวปฏิบัติต่อไปนี้จะปรับปรุงคุณภาพข้อต่อและความน่าเชื่อถือในระยะยาวอย่างต่อเนื่อง:

• ใช้เส้นผ่านศูนย์กลางรูไพล็อตที่ถูกต้อง รูนำที่เล็กเกินไปจะทำให้แรงบิดของตัวขับเพิ่มขึ้น และเสี่ยงต่อการแตกหักหรือการหลุดของเกลียว รูนำที่มีขนาดใหญ่เกินไปจะลดการยึดเกลียวและความแข็งแรงในการดึงออก ผู้ผลิตอุปกรณ์ยึดส่วนใหญ่จะเผยแพร่ตารางขนาดรูนำสำหรับผลิตภัณฑ์เฉพาะของตนในเกจเหล็กทั่วไป
• ควบคุมความเร็วและแรงบิดของไดรฟ์ สำหรับ self-drilling screws, excessive RPM during the drilling phase generates heat that can harden the steel locally and resist thread engagement. A moderate speed of 1,500–2,500 RPM with consistent axial pressure is generally recommended. Use a torque-limiting driver where possible to avoid over-driving.
• อย่าใช้สกรูเกลียวปล่อยซ้ำในรูเดิม เมื่อถอดตัวกรีดออกแล้ว เกลียวในพื้นผิวเหล็กจะถูกสร้างขึ้นเข้ากับตัวยึดเฉพาะนั้น การใส่ตัวยึดใหม่เข้าไปในรูเดิมอาจเสี่ยงต่อการเป็นเกลียวไขว้และความแข็งแรงในการยึดเกาะลดลงอย่างมาก หากคาดว่าจะมีการถอดและประกอบกลับ ให้พิจารณาใช้การสอดเกลียวหรือวิธีเจาะรูแบบธรรมดา
• ตรวจสอบที่นั่งของเครื่องซักผ้าหรือศีรษะ ในการใช้งานหลังคาและการหุ้มด้วยแหวนรองที่หุ้มด้วยนีโอพรีนหรือ EPDM แหวนรองควรได้รับการบีบอัดอย่างสม่ำเสมอและมองเห็นได้ชัดเจน โดยไม่ถูกบีบอัดจนเกินไปจนเสียรูป สกรู Tek ที่ขันมากเกินไปในหลังคาโลหะบางเป็นสาเหตุสำคัญของการซึมน้ำที่ตำแหน่งตัวยึด
• ตรวจสอบเศษในรูตัน เมื่อใช้เครื่องกรีดเกลียวแบบตัดเกลียวในส่วนปิดหรือรูตัน การสะสมของเศษสามารถขัดขวางที่นั่งเต็มได้ เคลียร์ชิปก่อนที่จะดันตัวยึดจนถึงระดับความลึกสุดท้าย

การปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ว่าสลักเกลียวเกลียวใน แรงจับยึด และอายุการใช้งานตามที่การออกแบบตั้งใจไว้ — และความพยายามในการเลือกเกรดและประเภทตัวยึดที่เหมาะสมจะเปลี่ยนไปสู่การเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้และยาวนาน