Ruuvit alumiinille: materiaali, tyyppi ja asennusopas

Miksi alumiini rankaisee väärän ruuvin valinnan

Kaksi väärällä ruuvilla kiinnitettyä alumiinipaneelia voivat näyttää täydellisen hyvältä asennuspäivänä ja näyttää ruosteraitoja ja kuoppaisia reikiä 18 kuukauden kuluttua. Alumiini aiheuttaa enemmän kiinnityspäänsärkyä kuin melkein mikään muu tavallinen metalli, ja se johtuu kahdesta erillisestä ongelmasta, jotka niputetaan yhteen "käytä vain ruostumatonta terästä".

Ensimmäinen on galvaaninen korroosio. Alumiini on korkealla galvaanisen sarjan anodisessa päässä, mikä tarkoittaa, että kun se koskettaa jalompaa metallia - ruostumatonta terästä, messinkiä, kuparia - kosteuden läsnä ollessa, alumiini uhraa itsensä suojatakseen toista metallia. SSINA:n tekninen yleiskatsaus galvaanisesta korroosiosta panee merkille, että alumiinin korroosionopeus kiihtyy jyrkästi, kun se on kytketty suoraan katodisempaan metalliin, jossa on säännöllisesti elektrolyyttiä – täsmälleen samassa tilassa, jonka kosteassa liitoksessa istuva pinnoittamaton ruuvi luo.

Toinen ongelma on mekaaninen, ei kemiallinen. Alumiini on pehmeää teräkseen verrattuna, joten väärän kierreprofiilin tai ylimitoitettu ruuvi irtoaa kauan ennen kuin liitos näkee nimelliskuormituksensa. Korroosion ratkaiseminen ja irrotuksen ratkaiseminen vaativat erilaisia ​​päätöksiä, ja niiden käsitteleminen yhtenä ongelmana on se, missä suurin osa ruuvin valinnasta menee pieleen.

Yhteensopiva ruuvimateriaali alumiiniin

Turvallisin materiaalipari alumiinille on alumiini itse – alumiiniruuvi jalometallissa ei luo galvaanista paria ollenkaan, vaikka se vaihtaa lujuuden, jota jotkut liitokset tarvitsevat. Lisäksi oikea valinta riippuu niin ympäristöstä kuin kuormituksestakin:

• Alumiiniset ruuvit — nolla galvaanista riskiä, paras kevyille, vähän jännitteisille kokoonpanoille
• Sinkitty hiiliteräs — hyväksyttävä kuivaan sisäkäyttöön; sinkkipinnoite uhraa itsensä ennen alumiinia, mutta se kuluu ajan myötä
• Ruostumaton teräs (304 tai 316) — vahva ja korroosionkestävä sinänsä, mutta reagoi alumiinin kanssa ja vaatii eristyksen märissä tai ulkotiloissa
• Messinkiä tai kuparia — yksi aggressiivisimmista alumiinipareista; Vältä suoraan kaikissa kosteudelle altistuvissa sovelluksissa

Päällystämätön hiiliteräs on yksi yhdistelmä, joka voidaan sulkea pois kokonaan. Se syövyttää alumiinia galvaanisen toiminnan kautta ja ruostuu itsestään, epäonnistuen molemmilla rintamilla kerralla.

Itsekierteittävät vs koneruuvit alumiinille

Sopiva ruuvityyppi riippuu siitä, onko alumiinissa jo kierrereikä. Ohut alumiinilevy, suulakepuristus tai putki ilman esileikattua kierrettä vaatii ruostumattomasta teräksestä valmistetut itsekierteittävät ruuvit , jotka leikkaavat oman kierteensä sisään ajettaessa ja poistavat erillisen napautusvaiheen.

Jos alumiiniosassa on jo koneistettu tai kierretty reikä – valetut kotelot, ekstrudoidut profiilit valmiiksi muotoilluilla kanavilla tai kokoonpanot, jotka on purettava ja koottava uudelleen toistuvasti – ristiin upotetut koneruuvit esikierteitetyille alumiinirei'ille kestävät paremmin toistuvia jaksoja, koska ne eivät leikkaa uutta lankamateriaalia joka kerta, kun ne poistetaan ja asennetaan uudelleen.

Kokoonpanot, joissa esiintyy jatkuvaa tärinää – kotelot moottoreiden lähellä, paneelit liikkuvissa laitteissa – yhdistä jompikumpi ruuvityyppi jousialuslevyt tärinäalttiille alumiinikokoonpanoille sen sijaan, että luottaisit pelkästään kierteen kitkaan liitoksen pitämiseksi tiukasti.

Pilottireiän mitoitus ja asennustekniikka

Liian pieneksi porattu ohjausreikä naaroittaa alumiinikierteen ensimmäisessä asennuksessa; porattu liian suureksi, eikä ruuvi koskaan kehitä oikeaa pitovoimaa. Yleistavoite on 85–90 prosenttia ruuvin pienestä halkaisijasta alumiinissa oleville itsekierteille ruuveille – pienempi kuin teräksessä käytetty suhde, koska alumiinin pienempi leikkauslujuus tarkoittaa, että se tarvitsee hieman enemmän välystä, jotta vältytään halkeilulta reiän ympärillä.

Ajotekniikalla on yhtä paljon merkitystä kuin reiän koolla. Hitaat, korkean nopeuden ohjaimet vääntömomentin rajoittimella estävät kaksi yleisintä asennusvirhettä: poikkikierteet ajamasta liian nopeasti ja irrotetut kierteet ylikiristymästä yli pisteen, jossa alumiini kestää. Nyrkkisääntönä on, että kiinnitä vähintään 1,5 kertaa ruuvin halkaisija kierteen syvyyteen, jotta näin pehmeästä metallista saadaan riittävä ulosvetovastus.

Eristävät kiinnikkeet galvaanisen korroosion estämiseksi

Kun ruostumaton ruuvi on oikea valinta lujuuden vuoksi, mutta alumiinia ei voi vaihtaa, eristys sulkee aukon. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut aluslevyt erilaisten metallien eristämiseen — yhdistettynä nylon- tai kumiholkkiin, ei käytetä yksin — katkaise suora metalli-metalli-kontakti, joka antaa galvaanisen kennon muodostua.

Aluslevyjen lisäksi kiinnittymisenestoaine tai dielektrinen pinnoite ruuvin kierteisiin lisää toisen esteen, ja se maksaa kaksi kertaa: se hidastaa korroosiota ja estää ruostumattomien ruuvien tunkeutumisen alumiinikierteisiin, mikä on erillinen ongelma, jolla ei ole mitään tekemistä sähkökemian kanssa ja joka liittyy ruostumattoman teräksen taipumukseen takertua kitkaan. Fastenalin kiinnikkeiden yhteensopivuus ja pinnoitusviite määrittää, mitkä pinnoiteyhdistelmät kestävät parhaiten yleisten metalliparien välillä. Meidän opas ruostumattomasta teräksestä valmistettuihin aluslevyihin ja galvaaniseen korroosion estoon kattaa aluslevyn valinnan ja asennuksen perusteellisemmin.

Valitse 304–316 ulkokäyttöön tarkoitetuille alumiinikokoonpanoille

Kun eristys on käsitelty, jäljellä on päätös, mikä ruostumattoman teräksen laatu määritellään. 304 kattaa yleisen sisä- ja lievästi kostean käytön halvemmalla, mutta sen kestävyys kloridipohjaista pistekorroosiota vastaan ​​on rajallinen. 316 lisää seokseen molybdeeniä, mikä parantaa merkittävästi suolaaltistuksen kestävyyttä ja tekee siitä vakiovaihtoehdon rannikko-, meri- tai jäänpoistoympäristöihin.

Erotus on tärkeämpi kuvan alumiinin kuin teräksen ja teräksen välisten liitosten kohdalla, koska kuoppainen 304-ruuvi kehittää karheamman, reaktiivisemman pinnan ajan myötä – mikä kiihdyttää hyvin galvaanista prosessia, jota eristystoimenpiteiden oli tarkoitus hallita. Meidän yksityiskohtainen vertailu 304 vs. 316 ruostumattomasta teräksestä valmistettuihin kiinnikkeisiin hajottaa seoserot ja kunkin laadun kestävyyden.

Yleiset virheet, jotka kuorivat tai syövyttävät alumiiniliitoksia

• Porataan alimittainen ohjausreikä ruuvia varten, joka kuorii pehmeän alumiinilangan ensimmäisessä asennuksessa
• Päällystämättömän ruostumattoman tai hiiliteräksen käyttäminen suoraan alumiinia vasten kaikissa ulkotiloissa tai kosteissa olosuhteissa
• Ylikiristävät itsekierteittävät ruuvit yli sen pisteen, johon alumiinikierteet mahtuvat, varsinkin kun voimakasvit ovat korkealla vääntömomentilla
• Eristyslevyjen väliin jättäminen, koska liitos "ei ole lähellä vettä" jättäen huomioimatta ympäristön kosteuden riittävänä elektrolyyttinä
• Itseporautuvien ruuvien käyttäminen samassa reiässä purkamisen jälkeen, kun alkuperäinen kierre on jo katkaistu eikä kiinnity uudelleen puhtaasti

Useimmat alumiinikiinnitysvauriot juontavat juurensa johonkin näistä pikemminkin kuin pohjimmiltaan väärästä materiaalivalinnasta – minkä vuoksi oikean reiän, vääntömomentin ja eristyksen saaminen on usein tärkeämpää kuin pelkkä ruostumattoman teräksen laatu.