Samořezné a samovrtné šrouby: Jak je používat do kovu a dřeva

Co je a Samořezný šroub a k čemu se používá?

Samořezný šroub je spojovací prvek navržený tak, aby vytvořil nebo vyřezal svůj vlastní protilehlý závit, když je zašroubován do materiálu, čímž se eliminuje potřeba předzávitového otvoru. Závit je odříznut – nebo v měkčích materiálech přemístěn – přední hranou šroubu při jeho posunu, čímž se upevňovací prvek zajistí na místě prostřednictvím těsného kontaktu závitu s materiálem.

Termín zahrnuje dvě odlišné kategorie, které jsou často zaměňovány:

• Závitotvorné (závitové válcovací) šrouby — přemístit materiál spíše než jej odstranit, vytvářet závity tvářením za studena. Ty se používají v plastech, měkkých kovech a plechových měřidlech dostatečně tenkých, aby se spíše deformovaly než odštěpovaly. Výsledkem je závit s vysokou odolností proti vytažení, protože nedochází ke ztrátě materiálu.
• Závitořezné šrouby — mít v blízkosti špičky zářez nebo drážku, která odstraňuje materiál jako řeznou hranu a vytváří skutečné třísky. Používá se v tvrdších kovech a silnějších materiálech, kde tváření za studena není možné.

Běžné aplikace pokrývají širokou škálu konstrukčních a výrobních kontextů. Používají se samořezné šrouby HVAC potrubí (plech na plech), kovové rámování (spojovací ocelové čepy a kolejnice), střešní a obkladové panely (plechy na vaznice), montáž spotřebiče , automobilové obložení a panely karoserie a lehké konstrukční spoje v budovách s ocelovou konstrukcí. V dřevěných konstrukcích se používají pro rámování palub, truhlářství, připevnění k podlaze a obecné tesařské práce, kde záleží na rychlosti instalace.

Hlavní výhodou samořezného šroubu je rychlost instalace : neexistuje žádný samostatný krok závitování a v mnoha aplikacích s tenkými materiály není vůbec nutné předvrtání. To z nich dělá dominantní spojovací prvek ve velkoobjemové výrobě a montáži na místě.

Co je a Self-Drilling Screw? How It Differs from Self-Tapping

Samořezný šroub – často nazývaný Tek šroub podle ochranné známky, která tento design zpopularizovala – posouvá koncept samořezu o krok dále. Zahrnuje a hrot vrtacího hrotu (připomínající spirálový vrták), který nejprve vyvrtá skrz materiál otvor s vůlí, potom drážkovaný dřík závituje závit a nakonec tělo spojovacího prvku stáhne spoj dohromady – to vše v jediné souvislé operaci bez nutnosti předvrtání.

Samovrtné šrouby jsou klasifikovány podle velikosti bodů, číslovaných 1 až 5, které odpovídají tloušťce oceli, kterou mohou proniknout bez předvrtání:

• Bod #1 a #2 — do přibližně 0,8 mm (20 gauge) a 1,5 mm oceli. Vhodné pro lehké plechové rámy a vzduchotechnické potrubí.
• Bod #3 — proniká až do cca 4,5 mm oceli. Nejběžnější bod pro kovové rámování a konstrukci předstěny.
• Bod #4 a #5 — určeno pro těžší konstrukční ocel do cca 12,5 mm. Používá se ve spojích ocelových vaznic a uchycení konstrukčních panelů.

Kritický rozdíl: všechny samořezné šrouby jsou samořezné, ale ne všechny samořezné šrouby jsou samovrtné. Standardní samořezný šroub vyžaduje vodicí otvor dimenzovaný na menší (kořenový) průměr šroubu, než může vytvářet nebo řezat závity – sám se neprovrtá pevným materiálem. Použití samořezného šroubu bez vodícího otvoru v kovu odřízne hrot, poškodí pracovní povrch nebo způsobí, že šroub vyletí mimo cíl.

Jak předvrtat otvory pro šrouby: Dimenzování a technika

Předvrtání slouží ke dvěma účelům: odstraňuje materiál, takže šroub může postupovat bez štěpení dřeva nebo stahování kovu, a vede spojovací prvek ve správné ose. Průměr vodicí díry je nejdůležitější proměnnou – je příliš malý a šroub se zasekne a zlomí; příliš velký a neudrží.

Velikost pilotního otvoru pro dřevo

U vrutů do dřeva by měl vodicí otvor odpovídat šroubu kořenový (malý) průměr — průměr dříku na základně závitu, nikoli průměr hřebene závitu. Jednoduchý test: držte vrták před dříkem šroubu se světelným zdrojem za ním. Bit by měl pouze zakrývat jádro, zatímco závity jsou viditelné na obou stranách. U měkkého dřeva, chyba o něco menší, aby se maximalizoval záběr závitu. U tvrdého dřeva a na konci zrnitosti mírně zvětšete, aby se zabránilo štěpení.

Společné referenční rozměry pro standardní vruty do dřeva:

• #6 šroub → 3/32" (2,4 mm) vodicí čep v tvrdém dřevě, 5/64" (2,0 mm) v měkkém dřevě
• #8 šroub → 7/64" (2,8 mm) v tvrdém dřevě, 3/32" (2,4 mm) v měkkém dřevě
• #10 šroub → 1/8" (3,2 mm) v tvrdém dřevě, 7/64" (2,8 mm) v měkkém dřevě
• #12 šroub → 9/64" (3,6 mm) v tvrdém dřevě, 1/8" (3,2 mm) v měkkém dřevě

Pro vruty se zápustnou hlavou použijte a kombinovaný záhlubník který vyvrtá vodicí otvor a záhlubník v jednom průchodu, což zajišťuje, že hlava šroubu sedí v jedné rovině nebo těsně pod povrchem, aniž by došlo k rozštěpení zrn kolem hlavy.

Velikost pilotního otvoru pro kov

U závitořezných samořezných šroubů do kovu by měl být vodicí otvor dimenzován na malý průměr závitu šroubu , přičemž ponechte dostatek materiálu, aby se řezná drážka mohla zapojit a vytvořit plný závit. Standardní vztahy mezi vrtákem a šroubem pro běžné samořezné velikosti:

• ST 2,9 mm (ekvivalent č. 10) → 2,5 mm pilot
• ST 3,5 mm (ekvivalent č. 14) → 3,0 mm pilot
• ST 4,2 mm (samořez č. 8) → 3,6 mm pilot
• ST 4,8 mm (samořez č. 10) → 4,2 mm pilot

Při vrtání kovu použijte a HSS (rychlořezná ocel) nebo kobaltový vrták , naneste řeznou kapalinu nebo lehký strojní olej a před vrtáním použijte důlek na povrchu v místě značky, abyste zabránili chůzi vrtáku.

Jak používat samořezné šrouby do kovu: Krok za krokem

Správná instalace samořezných šroubů do kovu vyžaduje pozornost na rychlost vrtání, přípravu otvoru a krouticí moment. Špatná technika je hlavní příčinou stržených závitů, zlomených šroubů a nedostatečné pevnosti spoje.

1. Označte a označte místo. Pomocí děrovače a kladiva vytvořte malý důlek v zamýšleném místě šroubu. Tím se zabrání tomu, aby vrták klouzal po kovovém povrchu při zahájení otvoru.
2. Vyvrtejte vodicí otvor. Použijte HSS nebo kobaltový bit dimenzovaný na menší průměr šroubu (viz tabulka velikostí výše). Naneste lehký řezný olej a vrtejte při střední rychlosti – obecně 600–1 000 ot./min. pro ocel do 3 mm. Odjehlujte otvor na obou stranách větším vrtákem nebo záhlubníkem.
3. Nastavte vrtací šroubovák. Nainstalujte správný bit — Phillips, Pozidriv, šestihran (Torx) nebo čtyřhran v závislosti na hlavě šroubu. Nastavte spojku na šroubováku na nízký až střední krouticí moment, abyste se vyhnuli přetáčení. Pro práci s plechem je ideální šroubovák s nastavitelným hloubkovým nosem.
4. Spusťte šroub pomalu. Umístěte špičku šroubu do vodícího otvoru pod úhlem 90° k povrchu. Začněte jezdit při nízkých otáčkách, dokud závity nezapadnou a šroub nejede rovně. Zvýšení rychlosti před usazením nitě způsobí, že nit protne nebo bude chodit.
5. Jeďte do hloubky. Zvyšte pracovní rychlost a jeďte, dokud se hlava nedotkne materiálu. U plechů s podložkami nebo neoprenovým těsněním zastavte, když se podložka začne stlačovat – přílišné utažení rozdrtí těsnění a sníží odolnost proti povětrnostním vlivům.
6. Zkontrolujte sezení. Hlava šroubu by měla být v jedné rovině nebo dosednout na materiál. Jakákoli zvednutá hlava ukazuje na nedostatečnou hloubku vodicího otvoru, stažený závit nebo nesprávnou délku šroubu pro stoh materiálu.

Pro tenké plechy (pod 1,2 mm), podložte materiál pevným povrchem nebo před zašroubováním vrstvy pevně upněte – nepodepřený tenký plech se spíše ohne od šroubu, než aby umožnil záběr závitu, což má za následek slabé spojení nebo zmačkaný pracovní povrch.

Jak našroubovat do kovových kolíků

Kovové čepy v tenkostěnných ocelových rámech (obvykle 0,84 mm až 1,37 mm nebo 25 až 20 gauge) představují specifickou sadu problémů: ocel je dostatečně tenká, aby se deformovala, spíše než aby se při použití špatného spojovacího prvku nebo techniky uchytila, a dutá sekce znamená, že není žádný podkladový materiál.

Výběr spojovacího materiálu: Použijte samořezné šrouby s jemným závitem (Tek šrouby) s bodovým hodnocením odpovídajícím rozteči svorníků – pro standardní svorníky 20 je vhodný bod #2 nebo #3. Šrouby s hrubým závitem určené do dřeva nebudou správně zabírat tenký kov; stoupání závitu je příliš agresivní a spíše se svléká, než že se drží.

Připevnění sádrokartonu nebo opláštění na kovové sloupky:

1. Vyhledejte čep pomocí magnetického vyhledávače čepů – kovové čepy lze snadno detekovat a jsou obvykle rozmístěny po 400 mm nebo 600 mm středech.
2. Přidržte sádrokartonový panel pevně proti přírubě svorníku. Použijte šroubovací pistoli nastavenou na správný hloubkový doraz sádrokartonu.
3. Zašroubujte šroub do sádrokartonu s jemným závitem (Typ S pro kovové kolíky) při nízké rychlosti, abyste zahájili penetraci. Samovrtný hrot prorazí přírubu svorníku bez vodícího otvoru.
4. Hlava šroubu by měla ponořit sádrokartonový papír těsně pod povrch, aniž by ho prorazila. Upravte nastavení hloubky, pokud jsou hlavy hrdé nebo trhají papír.

Připevnění konstrukčních držáků nebo hardwaru ke kovovým kolíkům: Pro zatížení přesahující to, co unese tenká stojina čepu při protažení, použijte a přepínací šroub nebo zaskakovací přepínací kotva přes stojinu svorníku nebo přidat dřevěný blok (blokování) mezi trny před dokončením, aby se vytvořil pevný podklad pro těžké přípravky. Samořezné šrouby samy o sobě nejsou dostatečné pro zavěšení těžkých břemen namontovaných na stěnu na tenkou kovovou konstrukci bez další podložky.

Samovrtné šrouby kov-dřevo: Aplikace a instalace

Samovrtné šrouby kov-dřevo jsou specializovaný hybridní spojovací prvek navržený tak, aby nejprve pronikl tenkou kovovou vrstvou a poté se ukotvil hluboko do dřevěného podkladu pod ním – běžná konfigurace ve střešních konstrukcích, konstrukcích sloupků a vyrobených skříních, kde je ocelový plášť nebo lemování aplikováno na dřevěné rámy.

Tyto šrouby se obvykle vyznačují:

• A samovrtný nebo ostrý hrot proniknout kovovou vrstvou bez předvrtání
• Hrubé stoupání dřevěných nití podél většiny dříku pro maximální vytahovací sílu v dřevěném podkladu
• A hladká část stopky nebo stopka se sníženým závitem bezprostředně pod hlavou, což umožňuje kovové vrstvě pevně sevřít ke dřevu, místo aby se zvedala z podkladu, když šroub postupuje
• Často a šestihranná podložka s integrovanou EPDM nebo neoprenovou těsnící podložkou pro aplikace odolné proti povětrnostním vlivům

Technika instalace se liší od kov na kov jedním důležitým způsobem: rychlost vrtáku by se měla snížit, jakmile šroub přejde z kovu do dřeva . Vysoké otáčky v kovu jsou nezbytné pro čisté vrtání; pokračování ve vysokých otáčkách přes dřevěnou vrstvu může způsobit, že se hrubý závit protáhne příliš rychle, čímž se sníží hloubka zapuštění a kovový povrch zůstane uvolněný. Nejčistší výsledek poskytuje vrtací šroubovák s dvourychlostní převodovkou – vysoká pro kovovou vrstvu, posunutá na nízkou pro kotvu do dřeva.

Minimální zapuštění dřeva by mělo být min 25 mm (1 palec) do masivního rámu pro konstrukční spoje a minimálně 38 mm pro aplikace střešních panelů vystavených zatížení zdvihem větru. Vždy ověřte požadavky na ukotvení podle zátěžových tabulek výrobce nebo platných stavebních předpisů pro konstrukční aplikace.

Jak nasadit šroub do vrtačky a správně jej zašroubovat

Správné nastavení vrtáku a bitu je základním krokem, který přímo ovlivňuje, zda se šroub nainstaluje čistě nebo se odizoluje. Sekvence platí stejně pro zajíždění do dřeva nebo kovu.

Výběr a instalace bitu

Upevněte šroubovací bit k vybrání hlavy šroubu — bit Phillips #2 pro většinu šroubů Phillips #6–#10, Torx T20 nebo T25 pro konstrukční šrouby, 1/4" šestihranný bit pro šrouby do plechu s šestihrannou hlavou. Bit, který je i mírně poddimenzovaný, se pod zatížením vysune a zaokrouhlí zahloubení. Zajistěte, aby nástavec nebo nástavec rychle zapadl do objímky. bit, který se nakloní mimo osu dokonce o 2–3°, přenese boční sílu na šroub, což způsobí, že bude chodit nebo jezdit pod úhlem.

Nastavení spojky a rychlosti

Spojka na vrtacím šroubováku – očíslovaný kroužek poblíž sklíčidla – omezuje maximální točivý moment před odpojením pohonu. Začněte s nízkým nastavením spojky a zvyšujte, dokud šroub nezajede úplně, aniž by spojka prokluzovala. Pro sádrokartonové až kovové svorníky je typické nastavení 2–4. Pro konstrukční vruty do dřeva 10–18. Pro šrouby s pozdrženými a dlouhými stavebními šrouby může být nezbytný režim vrtání s plným točivým momentem (poloha ikony vrtání). Nikdy nezačínejte v režimu vrtání pro dokončovací šrouby, kde nadměrné šroubování poškozuje povrch.

Volba rychlosti: většina akumulátorových vrtaček nabízí dva převody. Nízký převodový stupeň (1. rychlost) poskytuje vyšší krouticí moment pro šroubování velkých šroubů a vrtání do kovu. Vysoký převodový stupeň (2. rychlost) slouží k rychlému šroubování malých šroubů nebo k vrtání do dřeva. Startování šroubu – bez ohledu na materiál – se vždy provádí při nízké rychlosti, dokud není závit v záběru a šroub běží správně.

Použití axiálního tlaku

Udržujte pevný, stálý tlak směrem dolů podél osy šroubu v celém pohonu. Vysunutí – tam, kde bit vyklouzl z vybrání – nastává především tehdy, když je axiální tlak nedostatečný vzhledem k točivému momentu otáčení. Zatlačte silněji, než je přirozené při startování šroubu a držte rovnou čáru. I jednorázové vysunutí může poškodit vybrání natolik, že ztíží zbytek instalace a zanechá otřepenou hlavu, kterou lze později obtížně odstranit.

Jak vyvrtat šroub do dřeva bez štípání nebo odizolování

Zašroubování šroubů do dřeva se zdá být jednoduché, ale dvěma nejčastějším selháním – rozštípnutí dřeva a odizolovaných otvorů – lze zcela předejít správnou přípravou a technikou.

Prevence rozkolů

Dřevo se štěpí na konci vlákna a podél okrajů, když zaklínovací síla závitu šroubu překročí pevnost v tahu dřevěného vlákna. Riziko je nejvyšší u suchého tvrdého dřeva, na koncích prken (do 50 mm od konce) a při šroubování šroubů o velkém průměru. Preventivní opatření:

• Vždy předvrtejte vodicí otvor dimenzovaný na průměr kořene šroubu (viz pokyny k velikosti výše).
• Nechte alespoň šrouby 15–25 mm od konce desky a stagger rows to avoid aligning fasteners along the same grain line.
• U tvrdého dřeva malé množství vosku nebo mýdla na závitech šroubů snižuje tření a krouticí moment bez snížení pevnosti při vytahování.

Prevence odizolovaných děr

Odizolovaný otvor pro šroub ve dřevě – kde se závit protrhává vláknem, místo aby s ním zabíral – je důsledkem použití příliš velkého vodícího otvoru, nadměrného šroubování s nadměrným kroutícím momentem nebo instalace šroubu do koncového vlákna bez vyztužení. Oprava odizolované díry: vyjměte šroub, vstříkněte do díry lepidlo na dřevo nebo epoxidový konsolidant, vložte dřevěné párátko nebo zápalku, nechte zcela vytvrdnout a poté šroub znovu zašroubujte. Znovu nainstalovaný šroub sevře opravený materiál stejně silně jako originál.

Pro aplikace vyžadující opakované odstranění a opětovnou instalaci – jako jsou přístupové panely, odnímatelná zařízení nebo nastavitelný hardware – nainstalujte a závitová vložka (T-matice nebo válcová matice) do dřeva, spíše než se spoléhat na přímý záběr dřeva s nití. To poskytuje odolný kovový závit, který vydrží mnoho instalačních cyklů bez poškození.