Skruer til aluminium: Materiale, type og installationsvejledning

Hvorfor aluminium straffer det forkerte skruevalg

To aluminiumspaneler holdt sammen med den forkerte skrue kan se helt fine ud på installationsdagen og vise ruststriber og huller med huller atten måneder senere. Aluminium forårsager mere hovedpine med fastgørelseselementer end næsten noget andet almindeligt metal, og det kommer ned til to separate problemer, der bliver klumpet sammen som "brug bare rustfrit."

Den første er galvanisk korrosion. Aluminium sidder højt på den anodiske ende af den galvaniske serie, hvilket betyder, at når det rører et mere ædelt metal - rustfrit stål, messing, kobber - i nærvær af fugt, ofrer aluminiumet sig selv for at beskytte det andet metal. SSINAs tekniske oversigt over galvanisk korrosion bemærker, at aluminiums korrosionshastighed accelererer kraftigt, når det er direkte koblet til et mere katodisk metal med en elektrolyt, der regelmæssigt er til stede - præcis den tilstand, der skabes af en ubelagt skrue, der sidder i en fugtig samling.

Det andet problem er mekanisk, ikke kemisk. Aluminium er blødt i forhold til stål, så en skrue med den forkerte gevindprofil eller et overdimensioneret pilothul strimler ud længe før samlingen ser sin nominelle belastning. At løse for korrosion og løse for strip-out kræver forskellige beslutninger, og at behandle dem som et problem er, hvor det meste af skruevalg går galt.

Matchende skruemateriale til aluminium

Det sikreste materialematch for aluminium er aluminium selv - en aluminiumsskrue i et aluminiumsbasismetal skaber overhovedet ikke noget galvanisk par, selvom det bytter styrke væk, som nogle samlinger har brug for. Ud over det afhænger det rigtige valg af miljøet lige så meget som belastningen:

• Aluminiumsskruer — nul galvanisk risiko, bedst til letvægts-enheder med lav belastning
• Forzinket kulstofstål — acceptabel til tør, indendørs brug; zinkbelægningen ofrer sig selv, før aluminium gør det, men det slides igennem med tiden
• Rustfrit stål (304 eller 316) — stærk og korrosionsbestandig i sig selv, men reagerer med aluminium og skal isoleres i våde eller udendørs omgivelser
• Messing eller kobber — blandt de mest aggressive sammenkoblinger med aluminium; undgå direkte i enhver applikation udsat for fugt

Ubelagt kulstofstål er den eneste kombination, der helt kan udelukkes. Den korroderer aluminium gennem galvanisk virkning og ruster af sig selv og svigter på begge fronter på én gang.

Selvskærende vs maskinskruer til aluminium

Hvilken skruetype der passer, afhænger af om aluminiumet allerede har et gevindhul. Tynd aluminiumsplade, ekstrudering eller slange uden forskåret gevind kræver rustfri stål selvskærende skruer , som skærer deres eget gevind, efterhånden som de bliver drevet ind, og eliminerer et separat banketrin.

Hvor aluminiumsdelen allerede har et bearbejdet eller tappet hul - støbte huse, ekstruderede profiler med præformede kanaler eller samlinger, der skal skilles ad og samles igen gentagne gange - krydsforsænkede maskinskruer til fortappede aluminiumshuller holde bedre ved gentagne cyklusser, da de ikke skærer nyt gevindmateriale, hver gang de fjernes og geninstalleres.

For enheder, der ser kontinuerlige vibrationer - indkapslinger nær motorer, paneler på mobilt udstyr - parrer begge skruetyper med fjederskiver til vibrationsfølsomme aluminiumskonstruktioner i stedet for at stole på trådfriktion alene for at holde samlingen tæt.

Pilothulstørrelse og installationsteknik

Et pilothul, der er boret for småt, strimler aluminiumgevindet ved den første installation; boret for stort, og skruen udvikler aldrig ordentlig holdekraft. Det generelle mål er 85 til 90 procent af skruens mindre diameter for selvskærende skruer i aluminium - mindre end forholdet, der bruges til stål, da aluminiums lavere forskydningsstyrke betyder, at det har brug for lidt mere frigang for at undgå revner omkring hullet.

Køreteknik betyder lige så meget som hulstørrelse. Drivere med lav hastighed og høj kontrol med en momentbegrænser forhindrer de to mest almindelige installationsfejl: krydsgevind kører for hurtigt, og afisolerede gevind overdrejer sig forbi det punkt, hvor aluminiumet kan holde. Som en tommelfingerregel skal du skrue mindst 1,5 gange skruediameteren i gevinddybden for at få tilstrækkelig udtræksmodstand fra et så blødt metal.

Isolerende fastgørelseselementer for at forhindre galvanisk korrosion

Når en rustfri skrue er det rigtige valg for styrke, men aluminium ikke kan skiftes ud, lukker isolering hullet. Flade skiver i rustfrit stål til at isolere uens metaller — parret med en nylon- eller gummimanchet, der ikke bruges alene — bryd den direkte metal-til-metal-kontakt, der lader den galvaniske celle dannes i første omgang.

Ud over spændeskiver, tilføjer en anti-fastsætningsblanding eller en dielektrisk belægning på skruegevindene en ekstra barriere, og det betaler sig to gange: det bremser korrosion og forhindrer rustfrie skruer i at gnave i aluminiumgevind, et separat problem, der ikke har noget at gøre med elektrokemi og alt at gøre med rustfrit ståls tendens til at sætte sig fast under friktion. Fastenals fastgørelseskompatibilitet og pletteringsreference opstiller hvilke belægningskombinationer der holder bedst på tværs af almindelige metalparringer. Vores guide til flade skiver i rustfrit stål og galvanisk korrosionsbeskyttelse dækker valg af vaskemaskine og montering i mere dybde.

Vælg mellem 304 og 316 til udendørs aluminiumssamlinger

Når isoleringen er håndteret, er den resterende beslutning, hvilken rustfri kvalitet der skal specificeres. 304 dækker generel indendørs og let fugtig brug til en lavere pris, men dens modstandsdygtighed over for klorid-drevet grubetæring er begrænset. 316 tilføjer molybdæn til legeringen, hvilket væsentligt forbedrer modstandsdygtigheden over for salteksponering og gør den til standardvalget for kyst-, hav- eller afisningssaltmiljøer.

Forskellen betyder mere med aluminium på billedet, end den gør med stål-til-stål-samlinger, da en 304-skrue med riller udvikler en ru, mere reaktiv overflade over tid - og accelererer den meget galvaniske proces, som isolationsforanstaltningerne skulle kontrollere. Vores detaljeret sammenligning af 304 versus 316 fastgørelseselementer i rustfrit stål nedbryder legeringsforskellene og hvor hver kvalitet holder.

Almindelige fejl, der afisolerer eller tærer aluminiumsamlinger

• Boring af et pilothul, der er underdimensioneret til skruen, som afisolerer det bløde aluminiumsgevind ved første installation
• Brug af ubelagt rustfrit eller kulstofstål direkte mod aluminium i alle udendørs eller fugtige omgivelser
• Selvdrejende skruer, der trækker for meget forbi det punkt, aluminiumgevindet kan holde, især med powerdrivere på høje momentindstillinger
• Springer isoleringsskiver over, fordi samlingen "ikke er i nærheden af vand", ignorerer den omgivende luftfugtighed som en tilstrækkelig elektrolyt
• Genbrug af selvskærende skruer i det samme hul efter adskillelse, når det originale gevind allerede er skåret og ikke vil gå rent i indgreb igen

De fleste aluminiumsfastgørelsesfejl kan spores tilbage til en af disse snarere end et fundamentalt forkert materialevalg - og derfor er det ofte mere vigtigt at få styrthullet, drejningsmomentet og isoleringen korrekt end at diskutere rustfri kvalitet alene.