Vijci za aluminij: materijal, vrsta i vodič za ugradnju

Zašto aluminij kažnjava pogrešan izbor vijaka

Dvije aluminijske ploče spojene pogrešnim vijkom mogu izgledati savršeno dobro na dan postavljanja i pokazati tragove hrđe i rupe u obliku rupa osamnaest mjeseci kasnije. Aluminij uzrokuje više glavobolja u vezi s pričvršćivačima od gotovo bilo kojeg drugog uobičajenog metala, a svodi se na dva odvojena problema koji se zbrajaju zajedno kao "samo upotrijebite nehrđajući čelik".

Prva je galvanska korozija. Aluminij se nalazi visoko na anodnom kraju galvanske serije, što znači da kada dodirne plemenitiji metal — nehrđajući čelik, mjed, bakar — u prisutnosti vlage, aluminij se žrtvuje kako bi zaštitio drugi metal. SSINA-in tehnički pregled galvanske korozije primjećuje da se brzina korozije aluminija naglo ubrzava nakon što je izravno spojen s više katodnim metalom s redovito prisutnim elektrolitom - točno stanje koje stvara neobloženi vijak koji sjedi u vlažnom spoju.

Drugi problem je mehanički, a ne kemijski. Aluminij je mekan u usporedbi s čelikom, tako da vijak s pogrešnim profilom navoja ili prevelikom vodećom rupom otpada mnogo prije nego što spoj osjeti svoje nazivno opterećenje. Rješavanje korozije i rješavanje uklanjanja zahtijevaju različite odluke, a tretiranje njih kao jednog problema mjesto je gdje većina vijaka pogriješi.

Materijal vijaka koji odgovara aluminiju

Najsigurniji materijal koji odgovara aluminiju je sam aluminij — aluminijski vijak u aluminijskom osnovnom metalu uopće ne stvara galvanski par, iako umanjuje snagu koja je potrebna nekim spojevima. Osim toga, pravi izbor ovisi o okruženju koliko i opterećenju:

• Aluminijski vijci — nula galvanskog rizika, najbolje za lagane sklopove s malim naprezanjem
• Ugljični čelik presvučen cinkom — prihvatljivo za suhu, unutarnju upotrebu; sloj cinka se žrtvuje prije aluminija, ali se s vremenom istroši
• Nehrđajući čelik (304 ili 316) — sam po sebi jak i otporan na koroziju, ali reaguje s aluminijem i potrebna mu je izolacija u vlažnim uvjetima ili na otvorenom
• Mjed ili bakar — među najagresivnijim parovima s aluminijem; Izbjegavajte izravno u bilo kojoj primjeni izloženoj vlazi

Ugljični čelik bez premaza je kombinacija koju treba u potpunosti isključiti. On nagriza aluminij galvanskim djelovanjem i hrđa sam od sebe, otkazujući na obje strane odjednom.

Samorezni u odnosu na strojne vijke za aluminij

Koji tip vijka odgovara ovisi o tome ima li aluminij već rupu s navojem. Potreban je tanki aluminijski lim, ekstruzija ili cijev bez prethodno izrezanog navoja samorezni vijci od nehrđajućeg čelika , koji režu vlastiti navoj dok se zabijaju i eliminiraju zaseban korak narezivanja.

Gdje aluminijski dio već ima strojno obrađenu ili urezanu rupu — lijevana kućišta, ekstrudirani profili s prethodno oblikovanim kanalima ili sklopovi koje je potrebno više puta rastavljati i ponovno sastavljati — strojni vijci s križnim udubljenjem za prethodno urezane aluminijske rupe bolje se drže tijekom ponovljenih ciklusa, budući da ne režu novi materijal navoja svaki put kada se uklone i ponovno ugrade.

Za sklopove koji doživljavaju stalne vibracije - kućišta u blizini motora, ploče na mobilnoj opremi - uparite bilo koji tip vijka s opružne podloške za aluminijske sklopove sklone vibracijama umjesto da se oslanja samo na trenje navoja kako bi spoj ostao čvrst.

Dimenzioniranje pilot rupe i tehnika ugradnje

Premala izbušena pilot rupa uklanja aluminijski navoj kod prve instalacije; izbušena prevelika, a vijak nikada ne razvije odgovarajuću silu držanja. Opći cilj je 85 do 90 posto manjeg promjera vijka za samonarezne vijke u aluminiju — manji od omjera koji se koristi za čelik, budući da niža posmična čvrstoća aluminija znači da mu treba malo više prostora kako bi se izbjeglo pucanje oko rupe.

Tehnika vožnje je važna koliko i veličina rupe. Odvijači niske brzine, visoke kontrole s limitatorom zakretnog momenta sprječavaju dva najčešća kvara pri ugradnji: prebrzo kretanje poprečnih navoja i prekomjerno zakretanje ogoljenih navoja iznad točke gdje aluminij može zadržati. Kao pravilo, zategnite najmanje 1,5 puta veći promjer vijka u dubinu navoja kako biste dobili odgovarajući otpor izvlačenja iz ovako mekog metala.

Izolacijski pričvršćivači za sprječavanje galvanske korozije

Kada je nehrđajući vijak pravi izbor za snagu, ali aluminij se ne može zamijeniti, izolacija zatvara prazninu. Ravne podloške od nehrđajućeg čelika za izolaciju različitih metala — uparen s najlonskom ili gumenom čahurom, ne koristi se sam — prekida izravni kontakt metala s metalom koji omogućuje stvaranje galvanske ćelije.

Osim podložaka, smjesa protiv zapinjanja ili dielektrični premaz na navoje vijaka dodaje drugu barijeru, a isplati se dvostruko: usporava koroziju i sprječava nehrđajuće vijke od nagrizanja aluminijskih navoja, zaseban problem koji nema nikakve veze s elektrokemijom, već ima veze sa sklonošću nehrđajućeg čelika da zapinje pod trenjem. Kompatibilnost Fastenalovih spojnica i referenca za oplatu pokazuje koje se kombinacije premaza najbolje drže među uobičajenim parovima metala. Naš vodič za plosnate podloške od nehrđajućeg čelika i zaštitu od galvanske korozije dublje pokriva odabir i ugradnju perilice.

Odabir između 304 i 316 za vanjske aluminijske sklopove

Nakon što se završi izolacija, ostaje odluka koju vrstu nehrđajućeg čelika odabrati. 304 pokriva opću upotrebu u zatvorenim i blago vlažnim prostorima po nižoj cijeni, ali je njegova otpornost na rupičastu koroziju izazvanu kloridima ograničena. 316 dodaje molibden u leguru, što značajno poboljšava otpornost na izlaganje soli i čini ga standardnim izborom za obalna, morska okruženja ili okruženja za odmrzavanje soli.

Razlika je važnija s aluminijem na slici nego sa spojevima čelik-čelik, budući da vijak 304 s rupičicama s vremenom razvija grublju, reaktivniju površinu — ubrzavajući sam galvanski proces koji su mjere izolacije trebale kontrolirati. Naš detaljna usporedba spajala od nehrđajućeg čelika 304 u odnosu na 316 razbija razlike u legurama i gdje se koja klasa drži.

Uobičajene pogreške koje skidaju ili korodiraju aluminijske spojeve

• Bušenje pilot rupe premale veličine za vijak, čime se skida mekani aluminijski navoj pri prvoj ugradnji
• Korištenje neobloženog nehrđajućeg ili ugljičnog čelika izravno na aluminiju u bilo kojem vanjskom ili vlažnom okruženju
• Pretjerano zatezanje samoreznih vijaka preko točke koju aluminijski navoj može držati, posebno s pogonskim odvijačima na visokim postavkama zakretnog momenta
• Preskakanje izolacijskih podloški jer spoj "nije u blizini vode", zanemarujući okolnu vlažnost kao dovoljan elektrolit
• Ponovno korištenje samonareznih vijaka u istoj rupi nakon rastavljanja, kada je izvorni navoj već odrezan i ne može se ponovno zahvatiti čisto

Većina kvarova aluminijskih pričvršćivača dolazi do jednog od ovih, a ne temeljno pogrešnog odabira materijala — zbog čega je odabir odgovarajuće rupe, zakretnog momenta i izolacije često važniji od rasprave samo o kvaliteti nehrđajućeg čelika.