알루미늄용 나사: 재질, 유형 및 설치 안내서

알루미늄이 잘못된 나사 선택을 처벌하는 이유

잘못된 나사로 함께 고정된 두 개의 알루미늄 패널은 설치 당일에는 완벽하게 괜찮아 보일 수 있지만 18개월 후에는 녹이 슬고 움푹 들어간 구멍이 보일 수 있습니다. 알루미늄은 거의 모든 다른 일반적인 금속보다 패스너 문제를 더 많이 일으키며, 이는 "그냥 스테인리스를 사용하라"는 두 가지 문제로 요약됩니다.

첫 번째는 갈바닉 부식입니다. 알루미늄은 갈바니 계열의 양극 끝 부분에 높게 위치합니다. 즉, 습기가 있는 상태에서 더 귀한 금속(스테인레스 스틸, 황동, 구리)에 닿으면 알루미늄이 다른 금속을 보호하기 위해 희생됩니다. 갈바니 부식에 대한 SSINA의 기술 개요 알루미늄의 부식 속도는 정기적으로 전해질이 존재하는 음극 금속과 직접 결합되면 급격히 가속화된다는 점에 주목합니다. 이는 코팅되지 않은 나사가 습기찬 접합부에 앉아 있을 때 발생하는 상태와 정확히 같습니다.

두 번째 문제는 화학적이 아니라 기계적입니다. 알루미늄은 강철에 비해 부드럽기 때문에 나사산 프로파일이 잘못된 나사나 너무 큰 파일럿 구멍은 조인트가 정격 하중을 받기 훨씬 전에 벗겨집니다. 부식 해결과 벗겨짐 해결에는 서로 다른 결정이 필요하며, 이를 하나의 문제로 취급하는 것은 대부분의 나사 선택이 잘못된 부분입니다.

나사 재질을 알루미늄에 맞추기

알루미늄에 가장 안전한 재료는 알루미늄 그 자체입니다. 알루미늄 베이스 금속의 알루미늄 나사는 갈바닉 커플을 전혀 생성하지 않지만 일부 조인트에 필요한 강도를 교환합니다. 그 외에도 올바른 선택은 부하만큼 환경에 따라 달라집니다.

• 알루미늄 나사 — 갈바닉 위험이 없으며 가볍고 스트레스가 적은 어셈블리에 가장 적합합니다.
• 아연도금 탄소강 - 건조한 실내 사용에 허용됩니다. 아연 코팅은 알루미늄보다 먼저 희생되지만 시간이 지남에 따라 마모됩니다.
• 스테인레스강(304 또는 316) — 그 자체로는 강하고 내부식성이 있지만 알루미늄과 반응하므로 습한 환경이나 실외 환경에서는 절연이 필요합니다.
• 황동 또는 구리 — 알루미늄과 가장 공격적인 조합 중 하나입니다. 습기에 노출된 모든 응용 분야에서는 절대 사용하지 마십시오.

코팅되지 않은 탄소강은 완전히 배제할 수 있는 유일한 조합입니다. 갈바닉 작용으로 알루미늄을 부식시키고 자체적으로 녹이 슬어 양면이 동시에 파손됩니다.

알루미늄용 셀프 태핑 대 기계 나사

어떤 나사 유형이 맞는지는 알루미늄에 이미 나사산 구멍이 있는지 여부에 따라 다릅니다. 미리 절단된 스레드가 없는 얇은 알루미늄 시트, 압출 또는 튜브에는 다음이 필요합니다. 스테인레스 스틸 셀프 태핑 나사 , 구동 시 자체 나사산을 자르고 별도의 태핑 단계를 제거합니다.

알루미늄 부품에 이미 가공되거나 태핑된 구멍이 있는 경우(주조 하우징, 미리 형성된 채널이 있는 압출 프로파일 또는 반복적으로 분해 및 재조립해야 하는 어셈블리) 미리 태핑된 알루미늄 구멍을 위한 십자형 기계 나사 제거하고 다시 설치할 때마다 새로운 스레드 재료를 절단하지 않기 때문에 반복되는 사이클에 대해 더 잘 견딜 수 있습니다.

모터 근처의 인클로저, 모바일 장비의 패널 등 지속적인 진동이 발생하는 어셈블리의 경우 나사 유형을 다음과 함께 사용하십시오. 진동이 발생하기 쉬운 알루미늄 조립품용 스프링 와셔 조인트를 단단히 유지하기 위해 스레드 마찰에만 의존하는 것이 아니라.

파일럿 홀 크기 및 설치 기술

너무 작게 뚫은 파일럿 구멍은 첫 번째 설치 시 알루미늄 나사산을 벗겨냅니다. 너무 크게 뚫으면 나사가 적절한 유지력을 발휘하지 못합니다. 일반적인 목표는 알루미늄 셀프 태핑 나사의 작은 직경의 85~90%입니다. 이는 강철에 사용되는 비율보다 작습니다. 왜냐하면 알루미늄의 전단 강도가 낮기 때문에 구멍 주위에 균열이 발생하는 것을 방지하기 위해 약간 더 많은 여유 공간이 필요하기 때문입니다.

구멍 크기만큼 운전 기술이 중요합니다. 토크 리미터가 포함된 저속, 높은 제어력의 드라이버는 가장 흔히 발생하는 두 가지 설치 실패, 즉 너무 빠른 속도로 구동하여 크로스 스레딩을 하는 것과 알루미늄이 지탱할 수 있는 지점을 지나 과도한 토크를 가하여 벗겨진 스레드를 방지합니다. 경험상, 이렇게 부드러운 금속에서 적절한 인발 저항을 얻으려면 나사 직경의 최소 1.5배에 해당하는 나사산 깊이를 사용하십시오.

갈바닉 부식을 방지하기 위한 패스너 분리

강도를 고려하면 스테인리스 나사가 올바른 선택이지만 알루미늄을 교체할 수 없는 경우 절연을 통해 간격을 좁힐 수 있습니다. 이종 금속을 분리하기 위한 스테인리스강 평와셔 — 단독으로 사용되지 않고 나일론 또는 고무 슬리브와 함께 사용 — 먼저 갈바니 전지가 형성되도록 하는 직접적인 금속 간 접촉을 차단합니다.

와셔 외에도 나사산의 고착 방지 화합물이나 유전체 코팅이 두 번째 장벽을 추가하여 두 배의 효과를 발휘합니다. 이는 부식을 늦추고 스테인리스 나사가 알루미늄 나사산에 마모되는 것을 방지합니다. 이는 전기화학과 전혀 관련이 없고 마찰로 인해 스테인리스강이 달라붙는 경향과 관련된 모든 것과 관련된 별도의 문제입니다. Fastenal의 패스너 호환성 및 도금 참조 일반적인 금속 쌍에서 가장 잘 유지되는 코팅 조합을 제시합니다. 우리의 스테인레스강 평와셔 및 갈바닉 부식 방지 가이드 세탁기 선택 및 설치에 대해 더 자세히 다룹니다.

실외 알루미늄 조립품용으로 304와 316 중에서 선택

분리가 처리되면 남은 결정은 어떤 스테인리스 등급을 지정할 것인가입니다. 304는 저렴한 비용으로 일반적인 실내 및 약간 습한 사용을 보장하지만 염화물에 의한 공식 부식에 대한 저항성은 제한적입니다. 316은 합금에 몰리브덴을 첨가하여 염분 노출에 대한 저항성을 크게 향상시키고 해안, 해양 또는 제빙 소금 환경을 위한 표준 선택이 됩니다.

사진에서 구멍이 있는 304 나사는 시간이 지남에 따라 더 거칠고 반응성이 더 높은 표면을 형성하기 때문에 강철 대 강철 접합보다 알루미늄의 차이가 더 중요합니다. 이는 절연 조치를 통해 제어하려는 갈바닉 프로세스를 가속화합니다. 우리의 304와 316 스테인리스강 패스너의 상세한 비교 합금의 차이점과 각 등급이 유지되는 위치를 분석합니다.

알루미늄 조인트를 벗겨내거나 부식시키는 일반적인 실수

• 나사용으로 작은 크기의 파일럿 구멍을 뚫어 처음 설치 시 부드러운 알루미늄 나사산을 벗겨냅니다.
• 실외 또는 습한 환경에서 코팅되지 않은 스테인리스 또는 탄소강을 알루미늄에 직접 사용
• 특히 높은 토크 설정의 파워 드라이버에서 알루미늄 나사산이 고정할 수 있는 지점을 넘어서는 셀프 태핑 나사의 과도한 토크
• 조인트가 "물 근처에 있지 않기" 때문에 격리 와셔를 건너뛰고 주변 습도를 충분한 전해질로 무시합니다.
• 원래 나사산이 이미 절단되어 깨끗하게 다시 체결되지 않는 경우 분해 후 동일한 구멍에 셀프 태핑 나사를 다시 사용합니다.

대부분의 알루미늄 체결 실패는 근본적으로 잘못된 재료 선택이 아니라 이들 중 하나로 거슬러 올라갑니다. 이것이 바로 파일럿 홀, 토크 및 절연을 올바르게 확보하는 것이 스테인리스 등급만을 놓고 논쟁하는 것보다 더 중요한 이유입니다.