금속 및 금속-목재에 셀프 태핑 및 셀프 드릴링 나사를 사용하는 방법

셀프태핑 vs. 셀프 드릴링 나사 : 시작하기 전에 차이점 이해하기

"셀프 태핑"과 "셀프 드릴링"이라는 용어는 종종 같은 의미로 사용되지만 설치 요구 사항이 서로 다른 두 가지 나사 설계를 나타냅니다. 어떤 유형을 가지고 있는지 알면 예비 구멍을 미리 뚫어야 하는지 여부가 결정됩니다.

• 셀프 태핑 나사 날카롭고 뾰족한 팁과 나사가 구동될 때 미리 뚫은 파일럿 구멍으로 결합 나사산을 자르는 경화된 나사산이 있습니다. 그들은 스스로 구멍을 뚫지 않습니다. 파일럿 구멍을 먼저 만들어야 합니다. 셀프 태핑 나사는 안내 없이 단단한 재료에 끝을 강제로 통과시키면 나사가 휘어지거나 부러지는 단단한 금속(연강, 스테인레스 스틸, 두께 3mm 이상의 알루미늄)에 적합한 선택입니다.
• 셀프 드릴링 나사 (Tek 나사 또는 드릴 포인트 나사라고도 함)에는 홈이 있는 드릴 비트 모양의 점이 있어 한 번의 작업으로 재료를 관통하고 나사산을 태핑할 수 있으며 파일럿 구멍이 필요하지 않습니다. 이 제품은 경량강용으로 설계되었습니다(일반적으로 최대 12~14게이지 / 2.5~3.0mm 나사 크기에 따라 다름) 및 얇은 알루미늄. 패키지에 찍힌 드릴 포인트 번호(Tek 1~Tek 5)는 최대 재료 두께 용량을 나타냅니다.

빠른 현장 확인: 팁이 두 개의 절단 플루트가 있는 작은 드릴 비트처럼 보이면 자체 드릴링입니다. 홈이 없이 끝이 뾰족한 끝부분으로 끝나는 경우 셀프 태핑이므로 금속에 예비 구멍이 필요합니다.

금속에 셀프 태핑 나사를 사용하는 방법: 단계별

금속에 셀프 태핑 나사를 올바르게 설치하려면 적절한 파일럿 구멍 크기, 올바른 드릴 속도 및 일관된 구동 기술이 필요합니다. 이러한 단계를 건너뛰거나 서두르면 스레드가 벗겨지거나 나사가 부러지거나 패스너가 느슨해집니다.

1. 올바른 파일럿 홀 직경을 선택하십시오. 파일럿 구멍은 나사의 주요(외부) 나사산 직경보다 약간 작아야 나사산에 재료를자를 수 있습니다. 구멍이 너무 크면 나사산 맞물림이 발생하지 않습니다. 너무 작으면 나사가 토크에 의해 부러집니다. 신뢰할 수 있는 출발점으로 파일럿 홀을 사용하십시오. 나사 주요 직경의 75~85% . 일반적인 크기의 경우: #8 나사(주 직경 4.2mm)에는 3.3~3.5mm 파일럿 구멍이 필요합니다. #10(4.8mm)에는 3.8~4.0mm 파일럿 구멍이 필요합니다. #12(5.5mm)에는 4.3~4.5mm 파일럿 구멍이 필요합니다.
2. 파일럿 구멍을 깨끗하게 뚫습니다. 연강에는 날카로운 HSS(고속강) 또는 코발트 드릴 비트를 사용하고, 스테인리스강 및 경화 합금에는 TiN 코팅 비트를 사용하십시오. 단단하고 꾸준한 압력으로 적당한 속도로 드릴하십시오. 가벼운 압력으로 빠른 속도로 드릴하면 비트가 절단되지 않고 스케이트를 타고 과열됩니다. 칩이 플루트에 쌓이기 전에 비트를 제거하십시오. 카운터싱크나 더 큰 드릴 비트의 모서리를 사용하여 구멍 가장자리의 버를 제거하십시오. 구멍 주위에 돌출된 버(burr)가 있으면 작업물이 수평으로 안착되지 않습니다.
3. 부품을 정렬하고 고정하거나 단단히 고정하십시오. 운전 중에 금속 패널이 쉽게 이동합니다. 나사를 삽입하기 전에 C-클램프, 잠금 플라이어(바이스 그립) 또는 도우미를 사용하여 스택을 단단히 고정하십시오. 나사를 조이는 순간 층 사이의 틈은 나사가 고정되면 영구적인 틈으로 남습니다.
4. 나사를 손으로 또는 저속으로 시작하십시오. 나사를 파일럿 구멍에 삽입하고 나사가 걸리는 느낌이 들고 금속에 끼워지기 시작할 때까지 가능하면 처음 몇 바퀴 동안 손으로 천천히 돌립니다. 나사산이 맞물리기 전에 높은 토크로 전원을 공급하면 즉시 구멍이 벗겨집니다.
5. 제어된 토크로 저속에서 중속으로 주행합니다. 드릴 또는 임팩트 드라이버를 여전히 나사를 구동하는 가장 낮은 토크 클러치 설정으로 설정하십시오. 나사가 자리를 잡으면 토크 설정을 더 낮추십시오. 과도한 토크는 나사가 방금 절단한 부드러운 금속 나사산을 벗겨냅니다. 머리가 틈 없이 표면에 꼭 맞고 주위에 눈에 띄는 재료 변형이 없으면 나사가 올바르게 설정된 것입니다.
6. 두껍거나 단단한 금속에는 윤활제를 사용하십시오. 나사산에 소량의 절삭유, 밀랍 또는 왁스 페이스트를 바르면 3mm보다 두꺼운 강철이나 모든 두께의 스테인리스강을 체결할 때 마찰열이 줄어들고 나사산 수명이 크게 늘어납니다.

금속 셀프 태핑 나사의 파일럿 구멍 크기 참조

자체 드릴링 금속 나사 설치 방법(예비 구멍 필요 없음)

셀프 드릴 나사는 드릴링과 나사 가공 단계를 결합하여 경량강에 설치를 단순화하지만 올바르게 작동하려면 셀프 태핑 나사와는 다른 기술이 필요합니다. 드릴 포인트는 좁은 속도 및 압력 범위 내에서만 제대로 작동합니다.

1. 재료 두께에 대한 나사의 드릴 포인트 등급을 확인하십시오. Tek 1 및 Tek 2 포인트는 총 스택 두께가 최대 약 3mm인 자재를 처리합니다. Tek 3는 최대 6mm를 처리합니다. Tek 4 및 Tek 5는 최대 12~16mm의 더 무거운 구조용 강철을 처리합니다. 두꺼운 강철에 작은 크기의 포인트를 사용하면 관통되기 전에 포인트가 무뎌져서 나사가 절반만 뚫린 구멍에서 회전하게 됩니다.
2. 중간 속도로 설정된 드릴이나 임팩트 드라이버를 사용하십시오. 셀프 드릴링 나사 필요 2,000~2,500RPM 드릴링 단계에서 효율적으로 절단합니다. 너무 느리면 포인트가 절단되지 않고 문지릅니다. 너무 빠르면 과도한 열이 발생하여 드릴 팁이 조기에 무뎌집니다. 셀프 태핑 나사와 달리 시작 시 속도를 원하고 나사산이 맞물릴 때 토크를 줄여야 합니다.
3. 단단하고 꾸준한 축 압력을 표면에 똑바로 적용하십시오. 드릴을 작업물에 수직으로 잡고 포인트가 관통할 때 일정한 힘으로 누릅니다. 드릴링 중에 나사를 흔들거나 기울이면 구멍이 고르지 않게 넓어지고 느슨하고 각진 나사 결합이 생성됩니다.
4. 드릴 포인트가 뒷면에서 완전히 나올 때까지 압력을 유지하십시오. 점이 돌파하면 저항에 뚜렷한 변화가 있습니다. 이 전환을 포기하지 않고 계속 누르십시오. 그렇지 않으면 점이 여전히 구멍 벽에 부분적으로 맞물려 있는 상태에서 돌파 직전에 나사가 멈출 것입니다.
5. 나사산이 맞물리면 속도와 토크가 줄어듭니다. 드릴 지점이 통과하고 나사산이 나사를 앞으로 당기기 시작하면 압력을 줄이고 토크를 줄여 과도한 구동을 방지합니다. 헤드는 와셔(있는 경우)가 원주 주위에 균일하게 압축된 상태에서 상단 재료에 꼭 맞게 장착되어야 합니다.
6. 올바른 좌석인지 확인하세요. 올바르게 설치된 셀프 드릴링 나사는 머리가 한쪽 면에 틈 없이 편평하게 놓여 있고(각진 설치를 나타냄) 머리 주위에 변형된 금속 돔이 솟아 있지 않습니다(과도한 토크를 나타냄).

셀프 태핑 금속-목재 나사: 설치 및 주요 고려 사항

금속-목재 셀프 태핑 나사는 금속 부품(판금 후레싱, 강철 브래킷, 금속 채널)을 아래의 목재 기판에 고정합니다. 하이브리드 디자인입니다. 상부 생크와 나사 피치는 금속층에 최적화되어 있고 하부 나사 형태는 목재 섬유를 고정합니다. 이 이중 재료 스택은 순수 금속 대 금속 또는 목재 대 목재 체결이 할 수 없는 설치 문제를 야기합니다.

금속-목재를 위한 파일럿 홀 전략

파일럿 홀 요구 사항은 두 레이어 간에 다릅니다.

• 금속층을 통해: 나사산 태핑 구멍이 아닌 나사의 주요 직경 크기의 예비 구멍(틈새 구멍)을 뚫습니다. 나사산이 아닌 금속층을 나사 생크에 고정해야 나사산이 아래 나무에 들어갈 때 두 재료가 단단히 당겨질 수 있습니다.
• 나무 레이어로: 파일럿 구멍을 사용 나사 주요 직경의 70~75% 단단한 나무(참나무, 단풍나무, 단단한 소나무)에서는 가장자리 근처에서 갈라지는 것을 방지합니다. 끝결에서 50mm 미만인 침엽수(가문비나무, 전나무, 소나무)의 경우 갈라짐을 방지하기 위해 60~70%로 사전 드릴링합니다. 보드 중앙 방향의 두꺼운 치수 목재(2× 스톡 이상)의 경우, 나사가 #10 이하이면 파일럿 구멍 없이 침엽수를 박을 수 있습니다.

금속-목재 연결을 위한 구동 기술

나사가 목재에 닿을 때까지 낮은 속도로 금속층을 통해 나사를 시작한 다음 속도를 약간 높여 목재에 박아 넣습니다. 나사가 금속 여유 구멍에서 덜거덕거리는 것을 방지하려면 아래쪽으로 일정한 압력을 유지하십시오. 이로 인해 나사가 커지고 조임력이 감소됩니다. 나사 머리가 단순히 금속 표면에 닿을 때가 아니라 금속 층이 눈에 보이는 틈 없이 목재에 단단히 당겨질 때 조인트가 완전히 조여진 것입니다.

금속-목재 응용 분야의 부식 호환성

이것은 금속-목재 체결에서 가장 간과되는 측면입니다. ACQ 처리(압력 처리) 목재에 아연 도금 또는 코팅되지 않은 탄소강 나사를 사용하지 마십시오. ACQ 처리 목재의 구리 화합물은 아연 및 일반 강철에 대해 부식성이 매우 높습니다. 나사는 짧은 시간에도 부식될 수 있습니다. 2~5년 실외 환경에서는 눈에 띄는 경고 없이 연결이 실패할 수 있습니다. 외부 또는 접지 접촉 금속-목재 연결에는 용융 아연 도금 스테인리스강(해양 환경의 경우 304 또는 316) 또는 특수 코팅된 ACQ 등급 나사를 사용하십시오.

마찬가지로 금속층이 알루미늄인 경우 탄소강 나사를 습한 환경에서 완전히 사용하지 마십시오. 강철과 알루미늄 사이의 갈바닉 부식은 습기에 노출된 경계면에서 가속화됩니다. 표준 관행으로 알루미늄 패널과 함께 스테인리스 스틸 나사를 사용합니다.

셀프 태핑 나사를 조일 때 발생하는 일반적인 문제 해결

올바른 기술을 사용하더라도 셀프 태핑 및 셀프 드릴 나사는 예측 가능한 방식으로 실패합니다. 원인을 신속하게 파악하면 패스너 낭비와 작업물 손상을 방지할 수 있습니다.

• 나사는 잡아당기지 않고 자유롭게 회전합니다(금속 셀프 태핑). 파일럿 구멍이 너무 큽니다. 나사산에는 맞물릴 부분이 없습니다. 새로운 위치에 다음 크기를 뚫거나 기존 구멍에 더 큰 나사를 사용하십시오.
• 구동 도중에 나사가 스냅됩니다. 파일럿 홀이 너무 작아서 헤드 시트 이전에 과도한 토크가 발생합니다. 파일럿 구멍을 0.1~0.2mm 더 크게 뚫습니다. 또한 금속 응용 분야에서 거친 목재 유형의 스레드를 사용하지 않는지 확인하십시오. 더 거친 피치는 동일한 게이지의 기계 스레드 또는 판금 스레드 나사보다 금속에서 훨씬 더 높은 토크를 생성합니다.
• 관통되기 전에 자체 드릴링 나사가 정지함(금속): 드릴 포인트가 무뎌졌거나 재료가 포인트 등급에 비해 너무 두껍습니다. 새로운 나사를 사용해 보고 재료 스택과 비교하여 Tek 등급을 확인하십시오. 두꺼운 강철에는 Tek 1이 아닌 Tek 3 또는 Tek 4 포인트를 사용하십시오.
• 헤드가 수평으로 안착되지 않음 - 나사가 한쪽으로 기울어짐: 설치 중에 드릴이 수직으로 유지되지 않았습니다. 나사를 제거하고(가능한 경우) 구멍의 버를 제거한 다음 드릴을 표면과 90° 각도로 유지한 상태로 다시 타공합니다. 각진 나사는 정격 인발 강도의 일부만 제공합니다.
• 머리 주위의 금속 패널이 갈라지거나 변형됩니다. 과도한 토크는 금속을 분쇄합니다. 토크 클러치 설정을 줄이고 와셔 헤드 나사를 사용하여 클램핑 하중을 더 넓은 베어링 영역에 분산시킵니다.
• 나사 드라이브는 처음에는 잘 작동하지만 시간이 지나면 느슨해집니다(금속 대 목재). 목재 수분 순환은 기질을 팽창 및 수축시켜 실 맞물림 영역을 점차 확대합니다. 더 큰 직경의 나사를 사용하거나 근처에 두 번째 패스너를 추가하십시오. 구조적 응용 분야에서는 목재의 나사산 구입에만 의존하는 대신 너트와 와셔를 사용한 관통 볼트 체결을 고려하십시오.