¿Qué son los tornillos de auto-perforación?

Los tornillos auto-drilling son sujetadores especializados que integran una punta de perforación con un cuerpo de tornillo roscado, lo que les permite crear su propio agujero piloto ya que se conduzcan en acero. La punta de perforación se asemeja a un taladro de giro en miniatura, y el tornillo está diseñado para cortar a través de acero y formar hilos en una sola operación.

La geometría de la punta de perforación determina el espesor máximo del acero que el tornillo puede penetrar. Los estilos de punta se estandarizan, con designaciones comunes como #2 (para el acero delgado hasta cerca 3/16 3/16 3⁄2 o 4,8 mm), #3 ( acero medio hasta 1/4 punto) o #5 (acero delgado hasta 1/2 tornillo del brazo o 12,7 mm).

Ventajas de tornillos auto-perforadores en el marco de acero

La adopción de tornillos auto-drilling ha transformado el montaje de la estructura de acero, ofreciendo una gama de beneficios que mejoran la velocidad y la fiabilidad estructural.

Eficiencia de instalación

Al eliminar la necesidad de los tornillos pre-drilling y auto-drilling reducen drásticamente el tiempo de instalación. Un trabajador único puede conducir cientos de tornillos por hora utilizando una arcilla eléctrica estándar con un embrague sensible al par. Esta eficiencia se traduce directamente en costos laborales más bajos y horarios de proyecto más rápidos, especialmente en tareas de encuadre repetitivo como la fijación de estiércol a los paneles de rastreo o de fijación.

Conexiones fuertes y consistentes

Los tornillos auto-drilling crean agujeros limpios, libres de rociar y forman hilos que agarran el acero con fuerza.El proceso de formación en frío de laminado de hilos (]no) en tornillos de alta calidad endurece el acero circundante, aumentando la resistencia de la articulación a la extracción y la encofrado. Cuando se selecciona correctamente para el espesor del acero, estos tornillos proporcionan conexiones que reboganar

Requisitos de habilidad reducidos

Debido a que el tornillo hace todo el trabajo de perforación e rosca, se necesita menos entrenamiento para los instaladores. El proceso es sencillo: colocar el tornillo, involucrar la arruga, y conducir hasta que la cabeza esté deslumbrada o sentada según las especificaciones. Esto reduce la dependencia de los soldadores o los operadores de perforación altamente cualificados y hace que el sistema sea accesible a una fuerza de construcción más amplia.

Ahorros de materiales y versatilidad

Los tornillos auto-drillantes se pueden utilizar a través de una amplia gama de medidores de acero, desde el calibre ligero (25 medidor, 0,018 pulg./0.46 mm) hasta los miembros estructurales pesados (7 medidores, 0.187 in./4.8 mm). Trabajan con el encuadre de acero de forma fría, techo de metal y desbloqueo de acero. Además, debido a que no se requiere pre-drilling, la flexibilidad de diseño es alta; se puede colocar los tornillos exactamente un

Tipos de tornillos auto-perforantes usados en el marco de acero

Existen varias clasificaciones basadas en estilo de punto, configuración de cabeza, diseño de hilos y recubrimiento. Entender estas diferencias es esencial para especificar el ayuno correcto para cada conexión.

Tipos de punto

  • Tipo A (o A-punto): Un punto afilado, no realmente auto-drillante, utilizado para acero muy delgado (hasta 1,2 mm). Se perfora en lugar de taladros. No recomendado para la mayoría de las conexiones de enmarcación de acero debido a la capacidad de perforación limitada.
  • Tipo B (o B-punto): Un punto rojizo con una pequeña punta de perforación, capaz de penetrar el acero hasta cerca de 3 mm (0.125 pulg.). Comúnmente utilizado para fijar los estrías de acero a las pistas en el encuadre de calibre ligero.
  • Type C (o punto C): El punto de auto-drillamiento estándar para las conexiones de acero estructural. Tiene una punta de perforación descalzada y puede manejar el acero hasta alrededor de 12 mm (0.5 in.). Los tornillos tipo C están disponibles en varias longitudes de taladro (por ejemplo, #2, #3, #5) para combinar el espesor.

Estilos de cabeza

  • Cabeza de arandela de alta hex: La más común para el encuadre de acero, proporcionando una superficie de rodamiento grande y una alta capacidad de par. La forma de hex permite un pedazo de arpilla para comprometerse de forma segura, reduciendo el deslizamiento de bits.
  • Cabeza contrachapada: Se utiliza donde se necesita una superficie de descarga, como en paredes de corte con vaina estructural o en techos de metal acabados. La cabeza se puede ocultar con una tapa o izquierda expuesta.
  • Cabeza oval: Proporciona un aspecto acabado de bajo perfil mientras todavía ofrece un área de rodamiento.

Protección de las rejas y la corrosión

  • Zinc plated: Estándar para ambientes interiores secos. Proporciona resistencia moderada a la corrosión.
  • Dicromato amarillo: Ofrece una mayor resistencia a la corrosión sobre el zinc, adecuado para áreas con exposición ocasional a la humedad.
  • ]Hot-dip galvanizado: Para aplicaciones exteriores o de alta humedad. Debe ser cuidadosamente seleccionado porque el recubrimiento de hot-dip puede llenar las flautas del punto de perforación, reduciendo el rendimiento de perforación.
  • Acero inoxidable: Mejor para entornos costeros, químicos o de procesamiento de alimentos. Los tornillos de acero inoxidable son más difíciles de conducir debido a la menor ductilidad, por lo que las herramientas adecuadas y la configuración de par son esenciales.

Aplicaciones de tornillos auto-perforantes en conexiones de acero

Los tornillos auto-drilling se utilizan en incontables tipos de conexión en el encuadre de acero. Las aplicaciones más comunes se detallan a continuación, junto con las especificaciones de tornillo típicas.

Conexiones de Stud-to-Track

En paredes de carga y de carga no carga, tornillos de auto-afilamiento sujetan cada punta de acero a las pistas superiores e inferiores. Los tornillos son típicamente #10 o #12 puntos de diámetro, Tipo B o C, con cabezas de arandela hexagonal. Una regla común es un tornillo en cada lado de la brida de escote en la parte superior y inferior. Para el interior de la pared seca, el espacio puede ser generalmente más grande; para aplicaciones estructurales

Conexiones de seguimiento a tráfico

Cuando se rebanan las secciones de pista o se conectan las pistas en las esquinas, los tornillos de auto-ruido proporcionan un montaje rápido. Los tornillos se conducen a través de ambas bridas de pista, a menudo con una fila de tornillos en el espaciamiento de 2 pulgadas para la fuerza. Para las pistas pesadas (por ejemplo, 12-gauge o 10-gauge), se utiliza un tornillo #14 o #12 con un punto #3 o #5.

Conexiones de freno y escobilla

El sujetador de correa de acero utilizado para la resistencia lateral está conectado a los clavos y las pistas con tornillos auto-drillantes. El patrón de tornillo debe diseñarse para desarrollar la capacidad de tensión total de la correa sin arrancar. Típicamente, los tornillos se colocan en un patrón estancado a lo largo de la correa, con distancia de borde y espaciamiento por código.

Mobiliario y accesorios de sustrato

Los tornillos auto-drilling se utilizan para fijar canales de encaje a sustratos de hormigón o acero. Para el envasado sobre la masonería, se puede utilizar un tornillo especializado que puede perforar a través del acero y el anclaje en hormigón, pero para el enrollamiento de acero a tallo, se aplican tornillos de auto-drillamiento estándar.

Conexiones de ojera en la falta de composite

En suelos de acero con cubierta de metal compuesto, se suelen soldar escamas de corte, pero los tornillos de auto-ruido pueden utilizarse como alternativa en ciertas aplicaciones. Estos tornillos especiales tienen una cabeza más grande y hilos más profundos para transferir el escaneo entre la cubierta y el hormigón. Requieren una instalación cuidadosa para asegurar el pleno compromiso y debe ser aprobado por el ingeniero.

Instalación de las mejores prácticas para tornillos auto-perforantes

La mala instalación es la principal causa de fallas de conexión con tornillos auto-drilling. Siguiendo estas prácticas garantiza un rendimiento fiable.

Seleccione el punto correcto y la longitud

Coincide con el tipo de punto de tornillo al espesor total de los materiales que se unen. Por ejemplo, un punto #2 es adecuado para unir dos piezas de acero de 18 calibres (0.048 in.). Para las pilas más gruesas, utilice un punto #3 o #5. La longitud de tornillo debe ser suficiente para proporcionar al menos tres hilos completos más allá de la superficie de acero más lejana.

Usa un Torque-Controlled Screwgun

El sobre-ajuste puede desmontar los hilos, aplastar el acero o romper el tornillo. La conexión desplegable deja una conexión. Una escopeta con un embrague ajustable sensible a la profundidad es esencial. Ponga el embrague para que la cabeza del tornillo se estreche con la superficie de acero (o ligeramente contrarrestada para tornillos de cabeza plana) sin fuerza excesiva.

Mantener la Perpendicularidad

El tornillo debe ser conducido perpendicular a la superficie de acero. Un tornillo angulante causa un compromiso de hilo desigual, reduce la resistencia de salida, y puede doblar o romper el bit. Use un soporte magnético de bits y mantenga la plaza de la pistola a la obra.

Seguir los requisitos mínimos de borde y espaciamiento

La distancia de borde es crítica para evitar la desgarro de acero. El American Iron and Steel Institute (AISI) Norte American Standard for Cold-Formed Steel Framing especifica distancias mínimas de borde basadas en el diámetro de tornillo y el espesor de acero. Típicamente, la distancia del centro del tornillo al borde del acero debe ser al menos 1,5 veces el diámetro del tornillo.

Cuenta para las asambleas de tiro

En paredes con resonancia de fuego, los tornillos deben ser del tipo y espaciamiento enumerados en el diseño de montaje. Usar un tornillo diferente puede invalidar la calificación de fuego. Las asambleas clasificadas comunes requieren tornillos de cabeza de hex con longitud mínima de rosca, y los tornillos deben ser completamente conducidos sin distorsionar el encuadre.

Inspección para asientos adecuados

Después de conducir, inspeccionar visualmente cada tornillo. La cabeza debe ser rociada, no se enterró en el acero (que reduce la fuerza de sujeción) o girando libremente arriba. Para la verificación de campo, se puede realizar una prueba de par al colocar una llave de par en el tornillo y comprobar que alcanza el par mínimo especificado sin falta.

Errores comunes para evitar con tornillos de perforación

  • Usando el tipo de punto equivocado para el espesor del acero. Esto conduce a puntas rotas, perforación incompleta o fuerza excesiva que avise el acero.
  • Conducir en un ángulo. Esto reduce el compromiso de los hilos y puede hacer que el tornillo se rompa por el lado del miembro del acero.
  • Conducir el tornillo. Una cabeza con contrapunto conducido demasiado profundo puede cortar a través del acero; una cabeza con hex con demasiada profundidad puede despojar los hilos o causar que el tornillo gire.
  • Recubrir recubrimientos incompatibles. Por ejemplo, los tornillos galvanizados en contacto con acero inoxidable en un entorno costero pueden causar corrosión galvánica.
  • Usando un controlador de impacto sin control de par. Los controladores de impacto pueden fácilmente sobre-ajustar o romper tornillos de auto-accionamiento. Se prefiere una destornillada con un embrague sensible a la profundidad.
  • No contabilizar el espesor de la pila. Cuando se aprieta múltiples capas, asegúrese de que el punto de tornillo puede perforar a través del espesor total más tolerancia a la brecha.

Consideraciones de código y desempeño

Los tornillos autodidactas utilizados en el marco estructural de acero deben cumplir con los códigos y estándares de construcción aplicables.En los Estados Unidos, el Código Internacional de Edificios (IBC) hace referencias AISI S100, Espección Norteamericana para el diseño de los miembros estructurales de acero fundido , que proporciona disposiciones de diseño para las conexiones destornilladas.

Para proyectos que requieran resistencia sísmica o eólica, se pueden realizar pruebas adicionales. International Code Council (ICC) publica criterios de aceptación (AC 317) para tipos de tornillos alternativos. Muchos fabricantes proporcionan informes de evaluación ICC-ES que enumeran cargas permitidas para sus productos en condiciones específicas. Los ingenieros deben verificar que el tornillo seleccionado tiene un informe de evaluación que cubre la aplicación prevista.

En zonas sísmicas se aplican requisitos especiales de ductilidad. Los tornillos autodidactantes en las conexiones de llanto deben tener suficiente compromiso de rosca para evitar fallos frágiles. Por lo general, el tornillo debe estar en plena conexión contra el acero, y los hilos no deben ser despojados. Para la disipación de energía, los tornillos utilizados en el sujetador sísmico pueden necesitar ser instalados con placas de respaldo o en un patrón que prevenga de de des.

La expansión térmica y la contracción generalmente no son una preocupación en el encuadre de acero interior porque los componentes y tornillos de acero tienen coeficientes similares. Sin embargo, en aplicaciones exteriores o donde se unen materiales disimilares (por ejemplo, acero a aluminio), se debe considerar la expansión. Los tornillos de acero inoxidable se recomiendan al unir aluminio al acero para reducir la corrosión galvanica.

Conclusión

Los tornillos de auto-conducción son una solución eficiente, rentable y fiable para las conexiones de acero cuando se seleccionan e instalan correctamente. Su capacidad para combinar perforación y ayuno en una operación minimiza el manejo de mano de obra y materiales, haciéndolos el ayuno de elección para la construcción de acero con forma fría.