Болтов материал: Класс прочности болтов — ГОСТ 7798-70, маркировка, виды, обозначение

Класс прочности болтов — ГОСТ 7798-70, маркировка, виды, обозначение

Крепежные элементы, представленные на современном рынке в большом разнообразии, используются как для простого соединения элементов различных конструкций, так и для увеличения их надежности и способности переносить значительные нагрузки. От того, для каких целей планируется использовать эти элементы, зависит класс прочности болтов, которые необходимо выбрать.

Болт шестигранный оцинкованный с гайкой

Важность правильного выбора крепежа

Болты, выпускаемые современной промышленностью, могут значительно отличаться по классам своей прочности, что зависит преимущественно от марки стали, которая была использована для их изготовления. Именно поэтому выбирать болты, соответствующие тому или иному классу, следует исходя из того, для решения каких задач их планируется использовать.

К примеру, для соединения элементов легкой ненагруженной конструкции подойдут болты более низкого класса прочности, а для крепления ответственных конструкций, эксплуатирующихся под значительными нагрузками, необходимы высокопрочные изделия. Наиболее примечательными из таких конструкций являются башенные и козловые краны, соответственно, болты, отличающиеся самой высокой прочностью, стали называть «крановыми». Характеристики таких крепежных элементов, используемых для соединения элементов самых ответственных конструкций, регламентируются требованиями ГОСТ 7817-70. Такие болты делают из высокопрочных сортов стали, что также оговаривается в нормативном документе.

Крепежные элементы, как известно, бывают нескольких видов: болты, гайки, винты, шпильки. Каждое из таких изделий имеет свое назначение. Для их изготовления используются стали разных классов прочности. Соответственно, будет различаться и маркировка болтов, а также крепежных элементов других типов.

Классы прочности резьбовых крепежных изделий

Класс прочности гаек, винтов, болтов и шпилек определен их механическими свойствами. По ГОСТ 1759. 4-87 (ISO 898.1-78) предусмотрено разделение крепежных элементов по классам их прочности на 11 категорий: 3.6; 4.6; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9.

Правила расшифровки класса прочности болтов достаточно просты. Если первую цифру обозначения умножить на 100, то можно узнать номинальное временное сопротивление или предел прочности материала на растяжение (Н/мм²), которому соответствует изделие. К примеру, болт класса прочности 10.9 будет иметь прочность на растяжение 10/0,01 = 1000 Н/мм².

Умножив второе число, стоящее после точки, на 10, можно определить, как соотносится предел текучести (такое напряжение, при котором у материала начинается пластическая деформация) к временному сопротивлению или к пределу прочности на растяжение (выражается в процентах). Например, у болта класса 9.8 минимальный предел текучести составляет 8 × 10 = 80%.

Болт с цилиндрической головкой и внутренним шестигранником

Предел текучести – это такое значение нагрузки, при превышении которой в материале начинаются не подлежащие восстановлению деформации. При расчете нагрузок, которые будут воздействовать на резьбовой крепеж, закладывается двух- или даже трехкратный запас от предела текучести.

Высокопрочные болты, временное сопротивление у которых равно или больше 800 МПа, используются не только для крепления элементов крановых конструкций, но и при строительстве мостов, при производстве сельскохозяйственной техники, в железнодорожных соединениях и для решения ряда других задач. Высокопрочные болты соответствуют классу 8.8 и выше, а гайки — 8.0 и выше.

Параметром, который определяет, какой класс прочности будет у болтов, является не только марка стали, но и технология, по которой они изготовлены. Болты, относящиеся к категории высокопрочных, преимущественно изготавливаются по технологии высадки (холодной и горячей), резьбу на них формируют накаткой на специальном автомате. После изготовления они подвергаются термообработке, затем на них наносится специальное покрытие.

Болт с шестигранной головкой и фланцем

Автоматы по холодной и горячей высадке, на которых изготавливаются болты высоких классов прочности, могут быть различных марок, некоторые модели позволяют производить от 100 до 200 изделий в минуту. Сырьем для производства является проволока из низкоуглеродистой и легированной стали, содержание углерода в которой не превышает 0,4%.

Основными марками стали, используемыми для производства таких крепежных элементов, являются 10КП, 20КП, 10, 20, 35, 20Г2Р, 65Г, 40Х. Требуемые механические свойства этим высокопрочным болтам придаются и при помощи термической обработки, проводимой в электропечах, в которых создается специальная защитная среда (с ее помощью удается избежать обезуглероживания стали).

Разные типы болтов изготавливаются и из углеродистой стали, при этом получаются изделия, относящиеся к разным классам прочности. Применяя различные технологии изготовления и термическую обработку (закалку), из одной марки стали можно получать болты, относящиеся к разным классам прочности.

Рассмотрим, к примеру, сталь 35, из которой можно изготовить болты следующих классов прочности:

• 5.6 — болты изготавливают на токарных или фрезерных станках методом точения;
• 6. 6 и 6.8 — такие крепежные элементы изготавливают по технологии объемной штамповки, для чего используют высадочные прессы;
• 8.8 — такой класс прочности можно получить, если подвергнуть болты закалке.

Основные марки стали, применяемые при производстве болтов

Приведенная таблица позволяет ознакомиться с наиболее популярными марками сталей, используемыми для производства крепежных изделий. Если к характеристикам последних предъявляются особые требования, то в качестве материала изготовления выступают и другие марки сталей.

Классификация болтов, относящихся к категории высокопрочных, включает в себя узкоспециализированные изделия, используемые в отдельных отраслях промышленности. Характеристики таких узкоотраслевых крепежных элементов оговариваются отдельными нормативными документами.

Так, требования к высокопрочным болтам, головка «под ключ» у которых имеет увеличенные размеры, используемым при возведении мостов, оговариваются советским ГОСТ 22353-77 (ГОСТ Р 52644-2006 — российский стандарт). Прочность, указанная в этих нормативных документах, соответствует временному сопротивлению на разрыв (кгс/см²). Фактически этот показатель соответствует границам прочности.

Классификация болтов узкоспециализированного назначения также подразумевает их разделение по вариантам исполнения. Так, различают следующие категории болтов.

1. Виды болтов с исполнением «У», которые могут эксплуатироваться при температурах, доходящих до –40 градусов Цельсия. Что важно, буква «У» не указывается в обозначении таких изделий.
2. Изделия с исполнением «ХЛ», которые могут использоваться в еще более жестких температурных условиях: от –40 до –65 градусов Цельсия. В обозначении таких изделий указывается класс их прочности, после которого следуют буквы «ХЛ».

Параметры высокопрочных болтов

В таблице указаны параметры, которым соответствуют высокопрочные болты. Для того чтобы изготовить крепежные элементы с еще более высокими прочностными характеристиками, используются следующие сорта сталей: 30Х3МФ, 30Х2АФ, 30Х2НМФА.

Маркировка болтов по классу их прочности

Система маркировки болтов, значение которой можно посмотреть в специальных таблицах, чтобы определить, какой именно тип крепежа вам подойдет, разработана Международной организацией по стандартизации (ISO). Все стандарты, разработанные в советское время, а также современные российские нормативные документы, основываются на принципах данной системы.

Обязательной маркировке подлежат болты и винты, диаметр которых составляет более 6 мм. На крепежные изделия меньшего диаметра маркировка наносится по желанию производителя.

Маркировка не наносится на винты, имеющие крестообразный или прямой шлиц, а изделия, имеющие шестигранный шлиц и любую форму головки, маркируются обязательно.

Не подлежат обязательной маркировке также нештампованные болты и винты, которые изготовлены точением или резанием. Маркировка на такие изделия наносится только в том случае, когда этого требует заказчик подобной продукции.

Стандартное расположение маркировки на болтах

Местом, на которое наносится маркировка болта или винта, является торцевая или боковая часть их головки. В том случае, если для этой цели выбрана боковая часть крепежного изделия, маркировка должна наноситься углубленными знаками. Выпуклая маркировка по высоте не должна превышать:

• 0,1 мм – для болтов и винтов, диаметр резьбы которых не превышает 8 мм;
• 0,2 мм – для крепежных изделий, диаметр резьбы которых находится в интервале 8–12 мм;
• 0,3 мм – для болтов и винтов с диаметром резьбы больше 12 мм.

Геометрию различных видов резьбового крепежа регламентируют отдельные ГОСТы. В качестве примера можно рассмотреть изделия, выпускаемые по ГОСТ 7798-70. Такие болты с головкой шестигранного типа, относящиеся к категории изделий нормальной точности, активно используются в различных сферах деятельности.

ГОСТ 7798-70 оговаривает как технические характеристики таких болтов, так и их геометрические параметры. С материалами ГОСТ 7798-70 можно ознакомиться ниже.

Особенности соединения с помощью резьбы

1. Надежность за счет использования специальной метрической резьбы и универсальности профиля. Многочисленные исследования подтверждают, что при правильно выбранном классе прочности болта, а также моменте затяжки такое соединение выдерживает большие нагрузки, а также надежно защищено от самооткручивания.
2. Выдерживание поперечных и осевых нагрузок. Изготовленные из специальных марок стали, болты хорошо противодействуют нагрузкам в любом направлении.
3. Несложный монтаж и демонтаж конструкций. Несмотря на то, что спустя некоторое время открутить резьбовое соединение бывает непросто (из-за коррозии металла), с помощью специальных растворителей это сделать вполне реально.
4. Небольшая стоимость работ, которая значительно ниже затрат на сварку. Многие конструкции возводятся сегодня с использованием болтов, поскольку это требует меньше времени и сил.

Нужно отметить, что небольшим недостатком резьбового соединения можно считать сильную концентрацию напряжения в месте впадины профиля самой резьбы. По этой причине маркировка болта должна быть подобрана правильно, в точном соответствии с нагрузкой, которую испытывает деталь. Это позволит уменьшить риск как самооткручивания при слабой затяжке, так и разрыва гайки / срезания резьбы вследствие экстремального напряжения.

Болт лемешный с потайной головкой

Не нужно забывать, что сегодня также активно применяются всевозможные средства стопорения, включая контргайки и пружинные шайбы.

Виды резьбового крепления

Для выполнения резьбового соединения нужны как минимум две детали, одна из которых имеет наружную, а другая – внутреннюю резьбу. Существует несколько конструкционных разновидностей резьбы.

Болтовое

В соединяемых деталях сверлятся сквозные отверстия, после чего вовнутрь вставляется болт, который затягивается с другой стороны гайкой.

Винтовое

В таком типе соединения роль гайки выполняет сама деталь, в которой предварительно высверливается отверстие, затем наносится резьба, после чего с помощью болта или винта крепится другая деталь. Если применять саморезы, то сверлить предварительное отверстие не обязательно, поскольку деталь при закручивании сама автоматически делает резьбу.

С помощью шпилек

Один конец такой шпильки вворачивается в узловую деталь, а на второй специальным образом накручивается подходящая гайка.

Шпилька с ввинчиваемым концом

Как правильно затягивать и откручивать болт

Чаще всего при затяжке болтовых соединений на различных конструкциях в домашнем хозяйстве используются обычные гаечные ключи – торцевые, рожковые и накидные. Однако в таком случае точно определить момент затяжки тяжело, поэтому в промышленном производстве и ремонтных мастерских опытные слесари применяют специальные динамометрические ключи или пневматические гайковерты, главное достоинство которых – возможность выставлять требуемый уровень затяжки, зависящий от типа механизма.

Чтобы открутить болт, используют те же самые ключи, однако в старых конструкциях чаще всего болты сильно «прикипают» к гайке из-за коррозии. Для безопасного откручивания применяют несколько простых способов:

• использование проникающей смазки WD-40 аэрозольного типа;
• небольшое постукивание по ржавому болту молотком для разрушения ржавчины в профиле резьбового соединения;
• небольшой проворот гайки в сторону закручивания (всего на несколько градусов).

Резьбовые соединения применяются во многих конструкциях и механизмах, поскольку на практике доказали свою высокую надежность и эффективность. Правильно подобранный тип болта, закрученный на требуемый момент затяжки, способен справляться с нагрузкой на протяжении всего срока эксплуатации механизма.

Болты. Винты. Шпильки. Марки стали для них. Классы прочности.

Болты, винты и шпильки

Болты, винты и шпильки производятся из различных углеродистых сталей — разным сталям соответствуют разные классы прочности. Хотя, иногда можно из одной и той же стали изготовить болты различных классов прочности, используя при этом разные способы обработки заготовки или дополнительную термическую обработку — закалку.

Например, из Стали 35 можно изготовить болты нескольких классов прочности: класса прочности 5. 6 — если изготовить болты методом точения на токарном и фрезерном станке: классов 6.6 и 6.8 — получатся при изготовлении болтов методом объёмной штамповки на высадочном прессе; и класса 8.8 — если полученные перечисленными способами болты подвергнуть термической обработке — закалке.

Класс прочности для болтов, винтов и шпилек из углеродистых сталей обозначают двумя цифрами через точку. Утверждённый прочностной ряд для болтов, винтов и шпилек из углеродистых сталей содержит 11 классов прочности:

3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9

Первая цифра маркировки класса прочности болта обозначает 0,01 часть номинального временного сопротивления — это предел прочности на растяжение — измеряется в МПа (мегапаскалях) или Н/мм² (ньютонах на миллиметр квадратный). Также первая цифра маркировки класса прочности обозначает ≈0,1 часть номинального временного сопротивления, если Вы измеряете предел прочности на растяжение в кгс/мм² (килограммах-силах на миллиметр квадратный).

Пример: Шпилька класса прочности 5.8: Определяем предел прочности на растяжение

5/0,01=500 МПа (или 500 Н/мм²; или ≈50 кгс/мм²)

Вторая цифра обозначает 0,1 часть отношения предела текучести (напряжения, при котором уже начинается пластическая деформация) к номинальному временному сопротивлению (пределу прочности на растяжение) — таким образом для шпильки класса прочности 10.9 второе число означает, что у шпильки, относящейся к этому классу, минимальный предел текучести будет равен 90% от значения предела прочности на растяжение, то есть будет равен: (10/0,01)×(9×0,1)=1000×0,9=900 МПа (или Н/мм²; или ≈90 кгс/мм²)

Пример: Шпилька класса прочности 5.8: Определяем предел текучести

500х0,8=400 МПа (или 400 Н/мм²; или ≈40 кгс/мм²)

Значение предела текучести — это максимально допустимая рабочая нагрузка болта, винта или шпильки, при превышении которой происходит невосстанавливаемая деформация. При расчётах нагрузки на болты, винты или шпильки используют 1/2 или 1/3 от предела текучести, то есть, с двукратным или трёхкратным запасом прочности соответственно.

Классы прочности и марки сталей для болтов, винтов и шпилек

В таблице приведены самые распространённые в метизном производстве и рекомендованные марки сталей, но в различных особых случаях также применяются и другие стали, когда их применение продиктовано дополнительными требованиями к крепежу.

Значками помечено в таблице:

* применительно к номинальным диаметрам до 16 мм.

** применительно к номинальным диаметрам больше,чем 16 мм.

Существуют специальные стандарты на высокопрочные болты узкоотраслевого применения, имеющие свою градацию прочности. Например, стандарты на высокопрочные болты с увеличенным размером «под ключ», применяемые в мостостроении — так называемые «мостовые болты»: ГОСТ 22353-77 и российский стандарт ГОСТ Р 52644-2006.

Прочность болтов согласно этих стандартов обозначается значением временного сопротивления на разрыв (границы прочности) в кгс/см²: то есть, 110, 95, 75 и т.д.

Такие болты могут производиться в двух исполнениях:

• Исполнение У — для климатических областей с максимально низкой температурой до -40⁰С — буква У не обозначается в маркировке
• Исполнение ХЛ — для климатических областей с максимально низкой температурой от -40⁰С до -65⁰С — обозначается в маркировке на головке болта после класса прочности

В производстве высокопрочных болтов по данным стандартам используются также стали 30Х3МФ, 30Х2АФ и 30Х2НМФА. Применение таких сталей позволяет добиться ещё более высокой прочности.

Механические свойства болтов, винтов, шпилек, гаек.

Механические свойства болтов, винтов, шпилек, гаек по ГОСТ 17594 (ИСО 898/1)

Марки и механические свойства углеродистых и легированных сталей, применяемых для изготовления винтов, болтов и шпилек, приведены в табл. 1.

Таблица 1

В зависимости от механических свойств установлены классы прочности материалов, входящие в условные обозначения резьбовых деталей. Класс прочности обозначен двумя числами. Первое число, умноженное на 100, определяет величину минимального временного сопротивления σ_в в МПа, второе число, умноженное на 10, определяет отношение предела текучести σ_т к временному сопротивлению σ_в в процентах; произведение чисел определяет величину предела текучести в МПа; для класса прочности 3.6 значения механических свойств приблизительные.

Например, класс прочности 5.8 расшифровывается так:

σ_в = 5· 100 = 500 МПа,

σ_т/σ_в=8·10=80%
или
σ_т=5·8·10=400 МПа.

Материалы для болтов, винтов и шпилек с метрической резьбой от 1 до 48 мм по ГОСТ 1759.4 (ИСО 898/1)

В табл. 2 приведены рекомендуемые марки сталей и технологические процессы для изготовления крепежных деталей.

Таблица 2

Материал для гаек по ГОСТ 1759.5

В табл. 3 приведены рекомендуемые марки сталей и технологические процессы для изготовления гаек.

Таблица 3

Классы прочности гаек и болтов с метрической резьбой от 1 до 48 мм по ГОСТ 1759.5

В табл. 4 представлены рекомендуемые сочетания классов прочности сопрягаемых деталей для различных диаметров резьб. В специальных случаях крепежные детали могут изготовляться из коррозионно-стойких, жаропрочных, жаростойких сталей, а также из цветных сплавов. Класс прочности гаек обозначен числом, которое при умножении на 100 дает величину напряжения от испытательной нагрузки в МПа.

Как правило, гайки высоких классов прочности могут заменить гайки низких классов прочности. Такая замена рекомендуется для соединений болт гайка, напряжение в которых будет выше предела текучести, или напряжения от пробной нагрузки болта.

Соседние страницы

Механические свойства болтов и гаек различного класса прочности

Когда вы смотрите описания различных видов крепежа в нашем онлайн-каталоге или спецификации в магазине, то наверняка обращали внимание на характеристику под названием «класс прочности». Что это такое и какой от этой характеристики прок – узнайте в этой статье.

Самое грубое применение: чем ответственнее конструкция, в которой предполагается использовать болт или гайку, тем более прочным должен быть крепёж. Самые прочные крепёжные элементы используются при монтаже конструкций козловых и башенных кранов, поэтому такие болты так и называют – крановые.

Как понять, какая прочность у болта?

Все крепёжные элементы из углеродистой стали делятся на 11 классов прочности: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9. Это закреплено в стандарте ГОСТ 1759.4-87 (ISO 898.1-78), там можно посмотреть самую детальную информацию по этой теме. Класс прочности болта диаметром более 6 мм чаще всего маркируется на торцевой, реже — на боковой части головки. Вместе с классом прочности наносится и клеймо завода-изготовителя, обычно в виде буквенного кода или специального знака.

Что означают цифры класса прочности?

Первая цифра маркирует предел прочности (временное сопротивление) на растяжение. Чтобы узнать, какое растяжение может выдержать материал болта до разрушения, нужно первую цифру в маркировке умножить на 100. Если это, например, болт классом прочности 6.8, то предел прочности на растяжение для его материала 6*100 = 600 Н/мм² (ньютон на квадратный миллиметр сечения). Хотя чаще всего предел прочности на растяжение для разных материалов или конструктивных элементов измеряется не в этой величине, а в мегапаскалях (МПа). Например, в специальной литературе часто можно встретить упоминание о том, что при монтаже ответственных конструкций применяются высокопрочные болты с пределом прочности на растяжение 800 МПа и выше (классы прочности 8.8 и следующие)

Вторая цифра в классе прочности обозначает предел текучести. Это тот уровень предела прочности (временного сопротивления) на растяжение, при котором начинается необратимая пластическая деформация материала. Выражается он в процентах. Чтобы определить предел текучести, нужно вторую цифру в маркировке умножить на 10. Для того же болта классом прочности 6.8 предел текучести составляет 8*10 = 80% от предела прочности или 600*80% = 480 МПа. Проще говоря, при нагрузке на растяжение 480 МПа болт класса 6.8 уже начинает деформироваться и на это нужно обращать внимание при проектировании и монтаже конструкций.

Кроме того, по классу прочности болта можно определить и марку стали, из которой он сделан, и даже технологию изготовления. Так, простые болты классов 4.8 или 5.8 изготавливаются из Ст.10, а вот высокопрочные болты класса 8.8 — уже из Ст.35. Болты класса 5.6 вытачивают на токарном станке, классов 6.6 и 6.8 — штампуют, а 8.8 – ещё и закаливают.

Как понять, какая прочность у гайки?

В отличие от болтов, у гаек прочность обозначается одной цифрой. Всего 6 классов прочности гаек: 4, 5, 6, 8, 10, 12. Что означают эти цифры? Проще говоря, эта цифра соответствует первой цифре в маркировке тех болтов, с которыми эта гайка может использоваться. Например, гайка класса прочности 8 или 8.0 используется с болтами класса 8.8, а гайка класса 6 — с болтами классов 6. 6 или 6.8

В ответственных конструкциях применяются болты из нержавеющей стали. У них в маркировке отображается предельная прочность на разрыв в кГс/мм² ( 1 килограмм-сила ≈ 9,807 ньютонов) Используются всего три величины этого показателя: 50, 70 и 80. Кроме того, в маркировку включают марку стали. Таким образом, болт из нержавеющей стали с маркировкой А2-80 выполнен из нержавеющей аустенитной стали А2 с предельной прочностью на разрыв 80 кГс/мм² или примерно 785 Н/мм²

Что важно знать?

При проектировании и монтаже сборных конструкций нужно закладывать использование таких крепежных элементов, которые могут выдержать нагрузку, равную 2-3-кратной величине предельной нагрузке для этой конструкции. То есть если при проектировании конструкции расчетные нагрузки на резьбовое соединение составляют порядка 400 МПа, то в нем необходимо использовать высокопрочные болты класса 8. 8 и выше.

В компании «Юниформ-Металл» можно приобрести как обычные болты классов 4.6-5.8, так и высокопрочные болты классов 8.8-12.9. Кроме того, для монтажа в агрессивных средах есть болты и гайки из нержавеющей стали А2 и А4. Вся продукция сертифицирована, соответствует стандартам ГОСТ и DIN. Не испытывайте на прочность свою судьбу – используйте крепёж соответствующей прочности!

сталь 35, 40Х, 09Г2С, 12Х18Н10Т, 14Х17Н2, 20Х13 и др.

Компания ООО «РМК-Т» занимается изготовлением различного крепежа: от мелких винтов, до крупных шпилек, гаек и болтов. Самыми распространенными и самыми заказываемыми из всех видов болтов остаются болты с шестигранной головкой ГОСТ 7798-70 (ГОСТ 7805-70, DIN 931, DIN 933). Болты из обычной стали (сталь 20) всегда имеются в наличии на складе ООО «РМК-Т» в больших объемах. Существуют также заказные позиции болтов из различных сталей, которые изготавливаются постоянно под нужды клиентов. Наша компания предлагает изготовление в больших и малых объемах болтов ГОСТ 7798-70 (и его всевозможные аналоги), и имеет возможность производить болты по низким ценам в комплекте с гайками и шайбами той же марки стали. Для ускорения сроков проиводства наша компания всегда держит в запасе гайки и шайбы из сталей 09Г2С, 40Х, 12Х18Н10Т, 20Х13 и 14Х17Н2 по ГОСТ 5915-70 и ГОСТ 9064-75 популярных диаметров.

Различные стали используются в разных условиях. Болты ГОСТ 7798-70 в комплекте с гайками и шайбами из стали 09Г2С (кратко называют болты 09Г2С, болты ГС) часто применяются в условиях крайнего севера при температурах до -60С. Сталь 09Г2С в сыром виде в большинстве случаев имеет высокую твердость (как правило она достигает 265 HB — единиц твердости по Бринеллю), поэтому она столь популярна при ответственном северном строительстве. 

Болт из стали 40Х в комплекте с гайкой отлично подойдет для закалки до любого из классов прочности (8. 8, 10.9, 12.9), что также делает болты 40Х одними из наиболее популярных, поэтому они применяются в ответственных металлоконструкциях, где требуется исключительная твердость и надежность.

Болты 12Х18Н10Т обладают отличными свойствами: корозионной стойкостью, жаропрочностью (применяются от -196С до +600С), а также устойчивостью практически ко всем агрессивным кислотным средам. Такие свойства позволяют использовать эти болты во многих сферах деятельности с высокими требованиями для применения. Болты из нержавеющей стали 12Х18Н10Т обходятся в среднем в несколько раз дороже болтов из черных сталей 35, 40Х или 09Г2С, поэтому иногда их заменяют болтами из стали по европейскому аналогу марки А2. Болты из нержавейки А2 по свойствам несколько хуже отечественных болтов из стали 12Х18Н10Т, но изготавливаются Европой и Азиатскими странами в больших объемах и достаточно распространены, что делает их, соответственно дешевле. Гайки и шайбы стали 12Х18Н10Т и стали А2 имеются в наличии на нашем складе.

Также компания ООО «РМК-Т» на постоянной основе занимается изготовлением болтов, шпилек, гаек и шайб из других нержавеющих сталей: 20Х13, 14Х17Н2, 20ХН3А, 25Х1МФ (25Х2М1Ф) и прочих, по требованию заказчика. Основные диаметры: М5, М6, М8, М10, М12, М14, М16, М18, М20, М22, М24, М27, М30, М33, М36, М42 и М48, длина до 1500 мм

Марка стали фундаментных болтов | БАШМЕТИЗ

Главная » Техподдержка » Статьи » Фундаментные болты с точки зрения климатического районирования России

В данной статье мы  хотим поднять проблему выбора марок стали для различных климатических зон. Все технические параметры, на которые мы будем опираться, описаны в ГОСТ 24397.0-80, ГОСТ 24379.1-80 Болты фундаментные. Общие технические условия. Конструкция и размеры.

Коллектив ЗАО «Башметиз», принимая заказы на поставку фундаментных болтов, очень часто сталкивается с ситуацией, когда запрашиваемые по проекту материалы не соответствуют той или иной климатической зоне. Например,  строительство ведется в умеренной климатической зоне II₄ и выше, а в проекте заложены материалы 09Г2С, несмотря на то, что в ГОСТе 24379.0-80 п.п. 2.2. прямо указывается на целесообразность применения данной стали только при диаметрах свыше d-56 мм, а для меньших диаметров только при технико-экономическом обосновании (см рис. внизу страницы). Кроме того, гайки и муфты для этих болтов необходимо изготавливать из той же марки стали (пункт 2.6).

Принимая во внимание то, что

• ·       сталь 09Г2С примерно на 10% дороже чем ст20
• ·       гайки из 09Г2С дороже в несколько раз

можно предположить рост расходов на фундаментные болты примерно на 12-13%. Необходимо учитывать тот факт, что в России нет высадочных производств промышленного масштаба по изготовлению гайки из стали 09Г2С (фактически ее повсеместно вытачивают). Трудоемкий процесс приводит к существенным временным и финансовым потерям.

Вот ещё одна часто встречающаяся ситуация: по проекту шайбы должны быть изготовлены из определенной марки стали, хотя и здесь в п. п.2.7 ГОСТа 24397.0-80 есть четкое указание: «Шайбы и заглушки следует изготовлять из стали марки 20 по ГОСТ 1050-88 или марки С235 по ГОСТ 27772-88…»

Также периодически возникают ситуации, при которых заказчик настаивает на поставке фундаментных болтов только из той марки стали, которая указана в проекте (например ст/3кп), однако в ГОСТ 24937.0-80 сказано в п.п. 2.2.1 «Шпильки болтов допускается изготавливать из сталей других марок механические свойства которых не ниже свойств сталей марок, указанных в табл.1.» (приводим ниже). Т.е., если механические свойства стали выше той, что указана в проекте, ее можно использовать для производства. 

Таблица 1

_______________________

* Для крепления строительных конструкций и оборудования, если это предусмотрено Общесоюзными нормами технологического проектирования (ОНТП).

** Для болтов диаметром до 24 мм включ.

*** Для болтов диаметром до 48 мм включ.

^*4  Для болтов диаметром 56 мм и более; для меньших диаметров — при технико-экономическом обосновании.

Знак «+» означает, что категорию стали и требования к ней указывать в проекте не следует; знак «-» означает, что данную марку стали в указанном климатическом районе принимать не следует.

Для просмотра карты во весь экран, кликните на изображении, картинка откроется в новой вкладке.

Высокопрочный болт ГОСТ 7798-70 технические характеритики

Как бы ни развивались техника и технологии, основным средством создать разъемное соединение были и остаются болты. Со времен Промышленной революции и по сей день они широко применяются во всех областях экономики: в машиностроении, в приборостроении, в энергетике, на транспорте, в сельском хозяйстве, в добывающей промышленности и т.д.

Болты воспринимают усилия среза, растяжения и изгиба, а потому эффективны для соединения различных деталей – фланцев, пластин, брусьев. Этот крепеж незаменим в случаях, когда:

• необходимо создать разъемное соединение;
• невозможно создать сварное соединение;
• материал деталей не позволяет нарезать в них резьбу;
• материал деталей не способен обеспечить достаточную прочность и долговечность резьбы.

ГОСТ 7798-70 определяет размеры и основные рабочие характеристики шестигранных болтов.

Болт ГОСТ 7798-70 – это стержень с метрической резьбой и шестигранной головкой, материалом которого служит сталь марок 10, 20, 10 кп, 20кп, 35, 30ХР, 40Х. Диаметр резьбовой части находится в пределах от 6 мм (М6) до 48 мм (М48).

Болт шестигранный ГОСТ 7798-70 должен соответствовать нормальной точности (классу В) и классам прочности 4,8; 5,8; 6,8; 8,8; 10,9. Первая цифра класса прочности – это 1/100 предела прочности на разрыв (в МПа). Вторая цифра – отношение предела прочности к пределу текучести, умноженное на 10. Таким образом, класс прочности позволяет судить о наиболее существенных рабочих характеристиках данного вида крепежа.

Болты, имеющие предел прочности 800МПа и выше, называются высокопрочными. Они воспринимают высокие статические и динамические напряжения. Болт высокопрочный способен одинаково надежно работать в агрессивных средах, при высокотемпературных нагрузках и в условиях низких температур. Материалом для этого крепежа служит сталь марок 30ХР, 40Х. Используют его в металлургии, в химической, фармацевтической промышленности, для работы на Крайнем Севере и во всех случаях, когда необходимо обеспечить высокую прочность соединения.

Болт ГОСТ 7798-70 может иметь резьбу с мелким или крупным шагом. Наибольшее распространение имеет резьба с крупным шагом, поскольку на ее точность в меньшей степени влияют погрешности изготовления.

В то же время, резьба с мелким шагом обеспечивает более высокую прочность резьбовой части стержня без снижения прочности резьбы. И, кроме того, мелкошаговая резьба по сравнению с крупношаговой имеет более высокую надежность самоторможения. Все вместе работает на увеличение надежности соединения.

Bolt Depot — Выбор материалов для крепежа

Общий

Крепежные элементы производятся из самых разных материалов.
от обычной стали до титана, пластика и других экзотических материалов.
Многие материалы далее разделены на различные классы для описания конкретных смесей сплавов, процессов упрочнения,
и т.д. Кроме того, некоторые материалы доступны с различными
покрытий или покрытий для повышения коррозионной стойкости
или изменить внешний вид застежки.

Материал застежки может иметь значение при выборе застежки.
из-за различий между материалами по прочности, хрупкости,
коррозионная стойкость, гальванические коррозионные свойства и,
конечно, обошлось.

При замене крепежа, как правило, лучше всего подобрать то, что
вы заменяете.Замена болта на более прочный — это
не всегда безопасно. Более твердые болты имеют тенденцию быть более хрупкими и
может не работать в определенных приложениях. Также есть некоторое оборудование.
спроектирован так, что болты выйдут из строя раньше, чем подорожают
или повреждены важные элементы. В некоторых средах, например
соленая вода, гальваническая коррозия также должна быть учтена при замене
крепежные материалы.Для получения дополнительной информации см. Наш О
Страница «Гальваническая коррозия».

Материалы

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь — это сплав низкоуглеродистой стали и хрома для улучшения коррозионных характеристик. Нержавеющая сталь обладает высокой устойчивостью к коррозии по цене. Поскольку металлу присущи антикоррозионные свойства, он не потеряет этого сопротивления, если поцарапается во время установки или использования.

Распространено заблуждение, что нержавеющая сталь прочнее обычной стали. Фактически, из-за низкого содержания углерода многие сплавы нержавеющей стали нельзя упрочнить посредством термической обработки. Таким образом, по сравнению с обычной сталью нержавеющие сплавы, используемые в болтах, немного прочнее, чем нержавеющая сталь.
незакаленная сталь (класс 2), но значительно более прочная, чем крепежные детали из закаленной стали.
Если не соблюдать особую осторожность, крепеж из нержавеющей стали подвержен заклиниванию.
во время установки возникло явление, известное как истирание .

Большинство крепежных изделий из нержавеющей стали обладают гораздо меньшей магнитной способностью, чем крепежи из обычной стали, хотя некоторые марки могут быть слегка магнитными.

18-8 Нержавеющая сталь

18-8 относится к любой нержавеющей стали, содержащей приблизительно 18% хрома и 8% никеля. Это наиболее распространенное обозначение фурнитуры из нержавеющей стали. Для получения информации о свойствах материала из нержавеющей стали 18-8 см.
Материал
Таблица идентификации сортов и свойств.

Нержавеющая сталь 316

Марка нержавеющей стали с высокой коррозионной стойкостью. Идеально подходит для соленой воды и хлорной среды. Дороже 18-8.

Нержавеющая сталь 410

Нержавеющий сплав, который тверже нержавеющей стали 18-8, но не так устойчив к коррозии.

Сталь

Сталь — самый распространенный крепежный материал.Крепеж стальной
доступны как гладкие, так и с различной обработкой поверхности
таких как цинкование, гальванизация и хромирование.

Стальные крепежные детали обычно доступны в 4-х классах: Grade 2, Grade 5, Grade 8 и легированной стали. Многие
другие сорта существуют, но используются гораздо реже. Оценка
2, 5 и 8 обычно покрываются слегка голубоватым или желтым цинком.
покрытия, или оцинкованы, чтобы противостоять коррозии.

Определение марки болта

Болты обычно маркируются на головке, чтобы показать
какого они сорта болта. Для списка наиболее распространенных
маркировку см. в нашем материале
Таблица идентификации сортов и свойств. Обратите внимание, что помимо марки, многие болты также имеют марку производителя.

2 класс

Марка 2 — это сталь стандартного качества для оборудования.Это
самый распространенный сорт стального крепежа и самый дешевый.
Болты Grade 2 не имеют маркировки головки, за исключением возможной марки производителя.

сорт 5 / сорт F

Болты класса 5 закалены для повышения прочности и
наиболее распространенные болты, используемые в автомобильной промышленности.
Болты класса 5 имеют 3 равномерно расположенные радиальные линии на головке.

Марка F примерно эквивалентна классу 5. Гайки класса F используются с болтами класса 5.

сорт 8 / сорт G

Болты класса 8 закалены больше, чем болты класса 5.
Таким образом, они более прочные и используются в сложных приложениях.
такие как автомобильные подвески. Болты класса 8 имеют 6 равномерно
разнесенные радиальные линии на голове.

Класс G примерно эквивалентен Grade 8. Гайки Grade G используются с болтами Grade 8.

Легированная сталь

Болты из легированной стали изготавливаются из высокопрочного стального сплава.
и подвергаются дальнейшей термообработке. Болты из легированной стали обычно
без покрытия, в результате получается матово-черный цвет.Легированная сталь
болты очень прочные, но очень хрупкие.

Силиконовая бронза

Кремниевая бронза, которую часто называют просто бронзой, является
сплав, состоящий в основном из меди и олова с небольшим количеством
кремний. Бронза используется в основном в морской среде.
В конструкции деревянных лодок он предпочтительнее нержавеющей стали.
и повторное крепление благодаря превосходной коррозионной стойкости,
и над латунью из-за ее более высокой прочности.Бронза похожа
до меди по цвету, а также иногда встречается при обработке дерева
где он используется для его внешнего вида. Главный недостаток
бронза — это дороговизна.

Латунь

Латунь — это сплав меди и цинка. Латунь очень
устойчивы к коррозии и электропроводны. Тем не мение,
его использование в качестве застежки несколько ограничено из-за его относительного
мягкость.Он используется в первую очередь для его внешнего вида.

Алюминий

Алюминий — легкий, мягкий, устойчивый к коррозии металл. Как и нержавеющая сталь, материалу присуща коррозионная стойкость. Следовательно, царапины и вмятины не повлияют на коррозионную стойкость.

Крепежные детали изготавливаются из различных алюминиевых сплавов с добавлением таких элементов, как марганец, кремний, железо, магний, цинк, медь и кремний для повышения прочности и температуры плавления.

Заклепки часто изготавливаются из алюминиевых сплавов серии 5000, в которых в качестве основного легирующего элемента используется магний.

Покрытия

Оцинковка

Многие стальные крепежные детали имеют гальваническое покрытие цинком для лучшего качества.
устойчивость к коррозии. Оцинкованные крепежные изделия
иметь блестящий, серебристый или золотистый вид, называемый прозрачным
или желтый цинк соответственно.Они довольно устойчивы к коррозии
но ржавеет, если покрытие будет разрушено или подвергнется воздействию
морская среда.

Горячее цинкование

Гальванизация — это еще одно покрытие, включающее нанесение
слой цинка. Горячее цинкование дает самую толстую
возможное покрытие металла, что приводит к сильной коррозии
сопротивление.Из-за толщины покрытия горячего погружения
оцинкованные болты несовместимы с другими гайками. Оцинкованный
гайки имеют резьбу немного больше, чем другие гайки, чтобы приспособить
это покрытие.

Крепежные изделия из горячеоцинкованной стали часто используются на открытом воздухе, особенно в прибрежных зонах.
среды.

Хром

Крепежные детали хромированы и отполированы для внешнего вида.Хромирование
обеспечивает аналогичную коррозионную стойкость с цинковым покрытием. В
Главный недостаток полированного хрома — его дороговизна. Если больше
требуется коррозионная стойкость, нержавеющая сталь может быть хромированной
покрытие, предотвращающее любую коррозию в случае проникновения хрома.

Марки, прочность и материалы болтов

Расшифровка марок и материалов крепежа

Прокрутите вниз, чтобы продолжить чтение

Боб: Привет, добро пожаловать в раздел «Крепеж округа Олбани — крепежные детали 101».Я Боб, и сегодня мы поговорим о различных марках и типах болтов. Давайте начнем.

У меня есть множество различных материалов. Я хочу сначала просмотреть материалы и провести им магнитный тест. Итак, у меня есть магнит, чтобы показать вам. Итак, сначала у меня есть нержавеющая сталь 316, вот эта, у меня нержавеющая сталь 18-8, винт с шестигранной головкой из латуни и винт с шестигранной головкой из силиконовой бронзы, он оцинкован горячим способом, это простой класс восемь или лучше оцинкованный винт с шестигранной головкой, другой цинковый винт с шестигранной головкой, но другого сорта, так что это всего лишь стандартный сорт, но я пройдусь по классам через секунду, и у меня есть желтый оцинкованный класс 8 (винт с шестигранной головкой ).Я просто хочу провести их магнитный тест, чтобы вы могли убедиться, что некоторые из них намагничены, а другие нет.

Это нержавеющая сталь марки 316, и в этой ситуации магнит не тянет. Как видите, это модель 18-8, у которой очень мало тяги. Немногое, но есть какое-то частичное магнитное поле. Это латунь. У латуни вообще нет магнитного поля. Это кремниевая бронза. Это также, как вы знаете, используется в тяжелых условиях соленой воды, например, на лодках. Этот предмет изо дня в день часто используется для застежек в морской воде.Никакого магнитного притяжения. Это винт с шестигранной головкой, оцинкованный горячим способом. Итак, это легированная сталь, на которую просто нанесено горячее цинкование (цинк). Вы можете получить приличную коррозионную стойкость из этого, и вы можете видеть, что магнит прилипает прямо к нему. Уровень 8. Это просто простой болт класса 8. Намагниченный. Оцинковка или гальваника. Еще одна оцинкованная, а затем восьмая степень. Вы можете видеть, что все они обладают сильным магнетизмом.

Я просто хочу пройтись по различным классам, которые у нас есть. Это винт с шестигранной головкой класса 8.Вы можете сказать это по отметинам на голове, но я покажу вам еще лучшую. Это большой болт класса 8, и на нем видна маркировка. Эти отметки на этой головке обозначают эти 1-2-3-4-5-6 косые черты, которые вы видите здесь, эти косые черты указывают на то, что это болт 8 класса.

Эти буквы, которые вы видите, являются маркировкой производителя, поэтому они могут идентифицировать, если болт выйдет из строя, они могут определить, является ли это их болт или нет.
Обычно восьмая марка покрывается желтым цинком.Вы видите этот болт, он покрыт желтым цинком. Обычно это восьмой сорт, нагретый до температуры 800 градусов. Они очень часто используются в ситуациях, когда вам нужен очень прочный болт.

У меня вот болт 5 ранга. Вы можете увидеть эти три косой черты. Итак, три надреза на болте пятой категории. Вы снова увидите эти буквы; это снова буквы производителей. Вы можете увидеть оценку 8.

Вот как вы заметите разницу. Что вы покупаете. Когда вы выходите на улицу и ищете болт 5-го класса, вы всегда ищете три прорези на болте.Это стандарт в отрасли.

Это болт второго сорта. На этом болте 2-го класса нет ни маркировки, ни косых черт. Единственное, что вы здесь увидите, — это инициалы производителя или их буквы.

Это болт из конструкционной стали, или его называют конструкционным болтом. Вы можете приобрести конструкционные болты, конструкционные шайбы и конструкционные гайки из сплава A325 (сплав), у них есть гайки 520, я думаю, 524 или 536, но это конструкционный болт, используемый в конструкционной стали.Они обычно попадают в ASTM A193, которые обычно нагреваются где-то около 1600 градусов и обрабатываются таким образом, но я бы отослал вас к ASTM. Они также, как вы знаете, просты и промаслены. Это единственный способ, которым они, о, извините, они также бывают горячеоцинкованными, но чаще всего используются масляные покрытия.

Что касается оценок, я показывал вам их, большинство простых болтов, кроме конструкционных, будут иметь маркировку 8-й степени. У нас восьмой класс или выше, и именно так они обозначены на нашем веб-сайте, как восьмой класс или выше, и вы увидите порезы 8-го класса на голове.Это будет означать, шесть косых черт укажут, что это болт класса 8, и он был обработан, термообработан насквозь, поэтому его достаточно сложно не сломать для вас.

Я уже говорил с вами раньше, горячеоцинкованные болты обычно представляют собой болты 2-го класса, их обрабатывают и окунают в ванну с горячим цинкованием, вынимают из ванны и затем сливают.

Кремниевая бронза, как я уже сказал, в основном используется на лодках, в морской воде, они используют электрические панели по разным причинам.Это очень часто встречается в таких приложениях.

Латунь снова используется в водопроводе и горячей воде, они обычно не обладают большой прочностью. Вы обнаружите, что это стандартные болты типа 2 или аналогичные болтам типа 2.
18-8 нерж. Во время обработки они обычно нагреваются примерно до 650 градусов. Они могут варьироваться от второго до пятого в зависимости от производителя.
Это нержавеющая сталь марки 316, которая обычно используется в агрессивных средах.

Итак, кремниевая бронза состоит из меди, кремния и других сплавов: олова, цинка, железа, магния, что делает их устойчивыми к коррозии для морских и пресноводных применений, и они используются в электрических панелях, как я уже говорил вам.

Здесь вы найдете легированную сталь. Легированная сталь производится из высокопрочного стального сплава, прошедшего термообработку, так что это будет восьмая марка. Это все сплавы. Сорт 8 подвергается термообработке.

Они, со временем, чтобы вы знали, имеют цинковую отделку и совсем не обладают длительной стойкостью к ржавчине.

Горячеоцинкованная легированная сталь с покрытием. Их окунают в расплавленный цинк. Обычно они должны иметь более толстую нить. Вы не можете использовать цинковую гайку с гайкой, оцинкованной горячим способом, она просто не будет работать должным образом, и у вас возникнут проблемы. Итак, из-за процесса горячего цинкования (цинк) настолько толстый, что им приходится регулировать резьбу, чтобы они должным образом покрыли резьбу. Горячее цинкование обеспечит устойчивость к ржавчине.

Я просто хотел поговорить о латуни, это цельная латунь, а в случае твердой латуни — медь и цинк.Есть латунь, в которой используется свинец. Сегодня свинец используется во многих, многих изделиях из латуни. Вот почему в Калифорнии есть подпорка 65 (предупреждение), в которой мы должны предупредить, что это может быть злокачественная опухоль. Мы обращаем на это всеобщее внимание применительно к латуни. Латунь — это не всегда то, что говорят или называют твердым продуктом.

Я просто хотел обратить на это ваше внимание и рассказать вам о различных марках и различных покрытиях, а также о различных используемых металлах, и я просто хочу осветить различные термические обработки.Итак, с оценкой 8 это подпадает под SAE J429. Вы можете посмотреть это в Google. Просто погуглите, и вы найдете всю информацию, касающуюся обращения с болтом 8-го класса. Болт класса 5 подпадает под ASTM 574. Класс A325 также подпадает под спецификации ASTM, и вы можете найти их в Google, чтобы получить дополнительную информацию.

Это наше видео на сегодня.

Выбор материала крепежа и марки болтов

Крепежные детали бывают самых разных спецификаций, но независимо от того, планируете ли вы использовать болт, винт, заклепку, штифт, зажим или какой-либо тип самозажимного оборудования, выберите материал, подходящий предполагаемое приложение — важная проблема.Например, выбор крепежа из стали, а не из алюминия, может сильно повлиять на качество и продолжительность соединения, которое оно образует. Множество факторов, таких как условия окружающей среды, наличие коррозионных элементов, требования к физическим нагрузкам и общая структурная стабильность, могут аналогичным образом влиять на эффективность материала.

Типы застежек

Изображение предоставлено: Shutterstock / APPOLLOMAN

Большинство промышленных крепежных изделий производится из алюминия, латуни, некоторых синтетических неметаллов, а также различных марок стали и нержавеющей стали.Кроме того, такие металлы, как титан, также ценны для изготовления крепежных изделий, хотя они имеют очень специфическое применение в узком диапазоне областей. Обычно о материалах крепежа судят по их механическим свойствам, возможности обработки после изготовления, рентабельности и нескольким другим второстепенным критериям. Вы также можете сделать их на заказ в соответствии с вашими потребностями.

Крепежные детали стальные

Сталь является наиболее часто используемым материалом в производстве крепежных изделий, составляя почти 90 процентов всех крепежных изделий, производимых ежегодно.Популярность этого металла обусловлена ​​его высокой формуемостью в сочетании с прочностью на разрыв и долговечностью. По сравнению с другими металлическими материалами, производство стали также относительно недорогое. Его часто обрабатывают цинком или хромированием, но его также можно формовать без какой-либо обработки поверхности.

Болт из углеродистой стали марки

Углеродистая сталь — наиболее распространенный вид стали, используемой при производстве крепежных изделий. Марки 2, 5 и 8 обычно являются стандартом для винтов и болтов на основе углеродистой стали, при этом легированная углеродистая сталь является более высокой разновидностью этих металлов.Их механическая прочность колеблется от примерно 50 фунтов на квадратный дюйм до 300 фунтов на квадратный дюйм в готовом продукте. Свойства материалов для этих марок включают:

• Сорт 2 : это категория с низким содержанием углерода, в которую входят наименее дорогие, но и наименее прочные типы стали. Материал класса 2 хорошо поддается обработке и составляет основную часть крепежных изделий из стали.
• Марка 5 : Стали класса 5 производятся из нелегированных среднеуглеродистых групп, таких как тип 1038, и обычно подвергаются механическому упрочнению для повышения их прочности.Это наиболее распространенный сорт, используемый в автомобильной промышленности.
• Марка 8 : Эти стали обычно представляют собой среднеуглеродистые сплавы, такие как типы 4037 и 4340. Они подвергаются механическому упрочнению в высокой степени, что делает их более прочными и более подходящими для механических нагрузок, таких как системы подвески транспортных средств.
• Легированная сталь : это сплав, изготовленный из высокопрочной углеродистой стали, который может подвергаться термической обработке до 300 тысяч фунтов на квадратный дюйм. Легированная сталь имеет низкую коррозионную стойкость и обычно требует дополнительного покрытия.Эти стали чрезвычайно прочны, но могут быть жесткими и хрупкими.

Крепежные детали из нержавеющей стали

Нержавеющая сталь — это сплав, который сочетает в себе свойства низкоуглеродистых марок с определенным процентным содержанием хрома и никеля. Его хромовый компонент придает нержавеющей стали высокую степень коррозионной стойкости, которая не снижается в результате деформации или длительного использования. Однако низкое содержание углерода препятствует его эффективной закалке, что делает металл прочнее, чем большинство сталей марки 2, но слабее, чем многие закаленные стали марок 5 и 8.Конечная прочность большинства марок нержавеющей стали колеблется от 70 до 220 тысяч фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от соотношения металлов в сплаве. Крепежи из нержавеющей стали также менее магнитны, чем их стандартные стальные аналоги. Двумя основными категориями крепежных материалов из нержавеющей стали являются:

• Мартенситная нержавеющая сталь : Мартенситная группа включает прочные, долговечные нержавеющие стали, которые можно дополнительно упрочнить путем термообработки. Они более магнитны, чем другие виды стали, но имеют более низкую коррозионную стойкость.
• Аустенитная нержавеющая сталь : Подавляющее большинство крепежных изделий из нержавеющей стали производится из металлов аустенитного класса. Их высокий уровень хрома и никеля обеспечивает высокую коррозионную стойкость и способность выдерживать значительные физические нагрузки без разрушения, хотя и по более высокой стоимости, чем мартенситные разновидности.

Крепежные детали из бронзы и латуни

Бронза, используемая в производстве крепежных изделий, представляет собой сплав, в основном состоящий из олова и меди.Обладая высокой коррозионной стойкостью, бронза хорошо подходит для водных применений, таких как судостроение или подводное строительство.

Он имеет красноватый цвет меди, но относительно дорог по сравнению с другими материалами для крепежа. Латунь, сплав меди и цинка, похожа на бронзу по своим антикоррозионным свойствам и электропроводности, но имеет более низкую прочность на разрыв и является относительно мягким металлом. Отчасти привлекательность латуни как материала для изготовления изделий заключается в ее желтовато-золотистом цвете.

Нейлоновые застежки

Нейлон — это легкий синтетический пластик, используемый для специальных застежек. Он устойчив к коррозии, обладает высокими электрическими и теплоизоляционными свойствами и может быть легко окрашен в соответствии с эстетическими требованиями, например, необходимыми для замены крепежа. Однако нейлон сильно изнашивается при повышенных температурах и может ослабнуть в условиях низких температур. Кроме того, его сравнительно низкая прочность на разрыв делает его менее эффективным для применений с высокими требованиями к физическим нагрузкам.

Прочие изделия для болтов

Еще из оборудования

Руководство по выбору материала для крепления и нанесению покрытия

Выбор подходящего материала крепежа и отделки может сделать или разрушить проект, особенно те, которые предназначены для применения под водой или в суровых условиях. Имея множество вариантов, многие профессионалы пытаются найти лучший вариант для своего приложения. Ниже мы рассмотрим выбор подходящего материала застежки для вашего проекта и дадим рекомендации по выбору отделки.

Выбор лучшего материала крепежа для вашего проекта

Крепежные детали

могут изготавливаться из самых разных материалов, а доступные варианты покрытий и отделки помогают пользователям адаптировать решение для конкретной области применения. Часто используются легированные стали, алюминий и углеродистая сталь, но производители также могут создавать крепежные детали из множества пластмасс, латуни, нейлона и других материалов.

(Щелкните, чтобы развернуть)

Список материалов и свойств

В National Bolt мы предлагаем нашим клиентам выбор материалов из следующего списка:

• Легированные стали
  • Низкая коррозионная стойкость
  • Часто требуется дополнительное покрытие
  • Высокая прочность
  • Часто хрупкие или жесткие
• Алюминий
  • Легкий и мягкий
  • Коррозионностойкий
• Бериллий
• Латунь
  • Коррозионностойкий
  • Электропроводящий
  • Сравнительно мягкий
  • Часто выбирается в эстетических целях
• Силиконовая бронза
  • Часто используется в морской среде
  • Превосходная коррозионная стойкость по сравнению с нержавеющей сталью
  • Более прочная, чем у стандартной бронзы
• Углеродистая сталь
  • Классы 2, 5 и 8 являются стандартными для винтов и болтов
  • Легированная углеродистая сталь обычно используется в качестве более дорогого варианта
• Магний
• молибден
• Монель
• Инконель
• Никель
• Нержавеющая сталь
  • Высокая коррозионная стойкость
  • Часто прочнее незакаленной стали, но слабее закаленной стали
• Олово
• Титан
  • Чрезвычайная коррозионная стойкость
  • Превосходная прочность и вес по сравнению с алюминием
  • Идеально для высокотемпературных сред
  • Часто используется в аэрокосмической промышленности
• Различные пластмассы
• Нейлон
  • Один из наиболее часто используемых пластиков
  • Исключительная прочность для всех марок
  • Превосходная износостойкость

Варианты отделки застежек

Идеальная отделка во многом зависит от предполагаемого конечного использования застежки.Многие виды отделки могут помочь предотвратить коррозию или повысить прочность. Материалы, используемые для создания и отделки крепежа, могут сильно повлиять на их идеальное использование; Прочность, хрупкость, коррозионная стойкость и стоимость этих материалов различаются и влияют на процесс выбора до начала производства.

Существует несколько вариантов отделки крепежа на заказ. Независимо от того, идет ли речь о повышении прочности, повышении коррозионной стойкости или достижении другой нишевой цели, вероятно, существует покрытие, разработанное для обеспечения преимуществ, необходимых для вашего приложения.Предоставляем клиентам полный спектр вариантов отделки, в том числе:

• Черный оксид
  • Слегка повышенная устойчивость к коррозии и истиранию
  • Уменьшает отражающие свойства
  • Соответствует военным требованиям
  • Хорошее покрытие для придания декоративного вида (т. Е. Крепежные детали, используемые в внутренней мебели)
• Горячее цинкование
  • Добавляет коррозионную стойкость
  • Идеально для суровых условий
• Цинк
  • Не подходит для экстремальных условий
  • Повышенная коррозионная стойкость
• Хромирование
  • Улучшенная эстетика
  • Повышенная коррозионная стойкость
  • Можно использовать твердый хром для минимизации трения и повышения стойкости к истиранию

Что такое гальваническая коррозия? Как этого избежать?

Гальваническая коррозия возникает, когда несовместимые металлы вступают в электрический контакт при погружении в воду или соленую воду.Первый металл (анод) корродирует быстрее, тогда как другой (катод) корродирует медленнее, что приводит к коррозии половины материала компонента.

Тщательный выбор материала снижает риск гальванической коррозии. Следует избегать сочетания разнородных материалов при выборе металлических панелей, отделки и креплений для подводного применения.

Крепежные изделия от National Bolt

National Bolt предлагает нашим клиентам широкий выбор нестандартных крепежных изделий, соответствующих требованиям любой операции.Мы гордимся быстрой доставкой, а также предлагаем экстренные услуги в тот же день. Наши возможности включают:

• Большие диаметры
• Высокая прочность
• Экзотические материалы
• Прототипы
• Линия вниз

Для получения дополнительной информации о наших крепежных элементах и ​​возможностях свяжитесь с нами или запросите ценовое предложение.

крепежных материалов, из чего сделаны болты и винты?

В Fasteners, Inc. в Денвере мы знаем, что мир не мог бы существовать без застежек.Итак, давайте познакомимся с различными материалами для застежек. Просто удивительно, как застежки могут выполнять столько разных функций в зависимости от того, из чего они сделаны, и от их конструкции.

Большинство людей понятия не имеют, что крепежные детали могут быть изготовлены из стольких материалов, от стали до титана и пластика. Но это только начало. Затем эти материалы можно разделить на различные марки, чтобы указать смеси сплавов, процессы упрочнения и другие различия, такие как покрытия и гальванические покрытия, которые повышают коррозионную стойкость или изменяют внешний вид крепежа.

Почему материал так важен для застежки?

Материал, из которого изготовлен крепеж, влияет на прочность, коррозионную стойкость, хрупкость, коррозионные свойства гальваники и стоимость.

Имейте в виду, если вам нужен какой-либо тип застежки, вы должны попытаться соответствовать материалу, который вы заменяете. При смене материала крепежа необходимо учитывать такие среды, как соленая вода и гальваническая коррозия. Часто попытка заменить болт более сильным болтом может поставить под угрозу безопасность.Более твердый болт может быть более хрупким и может выйти из строя в определенных случаях. Знаете ли вы, что какое-то оборудование спроектировано так, что болты не смогут защитить более дорогие или важные части оборудования?

Теперь давайте посмотрим, какие материалы для крепежа подходят для вашего проекта.

РАЗЛИЧНЫЕ КРЕПЕЖНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Сталь

Самый распространенный материал крепежа, стальные крепежи могут быть гладкими или с различной обработкой поверхности, такой как цинкование, гальванизация и хромирование.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь — это сплав низкоуглеродистой стали и хрома, обеспечивающий улучшенную защиту от коррозии. Его антикоррозионные свойства не потеряют своей устойчивости, если поцарапать его во время установки или использования.

Некоторые люди думают, что нержавеющая сталь прочнее обычной стали. Но это не так. Фактически, из-за низкого содержания углерода многие сплавы нержавеющей стали не могут быть упрочнены термической обработкой. Итак, если вы сравните нержавеющую сталь с обычной сталью, нержавеющие сплавы, часто используемые в болтах, будут немного прочнее, чем незакаленная сталь (класс 2), но они будут значительно слабее, чем крепежные детали из закаленной стали.Одна из проблем заключается в том, что если вы не будете очень осторожны, нержавеющие крепежи могут заклинивать в процессе установки. Это называется раздражением.

Большинство крепежных изделий из нержавеющей стали обладают гораздо меньшей магнитной способностью, чем крепежи из обычной стали, в то время как некоторые марки обладают слабым магнитным действием.

нержавеющая 18-8

Если нержавеющая сталь содержит приблизительно 18% хрома и 8% никеля, она называется нержавеющей 18-8. Это наиболее распространенное обозначение фурнитуры из нержавеющей стали.

Нержавеющая сталь 316

Это нержавеющая сталь с высокой коррозионной стойкостью. Он хорошо работает в соленой воде и хлорной среде. Он дороже 18-8 нержавейки.

нержавеющая 410

Это нержавеющий сплав, который тверже нержавеющей стали 18-8, но менее устойчив к коррозии.

Марки

Крепежные детали из стали

выпускаются из легированной стали , , , , , и , и обычно имеют слегка голубоватое или желтое цинковое покрытие или гальванизированы для защиты от коррозии.Есть и другие сорта, но они используются нечасто. Оценка нанесена на головку болта.

2 класс

Это стандартная сталь для метизов. Это самый дешевый и самый распространенный вид стального крепежа. Болты класса 2 без маркировки производителя не имеют маркировки головки.

степень 5 / степень F

Они закалены для увеличения прочности и чаще всего используются в автомобильной промышленности. Эти болты имеют на головке три равномерно расположенные радиальные линии.Класс F примерно соответствует классу 5, а гайки класса F используются с болтами класса 5.

класс 8 / класс G

Болты

Grade 8 более закалены, чем болты Grade 5. Этот тип крепежа более прочный и используется в более сложных условиях, например, в автомобильных подвесках. Болты класса 8 имеют шесть равномерно расположенных радиальных линий на головке болта. Класс G в значительной степени эквивалентен Grade 8. Гайки Grade G используются с болтами Grade 8.

Алюминий

Этот металл легкий и мягкий, но царапины и зазубрины не повлияют на его коррозионную стойкость.

Крепежные детали могут быть изготовлены из различных алюминиевых сплавов с добавлением таких элементов, как марганец, кремний, цинк, медь, железо, магний и кремний для повышения прочности и температуры плавления. Заклепки обычно изготавливаются из алюминиевых сплавов серии 5000, в которых в качестве основного легирующего элемента используется магний.

Легированная сталь

Эти болты изготовлены из высокопрочного стального сплава и проходят термообработку. Обычно они не покрываются гальваническим покрытием, поэтому имеют матово-черный цвет.Болты из легированной стали очень прочные, но несколько хрупкие.

Латунь

Это сплав, в основном состоящий из меди и цинка. Латунь обладает высокой устойчивостью к коррозии и электропроводностью. Однако он относительно мягкий, поэтому его использование ограничено. На самом деле его часто используют в основном из-за его внешнего вида.

Силиконовая бронза

Кремниевая бронза или бронза — это сплав меди, олова и небольшого количества кремния. Он часто используется в морской среде, при строительстве деревянных лодок и для повторного крепления, поскольку он обладает превосходной стойкостью к коррозии и прочностью.Бронза имеет медный цвет и иногда используется из-за ее внешнего вида при обработке дерева. Бронза имеет более высокую стоимость.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОПЦИИ, ПОКРЫТИЯ

Хром

Крепежные детали могут быть хромированы и отполированы для придания красивого внешнего вида и имеют коррозионную стойкость, как и цинкование. Полированный хром дороже. Если вам нужна более высокая коррозионная стойкость, вы можете хромировать нержавеющую сталь, чтобы предотвратить коррозию в случае проникновения хрома.

Горячее цинкование

Это также включает нанесение слоя цинка, который является наиболее толстым покрытием металла. Это обеспечивает превосходную коррозионную стойкость. Вам нужно будет использовать оцинкованные гайки, потому что толщина покрытия несовместима с другими гайками. Резьба оцинкованных гаек немного больше, чем у других гаек, чтобы покрыть это более толстое покрытие. Эти застежки используются на открытом воздухе, особенно в прибрежных условиях.

Цинк

Стальные крепежные детали можно покрыть гальваническим покрытием цинком для повышения коррозионной стойкости, но они будут ржаветь, если покрытие будет разрушено или подвергнется воздействию морской среды.Застежки имеют блестящий серебристый (прозрачный) или золотистый (желтый цинк) вид.

Не забывайте о нас, когда будете знакомиться с различными материалами крепежа. Мы — Fasteners, Inc в Денвере. Мы являемся промышленным дистрибьютором систем крепления Huck, включая Magna-Grip, Magna-Bulb, Magna-Lok, C6L, C50L, BOM, Huck Automatic Rivets и Huck Industrial Tooling. Наш обширный инвентарь доступен для быстрой доставки или отгрузки материалов, от алюминия до нержавеющей и термообработанной стали и почти всего, что между ними.

Руководство по шпилькам: B7s, B16s и другие распространенные материалы для болтов, используемые в сосудах и трубопроводах под давлением ASME

На первый взгляд названия креплений, используемых для болтовых соединений сосудов под давлением и трубопроводов ASME, могут звучать как что-то из старой настольной игры «Морской бой».

B7, B8, 2H, A193..дангит, ты только что потопил мой эсминец.

Каждая из этих этикеток имеет смысл и может указывать на использование различных материалов (таких как легированная или нержавеющая сталь) с различными механическими свойствами.

Названия также указывают на то, что будет лучше работать в определенных средах, например, при высоких температурах и высоких давлениях.

В этой статье мы обсудим несколько различных важных аспектов этих креплений, в том числе:

• предел прочности

Сравнение нержавеющей стали

• (марка B8) и углеродистой стали (марки B7 и B16)
• тяжелые шестигранные гайки (гайки 2H или гайки классов 4 и 7)

Но мы начнем с обзора стандартов, регулирующих использование гаек и болтов в промышленных приложениях.

Сводка стандартов для обычных крепежных изделий

Промышленные крепежные детали можно называть шпильками или, конечно, просто болтами. Они регулируются тремя основными отраслевыми стандартами:

• ASTM A193: «Настоящая спецификация распространяется на болтовые соединения из легированной и нержавеющей стали для сосудов под давлением, клапанов, фланцев и фитингов для работы при высоких температурах или под высоким давлением или других специальных применений. Ферритные стали должны подвергаться надлежащей термообработке, чтобы они наилучшим образом соответствовали высокотемпературным характеристикам каждой марки.”
• ASTM A320: «Эта спецификация охватывает материалы для болтовых соединений из легированной стали и компоненты болтов для сосудов высокого давления, клапанов, фланцев и фитингов для работы при низких температурах».
• ASTM A194 : «Эта спецификация распространяется на различные гайки из углеродистой, легированной, мартенситной и аустенитной нержавеющей стали. Эти гайки предназначены для работы в условиях высокого давления или высоких температур, либо того и другого ».

ПРИМЕЧАНИЕ. Пункты, которые мы не будем рассматривать в этой статье, включают: методы нанесения покрытия, такие как цинкование, покрытие PTFE или Xylan®, шестигранные болты или винты с шестигранной головкой или гайки крепежных винтов и стяжные гайки, указанные в ASME B18.2.2, поскольку они не имеют никакого отношения к промышленным болтовым соединениям.

Комбинации шпильки и гайки

Шпильки B7 и гайки 2H

Болты ASTM A193 Grade B7 изготовлены из хромомолибденовой стали. Болты закалены и отпущены (также называемые термической обработкой) для достижения желаемой прочности на разрыв (механических свойств).

Шпильки

класса B7 используются в сосудах под давлением, которым не нужна коррозионная стойкость, которые не подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением и для температур, как правило, ниже 750 ° F.Однако эти болты могут иметь много разных видов отделки, в том числе:

• гладкое покрытие для стандартных применений
• горячее цинкование
• оцинкован и / или имеет покрытие из ПТФЭ или ксилана для устойчивости к коррозии

ПРИМЕЧАНИЕ. Обычно шпилька с покрытием имеет более низкий температурный диапазон, чем шпилька с гладкой поверхностью. (Подробнее см. В нашей статье «Шпильки с покрытием из ПТФЭ: работают ли они?»).

Размер и прочность:

• Шпильки ASTM A193 B7 диаметром 2.5 дюймов или меньше будут иметь предел текучести 105 000 фунтов на квадратный дюйм.

Крепеж

• класса B7 с диаметром шпильки от 2-5 / 8 ″ до 4 ″ имеет более низкий предел текучести 95 000 фунтов на квадратный дюйм.

Шпильки

• от 4 до 7 дюймов имеют еще более низкий предел текучести — 75 000 фунтов на квадратный дюйм.

Материал гаек для болтов класса B7 обычно представляет собой тяжелые шестигранные гайки ASTM A194 (гайки 2H).

Предполагается, что это стопка B7 на стройплощадке. Вы можете найти смешанный B16?

Гайки A194, класс 2H

Гайки

2H работают в сочетании со шпильками B7 и прочнее шпилек.Поэтому вы должны увидеть неисправность шпильки до того, как вы заметите неисправность гайки.

ПРИМЕЧАНИЕ: Это не включает чрезмерное нарезание резьбы на гайке для материалов с покрытием, так как это может изменить прочность гайки.

Гайки

2H, также известные как тяжелые шестигранные гайки, очень распространены в промышленности и их легко приобрести.

Шпильки и гайки, класс B7M

Шпильки

ASTM A193 класса B7M по химическому составу идентичны шпилькам класса B7, поскольку они закалены и отпущены из углеродистой стали для достижения более низкой твердости.Однако они имеют меньшую прочность на разрыв, чем шпильки B7.

Мы обычно видим болты класса B7M при водородном коррозионном растрескивании под напряжением (SCC), например, в плавиковой кислоте или в теплообменниках с плавающей головкой.

ASTM A194 GRADE 2HM аналогичны гайкам 2H, за исключением того, что этот сорт рекомендуется для использования в средах с коррозионным растрескиванием под напряжением.

Шпильки, класс B16

Шпильки

ASTM A193 B16 используются в основном для высоких температур 751–1100 ° F.Изготовлены из хромомолибден-ванадиевой легированной стали марки

.

Хотя болты и шпильки A193 класса B16 имеют такие же требования к прочности, как и класс B7, крепежные детали сохраняют прочность при высоких температурах, а также меньше ослабляются при таких высоких температурах.

Есть две комбинации гаек, которые можно использовать для шпилек B16. Их:

• ASTM A194 GRADE 7: Это также гайки из термообработанной хромомолибденовой стали, которые также подходят для условий эксплуатации при отрицательных температурах и имеют минимальные значения ударной вязкости по Шарпи в соответствии со спецификациями ASTM.
• ASTM A194 GRADE 4: Они были взяты из ASTM A194 в 2017 году, но были гайками из термообработанной молибденовой стали.

обязательно использовать гайки класса 7 (или 4) со шпильками B16, потому что они имеют аналогичные свойства. 2H Nuts, напротив, расслабят больше. Таким образом, если у вас высокая температура и гайки 2H, вы увидите повышенное расслабление или потерю нагрузки на болт. (Не знаете, как справиться с ослаблением болта? Свяжитесь с нами. Мы можем помочь.)

Шпильки B8 класса 1 и класса 2: в чем разница?

Шпильки

ASTM A193 B8 обычно используются при высоких температурах (примерно от 1101F до 1500F).Однако вы должны быть осторожны, потому что есть разница между шпильками B8 Class 1 и B8 Class 2.

Шпильки

класса B8 изготовлены из нержавеющей стали AISI 304. Этот тип крепежа изготовлен из аустенитной нержавеющей стали и требует обработки карбидным раствором.

Обработка карбидным раствором, также известная как отжиг на твердой основе, представляет собой процесс, при котором крепежные детали нагреваются, а затем закаляются в воде для обеспечения максимальной коррозионной стойкости.

Шпильки

класса 1 не подвергаются деформационной закалке и имеют предел текучести 30 KSI или 30 000 фунтов на квадратный дюйм.Однако шпильки класса 2 упрочнены деформацией и имеют предел текучести 95 000 фунтов на квадратный дюйм или 95 KSI.

Как отличить болт класса 2 от болта класса 1? Под символом B8 класса 2 будет линия, а у символа класса 1 не будет подчеркивания. Пожалуйста, ищите строку на B8 class 2.

ASTM A194 GRADE 8 Для этих креплений требуются гайки из нержавеющей стали.

Шпильки B8M

Крепежные элементы класса B8M ASTM A193 производятся так же, как крепежные элементы B8.Разница в материалах, из которых они сделаны.

Крепеж

B8M изготавливается из нержавеющей стали AISI 316, а не из нержавеющей стали AISI 304. Форма 316 из нержавеющей стали лучше по коррозионной стойкости, потому что в ней больше молибдена.

Крепежные детали класса B8M по ASTM A193 класса 1 требуют обработки карбидным раствором, а крепежные элементы класса 2 требуют дополнительного упрочнения деформацией, как и крепежные элементы B8.

ASTM A194 GRADE 8M Для этих креплений требуются гайки из нержавеющей стали.

ASTM A320, класс L7 и класс L7M

Крепежные детали

ASTM A320 Grade L7 и L7M рекомендуются для использования в условиях низких температур, которые обычно составляют от -50F до -150F. Для этих креплений также требуются гайки класса 4 или 7.

СВЯЗАННЫЕ:

Помимо ASME PCC-1: что нужно знать современным специалистам по болтовым соединениям

Миф о текучести болтов

Руководство по смазке для болтов и крутящему моменту

Крепежные материалы | Конструкция машины

Бесконтактная лазерная сварка дает несколько преимуществ при соединении одной пластмассовой детали с другой.Он работает по принципу частичного пропускания, что позволяет свету лазера проходить через одну из пластмассовых деталей, выделяя тепло и плавить или приваривать его ко второй пластмассовой детали. Готовый сварной шов находится между деталями. Также отсутствует контакт между оплавленным участком и источником тепла или атмосферой, поэтому готовое соединение остается чистым. С другой стороны, традиционные методы сварки пластмасс, такие как ультразвуковая и горячая штамповка, требуют контакта с внешними поверхностями соединяемых деталей, и это может загрязнить соединение и поверхности деталей или механически повредить сборку.

Если команда инженеров собирается использовать бесконтактную лазерную сварку, лучше всего, если они планируют это на ранней стадии разработки продукта. Решение использовать лазерную сварку уже разработанного пластикового изделия может сработать… иногда. Однако детали и изделия, предназначенные для лазерной сварки, будут иметь меньше проблем при изготовлении и сборке.

Чтобы получить высококачественные пластиковые сварные швы, проектным группам необходимо сначала ответить на четыре основных вопроса:

1. Совместимы ли соединяемые пластмассы с точки зрения температуры плавления и химического состава?

Пластмассы плавятся при гораздо более низких температурах, чем металлы.Например, инженерные пластмассы плавятся при температуре около 480 ° F (250 ° C). Некоторые пластмассы имеют гораздо более высокие температуры плавления, например, полиэфирэфиркетон (PEEK), который плавится при температуре от 660 до 750 ° F (от 350 до 400 ° C).

Два соединяемых пластика должны иметь одинаковую температуру плавления, так как это помогает обеспечить хорошее перемешивание расплавленного пластика в сварочной ванне. Это также увеличивает механическую прочность соединения, когда оно затвердевает.

Химический состав пластмасс также имеет значение. Например, некоторые пластмассы трудно или невозможно сварить.Сюда входят полиэтилен высокой плотности (HD-PE) и полипропилен (PP). Но можно сваривать полиэтилен низкой плотности (LD-PE) с полипропиленом, даже если полиэтилены принадлежат к одному семейству.

2. Может ли лазерный луч эффективно проходить через верхний материал к стыку стыка? И может ли нижний слой поглощать лазерный луч, создавая тепло там, где это необходимо?

Идеальное светопропускание и поглощение при сварке пластмасс.

Лазерные лучи для сварки пластмасс обычно создаются мощными диодными лазерами и находятся в ближней инфракрасной и инфракрасной областях (длины волн от 800 до 2000 нм).Свариваемые пластмассы должны обладать некоторой степенью пропускания и поглощения в этом диапазоне.

Пластмассы одновременно имеют аморфную и кристаллическую фазы. Различия в показателях преломления пластика в этих фазах вызывают рассеивание и отражение света, а также пропускают и поглощают его. Это может помочь или затруднить лазерную сварку, в зависимости от уровня этих эффектов. Дизайнеры могут адаптировать эти свойства к пластику, чтобы получить нужную степень пропускания лазерного луча через верхнюю часть и поглощения в нижней части.

Например, команда разработчиков может добавлять в пластмассы добавки, чтобы они лучше поглощали лазерный свет. А регулировка концентрации стекловолокна в пластмассах, таких как полиамид (PA-66, он же нейлон), изменяет количество света, проходящего через них.

3. Можно ли правильно удерживать детали вместе во время сварки и можно ли контролировать прилагаемое усилие? Обеспечивает ли геометрия деталей хорошее прилегание без зазоров между деталями?

Детали, которые будут свариваться друг с другом с помощью лазера, должны иметь такую ​​форму, чтобы они плотно прилегали друг к другу без зазоров в местах соединения.Лазерная сварка плохо передает тепло через воздушные зазоры; части должны соприкасаться. Это легко сделать с помощью сварных швов внахлест, но для хороших лазерных стыковых швов требуются детали с жесткими допусками и зависят от того, как лазерный луч нацеливается на сварной шов.

Некоторые детали, особенно большие или геометрически сложные, во время сварки необходимо прижать друг к другу, чтобы получить хорошее соединение. Эта сила может создаваться сервоприводами или пневматическими зажимами. Но команда разработчиков должна знать о силах разрушения пластика.Они определяют, какое усилие выдержит горячий и плавящийся пластик, прежде чем он существенно деформируется. Он также определяет, какое усилие необходимо, чтобы сдвинуть детали вместе в расплавленном состоянии. Датчики силы-смещения часто добавляются к инструментам для лазерной сварки, чтобы отслеживать и контролировать силы, прилагаемые к пластиковым компонентам во время цикла сварки.

Есть несколько проблем, которые инженеры должны решить, чтобы сварка пластмасс работала в их области применения.

4. Могут ли детали эффективно распределять и контролировать выделяемое лазером тепло с учетом геометрии?

Есть несколько способов навести лазерный луч на заготовки для сварки.Например, неподвижная лазерная головка может сваривать деталь, установленную на столе, который перемещается в трех измерениях, чтобы адаптировать путь сварки. Такой подход может не нагревать большие детали равномерно из-за ускорений, требуемых в точках пуска и останова, а также при изменении направления траектории. Однако команда разработчиков может создавать сложные траектории, используя данные САПР в этих системах.

В другом подходе используются высокоскоростные сканирующие головки, которые могут перемещать лазерный луч по пути сварки со скоростью до 33 футов / сек. Сканирование лазером достаточной мощности вокруг сварочного шва на этих скоростях почти мгновенно нагревает весь сварной шов.Это снижает эффекты одновременного нагрева и охлаждения, которые могут создавать подвижные столы.

Менее гибкий подход состоит в том, чтобы создать маску или трафарет пути сварки, поместить его поверх детали, а затем нанести лазерный луч на всю деталь. Это одновременно нагревает весь путь. При изменении пути необходимо создавать новую маску. Иногда специальные лазерные линзы с линейной фокусировкой создают сварной шов определенной длины. (Сварочные швы используются, когда сварной шов имеет простую форму, например прямую линию или круг.