به پیچ های کلاس 5.6 پیچ آهن میگویند که در رده پیچ و مهره ها ی با استقامت متوسط رو به پایین قرار می گیرند . برای استفاده در صنایع سنگین و بارهای زیاد کاربرد ندارند و بیشتر نقش اتصال دهنده ایفا می کنند . میزان تحمل بار این نوع پیچ و مهره به ازای هر میلیمتر مربع تنها 50 کیلو گرم است.
پیچ و مهره کلاس 8.8 به عنوان پیچ خشکه شناخته می شوند. به دلیل برخورداری از سختی و استقامت متوسط در صنایع گوناگون پر استفاده هستند از این رو عنوان پر استفاده ترین پیچ و مهره را دارند . و میزان تحمل بار 80 کیلو گرم در هر میلیمتر مربع را دارند.
پر کاربردترین پیچ و مهره در صنایع سوله سازی ، ساختمانی و دکل ها هستند. میزان باری که در هر میلیمتر مربع تحمل می کنند برابر با 100 کیلو گرم است که نسبت به کلاس های پایین تر مقاوم تر است که تا 90 درصد بار را بدون کشیدگی و تغییر فرم تحمل می کند.
برای اتصالات در سد سازی ، صنایع سنگین ، صنایع پل سازی و دکل های مخابراتی از پیچ و مهره کلاس 12.9 که پرکاربردترین ها در این صنایع هستند استفاده می شود . این نوع از پیچ ها وزن 120 کیلو گرم به ازای هر میلیمتر مربع از سطع مقطع را تحمل می کند که تا 90 درصد بدون تغییر شکل مقاومت میکند .
مهره ها با توجه به نوع اتصال در پیچ شش گوش یا استاد بولت استاندارد های مختلفی دارند که گوشت مهره و ضخامت را تعیین می کند . بنابراین برای اتصال در پیچ شش گوش از استاندارد DIN934 و برای اتصال استاد بولت ها 2H و 2HM مورد استفاده قرار می گیرد.
در سیستم استاندارد آمریکایی پیچ و مهره ، استاندارد ASTM A307 پیچ و مهره گرید 2 با پوشش زینک ارائه می شود . که بیشترین مصرف آن در صنایع با سختی متوسط است که از فولاد با کربن کم تولید می شود .
در سیستم آمریکایی پیچ و مهره گرید 5 با استاندارد A325 در استاندارد بین المللی شباهت خیلی زیادی دارد که نسبت به گرید 2 کرین زیادی دارد و در صنایع تولید شیرآلات ، پمپ و ماشین آلات استفاده خیلی زیادی دارند .
پر کربن ترین و سخت ترین نوع پیچ و مهره در سیستم آمریکایی است که به عنوان خشک ترین نوع نیز شناخته می شود . این نوع از پیچ و مهره ها با کلاس 12.9 بین المللی نیز مقایسه میشوند . به رقم تفاوت در عملیات حرارتی و ترکیبی ولی کارایی بسیار مشابهی باهم دارند .
پیچ و مهره
میخ ، بست ، چسب ، پرچ ، جوش پیچ و مهره و … در صنایع گوناگونی جهت اتصال قطعات مختلف به هم استفاده می شوند که هر کدام مزایا و معایبی دارند ولی چیزی که عیان است گسترده ترین نوع صنعت ، صنعت فلزات است که اتصالات در این بخش از نوع اتصالات جوشی و اتصالات پیچ و مهره است . اما پرکاربردترین اتصالات فلزی مربوط به پیچ و مهره است به این دلیل که 1. قابل تعویض هستند و 2. میتوانند از گریدی بالاتر از گرید قطعات مورد اتصال باشند . گستره ی وسیعی از اتصالات مربوط به پیچ و مهره است که در صنایع مختلف مانند : صنایع نفت گاز و پتروشیمی به صورت استاد بولت ، صنایع سد سازی ، آب و فاضلاب ، صنعت ساختمان ، پل سازی و سوله سازی کاربرد دارند . انچه بیان شد صرفا پیچ و مهره های استاد بولت ، آلن و شش گوش بودند و انواع دیگر در صنایع گوناگون استفاده گسترده ای دارند .
کلاس و گرید پیچ و مهره ها
بسته به نوع کاربرد ، پیچ ها به طور معمول از جنس آهن کم کربن کلاس 4.6 و 5.6 و برای پیچ خشکه کلاس 8.8 از آهن پر کربن و برای کلاس های بالاتر ، استیل و تیتانیوم استفاده می شود . این مواد اولیه مزایا و معایبی دارند که ویژگی های خاصی به پیچ و مهره می دهند . برای مناطق مرطوب و شرایط محیط اسیدی و خورنده و یا در صنعت پیچ و مهره های گالوانیزه و استیل به دلیل مقاومت بالا در شرایط زنگ زدگی و خوردگی انتخاب مناسبی است . مهمترین معیار در تعیین پیچش ، میزان سختی ، تنش کششی و تنش برشی گرید و یا کلاس پیچ و مهره است که گویای خواص فیزیکی پیچ را معرفی می کند . و آنچه در انتخاب پیچ و مهره ها تاثیر گذارند بیشتر مربوط به ویژگی ابعادی و کلاس و گرید پیچ و مهره است . در سیستم استاندارد بین المللی کلاس پیچ و مهره با دو عدد مشخص میشود . عدد اول ضربدر ده میزان بار کششی بر حسب کیلوگرم که یک میلیمتر مربع از سطع مقطع پیچ می تواند حمل کند و عدد دوم ضربدر صد ، میزان درصدی از بار اول است که پیپ بدون تغییر فرم در حالت کششی میتواند تحمل کند.
فرآیند تولید پیچ و مهره
1. ساخت پیچ و مهره از آهنگری سرد شروع می شود. ابتدا سیم فولادی بزرگ باز شده و به طول مشخص بریده می شود که مطابق با الزامات ISO 898-1 بین المللی است. از ابزارهای ویژه ای استفاده می شود تا سیم میله سرد آهنگری به شکل صحیح در بیاید. در فرآیند اصلی، فولاد در دمای اتاق شکل می گیرد و از طریق فشار بالا به یک سری قالب تبدیل می شود. تلورانس مورد نیاز ممکن است فقط یک صدم میلی متر باشد. دقت الزامات آن را برآورده می کند. فرآیند آهنگری سرد تضمین می کند که پیچ ها می توانند به سرعت، در دسته های بزرگ و با یکنواختی بالا تولید شوند. برای طرح‌های پیچیده‌تر پیچ که نمی‌توانند به تنهایی با آهنگری سرد شکل بگیرند، ممکن است به کمک فرآیند تراشکاری یا حفاری اضافی نیاز باشد. چرخش شامل چرخاندن پیچ و مهره ها با سرعت بالا در حین برش فولاد برای به دست آوردن شکل و طرح مورد نظر است. از سوراخکاری می توان برای سوراخ کردن پیچ ها استفاده کرد. در این مرحله از فرآیند، برخی از پیچ‌ها ممکن است واشرهایی را نیز متصل کنند.
2. عملیات حرارتی فرآیند استاندارد برای همه پیچ‌ها است، از جمله قرار دادن پیچ در دمای شدید برای سخت شدن فولاد. عمل رزوه معمولاً قبل از عملیات حرارتی انجام می شود و زمانی که فولاد نرم است با نورد یا برش انجام می شود. نورد کاری بسیار شبیه به آهنگری سرد است و شامل عبور پیچ و مهره ها از طریق قالب برای شکل دادن و قالب گیری فولاد به رزوه است. برش شامل برش و برداشتن فولاد برای تشکیل رزوه است. از آنجایی که عملیات حرارتی ویژگی‌های فولاد را تغییر می‌دهد تا آن را سخت‌تر کند، پیش‌رزوه‌کاری آسان‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر است. با این حال، رزوه پس از عملیات حرارتی به معنای عملکرد خستگی بهتر خواهد بود. برای پیچ‌های بلندی که طول آنها بیش از ده برابر قطر پیچ است، عملیات حرارتی میتواند فولاد را به شکل گرد اصلی سیم فولادی بازگرداند. بنابراین، اغلب لازم است که فرآیند صاف کردن را اعمال کنید.
3. انتخاب سطح به کاربرد پیچ و مهره و نیاز مشتری بستگی دارد. به طور کلی، نگرانی اصلی اتصال دهنده ها مقاومت در برابر خوردگی است، بنابراین پوشش های گالوانیزه اعمال شده توسط عملیات الکترولیتی یک راه حل رایج است. این فرآیند غوطه ور کردن پیچ در یک مایع حاوی روی و اعمال جریان الکتریکی برای ایجاد پوشش روی روی پیچ است. با این حال، درمان الکترولیتی خطر شکنندگی هیدروژن را افزایش می دهد. گزینه دیگر زینک فلیک است که مقاومت در برابر خوردگی بالاتری دارد.