La maggior parte degli elementi di fissaggio è fatta per serrare le parti, non per danneggiarle. Ma la filettatura è proprio questo. Le filettature si grippano, si bloccano e talvolta si strappano durante il serraggio. La filettatura non è solo un problema, ma un vero e proprio problema di produzione. La buona notizia è che è possibile evitarlo una volta che si sa quali sono le cause e come fermarlo.
L'erosione della filettatura può sembrare di poco conto, ma fa perdere tempo e rovina i pezzi. Ecco come individuarla e fermarla prima che si diffonda.
Che cos'è la filettatura?
La gallerizzazione della filettatura si verifica quando le filettature dei bulloni e dei dadi si uniscono durante il serraggio. La pressione e l'attrito tra le superfici causano la rottura o il grippaggio del metallo. Questo fenomeno è più comune con l'acciaio inossidabile, l'alluminio e il titanio. Questi materiali hanno proprietà appiccicose e tendono a saldarsi sotto pressione senza lubrificazione.
Quando l'incrinatura inizia, si aggrava rapidamente. Più si gira l'elemento di fissaggio, più la situazione peggiora. Le filettature si bloccano. A volte il bullone si rompe o il dado diventa impossibile da rimuovere. Questo non è dovuto a una lavorazione scadente, ma piuttosto a una reazione fisica tra superfici metalliche sottoposte a un carico elevato.
Capire la scienza della scagliatura
Per arrestare l'erosione, è necessario sapere come avviene. L'attrito è molto più di un semplice incastro di filetti: è un guasto a livello superficiale causato da un contatto estremo.
Attrito e adesione all'interfaccia della filettatura
Quando due superfici metalliche si sfregano sotto carico, l'attrito aumenta. Si attaccano se i materiali sono simili, come acciaio inossidabile su acciaio inossidabile. Senza lubrificazione, questo contatto si trasforma in adesione.
L'alta pressione fa sì che parti di una filettatura si stacchino e si attacchino all'altra durante la rotazione del bullone. In questo modo si creano delle asperità che aumentano la resistenza. La rotazione diventa più difficile e alla fine il bullone si blocca.
Deformazione plastica e trasferimento di metallo
Sotto forte pressione, i metalli morbidi si deformano. Questo fenomeno è chiamato deformazione plastica. Invece di scorrere agevolmente, i filetti si comprimono l'uno nell'altro. Il materiale da una superficie si trasferisce all'altra.
Questo trasferimento non è uniforme. Crea aree rialzate che peggiorano il contatto. Una maggiore pressione porta a una maggiore lacerazione. La formazione di galla è già iniziata e peggiorerà a ogni giro.
Grattugiare o afferrare: Qual è la differenza?
La scagliatura è il processo. Il grippaggio è il risultato. L'incrostazione inizia quando il metallo inizia a lacerarsi e a trasferirsi. Si può avvertire una maggiore resistenza durante il serraggio.
Il grippaggio avviene quando l'elemento di fissaggio si blocca completamente, senza poter più girare. Le parti sono bloccate in quel punto e non possono essere allentate senza forza. In molti casi, l'unica opzione è tagliare o rompere il dispositivo di fissaggio.
Cause della filettatura
Sono diversi i fattori che possono causare la formazione di una filettatura. La maggior parte si verifica durante l'installazione. La comprensione di queste cause contribuisce a ridurre la possibilità di danni.
Attrito elevato dovuto a materiali simili
Quando elementi di fissaggio sono fatti dello stesso metallo o di metalli simili, come l'acciaio inossidabile sull'acciaio inossidabile, il rischio di gallerie aumenta. Questi metalli hanno un'elevata tendenza ad aderire l'uno all'altro sotto pressione. Non scivolano facilmente e questo aumenta l'attrito.
Mancanza di lubrificazione
Le filettature asciutte creano un attrito elevato. Le superfici metalliche hanno maggiori probabilità di saldarsi senza un lubrificante o un composto antigrippaggio. Ciò è particolarmente vero per i metalli morbidi. Anche una piccola quantità di lubrificante può ridurre il contatto con la superficie e prevenire la formazione di galla.
Coppia eccessiva o serraggio eccessivo
Una coppia eccessiva aumenta la pressione sulle filettature. Questo fa sì che le superfici premano di più tra loro, aumentando la possibilità di strappi. L'eccessivo serraggio provoca inoltre una deformazione che porta al grippaggio prima di raggiungere il carico corretto.
Scarsa finitura superficiale o qualità della filettatura
Le filettature ruvide creano maggiore attrito. Graffi o sbavature si comportano come ganci che fanno presa sulla superficie opposta. Le filettature danneggiate o tagliate male non si adattano bene e rischiano di incollarsi e strapparsi sotto carico.
Assemblaggio ad alta velocità o attrezzaggio rapido
Le velocità di tornitura elevate provocano calore. Il calore ammorbidisce il metallo e aumenta le possibilità di adesione. Gli utensili ad alta velocità possono ignorare i primi segnali di avvertimento della presenza di galla, come la resistenza o il rumore, e passare direttamente al danneggiamento della filettatura.
Incompatibilità dei materiali della filettatura
Alcune combinazioni di metalli non funzionano bene insieme. Ad esempio, i bulloni in alluminio con filettature in acciaio possono usurarsi rapidamente o gripparsi a causa della durezza non uniforme e dell'espansione termica. Scegliere la coppia sbagliata aumenta il rischio di gallamento, soprattutto in assenza di trattamenti superficiali.
Identificazione della scagliatura negli elementi di fissaggio
Spesso l'infezione inizia senza preavviso. Ma se si sa cosa osservare, si può fermare il processo prima che si aggravi.
Segnali visivi durante il montaggio
Durante il serraggio si possono notare piccole scaglie di metallo o polvere intorno alle filettature. Si tratta di uno dei primi segni di gallaggio. L'elemento di fissaggio può anche apparire lucido o ruvido nei punti in cui il metallo inizia a lacerarsi.
Se la gallerizzazione è più avanzata, la filettatura può apparire distorta o spalmata. Questi sono segni che il materiale si sta già trasferendo tra il bullone e il dado.
Blocco della filettatura o resistenza improvvisa
Uno dei sintomi più comuni è la resistenza improvvisa. Si sta girando il dado e tutto sembra andare bene, ma poi si stringe troppo velocemente o la coppia di serraggio aumenta. Questo è un forte segnale di allarme.
Se si continua a girare oltre questo punto, è probabile che la filettatura si grippi. Il dispositivo di fissaggio si blocca e non può essere allentato senza danni.
Danno da smontaggio
Dopo la rimozione, le filettature danneggiate hanno spesso un aspetto lacerato o spanato. Si possono vedere pezzi di metallo mancanti da una filettatura e attaccati all'altra.
A volte il dispositivo di fissaggio si rompe durante lo smontaggio. Se per rimuovere il pezzo sono stati necessari strumenti come pistole a percussione o barre dentate, è probabile che si sia verificata una gallerizzazione.
Caratteristiche microscopiche dei filetti gallati
Al microscopio, le filettature forate mostrano segni di saldatura superficiale. Il metallo appare ruvido e irregolare. Si notano graffi profondi, superfici lacerate e aree in cui una parte si è staccata dall'altra.
Questi segni sono diversi dall'usura standard. Dimostrano che il problema è dovuto alla fusione della superficie, non solo all'uso ripetuto o alla corrosione.
Materiali e loro suscettibilità
Alcuni materiali sono più inclini a formare gallerie rispetto ad altri. Le loro proprietà superficiali e i livelli di resistenza influenzano il comportamento sotto pressione.
Acciaio inossidabile e rischio di scagliatura
L'acciaio inossidabile è uno dei materiali più comuni in cui si verifica la formazione di galla. Presenta uno strato di ossido naturale che protegge dalla corrosione e aumenta le possibilità di adesione.
Quando le filettature in acciaio inossidabile sfregano l'una contro l'altra, possono incollarsi. Senza lubrificazione, anche una filettatura pulita e ben lavorata può grippare. I gradi austenitici come il 304 e il 316 sono particolarmente inclini alla formazione di galla.
Leghe di alluminio e titanio
L'alluminio è morbido e tende a deformarsi facilmente. Se sottoposto a coppia, può lacerarsi e trasferire il metallo alla filettatura di accoppiamento. Ciò provoca la formazione di galla negli assemblaggi leggeri, soprattutto in assenza di lubrificazione.
Il titanio è più duro, ma reagisce in modo simile. Ha un elevato coefficiente di attrito e tende a saldarsi a se stesso o ad altri metalli. È anche sensibile al calore, il che aggrava il problema.
Materiali temprati e non temprati
I metalli induriti hanno meno probabilità di galla. Resistono alla deformazione e non trasferiscono il materiale con la stessa facilità. Gli elementi di fissaggio realizzati con leghe trattate termicamente tendono a funzionare meglio nei gruppi ad alto carico.
I metalli non temprati, invece, si deformano rapidamente sotto sforzo. Possono creare dei punti di rottura che portano a strappi e blocchi durante il serraggio.
Filettature rivestite e placcate
I rivestimenti aiutano a ridurre l'attrito e a prevenire il contatto metallo-metallo. Lo zinco, il nichel o i lubrificanti a film secco fungono da strato barriera. Queste finiture aiutano le filettature a scorrere agevolmente e riducono la formazione di galla.
Le filettature placcate resistono anche alla corrosione, proteggendo la superficie. Tuttavia, se il rivestimento si consuma o si danneggia, soprattutto in caso di uso ripetuto, può verificarsi un'usura.
Tecniche di prevenzione
È possibile evitare la formazione di galla regolando il modo in cui si scelgono, si maneggiano e si installano gli elementi di fissaggio. Questi semplici accorgimenti aiutano a ridurre i danni alla superficie e a mantenere il funzionamento dei filetti senza intoppi.
Scegliere il giusto abbinamento di materiali
Evitare di utilizzare elementi di fissaggio realizzati con metalli uguali o simili. Ad esempio, non abbinare un bullone inossidabile con un dado inossidabile, a meno che non sia necessario. Se possibile, mescolate i materiali, ad esempio l'acciaio inossidabile con l'acciaio al carbonio rivestito.
I diversi livelli di durezza riducono il rischio di adesione. La scelta di un dado più duro o di un inserto rivestito spesso aiuta a prevenire il trasferimento di metallo.
Utilizzo di lubrificanti adeguati
Utilizzare composti antigrippaggio o lubrificanti prodotti per assemblaggi filettati. Questi riducono l'attrito e creano una pellicola protettiva. Applicare sulla filettatura prima del serraggio.
Per l'acciaio inossidabile, i lubrificanti a base di nichel funzionano bene. Per l'alluminio, utilizzare un prodotto indicato per i metalli teneri. Non saltate questa fase. Le filettature asciutte sono la causa principale della formazione di galla.
Rallentamento del processo di fissaggio
Il serraggio rapido aumenta il calore e l'attrito. Entrambi aumentano la possibilità di gallerie. Girate lentamente i dadi e i bulloni, soprattutto nelle configurazioni con utensili elettrici.
Se si utilizza una pistola a percussione, impostarla a bassa velocità o utilizzare una chiave manuale quando possibile. Giri lenti e costanti danno alla filettatura il tempo di allinearsi e assestarsi.
Applicazione dei valori di coppia corretti
L'uso di una coppia di serraggio errata può rovinare il giunto. Una forza eccessiva aumenta la pressione sulle filettature. Seguire le impostazioni di coppia consigliate per il materiale e le dimensioni.
Utilizzare una chiave dinamometrica calibrata. Evitate di stringere troppo. Quel giro in più può essere la causa del blocco della filettatura.
Selezione di filettature con rivestimenti superficiali
Scegliere elementi di fissaggio con rivestimenti in PTFE, zinco o film secco quando si teme la formazione di gocce. Questi trattamenti superficiali riducono il contatto diretto con il metallo.
Favoriscono lo scorrimento della filettatura e riducono il rischio di strappi. I dispositivi di fissaggio pre-rivestiti sono particolarmente utili in ambienti automatizzati o ad alto volume.
Miglioramenti nella lavorazione a freddo o nella rullatura dei filetti
La rullatura del filo rafforza la superficie del filo. Comprime la struttura della grana invece di tagliarla. In questo modo i fili diventano più lisci e più duri.
Le filettature lavorate a freddo resistono meglio alla lacerazione e all'attrito rispetto alle filettature tagliate standard. Se il progetto lo consente, le filettature rullate sono un valido upgrade.
Strategie di lubrificazione
La lubrificazione è uno dei modi più semplici per arrestare la formazione di galla. Ma non tutti i lubrificanti funzionano allo stesso modo. Scegliere il tipo giusto e applicarlo correttamente fa una grande differenza.
Tipi di composti antigrippaggio
I composti antigrippaggio sono realizzati per ridurre l'attrito sotto pressione. Contengono particelle di metallo morbido come rame, nichel o alluminio. Creano una barriera tra le superfici delle filettature.
I tipi a base di nichel funzionano meglio per l'acciaio inossidabile. Le versioni a base di rame sono standard per uso generale. Adattare sempre il composto al materiale dell'elemento di fissaggio e alla temperatura di esercizio.
Lubrificanti a film secco contro lubrificanti a base di grasso
I lubrificanti a film secco si applicano in modo sottile e lasciano uno strato solido. Non attirano la sporcizia e sono più indicati per gli ambienti puliti o per gli accoppiamenti stretti. Funzionano bene nel settore aerospaziale ed elettronico.
I tipi a base di grasso sono più spessi. Aderiscono bene e offrono una maggiore protezione per i filetti ruvidi o per l'uso all'aperto. Ma con il tempo possono raccogliere detriti.
Quando evitare la lubrificazione？
In rari casi, la lubrificazione dovrebbe essere saltata. Ad esempio, la lubrificazione può falsare le letture nei giunti critici per il carico, dove la coppia deve creare una certa forza di serraggio.
Alcuni rivestimenti fungono anche da lubrificanti. L'uso di grasso supplementare può causare un serraggio eccessivo. Seguire sempre le indicazioni del produttore.
Migliori pratiche per l'applicazione
Applicare uno strato sottile e uniforme su entrambe le filettature maschio e femmina. Non esagerare. Il composto in eccesso può fuoriuscire e attirare lo sporco.
Evitare che il lubrificante finisca sulle superfici non filettate. Utilizzare un pennello o un piccolo applicatore. Conservare il contenitore sigillato per mantenerlo pulito per usi futuri.
Quando si verifica un'incrinatura, il danno può essere grave. Ma ci sono modi per recuperare. Conoscere le opzioni disponibili aiuta a ridurre i tempi di inattività e a prevenire ulteriori problemi.
Quando il disassemblaggio è ancora possibile?
Se l'elemento di fissaggio non è completamente grippato, smettere di girare quando si avverte resistenza. Applicare olio penetrante e lasciare riposare per alcuni minuti.
Provate a girare delicatamente il dispositivo di fissaggio avanti e indietro. Non forzatelo. Un leggero movimento può aiutare a rompere il legame superficiale senza strappare la filettatura.
Taglio o rimozione di elementi di fissaggio danneggiati
Se il dispositivo di fissaggio è bloccato, potrebbe essere necessario tagliarlo. A seconda dell'accesso e del materiale, utilizzare un seghetto, un utensile rotante o un tagliabulloni.
Per i bulloni bloccati nei fori ciechi, provare a utilizzare una punta sinistra o un estrattore. Lavorare lentamente per evitare di danneggiare le filettature di accoppiamento.
Opzioni di ri-tappatura o ri-filettatura
Se le filettature sono leggermente danneggiate, è possibile ripristinarle con un rubinetto o una filiera. Pulire prima il foro. Utilizzare l'utensile della misura corretta e aggiungere del lubrificante.
Far scorrere lentamente il rubinetto e controllare che non vi siano schegge di metallo. Non provate a farlo se la filettatura è spanata o strappata. In tal caso, è meglio optare per un inserto.
Elicoidali e inserti per filettatura
Le bobine elicoidali sono bobine di filo che ripristinano le filettature danneggiate. Si esegue il foro, si batte la nuova filettatura e si inserisce la bobina. In questo modo si ottiene una nuova filettatura forte all'interno del pezzo originale.
Per le riparazioni più grandi, utilizzare inserti a filettatura piena. Sono più resistenti e durevoli. Entrambi i metodi consentono di riutilizzare il pezzo invece di rottamarlo.
Conclusione
La filettatura si blocca durante il serraggio. È causata dall'attrito, dalla pressione e dal trasferimento di materiale, soprattutto in acciaio inossidabile, alluminio e titanio. Per evitare la formazione di galla, è necessario scegliere la giusta combinazione di elementi di fissaggio, applicare una lubrificazione adeguata e serrare lentamente con la giusta coppia di serraggio.
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Ciao, sono Kevin Lee
Negli ultimi 10 anni mi sono immerso in varie forme di lavorazione della lamiera, condividendo qui le mie esperienze in diverse officine.
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Kevin Lee
Ho oltre dieci anni di esperienza professionale nella fabbricazione di lamiere, con specializzazione nel taglio laser, nella piegatura, nella saldatura e nelle tecniche di trattamento delle superfici. In qualità di direttore tecnico di Shengen, mi impegno a risolvere sfide produttive complesse e a promuovere innovazione e qualità in ogni progetto.
