承包商正在寻找一站式购物以节省时间，因此滚压成型商越来越多地提供的不仅仅是面板，而是通过它来保持它的状态。 螺丝可能看起来相当小而且微不足道，但实际上它们是未来面板性能极其重要的一部分。 工程师彼得格雷夫斯， ST 紧固系统，在他的著作中深入研究了螺丝的科学 2021年建筑滚压成型展 演示。
Graves 指出，螺钉是根据工业紧固件协会 (IFI) 制定的标准设计的，并包含在其指南中。 “在那里你可以找到你需要知道的一切，”格雷夫斯解释说：“什么尺寸的头，什么尺寸的螺纹……如何设计螺丝，从故障排除、质量控制、如何分类、如何完成它们. 它被认为是螺丝行业的圣经。”
有数百种螺钉品种，因此缩小它们可能会让人感到困惑。 首先要寻找的是被拧在一起的东西。 最适合将金属固定在木头上的螺钉将不同于将金属固定在金属上的最佳螺钉。 同样，木材类型（南方松木与 OSB 或胶合板）和金属类型（轻型钢与重型钢）也可能有所不同。
螺钉的设计非常基本，有头、柄、螺纹和尖端。 在技术细节中，科学变得令人费解。
螺丝的解剖
每个螺钉有四个基本部分：头部、柄部、螺纹部分和尖端。 紧固件公司的工程师已经将这种基本设计提升到了惊人的水平，提高了螺钉在各种基材中的性能。 这是通过重新设计螺丝的零件来完成的。
头型
头部可防止金属在暴风等隆起条件下拉过螺钉顶部。 对于金属，格雷夫斯说，“大多数钢制装订螺钉都是六角头。 即使是木装订螺丝也有一个带内置垫圈的六角头。”
圆头和薄饼头螺钉 由于低剖面，用于立缝屋顶板的夹螺钉。
A 桁架头 提供非常光滑的轮廓通常用于墙壁，不应用于屋顶，因为它会充满水和生锈。
螺纹样式
“你可以想象到有尽可能多的线程选项，”格雷夫斯说。
对于金属到木材，螺钉通常为每英寸 7-14 个螺纹 (tpi)。 “木头越硬，你需要的螺纹越多，”格雷夫斯解释说，错误的选择会“撕裂螺丝或木头”。
金属对金属也需要更多的螺纹。 Graves 说：“如果您将钢螺钉钻入钢基材，您将需要每英寸 14-24 个螺纹。” 钢越厚，每英寸需要的螺纹越多。 “如果它开始进入得太快，它就会粘起来，”他解释道。 “我们称之为磨人。 它会卡入金属中，然后你会扭动螺丝。”
每英寸螺纹的研究由现已退休的 ST Fastening 工程师 Tom Hulsey 进行。 “他通过并确定了螺纹需要多长时间才能穿过材料的厚度，”格雷夫斯说。
点样式
螺钉的点有助于确定螺钉如何接近和钻入基板。 “刀尖上有一个刀刃，如果刀刃走得太快，它实际上会烧坏那个螺丝，它会熔化刀刃，”格雷夫斯说。
今天的螺丝刀尖已经从简单的刀尖转变为凹槽，以最大限度地发挥切削刃的能力。
点和螺纹是螺钉的主力，需要协同工作才能发挥作用。 效果如何通常取决于螺丝刀背后的人。
Graves 提供的一个示例是用于 16-12 规格的檩条或围带。 “在这些螺纹接合之前，你需要一直钻穿基板底部的背面，”他说。 “如果你旋转得太快，它就不会钻了。”
当心现在可以以 4000 rpm 运行的冲击钻。 “你唯一能用 4000 rpm 安装的是一个非常小的 #10，”他说。 “如果你试图放入一个快速转动的钢螺丝，你会烧毁尖端。”
又是赫尔西计算出一个特定钻孔点可以处理多少速度的数学公式。 格雷夫斯说，有一种方法可以判断该工具是否处于适当的速度。 “您通常可以判断何时将螺钉以适当的速度拧入钢中，因为它会不断将这些切屑切掉……这就是导致钻头通过的原因。 如果你旋转得太快，你将看不到任何碎屑，所以你要么需要放慢速度，要么你可能已经把螺丝尖烧掉了，”他说。
认为螺纹很简单？ 以下是工程师如何看待它们。 角度、螺距、深度、波峰、根部和直径都会影响螺钉在各种基材中的性能。
扩张和收缩
金属面板不断受到膨胀和收缩的压力。 “晚上面板冷却，白天升温，”格雷夫斯解释说。 “由于面板来回工作，有时该面板会拧出螺丝。 唯一固定该面板的是螺钉。
“对于廉价木材、定向刨花板和薄胶合板来说，这是一个巨大的问题，”格雷夫斯继续说道。 “有时这些螺丝会退出，尤其是在过度钻孔的情况下。”
在螺钉由于膨胀和收缩而开始退出之前，这个问题甚至可能不会被注意到。 Graves 设计了一种螺距更宽的螺钉，有助于抵抗扭转，并让用户感觉到螺钉何时被紧紧夹住，但过度钻孔仍然是金属行业的一个问题。
夹子螺钉是处理金属膨胀和收缩的流行选择。 “现在很多夹子螺钉都有一个适合插槽的肩部，因此当你膨胀和收缩时，夹子可以随着立缝屋顶移动，”他说。
其他影响螺丝的环境因素
风事件
与为特定工作选择螺钉一样重要的是如何使用、在何处使用以及使用多少。 每项工作都会改变。 “每个屋顶都有不同的抬升压力区域，”格雷夫斯指出，并指出对于暴露在风暴事件中的建筑物，“这些面板中的每一个都将具有不同的螺钉间距，并且螺钉间距越来越接近以获得更大的保持阻力。”
然而，太多的螺丝也可能是坏的。 “在一个位置有太多螺丝会影响木材拔出，”格雷夫斯说。
项目架构师应提供必要的放置方向。
腐蚀
经过电镀和机械电镀的螺钉有助于防止腐蚀并提供润滑性以改善驾驶。
颜色退化
将螺丝颜色与面板颜色匹配本身就是一门科学。 “你能想象到的颜色有多少，”格雷夫斯说。 “每个人都试图将他们的螺丝与面板颜色相匹配。 问题是面板颜色会从线圈的一端漂移到线圈的另一端。”
他解释了这个过程：“粉末涂料或油漆是由树脂制成的，然后他们添加填料——颜料或分散在树脂中的研磨颗粒——来制造颜色。 这些树脂在整个面板或粉末中都带有这种颜色。 当紫外线照射到这些颜料上时，它们会开始减弱那种颜色的强度……。 随着颜色开始褪色，它看起来与您第一次安装时不同。”
匹配颜色是一个相当大的挑战。 “每个人都知道这里或那里的阴影会产生很大的不同，”格雷夫斯说。
ST Fastening 现在使用分光光度计来分析颜色，以确定该颜色偏离标准的偏移量。 它可以从三种不同的灯光设置中确定颜色：荧光灯、阳光和烛光。
“分光光度计实际上将检测我们图书馆中的已知标准有多接近，”格雷夫斯说。 通常人眼可以检测到 5 到 1.0 的色差，但分光光度计可以检测到 Delta E 的十分之一。
能够根据需要“拨入颜色”已成为行业游戏规则的改变者。
该公司还开始在电镀上涂上一层透明涂层，以进一步抵抗一些褪色和腐蚀。 射频
