Гвозди винтовые

Стержневой ударный крепёж со спиральной накаткой или винтовой насечкой на рабочей части, предназначенный для соединения деревянных деталей с повышенным сопротивлением выдёргиванию. Конструктивная особенность — наличие одного или нескольких непрерывных витков (канавок), образующих подобие однозаходной резьбы на гладком стержне. В отличие от строительных гвоздей по ГОСТ 4028 (с гладкой цилиндрической поверхностью), винтовые модели имеют значительно большее сцепление с материалом благодаря спиральному профилю. Отличие от шурупов и саморезов — отсутствие полноценной резьбы и необходимость ударного монтажа (забивания) вместо вращательного. В отличие от ершёных гвоздей с кольцевыми насечками, винтовые имеют непрерывную спиральную канавку, что обеспечивает более равномерное распределение удерживающего усилия по длине стержня.

Конструктивные особенности

Винтовые гвозди сохраняют базовые элементы обычного гвоздя (остриё, стержень, головку), но с характерными дополнениями:

• Спиральная накатка (винтовая насечка) — на поверхности стержня сформированы одна или две параллельные канавки, идущие по винтовой линии. Шаг накатки составляет от 2 до 6 диаметров стержня, глубина — 0,1…0,3 мм.
• Форма острия — чаще четырёхгранное (пирамидальное), реже коническое, что обеспечивает самозацентрирование при забивании и уменьшает раскол древесины.
• Головка (шляпка) — может быть потайной (конусной), полупотайной или круглой плоской, часто имеет крестообразный шлиц (редко) или гладкую поверхность. У некоторых типов головка снабжена насечкой для предотвращения скольжения молотка.
• Стержень — обычно круглого сечения, но встречаются квадратные или прямоугольные профили для повышения жёсткости.

Материал — низкоуглеродистая сталь (Ст2, Ст3) или улучшенные марки (10, 20) без термообработки, поскольку забивание требует пластичности. Для повышения коррозионной стойкости применяют цинковое покрытие (толщина 8…15 мкм), фосфатирование или латунирование. Винтовая накатка выполняется методом холодной накатки (обкатки роликами) до термообработки.

Основные параметры

• Диаметр стержня (d) от 2,0 до 6,0 мм
• Длина стержня (L) от 25 до 150 мм
• Шаг спиральной накатки : 4…12 мм (1,5…3×d)
• Глубина накатки: 0,1…0,3 мм
• Тип головки: потайная, полупотайная, круглая
• Количество спиральных канавок: 1 (однозаходная) или 2 (двухзаходная)

Для винтовых гвоздей характерно соотношение L/d = 15…40 (ниже, чем у строительных гладких). Увеличение шага накатки снижает сопротивление забиванию, но повышает фиксацию в мягких породах.

Отличие от смежных типов гвоздей

Принцип работы

При забивании винтового гвоздя остриё раздвигает волокна древесины, а спиральная накатка после прохождения не возвращается в исходное положение — волокна частично вдавливаются в канавки, создавая механическое зацепление. В отличие от гладкого гвоздя, который удерживается в основном силой трения (незначительной), винтовой гвоздь обеспечивает сопротивление выдёргиванию, сравнимое с шурупом, но без необходимости предварительного сверления. Двухзаходные накатки создают ещё более плотное сцепление, однако требуют большего усилия при забивании.

Области применения

Винтовые гвозди используются в узлах, где требуется надёжная фиксация при динамических нагрузках (вибрация, раскачивание):

• Изготовление поддонов (паллет) — крепление досок и брусков, подверженных ударам при погрузке.
• Мебельное производство — сборка каркасов мягкой мебели, ящиков, где недопустимо самоотвинчивание шурупов.
• Деревянное домостроение — крепление обрешётки, контробрешётки, ветрозащитных мембран.
• Тарное производство — сборка ящиков для тяжёлых грузов (вместо тарных круглых гвоздей).
• Изготовление деревянных подвесных конструкций — сейсмоопасные зоны (дополнительная фиксация).

В отличие от толевых круглых гвоздей (ГОСТ 4029) с увеличенной головкой, винтовые не предназначены для кровельных работ — их конфигурация не обеспечивает гидроизоляции. В отличие от строительных по ГОСТ 4028, они не рекомендуются для временных соединений (опалубка) из-за сложности демонтажа.

Особенности использования

Выбор длины. Длина винтового гвоздя должна быть в 2,0…2,5 раза больше толщины прибиваемой детали (меньше, чем для гладкого, из-за лучшего сцепления). Запас для загибания конца не требуется.

Забивание. Используют молоток или пневматический пистолет с энергией удара на 20…30% больше, чем для гладкого гвоздя того же диаметра. При забивании необходимо строго выдерживать направление по оси — перекос приводит к заклиниванию накатки и изгибу стержня. Для предотвращения раскола на расстоянии менее 20 мм от края детали рекомендуется предварительное засверливание (диаметр 0,8×d)

Демонтаж. Извлечение винтового гвоздя крайне затруднительно — при выдёргивании гвоздодёром волокна разрушаются, оставляя рваное отверстие. Если демонтаж необходим, лучше высверлить головку и утопить остаток в тело детали.

Коррозионная стойкость. Винтовая накатка нарушает целостность покрытия на боковых поверхностях, поэтому для наружных работ требуются гвозди с усиленным цинковым слоем (не менее 12 мкм) или из нержавеющей стали A2. Чёрные винтовые гвозди быстро ржавеют по спиральным канавкам.

Совместимость с породами древесины. Наилучшие результаты — на мягких и среднетвёрдых породах (сосна, ель, лиственница, берёза). На твёрдых (дуб, ясень, бук) требуется обязательное засверливание, иначе накатка не обеспечивает прироста удержания по сравнению с гладким гвоздём.

В отличие от строительных гвоздей, винтовые не следует применять в силовых каркасах (несущие балки) из-за повышенного риска растрескивания при циклических нагрузках. Их основное назначение — соединения, где важна фиксация на выдёргивание, но не требуется разборка.

Другие виды гвоздей из наличия:

• Гвозди строительные
• Гвозди толевые круглые ГОСТ 4029