Rodzaje łbów wkrętów – 6 kształtów i który do krokwi

Talerzowy czy stożkowy do krokwi – tu nie decyduje gust ani to, co akurat leży w skrzynce: do konstrukcji nośnej dachu idzie wyłącznie talerzowy i różnica jest mierzalna. Przy tym samym trzonie 8 mm łeb stożkowy ma 14-15 mm średnicy, a talerzowy 22-25 mm, czyli ponad dwukrotnie większą powierzchnię docisku. Ta różnica decyduje o tym, czy łącznik trzyma belkę, czy powoli wciąga się w sosnę pod ciężarem śniegu.

Rodzaje łbów wkrętów to najbardziej lekceważony parametr na całej liście oznaczeń z opakowania. Ludzie sprawdzają długość, średnicę i powłokę, a kształt łba biorą taki, jaki był w promocji. Widziałem przez to popękane wzdłuż włókien deski tarasowe z modrzewia, w które ktoś wkręcił szeroki stożek bez freza, i więźbę spiętą wkrętami uniwersalnymi zamiast ciesielskich, gdzie po dwóch zimach na węzłach dało się wsunąć palec.

Przechodzę tu przez sześć kształtów łbów: stożkowy, talerzowy, walcowy, soczewkowy, sześciokątny i kołnierzowy. Do każdego podaję wymiary, powierzchnię docisku, typowe zastosowanie i cenę opakowania. Do tego dochodzi gniazdo napędowe, czyli to, co siedzi w łbie od góry, oraz licowanie z powierzchnią i pogłębiacz. Dobór właściwego łba nic nie kosztuje, bo cena wkrętów w obrębie tego samego rozmiaru różni się o kilkanaście procent, a pomyłka kosztuje deskę, belkę albo cały węzeł konstrukcyjny.

Dlaczego kształt łba decyduje o wytrzymałości połączenia?

Bo przy dokręcaniu wkrętarką z momentem 15-25 Nm łeb przestaje być zakończeniem trzonu, a staje się albo klinem, albo prasą. Stożek wpycha włókna drewna na boki i próbuje rozsadzić materiał wzdłuż słojów. Płaski spód o dużej średnicy działa jak wbudowana podkładka stalowa i dociąga dwa elementy do siebie siłą liczoną w setkach kilogramów.

Parametr, który to opisuje, nazywa się nośnością na przeciąganie łba i występuje w normie PN-EN 1995-1-1, czyli w Eurokodzie 5, jako head pull-through. Mówi, jaka siła wyrywająca jest potrzebna, żeby łeb wcisnął się w przykręcaną belkę i przeszedł przez nią na wylot. Wkręt z łbem talerzowym ma tę odporność o 100-150 procent wyższą niż wkręt stożkowy o tej samej średnicy trzonu, bo powierzchnia nacisku rośnie z kwadratem średnicy łba.

Druga rzecz, o której decyduje kształt, to głębokość zagłębienia. Łeb stożkowy z frezem chowa się 0,5-1,0 mm poniżej lica, walcowy schodzi w twarde drewno na 2-3 mm, a talerzowy zostaje na wierzchu i tak ma być. Jeśli zaczynasz wkręcać i łeb znika w materiale głębiej, niż zakładałeś, to znaczy, że dobrałeś zły kształt albo za mocno naparłeś zakrętarką.

Łeb stożkowy – kiedy licuje, a kiedy rozłupuje deskę?

Łeb stożkowy, nazywany też płaskim od góry, jest najczęściej spotykanym kształtem i to on siedzi w każdej paczce wkrętów uniwersalnych. Kąt stożka wynosi 80-90 stopni, a po wkręceniu górna krawędź tworzy równą płaszczyznę z powierzchnią materiału. Opakowanie 500 sztuk w rozmiarze 4,0×40 mm kosztuje 15-25 zł.

Żeby stożek schował się płasko, drewno musi ustąpić mu miejsca. W starych wkrętach bez frezów robił to przez wgniatanie włókien, co w miękkiej sośnie przechodziło, ale w dębie i w płycie OSB podnosiło krawędzie i strzępiło materiał. Dzisiejsze wkręty konstrukcyjne mają pod spodem stożka żebra frezujące, czyli miniaturowe ostrza, które wycinają w drewnie lej pod wymiar łba i usuwają wióry na zewnątrz.

• Płyty OSB, MFP i sklejka na podłogach i dachach. Łeb chowa się na zero, więc panele albo papa nie opierają się na wybrzuszeniach.
• Łaty do kontrłat na dachu. Schowany łeb nie przeszkadza przy układaniu dachówki ani blachy.
• Zawiasy i okucia meblowe. Blachy zawiasów mają fabrycznie fazowane otwory stożkowe, w które wkręt wchodzi centrując element.
• Czego z nim nie robić. Nie wkręcaj stożka bliżej niż 40-50 mm od czoła deski bez nawiercenia i nie stosuj go do skręcania blach bez fazowania, bo w płaskim otworze stalowym działa wyłącznie rozpierająco.

Wkręty uniwersalne z tym łbem obsługują większość domowych robót, od listwy przypodłogowej po ruszt pod płytę. Ich pełną charakterystykę razem z długościami i powłokami rozpisałem w hubie o tym, jakie są rodzaje wkrętów i jak dobrać długość do materiału.

Łeb talerzowy – o ile mocniejszy jest docisk?

Łeb talerzowy, w katalogach opisywany jako podkładkowy albo grzybkowy, ma spłaszczony profil o dużej średnicy zewnętrznej i jest podstawowym kształtem w ciesielstwie. Dla trzonu 8 mm średnica łba wynosi 22-25 mm, czyli tyle, ile ma osobna podkładka stalowa. Opakowanie 100 sztuk wkrętów ciesielskich 8,0×160 mm to wydatek 65-90 zł.

Przewaga tego kształtu sprowadza się do tego, że kołnierz jest fabrycznie prostopadły do osi trzonu i nie przesuwa się przy wkręcaniu. Osobna podkładka pod zwykłym wkrętem daje podobną powierzchnię, ale wymaga trzymania jej drugą ręką, potrafi się przekrzywić i podnosi koszt materiału. Przy skręcaniu dachu, gdzie łączników idzie kilkaset, ta różnica przekłada się na godziny pracy.

Talerz stosuje się tam, gdzie priorytetem jest siła dociągu dwóch elementów: przy łączeniu krokwi z murłatą i z płatwią, przy skręcaniu belek z drewna klejonego KVH i BSH, przy montażu mieczy, zastrzałów i więzów w altanach oraz przy kotwieniu konstrukcji do stalowych łączników ciesielskich. Wkręt 8,0×200 mm z takim łbem dociąga krokiew do murłaty siłą, jakiej nie da żaden gwóźdź. Dobór długości i średnicy do przekroju belki opisałem osobno w materiale o tym, jakie wkręty ciesielskie do drewna konstrukcyjnego wybrać.

Łeb walcowy – gdzie ma zniknąć w materiale?

Łeb walcowy, zwany też cylindrycznym, ma średnicę ledwie większą od trzonu: dla wkręta tarasowego o trzonie 5,0 mm wynosi ona 6,5-7,5 mm. Ścianki boczne są pionowe, spód płaski albo delikatnie wypukły, a pod nim znajdują się krawędzie tnące. Opakowanie 200 sztuk ze stali nierdzewnej A2 kosztuje 90-140 zł, w gatunku kwasoodpornym A4 nawet 30 procent więcej.

Cała idea polega na dyskrecji. Mały łeb wcina się w deskę na 2-3 mm, wycinając wąski, czysty otwór zamiast szerokiego leja. Po opadach włókna drewna pęcznieją i częściowo zamykają się nad łbem, więc połączenie przestaje rzucać się w oczy. Przy modrzewiu syberyjskim, garapie czy bangkirai ma to jeszcze jedną zaletę: szeroki stożek rozłupałby twardą deskę wzdłuż włókien, a wąski walec przechodzi przez nią bez naprężeń rozpierających.

Warunek jest jeden i twardy: w drewnie egzotycznym i w dębie otwór trzeba nawiercić, zwykle wiertłem o średnicy równej 70 procent średnicy trzonu. Reszta zasad doboru łączników na zewnątrz, razem z gatunkami stali i rozstawami, jest w poradniku o tym, jakie wkręty do drewna na zewnątrz wytrzymują kilka sezonów.

Soczewkowy, sześciokątny i kołnierzowy – do czego służą?

Poza wielką trójką na półce leży jeszcze kilka kształtów specjalistycznych, z którymi majsterkowicz spotyka się kilka razy w roku.

• Soczewkowy, czyli podwyższony stożek. Od spodu stożek, od góry delikatna wypukłość o średnicy 8-10 mm. Do listew wykończeniowych, okuć meblowych i wszystkiego, co ma być widoczne, ale bez ostrych krawędzi zahaczających o szmatkę przy sprzątaniu.
• Sześciokątny, pod klucz płaski albo nasadkę. Rozmiary na klucz 8, 10 i 13 mm, spotykany w śrubach do drewna według normy DIN 571 oraz w ciężkich kotwach. Przenosi bardzo duży moment bez ryzyka wyskoczenia narzędzia, ale wystaje ponad powierzchnię i wymaga dostępu nasadką. Klasy wytrzymałości i powłoki dla tej grupy zebrałem w tekście o tym, jakie są rodzaje śrub i gwintów.
• Walcowy z kołnierzem, tak zwane pchełki. Niski profil rozszerzający się u podstawy w szeroki kołnierz, często z podkładką EPDM. Do skręcania cienkich blach ze sobą, do profili suchej zabudowy i do mocowania uchwytów w otworach bez fazowania.

Osobna kategoria to łby z gniazdem podwójnym, na przykład stożkowe z krzyżakiem i szczeliną płaską naraz. Spotyka się je w tanim osprzęcie meblowym i w praktyce oznaczają, że producent nie zdecydował, czym mają być dokręcane. W twardym materiale takie gniazdo obrabia się najszybciej ze wszystkich, bo żadna z dwóch geometrii nie ma pełnej powierzchni styku.

Który łeb do czego? Tabela porównawcza

Zestawienie sześciu kształtów w jednym miejscu, z wymiarami dla najczęstszych średnic trzonu i z efektem, jaki dają na powierzchni.

Cała decyzja sprowadza się do jednego pytania zadanego przed zakupem: czy łeb ma zniknąć w materiale, czy ma go trzymać. Jeśli na drewno idzie kolejna warstwa, bierzesz stożek albo walec. Jeśli łącznik ma przenieść obciążenie i ściągnąć dwa elementy, bierzesz talerz i nie kombinujesz z podkładkami.

Jakie gniazdo powinien mieć łeb i jakim bitem je kręcić?

Gniazdo napędowe jest częścią łba i to ono pęka jako pierwsze, gdy coś jest źle dobrane. Ma zwykle 2-4 mm głębokości, więc cała siła dokręcania rozkłada się na kilka milimetrów kwadratowych metalu. Torx ma ścianki pionowe, przez co bit nie jest wypychany z gniazda, a krzyżak PZ ma ścianki zbieżne i przy dużym oporze sam wyskakuje, co nazywa się cam-out.

Zasada praktyczna jest prosta: im dłuższy i grubszy wkręt, tym bardziej opłaca się gniazdo gwiazdkowe. Do łączników 4,0-5,0 mm wystarcza PZ2, od 6,0 mm w górę sensowny jest wyłącznie Torx, zwykle TX30 albo TX40. Imbus pojawia się przy średnicach 10 mm i większych oraz w meblach skręcanych, gdzie klucz leży w pudełku. Pełne porównanie napędów z kątami ścianek i trwałością bitów jest w hubie o wkrętach.

Bit dobiera się co do rozmiaru, bez zaokrągleń w żadną stronę. TX25 wciśnięty w gniazdo przeznaczone na TX30 obrabia je w kilka sekund, a PZ1 w gnieździe PZ2 wystarcza na trzy, cztery wkręty. Zestaw czterech bitów Torx w wersji z węglika albo z końcówką torsyjną kosztuje 40-80 zł i wytrzymuje kilkanaście razy dłużej niż komplet z zestawu za 15 zł.

Jak zlicować łeb z powierzchnią bez rozłupania drewna?

Trzy narzędzia załatwiają to zadanie, a wybór zależy od twardości materiału i od tego, ile łączników masz do wkręcenia.

1. Wkręt z żebrami frezującymi pod stożkiem. W sośnie, świerku i w płycie OSB wystarcza sam, bez żadnego przygotowania otworu, i chowa łeb 0,5-1,0 mm poniżej lica.
2. Pogłębiacz stożkowy 90 stopni, czyli frez nakładany na wiertarkę. Kosztuje 20-60 zł za sztukę i wycina fazę w twardym drewnie oraz w blasze. Fazę robisz na głębokość równą wysokości stożka łba, zwykle 2-3 mm.
3. Nawiertak stopniowy, który w jednym przejściu wierci otwór prowadzący i wycina fazę. Komplet trzech sztuk to 60-120 zł i ma sens przy tarasie albo elewacji, gdzie łączników idzie kilkaset.

Przy twardym drewnie i przy krawędziach nawiercanie otworu prowadzącego przestaje być opcją i staje się warunkiem. Średnice wierteł do poszczególnych gatunków i odległości od czoła deski rozpisałem w osobnym poradniku o tym, kiedy potrzebne jest nawiercanie pod wkręty.

Cztery błędy, które kończą się pękniętym drewnem

Przy odbiorach widuję te same pomyłki na kolejnych budowach, niezależnie od tego, kto wykonywał robotę.

1. Stożek bez freza przy czole deski. Wkręcanie bliżej niż 40 mm od końca deski, bez nawiercenia, rozpycha słoje i rozłupuje materiał wzdłuż włókien. Przy tarasie z modrzewia jedna taka deska to 60-120 zł na wymianę.
2. Stożek zamiast talerza w więźbie. Pod obciążeniem śniegiem wciąga się w miękką sosnę na 20-30 mm, węzeł traci sztywność i dach zaczyna pracować przy wietrze. Poprawka wymaga zdjęcia pokrycia w tym miejscu.
3. Za głęboko zatopiony łeb walcowy na tarasie. Napieranie zakrętarką udarową wciska go 10-15 mm w deskę, tworząc lejek, w którym po każdym deszczu stoi woda. Drewno wokół sinieje i gnije po pierwszym sezonie.
4. Zły bit do gniazda. PZ2 wciśnięty w Torx TX25 albo bit o rozmiar za mały ścina wewnętrzne krawędzie w kilka sekund. Wkręt zostaje wtedy w połowie drogi, ani dokręcony, ani możliwy do wykręcenia.

Najczęstsze pytania o rodzaje łbów wkrętów

Dlaczego łeb stożkowy rozszczepia drewno przy krawędzi?

Bo pracuje jak klin o kącie 80-90 stopni i generuje naprężenia rozpierające w poprzek słojów. Przy krawędzi deski drewno ma po jednej stronie zbyt mało materiału, żeby te naprężenia przenieść, więc pęka wzdłuż włókien. Nawiercenie otworu prowadzącego i sfazowanie pogłębiaczem usuwa problem w całości.

Czy łeb talerzowy da się zastąpić stożkiem z podkładką?

Technicznie tak, ale wychodzi drożej i wolniej. Osobna podkładka przekrzywia się przy wkręcaniu, wymaga drugiej ręki i podnosi koszt o kilkadziesiąt groszy na sztukę. Zintegrowany kołnierz talerza jest prostopadły do osi trzonu i sam centruje łącznik, więc przy kilkuset wkrętach różnica w czasie montażu liczy się w godzinach.

Czym różni się łeb walcowy od cylindrycznego?

W praktyce niczym, nazwy stosuje się zamiennie. Czasem walcowym nazywa się łeb całkowicie płaski od góry, a cylindrycznym ten z lekko zaokrągloną, kopułkowatą krawędzią. Oba mają pionowe ścianki i średnicę ledwie większą od trzonu.

Po co wkrętom tarasowym mały łeb?

Bo tworzy w desce minimalne wgłębienie, które nie zatrzymuje wody deszczowej i nie rozrywa włókien na powierzchni. Szeroki stożek w tym samym miejscu wyciąłby lej o średnicy kilkunastu milimetrów, w którym po każdym deszczu stałaby woda, a drewno wokół zaczęłoby sinieć.

Co dają żebra frezujące pod stożkiem?

To drobne ostrza skrawające na spodzie łba, które podczas wkręcania wycinają w drewnie lej pod jego wymiar i wyrzucają wióry na zewnątrz. Dzięki nim łeb schodzi 0,5-1,0 mm poniżej lica bez podnoszenia krawędzi i bez wcześniejszego fazowania. W drewnie twardym i egzotycznym nadal nie zastępują nawiercenia.

Czy łeb sześciokątny nadaje się do drewna konstrukcyjnego?

Nadaje się i jest stosowany w śrubach do drewna DIN 571 o średnicach 6-12 mm, tam gdzie moment dokręcania przekracza możliwości bitu. Wymaga jednak nasadki i dostępu od góry, a łeb zostaje w całości nad powierzchnią, więc pod pokrycie dachowe czy pod deskę tarasową się nie nadaje.

Rodzaje łbów wkrętów sprowadzają się do jednej decyzji podejmowanej przed wkręceniem, nie po nim: łeb ma zniknąć w materiale albo go trzymać, a trzeciej możliwości nie ma. Stożek z frezem tam, gdzie idzie kolejna warstwa, talerz tam, gdzie połączenie przenosi obciążenie, walec na taras i elewację, sześciokąt tam, gdzie moment przekracza bit. A wam co pękło przez źle dobrany łeb i ile kosztowała poprawka? Piszcie w komentarzach.