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在工業(yè)裝配技術(shù)迭代升級(jí)的背景下，螺栓過(guò)屈服擰緊技術(shù)憑借高預(yù)緊力、強(qiáng)穩(wěn)定性的特點(diǎn)，在汽車等行業(yè)的關(guān)鍵部件裝配中應(yīng)用愈發(fā)廣泛。該技術(shù)以扭矩轉(zhuǎn)角法為核心，將螺栓擰至屈服點(diǎn)以上、斷裂區(qū)間以下的塑性區(qū)，借助材料應(yīng)變硬化效應(yīng)實(shí)現(xiàn)緊固效果的升級(jí)，成為制造領(lǐng)域中螺紋緊固的重要方案。本文將解析螺栓過(guò)屈服擰緊技術(shù)的核心邏輯，并詳細(xì)盤(pán)點(diǎn)其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與局限，為工藝選擇提供參考。

一、螺栓過(guò)屈服擰緊技術(shù)的核心本質(zhì)

螺栓過(guò)屈服擰緊并非簡(jiǎn)單的過(guò)度擰緊，而是基于材料力學(xué)的精細(xì)裝配工藝，核心是將螺栓可控地?cái)Q入塑性區(qū)并利用應(yīng)變硬化特性，實(shí)現(xiàn)螺栓性能與緊固效果的雙重提升。

擰緊過(guò)程中，螺栓的剪切應(yīng)力會(huì)在作業(yè)完成后大幅降低，僅保留軸向正應(yīng)力，讓螺栓能在更高屈服強(qiáng)度狀態(tài)下承受外載荷；同時(shí)碳鋼、合金鋼螺栓屈服點(diǎn)后存在 5%-15% 的均勻塑性區(qū)，通過(guò)嚴(yán)格控制擰緊轉(zhuǎn)角，將螺栓總伸長(zhǎng)量限定在 2%-4%，可有效規(guī)避頸縮、斷裂風(fēng)險(xiǎn)。而螺栓進(jìn)入塑性區(qū)后產(chǎn)生的應(yīng)變硬化效應(yīng)，能讓其屈服強(qiáng)度顯著提升，形成 “冷作硬化” 狀態(tài)，大幅增強(qiáng)連接的穩(wěn)定性與可靠性。

二、螺栓過(guò)屈服擰緊策略的核心優(yōu)勢(shì)

（一）預(yù)緊力高且穩(wěn)定性較好

螺栓越過(guò)屈服點(diǎn)進(jìn)入應(yīng)變硬化階段后，軸力較傳統(tǒng)工藝可提升 30%-50%，且預(yù)緊力受潤(rùn)滑、表面粗糙度等因素影響小，僅與螺栓強(qiáng)度相關(guān)，同批連接件的預(yù)緊力散布可控制在 ±10% 左右，優(yōu)于傳統(tǒng)扭矩法的 ±25%-30%，緊固精度明顯提升。

（二）防松抗疲勞性能突出

更高的螺紋副接觸壓力提升了微振滑移門(mén)檻，有效減少高溫、交變載荷下的軸力衰減；同時(shí)螺栓的均勻塑性變形會(huì)在螺紋根部形成有利的殘余壓應(yīng)力，延緩疲勞裂紋萌生，使螺栓使用壽命較彈性段擰緊工藝提升 20%-40%。

（三）實(shí)現(xiàn)材料利用率最大化

螺栓截面積得到充分利用，在保證夾緊力不變的前提下，可適當(dāng)減小螺栓直徑或降低強(qiáng)度等級(jí)，單件螺栓重量能下降 10%-20%，對(duì)于汽車底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋等關(guān)鍵部件，能達(dá)成顯著的節(jié)材降本效果。

（四）長(zhǎng)期夾緊力穩(wěn)定可靠

塑性變形完成后，螺栓處于冷作硬化狀態(tài)，蠕變與應(yīng)力松弛速率遠(yuǎn)低于彈性段擰緊的螺栓，在高溫、熱循環(huán)等嚴(yán)苛工況下仍能保持穩(wěn)定的夾緊力，確保連接長(zhǎng)期可靠。

三、螺栓過(guò)屈服擰緊策略的應(yīng)用局限

（一）螺栓為一次性使用件

螺栓過(guò)屈服擰緊后會(huì)產(chǎn)生永久塑性變形，拆卸后螺紋無(wú)法恢復(fù)至原始屈服點(diǎn)，再次擰緊難以保證緊固效果，重復(fù)使用會(huì)大幅提升斷裂風(fēng)險(xiǎn)，建議更換新品。

（二）對(duì)被連接件一致性要求嚴(yán)苛

若連接副存在剛度差、間隙大、平整度不佳等問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致裝配角度波動(dòng)過(guò)大，難以設(shè)計(jì)適配的工藝參數(shù)，即便調(diào)整門(mén)檻扭矩，也會(huì)削弱該工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這類場(chǎng)景更適合傳統(tǒng)扭矩法。

（三）工藝與設(shè)備投入成本較高

相比傳統(tǒng)扭矩法，過(guò)屈服擰緊的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)更復(fù)雜，需通過(guò)大量裝配試驗(yàn)驗(yàn)證扭矩與轉(zhuǎn)角的合理性；同時(shí)擰緊設(shè)備需配備高分辨率傳感器、伺服裝置等，采購(gòu)成本更高，后續(xù)調(diào)試與維護(hù)也更為繁瑣。

（四）應(yīng)用場(chǎng)景存在明確限制

軟連接、螺栓夾持長(zhǎng)度小于 1 倍螺栓直徑的短螺紋區(qū)域、需反復(fù)拆卸維修的部件，以及與鋁合金、鎂合金等低強(qiáng)度母體的連接，均不建議采用該工藝，否則易引發(fā)緊固失效或母體損壞。

螺栓過(guò)屈服擰緊技術(shù)憑借高預(yù)緊力、強(qiáng)穩(wěn)定性、優(yōu)抗疲勞性等特點(diǎn)，能充分發(fā)揮螺栓性能，還可實(shí)現(xiàn)節(jié)材降本，是汽車底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋等關(guān)鍵剛性連接部位的常用裝配方案。但該技術(shù)也存在一次性使用、對(duì)工藝和設(shè)備要求高、應(yīng)用場(chǎng)景受限等問(wèn)題，實(shí)際生產(chǎn)中需結(jié)合被連接件特性、工況要求及成本預(yù)算綜合判斷，合理匹配擰緊工藝，才能充分發(fā)揮其技術(shù)價(jià)值。