在很多工程场景中,我们都强调螺栓不能超过屈服点,否则会产生塑性变形、不可逆损伤,无法二次使用。但在汽车发动机、关键结构件等高可靠性场景中,却存在一种“反常识”的做法——故意将螺栓拧紧至屈服点甚至略微超过屈服区。
一、什么是“屈服点拧紧”?
基于螺栓材料的屈服特性,在拧紧过程中,通过实时计算斜率,即扭矩差值与转角差值的比值,并监测其变化特征,当进入塑性变形区后,斜率开始呈快速下降趋势,当降至弹性阶段斜率的1/3~1/2处即到达屈服点。

二、为什么要让螺栓超过屈服点?
安全因素:螺栓的屈服点是材料开始发生塑性变形的应力极限。如果螺栓的拧紧程度达到或超过屈服点,它将会发生塑性变形,从而吸收更多的能量,增强连接的牢固性和安全性。在某些关键的或承受高应力的场合,如飞机、轮船、核电站等,需要保证螺栓的绝对安全,因此会故意拧紧超过其屈服点。
性能因素:拧紧螺栓超过其屈服点可以提高其预紧力,使螺栓在受到外部载荷时能够更好地保持紧固,减少被拔出或松动的情况。此外,通过超过屈服点来拧紧螺栓还可以减少螺栓的蠕变和松弛,保持连接的长期稳定性和性能。
需要注意的是,过屈服点拧紧螺栓需要谨慎操作,并确保不超过螺栓的极限承载能力,以避免螺栓断裂或过度塑性变形导致性能下降。
三、哪些行业会使用“过屈服拧紧”?
这种工艺通常用于高可靠性结构连接,例如:航空发动机、风电设备、高铁转向架
汽车发动机、新能源电池等。在这些场景中,连接稳定性远比螺栓重复使用更重要。
四、丹尼克尔的解决方案
过屈服点拧紧一般是采用转角法,通过拧紧一定起始扭矩+角度达到拧紧工艺,通常最终拧紧点会落在屈服点后,但一般过屈服角度不会太大,毕竟拧过屈服后,夹紧力基本不变,但螺栓的利用率也已达100%。丹尼克尔的传感器式智能电批可通过实时监控扭矩转角以及斜率变化,通过拧紧曲线分析判断是否已到达屈服点,记录每颗螺栓的拧紧数据,实现全过程拧紧质量追溯。
