淘钉钉-什么？特斯拉又因螺栓腐蚀失效召回车辆

螺栓是汽车上重要的的紧固件之一，一旦腐蚀断裂失效，轻则汽车故障，重则不堪设想。

《国家市场监督管理总局》网站披露，特斯拉汽车(北京)有限公司向国家市场监督管理总局备案了召回计划。决定自2020年6月7日起，召回2016年4月15日至2016年10月16日期间生产的部分进口Model X系列汽车，共计3183辆。

本次召回范围内的部分车辆存在长期暴露于强效除冰盐等高腐蚀的环境时，将转向机电机固定在转向机壳体上的螺栓可能被腐蚀并断裂，造成转向机电机发生移位、传动皮带打滑，从而导致转向助力减弱或丧失，可能会增加车辆发生碰撞的风险，存在安全隐患。

特斯拉将为召回范围内的车辆更换新的转向机钢制螺栓，并在转向机电机壳体以及电机固定螺栓上增加防腐蚀涂层；如发现固定螺栓损坏或者在拆卸过程中受到损坏则免费更换转向机。

特斯拉螺栓断裂分析

本次召回是因为电子助力转向机壳体连接螺栓的问题，召回螺栓的应用部位如下：电子助力转向机、转向机电机、转向机电机连接螺栓和转向机电机与转向机壳体装配后连接螺栓孔。

从召回说明中可以看出连接螺栓材质为铝合金，电机和齿轮箱的壳体也都是铝合金材质，正常情况下这种材质的螺栓是不会容易造成腐蚀的。但召回说明中提及是由于融雪剂造成的腐蚀，使螺栓造成断裂。

根据model S的特斯拉工程师的说明，融雪剂中特别是经常使用钙盐或镁盐而不是氯化钠（食盐）会造成更大的腐蚀。

从召回措施说明中也可以看出实际上螺栓本身设计或质量都是没有问题的，主要是由于被连接件可能会产生腐蚀，特别是接触面之间腐蚀，加上齿轮箱壳体法兰壁厚比较薄，造成被连接件的刚度比较大。如果在接触面出现一定的腐蚀后，被连接件夹紧长度出现很微小的变化，也会造成预紧力的下降，从而在疲劳载荷作用下就会产生结合面开口的问题，造成较大的疲劳应力，螺栓有些能就会出现疲劳断裂。

另外，此处通常采用钢制8.8级螺栓，而特斯拉说明中采用铝合金螺栓，如果与通常的8.8级螺栓规格一致的话，可能会造成夹紧力不足。如果与8.8级螺栓规格采用更大一级规格的话，如采用M8的规格，而其他零件采用共用零件，借用其他车型零件的话，这样就会造成铝合金被连接件的壁厚变薄，从而会引起强度不足等一系列的问题。

常见紧固件失效分析

通常紧固件的失效，包括下面几种：

① 装配拧拉断裂；

② 螺纹受剪切力拧断；

③ 应力集中部位使用后断裂；

④ 疲劳断裂；

⑤ 延时断裂；

⑥ 零件扭矩报警；

⑦ 螺纹滑牙。

失效产生的原因，来源于下面三个方面之一或综合在一起：

① 紧固件制造过程的质量问题导致紧固件失效；

② 紧固件选配或部件的使用问题（包括人为的）导致紧固件失效；

③ 紧固件装配问题导致紧固件失效。

据统计，在95%的故障中，紧固件在安装或维修过程中出了问题，另外5%是因为使用了错误的紧固件。

●沃尔沃汽车在2017年3月召回了三种车型，原因是用于固定侧帘安全气囊的螺栓出现故障。固定安全气囊的螺栓制造过程质量没有有效管控，可能会因内部氢脆而迅速断裂。

●松动的紧固件也可能最终失效。两年前，越野车制造商北极星不得不召回所有的指挥官车型，因为输入轴紧固件松动，并允许轴沿动力转向花键的长度方向移动。在极端情况下，这种移动可能导致轴与花键完全分离。

●通用汽车公司的工程师们在2014年发现了几个车型的紧固件松动，导致该公司今年召回了500000多辆汽车。雪佛兰黑斑羚有一个“强力定型”的紧固件，没有拧紧到规范要求的扭矩。GMC全地形车、别克君威、长曲棍球和凯迪拉克SRX前排座椅和乘客座椅自由地上下移动导致一次撞车，三人受伤。

从紧固件的制造和装配过程看失效原因

紧固件与所有其他制造产品有一个共同点，制造控制得越好，性能越好。在制造过程中，有几个因素影响紧固件质量：

如果温度达到700摄氏度左右，在热处理过程中可能发生金属脱碳，而且炉内没有足够的保护气氛。这可能会导致螺纹处变软脱落。

淬火和回火或拉伸是钢紧固件最常用的热处理工艺之一。紧固件应在从淬火中取出后和完全冷却前几分钟内进行回火。否则可能导致淬火开裂、过早失效或使用寿命短于正常使用寿命。

在紧固件头部成形过程中，金属的晶粒流线在正确的方向上是很重要的。向螺栓头部与杆部交界处的圆角处急剧移动的晶粒流线不能产生良好的流动，这可能会使紧固件在安装过程中头部容易断裂。

在头部成形过程中，金属的晶粒流线向正确的方向成形是非常重要的。左边的图像表示符合SAE USCAR8规范的可接受颗粒流。

我们在制造过程中需要检查紧固件，以确定合适的晶粒流动模式，检查员用盐酸和水将样品紧固件的头部分段煮沸1分钟，这样就可以很容易地评估晶粒的流动。例如，我们的汽车客户使用的所有头螺栓和螺钉必须满足SAE USAC8规范的晶粒流动模式。

当扭矩太大时，靠近头部的螺纹太近的话会增加头部的压力。这种情况也可能导致从头到杆部的失败。因为这个缺陷会增加径向应力，当它出现在紧固件中时会加速氢脆。

氢脆是紧固件失效的常见原因。照片中的箭头表示荷载应力区域。

当氢在紧固件电镀过程中被吸附在钢中并沿晶界移动到应力集中时，会发生内部氢脆。这可能会在负载下导致突然的灾难性故障。

大多数螺纹紧固件都经过电镀或保护涂层处理，以防止生锈或腐蚀，然后根据盐雾试验测试其抗腐蚀性，这一过程可能导致保护涂层的破坏。另一个常见的问题是浸渍旋涂。它提供了极好的防腐蚀保护，但当过多的电镀填充小螺钉的头部时，可能会导致不能顺利的钻孔。

紧固件的几何结构、材料、热处理、表面处理和其他因素都会影响其从装配到安装产品的使用寿命期间的性能，因此，应始终将紧固件视为工程部件而不是简单的标准件。

紧固件选择建议

高质量的紧固要求紧固件与所连接的材料以及紧固件（如果是螺栓）与螺母完美匹配。例如，使用带有5级螺母的8级螺栓将产生低于预期的夹紧力。由于产品小型化，正确的紧固件选择比以往任何时候都更加重要，紧固件处理不仅要相同的负载，还要在更小的空间内使用更轻、更薄的材料。

（1）不建议重复使用，重复使用的螺母上的螺纹比配对螺栓上的螺纹稍软。此外，由于螺纹摩擦增加，每次额外使用时，这些螺纹都会被压缩并不断失去夹紧载荷。您可以看到这种情况对车轮螺柱的影响，这些螺柱通常在行驶120000英里左右后失效。

（2）建议不要在同一部件中使用不同类型的螺栓或过长的螺栓。在前一种情况下，硬度较高的紧固件最终将承载大部分载荷。太长螺栓上的螺纹在连接处的减震会相对较少，实际上会导致该区域过早的金属疲劳。

（3）美学是一个合理的考虑，制造商通常希望紧固件头能增强组装产品的外观。例如，哈雷戴维森使用镀铬和不锈钢螺母和螺栓组装摩托车链轮、控制台和空气滤清器。这些紧固件必须仍然能够抵抗振动和环境湿度。

（4）制造商防止紧固件失效的另一种方法是只购买完全符合所有设计规范的紧固件。几年前，波音公司开始更加严格地执行其拒绝向公司供应所有不合格紧固件的政策。此举是对美国联邦航空局（FAA）计划罚款波音275万美元的回应，原因是该公司2008年在777型飞机上安装了不合格的紧固件。

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来源：淘钉钉工业品商城