螺栓多次使用的问题…

许多制造企业都明确要求部件在拆卸后，其螺栓不能重复使用。表面上看，这种策略是在增加备件的售价。可是，到底是什么因素决定了螺栓是否可以重复使用呢？

在大多数应用中，关于螺栓重复使用问题，有三点需要着重考虑：

1、 螺栓的强度会不会因为初次紧固而下降？再者说，初次紧固螺栓会不会导致第二次紧固螺栓时，其强度下降呢？

2、 从审美的角度上看，螺栓的腐蚀程度是不是已经影响到了最终用户对螺栓副连接质量的信心了呢？

3、 如果二次紧固螺栓，其力矩法中的扭矩系数是否需要调整呢？

这篇文章着重探讨上述的第3点，即：重复使用螺栓对力矩系数（扭拉关系）的影响。在许多应用中，这一点是决定螺栓是否能够重复使用的关键。

在绝大多数螺栓紧固中，螺栓预紧力（轴力）都是被间接控制的，譬如：力矩法。扭拉关系中巨大的不确定性存在于螺母端面和螺纹处的摩擦系数。即便使用同样的力矩值，任何对于摩擦系数的改变都会对螺栓轴力有着巨大的影响。

螺栓副的有效性是由其螺栓的轴力所决定的。在大多数情况中，螺栓的轴力是靠力矩来间接控制的。此力矩要么从试验中获得，要么从试验加计算的方式获得。无论使用何种方式，所得出的力矩值通常都是为了初次紧固螺栓而定的。

当螺栓被紧固时，啮合的接触面在高应力的条件下互相摩擦、滑动。这通常会在螺母端面、被夹持物表面、螺纹接触面上带来一定程度的损伤。

当螺栓被再次紧固的时候，这种损伤会变得更加恶劣，通常意义上，会导致摩擦系数的增大。因为摩擦系数的增大，对于一定的力矩，所带来的螺栓轴力就会降低。

紧固10次后的螺纹表面

紧固5次后的螺纹表面（放大50倍）

为了评估螺栓重复使用对扭拉关系的影响，我们组织了一系列试验，所采用的样本为M12的镀锌螺栓。试验是在完全受控的条件下进行的，电镜也被用来研究多次紧固螺栓其螺纹啮合处表面的情况。上面图片（50倍放大）显示的是在十次紧固后的螺纹情况；可以看到锌已经成雪花状分布在表面上；这种磨损在螺栓初次紧固后就发生了，会随着后续的多次紧固而越来越恶化。对于五次紧固的螺纹，放大500倍看看，图片已经显示螺纹表面已经出现开裂现象，磨损的碎末如下图所示。

在螺纹表面的镀层锌的碎屑（放大500倍后）

对于初次紧固，电镀锌的螺纹会带来一个比较高的摩擦系数（介于0.2至0.3之间）。如同前面所论述的那样，磨损情况会影响摩擦，也就是说，更严重的磨损会带来更高的摩擦系数。当表面发生磨损的时候，摩擦系数会增大。在系列实验中，我们发现十次重复紧固后的螺栓，其摩擦系数已经比初次紧固的摩擦系数大了一倍。其最直接的影响就是：在固定力矩设定值的条件下，螺栓轴力只是原来的一半了。螺栓轴力和力矩之间及螺栓重复使用次数的关系，参见下图。

初次紧固和第10次紧固的扭拉关系

减小摩擦系数，就意味着减小磨损率。当螺栓被重复使用的时候，非常建议通过试验的方式确定每次紧固的力矩值。通过增加润滑可以减小摩擦系数，而获得一个相对稳定的扭拉关系。可是，就算是使用了润滑剂，磨损也不能完全避免，依旧建议通过试验来确定每次使用的力矩值。系列试验使用了很多种润滑剂，以来研究它们对多次使用螺栓的扭拉关系所存在的影响，参见下图：

润滑剂对于螺栓多次使用扭拉关系的影响

通过上图可以清楚地看到：在固定力矩下重复使用螺栓对螺栓轴力的影响。在一些关键部位、关键应用的螺栓，重复使用螺栓会带来严重的后果。

来源：鑫锐紧固件