高強螺栓一般用于永連接。高強螺栓是預應力螺栓,摩擦型用扭矩扳手施加規(guī)定預應力,承壓型擰掉梅花頭。普通螺栓抗剪性能差,可在次要結構部位使用。普通螺栓只需擰緊即可。普通螺栓一般為4.4級、4.8級、5.6級和8.8級。高強螺栓一般為8.8級和10.9級,其中10.9級居多。8.8級 與8.8S 是相同等級。普通螺栓與高強螺栓的受力性能與計算方法均有所區(qū)別的。高強螺栓的受力首是通過在其內(nèi)部施加預拉力P,然后在被連接件之間的接觸面上產(chǎn)生摩擦阻力來承受外荷載的,而普通螺栓則是直接承受外荷載的。
更具體的來說:高強度螺栓連接具有施工簡單、受力性能好、可拆換、耐疲勞、以及在動力荷載作用下不致松動等優(yōu)點,是很有發(fā)展前途的連接方法。高強度螺栓是用特制的扳手上緊螺帽,使螺栓產(chǎn)生巨大而又受控制的預拉力,通過螺帽和墊板,對被連接件也產(chǎn)生了同樣大小的預壓力。在預壓力作用下,沿被連接件表面就會產(chǎn)生較大的摩擦力,顯然,只要軸力小于此摩擦力,構件便不會滑移,連接就不會受到破壞,這就是高強度螺栓連接的原理。高強度螺栓連接是靠連接件接觸面間的摩擦力來阻止其相互滑移的,
為使接觸面有足夠的摩擦力,就必須提高構件的夾緊力和增大構件接觸面的摩擦系數(shù)。構件間的夾緊力是靠對螺栓施加預拉力來實現(xiàn)的,所以螺栓必須采用高強度鋼制造,這也就是稱為高強度螺栓連接的原因。高強度螺栓連接中,摩擦系數(shù)的大小對承載力的影響很大。試驗表明,摩擦系數(shù)主要受接觸面的形式和構件的材質(zhì)影響。為了增大接觸面的摩擦系數(shù),施工時常采用應噴砂、用鋼絲刷清理等方法對連接范圍內(nèi)構件接觸面進行處理。[1]摩擦型高強度螺栓:適用于鋼框架結構梁、柱連接,實腹梁連接,工業(yè)廠房的重型吊車梁連接,制動系統(tǒng)和承受動荷載的重要結構的連接。承壓型高強度螺栓:可用于允許產(chǎn)生少量滑動的靜載結構或間接承受動荷載的構件中的抗剪連接??估透邚姸嚷菟?/span>:螺栓受拉時,疲勞強度較低,在動載作用下,其承載能力不易超過0.6P(P為螺栓的允許軸力),因此,僅適用于靜載作用下使用,如受壓桿件的法蘭對接、T型接頭等。當今大飛機、大型發(fā)電設備、汽車、高速火車、大型船舶、大型成套設備等為代表的進制造已將進入重要的發(fā)展方向。
由此,緊固件將進入重要的發(fā)展階段。高強度螺栓用于重要機械的連接,反復的拆裝或各式的安裝扭矩法對高強度螺栓要求極高。因此,對其表面狀況及螺紋精度的好壞,將直接影響主機的使用壽命及安全。為了改善摩擦系數(shù),避免在使用過程中出現(xiàn)銹蝕、咬死或卡住,技術要求規(guī)定其表面應進行鎳磷鍍處理。鍍層厚度保證在0.02~0.03mm范圍內(nèi),鍍層均勻,致密、無針孔等。螺栓材料為:18Cr2Ni4W、25Cr2MoV鋼;螺栓規(guī)格:M27~M48。由于該類鋼容易在表面形成一層鈍化膜,而此鈍化膜將使螺栓不能獲得附著力良好的化學鎳磷層,所以必須采取特殊的前處理措施將膜行除去,并且應采取措施阻止其再生成,才能保證鍍后的鍍層與基體之間具有良好的結合力。同時由于該螺栓幾何尺寸大,都給鎳磷鍍處理及過程的品質(zhì)檢測增加了難度。熱軋盤條-(冷撥)-球化(軟化)退火-機械除鱗-酸洗-冷撥-冷鍛成形-螺紋加工-熱處理-檢驗[1]1,鋼材設計在緊固件制造中,正確選用緊固件材料是重要一環(huán),因為緊固件的性能和其材料有著密切的關系。如材料選擇不當或不正確,
可能造成性能達不到要求,使用壽命縮短,甚至發(fā)生意外或加工困難,制造成本高等,因此緊固件材料的選用是非常重要的環(huán)節(jié)。 冷鐓鋼是采用冷鐓成型工藝生產(chǎn)的互換性較高的緊固件用鋼。由于它是常溫下利用金屬塑性加工成型,每個零件的變形量很大,承受的變形速度也高,因此,對冷鐓鋼原料的性能要求十分嚴格。 在長期生產(chǎn)實踐和用戶使用調(diào)研的基礎上,結合 GB/T6478-2001 《冷鐓和冷擠壓用鋼技術條件》 GB/T699-1999 《優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼》及目標 JISG3507-1991 《冷鐓鋼用碳素鋼盤條》的特點,以 8.8 級, 9.8 級螺栓螺釘?shù)牟牧弦鬄槔鞣N化學元素的確定。 C 含量過高,冷成形性能將降低;太低則無法滿足零件機械性能的要求,因此定為 0.25 %- 0.55 %。 Mn 能提高鋼的滲透性,但添加過多則會強化基體組織而影響冷成形性能;在零件調(diào)質(zhì)時有促進奧氏體晶粒長大的傾向,
故在國際的基礎上適當提高,定為 0.45 %- 0.80 %。 Si 能強化鐵素體,促使冷成形性能降低,材料延伸率下降定為 Si 小于等于 0.30 %。 S.P. 為雜質(zhì)元素,它們的存在會沿晶界產(chǎn)生偏析,導致晶界脆化,損害鋼材的機械性能,應盡可能降低,定為 P 小于等于 0.030 %, S 小于等于 0.035 %。 B. 含硼量大值均為 0.005 %,因為硼元素雖然具有顯著提高鋼材滲透性等作用,但同時會導致鋼材脆性增加。含硼量過高,對螺栓,螺釘和螺柱這類需要良好綜合機械性能的工件是十分不利的。2,球化退火沉頭螺釘,
內(nèi)六角圓柱頭螺栓采用冷鐓工藝生產(chǎn)時,鋼材的原始組織會直接影響著冷鐓加工時的成形能力。冷鐓過程中局部區(qū)域的塑性變形可達 60 %- 80 %,為此要求鋼材必須具有良好的塑性。當鋼材的化學成分一定時,金相組織就是決定塑性優(yōu)劣的關鍵性因素,通常認為粗大片狀珠光體不利于冷鐓成形,而細小的球狀珠光體可顯著地提高鋼材塑性變形的能力。 對高強度螺栓用量較多的中碳鋼和中碳合金鋼,在冷鐓前進行球化(軟化)退火,以便獲得均勻細致的球化珠光體,以更好地滿足實際生產(chǎn)需要。 對中碳鋼盤條軟化退火而言,其加熱溫度多選擇在該鋼材臨界點上下保溫,加熱溫度一般不能太高,否則會產(chǎn)生三次滲碳體沿晶界析出,造成冷鐓開裂,而對于中碳合金鋼的盤條采用等溫球化退火,在 AC1+(20-30%) 加熱后,爐冷到略低于 Ar1 ,溫度約 700 攝氏度等溫一段時間,然后爐冷至 500 攝氏度左右出爐空冷。鋼材的金相組織由粗變細,由片狀變球狀,冷鐓開裂率將大大減少。