不锈钢螺栓与螺母为何会咬死?

根据使用紧固件的使用性能特点及作用,很多领域中使用的紧固件都会采用不锈钢钢材,而不锈钢紧固件最为常见的缺点就是在使用过程中,螺栓与螺母配合后无法旋开的问题,这种现象就是“咬死”,通常情况下,我们也可以称为“锁死”或者“咬合”问题。 为何不锈钢螺栓与螺母会出现这种问题呢?我们要如何做好预防工作才能避免不锈钢紧固件发生咬死现象。

螺栓与螺母在使用过程中,一旦发生咬死状态,这两种紧固件就会很难在分开。通常情况下,我们会将螺栓截断或螺母破除以实现配件拆卸,这样一来会直接影响配件拆装的速率以及紧固件的可重复利用率。因此,我们需要先分析不锈钢紧固件咬死的原理以及形成的原因,再进行分析,找出最为合理的预防措施进行防止紧固件螺栓与螺母进行咬死。

1、不锈钢螺栓与螺母发生咬死的原理
不锈钢紧固件,本身具有防锈性,会在表面受损伤时,在金属表面产生一层薄薄的氧化层(以奥氏体不锈钢而言,就是氧化铬)来防止进一步更深人的锈蚀。当不锈钢紧固件被锁紧时,牙纹间所产生的压力与热力会破坏并抹去其间的氧化铬层,使得金属牙纹直接发生阻塞/剪切,进而发生黏着的现象。当黏着的现象持续发生时,将使得不锈钢紧固件完全锁死,再也无法卸下或锁上。通常这一系列的阻塞→剪切→黏着-→锁死的一连串动作就发生在短短的几秒钟。

2、不锈钢螺栓与螺母发生咬死的原因
通过分析不锈钢紧固件咬死现象发生的原理,可以看出,不锈钢紧固件咬死是由于牙纹间的压力或热力破坏了氧化层,使得金属材质直接接触,并进一步发展而产生的,因此使牙纹间产生过大压力或热力常常使不锈钢紧固件产生咬死现象。如下几种原因,常常使得牙纹间产生过大压力或热力,继而使得不锈钢紧固件产生咬死现象。

1)牙纹粗糙或有异物沾粘。如有焊点及其它金属屑夹在牙纹间,常会导致咬死。
2)拧紧力过大或拧紧速度过快。拧紧力过大容易使牙纹间产生较大压力而导致咬死;拧紧速度过快容易使牙纹间温度急速上升而咬死。
3)施力方向角度错误。紧固时拧紧方向与螺栓轴向不垂直,容易导致咬死。

3、不锈钢螺栓与螺母咬死后的拆卸方法
不锈钢螺栓与螺母一旦发生咬死,就很难进行分离,只能破坏性拆除,常常将螺栓截断,更换螺栓和螺母。但有些情况下,如螺栓直径较大,则截断极为不便,或螺栓为预埋结构,一旦螺栓破损,更换起来极为不便。因此,寻找一些方法,能够快速将咬死的紧固件进行分离或在不破坏螺栓的条件下将螺母拆下,具有一定的现实意义。

以下结合实际应用情况,给出几种不锈钢螺栓与螺母咬死情况下的拆卸方法。
1)采用螺纹松动剂(如煤油、润松等)进行润滑。作业时将松动剂喷涂到螺纹连接部位,尽可能多的让松动剂渗入螺纹连接部位,并用橡胶锤等工具,轻敲螺母周圈,使螺纹连接处产生振动,待喷涂松动剂约30分钟后,尝试将螺母取下。通过实际应用,可以发现该方法对于拆卸锈蚀紧固件作用比较明显,但对于螺纹的紧固拆卸作用效果较为有限。
2)对于喷涂了松动剂仍然无法拆卸的螺母,可以尝试采用热胀法,即利用焊枪等工具对螺母进行加热,使螺母产生膨胀,然后将螺母取下。该方法使用受一定限制,要考虑紧固件周围是否有动火空间,考虑紧固件周围及被连接件是否能够承受高温高热。
3)对于咬死的螺栓和螺母,可以直接采用专用工具(如螺母劈开器等)进行拆卸。采用螺母劈开器进行作业时,将螺母劈开器套到螺母上,通过机械力或液压力推进刀头,劈开螺母,从而将螺母与螺栓分离。该方法方便快捷,尤其使用液压系统推进刀头,省时省力。但要注意的是,若要保留螺栓不被破坏而只拆除螺母,应在操作方法上做一些改进。 因为在刀头劈开螺母的瞬间,由于惯性,刀头在螺栓螺柱上也留下了压痕,即时应用过程中尽量控制刀头进给速度,仍然在螺栓上留下一一定痕迹。通过现场试验发现仅对螺母进行挤压,微量变形后立即停止,螺母产生可见变形,可将螺母拆下,而对螺栓螺纹几乎没有任何损伤。