汽车螺栓装配时多次开裂失效分析
发布时间：
2024-05-30 13:37
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螺纹联接是汽车制造技术中最基础、标准程度最高的机械零件，同时也是汽车行业运用最广泛的联接工艺，结构简单，联接可靠，在整车装配过程中具有高精度、装配方便、零件拆装便利、重复使用性好等优点。零件采用螺栓联接，就是依靠“拧紧”所施加扭矩来实现两个被联接体紧密贴合并具备足够的轴向预紧力（即轴向拉应力），以确保被联接零件的可靠联接和正常工作。在装配时，夹紧力必须足够大，以保证被连接零部件在工作过程中不发生相对移动；另外，所施加的夹紧力必须保证螺栓和被联接零部件在装配和服役过程中不会发生破坏或塑性变形。
目前，在汽车装配生产过程中，可将扭矩作为中间量来评价螺栓联接的装配质量，比如扭矩控制法通过控制螺栓的最终扭矩来获得螺栓所需要的轴向预紧力，当拧紧扭矩达到设定的目标扭矩时立即停止拧紧，从而结束扭矩控制。在发动机装配工艺过程中，螺栓联接已经成为最常用的紧固和联接方式，而拧紧工艺过程是其中的重要环节，通过优化设计对拧紧过程监控策略，进行有效的系统性预防，降低拧紧过程的质量风险，从而提高装配工作效率。
汽车螺栓的失效案例频发，失效原因多样，例如在使用过程中因螺栓松动而发生多源疲劳断裂；因加工过程产生的微裂纹导致氢致延迟断裂；表面增碳导致延迟开裂；淬火裂纹在装配时扩展而断裂。某供应商生产的一批用于固定发动机喷油嘴的圆柱头内六角螺栓在装配时多次发生开裂。本文利用金属材料学的基本原理来研究分析螺栓断裂的根本原因，防止失效问题再次发生。
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