解決不銹鋼螺栓與螺母咬合問題的幾種方法

許士軍 楊華榮

不銹鋼緊固件因其美觀、經久耐用、抗腐蝕力強等特點，廣泛運用在機械裝配領域，但不銹鋼緊固件使用過程中會出現螺栓與螺母配合后無法旋開的問題，即俗稱“鎖死”、“咬死”或“咬合”的問題。螺栓與螺母一旦咬合，則螺栓與螺母很難分離，常常需要將螺栓截斷或螺母破除以實現配件拆卸，直接影響了配件拆裝的速率以及緊固件的可重復利用率。因此分析不銹鋼螺栓與螺母咬合的原理及形成原因，找出幾種解決不銹鋼緊固件咬合情況下緊固件拆卸以及防止不銹鋼緊固件咬合現象的方法具有一定意義，可以為類似問題的處理提供一定借鑒。

1、不銹鋼緊固件咬合發生原理

不銹鋼緊固件，本身具有防銹性，會在表面受損傷時，在金屬表面產生一層薄薄的氧化層（以奧氏體不銹鋼而言，就是氧化鉻）來防止進一步更深入的銹蝕。當不銹鋼緊固件被鎖緊時，牙紋間所產生的壓力與熱力會破壞并抹去其間的氧化鉻層，使得金屬牙紋直接發生阻塞/剪切，進而發生黏著的現象。當黏著的現象持續發生時，將使得不銹鋼緊固件完全鎖死，再也無法卸下或鎖上。通常這一系列的阻塞→剪切→黏著→鎖死的一連串動作就發生在短短的幾秒鐘。

2、不銹鋼緊固件咬合發生原因

通過分析不銹鋼緊固件咬合現象發生的原理，可以看出，不銹鋼緊固件咬合是由于牙紋間的壓力或熱力破壞了氧化層，使得金屬材質直接接觸，并進一步發展而產生的，因此使牙紋間產生過大壓力或熱力常常使不銹鋼緊固件產生咬合現象。如下幾種原因，常常使得牙紋間產生過大壓力或熱力，繼而使得不銹鋼緊固件產生咬合現象。

1）牙紋粗糙或有異物沾粘。如有焊點及其它金屬屑夾在牙紋間，常會導致咬合。

2）擰緊力過大或擰緊速度過快。擰緊力過大容易使牙紋間產生較大壓力而導致咬合；擰緊速度過快容易使牙紋間溫度急速上升而咬合。

3）施力方向角度錯誤。緊固時擰緊方向與螺栓軸向不垂直，容易導致咬合。

3、不銹鋼螺栓與螺母咬合后拆卸方法

不銹鋼螺栓與螺母一旦發生咬合，就很難進行分離，只能破壞性拆除，常常將螺栓截斷，更換螺栓和螺母。但有些情況下，如螺栓直徑較大，則截斷極為不便，或螺栓為預埋結構，一旦螺栓破損，更換起來極為不便。因此，尋找一些方法，能夠快速將咬合的緊固件進行分離或在不破壞螺栓的條件下將螺母拆下，具有一定的現實意義。以下結合實際應用情況，給出幾種不銹鋼螺栓與螺母咬合情況下的拆卸方法。

1）采用螺紋松動劑（如煤油、潤松等）進行潤滑。作業時將松動劑噴涂到螺紋連接部位，盡可能多的讓松動劑滲入螺紋連接部位，并用橡膠錘等工具，輕敲螺母周圈，使螺紋連接處產生振動，待噴涂松動劑約30分鐘后，嘗試將螺母取下。通過實際應用，可以發現該方法對于拆卸銹蝕緊固件作用比較明顯，但對于螺紋的緊固拆卸作用效果較為有限。

2）對于噴涂了松動劑仍然無法拆卸的螺母，可以嘗試采用熱脹法，即利用焊槍等工具對螺母進行加熱，使螺母產生膨脹，然后將螺母取下。該方法使用受一定限制，要考慮緊固件周圍是否有動火空間，考慮緊固件周圍及被連接件是否能夠承受高溫高熱。

3）對于咬合的螺栓和螺母，可以直接采用專用工具（如螺母劈開器等）進行拆卸。采用螺母劈開器進行作業時，將螺母劈開器套到螺母上，通過機械力或液壓力推進刀頭，劈開螺母，從而將螺母與螺栓分離。該方法方便快捷，尤其使用液壓系統推進刀頭，省時省力。但要注意的是，若要保留螺栓不被破壞而只拆除螺母，應在操作方法上做一些改進。因為在刀頭劈開螺母的瞬間，由于慣性，刀頭在螺栓螺柱上也留下了壓痕，即時應用過程中盡量控制刀頭進給速度，仍然在螺栓上留下一定痕跡。通過現場試驗發現僅對螺母進行擠壓，微量變形后立即停止，螺母產生可見變形，可將螺母拆下，而對螺栓螺紋幾乎沒有任何損傷。

4、不銹鋼螺栓與螺母咬合預防措施

通過前面的分析可以看出，不銹鋼緊固件咬合后拆卸極為不便，即時有些方法或專用工具，也費時費力，因此做好不銹鋼緊固件咬合的預防工作尤為重要。以下介紹幾種預防不銹鋼緊固件咬合的方法。

1） 選用不同材質的螺栓與螺母進行配合；

2）改善緊固件本身性能，如在緊固件螺紋上增加覆膜，以防止咬合，但該種方法成本較高，目前很少使用。

3）清潔螺紋，檢查牙紋完整連續，牙紋間無雜質；

4）螺紋涂抹潤滑劑，如二硫化鉬、黃油等，涂抹應均勻，且充滿螺紋牙底，覆蓋螺栓頭長度約（10～15）mm；

5）緊固作業時，應先用手將螺母或螺栓旋入（2～3）扣絲，然后再用扭力扳手或套筒扳手進行旋緊，緊固應用力均勻，擰緊方向垂直于螺栓軸向，盡量不使用活扳手或電動、氣動扳手。

6）使用電動或氣動扳手預緊固時，應避免扭矩過大或速度過快，應保證螺母接觸彈墊即停止使用，然后用扭力扳手進行緊固，緊固力矩不超過規定扭矩值。

結論

不銹鋼螺栓與螺母咬合是由于螺紋間過大壓力或高溫作用使牙紋表面氧化層破損，導致金屬材質直接接觸，并進一步阻塞、剪切、黏合而引起的。緊固件一旦咬合后，就很難旋上或拆下。為解決緊固件咬合后的拆卸問題，可以通過噴涂松動劑、螺母加熱或使用螺母劈開器的方法進行處理。除了研究緊固件咬合后分離方法，更應注重緊固件咬合的防范工作，通過合理選擇螺栓與螺母的材質、優化緊固件自身性能、規范緊固作業等，可以減少咬合現象的發生，提高配件拆卸、裝配的效率和緊固件的重復利用率。