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「660螺栓」螺栓連接有什么優劣?

文字:[大][中][小] 2019-5-7    瀏覽次數:180    
螺栓連接有什么優劣?
  相比鉚釘和焊接,螺栓連接在現場施工環境下受控程度就高得多了,沒有加熱過程,不存在不受控熱處理的問題。構件和螺栓都是工廠環境生產,產品一致性相當好,現場只要擰就可以了。
  承壓型連接和鉚釘類似但是螺栓強度和品質穩定性好于鉚釘。摩擦型連接則不太一樣,現場施工還有一個有點棘手的問題——摩擦力控制。摩擦力受接觸面壓力和表面粗糙度影響,但是現在剪扭螺栓、力矩扳手和表面處理工藝已經可以解決這個問題。
  剪扭螺栓一端是類似鉚釘的圓頭,沒有棱角,擰螺栓是通過另一端的花鍵(或稱梅花頭),花鍵和螺栓之間有一個收縮的細頸,當構件和螺栓之間摩擦力產生的力矩達到頸部的抗扭極限,花鍵就被扭掉了。力矩扳手可以調節最大輸出力矩,達到之后就會打滑,用來擰大六角螺栓可以達到和剪扭螺栓類似的效果。
  不會因為今天老王感冒了擰不上勁,也不會因為老王今天晚上要去隔壁太興奮擰過頭(螺栓擰太緊會壞)。表面處理可以在工廠內進行,噴砂之后現場打磨或者噴砂之后涂防銹漆就可以了,這樣處理之后摩擦系數還是相當穩定。
  使用摩擦型連接,構件之間傳力是通過摩擦力,所以連接性能基本等同于構件本身,這是最符合設計理念的,強度剛度、疲勞性能都有保障。
  用萊因哈特的大錘把剪力銷子打進孔里,把孔硬對上了,結果兩個構件又不貼合了,螺栓擰不緊了。現場打孔校正的話又可能削弱構件過多,有時要補焊或者做鋼套補孔,這很費事。
  很多時候不能構件之間直連需要連接板,還有別忘掉剪扭螺栓那個被擰掉的花鍵,這些都計算進去會大大增加材料用量,螺栓按重量計可比普通Q345\Q235貴,所以用螺栓連接價格感人。
  焊接就沒有這樣的煩惱,位置相差不要太多都可以直接焊上。焊接還有一點就是速度快,同時焊槍不僅可以連接還可以切割,施工有錯誤可以迅速修正。
  焊接大部分時候都可以構件之間直連不需要額外的連接板,材料也比較省。同時對于電弧焊可焊好的鋼材一般強度不是非常高,焊縫強度可以做到高于母材,加之焊接區域滿布整個構件,留下了足夠多安全余量,可靠性有足夠保證。
  所以在現場安裝時候焊接是非常常見的,因為真的很方便。
  其實各種方法不能適用的時候都是在于不能在【特定環境下用足夠低的成本得到需要的穩定質量】,現場焊接質量不穩定的原因在于外部環境不可控,人為操作不可可靠,
  所以如果把焊接挪到工廠環境就大大不一樣,自動化的焊機,封閉的廠房,焊完之后還有矯直、打磨、熱處理等工序幫助調節焊接變形,減小殘余應力,有大型的探傷設備幫助檢測焊縫質量可以進行修補。
  因此在工廠環境下生產一些非標構件最好的辦仍然是焊接。而鉚釘同樣的可以利用一些更好的技術得到提升,比如加熱過程,早先是炭爐,現在出現了電爐,利用渦流加熱的原理快速加熱鉚釘。
  鉚釘由于加熱后再降溫,會對板件有相當大的壓力,可以壓緊板件,而且由于鉚釘本身韌性比較好,對于承受動力荷載的結構有時還會采用,修補一些老鋼橋也仍然需要繼續使用鉚釘
  因為土木粗大笨的特點,這種熱鉚釘在土木領域確實式微,但是連接一些輕靈的蒙皮、薄板時候,冷鉚釘(比如最常見的拉鉚釘)比螺栓輕省料,加之薄板不易焊接,又能適用于不同類型材料的連接,而且連接需要的強度不大,還是挺合適的。
  土木領域一般用于連接一些薄壁型鋼、壓型鋼板,都是很薄的構件,大家最常見的就是施工工地的臨時圍擋。
  所以,用什么方式連接,得考慮:
  1、對力學性能的要求;
  2、施工的條件;
  3、允許的錢。
  每種連接方式都有自己適用的范圍。
  對于航空航天這樣的領域鉚釘還是有很多用途,不過那不是我的專業,等其他航空航天的朋友來講更多。
  我從造船角度總結一下:
  鉚接(riveted)在二戰之前的船舶建造上普遍應用,現在已經過時了。 盡管在船舶業淘汰,現代飛機制造依然在使用鉚接,但是現代飛機的鉚接與二戰前的船舶鉚接有很大區別。由于需要減輕空重,飛機材料大部分采用的是鋁(aluminum)和復合材料(composites)。鋁不容易焊接,而復合材料不能焊接。考慮飛機也必須得防水,鉚接是飛機建造的最佳選擇。
  螺栓連接(bolted)大多只用于陸地建筑(樓房、橋梁、起重機、船舶/海洋平臺甲板上安裝的設施)。螺栓連接的結構容易拆,但是不防滲水,螺栓本身也容易生銹(水可以堆積在螺栓的槽里)。
  焊接(welded)基本上是當今船舶業唯一使用的部件連接方法(完全替代了鉚接riveted),同時也用于陸地建筑。相比螺栓連接,焊接的優點是不滲水。相比鉚接,焊接的優點是速度快,當代的焊接技術質量也更加可靠。缺點是不易拆,拆除時必須炸掉或者切掉,損壞原材料的重用性。
  鉚接為什么被船舶業淘汰呢?除了建造速度慢以外,二戰前的鉚接(riveted)船體結構可以比喻成一塊蘇打餅干,而以現代焊接(welded)技術建造的新泰坦尼克號可以被比喻成一塊橡皮泥。
  任何大型金屬結構的要害實際上是位于部件的連接點!無論是船、飛機、車輛還是火箭都是如此。兩張連接起來的板子不可能強于一張一次性合成的板子。
  關于焊接:保守為上,你不能完全相信工廠里的焊接結果。即使焊接材料比母材料強,交界線上的母材料在焊接后依然會弱化。切記!
  我們對一個帶吊車的廠房的要求有如下幾點:
  1、廠房自身滿足可靠性要求,即安全性、舒適性、耐久性。
  2、吊車是動力設備,所以需要滿足吊車的動力荷載需求。
  3、廠房在廠區搬離后是否需要拆除,材料可重復利用的空間又有多少。
  首先,從門鋼的鋼柱和基礎連接說起。柱腳分剛接和鉸接,對于動力設備,我們傾向于做成剛接,因為吊車的動荷載,尤其是水平的剎車荷載很容易造成整體失穩。
  那柱腳處我們可以采用焊接或螺栓連接的方式,可是,焊接在此處操作性不高。因為柱腳和柱下基礎連接,如果是滿焊,很容易造成焊縫不飽滿等問題,并且很難保證在焊接過程中柱子的穩定性。
  你撅著屁股一邊看著手里的焊條,一邊看著上面晃晃悠悠要倒的柱子害怕不,你說!
  其次,再說梁柱節點,這個就無所謂了,只要是做成剛接,螺栓和焊接均可,但是焊縫容易生銹,而做鋼結構的廠家得靠譜,螺栓孔要是有點偏差,分分鐘哭死你。
  再次,抗風柱這種必須搞成鉸接的,就別猶豫了,拿著螺栓咣咣一頓,擰上多痛快。

  最后,牛腿這種長得難看,看著頭疼的,焊一焊多好,為啥?用螺栓分分鐘擰死你。。再看看,敲黑板了!有那么大地方擰那么多螺栓嘛!

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