解决不锈钢螺栓与螺母咬合问题的几种方法

许士军 杨华荣

不锈钢紧固件因其美观、经久耐用、抗腐蚀力强等特点，广泛运用在机械装配领域，但不锈钢紧固件使用过程中会出现螺栓与螺母配合后无法旋开的问题，即俗称“锁死”、“咬死”或“咬合”的问题。螺栓与螺母一旦咬合，则螺栓与螺母很难分离，常常需要将螺栓截断或螺母破除以实现配件拆卸，直接影响了配件拆装的速率以及紧固件的可重复利用率。因此分析不锈钢螺栓与螺母咬合的原理及形成原因，找出几种解决不锈钢紧固件咬合情况下紧固件拆卸以及防止不锈钢紧固件咬合现象的方法具有一定意义，可以为类似问题的处理提供一定借鉴。

1、不锈钢紧固件咬合发生原理

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）来防止进一步更深入的锈蚀。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、不锈钢紧固件咬合发生原因

通过分析不锈钢紧固件咬合现象发生的原理，可以看出，不锈钢紧固件咬合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合现象。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合现象。

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，常会导致咬合。

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合；拧紧速度过快容易使牙纹间温度急速上升而咬合。

3）施力方向角度错误。紧固时拧紧方向与螺栓轴向不垂直，容易导致咬合。

3、不锈钢螺栓与螺母咬合后拆卸方法

不锈钢螺栓与螺母一旦发生咬合，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，能够快速将咬合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合情况下的拆卸方法。

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）对于咬合的螺栓和螺母，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。

4、不锈钢螺栓与螺母咬合预防措施

通过前面的分析可以看出，不锈钢紧固件咬合后拆卸极为不便，即时有些方法或专用工具，也费时费力，因此做好不锈钢紧固件咬合的预防工作尤为重要。以下介绍几种预防不锈钢紧固件咬合的方法。

1） 选用不同材质的螺栓与螺母进行配合；

2）改善紧固件本身性能，如在紧固件螺纹上增加覆膜，以防止咬合，但该种方法成本较高，目前很少使用。

3）清洁螺纹，检查牙纹完整连续，牙纹间无杂质；

4）螺纹涂抹润滑剂，如二硫化钼、黄油等，涂抹应均匀，且充满螺纹牙底，覆盖螺栓头长度约（10～15）mm；

5）紧固作业时，应先用手将螺母或螺栓旋入（2～3）扣丝，然后再用扭力扳手或套筒扳手进行旋紧，紧固应用力均匀，拧紧方向垂直于螺栓轴向，尽量不使用活扳手或电动、气动扳手。

6）使用电动或气动扳手预紧固时，应避免扭矩过大或速度过快，应保证螺母接触弹垫即停止使用，然后用扭力扳手进行紧固，紧固力矩不超过规定扭矩值。

结论

不锈钢螺栓与螺母咬合是由于螺纹间过大压力或高温作用使牙纹表面氧化层破损，导致金属材质直接接触，并进一步阻塞、剪切、黏合而引起的。紧固件一旦咬合后，就很难旋上或拆下。为解决紧固件咬合后的拆卸问题，可以通过喷涂松动剂、螺母加热或使用螺母劈开器的方法进行处理。除了研究紧固件咬合后分离方法，更应注重紧固件咬合的防范工作，通过合理选择螺栓与螺母的材质、优化紧固件自身性能、规范紧固作业等，可以减少咬合现象的发生，提高配件拆卸、装配的效率和紧固件的重复利用率。