螺栓拧紧残余扭矩测量方法盘点（螺钉残余扭矩的定义）

紧固件拧紧的本质是为了获取夹紧力，通过夹紧力，可以抵抗各种比如横向和轴向外载荷但由于夹紧力无法直接监控，最终拧紧的可靠性是通过扭矩监控的，所以通过有效的监控方法，检测紧固件拧紧后的残余扭矩，是判断紧固件拧紧可靠性的重要方法。

如下图所示，紧固件扭矩衰减一般是在瞬间就完成了60-70%的衰减对于任何连接，随着时间的推移，都会有一定程度的扭矩衰减，一般有以下两种情况中：粗糙的表面配合时造成的衰减和软连接中的扭矩衰减总之发生扭矩衰减的原因是多种多样，可以通过人、机、料、法、环等各角度去分析，目前螺丝君里该类资料很多，在此不多多说，但如何去有效监测拧紧后的残余扭矩呢？目前方法也很多，小编一一带各位了解下。

图1 扭矩衰减过程 图1 扭矩衰减过程一、残余扭矩测试方法再拧紧扭矩法具体做法：再拧紧扭矩法是在拧紧的螺栓上进一步拧紧较小的角度获得的静态扭矩到动态扭矩装化点的扭矩，拧紧的角度一般为10-15°优缺点：无需破坏连接副、操作便利、工具价格适中，可靠性强，目前该种方法在主机厂使用较为广泛。

如下图所示，为再拧紧扭矩法的测试方法和测试工具，常用的表盘扳手和数显扳手就可以满足，当然测试人员一般是需要经过专门培训的。

图2 再拧紧扭矩法测试过程 图2 再拧紧扭矩法测试过程如果对再拧紧扭矩不是太清楚，下图是通过记录扭矩和转角的曲线，先拧紧15°，再反松90°，下图中圈出的拐点位置即为对应点的再拧紧扭矩。

图3 再拧紧扭矩测试曲线 图3 再拧紧扭矩测试曲线那如何评判拧紧点的再拧紧扭矩是否合格呢？下面为经验数值：将拧紧点根据重要性分为A，B，C三种等级，A是涉及安全的拧紧点，B是涉及是否会出现故障的拧紧点，C是一般普通的拧紧点。

测试推荐完成拧紧后的15-30min对于A类和B类拧紧点，0.8*预拧紧扭矩≤再拧紧扭矩≤1.2*预拧紧扭矩；对于C类拧紧点，0.7*预拧紧扭矩≤再拧紧扭矩≤1.2*预拧紧扭矩；对于软连接点，0.5*预拧紧扭矩≤再拧紧扭矩≤1.2*预拧紧扭矩。

那何为软连接点，即拧紧副中含有塑料等较软，拧紧角度较大的连接点根据ISO5393螺纹紧固件用旋转式气动装配工具性能试验方法软连接：到达贴合点后，旋转720°（2 圈）以上达到目标扭矩如下图所示，当小于30°时，为硬连接，此类连接再拧紧扭矩较大；当大于720°时，为软连接，此类连接再拧紧扭矩较小。

图4 软连接和硬连接 图4 软连接和硬连接检测扭矩法具体做法：检测扭矩法是在拧紧的方向继续拧紧，直至拧紧达到检测扭矩（Mp），如果螺栓头部不出现转动，则判定为合格，反之则不合格优缺点：检测扭矩法适用于采用预涂化学胶螺栓连接的检测，可以避免破坏已经固化的防松胶水。

以TSLG的precote30、precote80、precote85为例，这三种胶水均为化学防松密封胶，对于残余扭矩的检测可采用该方法。

图5 TSLG螺栓涂化学胶 图5 TSLG螺栓涂化学胶检测要求：目前没有统一定论，经验数值一般可设置为预紧扭矩的80-90%剩余扭矩法具体做法：先将螺栓拧松10-30°，再拧紧至初始位置，获得最终的拧紧扭矩值。

图6 剩余扭矩法测试 图6 剩余扭矩法测试优缺点：剩余扭矩法适用于较高的静摩擦导致测试数据不可靠的情况当螺纹连接副的静摩擦力较高时，静摩擦系数会明显高于动摩擦系数，如下图所示，如果此时再采用再拧紧扭矩法，可能无法判断连接的真实情况。

图7 再拧紧法测残余扭矩 图7 再拧紧法测残余扭矩拧松法具体做法：用扭矩扳手缓慢向拧松的方向拧螺栓，使其松开，读取开始转动时候的扭矩数值，即松开扭矩优缺点：破坏了螺纹连接原有的拧紧的状态，不适用于车间批量生产检验。

从以上公式，理论上来看，T1和T2的受很多因素影响，无法定义确切的要求数值，所以拧松扭矩目前也没有统一要求数值超声波测量法具体做法：超声波应力仪通过测超声波纵波声时与温度，并根据纵波声时与温度应力的关系，由测试仪器算出实际的夹紧力。

优缺点：可以直接判断螺纹连接副是否符合工艺设计要求，但测试设备昂贵，操作起来也没有数显扳手方便不适用于车间生产检测，适用于实验室部门进行开发类检测二、螺丝君扭矩衰减的几点建议拧紧过程中建议采用多步拧紧，预紧时为提高效率，可采用高速拧紧，终紧时，采用低速拧紧，拧紧速度一般不超过20rpm。

对于重要的拧紧位置，可采用同时拧紧，如设备不能满足同时拧紧，要设计合理的拧紧次序降低连接副零件的表面粗糙度，被连接件中尽量减少软连接，此外，细牙的螺纹连接副扭矩衰减也会较小今天的话题，就分享到这里，不当之处，欢迎批评指正。

您有任何疑问或建议，或需要源文件，或需要进群交流的老铁，可关注螺丝君微信公众号：GAF螺丝君（GAF-luosijun）