緊固件出現問題的原因是多方面的，對緊固件產品常見的問題及預防措施的研究，是緊固件制造企業和使用單位面臨的重要問題，同時也具有較高的工程實用價值。
   據統計，在一部轎車上，平均每車用緊固件約為3500個，種類大概500種。

一顆小小的螺栓幾乎微乎其微，但本身作用非常大，根據近期公布的數據，汽車行業23%的維修問題是由緊固件松脫引起的，12% 的新車存在螺紋緊固件松緊度不達標的問題，可見，汽車緊固件對整車品質和可靠性有很重要的影響。

緊固件常見的質量問題及預防措施

在汽車生產和使用過程中，因緊固件失效而導致的問題頻次相對較高，螺絲君，通過走訪調研國內多家汽車主機廠，對汽車緊固件在裝車前、裝車時和裝車使用后出現的失效模式和發生頻次進行統計分析，并根據緊固件失效原因進行了相應分類。緊固件常見問題及發生概率如圖1所示。

      根據多家汽車主機廠數據統計發現，汽車緊固件常見的失效類型為混料問題、疲勞斷裂、熱處理問題、表面處理問題、過載斷裂等形式。

01混料問題

       混料問題是一種比較低級的問題，對于很多緊固件生產廠家來說，卻又是一個很常見，但又難以完全控制的問題。

       汽車緊固件因為混料問題，對于客戶來說，輕則造成線邊缺料、汽車生產線中斷，重則導致汽車召回返工；

       而對于緊固件廠家來說，需要對客戶端和自己庫存件進行返工，如有需要，還得加急生產客戶急缺的某種緊固件，這樣既使廠家形象受損，又需耗費大量的人力和財力。

       引起緊固件混料的原因主要有:

●  原材料因為規格相似或者標示錯誤，導致發錯或者用錯料。

●  廠家在緊固件生產或委外加工過程中，因為調機或者相鄰工序相應半成品未清理干凈導致混料。

●  緊固件成品在包裝、儲存或者外發過程中，因為管理不當造成混料。

        針對以上原因，結合工作經驗，可以采取以下預防措施:

●  所有的緊固件原材料標識必須清楚明確;規格相近的原材料不能放在相鄰的位置;領取原材料時，要嚴格按照《領料單》對原材料材質及規格的要求，防止領料錯誤。

●  緊固件制造現場按照工藝流程進行規范劃分，原材料存放區、待檢區、合格品區、廢品區使用不同顏色的料筐并按劃分好的區域采取定制管理，定期進行現場5S檢查。每個品種、每個批次及每個料筐均需要采用工藝流轉卡進行標識和追溯。工藝流轉卡內容應包含原材料牌號、爐號、產品名稱、圖號、生產批次號、日期、操作者簽字、檢驗記錄、檢驗員簽字等詳細信息，以便隨時可以進行追溯。產品周轉過程中，必須檢查料筐是否清理干凈，必要時空筐倒置擺放。

●  倉庫存儲的所有產品，都要采用固定的包裝箱及包裝袋，包裝箱上標有產品的詳細信息，如產品名稱、圖號、生產批次號、生產日期、包裝日期、包裝數量等;每個料架都要進行相應的編號，并導入MES系統中以便管理。

 

02疲勞斷裂

       疲勞斷裂是汽車緊固件常出現的質量問題之一，疲勞斷裂時緊固件外觀沒有明顯的征兆，大多是在無預警且不可預期的情況下發生的，一旦發生將損失嚴重。

       緊固件發生疲勞斷裂的位置，一般集中在螺紋與螺桿交匯處、螺栓頭下Ｒ角過渡處及螺紋嚙合的螺紋處，這些部位是緊固件的危險截面，疲勞源常產生于此。

       對發生疲勞斷裂的緊固件進行失效分析發現，疲勞斷裂的原因往往和緊固件制造缺陷有關，如螺栓頭下Ｒ角較小、過渡不平滑有折點、螺紋牙根處不圓滑、螺栓桿部表面缺陷等，除此之外，疲勞斷裂原因也與原材料、裝配連接不當等因素有關系。

       一般情況下，發生疲勞斷裂的緊固件宏觀斷口上沒有明顯的變形，呈現脆性斷口形貌，其典型形貌包括疲勞源區、擴展區和瞬斷區。

       某35CrMo材質10.9級螺栓，因裝配預緊力不夠，導致其在使用期間受到一定次數交變載荷作用而發生疲勞斷裂，螺栓斷口的宏觀形貌和疲勞條帶如圖2所示。

      由圖2(a)可知，疲勞斷口宏觀形貌包括疲勞源區、擴展區和瞬斷區。
      疲勞源區有向外輻射的疲勞臺階和放射棱線，一般位于疲勞弧線的中心；疲勞擴展區斷面較平坦，斷口上的宏觀特征是疲勞弧線，疲勞弧線的數量和間距主要與載荷的交變次數及交變應力的振幅有關；瞬斷區面積大小取決于載荷的大小、材料的性質及環境介質等因素，瞬斷區面積較小，占整個斷面面積的20%左右，符合低應力高周疲勞斷裂特征。
      疲勞斷裂的主要微觀特征是疲勞條帶，其位于疲勞裂紋擴展區，如圖2(b)所示，該疲勞條帶屬于韌性疲勞條帶，是一系列基本平行且稍微彎曲的條紋，與裂紋擴展方向基本垂直，理論上講，每一條疲勞條帶是一次應力循環，疲勞條帶在數量上與應力循環次數應當相等。
通常情況下，可以采取如下措施預防疲勞斷裂:
●  合理選擇緊固件材質，避免原材料中存在氣孔、夾雜等缺陷，盡量選擇晶粒細化的材料，有助于提高疲勞強度。
●  合理設計緊固件結構，盡量減少應力集中，適當加大應力集中處的圓角半徑，避免尖角，適當加大危險截面尺寸。
●  改善加工工藝，降低零件表面粗糙度，盡量避免劃傷和剮痕等表面缺陷。
●采取諸如滾壓強化等表面強化措施，提高緊固件螺紋連接的疲勞強度。

03熱處理問題

 

緊固件常見的熱處理問題如圖3所示。

圖3 緊固件常見的熱處理問題

    為了使汽車緊固件滿足一定的強度、硬度、塑性、韌性等綜合力學性能指標，通常需要對8.8級以上的汽車緊固件進行熱處理。原材料、爐內溫度、爐內氣氛、熱處理時間、淬火介質等因素都會對熱處理產生影響。
    現在絕大部分汽車緊固件的熱處理設備都是電子控制網帶式連續爐，加熱溫度、保溫時間、冷卻時間、加工量等參數都是按一定的工藝要求，進行程序自動控制。隨著熱處理設備越來越先進，熱處理工藝越來越完善，現在大部分熱處理常見問題已得到很好解決。