背景
螺纹扭矩角度法是将螺栓或螺母拧紧至初始扭矩，然后以特定角度旋转。 根据目标轴向力的大小，螺栓可以拧到弹性区域或超屈服。 优点是初始扭矩拧紧阶段受摩擦系数的影响，但该阶段产生的轴向力可以忽略不计。
在弹性区，轴向力与螺栓的伸长率成正比，将螺栓旋转到特定角度得到的轴向力不受摩擦系数的影响，螺栓轴向力的分散性小，因此扭矩角法在汽车和工程机械的装配中越来越广泛。
为了规范扭矩角工艺拧紧技术的设计，提高连接的可靠性，今天，丝骏向所有合作伙伴介绍常用的强度等级。 9.公制螺栓，在弹性区和屈服区扭矩角拧紧方法的连接，推荐屈服区和弹性区拧紧的工艺参数，供大家参考，但更准确的拧紧工艺参数应根据试验结果确定。
1.超声波测量轴向力的原理
根据轴向力的计算公式，螺栓的轴向力f与螺栓的伸长率成正比。 传感器接收到螺栓自由状态与拧紧状态的超声波传输时间差，从时差可以计算出螺栓在自由状态和拧紧状态下伸长率的变化，可以计算出螺栓的轴向力f。
F——螺栓轴向力。
e - 螺栓材料的弹性模量。
s - 螺栓横截面积。
l - 螺栓的变形量。
l - 螺栓夹紧长度。
2、扭矩角工艺分为弹性区拧紧和屈服区拧紧
在弹性截面的扭矩角紧紧过程中，该装配方式下该过程的最终值范围控制在弹性区，螺栓利用率为65%。
屈服区扭矩角拧紧工艺，在这种装配方式下，工艺的最终值范围控制在屈服区，螺栓利用率为100%。
3、扭力转弯角工艺的适用范围
a.组装后，需要经常拆卸、修理和更换的零件不适合屈服区拧紧工艺。
b.当加固部分为薄板（夹紧厚度<1d）时，不建议采用扭矩角拧紧工艺。
四、扭矩角技术的两个关键术语
1.阈值扭矩 ms - 用于安装接头零件的扭矩。 在此扭矩之前，采用扭矩控制方式，在此扭矩之后，开关切换到角控制。
2.工艺旋转角度 wa – 由扭矩旋转角度第二阶段控制的旋转角度值，该旋转完成安装后完成，完成一个完整的组装过程。
5.扭矩和角度工艺参数的设定
扭矩角拧紧过程需要根据扭矩角拉力试验的结果确定两个工艺参数——阈值扭矩ms和过程角度wa。 在试验中，使用了超声波轴向力测试仪、电动拧紧机和摩擦系数测试仪等设备。
试验开始时，初始扭矩一般为屈服扭矩的30%左右，角度可根据螺栓的屈服设计。 当获得曲线时，可以调整阈值扭矩，并根据目标轴向力值获得加工角度的角度。
图1 扭矩-转弯拉力试验得到的曲线。
6.屈服区扭矩和角度工艺参数的推荐值
通常推荐的屈服值、扭矩、拐角、工艺扭矩和预紧力参数值如表 1 和图 2 所示
表1 轴向力矩参数
不同夹紧长度的加工角 wa
WA<90，推荐 45 个; WA 90、180 推荐
图2 不同夹紧长度下的工艺旋转角度
l<1*d; wa<90° 1*d≤1≤4*d; wa=90°
l>4*d; wa>90°
除了螺栓强度外，还有其他变量会影响最终扭矩值，包括初始摩擦系数和头部的摩擦半径。 因此，表中给出的最终扭矩是参考值，仅适用于GB T166741中提到的一小串六角法兰螺栓。
使用GB T5789 5790中提到的大头法兰面螺栓时，最终扭矩值提高20%左右。
7、弹性区扭矩和角度工艺参数推荐值
弹性区的扭矩角工艺参数是根据接头的试验结果和目标预紧力（轴向力）的设计要求确定的，可以参考以下经验：
门槛扭矩 ms：使用表 1 中推荐的阈值扭矩。
工艺角 wa：45用作工艺角。
8.计算原理
1、上表所称初始扭矩根据经验和试验结果确定，并按以下计算公式计算确定组件在屈服区的轴向预紧力和最终扭矩。
屈服区组件中轴向预紧力的计算公式：
A0 — 螺栓的最小应力横截面积。
螺栓屈服强度利用系数，屈服区组件=1
rp0.2 — 螺栓屈服强度。
d2 — 螺纹中间直径。
d3 — 螺钉的最小横截面直径
g — 螺纹副的摩擦系数
计算屈服区内组件最终扭矩的公式：
fy — 螺栓屈服的轴向力。
GES — 螺纹的复合摩擦系数。
p — 螺距。
d2 — 螺纹中间直径。
dw — 紧固件头部下方支撑面的外径
DH — 紧固件头部下方支撑面的内径。
2、拧紧过屈服螺纹连接，根据螺栓的强度和摩擦系数确定预紧力和扭矩，螺栓强度最大、螺纹摩擦系数最小时出现最大预紧力，螺栓强度最大、摩擦系数最大时出现最大扭矩。
图3 超弹性螺栓组件下的轴向预紧力和扭矩。
fv — 轴向预紧力
rp0.2 — 螺栓屈服强度。
fm — 装配轴向预紧力
fh — 辅助变量
m — 扭矩。
摩擦系数。 今天的话题在这里分享，不恰当欢迎批评和纠正; 如果您有任何问题或建议，或者需要与合作伙伴沟通，可以关注微信***gaf-luosijun