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铆接、螺栓连接和焊接各有什么优劣?



发布时间:2018/8/3 16:17:20 点击次数:1474次

在19~20世纪,很多重要的钢结构都采用铆接的方式,例如埃菲尔铁塔,和汽车骨架。20末期开始,大量结构开始采用焊接的方式,例如汽车骨架,但是一些需要轻量化同时又对强度有要求的结构,例如飞机机身、钢结构桥梁等,则采用了螺丝连接的技术。铆接和螺丝连接的具体区别在哪里,又为什么桥梁采用螺丝连接而不是焊接呢?

  Answer

  多从承力的角度,铆接是承剪力较好而承拉力能力较差。镙接是受拉受剪都可以。焊接也是受拉受剪都可以,但怕撕裂。

  从可拆卸角度,镙接是可卸链接,而铆接和焊接都不是。

  从质量保证角度,镙接>铆接>焊接,焊接是最不容易检查质量的,因此民航飞机用焊接较少。

  从改变零件材料性能来讲,焊接影响最大,残余应力变形问题教严重,对桥梁和汽车还可以承受,对飞机表面这种气动外形要求高的则不理想。

  成本角度,螺纹连接高于铆接高于焊接。

  从增加多余重量角度螺纹链接高于铆接高于焊接。

  对于异种材料连接(例如铝和钛、复材和钛、不同系列的铝合金),焊接是不太行的(飞机上常见不同材料连接,所以严重影响焊接的应用范围)。

  从上面比较,可以知道为什么汽车和桥梁更多用焊接和螺纹链接,客机更多用铆接和螺纹连接了。

  PS1:感谢大家认同,据我所知,焊接的缺陷相对难于控制,因此疲劳性能并不稳定。

  PS2:热铆在航空中也常见,尤其大一些的钛合金铆钉。

  补充说明一下,每一种连接技术都在进步,也衍生出不同的类型。

  比如铆接,有单面抽铆,自冲铆接等。

  自冲铆接好像现在在汽车行业开始应用较多,一台设备都是天价。

  单面抽铆主要用于结构不开敞的情况,包装行业用的很多,只是低端而已,飞机上有很多比较高级的抽铆,还很难国产化。

  比如焊接,激光焊和搅拌摩檫焊接都是比较新的技术。激光焊主要是热影响区小,变形小。搅拌摩檫焊的机理实际没研究很清楚,半熔化状态和其他焊接不太一样。飞机上也开始用这些新技术。

  所以以前认为汽车用焊接、飞机用铆接的观点实际已经不确切了。

  至于桥梁,我很不了解,但直观的认为,这种大型的建筑,多半考虑成本的因素,对重量又不敏感,往往不会采用最新的技术手段。

  废话两句个人对于现场施工情况下连接的浅见,如有不周还请见谅,如有错误还请斧正。

  如果不考虑制造装配的复杂度,单论连接方式力学性能本身,对于土木领域做现场施工,一般来说是更倾向于用螺栓连接和焊接的,主要原因就是可靠性与成本问题。

  螺栓的可靠性是最好的,特别是高强螺栓摩擦型连接,对于工程来说,总是希望使用的技术越可控越好,离散性越小越好的,这样才有利于实现【更低的成本更高的可靠度】,在这样的工程要求面前,高强螺栓摩擦型连接就是目前很理想的一种方式。

  铆钉

  土木工程领域的钢结构一般比较粗大,用的铆钉和我们平时看到的使用气枪可以直接成型的冷铆铆钉不太一样,它是要先加热然后在用铆枪把直端打成铆头。





  再来两张,这下应该明白外白渡桥、埃菲尔铁塔的铆钉是怎么打上去的了吧!





  加热->安装->锻打成型  

  这个过程中实际上铆钉经受了『热处理』和『锻造』两个工艺,今天的现代化工业条件下,热处理和锻造大部分都是在冶金、械加工工厂内完成的,热处理的起始温度、升温降温速度都需要控制,锻造也是用高精度模具完成,现场加工环境下,显然两者都无法很好的【低成本】控制。

  对于大部分土木工程的现场安装来说,铆钉成型之后是在室外自然环境下降温,这一过程实际上是『退火』,退火使得钢材强度降低延性上升,然而不同于在电炉里面加热拿着温度计去量再靠自控装置控温的工厂化热处理,

  工程师并不喜欢这样在野外自然发生的不受控退火,铆钉这样放在构件里面自然退火,不能准确知道强度会降低多少,会有多少残余应力,甚至如果遇到了一些意外比如雨水、大风甚至会带来与『退火』相反的『淬火』。

  这种热铆铆钉最终性能的离散性大,为了保证工程整体可靠度,并不会完全利用铆钉强度,这样会增加铆钉需要的数量,带来浪费和设计上的繁杂。加上施工比较烦,每个铆钉用之前都还要加热,现在土木领域这种热铆铆钉用的并不多了。

  焊接  

  焊接是比较万能的方式。曾经以为焊接是件很简单的事情,然而等到上过钢结构的课,看过一点资料,就发现事实并不是。焊接这个过程牵涉到东西太多太多,是一个非常庞大复杂的事情,整个过程是各种理化反应的大集合。

  焊接可以是一个专门的专业,而且不是高职、专科技术学校的焊接,是正儿八经研究型大学的专业,国内比较有名的就是哈工大的焊接技术专业了。

  很多软件比如MARC、NASTRAN都开发了针对焊接的模块用于模拟焊接过程。即使是土木工程领域内部,也仍然有大量的学者在研究焊接对结构的影响,足见焊接的复杂程度。

  焊接会让连接区域的材料融化,连接区域附近材料也会经受高温,所以土木工程的现场施工条件下,由于温度比铆钉更高达到熔化程度,冷却再结晶导致的残余应力甚至可以达到材料屈服强度。

  对周边区域产生的热处理效应不可控,周围材料强度和韧性都发生变化。同时焊接过程不只是物理变化,还会和周围气体、焊药发生反应,产生一些残渣。

  现场焊接一般是人工焊接,人总是难免手残,手残一下就会留下咬边、虚焊还有焊瘤等等一堆缺陷。零零总总各种毛病,这样对结构刚度、疲劳性能都有影响。

  同时,并不是所有材料都能很容易的焊接,也就是可焊性,特别是现场施工环境下。铝这样的金属就不说了,工厂里面要求都很高,现场更难。

  土木用的最多的是钢材,钢材可焊性也有很大差异,高强钢材、合金钢一般可焊性都不太好。可焊性差原因比较多,不同材料不同,铝因为氧化物熔点太高,冷却太快以及和焊接中的反应,钢材一般是各种合金成分(碳、其他金属等)在焊接中的反应所致,不展开太多。

  工厂环境下可以通过氩弧焊等一些需要比较多设备的焊接技术焊接这些材料,但是现场受限于施工环境的简陋,一般都用电弧焊,焊接这类材料不太现实。

  还有一些虽然原材料是普通钢的高强钢材,但是通过工厂环境下各种冷、热加工得到,现场想焊接得到同样性能的焊缝几乎不可能。

  螺栓

  相比铆钉和焊接,螺栓连接在现场施工环境下受控程度就高得多了,没有加热过程,不存在不受控热处理的问题。构件和螺栓都是工厂环境生产,产品一致性相当好,现场只要拧就可以了。

  承压型连接和铆钉类似但是螺栓强度和品质稳定性好于铆钉。摩擦型连接则不太一样,现场施工还有一个有点棘手的问题——摩擦力控制。摩擦力受接触面压力和表面粗糙度影响,但是现在剪扭螺栓、力矩扳手和表面处理工艺已经可以解决这个问题。

  剪扭螺栓一端是类似铆钉的圆头,没有棱角,拧螺栓是通过另一端的花键(或称梅花头),花键和螺栓之间有一个收缩的细颈,当构件和螺栓之间摩擦力产生的力矩达到颈部的抗扭极限,花键就被扭掉了。力矩扳手可以调节最大输出力矩,达到之后就会打滑,用来拧大六角螺栓可以达到和剪扭螺栓类似的效果。

  不会因为今天老王感冒了拧不上劲,也不会因为老王今天晚上要去隔壁太兴奋拧过头(螺栓拧太紧会坏)。表面处理可以在工厂内进行,喷砂之后现场打磨或者喷砂之后涂防锈漆就可以了,这样处理之后摩擦系数还是相当稳定。

  使用摩擦型连接,构件之间传力是通过摩擦力,所以连接性能基本等同于构件本身,这是最符合设计理念的,强度刚度、疲劳性能都有保障。



  你以为我要说螺栓连接万岁嘛,NO!

  但凡现场装过钢结构的人,都知道螺栓连接安装是多么蛋疼。螺栓孔因为各种原因死活对不上(制造误差、焊接变形、受力变形······),就差一毫米螺栓放不进去不是什么稀罕事。

  用莱因哈特的大锤把剪力销子打进孔里,把孔硬对上了,结果两个构件又不贴合了,螺栓拧不紧了。现场打孔校正的话又可能削弱构件过多,有时要补焊或者做钢套补孔,这很费事。

  很多时候不能构件之间直连需要连接板,还有别忘掉剪扭螺栓那个被拧掉的花键,这些都计算进去会大大增加材料用量,螺栓按重量计可比普通Q345Q235贵,所以用螺栓连接价格感人。

  焊接就没有这样的烦恼,位置相差不要太多都可以直接焊上。焊接还有一点就是速度快,同时焊枪不仅可以连接还可以切割,施工有错误可以迅速修正。

  焊接大部分时候都可以构件之间直连不需要额外的连接板,材料也比较省。同时对于电弧焊可焊好的钢材一般强度不是非常高,焊缝强度可以做到高于母材,加之焊接区域满布整个构件,留下了足够多安全余量,可靠性有足够保证。

  所以在现场安装时候焊接是非常常见的,因为真的很方便。

  其实各种方法不能适用的时候都是在于不能在【特定环境下用足够低的成本得到需要的稳定质量】,现场焊接质量不稳定的原因在于外部环境不可控,人为操作不可可靠,

  所以如果把焊接挪到工厂环境就大大不一样,自动化的焊机,封闭的厂房,焊完之后还有矫直、打磨、热处理等工序帮助调节焊接变形,减小残余应力,有大型的探伤设备帮助检测焊缝质量可以进行修补。

  因此在工厂环境下生产一些非标构件最好的办仍然是焊接。而铆钉同样的可以利用一些更好的技术得到提升,比如加热过程,早先是炭炉,现在出现了电炉,利用涡流加热的原理快速加热铆钉。



  铆钉由于加热后再降温,会对板件有相当大的压力,可以压紧板件,而且由于铆钉本身韧性比较好,对于承受动力荷载的结构有时还会采用,修补一些老钢桥也仍然需要继续使用铆钉,比如下图,选自广州日报修补海珠桥的新闻。



  因为土木粗大笨的特点,这种热铆钉在土木领域确实式微,但是连接一些轻灵的蒙皮、薄板时候,冷铆钉(比如最常见的拉铆钉)比螺栓轻省料,加之薄板不易焊接,又能适用于不同类型材料的连接,而且连接需要的强度不大,还是挺合适的。

  土木领域一般用于连接一些薄壁型钢、压型钢板,都是很薄的构件,大家最常见的就是施工工地的临时围挡。

  所以,用什么方式连接,得考虑:

  1、对力学性能的要求;

  2、施工的条件;

  3、允许的钱。

  每种连接方式都有自己适用的范围。

  对于航空航天这样的领域铆钉还是有很多用途,不过那不是我的专业,等其他航空航天的朋友来讲更多。

  我从造船角度总结一下:

  铆接(riveted)在二战之前的船舶建造上普遍应用,现在已经过时了。 尽管在船舶业淘汰,现代飞机制造依然在使用铆接,但是现代飞机的铆接与二战前的船舶铆接有很大区别。由于需要减轻空重,飞机材料大部分采用的是铝(aluminum)和复合材料(composites)。铝不容易焊接,而复合材料不能焊接。考虑飞机也必须得防水,铆接是飞机建造的最佳选择。

  螺栓连接(bolted)大多只用于陆地建筑(楼房、桥梁、起重机、船舶/海洋平台甲板上安装的设施)。螺栓连接的结构容易拆,但是不防渗水,螺栓本身也容易生锈(水可以堆积在螺栓的槽里)。

  焊接(welded)基本上是当今船舶业唯一使用的部件连接方法(完全替代了铆接riveted),同时也用于陆地建筑。相比螺栓连接,焊接的优点是不渗水。相比铆接,焊接的优点是速度快,当代的焊接技术质量也更加可靠。缺点是不易拆,拆除时必须炸掉或者切掉,损坏原材料的重用性。

  铆接为什么被船舶业淘汰呢?除了建造速度慢以外,二战前的铆接(riveted)船体结构可以比喻成一块苏打饼干,而以现代焊接(welded)技术建造的新泰坦尼克号可以被比喻成一块橡皮泥。





  任何大型金属结构的要害实际上是位于部件的连接点!无论是船、飞机、车辆还是火箭都是如此。两张连接起来的板子不可能强于一张一次性合成的板子。

  关于焊接:保守为上,你不能完全相信工厂里的焊接结果。即使焊接材料比母材料强,交界线上的母材料在焊接后依然会弱化。切记!

  前面的各位已经说得很好了,我就以实际工程为例说一下吧(我就擅长寓教于乐啊怎么办),以一个门式钢架的钢结构厂房为例。因为铆接对于普通钢结构建筑物成本高、施工难度大,所以我们就讨论一下焊接和螺栓连接吧。

  我们对一个带吊车的厂房的要求有如下几点:

  1、厂房自身满足可靠性要求,即安全性、舒适性、耐久性。

  2、吊车是动力设备,所以需要满足吊车的动力荷载需求。

  3、厂房在厂区搬离后是否需要拆除,材料可重复利用的空间又有多少。

  首先,从门钢的钢柱和基础连接说起。柱脚分刚接和铰接,对于动力设备,我们倾向于做成刚接,因为吊车的动荷载,尤其是水平的刹车荷载很容易造成整体失稳。

  那柱脚处我们可以采用焊接或螺栓连接的方式,可是,焊接在此处操作性不高。因为柱脚和柱下基础连接,如果是满焊,很容易造成焊缝不饱满等问题,并且很难保证在焊接过程中柱子的稳定性。

  你撅着屁股一边看着手里的焊条,一边看着上面晃晃悠悠要倒的柱子害怕不,你说!

  其次,再说梁柱节点,这个就无所谓了,只要是做成刚接,螺栓和焊接均可,但是焊缝容易生锈,而做钢结构的厂家得靠谱,螺栓孔要是有点偏差,分分钟哭死你。

  再次,抗风柱这种必须搞成铰接的,就别犹豫了,拿着螺栓咣咣一顿,拧上多痛快。

  最后,牛腿这种长得难看,看着头疼的,焊一焊多好,为啥?用螺栓分分钟拧死你。。再看看,敲黑板了!有那么大地方拧那么多螺栓嘛!

  最最后,要是某天真的是厂子黄了(老板别打我),螺栓连接的多好拧,俩人一天就拧仨厂房,晚上背着就卖了去了~~

  综上所述,如果连接需要是铰接时,请用螺栓。如果是刚接时,看情况、看难度、看焊工哥哥心情和水平。。

  螺栓连接省事、需要技术水平不高、但是对厂家要求较高。

  焊接连接省钱、对材料可悍性要求较高,对焊工要求较高,完事还要请检测单位进行检测,但是厂家很愉快,不至于差几毫米你去闹场子,所以他会愿意给你打折的。

  但是,如果最终想着万一政府拆迁征了你家厂子的地,用螺栓连接就可以今天要了厂房的赔偿款,明天就找块地又像搭积木一样搭起来了~

  挣钱了记得请我吃饭!

  @Summer楠

  学艺不精,斗胆抛砖。

  学识所限,我就说说钢桥领域吧。

  铆接由于现在不怎么用了,我了解的也比较少。

  相对于其他两种连接方式,铆接的主要优点是适应性好,两块板件的孔洞稍微有些偏差也没关系,反正打进去时还是软的,敲一敲也就能密贴了。

  (说句题外话,以前做铆接的工人真是开挂,一个人用钳子把烧热的铆钉从炉子里夹出来,一扔,十米开外的另一个人【用钳子】接住,趁热打进去。)

  其缺点也很明显,由于要能在现场烧软,所以铆钉用的材料不会有多高的强度,另外刚度也不大。这就解释了为什么铆钉逐渐退出桥梁工程领域——以前钢材本身强度低,铆钉不是结构的薄弱环节;现在钢材强度提高了,但铆钉的强度提高不够快,成了结构的薄弱环节,所以就不宜采用了。

  桥梁用螺栓连接多为高强螺栓,将两块钢板牢牢挤压在一起,主要靠钢板间的摩擦力承受荷载,是技术成熟、使用广泛的一种连接方式。

  论起螺栓连接的优点,那要看跟谁比:

  相比于铆接,螺栓连接的优点是:

  强度大;

  刚度大(原因:摩擦型高强螺栓不允许被连接的板件间产生滑移,所以连接段刚度与板材本身基本一致);

  施工质量便于保证(原因:高强螺栓的施工,其初拧和终拧都有明确的力矩要求,所以只要严格按规程施工,其质量就不随施工人员的素质变化而变化)。

  相比于焊接,螺栓连接的优点是:

  耐疲劳性能好(原因:不会在施工中产生明显的局部缺陷,所以应力集中相对较小,没有明显的疲劳源);

  便于修复和更换;

  施工质量便于保证(原因前已述及)。

  缺点嘛,咱也话分两头说:

  相比于铆接,螺栓连接的缺点是:

  价格高;

  想不出来了……

  相比于焊接,螺栓连接的缺点是:

  工序繁多,工艺复杂(原因:首先打孔这一项就很费劲,然后还要现场冲孔,初拧,终拧)。但是这也不是绝对的,比如有的位置工人揣着扳手就爬上去了,但是要把焊接设备搞过去就难于上青天;

  施工精度要求高(原因:螺栓连接需要孔洞较为精确地对准,如果6月份做好了构件,10月份拿到工地去安装,那完蛋了,温度变形都能让孔洞差老远了),即使是国内数一数二的大厂,有时候也需要现场对齐打孔;

  现在桥梁领域用得最多的还是焊接。跟铆接没啥比头,说说相对于栓接的优劣吧。

  相比于螺栓连接,焊接的优点是:

  整体性更优;

  工序简单,便于工厂化制作,工厂内的自动化焊接质量很有保障(看到有位校友把这一点说成了"依赖工厂化",鄙人有些疑惑,这不是咱们的追求吗);

  适应性强(原因:哪怕构件制作时有些偏差,咱们照样能焊上)

  相比于螺栓连接,焊接的缺点是:

  残余应力、残余变形(原因:由于施焊时受热和冷却的不均匀性及不同步性,结构内部会产生一系列自平衡的应力和自协调的变形,影响性能);

  现场施焊质量离散性大(原因:现场施焊多为人工焊,这个质量就得看工人手艺了。另外,现场施焊时构件姿态不可调整,焊接质量受焊接姿态的影响也很大);

  抗疲劳性能相对较差,这里主要是说手工焊(原因:手工焊接很可能产生焊瘤、咬边、夹渣等病害,产生较大的应力集中,往往成为疲劳破坏的策源地)

  好了,三种连接方式都说完了,总结一下(依然局限在桥梁领域)。

  铆接:旧时代的东西了,该淘汰了;

  栓接:力学性能顶呱呱,就是构造复杂、孔洞也难打难对齐,但是抗疲劳性能好,就算坏了也能换。适用于疲劳控制的部位,也是现场施工最有保障的连接方式;

  焊接:构造简单,工厂自动焊效率高、性能没的说,但现场焊接的质量就只能问天问大地,往往成为疲劳源。最适用于工厂内的构件、单元制作,也适用于非疲劳控制位置的现场连接。

  我说完了,有没有清楚一些?

  @万杰龙

  铆接和螺栓连接都属于机械连接的范畴。铆接是通过对铆钉的挤压变形来实现连接。其铆接接头的连接参数无法实现完全控制,而且它在连接过程中就产生了变形,承载能力是较差的,特点就是连接方便,但质量无法保证。而且它的连接方式决定了它无法做得太大,太大的话一是连接困难,二是铆接接头在挤压过程中就破坏了。

  螺栓连接现在应用应该是最广的了,而且作为标准件,生产技术成熟,连接方便,成本也低。而且有成熟的防松和放锈技术,相同尺寸下其连接也要比铆接高。总之,优点很多。

  而焊接是通过添加材料的方法将两个金属板连接起来,仅仅适用于金属,薄壁件。也就是说厚度过大的话,紧靠表面薄薄的一层焊接层是无法保证连接强度的。而且焊接过程中会产生热辐射,会使金属的微观组织结构产生变化,很容易产生应力集中,有特殊需求的话还需要进行热处理来改善机械性能。

  针对题主的问题,汽车中采用焊接,一是其承载要求不高,二是这种针对这种尺寸的结构,焊接是最合适的,如果采用螺栓或者铆钉,会大大降低他的强度。

  至于飞机机身,其是由很多部件拼接成一个较大的构件,然后再将各个构件组装起来,针对这种大尺寸的构件来讲,焊接是十分困难的,需要在焊接过程中保持对接且不发生移动。

  而且由于飞机的轻量化发展趋势来看,很多部件已经采用了非金属材料,焊接也就用不上了。至于桥梁,暂且不说其强度能够达到要求,如果采用焊接的话,在实际生产中加工后是无法进行热处理的,在使用过程中的冲击载荷会对应力集中部位产生损伤,这一点是最为致命的。

  而且在焊接过程中需要保持连接部件的接合,不能有一点晃动,在野外很难实现。而螺栓连接则很容易,将螺栓插入连接孔,然后拧紧就可以了,简单方便高效快捷。

  总结一下就是,采用不同的连接方式是在保证连接强度的前提下最简单,成本最低的最优解。

  一位机械系学生的一点浅薄之见。

  @舒宇

  正好刚评完工艺装备基础科研,说说看法。

  铆接和螺柱的最大问题都是,和减重的大目标冲突。螺柱还有个问题,就是滑丝,松脱。它俩的优势是原理简单,技术成熟。

  焊接就分很多种了,摩擦焊,搅拌焊,激光电弧焊。

  优势是可以实现减重。劣势是有的金属材料焊接性差,容易开裂,变形等等。同种材料,异种材料焊接需要不同的焊接技术。除了工艺,自动化焊接装备也很难制造。

  @知乎用户

  焊接

  优点:适用于各种形状,省钢省工,可实现自动化操作,生产效率高

  缺点:质量受焊材与操作影响大

  铆接

  优点:连接传力可靠,韧性、塑性好,质量易于检查,常用于受动荷载的结构。

  缺点:废钢废工

  螺栓分普通螺栓和高强螺栓

  普通螺栓装卸便利,不宜受剪。

  高强螺栓包含了普通螺栓和铆接的各自优点,目前已可用于代替铆接。

  =======================================

  摘自沈院士主编的《钢结构基本原理》

  @idontwan

  铆接部件的缺陷容易观察,可应用于航空,造船,桥梁一些领域。

  焊接效率高,强度高。广泛应用机械设备,汽车制造领域。

  螺栓连接拆卸方便,主要应用在装配环节。

  比如说飞机窗户,如果焊接,开焊了维修起来非常麻烦。而且如果在飞行中开焊,有坠机风险。所以铆接可以使缺陷在检修中发现,并且便于维修。

  比如说汽车底盘上的金属结构件,如果铆接,生产效率低不说,强度也没有保障。

  在比如说制造一座鸟巢体育场,如果所有部件全部焊接,那应力过于集中,而且在高处一些位置焊接量过大,不方便施工。所以在工厂把一条条“树枝”制作好,再到现场进行装配,这就是最稳妥的方案了。

  我的铆工老师维修过日本人建的铆接桥梁,把铆钉拿气焊烧热了,在等冷下来的时候大锤往里砸,搞定。如果是焊缝开裂了,并且焊缝在里面,你怎么维修?总不能把桥拆了重焊吧。

  @杨世鑫

  简单答两点,铆接不清楚。螺栓链接韧性好,连接板和螺栓都有较好的延性,在大变形的情况下,承载力不会骤然降低,抗震能力强。而且当节点荷载超限时,可以很容易观察到。焊接的韧性不好,尤其在低温下容易发生脆性破坏。

  施工过程中,螺栓链接施工不如焊接方便,但施工质量便于控制。焊接,尤其是现场焊接,会产生裂纹,气泡,夹渣,漏焊,未熔融,透焊等缺陷,对焊接人员要求较高,且不容易观察是施工质量。常见超声波无损探伤检测技术含量高于高强螺栓扭矩检测,设备和人力成本更高。

  @知乎用户

  根据自己的一些直观认识强行一发

  铆接的工艺最简单,印象当中铆钉本身是个铸造件,而且铆接也只需要在对象上面打孔就可以做结合。

  缺点的话,铆接是通过铆钉的变形来完成结合的,换句话说就是:给以足够大的纵向冲击力,铆钉就有可能再次变形并且崩飞……(迪士尼上世纪90年代出过一个《亚特兰蒂斯》,里面的潜水艇被守卫兽命中了一发以后船舱里铆钉乱飞堪比机枪扫射)

  螺丝的工艺显然更复杂,因为并不是所有的螺丝都是自工的(也就是通过自身旋转在孔洞内刻出阴纹),所以很多情况下不仅螺钉本身的螺纹需要车床做,接合件上的孔也需要机床去刻阴纹(这里具体叫什么工艺我就说不上了)。

  相比于铆接,螺丝在面对直接冲击的时候强度更好。但是,如果结合件收到了长时间的往复振动影响,特别是如果这个振动在某种合适的频率的话,螺钉就有可能自旋,慢慢变松脱出。

  这里加一句,还有一点是,由于螺钉的螺纹面是摩擦面,这个位置还特别容易生锈,且基本上没办法用镀层保护。

  焊接工艺最复杂……不懂不敢多说。优势方面,焊接不仅仅是拼接,而在某种程度上讲属于熔合了。因此,焊接在强度、水密性气密性、导电性能等方面应该都是比前两种更好的。

  @DoomExp

  焊接的缺点:

  1.变形严重,焊接的高温会导致焊接处的应力集中,所以很多高精度的,对平面多要求较高的面连接用螺纹,胶粘接。

  2.不好检查,焊接好之后要用专门的检测设备来检测是否有缺陷,成本会变高。对场地也有限制。

  3.拆卸难,如果焊错了那么重新割下来再焊。

  焊接的优点:

  1.连接性能好,对于大型的设备焊接比较实用,对于不同形状不同尺寸的材料好实现。

  2.刚度好,整体性能好,密封性好。

  @王平

  螺栓,可以方便拆卸。缺点占用空间,增加重量。如果不需要拆的地方,就少用螺栓。

  焊接,需要设备,需要工时,也不是所有材料都能焊接。

  铆,用的地方越来越少了吧。

  @木易

  静止的物体,比如桥、塔、建筑用螺丝;

  运动的物体或部件用焊接或铆接,原因很简单,运动会使螺丝变松动。总不能飞机每次起飞前检查每个螺丝吧!

  焊接最优,因为铆接和螺丝接都是靠摩擦力连接两个部件,如果两个部件间有平移方向的力,就不适合铆接和螺丝接。焊接相当于把两个部件变成一个整体,是最稳定的。

  补充,如果两个部件间有平移方向的力时,如果互相有靠山,还是可以考虑用螺丝固定的。

  所谓靠山就是,比如一个部件有凹槽,另一个部件有凸轨,互相吻合,就可以用螺丝固定,原理是把平移的摩擦力转换成对靠山的压力。承受力和稳定性大大提高。

  @孟梦

  铆接是个很大的范围,螺栓属于铆接的一种,而且是最常见的一种。螺栓链接或者高强度铆接的东西比焊接更加牢固,唯一缺点是成本高。

  飞机采用的铆接比普通的螺丝链接更加牢固,而且重量更轻,比如bom钉huck钉等。飞机安全系数高,所以不能用焊接,只用铆接。高铁车体由于没那么高要求,就用焊接就可以了,汽车就要求更低了,焊接就行。

  但是也有发烧的汽车厂家,比如路虎有一款车,全车身铝合金,且像飞机一样采用了铆接,价格嘛你就别问了,你买不起。桥梁不是我这个专业的,可能是为了某些特殊要求,比如大桥不能太重,采用了一些高强度钢,一般高强钢就不能焊接,或者焊接性能差。或者海边有耐腐蚀要求,耐蚀钢也焊接差,所以干脆稳妥一些,采用铆接吧。
文章链接:易紧通 http://www.164580.com/article/detail_24710.html


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