在螺栓實(shí)際裝配擰緊過(guò)程中，直接測量預緊力是很困難的，都是間接通過(guò)其他手段來(lái)實(shí)現對預緊力的控制，如扭矩控制法、轉角控制法、伸長(cháng)量控制法等。因此，螺栓裝配過(guò)程中的擰緊方法、監測策略以及擰緊裝備等，也就是擰緊技術(shù)對螺紋連接擰緊后預緊力的離散有著(zhù)決定性的影響。
1 螺栓連接裝配中常見(jiàn)的擰緊方法
根據擰緊過(guò)程中控制參數(扭矩、轉角、伸長(cháng)量)的不同，螺栓裝配過(guò)程中基本的控制方法可分為扭矩控制法、轉角控制法以及伸長(cháng)量控制法。
1．1 扭矩控制法
扭矩控制法通常適用于彈性范圍內控制螺栓的預緊力。在扭矩控制法中，把扭矩作為擰緊過(guò)程的控制變量，通過(guò)設定目標扭矩并擰緊到該目標扭矩，從而實(shí)現對預緊力的控制，是應用最廣泛的一種扭矩控制方法。
影響扭矩法精度的因素主要是螺栓／螺母的材質(zhì)、尺寸精度、表面處理狀態(tài)、環(huán)境溫度(濕度)、擰緊速度等的不同，從而影響擰緊過(guò)程中摩擦因數(或扭矩系數)的離散程度。螺栓擰緊過(guò)程中，由于90％ 以上的扭矩是用來(lái)克服螺紋副、螺栓頭部(螺母)支承面的摩擦力的；因此，摩擦因數的離散程度對螺栓預緊力的控制有直接的影響。在生產(chǎn)過(guò)程中，螺栓預緊力的離散值可以達到±17％ ～ ±33％[1]?，這就意味著(zhù)在一組螺紋連接中，最緊處連接的預緊力可能是最松處的2倍甚至更多。
1．2 轉角控制法
?轉角控制法可以在螺栓的彈性區和塑性區使用，是在擰緊過(guò)程中將螺栓與螺母的相對回轉角度(緊固轉角0)作為指標進(jìn)行初始預緊力的控制方法。
螺栓擰緊時(shí)，理論上，螺母(或螺栓)的旋轉角與螺栓伸長(cháng)量有一定的比例關(guān)系，而螺栓的伸長(cháng)量與軸向預緊力成正比(忽略扭轉變形對伸長(cháng)量的影響)。因此，可以通過(guò)控制擰緊過(guò)程中螺母(或螺栓)的旋轉角來(lái)達到對螺栓預緊力的控制。轉角控制法主要受螺栓幾何精度的影響，如螺距誤差、中徑誤差、桿身直徑、光桿部分長(cháng)度等的影響。需要注意的是，在最初擰緊時(shí)，先要確定螺栓的貼緊扭矩，使被連接件達到緊密貼合，然后再轉過(guò)一個(gè)預定的角度，即為旋轉角度擰緊法，這種方法又稱(chēng)之為“扭矩轉角”法。轉角法的擰緊精度通常高于扭矩控制法，特別是在螺栓塑性區域內時(shí)，其夾緊力的偏差可達到±9％ ～ ±l7％ [1]?。
1．3 伸長(cháng)量控制法
螺栓伸長(cháng)量控制法就是通過(guò)直接測量螺栓的伸長(cháng)長(cháng)度來(lái)控制螺栓的裝配預緊力，是一種較為直接的方法，預緊力的控制精度也比較高。根據胡克定律，螺栓在彈性階段的伸長(cháng)量跟螺栓所受的應力成正比關(guān)系。?“螺栓伸長(cháng)量”的測試法很多，紅外測長(cháng)法、超聲測長(cháng)法等；其中，超聲波測螺栓伸長(cháng)量的方法應用最為廣泛。?伸長(cháng)量控制法法能夠即時(shí)監測螺栓裝配過(guò)程軸向預緊力的變化情況，并且能夠監測到螺栓的變形區域是否達到塑性區域。
伸長(cháng)量法控制的軸向預緊力排除了扭矩系數、摩擦因數、接觸變形、被連接件變形、裝配工具的精度等因素的影響，可以獲得很高的螺栓預緊力精度。但是測量螺栓的伸長(cháng)量對裝備的要求比較高；同時(shí)， 不如扭法和轉角控制法的裝配效率高?，所以目前應用不是很廣泛。因此，近十年來(lái)，重要場(chǎng)合下螺栓聯(lián)接所采用的擰緊工藝基本由扭矩-轉角法所取代，大大提高了產(chǎn)品的裝配質(zhì)量。
2.擰緊技術(shù)應用展望
現代先進(jìn)擰緊技術(shù)以扭矩、轉角曲線(xiàn)的控制為核心，將基于信息技術(shù)的管理控制系統應用于自動(dòng)擰緊裝配線(xiàn)，利用現代傳感技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，對整個(gè)擰緊過(guò)程的人、機、料、法、環(huán)、測各個(gè)環(huán)節實(shí)現自動(dòng)化、智能化管理和監控。
現代先進(jìn)擰緊技術(shù)，完成對關(guān)鍵工序的實(shí)時(shí)質(zhì)量監控和數據跟蹤采集；能夠實(shí)現防止漏擰緊、防止擰緊順序錯誤、防止零件漏裝等；解決了螺栓裝配預緊力控制精度、實(shí)施過(guò)程監測、可追溯性等問(wèn)題，大大提高螺栓的裝配質(zhì)量和管理水平。
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