電力鐵塔螺栓的加工難點

目前我國用于電力鐵塔的螺栓常用強度等級為4.8、6.8、8.8級，還有10.9級。其中6.8級、8.8級用量最多。按加工工藝區分，主要有冷鐓成形及溫鍛成形兩大類。在材料應用上也有差異。對于4.8級螺栓，一般采用低碳鋼Q215、Q235、ML08AL和1010等；6.8、8.8級螺栓，由于材料市場的供應狀況等，一般采用SWRCH35K、35、ML35鋼等；還有8.8級螺栓若采用溫鍛成形，采用SWRCH45K、45鋼等。而10.9級冷鐓成形或溫鍛成形螺栓，多數是采用40Cr、35CrMo或SCM435鋼等。

　　電力鐵塔的螺栓加工的合理性是保證螺栓產品質量的基礎。迄今為止，電力鐵塔的螺栓掉頭的事故時有發生，現就產品加工過程加工難點及所產生的應力分析如下。

1、冷鐓成形加工工藝

①原材料冷拉過程中因冷作硬化而形成的殘余應力。
②頭部冷成形過程中因成形工藝參數的不合理，造成金屬纖維折疊過度，甚至折斷而形成的殘余應力。
③縮徑、螺紋擠壓成形過程中因冷作硬化而形成的殘余應力。
④8.8級以上高強度螺栓熱處理后存在的殘余應力。

2、溫鍛成形加工工藝

①原材料冷拉過程中因冷作硬化而形成的殘余應力。
②局部材料在短時間內幾秒鐘內快速加熱（900℃以上），還包括可能的過燒或欠熱現象，而形成的殘余應力。
③加熱和未加熱部份交界處所產生的殘余應力。
④縮徑、螺紋擠壓成形過程中因冷作硬化而形成的殘余應力。
⑤頭部成形過程中因成形工藝參數的不合理，造成金屬纖維過度折疊而形成的殘余應力。
⑥8.8級以上高強度螺栓熱處理后存在的殘余應力。

3、斷口形狀

①存在較大殘余應力，產生脆斷的斷口?；旧吓c螺栓軸線垂直，拉伸屈服變形較小。斷口直徑基本無面縮現象，斷口位置全部位于螺紋根部，且斷口平齊，晶粒粗大，其斷口面形貌屬于脆性斷裂。
②正常的拉伸斷口，斷裂時有明顯的延伸及斷面收縮現象，斷口位置在螺紋處，斷口面與螺栓軸線成一定的角度，斷口沿螺紋V型槽處斷裂，其斷口面形貌屬于韌性斷裂。

4、質量缺陷

①因原材料存在雜質、細微折疊裂紋等缺陷，加上加工工藝不合理（如省去球化退火或球化退火工序參數不正確等），造成產品冷作硬化程度嚴重，產生螺栓頭部爆裂等質量缺陷

②頭部成形工藝參數的不合理，產品加工成形過程中頭部金屬纖維折疊過度甚至折斷，而產生應力集中。嚴重時造成螺栓掉頭質量問題。

③同樣由于螺栓工藝參數的不合理使得頭部成形過程中金屬纖維折疊過度，甚至折斷以及熱處理工藝的不合理，造成高強度螺栓調質時產生淬火開裂。

　　總之，電力鐵塔螺栓加工過程殘余應力的存在，是螺栓產生質量問題的主要成因，尤其是在實際使用過程，因輸電線路電纜張力、風擺等作用，造成螺栓局部受力不均勻，致使螺栓早期失效，甚至發生突然脆斷，存在較大安全隱患。對于消除電力鐵塔螺栓加工過程殘余應力重要性的研究日益重視，如美國標準ASTMA394-2005鋼制鍍鋅輸變電鐵塔螺栓和螺母規格、德國標準DIN7990-2008鋼結構用帶六角螺母的六角螺栓均規定，螺栓的強度等級為4.8、6.8級，即需對熱鍍鋅前的電力鐵塔螺栓（強度等級在8.8以下）進行去應力退火，以減少和消除殘余應力，提高產品韌性。去應力退火在冷鐓完工后，一般在550-650℃，保溫2-4h緩慢冷卻。

文章來源：金蜘蛛緊固件網