几十年来，焊接一直被认为是在高负荷或高振动结构中确保接头完整性的唯一方法。因此，制造重型设备或制造大型金属结构的公司只能焊接接头。

今天，有一种紧固件可以替代焊接:直接张力，压型锁紧螺栓。这些两件式紧固件是部分螺栓和部分抽芯铆钉。它们包括一个短的、无螺纹的圆柱形环和一个长的、有头的销，该销具有非螺旋螺纹和一个在安装过程中会断开的销尾。

这些紧固件的安装使用了一种直接张力技术，在这种技术中，销被拉起，而环同时被压入销的锁槽中，使环变形进入槽中。

锁紧螺栓产生的永久接头具有高夹紧负荷，稳定性和优异的抗振动性能。由于锁螺栓的安装过程比焊接更快、更安全，而且不需要经过高度培训的人员，制造商越来越多地使用它们来组装卡车悬挂和底盘、铁路道口和重型防御车辆。

焊接缺陷

经过多年和数以百万计的接头，焊接已被证明是确保接头安全的最可靠的过程之一。但是，它确实有几个缺点。焊接过程是耗时的，它需要几个昂贵和耗时的质量控制程序。焊接还需要熟练的、通常薪水很高的技术人员，在石油和天然气等行业，很难找到和留住这些技术人员。

与焊接有关的另一个问题是热。焊接产生的热量会显著降低连接金属的强度，破坏临界表面涂层。此外，焊接不同的金属或不同尺寸的部件可能是一个挑战。有经验的焊工也知道移除和重做焊缝是有问题的。

最后，焊接是危险和肮脏的。安全是至关重要的，必须不断地实践，因为随机的火花可以引发致命的火灾。同样重要的是，用过的焊条和其他焊接过程的残留物必须正确处理，以保持工作区域和工厂的安全和清洁。

紧固件的特点和好处

在20世纪中期引入的锁紧螺栓可用于各种销直径。美铝紧固系统提供销钉直径从0.1875英寸到1.375英寸的哈克螺栓。该公司还提供类似的公制尺寸。

锁紧螺栓通常由钢、不锈钢或钛制成。然而，它们也可以由铝制成，因为它们的非螺旋螺纹在安装过程中不会磨损。当一种材料发生溃烂时，其中一部分会被接触面拉扯。传统紧固件上的螺旋螺纹在磨损过程中经常会磨损。

销可以用圆形、钎焊、桁架、蘑菇头或沉头制成。项圈可带法兰或不带法兰。这两种部件都可以涂层或电镀，以防腐蚀。

锁紧螺栓的主要优点是它能长期抵抗振动的影响。在传统的螺栓连接中，螺母和螺栓的螺纹之间总是有间隙。在高振动应用中，这些空间会导致松动。相比之下，安装的锁螺栓没有缝隙，因为环完全压入销钉的浅锁槽中。这些浅槽可以产生很高的连接强度，是传统螺母和螺栓的五倍。

其他的好处包括高剪切和抗拉强度。容克测试的数据表明，锁紧螺栓在不需要锁紧垫圈、金属丝或螺纹锁定化合物等辅助设备的情况下，可以长期保持固定接头的固定载荷。

大多数锁螺栓，包括美国铝业紧固系统公司生产的HuckBolts，也可以与几乎任何金属一起使用。具有不同热膨胀系数的不同金属不存在任何问题。在一个接头中，不同尺寸的工件易于适应，并且表面光洁度不会受到损害。

短尾HuckBolt是美国铝业公司最新的锁螺栓。它的特点是钳形螺纹而不是针尾。这种设计为最终用户提供了两个重要的好处。

首先，BobTail比标准锁紧螺栓轻40%，安装时所需的力也更小。例如，直径0.625英寸的BobTail需要10磅的工具，而类似尺寸的标准锁螺栓需要近20磅的工具。

这种较低的力产生无震动的模锻动作，减少操作员疲劳和重复压力综合症。它还使安装更安静。

第二，夹具螺纹在安装过程中保持不变。这消除了可能的腐蚀起始点，以及材料清理的需要。

紧固件还有一个特殊设计的凸缘，凸缘上有凸起。当套环完全模锻时，凸起处会起皱，为操作员提供紧固件安装正确的视觉提示。

锁紧螺栓的性能参数取决于紧固件直径和材料。例如，直径0.1875英寸的5级碳钢BobTail能够承受1200磅的夹紧载荷、2200磅的抗拉强度和2430磅的剪切强度。相比之下，同一款锁螺栓的铝制版本的重量分别为550磅、1000磅和1050磅。

同样，直径0.375英寸的BobTail可以提供5980磅的夹紧载荷、9300磅的抗拉强度和9600磅的剪切强度。铝制版的重量分别为2200磅、4200磅和4200磅。

安装:快捷方便

标准和短尾锁螺栓使用直接张力技术安装。将标准锁紧螺栓的销钉插入准备好的孔中，将套圈旋转到销钉上，安装工具放置在销钉上的凹槽上。当工具被激活时，其前端组件中的拉出器将销钉拉入工具中，导致锻砧压在接箍上，并拉出任何板隙。

在一个预定的力，砧开始铸造领子入销的锁槽。持续的锻压加长了接箍和销钉，以产生精确的夹紧载荷。当钻铤压入销锁槽完成后，工具拉动销尾并卡紧它。这就完成了安装。使用BobTail，一旦压模完成，工具将松开紧固件。

典型的锁紧螺栓（直径为0.625英寸的8级紧固件）只需2秒钟即可安装，不包括钻孔所需的时间。循环时间短，因为刀具很快抓住销。

一旦操作人员启动触发器，就可以通过编程完成压模和弹出顺序，无需任何额外安装程序输入即可完成整个循环。只需快速目视检查即可确认紧固件是否正确安装。

此外，操作员只需要很少的培训就能熟练地安装锁螺栓——这使得锁螺栓紧固件的使用成为一种成本效益高的装配过程。

锁紧螺栓安装工具为液压气动或液压。液压气动（也称为气动）工具最适用于直径小于0.5英寸的锁紧螺栓；较大直径的紧固件需要液压工具。每种工具的用途都足以安装各种直径的紧固件。然而，工具的前端确实需要改变以匹配每个紧固件的直径。

工具通常手动操作，但半自动工作单元也在操作中。在这些应用中，安装了直径为0.1875至0.25英寸的锁紧螺栓。操作员手动加载零件并插入销和套环。然后，按下按钮，安装在线性执行器上的多个工具同时抓住销和套环，并将所有套环锻造到销上。

不过，锁紧螺栓有一个主要缺点。安装后，销的一部分保留并突出在轴环上方。对于无法容纳突出物的应用，制造商可能被迫使用常规焊接。