紧固件防松技术再度引发关注：复杂工况下怎样保障连接可靠性？

2026-11-12 18:03:09

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从特斯拉自咬合紧固件专利，到晋亿实业防松三角自攻螺钉，再到航空航天用螺栓连接横向振动防松试验标准落地实施，紧固件行业对连接可靠性的关注，正从单一产品结构创新向性能测试、装配工艺与全流程质量控制环节延伸。

一颗螺栓、一枚螺母，看似只是机械设备里的基础小零件，却直接关系到汽车、轨道交通、航空航天、风电及高端装备的运行安全。随着制造业向高端化、精密化方向升级，紧固连接部位需要承受振动、冲击、交变载荷及温度变化等多重考验。如何避免螺纹松动、预紧力衰减及连接失效，已经成为紧固件产品研发和终端应用中无法回避的问题。

近期，特斯拉“自咬合紧固件”专利申请对外公开，晋亿实业“一种防松三角自攻螺钉”实用新型专利获得授权，GB/T 46544-2025《航空航天用螺栓连接横向振动防松试验方法》也已正式实施。这些行业进展再次将视线聚焦到同一个问题上：面对复杂工况，连接可靠性需要结构设计、试验评价和装配控制多方面协同保障。

一、两项专利引发行业热议，紧固件防松创新从结构设计切入

2026年10月30日，国家知识产权局公开信息显示，特斯拉公司申请的“自咬合紧固件”专利（公开号：CN122996274A）正式对外公布。根据专利摘要，该紧固件主要用于连接可变形金属板件，通过在紧固件表面设置多个间隔分布的凸起与凹入结构，形成机械咬合效果，以此提升紧固件与金属板件连接后的抗扭能力。和传统螺纹锁紧思路不同，这项设计将关注点放在紧固件与被连接材料之间的结构配合上，希望通过优化接触界面，降低连接部位发生相对旋转的概率。

这一技术方向和汽车制造中的轻量化连接需求存在较强关联。随着铝合金等轻量化材料在汽车车身及结构件中的应用比例不断提升，连接设计需要进一步兼顾材料变形、连接强度和装配稳定性。如何在有限的板材厚度和连接空间内实现可靠固定，已经成为汽车紧固连接领域需要攻克的难题。特斯拉此次公开的专利，也体现出紧固件创新正从传统螺纹设计向紧固件与被连接材料的整体结构优化方向拓展。

另一项受到行业关注的技术来自晋亿实业。根据2026年10月30日公开的专利信息，晋亿实业股份有限公司获得“一种防松三角自攻螺钉”实用新型专利授权，授权公告号为CN224919617U，申请号为CN202522434769.0。该专利通过调整三角螺纹的牙型及大径、小径尺寸，让螺钉在薄壁金属预钻孔中形成更充分的螺纹啮合，从而增大螺钉与孔壁的接触面积，提升抗拉拔力和防打滑扭矩。

这类设计主要针对薄壁金属连接中容易出现的滑牙、连接强度不足等痛点问题。和特斯拉通过凸起和凹入结构增强机械咬合的思路不同，晋亿实业的方案更多从螺纹几何结构入手，优化螺钉与基材之间的啮合状态。两项专利的技术路径各有侧重，但都指向具体应用场景中的连接难题。

需要说明的是，专利申请公开或获得授权，并不代表产品已经通过所有复杂工况下的防松验证。结构创新能否转化为实际连接性能，还需要结合材料、载荷条件、装配方式和试验结果进行综合评价。

二、复杂工况下的松动风险

螺栓连接依靠预紧力夹紧被连接件。设备长期承受横向振动、冲击或交变载荷时，螺纹副和支承面可能发生微小相对滑移，摩擦状态随之改变，造成预紧力衰减；夹紧力不足后，连接部位还可能出现松动、疲劳损伤甚至失效。汽车动力总成、底盘和电池包，风电塔筒、叶片和传动系统，以及轨道交通和航空航天装备，都需要结合各自的载荷、温差和服役周期制定对应的防松要求。

2026年8月发表于《装备环境工程》的一项研究，针对复杂环境下精密飞行器抱箍结构螺栓的松动行为开展了试验分析。研究人员采用振动与冲击联合试验平台，并通过超声波声弹性原理监测螺栓状态。结果显示，不同方向和类型的载荷影响存在差异，其中Z向横向振动容易引发螺纹微滑移累积并导致扭矩快速衰减；扭矩变化还表现出缓慢衰减、快速下降和稳定收敛等不同阶段。由此可见，连接可靠性评价不能仅关注初始拧紧状态，还要结合实际载荷方向、振动形式和预紧力变化进行综合判断。

三、防松评价逐步走向标准化

GB/T 46544-2025《航空航天用螺栓连接横向振动防松试验方法》于2025年12月2日发布，并于2026年7月1日正式实施。该标准由全国航空器标准化技术委员会归口，修改采用ISO 16130:2015，为航空航天用螺栓连接在规定条件下开展横向振动防松性能比较评价提供了试验方法依据。

横向振动试验通过在被连接板件之间施加交变位移，模拟连接受到横向载荷时的实际状态，并连续记录夹紧力变化，用于对比不同连接方案的防松表现。该标准适用于规定条件下的性能比对，不能直接定量判定连接在所有实际工作载荷下的防松能力，试验结果仍需结合产品结构和应用环境进行分析。产品选型还应同时考量安装便利性、专用工具需求、重复拆装后的性能，以及对螺纹和被连接件的影响。

四、装配控制同样是决定连接可靠性的关键

防松产品如果安装操作不当，依然可能发生连接失效。传统装配常以拧紧扭矩控制目标预紧力，但扭矩并不等同于预紧力，螺纹和支承面的摩擦系数、润滑状态及装配条件都会影响最终夹紧效果。预紧力不足可能导致连接面滑移，预紧力过高则可能造成螺栓屈服、螺纹损伤或被连接材料变形，因此不能简单依靠提高拧紧扭矩来解决防松问题。

随着汽车、电子电器、机器人和高端装备制造对装配一致性的要求不断提高，扭矩与转角控制、智能电动拧紧工具、自动送料与锁付、在线检测和质量追溯已逐步应用于生产现场。记录拧紧过程中的扭矩、转角等数据，有助于识别异常连接并追溯质量问题。连接可靠性由紧固件设计、材料与连接结构、拧紧设备、装配工艺和检测多个环节共同决定。

五、防松技术需要搭建交流与验证平台

近年来，国内紧固件防松技术领域逐步形成产品研发、第三方检测、技术交流与应用推广相结合的活动机制。由海盐县紧固防松技术学会主办、浙江国检检测技术股份有限公司承办，华人螺丝网、上海天乘实业有限公司及上海固思创技术有限公司等单位参与组织的紧固件防松性能邀请赛，已经连续举办多届。浙江国检检测技术股份有限公司作为具备CMA资质认定及CNAS认可的第三方检测机构，在紧固件产品检测、力学性能测试和相关技术评价方面提供专业服务。

2027年举办的第六届紧固件防松性能邀请赛，将继续围绕防松能力、安装便利性和重复使用性开展综合评价，并采用符合ISO 16130:2015要求的横向振动试验设备进行测试。活动既关注不同防松产品在规定试验条件下的夹紧力变化，也考察安装和重复使用过程中的实际表现。同期举办的防松技术论坛将邀请行业技术专家、紧固件企业及相关机构交流防松理论、产品研发和测试评价方法，并结合赛事中表现突出的产品开展技术研讨，为技术应用和成果转化搭建交流平台。

从产品专利到试验评价，再到终端应用，防松技术的进步需要制造企业、检测机构、科研院所和应用端共同参与。创新结构如何完成充分验证，检测结果如何更好服务产品选型，防松技术如何与装配工艺高效衔接，仍是行业需要持续探讨的问题。

六、FES 2027与SAFE 2027同期举办，拓展工业紧固与智能装配技术交流

围绕紧固件防松、连接可靠性及工业装配技术的发展趋势，2027年3月3日至5日，第十七届FES上海紧固件专业展暨汽车紧固件展（Fastener Expo Shanghai 2027，简称FES 2027）将在国家会展中心（上海）举办。本届展会规划展览面积超过75,000平方米，预计吸引1,500余家参展企业及55,000余人次专业观众，启用1.1H、2.1H及3H三大展馆，覆盖紧固件成品、汽车紧固件、非标连接件、工业装配与拧紧技术、生产设备、模具耗材、检测筛选、包装设备及原材料等全产业链环节。

同期还将拟举办第六届全国紧固技术防松论坛及第六届防松性能邀请赛，围绕防松结构创新、复杂工况下的连接可靠性、性能测试评价和终端应用等议题展开交流，推动紧固件制造企业、检测机构、科研院所与终端用户之间的技术沟通。

SAFE 2027上海工业装配与拧紧技术展也将同期举办，展期为2027年3月3日至5日，举办地点为国家会展中心（上海）1号馆。根据现有资料，海盐县紧固防松技术学会将参与联合主办。展览聚焦工业装配与拧紧解决方案，面向汽车制造、电子电器、eVTOL、具身智能、储能及医疗器械等先进制造领域，展示拧紧工具、自动化装配系统、连接与紧固工艺、扭矩检测、质量追溯及数字化管理等技术和解决方案。

防松技术论坛与邀请赛侧重结构创新、复杂工况下的连接可靠性及性能测试；SAFE 2027则把讨论延伸到装配实施环节，关注如何通过拧紧工具、扭矩与转角控制、自动送料与锁付、在线检测和质量追溯稳定实现目标预紧状态。防松与拧紧分别对应连接方案的验证和生产执行，需要结合起来开展综合评价。