在机械产品中,螺栓因其拆装方便、工作可靠的特点而被广泛应用,但是螺栓连接却会发生常温焊合失效,俗称“咬死”,导致其难以拆卸,严重影响产品的维护和检修。文献报道大多是对螺栓焊合失效事故的分析与总结,对机理的研究不够深入,并且只关注到了装配过程对焊合失效的影响,忽略了长期贮存过程中螺栓也会发生焊合失效的情况。无论是装配焊合失效还是贮存焊合失效,均表现为螺栓卸载扭矩的异常,反映出螺纹副摩擦性质的转变。因此,本文以不锈钢螺栓为研究对象,关注卸载扭矩的异常情况,对这两种螺栓焊合失效的机理进行研究。螺栓装配焊合失效多为定性描述,本文通过分析反复拆装实验中卸载扭矩随装配扭矩的变化情况,发现二者差值呈现三阶段规律,当装配扭矩低于临界值时二者呈线性关系,超过后出现平台区和失稳区。平台区的出现意味着卸载扭矩的异常,是因为螺纹面粘着磨损加剧,导致螺纹摩擦扭矩增加,反映出螺纹副摩擦性质的突变。螺纹面的干摩擦性能恶化,大面积粘着焊合而咬死。当装配扭矩更大时,螺纹面微熔焊甚至出现螺牙损坏,导致螺栓咬死。临界装配扭矩可以作为安全扭矩,当低于安全扭矩时,不锈钢螺栓的焊合失效风险很低,当超过时存在可拆装次数的限制。不同材质、发黑处理、不同螺距等情况下安全扭矩的适应性较好,并据此判断出:异种材质的不锈钢螺栓抗焊合性能通常比同种材质的好,安全扭矩值更高;不锈钢高温发黑处理对抗焊合失效有很好的效果;细牙比粗牙螺栓更容易焊合失效,因为摩擦热和粘着磨损更严重。不规范操作会导致安全扭矩不再适用。螺栓贮存焊合失效的周期很长,且直接相关的研究很少,本文采取了先理论分析后实验验证的方法进行研究。为缩短实验周期,采取了加速寿命试验的方式,通过提高温度来加速失效过程。首先推导了螺栓贮存焊合失效背景下的卸载扭矩表达式,并根据静摩擦系数随时间增长这一事实结合螺纹表面的微晶层指出,贮存焊合失效是由晶界扩散蠕变控制的结点长大过程导致,据此推导得到加速寿命试验所需的加速模型。本文另给出了除动态再结晶外的干摩擦表面微晶层形成机制,即快速熔凝小球被压入螺纹面成为微晶层。加速寿命试验初期卸载扭矩就快速增加,这一现象是由额外的位错机制所导致;后期缓慢增加,其机制是晶界扩散蠕变。仅高于安全扭矩的实验组卸载扭矩增加明显,说明装配过程对贮存焊合失效影响很大。建立的加速模型抓住了不锈钢螺栓的螺纹面在装配后为细晶组织这一显著特征,将螺栓贮存焊合失效和装配焊合失效联系了起来。