為了保證螺紋連接不滑牙,，鋼零件和鋁零件螺紋連接的嚙合長(zhǎng)度差異主要源于它們材料特性的不同。

鋼的強(qiáng)度和硬度通常高于鋁,。因此,，在承受相同載荷時(shí)，鋼零件螺紋連接所需的嚙合長(zhǎng)度相對(duì)較短,。例如,，在中等載荷條件下，鋼質(zhì)螺紋可能只需0.7- 1.5 倍螺紋直徑的嚙合長(zhǎng)度就能保證連接強(qiáng)度,。

而鋁的強(qiáng)度相對(duì)較低,，為了達(dá)到相同的連接強(qiáng)度和可靠性，其螺紋連接往往需要更長(zhǎng)的嚙合長(zhǎng)度,，可能需要2倍-3倍螺紋直徑的長(zhǎng)度,。

另外，鋁的熱膨脹系數(shù)較大,，在溫度變化明顯的工況下,，鋁零件螺紋連接的穩(wěn)定性可能受到影響。為了彌補(bǔ)這一不足,，通常會(huì)增加嚙合長(zhǎng)度來(lái)增強(qiáng)連接的穩(wěn)定性和可靠性,。再者，由于鋁相對(duì)較軟,，在螺紋連接過(guò)程中容易出現(xiàn)螺紋變形和磨損,。為了減少這種情況對(duì)連接性能的影響，也需要增加鋁零件螺紋連接的嚙合長(zhǎng)度,。

詳細(xì)鋁件和鋼件的最小嚙合長(zhǎng)度要求可以見(jiàn)下表,。

為了保證螺栓連接可靠，被連接面不發(fā)生壓潰,，需要對(duì)裝配狀態(tài)和工作狀態(tài)的表面壓力進(jìn)行校核,，要求接頭處表面壓力不超過(guò)被連接件的極限壓應(yīng)力。否則,，會(huì)出現(xiàn)被連接件的損壞和預(yù)緊力的衰減,，造成螺紋連接失效。

一般而言，鋼零件螺紋連接的抗壓強(qiáng)度通常顯著高于鋁零件螺紋連接的抗壓強(qiáng)度,。

以常見(jiàn)的碳素結(jié)構(gòu)鋼（如 45 鋼）和鋁合金（如 6061 鋁合金）為例,，在相同規(guī)格和尺寸的螺紋連接條件下：45 鋼制成的零件螺紋連接抗壓強(qiáng)度可能達(dá)到 800MPa 以上，甚至在某些優(yōu)化處理和高質(zhì)量制造的情況下能超過(guò) 1000MPa,。而 6061 鋁合金零件的螺紋連接抗壓強(qiáng)度通常在 250MPa 至 350MPa 左右,。

造成這種差異的主要原因在于鋼的強(qiáng)度和硬度普遍高于鋁合金。鋼的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分使其具有更好的抵抗壓縮變形和破壞的能力,。

鋼的彈性模量通常在200-210 GPa之間?,，而鋁的彈性模量約為70-80 GPa。?

彈性模量是材料的剛度指標(biāo),，表示材料在受力后恢復(fù)原狀的能力,。鋼的彈性模量一般在190-210 GPa之間，而鋁的彈性模量約為70-80 GPa,。由于鋁的彈性模量較低,，相同受力下，鋁桿會(huì)相對(duì)更容易產(chǎn)生變形,。

螺栓擰緊時(shí),，因?yàn)殇X更容易發(fā)生變形，即擰緊相同的角度,，鋁零件上扭矩和軸力上升的值會(huì)低于鋼零件上,。因此，為了達(dá)到相同的軸力值,，在鋁零件的轉(zhuǎn)角會(huì)要求更大,，比如：在鋼零件擰緊60Nm+90°能達(dá)到的軸力值，在鋁件上需要擰緊60Nm+120°,。因此,，應(yīng)用在鋼件上的擰緊工藝，不一定能直接應(yīng)用在鋁件上,，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試確定合適的擰緊工藝,。

其中：

FA ：軸向外載荷,，

FSA ：軸向載荷在螺栓上的分量，

FPA ：軸向載荷在被連接件上的分量,，

δP ：被連接件柔度,，

δS ：螺栓柔度,。

從公式1和公式2可知，當(dāng)被連接柔度增大時(shí),，螺栓上的載荷FSA 會(huì)變大,，而被連接件上的載荷FPA 會(huì)變小,；當(dāng)被連接柔度降低時(shí),，螺栓上的載荷FSA 會(huì)變小，而被連接件上的載荷FPA 會(huì)變大,。

當(dāng)被連接件由鋼件變成鋁件時(shí)，被連接件柔度δP 會(huì)增大,，這會(huì)使得FSA 增加和FPA 減小,。

螺栓上載荷FSA 增加會(huì)導(dǎo)致螺栓更容易發(fā)生屈服和斷裂失效；此外,，承受疲勞載荷的螺栓,，載荷數(shù)值也會(huì)變大，更易造成疲勞失效,。

被連接件上的載荷FPA減低,，會(huì)使得被連接件更不容易發(fā)生分離，接合面會(huì)貼合更加牢固,。

對(duì)于螺紋連接應(yīng)用高溫連接位置,，螺栓和被連接件的熱膨脹系數(shù)不同可能會(huì)帶來(lái)附加應(yīng)力，導(dǎo)致螺紋連接的軸力增大或減小,。

當(dāng)鋼螺栓和鋼連接件配合時(shí),，由于材料熱膨脹系數(shù)基本一致，因此不會(huì)有附加應(yīng)力,。

當(dāng)鋼螺栓和鋁連接件配合時(shí),，鋼和鋁的熱膨脹系數(shù)不同，鋁的熱膨脹系數(shù)約為23.6×10^-6/℃,，而鋼的熱膨脹系數(shù)約為12×10^-6/℃,。隨著溫度的變化，它們的體積會(huì)發(fā)生不同程度的改變,。鋁的熱膨脹系數(shù)較大,，意味著在溫度升高時(shí)，它會(huì)比鋼膨脹得更多,；而在溫度降低時(shí),，鋁收縮的程度也會(huì)比鋼更大。這種熱膨脹系數(shù)的差異可能會(huì)導(dǎo)致螺紋聯(lián)接副產(chǎn)生附加應(yīng)力,。當(dāng)溫度升高時(shí),，裝配附加應(yīng)力會(huì)增加,；當(dāng)溫度降低時(shí)，裝配附加應(yīng)力會(huì)降低,。