鉚接（riveted）、螺栓連接（bolted）和焊接（welded）各有什麼優劣？

01-05

在19-20世紀，很多重要的鋼結構都採用鉚接的方式，例如埃菲爾鐵塔，和汽車骨架。20末期開始，大量結構開始採用焊接的方式，例如汽車骨架，但是一些需要輕量化同時又對強度有要求的結構，例如飛機機身、鋼結構橋樑等，則採用了螺絲連接的技術。鉚接和螺絲連接的具體區別在哪裡，又為什麼橋樑採用螺絲連接而不是焊接呢？

從承力的角度，鉚接是承剪力較好而承拉力能力較差。鏍接是受拉受剪都可以。焊接也是受拉受剪都可以，但怕撕裂。

從可拆卸角度，鏍接是可卸鏈接，而鉚接和焊接都不是。

從質量保證角度，鏍接&>鉚接&>焊接，焊接是最不容易檢查質量的，因此民航飛機用焊接較少。

從改變零件材料性能來講，焊接影響最大，殘餘應力變形問題教嚴重，對橋樑和汽車還可以承受，對飛機表面這種氣動外形要求高的則不理想。

成本角度，螺紋連接高於鉚接高於焊接。

從增加多餘重量角度螺紋鏈接高於鉚接高於焊接。

對於異種材料連接（例如鋁和鈦、復材和鈦、不同系列的鋁合金），焊接是不太行的（飛機上常見不同材料連接，所以嚴重影響焊接的應用範圍）

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從上面比較，可以知道為什麼汽車和橋樑更多用焊接和螺紋鏈接，客機更多用鉚接和螺紋連接了。

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PS1：感謝大家認同，昨天倉促回復，有好多錯別字，改了一些。謝謝大家指出。

PS2：據我所知，焊接的缺陷相對難於控制，因此疲勞性能並不穩定。

PS3：看帖不仔細，並且隨口多了一句評論，現在刪了

PS4：感謝2333Raindragon圖文並茂的回答，我也第一次看熱鉚的圖片。

熱鉚在航空中也常見，尤其大一些的鈦合金鉚釘。

補充說明一下，每一種連接技術都在進步，也衍生出不同的類型。

比如鉚接，有單面抽鉚，自沖鉚接等。

自沖鉚接好像現在在汽車行業開始應用較多，一台設備都是天價。

單面抽鉚主要用於結構不開敞的情況，包裝行業用的很多，只是低端而已，飛機上有很多比較高級的抽鉚，還很難國產化。

比如焊接，激光焊和攪拌摩檫焊接都是比較新的技術。激光焊主要是熱影響區小，變形小。攪拌摩檫焊的機理實際沒研究很清楚，半熔化狀態和其他焊接不太一樣。飛機上也開始用這些新技術。

所以以前認為汽車用焊接、飛機用鉚接的觀點實際已經不確切了。

至於橋樑，我很不了解，但直觀的認為，這種大型的建築，多半考慮成本的因素，對重量又不敏感，往往不會採用最新的技術手段。

我從造船角度總結一下：

鉚接（riveted）在二戰之前的船舶建造上普遍應用，現在已經過時了。儘管在船舶業淘汰，現代飛機製造依然在使用鉚接，但是現代飛機的鉚接與二戰前的船舶鉚接有很大區別。由於需要減輕空重，飛機材料大部分採用的是鋁（aluminum）和複合材料（composites）。鋁不容易焊接，而複合材料不能焊接。考慮飛機也必須得防水，鉚接是飛機建造的最佳選擇。
螺栓連接（bolted）大多只用於陸地建築（樓房、橋樑、起重機、船舶/海洋平台甲板上安裝的設施）。螺栓連接的結構容易拆，但是不防滲水，螺栓本身也容易生鏽（水可以堆積在螺栓的槽里）。
焊接（welded）基本上是當今船舶業唯一使用的部件連接方法（完全替代了鉚接riveted），同時也用於陸地建築。相比螺栓連接，焊接的優點是不滲水。相比鉚接，焊接的優點是速度快，當代的焊接技術質量也更加可靠。缺點是不易拆，拆除時必須炸掉或者切掉，損壞原材料的重用性。

鉚接為什麼被船舶業淘汰呢？除了建造速度慢以外，二戰前的鉚接（riveted）船體結構可以比喻成一塊蘇打餅乾，而以現代焊接（welded）技術建造的新泰坦尼克號可以被比喻成一塊橡皮泥。

（手不是我的）

任何大型金屬結構的要害實際上是位於部件的連接點！無論是船、飛機、車輛還是火箭都是如此。兩張連接起來的板子不可能強於一張一次性合成的板子。

關於焊接：保守為上，你不能完全相信工廠里的焊接結果。即使焊接材料比母材料強，交界線上的母材料在焊接後依然會弱化。切記！

學藝不精，斗膽拋磚。

學識所限，我就說說鋼橋領域吧。

鉚接由於現在不怎麼用了，我了解的也比較少。

相對於其他兩種連接方式，鉚接的主要優點是適應性好，兩塊板件的孔洞稍微有些偏差也沒關係，反正打進去時還是軟的，敲一敲也就能密貼了。（說句題外話，以前做鉚接的工人真是開掛，一個人用鉗子把燒熱的鉚釘從爐子里夾出來，一扔，十米開外的另一個人【用鉗子】接住，趁熱打進去。）

其缺點也很明顯，由於要能在現場燒軟，所以鉚釘用的材料不會有多高的強度，另外剛度也不大。這就解釋了為什麼鉚釘逐漸退出橋樑工程領域——以前鋼材本身強度低，鉚釘不是結構的薄弱環節；現在鋼材強度提高了，但鉚釘的強度提高不夠快，成了結構的薄弱環節，所以就不宜採用了。

橋樑用螺栓連接多為高強螺栓，將兩塊鋼板牢牢擠壓在一起，主要靠鋼板間的摩擦力承受荷載，是技術成熟、使用廣泛的一種連接方式。

論起螺栓連接的優點，那要看跟誰比：

相比於鉚接，螺栓連接的優點是：

強度大；
剛度大（原因：摩擦型高強螺栓不允許被連接的板件間產生滑移，所以連接段剛度與板材本身基本一致）；
施工質量便於保證（原因：高強螺栓的施工，其初擰和終擰都有明確的力矩要求，所以只要嚴格按規程施工，其質量就不隨施工人員的素質變化而變化）。

相比於焊接，螺栓連接的優點是：

耐疲勞性能好（原因：不會在施工中產生明顯的局部缺陷，所以應力集中相對較小，沒有明顯的疲勞源）；
便於修復和更換；
施工質量便於保證（原因前已述及）。

缺點嘛，咱也話分兩頭說：

相比於鉚接，螺栓連接的缺點是：

價格高；
想不出來了……

相比於焊接，螺栓連接的缺點是：

工序繁多，工藝複雜（原因：首先打孔這一項就很費勁，然後還要現場沖孔，初擰，終擰）。但是這也不是絕對的，比如有的位置工人揣著扳手就爬上去了，但是要把焊接設備搞過去就難於上青天；
施工精度要求高（原因：螺栓連接需要孔洞較為精確地對準，如果6月份做好了構件，10月份拿到工地去安裝，那完蛋了，溫度變形都能讓孔洞差老遠了），即使是國內數一數二的大廠，有時候也需要現場對齊打孔；

現在橋樑領域用得最多的還是焊接。跟鉚接沒啥比頭，說說相對於栓接的優劣吧。

相比於螺栓連接，焊接的優點是：

整體性更優；
工序簡單，便於工廠化製作，工廠內的自動化焊接質量很有保障（看到有位校友把這一點說成了"依賴工廠化"，鄙人有些疑惑，這不是咱們的追求嗎）；
適應性強（原因：哪怕構件製作時有些偏差，咱們照樣能焊上）

相比於螺栓連接，焊接的缺點是：

殘餘應力、殘餘變形（原因：由於施焊時受熱和冷卻的不均勻性及不同步性，結構內部會產生一系列自平衡的應力和自協調的變形，影響性能）；
現場施焊質量離散性大（原因：現場施焊多為人工焊，這個質量就得看工人手藝了。另外，現場施焊時構件姿態不可調整，焊接質量受焊接姿態的影響也很大）；
抗疲勞性能相對較差，這裡主要是說手工焊（原因：手工焊接很可能產生焊瘤、咬邊、夾渣等病害，產生較大的應力集中，往往成為疲勞破壞的策源地）

好了，三種連接方式都說完了，總結一下（依然局限在橋樑領域）。

鉚接：舊時代的東西了，該淘汰了；
栓接：力學性能頂呱呱，就是構造複雜、孔洞也難打難對齊，但是抗疲勞性能好，就算壞了也能換。適用於疲勞控制的部位，也是現場施工最有保障的連接方式；
焊接：構造簡單，工廠自動焊效率高、性能沒的說，但現場焊接的質量就只能問天問大地，往往成為疲勞源。最適用於工廠內的構件、單元製作，也適用於非疲勞控制位置的現場連接。

我說完了，識得唔識得？

前面的各位已經說得很好了，我就以實際工程為例說一下吧（我就擅長寓教於樂啊怎麼辦），以一個門式鋼架的鋼結構廠房為例。因為鉚接對於普通鋼結構建築物成本高、施工難度大，所以我們就討論一下焊接和螺栓連接吧。

我們對一個帶吊車的廠房的要求有如下幾點：

1、廠房自身滿足可靠性要求，即安全性、舒適性、耐久性。

2、吊車是動力設備，所以需要滿足吊車的動力荷載需求。

3、廠房在廠區搬離後是否需要拆除，材料可重複利用的空間又有多少。

首先，從門鋼的鋼柱和基礎連接說起。柱腳分剛接和鉸接，對於動力設備，我們傾向於做成剛接，因為吊車的動荷載，尤其是水平的剎車荷載很容易造成整體失穩。那柱腳處我們可以採用焊接或螺栓連接的方式，可是，焊接在此處操作性不高。因為柱腳和柱下基礎連接，如果是滿焊，很容易造成焊縫不飽滿等問題，並且很難保證在焊接過程中柱子的穩定性。你撅著屁股一邊看著手裡的焊條，一邊看著上面晃晃悠悠要倒的柱子害怕不，你說！

其次，再說樑柱節點，這個就無所謂了，只要是做成剛接，螺栓和焊接均可，但是焊縫容易生鏽，而做鋼結構的廠家得靠譜，螺栓孔要是有點偏差，分分鐘哭死你。

再次，抗風柱這種必須搞成鉸接的，就別猶豫了，拿著螺栓咣咣一頓，擰上多痛快。

最後，牛腿這種長得難看，看著頭疼的，焊一焊多好，為啥？用螺栓分分鐘擰死你。。再看看，敲黑板了！有那麼大地方擰那麼多螺栓嘛！

最最後，要是某天真的是廠子黃了（老闆別打我），螺栓連接的多好擰，倆人一天就擰仨廠房，晚上背著就賣了去了~~

綜上所述，如果連接需要是鉸接時，請用螺栓。如果是剛接時，看情況、看難度、看焊工哥哥心情和水平。。

螺栓連接省事、需要技術水平不高、但是對廠家要求較高。

焊接連接省錢、對材料可悍性要求較高，對焊工要求較高，完事還要請檢測單位進行檢測，但是廠家很愉快，不至於差幾毫米你去鬧場子，所以他會願意給你打折的。

但是，如果最終想著萬一政府拆遷征了你家廠子的地，用螺栓連接就可以今天要了廠房的賠償款，明天就找塊地又像搭積木一樣搭起來了~

掙錢了記得請我吃飯！

簡單答兩點，鉚接不清楚。螺栓鏈接韌性好，連接板和螺栓都有較好的延性，在大變形的情況下，承載力不會驟然降低，抗震能力強。而且當節點荷載超限時，可以很容易觀察到。焊接的韌性不好，尤其在低溫下容易發生脆性破壞。

施工過程中，螺栓鏈接施工不如焊接方便，但施工質量便於控制。焊接，尤其是現場焊接，會產生裂紋，氣泡，夾渣，漏焊，未熔融，透焊等缺陷，對焊接人員要求較高，且不容易觀察是施工質量。常見超聲波無損探傷檢測技術含量高於高強螺栓扭矩檢測，設備和人力成本更高。

鉚接和螺栓連接都屬於機械連接的範疇。鉚接是通過對鉚釘的擠壓變形來實現連接。其鉚接接頭的連接參數無法實現完全控制，而且它在連接過程中就產生了變形，承載能力是較差的，特點就是連接方便，但質量無法保證。而且它的連接方式決定了它無法做得太大，太大的話一是連接困難，二是鉚接接頭在擠壓過程中就破壞了。

螺栓連接現在應用應該是最廣的了，而且作為標準件，生產技術成熟，連接方便，成本也低。而且有成熟的防松和放銹技術，相同尺寸下其連接也要比鉚接高。總之，優點很多。

而焊接是通過添加材料的方法將兩個金屬板連接起來，僅僅適用於金屬，薄壁件。也就是說厚度過大的話，緊靠表面薄薄的一層焊接層是無法保證連接強度的。而且焊接過程中會產生熱輻射，會使金屬的微觀組織結構產生變化，很容易產生應力集中，有特殊需求的話還需要進行熱處理來改善機械性能。

針對題主的問題，汽車中採用焊接，一是其承載要求不高，二是這種針對這種尺寸的結構，焊接是最合適的，如果採用螺栓或者鉚釘，會大大降低他的強度。至於飛機機身，其是由很多部件拼接成一個較大的構件，然後再將各個構件組裝起來，針對這種大尺寸的構件來講，焊接是十分困難的，需要在焊接過程中保持對接且不發生移動。而且由於飛機的輕量化發展趨勢來看，很多部件已經採用了非金屬材料，焊接也就用不上了。至於橋樑，暫且不說其強度能夠達到要求，如果採用焊接的話，在實際生產中加工後是無法進行熱處理的，在使用過程中的衝擊載荷會對應力集中部位產生損傷，這一點是最為致命的。而且在焊接過程中需要保持連接部件的接合，不能有一點晃動，在野外很難實現。而螺栓連接則很容易，將螺栓插入連接孔，然後擰緊就可以了，簡單方便高效快捷。

總結一下就是，採用不同的連接方式是在保證連接強度的前提下最簡單，成本最低的最優解。

一位機械系學生的一點淺薄之見。

在鋼橋領域來說，三種連接方式都有。鉚接已經很少了，雖然施工不難，但是強度低，性能不好。

焊接的話，其實對工藝要求比較高，焊接過程中的高溫等，會在結構內部產生較大的內力影響，且會降低疲勞性能。此外，如需進行精準焊接的話，需要依賴工廠化的自動化機器焊接，而人工野外操作則會比較困難。

螺栓連接用的很多，其中摩擦型高強螺栓應用最多，性能好，先發揮連接面之間的巨大摩擦力，然後是螺栓桿受剪。強度很高。施工也方便，都是標準化構件做好的。

正好剛評完工藝裝備基礎科研，說說看法。

鉚接和螺柱的最大問題都是，和減重的大目標衝突。螺柱還有個問題，就是滑絲，鬆脫。它倆的優勢是原理簡單，技術成熟。

焊接就分很多種了，摩擦焊，攪拌焊，激光電弧焊。

優勢是可以實現減重。劣勢是有的金屬材料焊接性差，容易開裂，變形等等。同種材料，異種材料焊接需要不同的焊接技術。除了工藝，自動化焊接裝備也很難製造。

焊接

優點：適用於各種形狀，省鋼省工，可實現自動化操作，生產效率高

缺點：質量受焊材與操作影響大

鉚接

優點：連接傳力可靠，韌性、塑性好，質量易於檢查，常用於受動荷載的結構。

缺點：廢鋼廢工

螺栓分普通螺栓和高強螺栓

普通螺栓裝卸便利，不宜受剪。

高強螺栓包含了普通螺栓和鉚接的各自優點，目前已可用於代替鉚接。

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摘自沈院士主編的《鋼結構基本原理》

鉚接部件的缺陷容易觀察，可應用於航空，造船，橋樑一些領域。

焊接效率高，強度高。廣泛應用機械設備，汽車製造領域。

螺栓連接拆卸方便，主要應用在裝配環節。

比如說飛機窗戶，如果焊接，開焊了維修起來非常麻煩。而且如果在飛行中開焊，有墜機風險。所以鉚接可以使缺陷在檢修中發現，並且便於維修。

比如說汽車底盤上的金屬結構件，如果鉚接，生產效率低不說，強度也沒有保障。

在比如說製造一座鳥巢體育場，如果所有部件全部焊接，那應力過於集中，而且在高處一些位置焊接量過大，不方便施工。所以在工廠把一條條「樹枝」製作好，再到現場進行裝配，這就是最穩妥的方案了。

我的鉚工老師維修過日本人建的鉚接橋樑，把鉚釘拿氣焊燒熱了，在等冷下來的時候大鎚往裡砸，搞定。如果是焊縫開裂了，並且焊縫在裡面，你怎麼維修？總不能把橋拆了重焊吧。

沒看到有人答，所以我外行根據自己的一些直觀認識強行一發

鉚接的工藝最簡單，印象當中鉚釘本身是個鑄造件，而且鉚接也只需要在對象上面打孔就可以做結合。缺點的話，鉚接是通過鉚釘的變形來完成結合的，換句話說就是：給以足夠大的縱向衝擊力，鉚釘就有可能再次變形並且崩飛……(迪士尼上世紀90年代出過一個《亞特蘭蒂斯》，裡面的潛水艇被守衛獸命中了一發以後船艙里鉚釘亂飛堪比機槍掃射)

螺絲的工藝顯然更複雜，因為並不是所有的螺絲都是自工的(也就是通過自身旋轉在孔洞內刻出陰紋)，所以很多情況下不僅螺釘本身的螺紋需要車床做，接合件上的孔也需要機床去刻陰紋(這裡具體叫什麼工藝我就說不上了)。相比於鉚接，螺絲在面對直接衝擊的時候強度更好。但是，如果結合件收到了長時間的往複振動影響，特別是如果這個振動在某種合適的頻率的話，螺釘就有可能自旋，慢慢變鬆脫出。

這裡加一句，還有一點是，由於螺釘的螺紋面是摩擦面，這個位置還特別容易生鏽，且基本上沒辦法用鍍層保護。

焊接工藝最複雜……不懂不敢多說。優勢方面，焊接不僅僅是拼接，而在某種程度上講屬於熔合了。因此，焊接在強度、水密性氣密性、導電性能等方面應該都是比前兩種更好的。

焊接的缺點：

1.變形嚴重，焊接的高溫會導致焊接處的應力集中，所以很多高精度的，對平面多要求較高的面連接用螺紋，膠粘接。

2.不好檢查，焊接好之後要用專門的檢測設備來檢測是否有缺陷，成本會變高。對場地也有限制。

3.拆卸難，如果焊錯了那麼重新割下來再焊。

焊接的優點：

1.連接性能好，對於大型的設備焊接比較實用，對於不同形狀不同尺寸的材料好實現。

2.剛度好，整體性能好，密封性好。

螺栓，可以方便拆卸。缺點佔用空間，增加重量。如果不需要拆的地方，就少用螺栓。

焊接，需要設備，需要工時，也不是所有材料都能焊接。

鉚，用的地方越來越少了吧。

靜止的物體，比如橋、塔、建築用螺絲；

運動的物體或部件用焊接或鉚接，原因很簡單，運動會使螺絲變鬆動。總不能飛機每次起飛前檢查每個螺絲吧！

焊接最優，因為鉚接和螺絲接都是靠摩擦力連接兩個部件，如果兩個部件間有平移方向的力，就不適合鉚接和螺絲接。焊接相當於把兩個部件變成一個整體，是最穩定的。

哦剛想起來，補充一下，如果兩個部件間有平移方向的力時，如果互相有靠山，還是可以考慮用螺絲固定的。

所謂靠山就是，比如一個部件有凹槽，另一個部件有凸軌，互相吻合，就可以用螺絲固定，原理是把平移的摩擦力轉換成對靠山的壓力。承受力和穩定性大大提高。

《金屬工藝學》

鉚接是個很大的範圍，螺栓屬於鉚接的一種，而且是最常見的一種。螺栓鏈接或者高強度鉚接的東西比焊接更加牢固，唯一缺點是成本高。飛機採用的鉚接比普通的螺絲鏈接更加牢固，而且重量更輕，比如bom釘huck釘等。飛機安全係數高，所以不能用焊接，只用鉚接。高鐵車體由於沒那麼高要求，就用焊接就可以了，汽車就要求更低了，焊接就行。但是也有發燒的汽車廠家，比如路虎有一款車，全車身鋁合金，且像飛機一樣採用了鉚接，價格嘛你就別問了，你買不起。橋樑不是我這個專業的，可能是為了某些特殊要求，比如大橋不能太重，採用了一些高強度鋼，一般高強鋼就不能焊接，或者焊接性能差。或者海邊有耐腐蝕要求，耐蝕鋼也焊接差，所以乾脆穩妥一些，採用鉚接吧