简单来说，扭剪扳手是一种专用、高精度的电动或液压扳手，其核心原理是 通过控制螺栓的预紧力（轴向拉力）来确保紧固质量，而不仅仅是控制拧紧的扭矩。它主要用于高强度螺栓（特别是钢结构连接用的高强度大六角头螺栓和扭剪型高强度螺栓）的最终紧固。

为了更好地理解，我们可以将其与传统扭矩扳手进行对比。

一、传统扭矩扳手的局限性（扭矩法）

1. 原理：传统扭矩扳手通过控制拧紧扭矩（T） 来间接控制螺栓的预紧力（F）。它们之间的关系是 T = K * F * d（其中K是扭矩系数，d是螺栓公称直径）。

2. 问题：这个公式中的扭矩系数 K 是一个变量，它受到螺栓、螺母、垫圈接触面的摩擦力的极大影响。摩擦力会消耗掉大约90%的拧紧扭矩，只有大约10%的扭矩真正转化为螺栓的预紧力（拉力）。

   · 如果摩擦力大，同样的扭矩下，螺栓获得的预紧力就小。

   · 如果摩擦力小，同样的扭矩下，螺栓获得的预紧力就大。

3. 结果：由于摩擦力的不确定性，仅控制扭矩会导致螺栓的实际预紧力（即我们真正想要的）离散性很大，精度不高，可能造成有的螺栓拧得太紧（过载），有的则不够紧（松动）。

二、扭剪扳手的作用原理（转角法/直接张力控制法）

扭剪扳手的设计巧妙地绕过了摩擦力带来的问题。它的原理可以分为两个阶段，其核心部件是特制的扭剪型螺栓，这种螺栓的螺杆末端带有一个梅花卡头。

第一阶段：初始拧紧（定扭矩紧贴）

1. 首先，会用普通的冲击扳手或两个套筒的电动扳手将螺母初步拧紧，使连接件紧密贴合。

2. 然后，使用扭剪扳手。扳手的套筒套在螺母上，而扳手内腔的一个内凹式梅花套筒则套住螺栓尾部的梅花卡头。

3. 扳手启动，梅花套筒（反作用力臂）抵住梅花卡头，防止螺栓转动，而主套筒则旋转螺母。

4. 在这个阶段，扳手以稳定的扭矩拧紧螺母，直到螺栓达到一个设定的、较高的预紧力（通常是标准预紧力的70%-80%）。此时，连接件已经非常紧密。

第二阶段：最终紧固与自断（定转角/控制断裂）

这是扭剪扳手最关键、最巧妙的一步。

1. 当预紧力达到第一阶段的目标值后，扳手继续旋转。

2. 此时，螺栓承受的拉力已经非常大，接近其屈服极限。施加在螺母上的扭矩，使得螺栓尾部的梅花卡头处承受巨大的反向剪切力。

3. 当施加的扭矩（或者说螺栓的预紧力）达到预先通过精确计算和制造设定的断裂阈值时，梅花卡头会被精确地扭断。

4. 梅花卡头断裂的瞬间，扳手的旋转阻力骤降，扳手自动停止工作。

三、原理的核心优势

1. 直接控制预紧力：梅花卡头的断裂点是在工厂里根据螺栓的材质和力学性能精确设定的。断裂发生时，意味着螺栓的预紧力已经达到了设计要求的、接近屈服强度的最佳值。这相当于一个“机械保险丝”，直接以力为控制目标，完全消除了摩擦力对最终紧固效果的影响。

2. 极高的精度和一致性：所有用同一把扭剪扳手拧紧的同规格螺栓，其最终的预紧力基本一致，精度远高于扭矩法。

3. 直观的质量判断：检查人员只需肉眼观察梅花卡头是否已被拧掉，即可100%确定该螺栓已经达到了规定的预紧力。这是一种非常简单、可靠、无法作弊的质量控制方法。

4. 操作简便高效：操作工人无需记录扭矩值，也无需使用扭矩测量仪进行复检，大大提高了工作效率和可靠性。

总结

特性 传统扭矩扳手 扭剪扳手

控制对象 扭矩 (T) 预紧力 (F)

原理 间接控制 T = K * F * d 直接控制，通过扭断预设的卡头来标定预紧力

影响因素 受摩擦力 (K值) 影响大 几乎不受摩擦力影响

精度 较低 (±25% ~ ±30%) 极高 (±5% ~ ±10%)

质量检查 需用扭矩扳手复检或标记 肉眼观察卡头是否断裂

因此，扭剪扳手的作用原理可以概括为：利用特制螺栓上的“牺牲性”梅花卡头作为力学传感器和保险销，通过精确控制其断裂的瞬间，来直接确保螺栓达到设计所要求的最佳预紧力，从而实现高强度连接的高精度、高可靠性和易检验。