硬铝合金铆钉热处理与铆接

铝合金具有比强度大、比重与热膨胀系数小,塑性、热稳定性、导电性、导热性与工艺性能好,有一定高温强度,化学活性很高,易与空气中氧作用形成牢固致密的Al_2O_3薄膜,具有一定的抗蚀性能,可在淬火态下压力加工,可热处理强化等特性。为此,在航空、航天和民用工业得到广泛应用。铝合金结构件用铆钉铆接,铝合金铆钉起紧固件作用,因此,铆钉质量优劣和铆接时间直接影响铝合金构件的安全性、可靠性、稳定性和寿命。依据铝合金构件强度性能需要合理选择不同铝合金牌号铆钉,正确进行铆钉热处理和严格按规定时间铆入结构件。硬铝合金铆钉在刚淬火态下有很高塑性,易铆接产生塑性镦粗,确保铆接在保留高塑性淬火态下进行铆接,避免时效硬化后铆接,导致铆裂。 硬铝合金铆钉常用的有七种牌号:LY1、LY4、LY8、LY9、LY1O、LY11、LY112,必须掌握其性能与热     

硬铝合金铆钉的热处理

铝合金以其优良的性能在宇航工业和民用工业得到广泛应用。铝合金结构件用铆钉铆接,铆钉质量的优劣,直接影响到结构件的安全性、可靠性和寿命。依据铝合金结构件强度性能需要,合理选择不同铝合金牌号铆钉,并正确进行铆钉热处理和严格按规定时间铆入结构件。硬铝合金铆钉在淬火态下有很高塑性,铆接必须在保留淬火态高塑性时间内进行,硬铝合金铆钉淬火后易时效硬化,硬度、强度升高,塑性急剧降低,加上铆钉铆接时头部塑性变形镦粗产生冷作硬化,易导致铆钉铆裂,降低铝合金结构件质量和寿命,甚至使用时发生事故。因此应避免时效硬化后铆接。时效硬化时间长短决     

22MnB5高强钢/7075铝合金热铆接冷模具淬火无铆钉铆接研究

针对目前车用22MnB5高强钢和7075铝合金板料在连接工艺上存在的问题,提出一种高强钢和铝合金异种材料车身零件的热铆接冷模具淬火（Hot riveting quenching, HRQ）无铆钉铆接工艺,利用22MnB5在高温下良好的成形性及易淬性,实现对22MnB5高强钢与7075铝合金的有效连接。通过建立HRQ无铆钉铆接的成形和淬冷有限元模型,证明了该工艺的可行性,使铆接后接头的高强钢具有全马氏体组织,保证了接头的强度。并从仿真和试验两方面研究高强钢铆接温度对接头尺寸颈厚值T_n、自锁值T_u的影响,发现在600～800 ℃区间内,T_n和T_u均呈现先上升后下降的趋势,T_u受温度影响更显著,两者均在700 ℃时获得最大值,表明700 ℃是高强钢板料的最佳铆接初始温度。     

采用导电仪检测铝合金热处理质量及对其影响因素的探讨

铝合金具有导电、导热性好、密度小、抗蚀性高等独特的优良性能,在固溶(淬火)处理后一定的时间内仍具有高的塑性,便于零件的变形校正,且经过适当的热处理后,强度能显著地提高。根据比强度推算,铝合金的抗拉强度达到了超高强度钢的水准,因而获得了广泛的应用,特别是在航空工业上。其产品质量也就受到工程使用部门、质控部门和广大热处理工作者的普遍关注和高度重视。 对铝合金热处理后的质量检测,除必要时作金相     

异种材质自冲铆接接头成形质量研究

以汽车零/部件常用材质双相钢和铝合金的自冲铆接接头为研究对象,采用Simufact.forming有限元模拟仿真软件建立双相钢DP600和铝合金AA6061的自冲铆模型,按基板的不同叠放顺序和铆钉规格进行自冲铆接数值模拟。通过分析铆接接头的钉头高度等参数,找出了铆钉长度和基板的叠放顺序对上下2种叠层材料自冲铆接过程及接头连接质量的影响规律。结果表明:DP600和AA6061为基板的自冲铆接模拟仿真试验中,铆钉长度为6.0 mm时的连接质量最优;铆钉相同而基板叠放顺序互换时,上层为DP600和下层为AA6061的铆接接头质量优于基板叠放顺序互换的铆接接头质量;铆钉长度在一定范围内增大可提高自冲铆接接头的自锁性能,提升自冲铆接接头的质量。     

电流辅助对铆钉压铆过程及连接性能的影响

钛合金铆钉在塑性成型过程中存在变形抗力大、变形不均匀等问题。在铆接过程中引入电流辅助铆接技术可有效提升钛合金铆钉的铆接质量,其原理为通过在铆接过程中施加电流,改善金属铆钉塑性,提高铆钉的可加工性。以TA2M航空用铆钉为研究对象,研究了6种电流密度水平下铆钉的温升过程与成型效果,并开展拉伸试验与疲劳试验研究铆接件的力学性能。研究发现,通电会在较短时间内产生显著的焦耳热效应,这对难变形的钛合金铆钉来说是一种有效的热软化手段;通电带来的铆钉软化效应极大降低了加工难度,改善了镦头的成型效果;当通以电流密度为26 A/mm²的电流时,压铆力降低了24.69%,且镦头直径增大了6.80%,高度降低了14.04%,更加接近标准所要求的尺寸;电流辅助铆接技术对钛合金板连接件静态拉伸强度的影响不显著,但可有效提升连接件的疲劳寿命。     

不同材质航空用沉头铆钉装配数值模拟

铆接在飞机装配中占有重要的地位,2017铝合金和Ti45Nb钛合金是目前常用的铆钉材料。为研究两种铆钉装配后铆钉及被连接板应力应变的异同,参照实际生产中的尺寸参数,建立了沉头铆钉装配过程的有限元模型,通过最大压铆力验证了模型的准确性。结果表明,Ti45Nb钛合金铆钉残余应力和塑性应变值均明显大于2017铝合金铆钉,产生了更为严重的应力集中,其疲劳问题更应引起关注。此外,Ti45Nb钛合金铆钉相较2017铝合金铆钉还使被连接板产生了更高的应力应变,应注意其对铆接结构刚度和应力腐蚀开裂等问题的影响。     

Huck铆钉铆接件拉伸性能的试验研究

针对Huck铆钉在机车车辆应用中常出现脱落的现象,利用万能材料力学试验机对Huck铆钉铆接件进行准静态拉伸试验研究,得到了Huck铆钉铆接件拉伸性能曲线,并根据试验现象以及得到的拉伸性能曲线将铆接件的失效过程分为五个阶段,由此也获得了摩擦副失效载荷以及铆钉剪切性能和最大抗剪力,之后通过对在低应力低循环次数下进行疲劳实验的Huck铆钉铆接件进行准静态拉伸试验,发现在Huck铆钉剪切性能曲线后半段均出现载荷瞬时降低的趋势,但对剪切强度影响不大,并根据性能曲线将失效过程分成四个阶段,为铆钉铆接件的设计改进以及Huck铆钉疲劳试验起到一定的指导作用。     

自冲铆接工艺参数对接头性能影响的研究

随着新能源汽车车身轻量化的发展,铝合金复合材料在车身上逐渐被采用。由于传统焊接不适用于铝合金材料的连接,自冲铆接技术在全铝车身上的应用得到了重视。自冲铆接技术是一种冷连接技术,多片材料无需预先穿孔即可连接在一起。因此,研究自冲铆接工艺的接头性能和质量对车身轻量化有着重要的意义。基于国内外自冲铆接技术的发展现状,综合评述了接头性能的评价参数,归纳了铆钉、凹模、冲头和板料工艺参数对接头性能影响的特点,分析了其关键作用和优先程度,可用于指导自冲铆接技术工艺的开发过程。此外,通过对国外根据工艺参数对接头几何性能和抗剪强度进行预测的方法的总结,分析了国内与国外在强度预测方面存在的差距,提出了我国自冲铆接技术进一步研究的方向。     

铝合金拉铆连接应力分析

根据拉铆钉的特性,进行铝合金铆接过程铆接应力分析。通过有限元和实验进行铝合金铆接间距应力分析,得出铆钉分布的合理间距。     

铝合金和高强钢无铆钉铆接仿真研究

由于异质材料熔点、密度等物理性质和化学性质的不同,传统点焊工艺已无法满足异质材料之间的连接。本文针对车身异质材料连接困难的问题,对车用板材5754铝合金和高强钢进行无铆钉铆接仿真研究。利用软件abaqus对不同模具参数下的5754铝合金和高强钢无铆钉铆接成形过程和接头性能进行仿真研究,分析了凸凹模间隙、铆接速率、凸模拔模角度和铆接深度对铆接接头几何形貌的影响规律,为异质材料无铆钉连接工艺优化提供借鉴。     

尾翼封闭腔体抽铆可行性试验研究

针对火箭尾翼封闭腔体难操作的问题,开展单面抽芯铆接可行性试验研究。通过剪切、拉脱和剥离试验的验证,将3.2单面抽芯铆钉与3铝合金铆钉的载荷进行对比分析。研究发现,采用单面抽芯铆钉连接的试件最大剪切拉载荷高于尾翼现用铆钉的连接试件。尾翼在使用过程中主要承受飞行法向压力载荷和飞行过载,单面抽芯铆钉的连接强度和铆接质量能够满足使用要求。     

考虑钻孔应力的铝合金板铆接变形实验

针对具有多个铆钉连接的铝板这一典型航空结构件,提出了ABAQUS中铆接等效建模方法,探讨了钻孔应力对铝板的变形影响。首先考虑钻孔引入的应力、铆接时铆钉自身膨胀力以及多个铆钉连接的相互耦合作用建立ABAQUS铆接等效模型,并仿真计算得出铝板压铆后的变形结果;然后进行了普通切削和线切割铝板的铆接实验;最后将实验结果与仿真结果对比,证明了钻孔应力对铆接变形的显著影响和仿真方法的有效性。     

SPFC440钢/5052铝自冲铆接头与胶铆复合接头腐蚀性能对比

为研究SPFC440钢与5052铝合金自冲铆接头的腐蚀性能,分别制备了自冲铆接和胶铆复合两种接头。通过对不同腐蚀时长下的两种接头试样进行疲劳性能测试,分析了粘胶剂对铆接接头腐蚀疲劳性能的影响,并对疲劳断口、裂纹扩展进行SEM和EDS检测。结果表明：粘胶剂的存在不仅提高了接头强度,还保护了金属界面,减小了电偶腐蚀的影响;随着腐蚀时间的增长,复合接头的最大静载荷值不断减小,自冲铆接接头最大静载荷先增大后减小;复合接头的拉伸失效模式与自冲铆接接头的失效形式相似;自冲铆接接头的疲劳裂纹主要集中在下板料的铆钉周围,复合接头主要为下基板的断裂;铆钉与下板相互接触区域以及两板间接触面出现了严重微动磨损。     

铆钉镀层对单边摩擦铆焊接头成形及力学性能的影响

铆钉镀层是影响铆接接头成形及力学性能的重要因素,采用单边摩擦铆焊(SSFR)工艺连接6005A-T6和6A01-T5铝合金板材,研究了无镀层、Zn镀层、ZnNi镀层三种类型铆钉对应的SSFR接头成形过程铆接力、能量输入及接头宏微观成形的演化规律,分析了接头中不同位置的镀层剩余厚度及铆钉/板材界面的元素扩散,探究了铆钉镀层对接头拉剪和十字拉伸性能的影响。研究结果表明,镀层的引入降低了铆钉旋转产生的能量输入,从而使铝合金材料的热影响区减小,但能量输入的降低不利于铆钉空腔内铝合金材料间固相连接的形成,导致接头的拉剪和十字拉伸性能下降。与Zn镀层相比,ZnNi镀层的耐磨性较强,在铆钉高速旋转的搅拌摩擦作用下镀层剩余厚度仍超过40%,有助于提高接头的抗腐蚀性能。     

半空心铆钉自冲铆接的研究进展

半空心铆钉自冲铆接是一种快速的机械紧固连接,是用来连接两层或多层、同种或异种材料的冷成型技术。由于汽车轻量化的要求和新能源汽车的发展,大量的镁、铝合金、涂层和复合材料等难以采用点焊连接的材料应用于车身结构。因此,研究半空心铆钉自冲铆接,分析自冲铆接头的强度和可靠性,对汽车轻量化的发展有很大意义。在对已发表的文献进行总结与分析的基础上,介绍了铆接过程中铆钉尺寸和凹模尺寸、铆接工艺参数的优化,以及数值模拟在自冲铆接中的应用,最后对铆接质量做出评价。通过概述半空心铆钉自冲铆接技术的研究进展,展望未来的研究方向,为进一步深入研究提供基础,促进汽车轻量化和新能源汽车的发展。     

铆钉铆接装配应力的分析和计算

分析了铆钉铆接时的成形过程。对铆接成形力和铆钉铆接成形后对板孔圆柱面上的径向分布压力及铆钉冒对板圆环面上的分布压力进行了计算。该分析和计算对工程实际具有一定的参考价值。同时，在对一些具有铆钉连接的板或梁进行有限元分析和计算时，解决了其力边界条件的问题。     

电热脉冲铆接法

这种铆接方法用于铆接大型结构件,因为此时难于采用机压铆接法。在铆钉、套简、电极均安装和调整好后,逐渐增加P_1和P_2挤压力,当P_1、P_2达到规定值时,即由开关接通电源,电极4、7经过铆钉1产生电流脉冲,     

铸态铝合金

铸态铝合金是近年来世界各国投入研究开发较多的一种新型铝合金产品,它主要应用于汽车、摩托车以及其他精密机械铝合金铸造零件。铸态铝合金具有质量轻、强度高、变形小、钢性好、耐高压、耐高温、耐腐蚀等优点。与传统铝合金相比,该产品可在铸态下直接使用,不需进行热处理,克服了一般铝合金产品热处理时间长、耗电量大、温度高、薄壁件热处理变形和发生裂纹等缺点。铸态铝合金     

高强韧性汽车链滚子热处理工艺研究

研究了材质为20CrNiMo的汽车链滚子零件渗碳淬火+低温回火、渗碳淬火+中温回火和渗碳淬火+等温盐浴热处理后的组织和性能,确立了渗碳淬火+等温盐浴热处理为最佳热处理工艺。与常规淬火+低温回火相比,强度σ_b提高了15.2%,塑性提高60%,韧性提高80%,链条整链回转疲劳性能提高3.2倍以上。