硬铝合金铆钉的热处理

铝合金具有比强度大，比重与热膨胀系数小，塑性、热稳定性、导电导热性与工艺性能好，有一定的高温强度，铝化学活性很高，易与空气中氧作用形成牢固而致密的AI。O。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。在字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、稳定性和寿命。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，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，易铆接产生塑性墩…     

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     

电磁铆接设备电源系统的优化及实验研究

针对电磁铆枪在小型化过程中所存在的铆接力减小、后坐力增大的问题,提出了一种对电磁铆接设备电源系统进行优化改进的方案。通过提高电源系统中电容器组的最大充电电压,减小电容量,从而改变放电电流波形,达到了增大铆接力的目的,同时提高了单次放电能量的利用率,并减小了后坐力。实验测定了电源系统优化前后电磁铆枪的铆接力与后坐力,研究表明:采用新电源系统后,小型电磁铆枪的最大铆接力提高了1.2倍,约为65 kN;同时减少了后坐力,成形准6 mm LY10硬铝合金铆钉时,后坐力约为5.5 kN。     

一种新铆钉材料

本文介绍了一种新型铝合金铆钉材料,通过试验表明,其抗拉强度535.5MPa和剪切强度31.48MPa均居现有铆拉材料之首,且铆拉性能良好。凡在120℃以下环境工作的结构件,均可采用此材料铆     

硬铝保持架强韧化热处理试验分析

LY11硬铝合金密度小，在退火、淬火态或热态下塑性好，淬火时效状态有良好的冷切削加工性，经强韧化热处理后组织性能优越，适合作精密轴承保持架。给出了LY11硬铝保持架强韧化热处理工艺并对经强韧化热处理和常规处理后的力学性能作了比较。     

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。     

自动铆接过程中铆钉变形的有限元分析

飞机薄壁结构件铆接过程中产生的装配变形不仅在装配体中留下残余应力和挤压裂纹,而且增加连接结构的脆性,降低飞机的疲劳寿命,给飞机的精准装配和装配寿命造成巨大的威胁.用ANAYS软件,以铝合金材料(2A10)建立铆钉有限元模型,模拟铆钉应力、应变的变化过程及变形情况,反求出精确的压铆力.为自动钻铆过程中压铆力的施加与控制提供参考,对探索铆钉变形修正方法、控制装配误差有积极意义.     

铆速对SPR自冲铆接接头成形性能的影响

针对低碳钢340和铝合金6000的异种金属SPR自冲铆接接头,利用板材-铆钉-设备的设计思路,计算并选择合适的铆钉和铆接设备。采用五种不同的铆接速度进行该种接头的自冲铆接试验。观察各铆速下接头的截面成形形貌,并测得铆速增大时,接头底切量增大,底部厚度和剩余厚度均减小。通过测试接头的拉剪强度、脱落强度,发现两者均随铆速的增大而增大,且脱落强度增幅较小。接头失效形式主要为自锁失效和板材失效两种。铆速对接头成形性能的影响机理,主要由冲压载荷峰值变化和应变速率变化两方面组成。载荷峰值越大,接头成形性越好;应变速率越大,板材加工硬化程度越高且断裂应力越大。     

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。     

铆钉排布对蒙皮修复强度的影响

针对蒙皮日常使用中出现的裂纹损伤问题,以LV12CZ铝板和2117AD铜铝合金半圆头铆钉为材料,使用有限元仿真铆接修复以及拉伸过程,并进行试验验证,探究了不同铆钉排布、裂纹形态与飞机蒙皮损伤修复强度之间的关系。结果表明,铆钉排布对修复强度影响较大,铆距越小,修复强度越高,而排距对修复强度的影响较小;椭圆形排布的修复强度最好,之字形排布次之,圆形最差。裂纹形态对铆接修复强度影响显著,裂纹越短,止裂孔与铆钉孔距离越远,应力集中情况改善,修复强度越高,裂纹沿其他方向扩展;裂纹越长,修复强度越差。当铆距较小时,裂纹的宽度对修复强度影响较小;当铆距较大时,裂纹越宽修复强度越高,裂纹沿预制裂纹初始方向扩展。     

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。     

铝合金夹层结构自动钻铆工艺参数研究

研究了铝合金夹层结构进行自动钻铆的工艺参数。对钻尖顶角、主轴转速、进给量进行正交试验,得出制孔工艺参数为:钻尖顶角120°、主轴转速16 000 r/min,进给量0.1 mm/r。以Φ4 mm铆钉为例,以铆钉镦头成型高度为评价指标,对铆钉长度、铆接输入气压、铆接时间进行正交试验,得出铆接工艺参数为:铆钉长度9 mm,输入气压0.5 MPa,铆接时间2 s。     

LY16铝合金淬火状态性能与形变热处理对合金的影响

对变形铝合金LY16淬火状态各种性能的研究表明:放置时间,冷变形程度对合金机械性能均有影响。利用形变热处理,在淬火和人工时效之间使合金经受小量变形,可以明显提高LY 16合金的常温、高温机械性能和抗腐蚀性能。在生产条件用形变热处理工艺试制的LY 16零件,其综合性能优于当前广泛应用的LY 12合金同种制品。     

铝板与复合材料板碾铆连接质量的影响因素

通过铝板与复合板料碾铆连接与拉伸试验,分析了有无垫圈、不同预留高度及孔径对铝板与复合板料碾铆连接件连接质量的影响。试验结果表明:垫圈对抗拉伸性能影响最大,加垫圈试件比不加垫圈试件承载能力可提升50%左右;预留高度对连接性能有一定影响,随着预留高度增大,试件抗拉伸性能下降,预留高度为1mm和2mm时承载能力相差不大;孔径对连接强度影响较小,综合对比孔径分别为5.9、6.0、6.1mm试件可知,当孔径取6.0mm时试验结果较优。对钢铆钉进行了金相试验,从微观组织方面阐述了试件连接性能提升的机理。选取铜、铝铆钉进行碾铆及拉伸试验,所得结论相似。不同时间长度的腐蚀试验则表明较短时间内的硫酸溶液腐蚀对铆接件的拉伸性能影响较小。     

铝合金铆钉电脉冲铆接工艺试验研究

分析了电脉冲铆接铆钉变形特性,针对2A10铝合金铆钉开展了组织结构分析、放电电压对成形影响及干涉量工艺试验研究。结果表明,在铆钉墩头处形成明显的剪切带;电压300 V~420 V,Φ5铆钉形成合格墩头,电压230 V~320 V,Φ4铆钉形成合格墩头;铆钉干涉配合优于锤铆和压铆。     

碳纤维复合材料铆接接头的失效行为和失效机理

对碳纤维复合材料(CFRP)铆接接头进行了剪切拉伸和正向拉伸实验,分析了CFRP铆接接头的连接强度和失效行为,讨论了铆钉的变形特点,揭示了CFRP铆接接头失效机理,并提出了一种可提高CFRP铆接接头强度的方法。结果表明:CFRP铆接接头剪切拉伸强度大于正向拉伸强度;CFRP铆接接头在两种载荷下的主要失效模式均是拉脱失效,提高CFRP铆钉孔的加工质量可有效提高接头强度。通过在铆出侧增加垫圈可延迟拉脱失效,提高CFRP铆接接头的拉剪强度70%以上。     

Ti45Nb铆钉脉冲电流辅助压铆成形性能分析

为改善Ti45Nb铆钉紧固飞机碳纤维增强复合材料（CFRP）结构时的连接性能,拓宽普通铆钉的适用紧固范围,降低铆接成本,提高连接强度,引入了脉冲电流来辅助压铆。设计了电流前处理辅助铆接试验和同步电流处理辅助铆接试验,围绕两种新工艺及其与常规铆接工艺之间的紧固质量与特性展开了对比研究。测试了不同工艺下铆钉截面的典型硬度,对比观测了铆钉不同区域的微观金相与组织成分,分析了电流导致微观组织差异及元素成分区别的原因,最后评估了不同接头的拉伸强度与破坏行为,测试结果验证了电流辅助铆接工艺的有效性与可行性。     

低电压电磁铆接成形工艺的研究

研究了低电压电磁铆接贮能放电次数与铆钉头部形变量的关系;论述了增加放电次数并不能有效地增加铆钉头部形变量;通过合理地选择电容、电压等工艺参数,一次充放电可以达到铆接效果,精确控制铆接质量;论证了低电压电磁铆接适合对复合材料的连接;通过拉脱试验证明,低电压电磁铆接强度明显高于锤铆强度。