B1500HS**度钢与AA5052铝合金自冲铆接成形与力学性能分析
摘要:为研究B1500HS**度钢与AA5052铝合金自冲铆接力学性能,进行自冲铆接试样准静态拉伸试验与轴向拉一拉疲劳试验。采用**小二乘法对疲劳试验数据进行拟合得到载荷/应力比一寿命曲线,分析了载荷水平和应力比对自冲铆接接头疲劳性能的影响。结果表明:准静态拉伸试样SAT(B1500HS+AA5052)的自冲铆接成形参数优于AST(AA5052+B1500HS)试样成形参数,基板顺序对准静态拉伸比较大失效载荷影响较小,但SAT试样失效位移远大于AST试样。在不同载荷水平及应力比下,SAF(B1500HS+AA5052)试样的疲劳性能均优于ASF试样(AA5052+B1500HS)。在取值范围内,两种试样的疲劳寿命随载荷水平的增大而减小,随应力比的增大而增大。SAT试样的准静态拉伸失效形式为B1500HS基板的材料撕裂,AST试样的准静态拉伸失效为铆钉由AA5052铝合金板脱离出来。SAF试样的疲劳失效形式为铝合金板由铆接点单向延伸至基板边缘的断裂,而ASF试样铝合金板产生翼状对称宏观疲劳裂纹。 气动压铆机也称之为铆钉机、旋铆机、铆合机、辗铆机等。吉林官方铆接机
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压铆机及其模具、辅助设备的正确使用和正确的维护保养,对设备的工作质量、使用寿命有着直接关系。压铆机的维护工作内容(1)按设备的润滑图表进行注油润滑。(2)放掉空气系统油水分离器内的水和杂质。并对准油器加入滑油,调节注油量,使压铆机在每一个工作行程中均匀注入几滴滑油。(3)工作前应检查设备各部分的固定和连接情况,打开空气系统检查系统压力应不低于0.5MPa压力。(4)正式压铆前,应先试车,检查各机构工作是否正常。(5)按铆接件的夹层厚度、铆钉直径及工作开敞情况,选择压铆模并调整压铆机。(6)进行试铆,检查铆接质量(镦头高度、直径和形状)及铆接件表面质量(有无凹陷、划伤、压伤及其他缺陷)。
电阻点焊和铆接是目前航空制造中应用**广的铝合金连接技术。由于铝合金热膨胀系数较高,电阻点焊过程中当焊接区凝固时,因焊接区存在过大拉应力,易产生热裂纹,影响焊接质量。在铆接过程中,由于铆钉孔的存在,即造成了材料浪费,也降低了飞机结构的强度;同时,使用铆钉增加了结构质量,不利于飞机机动性,还造成了燃油浪费z。目前,有多项新型连接技术,如胶接3、回填式搅拌摩擦点焊4、压印连接5等,相对于电阻点焊、铆接等有较大优势。国内外针对不同的铝合金连接技术进行了大量试验研究。柴鹏等6以回填式搅拌摩擦点焊连接飞机某典型结构件,对焊接结构进行静力与疲劳性能试验,并对比与铆接制成典型件的性能差异。结果表明,两种工艺对结构静载性能影响不大,铆接结构的剪切疲劳寿命低于回填式点焊结构。焊点间距对结构的疲劳寿命影响不明显。
管状铆钉用于非金属材料的不随载荷的铆接场合。
SPR全称为自穿刺铆接技术,不仅适用于同种材料零件之间的连接,还适用于不同材料零件之间的连接,如钢一钢、铝一铝、钢一铝的连接等。国外车企对SPR技术在汽车上的应用比较***,而国内主机厂对于钢、铝异种板材之间的连接多采用电阻点焊[l]、Clinch连接、FDS连接(刺穿式连接)等工艺(见图1),对于SPR工艺的应用很少。目前SPR的供应商不多,国外主要有德国Stanley(史丹利)、Bollhoff(博尔豪夫)以及英国ATLAS-Henrob(阿特拉斯一亨罗布);国内供应商主要有深圳浦莱斯和苏州斯旺西,且主要应用于非汽车领域。本文主要论述了某公司的SPR技术在上汽大众某款新能源汽车钢一铝板连接上的应用,归纳了SPR连接可靠性的技术要求和防腐保护要求,并阐明了其连接失效模式及修补方案铆接机也称之为铆钉机、旋铆机、铆合机、辗铆机等。吉林官方铆接机
铆钉机的主要用途,铆钉铆接,空外翻边,收口等。吉林官方铆接机
许多学者对异种金属材料自冲铆接成形与力学性能开展了相关研究。王建军等[#]归纳了钢铝车身自冲铆接头质量影响因素,指出铆钉、铆模、板材特性和冲铆速度是关键因素。吕枫等[5]研究了在铝/钢异种金属板自冲铆接中不同板料组合方式下板料受力和变形情况,研究结果表明,铆钉腿尾部及与之相接触的下板区域应力应变较大,适当增大板厚可提升成形接头的拉剪性能。刘洋等[6]归纳了自冲铆接头疲劳性能影响因素的研究进展,并总结了提高接头疲劳性能的方法。HUANGL等[7]分析了6111T4铝合金与HSLA340钢自冲铆接疲劳性能,其接头的主要失效形式是铝合金板的断裂,在高载荷水平下会出现铆钉破坏;并通过EDX分析发现磨屑成分为铝和锌的氧化物,微动磨损区是裂纹萌生关键部位。JIANGH等[A]采用电磁自冲铆接研究了不同端角、内径和高度时铆钉对碳纤维复合材料/铝及钢/铝自冲铆接成形质量和力学性能的影响。结果表明,铆钉的结构参数对自冲铆接成形与力学性能影响较大。马运五等[9]通过有限元仿真分析了模具形貌和板材特性对铝钢异种金属自冲铆接头层板应力分布的影响,结果表明,增加平底模具宽度或减小其深度可降低应力集中,板材屈服强度波动会改变应力集中的位置。吉林官方铆接机
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