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來自:山東臨沂公海710五金廠 發布日期:2018/7/29 瀏覽統計:1034

衝鉚接是一種新型的板材連接技術,在自衝鉚接過程中,半空心鉚釘刺穿上板材而進入下板材,並通過下麵小型模具的作用,使鉚釘張開,從而與被鉚接板材之間形成機械互鎖。鎂具有六方晶體結構,其滑移係很少,在室溫條件下,鎂的塑性低、變形能力差,在常溫下達不到自衝鉚接對材料塑性的要求。鉚接處材料將出現開裂。加熱可激活鎂晶體結構中的附加滑移係,提高其塑性和變形能力,所以在加熱的條件下對鎂合金板材進行自衝鉚接,有可能獲得無開裂的自衝鉚接接頭。本文通過摩擦加熱,即在自衝鉚接設備上配備一套簡單的摩擦加熱裝置,先用它對被鉚接板材進行摩擦加熱,當板材溫度上升到所需溫度時,再進行自衝鉚接。對摩擦加熱過程中AZ31鎂合金板材的溫度變化、鉚接效果、鉚接接頭的剪切拉伸性能及疲勞性能進行了研究,並與直接加熱同類型板材自衝鉚接接頭的力學性能進行了比較。

實驗材料為2mmAZ31鎂合金板材。將板材線切割成127mm長、38mm寬的板片,經適當清洗後用於接頭樣品(圖1)的製備。接頭樣品的製備過程可分為加熱和自衝鉚接兩個階段。板材的加熱過程主要采用摩擦加熱方法,為了比較,還采用電熱板直接加熱板材的方法製備了部分接頭樣品。圖1 單搭接的幾何形狀及尺寸自衝鉚接在Henrob公司生產的電動伺服型自衝鉚接係統上完成,所用鉚釘是半徑為5mm、長6mm的半空心鋼質鉚釘。在自衝鉚接前,先對鎂合金板材進行摩擦加熱或用電熱板加熱,當板材溫度上升到稍高於設定溫度時,立即進行自衝鉚接,鉚接時要保證板材的溫度為設定溫度。采用摩擦加熱時,共製備了四種樣品:室溫鉚接樣品和板材分別加熱150、180和200℃接頭樣品。而采用直接加熱時僅製備了180℃接頭樣品。接頭樣品的剪切拉伸試驗和疲勞試驗均在MTS810材料測試係統上進行。剪切拉伸速率為1.5mm/min,每一種接頭樣品試驗3~5個,得到剪切拉伸曲線及剪切強度。疲勞試驗時,以每一種樣品平均剪切強度的60%開始進行相應樣品的恒載荷幅控製疲勞試驗,並逐級降低載荷幅,試驗進行到試樣斷裂為止,如果試樣的疲勞壽命到達5×106周仍未斷裂,則停止試驗。在每一個載荷水平上試驗2~3個試樣。選擇載荷比(最小載荷/最大載荷)R為0.1、頻率為20Hz的正弦波載荷進行疲勞試驗。在合適的工藝條件下,使用摩擦加熱的方法可以使鎂合金板材的溫度迅速上升,並在很短的時間內達到自衝鉚接所要求的溫度;摩擦加熱會對板材表麵造成一定損傷,但損傷程度輕微。在室溫條件下,鎂合金板材的塑性低、變形能力差,對其進行自衝鉚接時,鉚接處的材料將出現嚴重開裂,因而接頭的力學性能較低。當鎂合金板材經摩擦加熱至180℃以上再進行自衝鉚接,可以有效避免鉚接過程中板材的開裂,消除裂紋,增加鉚釘與板材之間的互鎖量,提高接頭的剪切強度,改善疲勞性能。與電熱板直接加熱相比,摩擦加熱鎂合金板材自衝鉚接接頭的剪切強度及疲勞性能均有所提高,表明摩擦加熱對板材表麵造成的損傷不會對接頭的力學性能產生不利影響
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