铝钢点焊铆接复合连接技术铝钢点焊铆接复合连接技术凌展翔1,2，罗震1,2，冯悦峤1,2，李洋1,2，敖三三1,2(1.天津大学材料科学与工程学院，天津300072;2.天津大学天津市现代连接技术重点试验室，天津300072)摘要：提出了一种点焊与铆接复合进行铝钢连接的技术，即在待焊试样区域预制工艺孔，将铆钉铆入孔中，利用铆接力实现试样的预连接.然后使用点焊机在铆接位置进行点焊，实现铆接与点焊的复合连接，称为“点铆焊”.文中分析了该方法的力学性能、微观**、断裂模式，并同纯点焊与纯铆接进行了比较.结果表明，点铆焊的抗拉强度比纯点焊提高了，比纯铆接提高了，失效前吸收功比纯点焊提高211%，比纯铆接提高67%.虽然在点铆焊过程中也会产生脆性金属间化合物，但这些区域并不是主要的承载部位，点铆焊为塑性断裂模式.关键词：点铆焊；力学性能；微观**；断裂0序言随着人们生活水平的普遍提高，汽车的保有量逐年增加，汽车产业飞速发展.然而汽车的能源消耗与尾气排放问题与环境之间的矛盾也日益突出.汽车轻量化作为一个能够较好实现节能减排目的的课题已为研究人员所关注[1,2].为了在保证汽车质量与车身强度与安全性的同时降低车身质量，一种较好的方法就是使用轻金属材料。美国进口 HUCK99-5008 铆枪头；新疆操作性能好HUCK99-5008铆枪头客户至上

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    以及更高熔点的lthem或Peek类型的材料都可以毫无问题地进行PHASA热风铆连接。同时与之连接的组件，不***于塑料，可以是金属，橡胶复合材料，玻璃或PCB板，焊接过程对组件无任何损伤。铆柱的尺寸从，可以是实心的或空心的，可以同时对100多个点进行热气铆。PHASA热气铆因为其在整个过程中能够实现精确控制，所以适用于一些特殊表面处理的零件，不损伤零件，如镀铬、金属纹或木纹效果表面，以及LED和柔性PCB电路板的精密装配等。其余常用的接触式热铆以及超声波铆接工艺，因其在接触位置产生热量，且熔化层深度有限，所以在其形成的铆头根部位置相对较弱。接触式热铆不太适用于含有填充物的塑料材料，它们会熔化并粘附在成形工具上，引起拉丝。超声波铆接用的焊头制造成本相对较高，且因为接触金属，容易造成磨损，同时超声波引起的振动可能造成对PCB板上电子元器件的损害。PHASA热气铆在汽车行业的装配应用PHASA热气铆工艺广泛应用在汽车塑料件装配过程，包括内饰件、外饰件和电子部件，如仪表板、座椅、方向盘、发动机、变速箱管理系统、过滤器组件、Led灯、格栅和保险杠。常用的热塑性材料包括ABS、POM、PBT聚碳酸酯、聚丙烯、填充玻纤和滑石粉的尼龙。

    该研究主要通过三个途径：一是利用有限元数值模拟预报铝合金板变形过程中板件应力变化趋势；二是进行SPR实验分析铆erlock值变化规律；三是进行SPR实验后板件的室温下静力学剪切试验，分析剪切力的变化规律。有限元分析自冲铆接其工艺过程为：铆鼻冲头推动铆钉向下运动，铆钉下部的刃口将铆接材料冲掉并落入凹模内，铆钉达到凹模后停止运动；随着冲头的继续下行，冲头下端面的凸台将对铆接材料加压，使其发生塑性变形而向内作径向流动，使其紧紧包住铆钉，形成稳定的锁止状态。实验材料为6111/，铆钉长度为7mm，铆模型号为M260425，摩擦系数为，头**别设置为0mm、、，建立有限元模型。图1为SPR铆接完成后的等效应力分布图，a、b、c分别是头高HH设置为0mm、、。图1SPR铆接后等效应力分布图从图1可以看出：(1）随着SPR工艺进行，铆钉打入板件内部使板件产生塑性变形，在钉脚处的应力比较大，同样对于底层板来说，靠近钉脚处的塑性变形量比较大，应力亦为比较大；(2）随着HH的增加，钉子插入下层板的深度减小，erlock值逐渐减小，HH从0mm增加到erlock由，减小了，而HH从erlock减小了，减小幅度逐渐降低；(3）随着HH的增加，在A处的应力逐渐减小，这说明通过控制HH。美国进口HUCK99-5008铆枪头。

    在钢侧为舌状形貌，在铝侧为针须状形貌，此过渡层为Al-Fe金属间化合物[6].其中B区产生过渡层的原因是铆钉对试板存在径向压力，相当于提供了点焊中的电极力.点铆焊的铆钉下部有熔核产生，这是因为铆钉下部与钢接触，产热较高.在图5d中可以观察到D区的**由淬火**过渡到粗大的柱状晶再过渡到细晶，圆圈部分是铆钉与钢板结合处，可以看出铆钉与钢板在电阻热的作用下发生了冶金结合.在钢板邻近铆钉的部位存在一个热影响区E，可以看到**(图5e),左下方的晶粒较右上方的晶粒大，实线划出了粗晶区和细晶区的界面.而铆钉中部与铝板接触，未发生熔化，如图5f所示.图5点铆焊接头不同区域显微**Microstructuresofdifferentareasofspotrivetingweldingj拉伸断口图6分别给出了纯点焊、纯铆接以及点铆焊接头拉伸断口宏观形貌.可以看出，纯点焊接头是典型的界面断裂形式，部分熔化的铝粘连在钢板上并且从四周飞溅.纯铆接接头没有严格意义上的拉伸断口，其失效形式为铆钉脱扣.而点铆焊接头失效形式是在铆钉底部的中心处，铆钉沿着与预制工艺孔直径一致的内圈被拉断，然后从钢板处被拉出，在铆钉被拉出的部位可以观察到断口，这说明铆钉下部与钢板焊接得较好。美国HUCK99-5008铆枪头；山东新型HUCK99-5008铆枪头质量材质上乘

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