铆接比焊接快得多（无铆钉铆接与电阻点焊强度对比试验研究）
铆接比焊接快得多（无铆钉铆接与电阻点焊强度对比试验研究）本文试验所选用的板料为厚度１ｍｍ 的 Q195钢板和厚度１ｍｍ 的5A05-O 铝板。在进行试验之前将板料剪切成长方形板料，其长度和宽度分别为150ｍｍ 和50ｍｍ，采用相同板料搭接的 形式，搭接部分长度为５０ｍｍ，试件尺寸见图试验准备及试件分析分析自冲铆接过程，为铆钉和模具的设计和制造提供理论依据，然后通过铆接实验效果来评价自冲铆接质量，并优化模具与铆钉形状和尺寸，从而使得铆接接头获得更高的静强度和疲劳强度。本文采用自冲铆接、无铆钉铆接、电阻点焊３种连接工艺对于钢板与钢板、铝板与铝板两种板料连接形式分别进行试验，并对各自的连接接头进行拉伸测试。通过对试验过程的研究以及对拉伸试验数据的处理分析研究３种连接工艺的连接强度，对比分析不同板料形式情况下３种连接技术的优异。
目前，板料连接技术日益成熟，技术种类也越来越多，电阻点焊技术是工业生产中板料连接方面使用最广泛的一种连接技术，应用于大部分钢材连接领域，但是有些对温度影响敏感的高强度材料，在焊接过程中容易产生局部过热，导致连接强度下降。
最近兴起的新型板料连接技术，如自冲铆接（有些文献称其为半空心铆钉自冲铆接）、无铆钉铆接等连接技术较点焊等传统技术在某些方面有较大的优势。
自冲铆接能用于铝和铝、铝和钢等部件的连接，也可以适应预加工、预涂层、粘结和密封件的各种表面状态要求；无铆钉铆接不仅可以用于不同金属材料的连接，而且其铆接过程不需要铆钉，有操作简单、节省成本等特点。
国内对电阻点焊技术的研究比较成熟，但是对自冲铆接和无铆钉铆接的研究还相对 比较少，主要通过数值模拟和实验来研究自冲铆接过程中不同的铆钉和模具参数对铆接性能的影响。
分析自冲铆接过程，为铆钉和模具的设计和制造提供理论依据，然后通过铆接实验效果来评价自冲铆接质量，并优化模具与铆钉形状和尺寸，从而使得铆接接头获得更高的静强度和疲劳强度。
本文采用自冲铆接、无铆钉铆接、电阻点焊３种连接工艺对于钢板与钢板、铝板与铝板两种板料连接形式分别进行试验，并对各自的连接接头进行拉伸测试。
通过对试验过程的研究以及对拉伸试验数据的处理分析研究３种连接工艺的连接强度，对比分析不同板料形式情况下３种连接技术的优异。
试验准备及试件分析
本文试验所选用的板料为厚度１ｍｍ 的 Q195钢板和厚度１ｍｍ 的5A05-O 铝板。在进行试验之前将板料剪切成长方形板料，其长度和宽度分别为150ｍｍ 和50ｍｍ，采用相同板料搭接的 形式，搭接部分长度为５０ｍｍ，试件尺寸见图
图１ 拉伸测试试件尺寸
自冲铆接试验是运用英国HENROB公司生产的RV300023手持式电池驱动自冲铆接机进行的，所用半空心自冲铆钉直径ｄ＝5.3ｍｍ，高度 ｈ＝５ｍｍ，尺寸示 意 图 见 图２，自冲铆接机模具示意图见图３，中部直径 Ｄ＝10mｍ，凸模深度Ｈ＝２ｍｍ。
图２ 半空心自冲机模具尺寸 图３ 自冲铆接机模具尺寸
铆接试验完成后对试验件剖面进行 分 析，用电子数码显微镜对其进行拍照并测量相关尺寸，结果如图４所示。本文主要通过底切量、底部厚度来对接头铆接质量进行评价。
图４ａ为钢板接头剖面图，图中铆钉尾部张开直径为7.636ｍｍ，底部凸出部分直径为 8.835mm，底部厚度为0.1933ｍｍ，底切量为0.3673ｍｍ。
图４ｂ为铝板接头剖面图，铆钉尾部张开直径约为7.688ｍｍ，底部凸出部分直径约为8.875ｍｍ，底部厚度为0.209ｍｍ，底切量为 0.4289ｍｍ。
图４中铆钉的变形截面成轴对称， 钉头下端面材料没有裂纹，铆钉尾部完全张开，有足够的金属包围铆钉底部，有良好的机械自锁性能，下层金属均匀变形，没有出现裂纹或被刺穿的情况，根据接头的形态分析可以确定此次试验的试件质量符合理想要求。
ａ）钢板连接接头 （ｂ）铝板连接接头
图４ 自冲铆接试验剖面图
无铆钉铆接试验是用铆接机Ｄｍ20径向液压立式铆接机上完成的，对所得试验件进行分析，结果如图５所示。
图５ａ为钢板接头的剖面，底部直径 约为7.251ｍｍ，凹下部分直径约5.5246ｍｍ，上板料嵌入下板料嵌入量约 0.1918ｍｍ，最低端上下板厚约0.7673ｍｍ。
图５ｂ为铝板接头剖面，底部直径约7.734ｍｍ，凹下部分直径约5.5345ｍｍ，嵌入量约0.2231ｍｍ，最低端上下板厚约为0.6692ｍｍ。
图５中铆接部位的变形截面成轴对称，铆接接头内部的上板料没有裂纹，在铆接颈部的下板料没有破裂，铆接接点中的上下板料保持完好，没有出现冲孔现象，且底部没有出现压薄或压破现象；可以确定此次无铆钉铆接试验达到理想要求。
（ａ）钢板连接接头 （ｂ）铝板连接接头
图５ 无铆钉铆接试件剖面图
电阻点焊试验采用 Ｄｚ－３×１００三相次级整流点焊机进行。由于电阻点焊参数以及焊接板料的表面状态对焊接接头性能影响很大，特别是铝合金表面的氧化膜，点焊时易引起喷溅导致熔核成形不良、焊点强度低或焊点强度不稳定。
为了确保焊接质量和焊点强度的稳定性，焊前用钢丝刷清理一遍。试验参数参照中国机械工程学会焊接学会编制的焊接手册第２卷点焊参考规范，具体参数见表１。
表１ 电阻点焊焊接参数
对所得试验件进行分析，结果如图６所示。图６ａ为钢板接头剖面图，图中熔核直径为5.73 ｍｍ，高度为1.8587ｍｍ。
图６ｂ为铝板接头剖面图，图中熔核直径为5.3157ｍｍ，高度为1.8574 ｍｍ。
图６中熔核成形比较美观，变形较小，焊接内部没有出现裂纹或孔洞，金属变形均匀，可以确定焊接试件质量符合理想要求。
（ａ）钢板连接接头 （ｂ）铝板连接接头
未完待续....
QUESTOK 速铆通源于德国技术，产品主要销售于欧洲及北美市场。公司专注于设计、研发、生产、推广新型快速铆接设备及工具，是新型铆接理念的积极探索者和执着的推广者，我们致力探索和推广的铆接理念有：无铆钉铆接（压铆）、SPR 铆接（自冲铆接）、FFR 铆接等。这些铆接理念及工具、设备在许多行业和领域得到了广泛的应用与推广，经过十几年的努力，目前我们已经拥有 30 多项专利技术，并继续进行着开拓性的技术革新和为更多客户提供量身定制的新型铆接解决方案。
