摩擦加熱AZ31鎂合金板材的自沖鉚接機加工

admin

      自沖鉚接（自穿鉚接）是一種新型的板材接合技術(shù)，其中空心鉚釘刺穿上板并進入下板，鉚釘通過下面的小模具的作用打開，以便與鉚釘板連接。形成機械互鎖。鎂具有六方晶的晶體結(jié)構(gòu)，滑動系統(tǒng)非常小，在室溫條件下，鎂塑性低，變形差，在室溫下不能達到自穿孔鉚接材料的可塑性要求。鉚接在材料上會有裂紋。加熱可激活鎂晶體結(jié)構(gòu)中的附加滑動系統(tǒng)并提高其塑性和變形能力。因此，可以在加熱條件下進行鎂合金板的自沖鉚接，并且可以獲得無裂紋的自穿孔鉚接接頭。在本文中，通過摩擦加熱，即在具有簡單摩擦加熱裝置的自沖鉚接設(shè)備中，首先使用鉚接板摩擦加熱，當板溫升至所需溫度后，穿刺鉚接。研究了AZ31鎂合金板在摩擦加熱過程中的溫度，鉚接，剪切拉伸性能和疲勞性能的影響。比較了相同類型板的自穿孔鉚接接頭的機械性能。
      實驗材料為2mmAZ31鎂合金板。 將板切成127mm長，38mm寬的板，并適當?shù)厍逑匆灾苽溥B接器樣品（圖1）。 接頭樣品的制備可分為加熱和自穿鉚接兩個階段。 片材的加熱過程主要使用摩擦加熱方法。 為了比較，也通過用電熱板直接加熱板來制備接合樣品的一部分。
* ]- n5 X, X6 A9 l
在IRIVET制造的電伺服型自穿孔鉚接系統(tǒng)上進行自穿孔鉚接。所使用的鉚釘是半中空鋼鉚釘，半徑為5mm，長度為6mm。在自沖鉚接中，第一鎂合金板摩擦加熱或電加熱板，當板溫略高于設(shè)定溫度時，立即自沖鉚，鉚接確保板溫度達到設(shè)定溫度。通過摩擦加熱制備四個樣品：將室溫鉚接樣品和板分別在150℃，180℃和200℃下加熱以用于接合樣品。雖然只有180℃， 0>使用直接加熱制備C接頭樣品。接頭試樣的剪切拉伸試驗和疲勞試驗均在MTS810材料試驗系統(tǒng)上進行。剪切速率為1.5mm / min，每個接頭樣品試驗3〜5，得到剪切曲線和剪切強度。疲勞試驗中，每個樣品的平均剪切強度為60％的樣品開始進行相應(yīng)的樣品恒定載荷振幅控制疲勞試驗，并逐漸減小載荷振幅，試驗進行直到樣品斷裂，如果樣品的疲勞壽命達到5×106周還沒有破碎，然后停止測試。在每個負載水平下測試兩到三個樣品。選擇負載率（最小負載/最大負載）R對于0.1，頻率為20Hz的正弦波負載疲勞試驗。
在適當?shù)墓に嚄l件下，摩擦加熱方法可以使鎂合金板材的溫度快速升高，并在很短的時間內(nèi)達到所需的自穿孔鉚接溫度;摩擦加熱板表面會造成一定的損壞，但損壞略微。在室溫下，鎂合金板的塑性低，變形能力差，當自穿鉚接時，鉚接材料會出現(xiàn)嚴重開裂，因此接頭的機械性能低。當鎂合金板材經(jīng)摩擦加熱至180℃以上，然后進行自沖鉚接，可有效避免鉚接板材開裂過程，消除裂紋，增加鉚釘與板材之間的聯(lián)鎖量，提高抗剪強度，改善疲勞性能。與電加熱板的直接加熱相比，摩擦加熱鎂合金板的自穿孔鉚接的剪切強度和疲勞性能得到改善，表明由摩擦加熱對板表面造成的損害不會不利地影響板的機械性能聯(lián)合。