左右選取最佳制孔參數(shù),則
表2干涉量及制孔參數(shù)
采用試驗(yàn)摸索出的設(shè)備放電參數(shù)（380V)與預(yù)置 孔徑（8.2mm)等工藝參數(shù)對2種材料匹配鉚接結(jié)構(gòu) 試片進(jìn)行電磁鉚接試驗(yàn)，釘頭直徑和高度均滿足鉚接 通用技術(shù)條件。進(jìn)而對鉚接試片進(jìn)行超聲波探傷，分 析復(fù)合材料的損傷情況。
圖3產(chǎn)生裂紋試片照片
探傷試驗(yàn)采用超聲c掃描檢測系統(tǒng)，取復(fù)合材料 鉚接破裂試片進(jìn)行探傷分析，云圖如圖3所示，與將 要分析的試片形成參照對比。從圖中可以看出，探傷 云圖中紅色為反射波較強(qiáng)位置，藍(lán)色為反射波較弱位 置，白色為未接收到反射波位置。在云圖中中間孔徑 位置處便可以看到細(xì)小的白色“閃電型”裂紋。對最 佳制孔參數(shù)鉚接試片進(jìn)行探傷分析,照片如圖4所示。
通過超聲波探傷可以看出，玻璃鋼材料質(zhì)地相對 碳纖維質(zhì)地均勻，不過材料本身存在明顯缺陷，導(dǎo)致 材料本體探傷云圖顏色不一致，但從釘孔位置可以明 顯看出，電磁鉚接后復(fù)合材料沒有受到破壞，沒有出 現(xiàn)“閃電型”裂紋，證明將最佳設(shè)備與工藝參數(shù)應(yīng)用 于鉚接件，在保證干涉量的同時鉚接效果良好。
生產(chǎn)中常用的鉚接方式為低壓氣動鉚接，但鉚接 能力不足，無法滿足大直徑高強(qiáng)度的鉚釘成形，同時， 氣動噪聲污染嚴(yán)重，多次錘擊導(dǎo)致加工硬化，鉚接質(zhì) 量難以滿足要求。因此對前述參數(shù)條件下的被鉚接件 進(jìn)行剪切試驗(yàn)、拉脫試驗(yàn)及軸向剖切金相分析，由此 對比電磁鉚接與氣動鉚接的鉚接效果，分析和評價大 直徑鋁合金鉚釘電磁鉚接工藝的優(yōu)勢及應(yīng)用可行性。 4.1剪切試驗(yàn)
對鋁-鋁連接試片進(jìn)行電磁鉚接和氣動鉚接，將 試片兩側(cè)接頭打磨平整，在萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行剪切試 驗(yàn)，測試電磁鉚接和氣動鉚接試片的抗剪強(qiáng)度。
4.2拉脫試驗(yàn)
拉脫試驗(yàn)可以從另一方面評價電磁鉚接和氣動 鉚接效果。對08mm鋁合金鉚釘鉚接試片進(jìn)行拉脫試 驗(yàn)，試片及其與試驗(yàn)工裝照片如圖6所示。采用萬能 試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉脫試驗(yàn)，測量并比較兩種鉚接試片最大 載荷。
圖6鉚釘拉脫試樣及工裝
在拉脫試驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)氣動鉚接試樣的拉斷位 置出現(xiàn)在釘頭處，而不是鉚釘桿部，即釘頭被拉碎脫 離，出現(xiàn)此情況原因是釘頭內(nèi)部出現(xiàn)裂紋，造成強(qiáng)度 急劇降低所致；而電磁鉚接試樣的拉斷位置為釘桿 處。氣動鉚接試樣與電磁鉚接試樣拉脫試驗(yàn)最大載荷 分別為16.4kN和21.1kN,即電磁鉚接試樣最大載荷 比氣動鉚接試樣髙很多，說明在抗拉脫載荷方面大直 徑鉚釘電磁鉚接接頭優(yōu)于氣動鉚接。
4.3軸向剖切金相分析
剪切試驗(yàn)和拉脫試樣是從宏觀方面來對比兩種 鉚接方式，金相試驗(yàn)則可以從微觀組織角度分析兩種 鉚接方式對于鋁合金板與復(fù)合材料的鉚接情況，通過 觀察釘桿不同位置連接情況來選取適合的鉚接方式。 鋁合金與碳纖維復(fù)合材料鉚接試樣不同位置觀察示 意如圖7所示。通過光學(xué)金相對圖中的位置①、②、 ③處的微觀連接情況進(jìn)行觀察。
參考文獻(xiàn)
1曹增強(qiáng)，*華.李志堯，等.大直徑鉚玎的應(yīng)力波嫌接.新工藝新技術(shù) 新設(shè)備，1996, 2： 27 2鄧將華.電磁鉚接數(shù)值棋擬與試驗(yàn)研究.哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論
首先將鉚接試樣沿釘桿中心線剖開鑲嵌，經(jīng)過水 砂紙和金相砂紙打磨后拋光，采用keller試劑腐蝕。 腐蝕后立刻進(jìn)行金相顯微鏡觀察。
由08mm鋁合金沉頭、圓頭鉚釘電磁鉚接和氣動 鉚接微觀形貌對比可知，沉頭鉚釘連接效果不如半圓 頭鉚釘效果好。原因是圓頭釘頭可以與頂鐵直接接 觸，受力面較大且受力均勻，而沉頭釘頭與被連接件 處于同一水平面，在鉚接過程中稍有震動，即有可能 使釘桿受力分散。同時氣動鉚接試樣中鉚釘與鋁合金 板連接的緊密程度明顯不如電磁鉚接試樣。在電磁鉚 接試樣鉚釘與復(fù)合材料連接處，鉚釘釘桿變形均勻， 與復(fù)合材料緊密結(jié)合，能實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的無損傷、髙 性能鉚接。
5結(jié)束語
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