铝合金连接工艺 1.无铆连接(TOX) 在冲压过程中,依据板件本身材料的挤压塑性变形,使两个板件在挤压处形成一个互相镶嵌的圆形的连接过程,称为无铆连接。 无铆连接的成型共分6个阶段,如图1所示:A—初压入;B—挤压;C—形成上部轮廓;D—充满环形空间;E—凸模侧的板件材料向侧面移动;F—形成TOX连接圆点 。 2.自冲铆连接(SPR) 自冲铆连接是通过将铆钉穿透上层材料(中间材料),铆钉腿部的中空结构在铆模的作用下,向下层材料扩张并刺入底层材料,但不会对下层进行冲裁,最后铆钉与上(中)下层板材之间形成机械互锁结构的连接过程。如图2所示,自冲铆连接形成分6个阶段。 3.热熔流钻拧紧工艺(FDS) 一种通过设备中心拧紧轴将电动机高速旋转传导到连接板料摩擦生热产生塑性形变后,自攻丝并焊接的冷成形工艺,此工艺为单面连接技术。如图3所示,热熔流钻拧紧工艺分4个阶段。 试验内容和方法 无铆连接TOX试验分为六组。采用冷轧薄钢板之间连接、铝合金之间连接以及铝合金与冷轧薄钢板连接试验,进行相同料厚和不同料厚的剪切和拉伸试验。 自冲铆连接采用五组试验,每组剪切、抗拉剥离、十字拉伸各做3次。 热熔流钻拧紧做九组,每组剪切、抗拉剥离、十字拉伸各做3次。 1.无铆连接试验 选用DC01钢板和DC01钢板,做剪切和拉伸试验。其中: (1)剪切试验 采用相关组合连接,试验数据如表1所示。各种材料组合剪切试验对比 ,如图4所示。 试验结果说明:
(2)拉伸试验 采用相关组合连接,拉伸试验数据如表2所示。 各种材料组合拉伸试验对比 ,如图5所示。 试验结果说明:
2.自冲铆连接试验 选取钢板在铆接压力及速度变化各做3次铆接,并做剪切、剥离和十字拉伸破坏试验。 (1)剪切试验 采用相关组合连接,做剪切试验,数据详见表3。 剪切试验对比如图6所示。 试验结果说明:
(2)剥离试验 采用相关组合自冲铆铆接并做剥离破坏试验。剥离试验数据详见下表4。 剥离试验对比,如图7所示。 试验结果说明:
(3)十字拉伸试验 采用相关组合自冲铆连接后,做十字拉伸试验。 试验数据详见表5。 十字拉伸试验对比结果,如图8所示。 试验结果说明:
3. 热熔流钻试验 采取相关钢板组合,开孔、不开孔各做三次试验,详见表9,并进行剪切强度剥离十字拉伸试验(铸铝不参与十字拉伸和剥离试验)。 (1)剪切试验 采取相关钢板组合进行FDS连接,并做剪切试验,数据如表6所示。 剪切试验数据对比,如图9所示。 试验结果说明:
(2)剥离试验 采取相关钢板组合进行FDS连接,并做剥离试验,试验数据如表7所示。 FDS剥离数据对比,如图10所示。 试验结果说明:
(3)十字拉伸采取相关钢板组合进行FDS连接,并做十字拉伸试验。试验数据如表8所示。 FDS剥离数据对比,如图11所示。 试验结果说明:
4.连接强度对比 通过钢和铝合金、铝合金和铝合金无铆连接、自冲铆、热熔流钻连接,进行剪切试验、剥离试验、十字拉伸试验 ,总结出铝合金连接与钢和铝合金连接强度对比,详见表9。 结 语 通过冷轧钢板与铝合金(含铸铝)无铆连接、自冲铆、热熔流钻连接工艺试验研究,总结出一些铝合金连接特点, 在铝合金白车身开发中可以作为借鉴和参考。
作者:于子秋 作者单位:北京汽车研究院 本文已在《汽车工艺师》杂志 2021年第 5 期 “汽车轻量化” 栏目 P59-P64 发表。 欢迎联系小编索取。 |
|