汽车车身板材的无钉铆接技术的研究
本课题重点研究汽车车身板材的无钉铆接和无钉铆接-粘接技术，是郑州大学和美国通用汽车公司的联合基金项目“Joining of Dissimilar Materials”的重点研究内容之一。以0.7mm厚度的SAE1004钢板为上板，以1.0mm厚度的AA6111-T4铝板为下板，使用分体模进行无钉铆接，分别研究了铆接力、凹模深度和铝板预应变对钢-铝板材无钉铆接接头质量的影响，对接头质量的底部厚度和电阻增量检测法进行了比较，并对无钉铆接-粘接复合连接技术进行了探索，结果表明:
铆接力和凹模深度的变化均会对钢-铝板材无钉铆接接头的主要截面参数产生一定的影响，这些截面参数包括上、下板之间的机械互锁量、上板的颈部厚度和接头的底部厚度。其中，接头的剪切拉伸强度由机械互锁量和颈部厚度共同决定，接头的质量可以通过测量底部厚度进行检测。只有通过对铆接力和凹模深度进行合理的选择，使机械互锁量和颈部厚度之间获得很好的平衡时，接头才能达到理想的连接强度，在这种情况下，接头在拉伸试验中通常会产生混合失效形式。
预应变导致的铝板延展性的下降和强度的上升会对钢-铝板材无钉铆接接头的成形性和连接强度产生一定的影响。当使用1.4mm深度的凹模时，5％的铝板预应变会导致接头外侧与分体模活动部分接触的位置出现明显的裂纹;当使用1.0mm深度的凹模时，5％的铝板预应变会导致接头的连接强度下降约20％，但是这种强度的变化难以通过接头的底部厚度检测出来。
接头的电阻增量和底部厚度均能反映出材料在无钉铆接过程中的变形程度，随着铆接力的增加，电阻增量和底部厚度分别增加和减小;同时，电阻增量还能反映出材料预应变对接头连接强度的影响，当接头强度因为材料变形阻力的增加而减小时，电阻增量也会因为材料初始电阻的上升而下降。考虑到在实际生产中，材料在连接前通常会经历不同程度的加工变形，使用电阻增量对无钉铆接接头进行质量检测显然是更加合适的选择。
无钉铆接-粘接复合连接提高了无钉铆接接头的连接强度，接头的强度是无钉铆接接头的180％左右，尽管复合连接接头受湿热环境的影响较大，但是在经过长时间的环境暴露后，其强度仍然比无钉铆接接头高出约30％。
无钉铆接技术;车身板材;汽车工业;工艺参数;质量检测
郑州大学
硕士
材料物理与化学
刘忠侠
2013
中文
U463.820.6;TG498.1
74
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）