机械工程学报

作者：闵峻英, 张凯, 王爽, 林建平

单位：同济大学机械与能源工程学院 上海 201804

关键词：铝合金,搅拌摩擦,穿透力,铆钉结构；

基金：国家自然科学基金（51805375）和上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室开放基金（MSV201814）资助项目。

利用三种基于不同铆钉穿透机理的搅拌摩擦单面铆接工艺（Friction stir blind riveting，FSBR）对AA6061-T6（厚度为1 mm）与AA6022-T4（厚度为2 mm）铝合金板进行了铆接。发现完全依靠挤压机理实现铆钉穿透的工艺（FSBR-III），其最大铆钉穿透力比另外两种同时依靠挤压与切削机理实现铆钉穿透的工艺（即FSBR-I和FSBR-II）分别高33%与83%。通过分析铆钉穿透单一工件的过程，建立了工件材料去除率与铆钉穿透力的关系曲线，并综合考虑铆钉穿透机理以及摩擦热的影响，分析了穿透过程中不同结构铆钉的穿透力变化规律。研究发现，挤压机理在铆钉穿透机理中所占比重越高，则相同材料去除率下铆钉穿透力越大，同时穿透力受摩擦热的影响越明显。此外，通过接头断面观察，发现铆钉切削性能更优异的FSBR-II，所得接头中的上下工件间隙最小；FSBR-I与FSBR-II工艺会产生切屑，而在FSBR-III连接过程中没有切屑产生。

来源：2020年第6期

《机械工程学报》期刊编辑部

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