鉚接技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

孫顏良

【摘 要】鉚接技術(shù)作為一種簡潔，實用的技術(shù)手段，已經(jīng)被我們廣泛使用。它的優(yōu)點是重量輕、成本低、工藝簡便，因而應(yīng)用非常普遍，從小零件到航空航天，都有它的身影，可謂“功不可沒”。隨著社會發(fā)展，鉚接技術(shù)面臨很大的挑戰(zhàn)，為了能讓它更好的服務(wù)我們的生活，我們必須對它有新的認知，深入了解它的優(yōu)勢、現(xiàn)狀、發(fā)展空間及前景，給予全方面的定位，做到與時俱進。本文系統(tǒng)的分析了鉚接技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】鉚接技術(shù)；廣泛；面臨挑戰(zhàn)；現(xiàn)狀與發(fā)展

0.前言

鉚接技術(shù)是當今世界機械連接的先進技術(shù)之一，簡單的說，鉚接是用鉚釘把兩個物體鏈接起來。相比于其他新興的技術(shù)，鉚接技術(shù)起步較晚，而且前期發(fā)展相對緩慢，主要原因是傳統(tǒng)鉚接工藝面臨眾多的問題，大大阻礙了它發(fā)展的腳步。但是近年來在高性能飛機的研發(fā)等高端領(lǐng)域中，為了滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計，它的優(yōu)勢再次受到人們的重視，各種新型鉚接工藝也在飛速的發(fā)展。鉚接技術(shù)發(fā)展的前景非常廣闊，實用性也毋庸置疑，如果我們樹立正確的理念，深入了解學習，相信它會給我們帶來巨大的收益。

1.傳統(tǒng)鉚接工藝的現(xiàn)狀及缺點

1.1普通鉚接工藝強度不足

鉚接工藝采用過盈配合，為了能滿足結(jié)構(gòu)的可靠性、安全性、承載能力等各方面要求，對鉚接材料要求也越來越苛刻。傳統(tǒng)的鉚接工藝，要實現(xiàn)均與的過盈配合比較困難，對于后夾層結(jié)構(gòu)，普通鉚接很難做到壓力均與分布到每個鉚釘，更給結(jié)構(gòu)穩(wěn)定帶來了隱患，限制了鉚接工藝的發(fā)展。

1.2新型輕質(zhì)材料不能滿足鉚接要求

各種高端領(lǐng)域中，比如新型飛機的研發(fā)，要求結(jié)構(gòu)減重，所以普通金屬再也滿足不了這種需求，必須采用新型材料。如今，應(yīng)用最廣泛的當屬鈦合金，但是普通鉚接方法鉚接鈦合金時鉚釘易產(chǎn)生裂紋，這顯然是不可取的。當然，采用熱鉚可以改善這一問題，但是熱鉚填充質(zhì)量太差，接頭疲勞強度低，更從根本上違背了鉚接的要求。而且，對于復合材料，由于其本身性能的限制，根本不能采用熱鉚，也正是因為這樣的原因，鉚接技術(shù)進入瓶頸期。

1.3大直徑鉚接難以實現(xiàn)

隨著科技的發(fā)展，大直徑鉚接用的越來越多。我們知道，大直徑的鉚接必須采用手鉚，但是鉚接過程中會產(chǎn)生巨大的后坐力和噪聲，難以忍受，對工人健康和生產(chǎn)效率都有嚴重的影響，這也是阻礙鉚接技術(shù)發(fā)展的巨大障礙。

2.鉚接技術(shù)的分類和發(fā)展史

2.1早期的鉚接

在很早以前，睿智的祖先們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了鉚接的妙處。雖然它的不可拆卸的連接方式，大大的降低了工件的穩(wěn)定性，但是它工作原理簡單，而且有很強的連接性，制作也簡單方便，原料也容易獲得。它不僅能夠銜接木材，對于多種金屬和非金屬也是能夠適用的，更甚者，在制作結(jié)構(gòu)復雜的工件時，也大大的減少了工作的難度。在早期，鉚接技術(shù)雖然沒有得到廣大的重視和關(guān)注，但他為我們現(xiàn)在鉚接工藝奠定了深厚的基礎(chǔ)，也為現(xiàn)代鉚接技術(shù)做出了重大貢獻。隨著現(xiàn)代工業(yè)的進步和提高，科技的發(fā)展，這也要求現(xiàn)代鉚接結(jié)構(gòu)和鉚接工藝要注入新時代的元素，要有科技含量。這也促使人們不斷加強各種新工藝、技術(shù)研究，使各種花樣層出不窮。

2.2沖壓鉚接

在鉚接技術(shù)發(fā)展中，最早出現(xiàn)的是沖壓鉚接。它的工藝方法是鉚頭在垂直方向上作上下運動，利用其產(chǎn)生的巨大壓力將鉚件鉚合在一起。沖壓鉚接技術(shù)大大改善了早期鉚接技術(shù)的不足，便利了人們的生產(chǎn)生活，但也具有其自身的不足之處。例如，在利用巨大壓力壓緊鉚件時，鉚件會產(chǎn)生變形或是密封不嚴的狀況，大大影響了鉚件的性能和鉚件的實用性。隨著科技的快速發(fā)展，技術(shù)的變革，沖壓鉚接也在不斷地革新，不再是傳統(tǒng)的單一鉚接形式?，F(xiàn)代人們利用機器勞作，電子控制，快速有效的工作，這不僅減輕了人們的工作負擔，也大大的提高了工作效率。并且在模具、設(shè)備和成型工藝等方面取得了一定的成就，有廣泛的發(fā)展前景。

2.3擺碾鉚接技術(shù)

20世紀70年代出現(xiàn)了擺碾鉚接技術(shù)。其工藝方法為：鉚頭軸線與被鉚件軸線成一定夾角。矛頭鉚接時，每次只接觸工件的一個點區(qū)域，在較小的壓力作用下變形，然后通過擺動將變形區(qū)擴展到整個變形面，而不產(chǎn)生沖擊。這鐘方法避免了工件被沖擊而產(chǎn)生的變形，曾經(jīng)被廣泛使用，但是隨著實踐的檢驗，這種方法也有了弊端，就是鉚頭軸承工作條件惡劣，無法大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低。

2.4滾壓鉚接技術(shù)

針對原有鉚接技術(shù)控制精度不高，控制方式單一的弊端，應(yīng)運而生了一種新的鉚接方式—滾壓鉚接技術(shù)。其工藝方法如下：利用回轉(zhuǎn)成型模具使金屬變形達到聯(lián)結(jié)的效果。滾壓過程中。滾輪對被鉚件逐點壓下，近似點接觸，單位力較大，適合加工高強度難變形材料。滾壓鉚接技術(shù)一經(jīng)提出就大大改善了產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定，廢品率極高的問題，同時也提高了鉚接的效率，增強了在國際市場競爭力。

2.5 TOX圓點鉚接技術(shù)

20世紀90年代，TOX圓點鉚接技術(shù)被投入生產(chǎn)。TOX圓點鉚接技術(shù)是一種更具技術(shù)性和經(jīng)濟性的連接方法，屬于無鉚釘鉚接技術(shù)。該技術(shù)就是利用TOX氣、液增力缸式?jīng)_壓設(shè)備和一種獨特鏈接模具，通過一個沖壓過程，一句板件本身的工藝性能擠壓成形，形成TOX圓點。它可將厚度不同的兩層或多層板件連接起來，對板件表面無任何要求，自動化程度高。當然，TOX圓點鉚接技術(shù)也是有一定的應(yīng)用范圍，還需要更進一步的改善和開發(fā)。

此后，陸續(xù)出現(xiàn)了TOX圓點與液壓相結(jié)合的鉚接，無腔鉚接等新技術(shù)。都是鉚接技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)物。隨著科技的進步，鉚接技術(shù)也在不斷發(fā)展，其現(xiàn)代化應(yīng)用對提高勞動效率、經(jīng)濟效率都有著很重要的現(xiàn)實意義。

3.新型電磁鉚接技術(shù)的興起

3.1電磁鉚接技術(shù)的應(yīng)用

針對傳統(tǒng)鉚接技術(shù)存在缺陷這一問題，美國和俄羅斯已經(jīng)率先研發(fā)出了電磁鉚接設(shè)備并投入了使用。與傳統(tǒng)鉚接相比，電磁鉚接具有以下優(yōu)點：加載速率高、應(yīng)變率大、材料的變形方式不同于壓鉚等靜態(tài)加載。此設(shè)備一經(jīng)試用便取得了令人可喜的經(jīng)濟效益，它不僅實現(xiàn)了對新型輕質(zhì)材料的理想配合，而且還大大改善了普通鉚接技術(shù)工藝強度不足的致命問題，完善了鉚件結(jié)構(gòu)，使鉚件的壽命有了跨越性的提高。隨后，又有低電壓電磁鉚接技術(shù)新鮮出爐，此技術(shù)方法具有噪音小、連接強度高、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點，近來隨著計算機行業(yè)以及全自動數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，電磁鉚接技術(shù)已經(jīng)逐步邁入全自動化的行列。

3.2電磁鉚接技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展前景

介于我國鉚接技術(shù)的現(xiàn)狀，早已投入資金深入研究此項技術(shù)，并且取得了一定的研究成果。九十年代，我國已成功研發(fā)出了我國第一臺中壓電磁鉚接設(shè)備，并在全國得到了推廣應(yīng)用?，F(xiàn)在，我國更是應(yīng)現(xiàn)代化需求和未來需要，接連解決了高電壓鉚接質(zhì)量、設(shè)備的安全可靠性等方面的難題，成功研制出了性能優(yōu)越的低電壓電磁鉚接技術(shù)，而且已經(jīng)達到了工程應(yīng)用的水平，并且在設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)字控制和關(guān)鍵元器件配套等方面都頗有建樹。我們可以預見，電磁鉚接技術(shù)將不斷地改進、完善和推廣，也將為國家?guī)砭薮笫找?。同時我們不能驕傲自滿，我們必須承認，與發(fā)達國家的科技水平還有很遙遠的距離，還要等我們踏實奮進，勤勞攻關(guān)。

4.結(jié)語

在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)日益發(fā)展的今天，機械連接仍不可或缺，鉚接技術(shù)在很長一段時間內(nèi)仍將是主要的連接方法。鉚接技（下轉(zhuǎn)第131頁）（上接第80頁）術(shù)的應(yīng)用范圍很廣，大量運用在航空航天、汽車制造及維修、船舶、五金等制造業(yè)中。鉚接技術(shù)包含的知識很多，我們現(xiàn)在接觸的知識一小部分，時代在進步，科學技術(shù)更在進步，我們要想更深的了解鉚接技術(shù)，就必須加深理念，虛心務(wù)實，了解它的發(fā)展方向，與時俱進，斧正自己思想的航向，提出新的思想，這樣科學才會發(fā)展，時代才會進步。 [科]

【參考文獻】

[1]曹增強.鉚接技術(shù)發(fā)展狀況.航空學報，2000.

[2]良辰.航空制造技術(shù).新視點，2010.