新型连接工艺电阻热铆焊工艺研究

新型连接工艺电阻热铆焊工艺研究

李高峰 1 贾晓琪 2

陕西建设机械股份有限公司 陕西西安 710200

摘要：电阻热铆焊主要借助电阻焊机针对半空心铆钉实行加压加热处理，被连接接头两端形成铆头，并且在接头处构成相应尺寸的熔合区，包含机械铆接、电阻焊和胶结的特征。新时期发展背景下，现代工业行业迅速发展，对多种类型复合材料制品的制造生产工艺提出新要求，符合节能环保要求，同时满足工业生产质量需求。因此，复合材料制造生产过程中需要综合考虑多方面影响因素，保证复合材料的安全有效性。复合材料在多种生产活动的运用，需要凭借相应的铆接工艺才能有效实现其加工应用目的。本文主要针对新型连接工艺电阻热铆焊工艺进行探究。

关键词：新型连接工艺；电阻热铆焊；工艺研究

目前常见的铆接工艺主要包含焊接、铆接和粘接，但是和其他材质材料实现连接的过程中，难以应用焊接工艺，需要人们研究异种材料之间的有效连接工艺，更加符合实际生产需求。电阻热铆焊接头具有良好的性能，植入金属铆钉促进接头呈现出机械连接的高强度，操作便捷，适用范围广泛，同时在焊接时铆钉被加热熔化周围塑料，在电极压力的影响下促进塑料黏接，进而增强接头强度、抗疲劳性能。另外，电阻热铆焊和冷铆焊相比，金属铆钉被加热软化，采用较小压力能够获得理想效果。

1电阻热铆焊工艺特点

焊接、铆接和粘接属于材料连接领域的主要连接方法，具有相应的优缺点，同时在特定连接领域中具有重要作用。新型材料的出现，新型连接工艺不但增加，传统连接工艺难以满足现代化产品安全质量要求。所以经过不同技术复合使用，发挥各自优势有效提升产品综合性能。当前，高强钢、复合材料、非金属材料在汽车行业被广泛应用，人们加大新异种材料连接技术的研究，提高产品性能^[1]。电阻热铆焊属于新型的同种、异种材料连接工艺，大多应用搭接接头，在连接金属或者塑料上预打孔，植入金属铆钉，同时在电阻电焊机上放置装配好的接头结构，对其进行通电，发生焦耳效应，软化铆钉、金属或者塑料，包含冷铆变形、热铆成型、稳定变形三个环节。该工艺呈现出以下优势：①工艺简便、铆接速度快，适用于金属、橡胶、高分子塑料等多种材料。②接头呈现出良好的性能，抗疲劳性能高、铆钉接头残余应力小，不需要精心设计接头连接表面。③成本低、操作程序简单、自动化水平高，接头强度高，更加符合工业化生产要求、植入金属铆钉促进接头呈现出机械连接的高强度。④焊接时加热铆钉，熔化周边母材，受到电极压力作用，促进母材之间构成熔合区，增强接头强度。⑤电阻热铆焊工艺操作中铆钉加热软化，不需要较大压力能够获得理想效果。

2研究材料和设备

⑴材料。电阻热铆焊工艺研究过程中需要准备相应的材料，做好充足的准备：①选择热塑性塑料、Q235 钢板、6063 镀锌铁铆钉、80×25×2（mm）尺寸的塑料板、80×25×1（mm）尺寸的钢板材料。②实验人员需要结合选择材料、实验要求做好前期处理工作，有效打磨钢板、塑料板接头位置，应用酒精均匀擦拭，有效清除表层杂物，同时运用脱模剂提高黏结效果。③实验人员在连接操作之前，采用5%浓度硫酸溶液清洗钢板板材，保持15分钟左右，全面清除钢板板材表层铁锈。④选择铁铆钉为专业铆接元件，Φ3×8（mm）尺寸规格。

⑵设备。①选择交流电阻电焊机，保持1500A的最小电流，当大于电流负荷的条件下自动报警停止使用，增强电阻热铆焊操作的安全可靠性。②试验人员结合实际需求，针对性设计改造交流电阻电焊机，支持多点同时焊接操作，同时能准确管控焊接时间、参数和设备，符合更多焊接工艺需求。③实验人员进行改造之后通过微机管控电子试验设备，检测交流电阻点焊机实行焊接处理的接头质量，通过拉伸检测之后，表明焊接位置质量符合焊接标准规定。

3应用数据采集系统研究新型连接工艺电阻热铆焊工艺

实验人员全面分析电阻热铆焊工艺在焊接过程中铆钉变形量、位移量、接触位置温度转变值等相关内容，同时应用数据采集系统的放大电路、软件采集系统详细分析镍铬一镍硅热电偶，进而有效发现新型连接工艺电阻热铆焊工艺特点^[2]。数据采集系统能够有效监测焊接接头位置电流、电压变化值，通过相关信息和数据的处理，通过数据采集中的各项软件动态整合数据内容，进而有效分析出电阻变化值，自动构成动态电阻图形。试验人员结合该图形详细研究不同处理工艺和焊接环节中，，敖东电阻变化值、接触电阻的影响情况，进而构成曲线图，在电阻热铆焊工艺操作的不同环节中进行总结分析铆钉变形量特点。

电阻热铆焊工艺应用过程中，焊接温度的管控对焊接质量、强度产生较大影响。实验人员可以应用热电偶取得电势差，同时将电势差传送到PC机中，转化电信号之后，获得可供读取的温度值，更好的研究温度变化值影响。实验人员详细对比分析不同焊接处理环节的锚钉位置变化情况，同时研究参数不同的条件下，对锚钉成形的相关影响因素。实验人员在实践操作过程中设计四路硬件放大电路，放大倍数合适，如差动位移传感器呈现出0.1的最小分辨率，通过放大电路输出0-10V稳定电压信号。该系统储存和显示经放大电路收集的电信号，采集频率和传感器最小分辨率相比较大。

⑴硬件放大电路。电压信号采集电路，应用桥式整流电路，将获得交流信号有效转换成直流信号，通过分压电阻，变化范围控制在0-1V，之后通过稳压管、电容，输送到采集卡al通道收集数据。电流信号采集电路、信号应用霍尔电流传感器，精度高，属于电量隔离型器件，能够达到1.0的精度等级，能够保证电流信号检测精确度，同时有效提高电路外部抗干扰性能。

⑵参数设定。实验仪器设备在实际应用过程中出现相应的绝对误差，获得实验信息数据和现实数据具有不同程度的偏差。所以，实验人员需要在正式操作之前标定实验仪器，有效去除实验仪器设备本身偏差造成测量实验数据的误差^[3]。①温度。实验人员采用热电偶进行测量过程中将热端当作温度测量端，保持冷端温度稳定，进而热电势和测量温蒂具有相应的比例关系。实验人员在测量操作中，冷端温度受到室温的影响出现一定转变，促进热电势增加或者降低，难以保证测量精准性。试验应用K型标准热电偶，通过多次实验，热电偶端头表面氧化，获得试验数据和标注分度表出现一定偏差，所以试验人员经过温度标定去除实验误差，测定X已知温度相对应电压信号，获得温度和热电势之间的线性关系。②位移传感器。电阻热铆焊工艺实验研究过程中应用DA-5型位移传感器，呈现出较高的线性度，主要在其前、末端部分区域，当传感器位移出现相关变化的情况下，电压没有产生一定转变，进而产生盲区。因此，实验人员为了消除实验误差，在实际测量操作过程中规避该盲区，选择线性度较高区域的A基准值当作起点，保证测量结果精准度。

结语

新型连接工艺电阻热铆焊工艺充分融合了铆接、焊接和粘接三大连接方法的优点，有效增强连接强度，同时促进其机械性能和母材相近，进而在工业生产加工中应用充分发挥其显著的操作优势。电阻热铆焊工艺在多种不同材料的连接中具有较强的适用性，提高连接位置强度受外界干扰能力，实践操作流程简单，实现不同材料连接处理。

参考文献：

[1]郝增龙, 吴伟萍. 高分子材料的电阻热铆焊工艺[J]. 中国科技投资, 2019. 20(6):1-1.

[2]张瑞英, 贺玉刚, 石红信,等. 铝合金/低碳钢的电阻铆焊接头特性[J]. 材料热处理学报, 2020, 41(7):7-7.

[3]周小娟, 侯平均, 邱然锋,等. 辅助垫片对铝/钢电阻铆焊接头性能的影响[J]. 材料热处理学报, 2021, 42(6):8-8.