双金属铆钉特点及安装工艺技术

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1、ADVANCEDASSEMBL．YPROCESS先进装配工艺双金属铆钉特点及安装工艺技术FeaturesandInstallationTechnologyoftheBimetalRivets中航工业北京航空制造工程研究所孙小雯刘风雷刘健光王立东[摘要】双金属铆钉是一种铆接过程中钉杆不变形的新型铆钉，适用于复合材料等结构的连接：铆钉既具有较高的抗剪性能，又具有良好的铆接性能，还具有重量轻、成本低、装配简单等特点，已经在航空航天等部门获得了应用：结合国内外双金属铆钉的发展状况，简单阐述其性能与结构特点，并简要介绍其安装工艺技术。关键词：双金属铆钉钛合金钛铌合

2、金·I贯性摩擦焊接复合材料结构IABSTRACTlBimetalrivetsarenewfastenersdesignedforcompositesstucturesorotherswhichtheshankhasnodeformation．Therivetscombineahighshearstrengthshankwithaductiletail．Theyhavethecharacter-isticsoflightweight、lowcoastandsimpleinassembly，whichhadbeenusedinthedepartmentofa

3、erospace．Com—biningwiththedevelopmentofbimetalrivetsinforeignanddomestic，simplydescribedtheirperformance、struc—turalfeaturesandinstallationtechnology．．Keywords：BimetalrivetsTitaniumalloysTita-nium-niobiumalloysInertiafrictionweldingCom-positesstuetures随着航空科技不断发展，宇航飞行器越来越多地使用复合材料来

4、提高宇航飞行器的先进程度，因此复合材料结构的连接技术对飞机结构的安全和效率至关重要。由于复合材料在连接、装配、使用中易产生一系列问题，如复合材料有层间剪切强度低、抗冲击能力差、抗拉脱强度低、塑性低等弱点，从电位和比强度两个方面进行考虑，复合材料的结构连接最好选用具有密度低、比强度高、耐腐蚀、耐高温、无磁等优良性能的钛合金紧固件11-21。双金属铆钉是连接复合材料等结构的一种新型钛合金紧固件，铆接时钉杆不变形，不易引起复合材料层压板孑L内壁及表皮的损伤，并且剪切强度高，可替代抗剪型钛高锁螺栓，具有众多优良的性能。本文旨在对双金属铆钉的应用、特点、安装工艺等

5、作简要阐述。1双金属铆钉的发展与应用在国外，双金属铆钉最早是美国原Cherry公司于上世纪八十年代开发的产品，可替代双件套的抗剪型钛合金高锁螺栓和抗剪型钛环槽铆钉。1974年美国对双金属铆钉申请了专利，Gapp、RolandHoward、Alazraki、MarcosDaniel等人描述了双金属铆钉铆接前后的结构形状，对双金属铆钉不同焊缝位置形状进行了总结，列举了球形焊缝、弯曲焊缝、环形焊缝三种不同焊缝位置形状，并认为球形焊缝最经济实惠且易于加工成型，环形焊缝形状最难成型13101999年，美国航天工业协会制定了AIA／NASNASM83459双金属铆钉

6、产品标准与技术规范，规定了双金属铆钉尺寸标准与质量标准。2006年，美国cherry公司专门制定了不同型号的双金属铆钉尺寸标准和技术规范，为双金属铆钉的研制提供了重要参考与理论依据。目前。双金属铆钉在美国被应用于F一15、F一14、B一2、F一22以及直升机、发动机的钛合金、复合材料结构上，例如：F一14战斗机机翼前缘使用了4000只该双金属铆钉，减轻了飞机结构重量，降低了成本14】。双金属铆钉不仅在军用飞机上取得了应用，并且波音公司在民用飞机中也选用了该双金属铆钉连接复合材料结构。近年来我国也相继研制开发了该型双金属铆钉，已经在新一代飞机的复合材料蒙皮

7、铆接中获得了工程应用。2008年中国航空工业标准件制造有限责任公司与中国航空综合技术研究所通过摩擦焊的方法图1试制样品Fig．1Trialsample2014年第21期·航空制造技术125先进装配工艺AD＼，ANCEDASSEMBL-YPROCESS共同研制出一种双金属铆钉并申请专利技术，其轴向抗拉强度最低可以达到550MPa，剪切强度达到650MPa【5】。2010年，贵州航天精工制造有限公司也研制出一种双金属铆钉，其中，钉杆选用抗拉强度大于1100MPa的高强度金属材料，钉尾选用抗拉强度小于550MPa的低强度金属材料【6l。近年，北京航空制造工程研

8、究所也开始了双金属铆钉标准件的研制工作，试制的产品如图1所不o2双金属铆钉特点目