【摘 要】
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随着汽车轻量化的要求越来越高,以轻质合金替代传统钢材作为一种有效手段现已被众多厂商广泛应用。然而传统的板材连接方式已不能满足要求,以自冲铆接为代表的新型连接技术以其独有优势得以飞速发展。整个铆接过程中,接头质量与工艺参数的调控息息相关,寻求一种能够将接头质量与工艺参数联系起来的数学模型,能够大大降低试验开发成本;在一些工业发达地区,接头由于腐蚀作用受到影响从而影响其可靠性。针对上述情况,本文进行了
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随着汽车轻量化的要求越来越高,以轻质合金替代传统钢材作为一种有效手段现已被众多厂商广泛应用。然而传统的板材连接方式已不能满足要求,以自冲铆接为代表的新型连接技术以其独有优势得以飞速发展。整个铆接过程中,接头质量与工艺参数的调控息息相关,寻求一种能够将接头质量与工艺参数联系起来的数学模型,能够大大降低试验开发成本;在一些工业发达地区,接头由于腐蚀作用受到影响从而影响其可靠性。针对上述情况,本文进行了相关研究,总结如下:1.以铝合金板材硬度、胶层厚度、刺穿压强为自变量,失效载荷值和能量吸收值为优化目标,基于BBD试验方法开展自冲铆接工艺优化试验,建立工艺参数与自冲铆接头静力学性能的预测模型。试验发现单因素中板材硬度对优化目标显著性最高,交互作用中（板材硬度×胶层厚度）对接头失效载荷值显著性更强,（胶层厚度×刺穿压强）对能量吸收值影响最大。随机选取两组工艺参数对回归模型进行验证,相对误差均小于10%,表明预测模型具有较高的可行性。2.通过腐蚀动力学及试样腐蚀形貌分析接头腐蚀情况。发现同种板材组合接头板材表面变化不明显,铆钉盖表面锈层由白色逐渐转为黄褐色,铆钉头表面颜色的变化间接反映了接头腐蚀程度的逐渐加剧,而其腐蚀速率随腐蚀时间增加呈负相关变化。腐蚀对异种板材接头影响明显,较同种组合接头腐蚀速率及程度更大。3.将腐蚀后的接头进行静力学测试后,结果表明同种板材接头在加入粘接剂后,接头更容易出现底部拉穿,而接头失效载荷值呈现先减后增的变化趋势。异种板材接头中GL组铆钉刚度的下降导致颈部断裂;粘接剂的加入,提高了异种板材接头的刚度及能量吸收值,且使其失效载荷值增长的幅度高于同种组合接头。此外,粘接剂的使用阻碍了缝隙腐蚀,隔绝板材的直接接触,接头内部腐蚀程度得以明显改善。LA组铝合金的二次钝化致使后期S元素减少。GL组接头上板腐蚀产物易于脱落,后期O元素含量下降;下板表面S元素含量更低,S元素更易于吸附在上板搭接区域。直至腐蚀后期,GLJ组才观察到微量S元素。4.极化曲线反应了电极电位与电流密度之间的关系,在0.02mol/L的Na HSO3电解质溶液体系下,AA5052铝合金、DP590双相钢以及铆钉三者相较而言,铝合金最易发生腐蚀。仿真模拟发现粘铆复合接头中四处出现明显的电位差,也就意味着这几处容易出现明显的腐蚀损坏。最后将仿真模型与腐蚀试验结果比较,验证了其可行性。
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