直接紧固技术是当今世界上最先进的紧固技术之一,它是指通过火药、瓦斯气体爆炸或者其它方式作为动力直接将射钉钉入混凝土、钢铁、砖砌体、石材等硬质基体的一套技术。直接紧固技术广泛的应用于冶金、建筑、矿山、车辆制造、隧道施工等行业,它在极大的提高工作效率的同时也在很大程度上降低了工人的劳动强度。射钉失败率是评价直接紧固技术最重要的指标之一,它直接关系到直接紧固技术的安全性和客户接受度,由此可以看出研究和降低射钉失败率对于直接紧固技术的发展和提高有着重大的意义。本文通过对不同结构、不同热处理方式和不同锌层厚度的射钉在不同强度的混凝土上做大量的对比测试并辅以科学的数学统计方法来找出影响射钉在混凝土上射钉失败的主要因素,并在此基础上对现有的射钉结构和撞针结构进行优化设计。同时,优化选择射钉的热处理方式和镀锌厚度,从而达到显著降低射钉失败率的目的。本论文的研究内容主要体现在以下几个方面:(1)射钉枪撞针结构和射钉结构对射钉失败率的影响及其优化。通过对现有的凹面结构撞针和平面结构撞针的实际对比测试来找出其影响射钉失败率和使用寿命的主要因素,并在此基础上对现有的射钉和撞针结构进行优化设计,提出一种新型的撞针和射钉结构,使其兼具射钉失败率低和撞针使用寿命长等优点。(2)混凝土对射钉失败率的影响。通过在不同强度混凝土块上的大量射钉对比测试找出混凝土强度对于射钉失败率的影响;通过在同一块混凝土块上正反两面的射钉对比测试找出混凝土的不均匀性给射钉失败率带来的影响。(3)射钉自身因素对射钉失败率的影响。通过对淬火和渗碳工艺处理后的射钉的对比测试来验证这两种热处理方式对于射钉失败率的影响;通过对表面脱碳工艺处理后的射钉和普通射钉的对比测试来验证该工艺对于射钉失败率产生的影响;通过对不同锌层厚度射钉的对比测试来找出其对射钉失败率的影响。研究结果表明:混凝土的强度对于射钉失败率有着决定性的影响,但是通过对撞针和射钉结构的优化以及适当的热处理方式可以有效的降低射钉失败率。