鈦合金鉚釘熱鉚一次合格率提升方法研究

劉 春，藍玉龍，詹有河，茍德森

（航空工業成都飛機工業（集團）有限責任公司，成都 610092）

由于鈦合金材料具有強度高、耐腐蝕、耐高溫等優點，在新一代飛機結構中獲得廣泛應用[1–3]，鈦合金鉚釘鉚接在飛機結構裝配中占比也越來越高；但鈦合金鉚釘強度高、塑性差[4–6]，鐓頭形成困難，采用常規鉚槍鉚接，隨著錘擊次數的增加，釘桿冷作硬化，鉚釘鐓頭容易產生裂紋，鉚接質量難以保證[7]。因此，行業內主要采用熱鉚方式進行鈦合金鉚釘鉚接，通過熱鉚機的兩個輸出電極分別連接在鉚卡和頂鐵上，當鉚卡頂鐵與鉚釘接觸時，通過鈦合金鉚釘的瞬間強電流使鉚釘產生電阻熱，使鉚釘達到塑性變形溫度后再進行鉚接成型[8–9]，如圖1所示。

為克服現有鈦合金鉚釘熱鉚中存在的問題，本文提出一種熱鉚系統優化方法，并基于此方法完善熱鉚工藝參數，通過鈦合金鉚釘熱鉚試驗驗證，實現鈦合金鉚釘熱鉚一次合格率大幅提升。

1 鈦合金鉚釘熱鉚問題原因分析

結合目前熱鉚過程，鈦合金鉚釘熱鉚問題原因分析如下：

（1）鉚釘鐓頭成形不足：實際操作時加熱時間過短，鈦合金鉚釘尚未達到塑性變形溫度，導致鐓頭成型不足。

（2）鉚釘釘頭出現灰黃色氧化層：通過試驗驗證，鈦合金鉚釘長時間加熱，釘頭會逐漸變成灰黃色，實際操作時，鉚釘加熱時間過長會導致釘頭表面氧化。

（3）鐓頭表面出現灼傷凹坑：鈦合金鉚釘熱鉚時處于通電狀態，鉚接時在鉚卡離開鉚釘的瞬間會形成電弧，產生電火花，引起鉚釘鐓頭上的灼傷凹坑。……