不同夾層材料鉚接時鉚釘材料及表面防護的選擇

代麗麗，鄒蒙

（中國直升機設(shè)計研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

1 前言

在航空航天領(lǐng)域，鉚接時常用的零部件組合方式，而飛機等飛行器在飛行過程中有雷電防護需求，結(jié)構(gòu)內(nèi)部也要形成導(dǎo)電通路以保證對設(shè)備、結(jié)構(gòu)等的放電及防靜電要求。而結(jié)構(gòu)的材料、鉚釘?shù)牟牧?，都不盡相同，如果結(jié)構(gòu)與鉚釘之間電位差比較大，就會存在接觸腐蝕（電位腐蝕）。有電搭接需求的鉚釘不能蘸隔離膠鉚接，否則，將不滿足導(dǎo)電要求。因此，在裝配不同材料結(jié)構(gòu)件時，應(yīng)特別注意鉚釘材料及其表面防護的選擇，既要滿足其導(dǎo)電功能要求，又要盡量避免腐蝕。

2 接觸腐蝕產(chǎn)生的條件

不同材料金屬之間形成接觸腐蝕的條件是存在電解液、電位更改的導(dǎo)體及電聯(lián)接，金屬之間電位差越大，腐蝕就越快。

表1為不同類金屬原電池腐蝕圖，列出了不同金屬之間的電位差異，同組金屬接觸時不會產(chǎn)生嚴重的電位腐蝕。

表1 不同類金屬原電池腐蝕圖

3 接觸腐蝕等級

接觸腐蝕等級分3級，其中，0級為不引起接觸腐蝕，可安全使用；1級為引起接觸腐蝕，但影響不嚴重；2級為引起嚴重接觸腐蝕。

表2 不同材料和鍍覆層相互接觸時的接觸腐蝕等級

不同材料和鍍覆層相互接觸時的接觸腐蝕等級可以查詢GJB594A-2000，以下僅列出幾種常見材料之間的接觸腐蝕等級。

4 防止接觸腐蝕的措施

事實上，結(jié)構(gòu)中不可避免地在不同材料金屬和鉚釘之間直接接觸，此時，可采取如下措施。

（1）過渡鍍層調(diào)整；（2）活動結(jié)構(gòu)間使用潤滑油，不活動結(jié)構(gòu)使用漆；（3）使用絕緣材料；（4）保持環(huán)境密封、隔離；（5）不常拆卸的，結(jié)合面之間密封；經(jīng)常拆卸的，結(jié)合面之間使用不干性膩子，或與兩種金屬都允許接觸的墊片或鍍層進行調(diào)整過渡，或?qū)⒁赘g的材料或鍍層適當加厚。

5 不同夾層材料鉚接時鉚釘材料及表面防護的選擇

不考慮電搭接時，根據(jù)上文介紹的防止接觸腐蝕的措施，鉚釘通常釘桿部分蘸隔離密封膠鉚接，鉚接后釘頭墩頭進行化學(xué)清洗后涂底漆、面漆密封；考慮不同材料和鍍覆層相互接觸時的接觸腐蝕等級及鉚釘不同材料的價格（鈦合金>耐蝕鋼>蒙耐爾合金>鋁合金）、國內(nèi)外常見鉚釘不同表面防護層的性能（見表3），本文對鉚釘?shù)倪x擇做了優(yōu)先級排序見表4。

表4 不同夾層材料鉚接時鉚釘材料及表面防護的選擇（不考慮電搭接）

考慮電搭接時，鉚釘釘桿部分不能蘸隔離密封膠鉚接，鉚接后釘頭墩頭進行化學(xué)清洗后涂底漆、面漆密封；鈦板、鈦鉚釘由于電阻大，通常不選擇其做電搭接通路；復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件與金屬件之間，復(fù)合材料與復(fù)合材料之間，電搭接往往通過鋪設(shè)銅網(wǎng)、銅片、螺栓緊固件、托板螺母、導(dǎo)電膠條、導(dǎo)電漆、導(dǎo)電膠等將電流導(dǎo)走，而并非選擇通過鉚釘做電搭接；考慮不同材料和鍍覆層相互接觸時的接觸腐蝕等級及鉚釘不同材料的價格、鉚釘不同防護層的性能（見表3），本文對鉚釘?shù)倪x擇做了優(yōu)先級排序見表5，并以蒙耐爾離子鍍鋁鉚釘為例，分析其防電位腐蝕原理，見圖1。

圖1 蒙耐爾離子鍍鋁鉚釘防電位腐蝕原理示意圖

表3 不同夾層材料鉚接時鉚釘材料及表面防護的選擇（不考慮電搭接）

表5 不同夾層材料鉚接時鉚釘材料及表面防護的選擇（考慮電搭接）

6 結(jié)語

本文依據(jù)不同類金屬原電池腐蝕圖、不同材料和鍍覆層相互接觸時的接觸腐蝕等級，考慮不同材料電偶腐蝕、鉚釘不同表面處理層的性能、鉚釘材料價格以及密封膠的影響，分別對是否考慮電搭接的鉚釘材料及表面處理做出了優(yōu)先級排序，供結(jié)構(gòu)設(shè)計參考。