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铝合金电磁铆接接头耐腐蚀特性研究
时间:2019-07-12 09:36:24来源:汉斯出版社
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提要:随着航天事业的快速发展,航天领域对运载火箭的承载能力有了更大的需求。适用于火箭框体的连接方式主要有焊接,螺接和铆接。

随着航天事业的快速发展,航天领域对运载火箭的承载能力有了更大的需求。在保证火箭框体的安全性能和可靠性能的前提下,尽可能地降低火箭框体的重量能够提升火箭的承载和续航能力,而铝合金结构的使用对于火箭框体的轻量化具有重要意义。

(图片来源于网络,侵删)

适用于火箭框体的连接方式主要有焊接,螺接和铆接而铆接连接强度高,可靠性好,工艺简单其中电磁铆接更有加载速率高,干涉量均匀,疲劳性能好,密封性、腐蚀性能好等优势。在还是出版社《材料科学》期刊中,有论文探究了ZL114A铸铝电磁铆接结构在盐雾环境下的力学性能和微观结构演化。对电磁铆接接头在不同腐蚀时间后的剪切和疲劳性能、微观结构和重量进行了分析。

实验研究结果为,接头受到长时间腐蚀后,刚度下降,剪切力–位移曲线斜率下降更快。未腐蚀电磁铆接接头的剪切性能明显高于腐蚀后的,最大剪切力随腐蚀时间的增加而减小。具体的,腐蚀1,2,3和4周与未腐蚀接头相比,最大剪切力分别下降8.5%,11.2%,11.5%和16.2%。腐蚀会对接头的疲劳性能造成重要影响。电磁铆接接头的疲劳寿命随着腐蚀时间的增加,逐渐下降。具体的,腐蚀1,2,3和4周与未腐蚀接头相比,疲劳寿命分别下降13.7%,54.5%,69.7%和77.8%。

通过微观观察结果表明腐蚀1~2周时间后,铝板表面的氧化层已经开始被腐蚀掉,搭接区表面开始出现龟裂现象,并且产生大量的微小腐蚀坑。随着腐蚀时间的增长,氧化层完全被腐蚀,腐蚀坑越来越大。腐蚀第3周后,局部氧化层已经脱落,开始腐蚀铝板基体。腐蚀第4周后,腐蚀现象更为严重,表面氧化层完全脱落。

电磁铆接试件重量随着腐蚀时间先增加后减小。腐蚀一周后,板与板之间存在大量腐蚀产物,并且表面氧化层还未脱落,试件重量增加明显。腐蚀二周后,局部的氧化层开始脱落,并且有大量腐蚀坑产生,导致重量开始下降。腐蚀三、四周后,试件受到腐蚀更严重,腐蚀坑越来越大,氧化层大面积脱落,试件重量进一步下降。

总的来说电磁铆接接头的剪切和疲劳性能都是随着腐蚀时间的增加而逐渐下降,电磁铆接试件重量随着腐蚀时间先增加后减小。结合微观观察结果分析,腐蚀一周后,板与板之间存在大量腐蚀产物,并且表面氧化层还未脱落,试件重量增加。腐蚀二周后,局部的氧化层开始脱落,并且有大量腐蚀坑产生,导致重量开始下降。腐蚀三、四周后,试件受到腐蚀更严重,腐蚀坑越来越大,氧化层大面积脱落,试件重量进一步下降。通过本文研究,深入了解了电磁铆接接头的耐腐蚀性,有利于推动电磁铆接技术的工程应用。

文章来源:https://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=31230

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铝合金 电磁 铆接 接头 耐腐蚀 特性 研究

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作者系郭珊珊

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