« 铆接失效类型、形成原因及解决办法胶接接头的破坏力学 »

零件铆接失效举例

    金属材料铆接装配失效模式主要有铆钉掉落、铆接件破裂等。主要原因是钻孔不良、铆接过度和铆钉材料及配合不好等。铆钉在铆接过程中主要承受多次冲击载荷作用;铆接后主要承受剪切应力和附加的振动应力作用。有的铆钉(例如飞机发动机进气道蒙皮铆钉),不仅承受较大的交变应力,而且还受到燃气及温度的冲击,工作条件恶劣,因此,使用中常发生铆钉掉落现象。

        1、铝铆钉掉头失效

        LY10合金进气道铆钉,装配后在试车过程中多次发生铆钉断裂掉头现象。

        掉头铆钉的宏观断口上有疲劳弧线,微观断口有疲劳条痕特征,属疲劳断裂。

        进行模拟试验发现,按所在部位铆钉与板的组合条件,加大使用应力或钉头歪斜时,板材裂缝而铆钉完好;只有当复铆(因铆接质量有问题,拆下后加大铆钉直径的情况下重铆)时才会发生铆钉掉头现象,因此,该铆钉掉头属铆接交变应力致使的疲劳断裂。

        2、飞机蒙皮破裂

        某飞机飞行约600h,发现在左翼蒙皮铆钉孔处有长约50mm的人字形裂缝。蒙皮为2.5mmLC4铝合金板材。

        裂缝起源于铆钉孔侧壁,毛刺处沿铝板平面斜向发展,断口发黑。基体金相组织正常,裂缝为沿晶扩散,断口经二次复型在电镜下观察为沿晶断裂,晶面有腐蚀麻点。因此,裂缝属于应力腐蚀裂缝。原因是铆接装配恒应力(铆钉蜒壁一侧受力较大)以及铆钉孔壁毛刺处应力集中和使用地区潮湿气候共同作用下,产生的高应力腐蚀裂缝。

        3、抗剪铆钉掉落失效

        LC3高抗剪铆钉用于某机发房部位的铆钉。1974年铆接上发房后,未经使用,六年后对发房进气道排故障铆接时,由于振动,距离铆接部位约300mm处有直径6mm的高抗剪铆钉断裂掉落,再用榔头敲击其他部位,又有三只铆钉断裂掉落:后又继续发生掉落。

        钉杆断裂部位沿细颈部或沿钉套与夹板交界处的钉杆部位:断口呈脆性,断口面上有反光刻面。沿钉杆轴向、与断面垂直方向切取试样金相检查,发现为沿晶断裂,呈冰糖块花样。

        因此,LC3高抗剪铆钉掉落属于应力腐蚀断裂。原因是由于LC3高抗剪铆钉铆接后虽未经使用,但由于铆接应力大,在大气介质中产生应力腐蚀。

        4、下壁梁铆接破裂

        ZM-5合金下壁梁大头缘条第10根铆钉孔表面有一条长约l0mm、深为8mm的裂缝。

    第二铆钉孔表面发现一条长约7mm深为1mm裂缝,所有裂缝均向同一方向倾斜。因此,该下壁梁铆接破裂属于铆接应力过大所致。

        5、铆钉铆接掉头

        MLl5钢制铆钉(直径5mm)用于钢制板件、框架的连接。本批按正常工艺进行铆接的铆钉掉头比率高达70%以上。而且掉头均发生在刚开始铆接1~2s内(规定5s铆完)。

        铆钉长l0mm,头部呈半圆形,每次都断在头和杆之间的过度部位。铆钉断口附近无明显变形,断口粗糙呈闪光小刻面状,闪光小刻面显示出典型的河流花样。用光学投影仪测定失效件断裂部位的R角,其值为0.07~0.09mm,比规定值1~3mm都小。冲压模具R实测为1mm,不符合1~3mm的规定要求。金相组织检查为铁素体+珠光体,且晶粒粗大。因此,该批铆钉掉头属于多次冲击导致解理脆性断裂。原因是R值太小和材质晶粒粗大。

        6、下接头铝铆钉断裂

        直升机短翼浮同下接头LYl0铝铆钉于1982年装配,1983年夏天在静水池中做过两个月水密性试验,于198512月维修擦拭过程中发现铝铆钉掉落。

        铆钉宏观断口为脆性断口,无变形,整个断口都有闪光刻面。在电镜下观察,发现为沿晶断裂。断口处铆钉表面阳极化膜已不完整,有裂缝状黑色腐蚀产物。因此,该铆钉掉落属于应力腐蚀断裂。原因是铆钉实受应力为抗拉强度的70%左右,在潮湿炎热的工业性气氛中产生应力腐蚀。

        7、铝铆钉铆接破裂

        LYl0铝合金铆钉(直径3mm)在飞机蒙皮铆接时破裂脱落。金相检查裂缝的显微组织,发现铆钉裂缝沿材料成分及组织偏析带产生并扩展。因此,铆钉铆接时破裂脱落属于原材料成分偏析引起组织和硬度偏析所致。

本文链接地址:http://www.hj9411.com/post/5740.html(复制链接)

« 铆接失效类型、形成原因及解决办法胶接接头的破坏力学 »

发表评论:

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。

日历

最新评论及回复

最近发表

Copyright Hj9411.Com 机械技术网苏ICP备07006392号