赵旭哲

(博尔豪夫公司，密歇根 特洛伊 48084)

0 前言

实现轻量化的三种途径包括采用轻质材料、合理的机械结构和先进的成形工艺，而轻量化多层板材先进连接工艺是实现轻量化的重要途径[1,2]。由于铝合金、镁合金、锂合金、钛合金、塑料、非金属复合材料、纤维板等轻质材料具有一系列优良特性[3,4]，如密度小、比强度高、耐腐蚀好、抗冲击性能良好、冲压工艺相对成熟、高回收再生性等，使得这些轻合金板材成为当今轻量化的理想材料[5-8]。多层板材的连接可通过熔化焊、钎焊和压力焊三种焊接工艺方法[5,6]。目前常用于铝合金多层板材的传统连接工艺包括非熔化极惰性气体钨极保护焊、熔化极氩弧焊、电阻焊等方法[7,8]，轻合金多层板材的固相状态的压力焊接式塑性成形连接工艺包括电阻焊的热连接和室温态下的塑性连接两种方式。其中的电阻焊的热连接方式需要连接板材必须导电，因此不适合塑料、非金属复合材料、纤维板轻质板材[5,6]。而铝合金板材由于金属铝本身的良好导热性和导电性、低熔点，导致电阻焊时效率低、变形大、连接性能差[7,8]，使得铝合金板材不宜采用电阻焊接的方式[9,10]。大量研究结果表明，铝合金、镁合金等多层轻量化板材的高效可靠的连接方式应该采用三种焊接方式中的固相状态的压力焊接式塑性成形连接工艺。大量研究结果表明，诸如铝合金、镁合金、锂合金、钛合金、塑料、非金属复合材料、纤维板等轻质材料，充分利用被连接材料的塑性，通过施加足够高的应力，使得多层板材材料的塑性流动，在被连接的板材之间形成S形状的机械锁，实现可靠连接室温下的连接方式，这种方式被称为锁铆连接技术[8,9,10]。……