电磁铆接技术国内外研究进展

黄运凯，张旭，李杰，崔俊佳

（1.长沙理工大学 汽车与机械工程学院，长沙 410114；2.北京理工大学 深圳汽车研究院，广东深圳 518118；3.湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点试验室，长沙 410082）

电磁铆接技术是基于传统铆接和电磁成形工艺发展起来的一种装配工艺，装配工艺原理如图1 所示。电磁成形设备通过对电容器组充电储能，能量充到预定值后闭合放电开关，通过置于铆接工装中的平板线圈进行释能放电。放电瞬间，储能电容、放电线圈以及系统内阻构成的振荡电路产生交变电流，使线圈周围产生交变磁场。在交变磁场作用下，与线圈贴合的铜质驱动片表层会感生出交变涡流，进而产生感生涡流磁场。线圈磁场与涡流磁场产生相反的斥力推动冲头压缩铆钉形成钉头，锁紧被连接板材。

图1 电磁铆接原理Fig.1 The principle diagram of electromagnetic riveting

与常规铆接工艺[1—2]相比，电磁铆接过程加载速度快、冲击力大，有利于高强度难变形材质铆钉成形；应力波传递干涉配合充分、均匀，可减少板材孔壁冲击损失；铆接过程中参数便于控制而且铆接工艺精确稳定。

1 电磁铆接装备研究

在国外，俄罗斯和美国最早开始研究电磁铆接技术，主要偏向于技术应用方面，基础研究方面报道较少。20 世纪70 年代，俄罗斯伏尔加航空工艺研究院研发了世界上第1 台电磁铆接设备，已应用于伊尔-86和TY-154（见图2a）等型号飞机部分构件铆接装配之中。随后该单位在20 世纪80 年代研发了配备有加热装置的手提式电磁铆枪，投产应用于发动机燃烧室壳体（见图2b）Cr-Ni 钢铆钉铆接装配过程中[3]。……