浅论电磁铆接技术在飞机上的应用

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浅论电磁铆接技术在飞机上的应用

作者：薛亮

来源：《中国新技术新产品》2013年第12期

摘要：本文介绍了电磁铆接技术的发展和特点，详细说明了电磁铆接技术和装置原理及

电磁铆接技术的应用情况。

关键词：电磁铆接；应力波；电磁调制器

中图分类号：V26 文献标识码：A

一、电磁铆接技术的应用

随着航天科学的高速发展，对材料的要求也越来越高。为了满足某些特殊要求，用高强度、耐高温、耐腐蚀的钛合金来代替铝合金。同时对钛合金的铆接工艺和铆钉材料也提出了相应要求。为了有效地将钛铆钉进行铆接，经过多次试验，研制成功了电磁铆接设备，在国内第一次成功地铆接了φ4mm、φ6mm的钛铆钉，铆钉镦头直径、干涉量、外观均符合标准。

二、电磁铆接技术和装置的原理

电磁铆接技术涉及高压脉冲技术、电磁学、电动力学、塑性动力学、材料学、制造工艺学等多个学科，是一项难度较高的综合性研究课题。电磁铆接铆钉的过程，可以视为弹塑性加载波在弹塑性线性硬化的有限长杆中传播和由固定端反射干涉而使铆钉塑性变形。装置原理图如图1，其主要组成部分有高压脉冲电源，电磁发生器，以及机床和测试系统等。

工作原理：220V交流电经变压器F升压，由硅堆D整流后对脉冲电容器组充电，储存电能，高压开关K导通后，电容器C放电，在电磁发生器中的放电线圈C1中产生强大的脉冲电流，同时在其周围形成强脉冲磁场。次级线圈C2中由于电磁感应而产生电涡流，此涡流磁场与原脉冲磁场反向。由于电动力作用，电磁调制器S的输入端输入一个弹性应力波。此电波在S中传播并调制、放大，从S输出端透射到铆钉中，应力波在铆钉中以弹塑性波形形式传播并在S小端的铆模和支座T之间来回反射，使铆钉产生塑性变形胀粗同时形成墩头。

充电后电容器中储存的电场能为：We=C·u02/2

放电时，电场能转换为磁场能为：Wm=LI2/2

放电电流

上列式中u0为充电电压，C、L、R分别为放电回路中总的电容、电感、电阻，a为二线

圈间距离。u0为真空磁导率。