言歸正傳，我們接下(xià)來(lái)還是來(lái)介紹我們今天的主題：鉚接技術
鉚接的定義及曆史
鉚接的英文(wén)是Rivet，是一個機械詞彙，利用(yòng)軸向力将零件的鉚釘孔内的鉚釘墩粗并形成釘頭，使兩個或多個零件相連接的方法
鉚接在公元前3000年就已經出新了(le)，最早發現(xiàn)的鉚接源自(zì)于埃及，用(yòng)于制造木(mù)制的工(gōng)具，後來(lái)木(mù)鉚釘被高(gāo)盧人用(yòng)來(lái)進行緊固，公園7、8世紀的維京人在他(tā)們的船(chuán)上(shàng)也(yě)使用(yòng)到(dào)了(le)木(mù)鉚釘，木(mù)鉚釘的使用(yòng)一直延續到(dào)了(le)19世紀初，鋼鐵(tiě)工(gōng)業的發展解決了(le)木(mù)鉚釘容易開(kāi)裂的問題，使用(yòng)金(jīn)屬的鉚釘，使結構更牢固，即使是鉚接厚的材料也(yě)沒有問題。從(cóng)那個時(shí)候開(kāi)始，其他(tā)的連接技術也(yě)在快(kuài)速發展，但(dàn)直到(dào)現(xiàn)在，鉚接技術還是廣泛的應用(yòng)于材料連接應用(yòng)上(shàng)，包括航空(kōng)、航天、航海、車輛、空(kōng)調、家具等
鉚釘材料
爲了(le)能(néng)夠長期可靠的進行材料連接，實心和(hé)盲鉚釘一般都是金(jīn)屬制成的，常用(yòng)的金(jīn)屬材料包括：
1.鋁
鋁是一種銀白(bái)色金(jīn)屬，具有輕量化的特性和(hé)一定的耐用(yòng)性，一般會(huì)在鋁制的鉚釘材料裏面添加一部分的鎂，添加了(le)鎂之後的鋁合金(jīn)更牢固，抗拉伸強度更高(gāo)，通常這(zhè)種輕量化的鉚釘會(huì)用(yòng)在制造機翼、車輛或空(kōng)調系統等
2.高(gāo)碳鋼
一般碳含量超過0.5%。高(gāo)碳鋼具有耐磨的特性，通常會(huì)用(yòng)在相對(duì)惡劣的使用(yòng)環境下(xià)，如飛(fēi)機、汽車等的制造上(shàng)
3.鋼鐵(tiě)
鋼鐵(tiě)裏面的碳含量一般會(huì)更低(dī)一些(xiē)，從(cóng)強度上(shàng)來(lái)說也(yě)會(huì)比高(gāo)碳鋼差一些(xiē)，但(dàn)也(yě)具有相當的耐用(yòng)性，因此也(yě)經常用(yòng)在飛(fēi)機、汽車等的制造上(shàng)，在建築和(hé)夾具上(shàng)也(yě)會(huì)經常用(yòng)到(dào)
4.不鏽鋼
不鏽鋼是鐵(tiě)、鎳和(hé)鉻的合金(jīn)，裏面的鉻在其表面形成一層薄薄的保護層，使其能(néng)夠具有一定的防鏽能(néng)力。不鏽鋼的強度也(yě)相當高(gāo)，有相當的耐用(yòng)性，尤其适合需要防鏽的場合
5.銅
銅相對(duì)來(lái)說較軟，具有導電的特性，在承壓的情況下(xià)能(néng)夠有一定的變形，不太容易斷裂，由于其出色的導電和(hé)導熱特性，經常用(yòng)來(lái)制造電氣産品
6.銅鎳合金(jīn)
通常由銅、鎳、鐵(tiě)、鎂等合成，提升其強度，銅鎳合金(jīn)具有防鏽和(hé)抗壓的特性，在高(gāo)溫情況下(xià)也(yě)有較好(hǎo)的表現(xiàn)，在造船(chuán)業上(shàng)使用(yòng)較多
7.黃銅
黃銅是銅鋅合金(jīn)，是一種具有高(gāo)強度和(hé)易成型特性的材料，黃銅也(yě)是一種低(dī)摩擦的材料，不容易出現(xiàn)火花(huā)，這(zhè)個特性使黃銅适合用(yòng)在燃氣應用(yòng)上(shàng)
8.鍍層
很(hěn)多鉚釘上(shàng)有鍍層，通常會(huì)有鍍鋅和(hé)鍍鋼的方式使其具有防鏽的特性或提升強度
鉚釘的種類
1.實心圓頭鉚釘
這(zhè)是一種最古老(lǎo)和(hé)最可靠的緊固方式，在青銅時(shí)代的時(shí)候就有應用(yòng)。這(zhè)種鉚釘的基本組成部分包括一根軸和(hé)一個頭，通過錘子或鉚槍進行鉚接，通過壓裝的方式也(yě)能(néng)夠對(duì)這(zhè)種鉚釘進行鉚接
這(zhè)種鉚釘通常用(yòng)在需要高(gāo)可靠性、安全性的場合，例如飛(fēi)機，有些(xiē)工(gōng)匠(jiàng)還使用(yòng)實心鉚釘來(lái)制造中世紀盔甲、珠寶和(hé)金(jīn)屬裝飾品
高(gāo)強度結構鋼鉚釘在技術逐漸發展的過程中逐漸被高(gāo)強度螺栓給替代了(le)，主要原因是高(gāo)強度的結構鋼鉚釘的安裝需要熟練工(gōng)來(lái)進行鉚接，而一般高(gāo)強度螺栓隻需要簡單培訓就可以由一般的工(gōng)人進行安裝
2.半管狀鉚釘
半管狀鉚釘和(hé)實心鉚釘挺像的，除了(le)在鉚釘的尾部有一個空(kōng)心的孔，通過這(zhè)個孔就可以使用(yòng)較小(xiǎo)的力将這(zhè)塊區(qū)域壓開(kāi)
3.盲鉚釘
也(yě)就是我們常用(yòng)的拉鉚的鉚釘，有時(shí)候也(yě)被稱爲“POP”鉚釘（POP其實是原先的一個鉚釘制造商的品牌名稱，後來(lái)被史丹利給收購了(le)）。這(zhè)種鉚釘一般是空(kōng)心的，中間有一根芯軸，頭部有一個突出設計(jì)，并且設計(jì)了(le)一個相對(duì)較脆弱的區(qū)域，将鉚釘大(dà)的一頭放(fàng)入鉚釘孔内之後拉動芯軸，頭部的突起就會(huì)擠壓空(kōng)心部分使其變形，在受到(dào)一定的力之後，芯軸就會(huì)斷裂完成鉚接
由于這(zhè)種鉚釘隻需要在被鉚接零件的一側進行鉚接，不需要知(zhī)道(dào)另外(wài)一面的情況，所以被稱爲盲鉚釘
盲鉚釘是一種非常流行的鉚接方式，安裝方便，連接可靠，安裝工(gōng)具的成本低(dī)廉，安裝質量容易控制，從(cóng)手工(gōng)裝配到(dào)機器人自(zì)動裝配都有廣泛的應用(yòng)
4.Oscar鉚釘
這(zhè)種鉚釘的原理(lǐ)與盲鉚釘類似，也(yě)是隻需要在被鉚零件的一側進行操作(zuò)，區(qū)别是這(zhè)種鉚釘的空(kōng)心部分一般會(huì)有幾道(dào)挖空(kōng)區(qū)域（一般是3道(dào)），在拉動芯軸的時(shí)候，這(zhè)些(xiē)挖空(kōng)區(qū)域能(néng)夠使鉚釘頭部擠壓變形而展開(kāi)
5.驅動銷鉚釘
驅動銷鉚釘的結構也(yě)與盲鉚釘類似，區(qū)别是它具有一個較短的芯軸，同時(shí)芯軸不是往外(wài)拉，而是往裏面敲進去，同時(shí)撐開(kāi)空(kōng)心套，實現(xiàn)緊固的目的
6.平頭鉚釘
平頭鉚釘主要用(yòng)在金(jīn)屬外(wài)表面，這(zhè)些(xiē)外(wài)表面通常需要較好(hǎo)的外(wài)觀和(hé)消除不必要的空(kōng)氣阻力
平頭鉚釘一般安裝在沉孔裏面，因此也(yě)被稱爲沉頭鉚釘，經常用(yòng)在飛(fēi)機的外(wài)部安裝上(shàng)
7.自(zì)沖鉚釘
自(zì)動鉚釘和(hé)實心鉚釘、盲鉚釘等不同，它不需要鉚釘孔
自(zì)沖鉚釘是冷鍛出來(lái)的一種鉚釘，半空(kōng)心狀，尾部的外(wài)形使得鉚釘能(néng)夠方便的穿刺被鉚接的材料。一般來(lái)說，自(zì)沖鉚釘穿透材料的第一層，但(dàn)并不穿透最後一層，它使最後一層出現(xiàn)一定的形變，形成一個凸起
通常自(zì)沖鉚釘的材料硬度要高(gāo)于被鉚接材料
拉鉚形式由于其最終尺寸控制無法做到(dào)非常精準，而且一般都會(huì)需要處理(lǐ)斷裂後的芯軸，在實際應用(yòng)中更常見的是手工(gōng)裝配，在工(gōng)業應用(yòng)中逐漸被實心鉚釘替代，使用(yòng)各種不同形式的鉚接設備實現(xiàn)自(zì)動化
常見的鉚接應用(yòng)
青銅時(shí)期将劍柄與劍刃鉚接在一起
中世紀騎士的闆甲鱗片鉚接
Britannia Bridge（加熱至1000℃後進行鉚接）
埃菲爾鐵(tiě)塔，使用(yòng)了(le)250萬個鉚釘建成
幾種常見的自(zì)動鉚接方式之間的區(qū)别
1.壓鉚
壓鉚是比較古老(lǎo)的一種鉚接方式，通過對(duì)鉚釘的一側軸向上(shàng)施加壓力的方式使鉚釘變形成一個鉚釘頭，這(zhè)種鉚接方式通常需要較大(dà)的壓力使材料變形
一般鉚杆與鉚釘的接觸部分是整個鉚釘頭部，因此使鉚釘變形所需要抵抗的拉伸力也(yě)會(huì)更大(dà)一些(xiē)
鉚接完成後我們通過對(duì)鉚釘頭的金(jīn)相分析，可以看(kàn)到(dào)它的微觀結構上(shàng)出現(xiàn)了(le)明(míng)顯的硬化現(xiàn)象，鉚釘頭會(huì)變得更加脆弱，易裂開(kāi)。在使用(yòng)壓鉚的時(shí)候要注意鉚釘在鉚釘孔裏面的墩粗問題及鉚釘頭裂開(kāi)的問題
不過這(zhè)種鉚接方式有一個優點：節拍(pāi)短，通過施加一個大(dà)的壓力能(néng)夠快(kuài)速完成鉚接
2.旋鉚
旋鉚，通常也(yě)被稱爲圓周旋鉚，是使鉚杆在鉚釘頭部按照圓周方向的一個固定角度進行旋轉
鉚杆在旋轉的時(shí)候由于鉚釘材料在不斷被擠壓變形，鉚杆與鉚釘的接觸面一般都是圓半徑的一條線段，鉚釘的形狀也(yě)會(huì)影響到(dào)這(zhè)根接觸線
鉚接完成後鉚釘頭也(yě)一定程度上(shàng)被硬化了(le)，也(yě)會(huì)有一定程度上(shàng)的鉚釘頭裂開(kāi)的風(fēng)險，但(dàn)是由于圓周旋鉚所需要的鉚接力一般比壓鉚要小(xiǎo)一半左右，墩粗現(xiàn)象會(huì)得到(dào)更好(hǎo)的控制，但(dàn)相應的鉚接速度會(huì)慢一些(xiē)，同時(shí)由于鉚接過程中是一根接觸線的滑動和(hé)碾壓，整個鉚接過程的噪音(yīn)會(huì)相對(duì)大(dà)一些(xiē)
圓周旋鉚比較适合用(yòng)在管狀鉚釘上(shàng)，将空(kōng)心的鉚釘通過向内或向外(wài)碾壓的方式展開(kāi)，實現(xiàn)鉚接的目的，相較于壓鉚，能(néng)夠更好(hǎo)的進行最終鉚接頭外(wài)形和(hé)質量的控制，是目前用(yòng)的比較多的一種自(zì)動鉚接方式
3.徑向旋鉚
徑向旋鉚是在圓周旋鉚的基礎上(shàng)衍生出來(lái)的一個鉚接技術，鉚杆不再是簡單的進行圓周方向的旋鉚，同時(shí)還會(huì)有一個偏心圓的旋轉方向，鉚杆不斷在從(cóng)垂直放(fàng)行到(dào)最大(dà)角度進行變化
由于其旋轉軌迹的特性，在碾壓鉚釘的過程中，鉚杆與鉚釘的接觸面從(cóng)線變成了(le)點，因此鉚接使鉚釘變形所需要的鉚接力也(yě)降低(dī)到(dào)了(le)約40%的壓鉚力，鉚接過程的摩擦和(hé)噪音(yīn)也(yě)會(huì)比較小(xiǎo)
由于鉚接過程中的軸向力相對(duì)大(dà)一些(xiē)，徑向力較小(xiǎo)，徑向的強度仍能(néng)夠有效達到(dào)，鉚釘的微觀結構上(shàng)也(yě)幾乎沒有受到(dào)影響。同時(shí)由于鉚接過程中與鉚釘是點接觸，因此非圓柱形的鉚釘也(yě)可以進行鉚接，鉚接完成之後，鉚釘孔内的墩粗情況也(yě)是三種鉚接方式中控制的最好(hǎo)的
徑向旋鉚技術是20世紀才出現(xiàn)的鉚接技術，最早是Karl Friedrich在1966年申請(qǐng)獲得的專利。由于徑向旋鉚技術能(néng)夠更好(hǎo)的控制最終鉚接質量，并且鉚釘頭的形狀外(wài)觀也(yě)更美(měi)觀一些(xiē)，徑向旋鉚技術在工(gōng)業應用(yòng)中越用(yòng)越廣。在專利期過期之後，有越來(lái)越多的廠(chǎng)家開(kāi)始使用(yòng)這(zhè)項專利技術自(zì)己生産徑向旋鉚機，使徑向旋鉚技術獲得了(le)極大(dà)的推廣
