ICS43.040.20CCST38團 體 標 準T/CSAE204－2021汽車用中低強度鋼與鋁自沖鉚接一般技術(shù)要求Generaltechnicalrequirementsforselfpiercingrivetingofmedium-lowstrengthsteelandaluminumforautomotivestructures2021-06-30發(fā)布 2021-06-30實施中國汽車工程學(xué)會發(fā)布CSAE標準CSAECSAE在本標準實施過程中，如發(fā)現(xiàn)需要修改或補充之處，歡迎將意見反饋至中國汽車工程學(xué)會，以便修訂時參考。中國汽車工程學(xué)會地址：1號院H座；電話郵編：100176；郵箱：wwq@。T/CSAE204T/CSAE204—2021T/CSAE204T/CSAE204—2021鏈鏈鏈鏈鏈鏈鏈鏈目 次前言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1自沖鉚接工藝 2一般技術(shù)要求 2材料選擇 2鉚釘選擇 3凹模選擇 3自沖鉚接設(shè)備 3自沖鉚接質(zhì)量檢驗方法 4無損傷檢測 4破壞性檢測方法 5返修方法 9附錄A （規(guī)范性） 不合格鉚點的式樣圖示 10I前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則 第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利，本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。本文件由汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟提出。（北京（深圳（天津有限公司。II汽車用中低強度鋼與鋁自沖鉚接一般技術(shù)要求范圍本文件適用于汽車用中低強度鋼與鋁自沖鉚接的質(zhì)量評價。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。ISO12996：2013驗規(guī)程(MechanicaljoiningDestructivetestingofjointsSpecimendimensionsandtestprocedurefortensilesheartestingofsinglejoints）ISO/TR機械連接接頭疲勞試驗導(dǎo)則（MechanicaljoiningGuidelinesforfatiguetestingofjoints）ISO14270：2016電阻焊焊縫破壞性檢測電阻點焊、焊縫及凸焊接頭的機械剝離試驗試樣尺寸及程序(ResistanceweldingDestructivetestingofweldsSpecimendimensionsandprocedureformechanizedpeeltestingresistancespot,seamandembossedprojectionwelds)ISO16237：2015程（MechanicaljoiningDestructivetestingofjointsSpecimendimensionsandtestprocedureforcrosstensiontestingofsinglejoints）術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1自沖鉚接 selfpiercingriveting鉚釘在外力（氣動、液壓或電動等動力）作用下，穿透第一層和中間層材料，同時在凹模空腔形貌鎖，這一過程稱作自沖鉚接。注：該技術(shù)可用于連接各類同種或異種材料組合，如帶鍍鋅層、有機層或預(yù)涂裝的鋼板以及鋁鋼混合板件或非金屬與金屬的混合板件材料組合。3.2底層板 bottomplate形成鉚接鎖扣的一側(cè)板材。13.3空鉚 emptyriveting鉚接時沒有鉚釘被壓入待鉚接板材。3.4鉚釘側(cè)傾 rivetroll鉚接時鉚釘未沿軸向進入板材，而是與軸向成一定角度翻轉(zhuǎn)嵌入。3.5鉚釘屈服 rivetyielding鉚接時鉚釘受壓墩粗縮短或釘角向外顯著彎折，未與底層材料形成有效互鎖。3.6雙鉚 doubleriveting在一個已經(jīng)鉚好的鉚釘上，疊加鉚接另一個鉚釘。自沖鉚接工藝自沖鉚接過程分別為定位、夾緊、送釘穿刺、擴張、成型階段，圖1為自沖鉚接工藝過程示意圖。定位階段:夾具定位待連接工件，預(yù)緊工裝(壓邊圈)向下運動壓緊待連接工件。夾緊階段：自沖鉚釘在沖頭垂直向下驅(qū)動力的作用下對待連接工件進行預(yù)夾緊。送釘穿刺階段：動力源驅(qū)動鉚釘下壓，使鉚釘刺穿上層和中層工件，直至鉚釘接觸下層工件。構(gòu)。（平頭鉚釘（壓邊圈回初始工位。定位 夾緊 送釘穿刺擴張 成型圖1 自沖鉚接工藝過程示意圖一般技術(shù)要求材料選擇1/3（若為鋼板，比例可以適當(dāng)降低），并且底層板材厚20.7mm；1500MPa800Mpa，800MPa鉚釘選擇參考特征：直徑、長度、硬度、表面鍍層、形狀等。鉚釘直徑：3.0mm5.0mm。鉚釘理論推薦長度為：L（鉚釘長度）=D(連接材料總厚度）+2.5mm。2圖2 常用的自沖鉚接鉚釘類型常見鉚釘表面鍍層材料：鋅鋁涂層、鋅鎳合金、鋅鐵合金。凹模選擇自沖鉚接設(shè)備控制系統(tǒng)C型鉗體控制系統(tǒng)C型鉗體鉚接系統(tǒng)動力系統(tǒng)安裝方式安裝方式圖3 自沖設(shè)備示意圖3C鉚接設(shè)備系統(tǒng)類型：手動型、自動型；按照安裝方式分為固定式、機器人移動式；送釘方式：手動放釘、帶式送釘方式、吹送釘方式等；動力系統(tǒng)：電池驅(qū)動、液壓缸驅(qū)動、數(shù)控伺服驅(qū)動等方式；等。自沖鉚接質(zhì)量檢驗方法無損傷檢測4)標引序號說明：1——2——鉚接材料；3——鎖扣內(nèi)側(cè)；4——釘體；5——鎖扣外側(cè)。圖4 自沖鉚接接頭外觀質(zhì)量檢測方法鉚釘頭部高度差應(yīng)在+0.3mm～-0.5mm鉚釘四周的材料沒有被破壞；鉚釘延展與底層材料形成鎖扣；工件背側(cè)的鎖扣應(yīng)該成形均勻且沒有裂痕；釘體向外延展（屬于破壞性檢測方法）。合格鉚點的樣式如圖5所示，不合格鉚點的式樣見附錄A。4a）鉚釘頭（鉚點正面）圖示(鋁) b）鉚扣（鉚點背面）圖示（鋁）圖5 合格鉚點形貌特征破壞性檢測方法截面幾何尺寸通過鉚接點截面關(guān)鍵幾何尺寸參數(shù)測量,評價鉚接質(zhì)量。截面主要測量幾何參數(shù)如下圖6所示,合格鉚接點主要滿足表1中參數(shù)。標引序號說明：K——鉚釘頭部高度差；dk——鉚釘頭部直徑；ddmax——鉚釘腿部延展直徑；dsk——底部成型點直徑；Sa1——左邊互鎖寬度；a2——右邊互鎖寬度；tmin——剩余材料厚度；hsk圖6 截面幾何參數(shù)測量圖5表1 重點截面幾何參數(shù)表項目幾何參數(shù)d5mm3mmtmin0.15mm0.10mma1、a2≥0.15mm≥0.10mmK+0.3mm～-0.5mm+0.3mm～-0.3mm注：其中K值為非破壞檢測，其余參數(shù)值均為破壞后檢測。失效鉚點的典型截面如圖7所示。a）鉚釘尾部穿透底層板材 b）鉚釘屈服墩粗彎折C）鉚釘和上層板材貼合不緊 d）鉚釘腿部斷裂圖7 失效鉚點典型截面圖示剪切拉伸性能剪切拉伸試樣尺寸要求和試驗方法參照ISO12996-2013產(chǎn)品完全一致。典型的失效模式有以下4種，如圖9～圖12所示。6T/CSAE204T/CSAE204—2021T/CSAE204T/CSAE204—2021PAGEPAGE11PAGEPAGE10圖8 剪切拉伸測試方法圖9 鉚釘從底層板材拉出圖10 上層板材從鉚釘頭中拉出圖11 板材失效圖12 鉚釘失效十字拉伸性能十字拉伸試樣尺寸要求和試驗方法參照ISO16237-2015標準執(zhí)行。典型的失效模式有以下3種，如14～圖16所示。圖13 十字拉伸測試方法圖14 鉚釘從底部板材拉出圖15 上層板材從鉚釘頭處拉斷圖16 鉚釘失效剝離性能剝離性能試樣尺寸要求和試驗方法可參照ISO14270-2016標準執(zhí)行。圖17 剝離測試方法疲勞性能疲勞性能試樣尺寸要求和試驗方法參照ISO/TR12998-2019標準執(zhí)行。面。此樣品如果與以后將要實際應(yīng)用的不一樣，此連接效果也不能代表以后的應(yīng)用效果。返修方法方法包括以下兩項：20mm如果不能補鉚，采用抽芯拉鉚。附 錄 A（規(guī)范性）不合格鉚點的式樣圖示空鉚：鉚接時沒有鉚釘被壓入待鉚接板材，詳見圖A.1。a）正面鉚釘頭側(cè)圖 b）背面鉚扣側(cè)圖A.1 空鉚圖示鉚釘側(cè)傾：鉚接時鉚釘未沿垂向進入板材，而是側(cè)向翻倒嵌入，詳見圖A.2。a）鉚釘頭側(cè)傾受壓變形 b）鉚扣非對稱變形圖A.2 鉚釘側(cè)傾圖示鉚釘穿透：鉚釘穿透底層板材，詳見圖A.3。圖A.3 鉚釘穿透圖示鉚釘屈服：鉚接時鉚釘腿部嚴重墩粗或向外彎折，鉚釘未與底層板材形成有效互鎖，詳見圖A.4。圖A.4 鉚釘屈服圖示鉚扣開裂：低延展率底層材料發(fā)生鉚扣刺穿或開裂，詳見圖A.5。a）鉚扣開裂 b）鉚扣嚴重開裂-鑄件圖A.5 鉚扣開裂