TCSAE 204-2021 汽車(chē)用中低強(qiáng)度鋼與鋁自沖鉚接 一般技術(shù)要求

ICS43.040.20CCST38團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CSAE204－2021汽車(chē)用中低強(qiáng)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(shí)施中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)發(fā)布CSAE標(biāo)準(zhǔn)CSAECSAE在本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)需要修改或補(bǔ)充之處，歡迎將意見(jiàn)反饋至中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)，以便修訂時(shí)參考。中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)地址：1號(hào)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(yǔ)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(yàn)方法 4無(wú)損傷檢測(cè) 4破壞性檢測(cè)方法 5返修方法 9附錄A （規(guī)范性） 不合格鉚點(diǎn)的式樣圖示 10I前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利，本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由汽車(chē)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(chē)用中低強(qiáng)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(chē)用中低強(qiáng)度鋼與鋁自沖鉚接的質(zhì)量評(píng)價(jià)。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(yàn)規(guī)程(MechanicaljoiningDestructivetestingofjointsSpecimendimensionsandtestprocedurefortensilesheartestingofsinglejoints）ISO/TR機(jī)械連接接頭疲勞試驗(yàn)導(dǎo)則（MechanicaljoiningGuidelinesforfatiguetestingofjoints）ISO14270：2016電阻焊焊縫破壞性檢測(cè)電阻點(diǎn)焊、焊縫及凸焊接頭的機(jī)械剝離試驗(yàn)試樣尺寸及程序(ResistanceweldingDestructivetestingofweldsSpecimendimensionsandprocedureformechanizedpeeltestingresistancespot,seamandembossedprojectionwelds)ISO16237：2015程（MechanicaljoiningDestructivetestingofjointsSpecimendimensionsandtestprocedureforcrosstensiontestingofsinglejoints）術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1自沖鉚接 selfpiercingriveting鉚釘在外力（氣動(dòng)、液壓或電動(dòng)等動(dòng)力）作用下，穿透第一層和中間層材料，同時(shí)在凹模空腔形貌鎖，這一過(guò)程稱作自沖鉚接。注：該技術(shù)可用于連接各類(lèi)同種或異種材料組合，如帶鍍鋅層、有機(jī)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(shí)沒(méi)有鉚釘被壓入待鉚接板材。3.4鉚釘側(cè)傾 rivetroll鉚接時(shí)鉚釘未沿軸向進(jìn)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(shí)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(gè)已經(jīng)鉚好的鉚釘上，疊加鉚接另一個(gè)鉚釘。自沖鉚接工藝自沖鉚接過(guò)程分別為定位、夾緊、送釘穿刺、擴(kuò)張、成型階段，圖1為自沖鉚接工藝過(guò)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(yùn)動(dòng)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(dòng)力的作用下對(duì)待連接工件進(jìn)行預(yù)夾緊。送釘穿刺階段：動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)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(kuò)張 成型圖1 自沖鉚接工藝過(guò)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(zhǎng)度、硬度、表面鍍層、形狀等。鉚釘直徑：3.0mm5.0mm。鉚釘理論推薦長(zhǎng)度為：L（鉚釘長(zhǎng)度）=D(連接材料總厚度）+2.5mm。2圖2 常用的自沖鉚接鉚釘類(lèi)型常見(jiàn)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(dòng)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(lèi)型：手動(dòng)型、自動(dòng)型；按照安裝方式分為固定式、機(jī)器人移動(dòng)式；送釘方式：手動(dòng)放釘、帶式送釘方式、吹送釘方式等；動(dòng)力系統(tǒng)：電池驅(qū)動(dòng)、液壓缸驅(qū)動(dòng)、數(shù)控伺服驅(qū)動(dòng)等方式；等。自沖鉚接質(zhì)量檢驗(yàn)方法無(wú)損傷檢測(cè)4)標(biāo)引序號(hào)說(shuō)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(cè)方法鉚釘頭部高度差應(yīng)在+0.3mm～-0.5mm鉚釘四周的材料沒(méi)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(méi)有裂痕；釘體向外延展（屬于破壞性檢測(cè)方法）。合格鉚點(diǎn)的樣式如圖5所示，不合格鉚點(diǎn)的式樣見(jiàn)附錄A。4a）鉚釘頭（鉚點(diǎn)正面）圖示(鋁) b）鉚扣（鉚點(diǎn)背面）圖示（鋁）圖5 合格鉚點(diǎn)形貌特征破壞性檢測(cè)方法截面幾何尺寸通過(guò)鉚接點(diǎn)截面關(guān)鍵幾何尺寸參數(shù)測(cè)量,評(píng)價(jià)鉚接質(zhì)量。截面主要測(cè)量幾何參數(shù)如下圖6所示,合格鉚接點(diǎn)主要滿足表1中參數(shù)。標(biāo)引序號(hào)說(shuō)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(diǎn)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(cè)量圖5表1 重點(diǎn)截面幾何參數(shù)表項(xiàng)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(cè)，其余參數(shù)值均為破壞后檢測(cè)。失效鉚點(diǎn)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(diǎn)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(yàn)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(cè)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(yàn)方法參照ISO16237-2015標(biāo)準(zhǔn)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(cè)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(yàn)方法可參照ISO14270-2016標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。圖17 剝離測(cè)試方法疲勞性能疲勞性能試樣尺寸要求和試驗(yàn)方法參照ISO/TR12998-2019標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。面。此樣品如果與以后將要實(shí)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(xiàng)：20mm如果不能補(bǔ)鉚，采用抽芯拉鉚。附 錄 A（規(guī)范性）不合格鉚點(diǎn)的式樣圖示空鉚：鉚接時(shí)沒(méi)有鉚釘被壓入待鉚接板材，詳見(jiàn)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(shí)鉚釘未沿垂向進(jìn)入板材，而是側(cè)向翻倒嵌入，詳見(jiàn)圖A.2。a）鉚釘頭側(cè)傾受壓變形 b）鉚扣非對(duì)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(jiàn)圖A.3。圖A.3 鉚釘穿透圖示鉚釘屈服：鉚接時(shí)鉚釘腿部嚴(yán)重墩粗或向外彎折，鉚釘未與底層板材形成有效互鎖，詳見(jiàn)圖A.4。圖A.4 鉚釘屈服圖示鉚扣開(kāi)裂：低延展率底層材料發(fā)生鉚扣刺穿或開(kāi)裂，詳見(jiàn)圖A.5。a）鉚扣開(kāi)裂 b）鉚扣嚴(yán)重開(kāi)裂-鑄件圖A.5 鉚扣開(kāi)裂