如果铆工罗西能接触到一种新的铆接技术，这个曾经在二战中成名的人物就能工作得更快，制造出更轻的产品。今天，太平洋西北国家实验室(PNNL)开发的一项新专利铆接技术使轻质镁更容易形成，并减少了连接每个铆钉所需的时间。
镁是一种最轻的金属，这使它成为汽车的理想燃料经济性。但在工业用途上，它落后于铝和钢，因为它有时易碎，很难塑成结构件。新的基于摩擦的铆接技术，称为旋转锤铆接(RHR)，避免了预热金属形成铆钉的需要，并改善了紧固接头。它也适用于铝铆钉，铝铆钉用于飞机制造。加工方法也明显更快，可以节省飞机和车辆建造的时间和金钱。
把旧的过程变成新的
铆接是连接不同材料的最古老的已知技术之一。亚博网站下载古埃及人用木铆钉把金属把手连接到陶罐上。铆接工艺代代相传，跨越文明，在罗马建筑、海盗船、中世纪盔甲和其他历史物品中都可以看到。
随着新材料的出现，19亚博网站下载th和20th几个世纪以来，钢铆接在建筑、桥梁、战舰和飞机等大量结构应用中无处不在。但是吸引人的过程几乎没有改变。带一个圆柱形金属蘑菇形状的帽子一端,滑柄或茎小孔在两种材料你想加入,然后用锤子打在柄的一端形成第二头两种材料一起说言之有理。亚博网站下载
试着用镁铆钉来做，它可能会碎裂。镁合金由于重量轻而具有较高的强度，但镁合金在室温下容易脆性。因此，通常情况下，镁合金铆钉会被加热，以使其足够软，以锤击和弯曲而不会折断。
加热每个铆钉很慢，也很贵，所以很少使用镁铆钉，尽管它们比用于连接镁板的铝铆钉轻30%。
锤击铆接是一种新的铆接技术
由PNNL开发的RHR技术不需要对镁铆钉进行预热。过程，描述在镁合金学报，采用镁铆钉，无需预热。它的速度是传统冲击铆接中预加热铆钉所需时间的4 - 12倍，并具有增强强度和防腐性能的额外好处。
RHR是搅拌摩擦焊的一个分支。这项技术使用一种叫做锤子的小型旋转工具。旋转力通过摩擦和变形产生热量，从而软化镁，形成铆钉头，同时也混合铆钉头的下侧以冶金方式与下方的金属板结合。这种金属的结合形成了一种连续的结合，防止了腐蚀。
“为了在锤子的转速和我们把锤子插入铆钉的速度之间找到合适的平衡，我们做了很多尝试，”首席研究员王天浩说。“但我们最终在加工范围内找到了一个最佳点，在RHR过程中，铆钉头没有与工具粘在一起，也没有开裂。”
这项新获得专利的工艺使金属变形，从而改变了其晶体结构。利用高倍显微镜，研究人员能够看到晶粒是如何被细化和调整方向，以使镁更易于形成和更强。
飞机制造铆接解决方案
通讯作者Scott Whalen指出，RHR也适用于铝铆钉，就像飞机上使用的铆钉一样。每架商用飞机上都有数十万个铆钉-；主要由2024-铝合金制成；惠伦说，这一过程可以降低成本，提高生产线的效率。
铝合金2024制成的铆钉在室温下存放时强度太大，无法铆接。因此，它们必须退火，或软化，然后储存在冰箱中，以保持它们的软之前铆接。
一旦在生产线上，这些“冰盒铆钉”必须在15-30分钟内使用，否则会变得太硬，无法铆接，”惠伦说。“然而，RHR可以在铝2024铆钉处于完全硬化状态后铆接，因此不需要冷藏。这意味着铆钉不再需要储存在冰箱里，铆接对时间不敏感，未使用的铆钉不再需要重新加热处理并重新放入冷藏库。”
更快的摩擦铆接技术
铝的RHR处理非常快。传统铆合每个铆钉需要1-3秒，而RHR只需0.25秒。节省的时间可以转化为每10万个铆钉节省40个小时。“如果采用RHR，那就意味着只需少花整整一周的时间在一架商用客机的一小部分上铆接，”惠伦说。
RHR只是PNNL开发的一套用于加工金属合金和复合材料的颠覆性制造技术之一。这些固相加工技术涉及在不熔化、加热、混合、制造和连接金属和其他材料的情况下变形材料。亚博网站下载与传统制造方法生产的材料相比亚博网站下载，这种材料具有非凡的性能。
作为加入核心计划的一部分，美国能源部的能源效率和可再生能源办公室、汽车技术办公室资助了RHR技术开发，以推进加入不同的轻质材料的技术，因为重量更轻的汽车和卡车消耗的燃料或电力更少。亚博网站下载
资料来源：https://www.pnnl.gov/