2024-04-No2-扣件技術新訊

余征諴博士 / 國立高雄科技大學 鍛造輥軋工程研究中心

各位【台灣扣件產業服務雲】會員先進們大家好，與您分享本期 #扣件技術新訊 (2024-04-No-2)：

#技術主題 : #高強度鋼鈑局部預熱壓鉚成形技術

傳統鉚接技術廣泛用於汽車行業中，以機械方式連接多層材料，但其承載能力低於電阻點焊，為提高鉚接接頭的承載能力，Dzupon 等人[1] 利用電阻點焊方法進行局部加熱，改變接頭頸部區域的微觀結構以提升其承載能力，使用 Ansys Workbench 進行壓鉚成形分析，包括夾持(clamping)、下壓(pressing)、底部成型(bottom-forming)以及鎖合成形(interlock-forming)等階段的材料變形流動過程。壓鉚的鋼板材質為HCT 600 X+Z (雙相熱浸鍍鋅鋼，1.0941 )與 HX420LAD+Z (細晶粒微合金低碳熱浸鍍鋅鋼，1.0935)，從拉伸剪切試驗結果知，利用電阻點焊進行局部加熱後的壓鉚接頭，與一般壓鉚接頭比較，可使材料 HCT600X+Z (1.0941)的承載能力平均提高 17% (自5540N提升至6525N)，使材料 HX420LAD+Z (1.0935) 的承載能力平均提高 25% (自3831N提升至5200N)。

透過局部預熱技術改善高強度鋼板的鉚接接頭性能，優點包括：

1. 局部改變微觀結構：包括從肥粒鐵-波來鐵結構轉變為更細小的肥粒鐵-麻田散鐵，可提高材料的局部硬度和強度。
2. 提高接頭承載能力：由於微觀結構的改善，鉚接接頭的機械性能得到增強，特別是在接頭的承載部位，這使得接頭能夠承受更大的拉伸和剪切力，從而提高了接頭的整體承載能力。
3. 改善材料塑性變形能力：鉚接過程中材料能更好地流動和充填模具，增加了機械鎖扣的效果，有助於形成更緊密牢固的接合。
4. 減少製造缺陷：預熱可以減少高強度鋼鈑在冷鉚接過程中可能出現的材料裂紋和其他缺陷，使材料變形更均勻，降低應力集中。
5. 提高接頭的均勻性：局部預熱可在接頭區域形成更均勻的硬度分佈，有助於提高接頭在多種載荷條件下的性能表現。

應用此局部預熱技術，改變金屬材料微觀結構，可提高壓鉚接頭承載能力，對於需要輕量化和高效連接的汽車和航空領域具有重要的實用價值。

應用該技術，可協助產業透過『高強度鋼鈑局部預熱壓鉚成形技術』，建立『壓鉚製程設計』之技術能量及相關研究開發之參考資料。

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#參考資料：

[1] Džupon, M., Kaščák, Ľ., Cmorej, D., Čiripová, L., Mucha, J., & Spišák, E. (2023). Clinching of high-strength steel sheets with local preheating. Applied Sciences, 13(13), 7790, https://www.mdpi.com/2076-3417/13/13/7790

[2] 台灣扣件產業服務雲, 扣件技術新訊, Vol. 2024-04-No2, https://www.tw-fastener.com/tfsc/knowledge/BLP_85065b08-d8fa-4b49-98a0-c6338d613fa1

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Tag: #Fastener, #Clinching, #Testing.

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