Connaissance de l'industrie des rivets bimétalliques

Les rivets bimétalliques sont un nouveau type de rivet joignant deux métaux différents par soudage à froid. Leur structure centrale est constituée d'une tige et d'une queue. La tige est constituée d'un alliage de titane à haute résistance (tel que le TC4), garantissant une excellente résistance au cisaillement du rivet. La queue est constituée d'un alliage de titane-niobium (tel que le Ti-45Nb), tirant parti de sa haute plasticité pour permettre une déformation plastique lors du rivetage. Cette conception structurelle permet aux rivets de contact bimétalliques de conserver une résistance élevée tout en offrant la flexibilité nécessaire pour s'adapter à diverses conditions de travail.

Les performances des contacts électroniques bimétalliques proviennent de leur combinaison unique de matériaux et de leur conception structurelle, offrant les avantages clés suivants :

1. Non-déformation de la tige :Pendant le processus de rivetage, la tige reste rigide et ne se dilate pas vers l'extérieur comme les contacts électriques en argent traditionnels. Cela évite d'endommager la paroi interne et la surface du trou dans les stratifiés composites, éliminant ainsi les problèmes de délaminage et de fissuration des trous qui peuvent survenir avec les rivets traditionnels lors de l'assemblage de matériaux composites.

2. Protection contre la corrosion galvanique :Le potentiel positif de la tige en alliage de titane correspond au matériau composite en fibre de carbone, empêchant efficacement la corrosion galvanique entre la fixation et le matériau de base, prolongeant ainsi la durée de vie du joint. Il est particulièrement adapté aux environnements corrosifs tels que les milieux marins et humides.

3. Excellentes propriétés mécaniques complètes :La tige est en alliage de titane TC4. Après traitement de vieillissement en solution, il atteint une résistance au cisaillement supérieure à 655 MPa et une résistance à la traction supérieure à 1 100 MPa. La tige est en alliage Ti-45Nb, qui présente une plasticité élevée et d'excellentes propriétés de travail à froid. Lors du rivetage, seule une petite force d'impact est nécessaire pour obtenir une déformation plastique de la tige, garantissant ainsi une connexion rivetée sécurisée.

4. Traitement léger et simple :L'alliage de titane a une faible densité (environ 4,5 g/cm³), ce qui réduit considérablement le poids par rapport aux rivets en acier traditionnels, contribuant ainsi à améliorer l'efficacité structurelle de produits tels que les avions et les engins spatiaux. Le processus d'installation est simple et peut être effectué par rivetage à la presse ou par rivetage au marteau, ce qui le rend adapté à une installation dans de petits espaces à l'intérieur des fuselages d'avions.

En raison de leurs avantages en termes de performances, les contacts électriques coulissants sont principalement utilisés dans l'industrie aérospatiale pour connecter des structures composites. Les applications spécifiques incluent :

• Rivetage des revêtements d'avion :Connecter des revêtements et des cadres composites sur des avions de nouvelle-génération (tels que le J-20 et le Boeing 787) en remplaçant les boulons à verrouillage élevé en titane traditionnels ou le contact fixe en argent, réduisant ainsi le poids structurel d'environ 15 à 20 %.

• Assemblage des composants du moteur :Rivetage de carters en alliage de titane et composites sur des moteurs d'avion (tels que les moteurs F-15 et F-22) pour répondre aux exigences de résistance dans des environnements à haute température et à hautes vibrations.

• Assemblage structurel hélicoptère :Connecter les composants composites des rotors d'hélicoptères et des cadres de fuselage pour résister aux vibrations et aux charges d'impact à haute fréquence.

Le processus d'installation des contacts bimétalliques Ag/Cu nécessite un contrôle strict pour garantir la qualité des joints. Les étapes clés sont les suivantes :
1. Préparation du matériel :Sélectionnez le appropriéContact argentémodèle (par exemple, type d'interférence standard ou importante) basé sur le scénario d'application. Nettoyer (enlever l'huile et les oxydes de surface) et effectuer un traitement de surface (par exemple, passivation) pour améliorer l'adhérence entre le rivet et le substrat.

2. Préparation du trou :Utilisez un foret dédié pour percer un trou dans le substrat (par exemple, matériau composite, alliage de titane). Le diamètre du trou doit être légèrement plus grand que le diamètre du rivet (généralement d + 0.1 mm à d + 0.2 mm). Évitez de percer un trou trop grand, ce qui pourrait desserrer le rivet, ou de percer un trou trop petit, ce qui pourrait fissurer le substrat.

3. Positionnement et fixation :Utilisez un dispositif pour aligner avec précision les contacts bimétalliques à tête froide avec le substrat, en vous assurant que l'axe du rivet est perpendiculaire à la surface du substrat pour éviter toute inclinaison pendant le rivetage.

4. Rivetage :À l'aide d'une machine de soudage par friction à inertie ou d'une riveteuse hydraulique, une pression est appliquée sur la queue du clou, provoquant sa déformation plastique (bouleversant la tête), reliant ainsi fermement la tige au matériau de base. La pression et la déformation lors du rivetage doivent être contrôlées pour éviter la déformation de la tige ou l'endommagement du matériau de base.

5. Contrôle de qualité :Après le rivetage, une inspection visuelle (surface exempte de fissures et de défauts), une mesure dimensionnelle (diamètre de la tête de renversement supérieur ou égal à 1,3d, hauteur supérieure ou égale à 0,34d, où d est le diamètre du rivet) et des tests de performance (essais de résistance à la traction et au cisaillement) sont effectués pour garantir que le joint répond aux exigences de conception.