浅析热铆工艺在叠片式起重机吊钩上的应用

摘要：文章简单阐述铆接的形式、热铆的原理、热铆工艺的内容、热铆操作分工和注意事项以及铆接缺陷分析及质量检查，热铆工艺在实际的生产中用于承受大冲击载荷或振动的大型钣金结构，以叠片式起重机吊钩为例，说明这种工艺的优点。

关键词：热铆铆接；叠片式起重机；起重机吊钩

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）17-0046-02

1 铆接形式

铆接按照安装方式不同分为冷铆和热铆，其中冷铆的特点是铆钉在常温状态下铆接，铆接前铆钉要进行退火处理，适用范围是铆钉直径不超过10mm、受力不大和不重要的构件；热铆的特点是铆钉加热后铆接，被铆件之间结合得十分紧密，适用范围是铆钉直径大于10mm的重要构件，一般是承受大冲击载荷或振动的大型钣金结构件。铆接的基本形式分为搭接、对接和角接，如表1所示。

2 热铆原理

当热铆时，除形成封闭钉头外，铆钉杆还应镦粗而充满钉孔；冷却时，铆钉长度收缩，使被铆接的板件间产生压力而造成很大的摩擦力，从而产生足够的连接强度。

3 热铆工艺

热铆工艺的主要内容包括铆接前准备、铆钉的加热温度、铆钉装配工艺及铆接工艺过程等。

3.1 热铆前的准备

热铆件装配时，必须将板件上的钉孔对齐，用相应规格的螺栓拧紧（或采用专用卡具夹紧）。在构件装配过程中，部分孔会因误差造成错位，所以铆接前需修整全部钉孔，使之同心并确保穿钉顺利。同时，预加工中留有余量的钉孔也要修正。为使构件之间不发生移位，还需将修整的钉孔尽量一次铰完，并先铰未拧螺栓的钉孔，再铰已拧入螺栓又卸掉后的孔。

3.2 铆钉的加热温度

铆钉加热的温度，取决于铆钉的材料和施工的方式。

3.2.1 始铆温度：利用手工或铆钉枪铆接时，铆钉的始铆温度需加热至1000℃～1100℃；用铆钉机铆接时，只需要加热到650℃～670℃。

3.2.2 终铆温度：铆钉的终铆温度应在450℃～600℃之间，终铆温度过高，会降低钉杆的压应力，使铆接件不能充分压紧。反之，若终铆温度过低，铆钉又会发生蓝脆

现象。

3.3 铆钉装配工艺

当铆钉加热至始铆温度后（铆钉整体颜色变成白色），可用穿钉钳夹住靠钉头一端，快速在硬物上敲掉铆钉上的氧化皮后，再快速、准确地将铆钉穿入钉孔，力求铆钉在高温下铆接。然后，先用钉把前端罩模罩住铆钉头，且保持钉把与铆钉头中心成一直线，再快速用力将铆钉头顶成形。开始顶钉要用力，待钉杆镦粗并胀紧钉孔使铆钉不易退出时，可减小顶钉压力，并利用钉把的颠动反复撞击钉头，使铆接更加紧密。

3.4 热铆工艺过程

铆钉枪铆接时，铆钉插入钉孔后，用顶具顶住铆钉头，将铆钉枪对准铆钉杆向下打，使钉杆镦粗后再逐渐将外露钉杆镦粗，先把铆钉杆打成蘑菇形，然后逐渐打成顶头形状，最后将铆钉枪绕着铆钉头转一圈，这样便形成一个完整的半圆形铆钉头，如图1所示的4个步骤。若出现钉杆弯曲、钉头偏斜时，可将铆钉枪角度做适当调整。钉头成形后，再将铆钉枪略微倾斜地绕钉头旋转一周进行打击，迫使钉头周边与构件表面密贴，但不允许过分倾斜以免铆钉枪头伤及构件表面。

3.5 热铆操作分工及注意事项

热铆操作一般四人组成一组，分别做四个工序的操作，其中一人负责加热铆钉，另一人负责传递铆钉和穿钉工作，其余两人分别作顶钉和掌握铆钉枪等，以共同协作完成铆接任务。如果铆钉加热炉与工作位置距离较远，传递工作应由两人完成，即一个人抛掷一个人接钉。

铆钉枪与其风管接头的连接会出现松动的情况，因此，在铆接过程中需常常检查，发现松动应及时紧固，以免发生事故。铆接结束后，应对铆钉逐个检查，若发现松动且不能修复时，应铲掉重新铆接。

4 铆接缺陷分析及质量检查

4.1 铆接缺陷分析

铆接时操作不当或因其他原因，会造成铆接缺陷，当产生缺陷时，会削弱构件的连接强度，因此必须将铆钉拆掉重铆。

4.2 铆接质量检查

检查铆接质量可用重0.3kg的小锤，轻轻敲打铆钉头，以确定铆钉紧密程度是否合格，并用目测做外观和尺寸的检查；各零件间的紧密程度，用厚薄规进行检验，发现铆钉松动或别的缺陷，应铲去重新铆接。铲除半圆形钉头时，可用风凿或氧气切割的方法，然后将钉杆冲出，但不应损伤构件。

5 热铆工艺在叠片式起重机吊钩上的应用

起重机吊钩根据制造方法不同，分为锻造吊钩和叠片式板钩。锻造吊钩一般采用20号钢，经过锻造和冲压，退火热处理，再进行机械加工；而叠片式板钩只用在75吨以上的起重机上，一般是由每片厚度为30mm的钢板铆接制成，如图2所示：

图2 叠片式起重机吊钩钻孔后示意图

叠片式板钩是由多片构片叠放在一起，钻孔后采取铆接的方式进行紧固，叠片式板钩由于其板片在使用中不可能同时断裂，再加上热铆的原理，铆钉杆镦粗后充满钉孔，冷却后铆钉长度收缩，使被铆接的板构片间产生压力，而造成很大的摩擦力，从而产生足够的连接强度，所以说通过热铆制造的板钩可靠性是非常高的。

参考文献

[1] 张冲.基于ANSYS Workbench的叠片式吊钩热力学分析[J].质量技术监督研究，2012，（4）.

作者简介：胡蕾（1985―），男，秦皇岛首秦钢材加工配送有限公司焊接助理工程师，研究方向：热加工。