汽车推力杆热铆接工艺设计
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温度下的屈服强度 。
为套管在铆接终止
铆接压 力机压力 的设 定应根据Ｐ ，并考 虑在铆接 ｎ 过程 中的压力机和铆 接模具本 身的压力损失 ，适 当设 定压力机的压力值 。
的。但过 高的加热温 度或较长 的保 温时 间都 会使奥 氏
体长大 ，影 响材料 的性能… 。对 于亚共 析钢来说 ，中频
Ｋ ｙ ｗ ｏ ｄ ：ｈ ｔｃ ｉ ｅ ｒｓ ｏ ｒ ｍｐｉｇ； ｈ ｕ ｔ ｏ ｔ ｎ ｉｎ ｔ ｓ ； ｏ ｓ ｏ ａ ｅ ｔ ｎ ｔ ｒ ｓ ｄ； ｅ ｓｏ ｅ ｔ ｔ ｒ ｉ ｎ ｌ ｓ ｒ ｔ
１ 工艺现状及热铆接工艺原 理
汽 车推力杆广 泛应用 于双后桥平 衡悬架 和空气悬 架 载重车 和客车上 ，用来保持 两车桥之 间或 车桥 与车 架 之间 的相对 位置 ，传 递汽 车的纵 向力 和横 向力 ，还 可 传递其 它各 方 向的力 和力矩 。汽车推 力杆 主要 由球 头 、球 铰和套 管组成 （ 如图 １ 所示 ）。球头与套管 的连 接方式主要 有 ：焊接 和热铆 接 。球头 和套管 连接部位 要求能够承受一定 的转矩Ｔ 和拉压力Ｆ 。
加热过程 中，加热温度超过 时 ，珠光体转变 为奥 氏 体 ；加热温度超过Ａ ¨时 ，铁 素体转变为奥 氏体 。由于
加热 时间很快 ，又没 有保温 时间 ，只能使部 分珠光 体
３ 试 验 验证 及 实例
汽车推 力杆热铆接Ｔ艺 具有很多特点 ，必须通过
理论分 析和大量试 验相结合 的方 法进行设计 。设 计步 骤 ：查 出套 管材料的相变温度Ａ ， ｒ ，通过试 验找出在热 铆接加 热速率和变形 比条件下材料 再结晶温度 ；通过 对铆接后 套管金相 分析和机械性 能分析 ，确定套 管 的
好 、生产效率高等优点 ，为汽车推力杆 的组装提供 了一种较好的工艺。
关键词 ：热铆接 ；推力杆 ；拉压试验 ；扭 转试验 中图分类号 ：Ｕ４ ；ＴＧ ９ ６ ４８ 文 献标志码 ：Ｂ 文 章编号 ：１０ — ３ １（ ０ ８ ０ — ０ ８ ０ ０６ ３ ３ ２ ０ ） ５ ０３～ ３
２１ 从套 管的金相组织 变化分析 ．１ ． 热铆接过程可 以认为是类似于锻造 的一种热加工。 热加Ｔ与冷加工 的区分 以金属的再结晶温度 为界限 ，凡 在再结 晶温度以上的加 变形为热加 Ｉ。热加工后金属 Ｊ 的组织和性能发生很大变化 ，金 属的致密度提高 ，晶粒 细化并形成热加丁 “ 纤维组织” （ 流线 ），但热加＿温 Ｔ 度过高 （ 热加 工的终止温度 ），有可能使金属得到粗 大 的晶粒 ；反之 ，若热加工的温度过低 ，在金属 中会造 成
结晶温度 ，同时 ，加热温度Ｔ也不能过高 。 ． 共析 钢在加热 Ａ 或 Ａ 以上 时将形成 奥 氏体 ， 控制加 热温度和保温 时间可 以使 全部组织转 化为较 细 的奥 氏体 晶粒 ，达到 细化 晶粒 、改善 钢 材性 能 的 目
面积 ，Ｉｎ；Ｋ为外径 内径 比 ； ｌ ｌ ｌ
根据套 管在热铆接温度 下的屈服强度 和热铆接 的
承载而积计算热铆接压力。
。 ； 。 ； ＝ｐｏ ｏ ＳＩ ２ ｌ
式中 ：Ｐ为内表面压强 ，Ｍ ａ Ｐ 为内表面压力 ，Ｎ；Ｐ Ｐ； ， ｏ 为外表面压强 ，Ｍ ａ ｏ Ｐ ；Ｐ 为外表 面压力 ，Ｎ；Ｓ为承载
温度Ｔ必须保证 经过时 间ｔ 后的铆接终止 温度Ｔ 于再 扁
图２ 套 管 与球 头 接触 示 意 图
铆接后 承受轴 向力的计算 ：
４Ｆ
式 中 ：Ｆ为承受 的轴 向力 ，Ｎ；ｎ为波 纹数量 ；Ｄ、ｄ 分 别为套管波汶 的大 、小径 ，ｍｍ 。 波纹数量 、波纹尺寸Ｄ、 和总接触面积是几个相互 ｄ
关联的参数。通常隋况下，Ｄ＝ ＋（ ～ ）， ＝ ～ 。 ２ ３ ５ ７
Ｍ＝ ０ ２ Ｉ 用下未发生任何滑移和转 动现 Ｉ ０～１ ０Ｎ・ｎ ８ ９ 作 象 。因此 ，该工艺设计完全满足使用要求 。
提高 。加热 到８ ０℃加热 区金 相组 织发生 变化 ，铁 素 ６
体 明显减少 ，珠光 体增多且 增大 ，晶粒粗化 ，套管脆
球头 连接部位 加工成波纹 形状 ，套 管加热后套 人
球 头波纹部分 ，压 力机通 过专用模 具使套 管变形 ，变
形后套 管与球头 的波纹部 分紧密结 合 。随着套管温 度
３ ８
大 ，而 套 管 的线 性 尺 寸减 小 ，并 随着 套 管 温 度 的 降
材料 ・ 工艺 ・ 设备
２ ０ ： 第５ ０ ８Ｅ ￣ 期 客 车 技 术 与 研 究
不牢固、产 品质量稳定性较差等问题 。热铆接推力
杆 能满 足 组装 强 度 ，套 管 内孔 无需 加 工 ，并 且 具 有 组 装一 致 性好 、生 产效 率ห้องสมุดไป่ตู้高 、能源 消 耗 低等 优 点 。 目前 ，在 国外 广 泛 应用 ，在 国内 的应 用 也处 于 快 速
发展 阶段 。
中快速加热 （ ０ １ ），将套管加热到 温度Ｔ ；经历 １ ５ｓ ， 时间ｔ （ 空气 中冷 却５～８ｓ ，铆接 过程５～８ｓ ），套 管
客 车 技 术 与 研 究 ２ ０ 年 第５ ０８ 期
材料 ・ 工艺 ・ 设备
汽 车推 力杆热铆接工 艺设计
李 建林 ，张俊 荣 ，林 胜 ，刘 中用 。张 亚新 ４２ ０ ） １ ０ ７ （ 洲 时代 新材 料科技 股 份有 限公 司 ，湖 南 株 洲 株
摘 要 ：主要介绍汽车推力杆 的热铆接 工艺及 其试验 方法。该工艺既能满足连接 强度 ，又具有组装一致性
接后金相 图 ；图５ 为加热 ￣ ８０ｏ铆接后金相 图。 Ｕ３ Ｃ
图３ 套管原材料金相图
图４ 加热 ￣７ ０℃铆接后金相 图 １６
图５ 加热 到８ ０℃铆接后金相图 ３
通过 金相检 测分 析 ，加 热到７ ０℃后 铆接 部位 金 ６
相组织 晶粒变细 ，组织较均 匀 ，套 管 的机械 性能得 以
的时间ｔ 。 。因此 ，ＴＥＴ 、ｔ 。 ａ 所决定 。
焊接 推 力 杆要 求 套 管 内孔 加 工 精 度要 高 。套 管
内孔加 工 后容 易 形 成 台 阶 ，产 生应 力 集 中 ，同时 受
焊 接材 料 和 国 内焊 接工 艺 水 平 的 限制 ，易 出现 焊 接
热铆接 过程 中套 管的温度 变化过程 ：中频加 热炉
３ ９
客车 技 术 与 研 究 ２ Ｏ 年 第５ ０８ 期
材料 ・ 工艺 ・ 设备
热铆 接 时 ，套 管 的加 热 温度 应 控 制在 ７ ５～７ ５℃之 ５ ８ 间，铆接温度应 大于再结 晶温度６ ０ｏ。 ５ Ｃ
图３ 为套 管 原材料 金相 图 ；图４ 为加热 到７ Ｏｏ铆 ６ Ｃ
加热温度 ；通过热铆 接后抗扭力矩 和轴 向力试验 ，设
和铁 素体转化为奥 氏体 。通 常情 况下 ，通过 多组试 验 找 到最 佳 的加 热温 度 ，最 佳 的加 热温 度 一般 在 ＋
（ ０～５ ２ Ｏｑ Ｃ）。
２１ ．２ 从铆接组装 强度分析 ．
热 铆 接 完 成 后 ，套 管 在 冷 却 过 程 中 ，内 径 和 外 径
加热 温度和 压力机压 力等措施 ，实现球 头和套 管的各
种铆 接强度 ，并通过 转矩试验 和拉压试 验验证 其连接 强 度 。波纹数 量Ｎ、加 热温度 Ｔ 、压力 机工 作压力 Ｐ 等
工 艺 参数 主要 根 据 汽车 推 力杆 的载 荷受 力 工 况 和球 头 、套管金属零件 的材料特性进行设 计 。
Ｕ Ｆ ２． 加 热 温 度 和 铆 接 温 度 的确 定 一 １
图１ 汽车推力杆总成和转矩与拉压试验方 向
热铆接工 艺过程 中有两个温 度参数 ：铆接套管 加 热初始温度Ｔ和铆接 时套管 温度 Ｔ （ ２ 压力机加到最大压 力 时套管 的温度 ），从套管 的加热 到铆接 的完成需要
低 ，套管材料 的弹性模量增 加 ，使 套管 球头之 间形 成越来越紧的结合力。
表１ 热铆接 中套管的温度变化情况 （ 环境温度２ Ｏ℃ ）
加 热 温 度 （ ）Ｔ ７ ０７ ｌ ５ ５ ５ ５ ２ ２ ４ ４ Ｉ３ ２ ℃ ． ６ ６ ０７ ｌ ｌ ８８６８７８ ０８ １ ０８（ ７ ７ ７ ８ 铆 接 温度 （ ）Ｔ ３ ３ ２ ３ ３ ３ ０ ０ ０ １Ｉ０ ９ ℃ ，７ ０７ ７７５７ ４７ ４７ ０７０８２８ ６８ ０８ ５７ｚ
计球头和套管波纹部分 的结构 。 下面是一 种常用推力杆 的铆 接工艺开发过程 ：套 管材料 ：２ 钢 ；套管尺寸 ： ５ ６ ０ ０× ；铆接强度 ：转矩 ≥ｌ ０ ０Ｎ・ ２ ｍ，轴 向拉压 ≥１０ Ｎ ２ 。 ｋ
３１ 加 热 温度 和 铆 接 温 度 的 确定 ．
均收缩 ，套管对球 头产生很大的正压力 （ 见图２ ）．正
温 度变 为Ｔ 。 通过大 量 的试 验验证 （ ， 见表 １ ），在 ０ —
３ ＝ ０ ｃ 的环 境 温 度 下 ，Ｔ比Ｔ高 ２ —３ Ｉ ５ ５℃ 。铆 接 完成 后 ，此 时套管 与球头结 合面 间产生 的压力最 小 ，抗扭 强度也最 小 。随着时 间的变化 ，套管 不断 向铆接 的球 头 传 热 ，并 向 四周 辐 射 热量 ，使 球 头 的线 性 尺 寸增
２２ 热铆 接 压 力 的 确 定 ．
残余应力 ，甚至发生裂纹 ，而且还会形成一种 “ 带状组 织” ，使钢的机械性能变坏… 。
热铆 接 终止 温 度 必须 大 于 钢管 材 料 的再 结 晶温 度 。金 属 的再 结 晶温 度 与加 热 速率 和 变形 量 比有关 系 ，一般钢 的再结 晶温度在 ６ ０℃左有 ，在热 铆接 条 ０ 件下 ，再结 晶温度在６０～６０℃范 围 内。中频加热 的 ４ ５
的 降低 ，套管 内腔收缩 ，使套管 和球头产 生很大 的正 压力 ，球 头和套 管之 间产 生 的接触 摩擦力 能承受 较大
的转矩 ；球头 和套管在 轴 向通 过几个波 纹的 咬合 能承
受较大 的轴 向力 。
２ 热铆接主要参数的确定
通 过调整球 头波纹 尺寸 、波纹数 量 、套管 内径 、
压力的大小和球 头与套管之 间的摩擦 系数 和接触面 积 共 同决 定了热 铆接后 的抗扭 强度 。铆接后 的抗扭力 矩 的设计 主要 通过理论计算 和试验进行 ，通 过调整接 触 面积来达到抗扭力矩的要求 。
２ 钢的两个 相变 温度 ： 。 ３ ０ ： ５℃，Ａ ，８５℃。 ７ ５ ：
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ａｔ ｌ ｉｌ ｎｒ ｄｕ ｓｔ ｅ ｈ ｔｃ ｉ ｐｎ ｒ ｅ ｓ ａ ｄ ｉ ｅ ｔｍ ｅｈ ｄｓｆ ｒｔ ｅ ｖ ｈｃｅ ｔ ｒｓ ｏ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｒｃｅ ｍａｎｙ ｉｔｏ ｃｅ ｈ ｏ ｒ ｉ ｍ ｉｇ ｐｏｃ ｓ ｎ ｔ ｔ ｓ ｔ ｏ ｏ ｈ ｅ ｉｌ ｈ ｕ ｔｒ ｄ． ｓ Ｔ ｅ ｈ ｔｃ ｉ ｐｉｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｃ ｎ ｎ ｔｏ ｌ ｅ ｈ ｏｎ ｅｃｉｎ ｓｒ ｎ ｔ ，ｂ ｔａｓ ａ ａ ｔ ｅ ｔ ｅ ｓａｂｅ ｑｕ ｌｙ ａｎ ｈ ｏ ｒ ｍ ｎ ｒ ｃ ｓ ａ ｏ ｎｙ ｍｅ ｔｔ ｅ ｃ ｎ ｔ ｔｅ ｇ ｈ ｕ ｌｏ ｇｕ ｒ ｎｅ ｈ ｔ ｌ ａｉ ｄ ｏ ｔ ｇｒａ ｒ ｄ ｃ ｉ ｆｃｅ ｃ ．ｔ ｒ ｖｄ ｓａ ｐ ｅ ｅａｂｅ ｐ ｏ ｅ ｓｆ ｒ ｈ ｈ ｕ ｔ ｏ ｓ ｅ ｂｙ ｅ ｔｐ ｏ ｕ ｔ ｅ ｉｉｎ ｙ Ｉｐ ｏ ｉｅ ｒ ｆ ｒ ｌ ｒ ｃ ｓ ｏ ｅｔ ｒ ｓ ｄ ａ ｓ ｍ ｌ． ｏｎ ｔ ｒ
为套管在铆接终止
铆接压 力机压力 的设 定应根据Ｐ ，并考 虑在铆接 ｎ 过程 中的压力机和铆 接模具本 身的压力损失 ，适 当设 定压力机的压力值 。
的。但过 高的加热温 度或较长 的保 温时 间都 会使奥 氏
体长大 ，影 响材料 的性能… 。对 于亚共 析钢来说 ，中频
Ｋ ｙ ｗ ｏ ｄ ：ｈ ｔｃ ｉ ｅ ｒｓ ｏ ｒ ｍｐｉｇ； ｈ ｕ ｔ ｏ ｔ ｎ ｉｎ ｔ ｓ ； ｏ ｓ ｏ ａ ｅ ｔ ｎ ｔ ｒ ｓ ｄ； ｅ ｓｏ ｅ ｔ ｔ ｒ ｉ ｎ ｌ ｓ ｒ ｔ
１ 工艺现状及热铆接工艺原 理
汽 车推力杆广 泛应用 于双后桥平 衡悬架 和空气悬 架 载重车 和客车上 ，用来保持 两车桥之 间或 车桥 与车 架 之间 的相对 位置 ，传 递汽 车的纵 向力 和横 向力 ，还 可 传递其 它各 方 向的力 和力矩 。汽车推 力杆 主要 由球 头 、球 铰和套 管组成 （ 如图 １ 所示 ）。球头与套管 的连 接方式主要 有 ：焊接 和热铆 接 。球头 和套管 连接部位 要求能够承受一定 的转矩Ｔ 和拉压力Ｆ 。
加热过程 中，加热温度超过 时 ，珠光体转变 为奥 氏 体 ；加热温度超过Ａ ¨时 ，铁 素体转变为奥 氏体 。由于
加热 时间很快 ，又没 有保温 时间 ，只能使部 分珠光 体
３ 试 验 验证 及 实例
汽车推 力杆热铆接Ｔ艺 具有很多特点 ，必须通过
理论分 析和大量试 验相结合 的方 法进行设计 。设 计步 骤 ：查 出套 管材料的相变温度Ａ ， ｒ ，通过试 验找出在热 铆接加 热速率和变形 比条件下材料 再结晶温度 ；通过 对铆接后 套管金相 分析和机械性 能分析 ，确定套 管 的
好 、生产效率高等优点 ，为汽车推力杆 的组装提供 了一种较好的工艺。
关键词 ：热铆接 ；推力杆 ；拉压试验 ；扭 转试验 中图分类号 ：Ｕ４ ；ＴＧ ９ ６ ４８ 文 献标志码 ：Ｂ 文 章编号 ：１０ — ３ １（ ０ ８ ０ — ０ ８ ０ ０６ ３ ３ ２ ０ ） ５ ０３～ ３
２１ 从套 管的金相组织 变化分析 ．１ ． 热铆接过程可 以认为是类似于锻造 的一种热加工。 热加Ｔ与冷加工 的区分 以金属的再结晶温度 为界限 ，凡 在再结 晶温度以上的加 变形为热加 Ｉ。热加工后金属 Ｊ 的组织和性能发生很大变化 ，金 属的致密度提高 ，晶粒 细化并形成热加丁 “ 纤维组织” （ 流线 ），但热加＿温 Ｔ 度过高 （ 热加 工的终止温度 ），有可能使金属得到粗 大 的晶粒 ；反之 ，若热加工的温度过低 ，在金属 中会造 成
结晶温度 ，同时 ，加热温度Ｔ也不能过高 。 ． 共析 钢在加热 Ａ 或 Ａ 以上 时将形成 奥 氏体 ， 控制加 热温度和保温 时间可 以使 全部组织转 化为较 细 的奥 氏体 晶粒 ，达到 细化 晶粒 、改善 钢 材性 能 的 目
面积 ，Ｉｎ；Ｋ为外径 内径 比 ； ｌ ｌ ｌ
根据套 管在热铆接温度 下的屈服强度 和热铆接 的
承载而积计算热铆接压力。
。 ； 。 ； ＝ｐｏ ｏ ＳＩ ２ ｌ
式中 ：Ｐ为内表面压强 ，Ｍ ａ Ｐ 为内表面压力 ，Ｎ；Ｐ Ｐ； ， ｏ 为外表面压强 ，Ｍ ａ ｏ Ｐ ；Ｐ 为外表 面压力 ，Ｎ；Ｓ为承载
温度Ｔ必须保证 经过时 间ｔ 后的铆接终止 温度Ｔ 于再 扁
图２ 套 管 与球 头 接触 示 意 图
铆接后 承受轴 向力的计算 ：
４Ｆ
式 中 ：Ｆ为承受 的轴 向力 ，Ｎ；ｎ为波 纹数量 ；Ｄ、ｄ 分 别为套管波汶 的大 、小径 ，ｍｍ 。 波纹数量 、波纹尺寸Ｄ、 和总接触面积是几个相互 ｄ
关联的参数。通常隋况下，Ｄ＝ ＋（ ～ ）， ＝ ～ 。 ２ ３ ５ ７
Ｍ＝ ０ ２ Ｉ 用下未发生任何滑移和转 动现 Ｉ ０～１ ０Ｎ・ｎ ８ ９ 作 象 。因此 ，该工艺设计完全满足使用要求 。
提高 。加热 到８ ０℃加热 区金 相组 织发生 变化 ，铁 素 ６
体 明显减少 ，珠光 体增多且 增大 ，晶粒粗化 ，套管脆
球头 连接部位 加工成波纹 形状 ，套 管加热后套 人
球 头波纹部分 ，压 力机通 过专用模 具使套 管变形 ，变
形后套 管与球头 的波纹部 分紧密结 合 。随着套管温 度
３ ８
大 ，而 套 管 的线 性 尺 寸减 小 ，并 随着 套 管 温 度 的 降
材料 ・ 工艺 ・ 设备
２ ０ ： 第５ ０ ８Ｅ ￣ 期 客 车 技 术 与 研 究
不牢固、产 品质量稳定性较差等问题 。热铆接推力
杆 能满 足 组装 强 度 ，套 管 内孔 无需 加 工 ，并 且 具 有 组 装一 致 性好 、生 产效 率ห้องสมุดไป่ตู้高 、能源 消 耗 低等 优 点 。 目前 ，在 国外 广 泛 应用 ，在 国内 的应 用 也处 于 快 速
发展 阶段 。
中快速加热 （ ０ １ ），将套管加热到 温度Ｔ ；经历 １ ５ｓ ， 时间ｔ （ 空气 中冷 却５～８ｓ ，铆接 过程５～８ｓ ），套 管
客 车 技 术 与 研 究 ２ ０ 年 第５ ０８ 期
材料 ・ 工艺 ・ 设备
汽 车推 力杆热铆接工 艺设计
李 建林 ，张俊 荣 ，林 胜 ，刘 中用 。张 亚新 ４２ ０ ） １ ０ ７ （ 洲 时代 新材 料科技 股 份有 限公 司 ，湖 南 株 洲 株
摘 要 ：主要介绍汽车推力杆 的热铆接 工艺及 其试验 方法。该工艺既能满足连接 强度 ，又具有组装一致性
接后金相 图 ；图５ 为加热 ￣ ８０ｏ铆接后金相 图。 Ｕ３ Ｃ
图３ 套管原材料金相图
图４ 加热 ￣７ ０℃铆接后金相 图 １６
图５ 加热 到８ ０℃铆接后金相图 ３
通过 金相检 测分 析 ，加 热到７ ０℃后 铆接 部位 金 ６
相组织 晶粒变细 ，组织较均 匀 ，套 管 的机械 性能得 以
的时间ｔ 。 。因此 ，ＴＥＴ 、ｔ 。 ａ 所决定 。
焊接 推 力 杆要 求 套 管 内孔 加 工 精 度要 高 。套 管
内孔加 工 后容 易 形 成 台 阶 ，产 生应 力 集 中 ，同时 受
焊 接材 料 和 国 内焊 接工 艺 水 平 的 限制 ，易 出现 焊 接
热铆接 过程 中套 管的温度 变化过程 ：中频加 热炉
３ ９
客车 技 术 与 研 究 ２ Ｏ 年 第５ ０８ 期
材料 ・ 工艺 ・ 设备
热铆 接 时 ，套 管 的加 热 温度 应 控 制在 ７ ５～７ ５℃之 ５ ８ 间，铆接温度应 大于再结 晶温度６ ０ｏ。 ５ Ｃ
图３ 为套 管 原材料 金相 图 ；图４ 为加热 到７ Ｏｏ铆 ６ Ｃ
加热温度 ；通过热铆 接后抗扭力矩 和轴 向力试验 ，设
和铁 素体转化为奥 氏体 。通 常情 况下 ，通过 多组试 验 找 到最 佳 的加 热温 度 ，最 佳 的加 热温 度 一般 在 ＋
（ ０～５ ２ Ｏｑ Ｃ）。
２１ ．２ 从铆接组装 强度分析 ．
热 铆 接 完 成 后 ，套 管 在 冷 却 过 程 中 ，内 径 和 外 径
加热 温度和 压力机压 力等措施 ，实现球 头和套 管的各
种铆 接强度 ，并通过 转矩试验 和拉压试 验验证 其连接 强 度 。波纹数 量Ｎ、加 热温度 Ｔ 、压力 机工 作压力 Ｐ 等
工 艺 参数 主要 根 据 汽车 推 力杆 的载 荷受 力 工 况 和球 头 、套管金属零件 的材料特性进行设 计 。
Ｕ Ｆ ２． 加 热 温 度 和 铆 接 温 度 的确 定 一 １
图１ 汽车推力杆总成和转矩与拉压试验方 向
热铆接工 艺过程 中有两个温 度参数 ：铆接套管 加 热初始温度Ｔ和铆接 时套管 温度 Ｔ （ ２ 压力机加到最大压 力 时套管 的温度 ），从套管 的加热 到铆接 的完成需要
低 ，套管材料 的弹性模量增 加 ，使 套管 球头之 间形 成越来越紧的结合力。
表１ 热铆接 中套管的温度变化情况 （ 环境温度２ Ｏ℃ ）
加 热 温 度 （ ）Ｔ ７ ０７ ｌ ５ ５ ５ ５ ２ ２ ４ ４ Ｉ３ ２ ℃ ． ６ ６ ０７ ｌ ｌ ８８６８７８ ０８ １ ０８（ ７ ７ ７ ８ 铆 接 温度 （ ）Ｔ ３ ３ ２ ３ ３ ３ ０ ０ ０ １Ｉ０ ９ ℃ ，７ ０７ ７７５７ ４７ ４７ ０７０８２８ ６８ ０８ ５７ｚ
计球头和套管波纹部分 的结构 。 下面是一 种常用推力杆 的铆 接工艺开发过程 ：套 管材料 ：２ 钢 ；套管尺寸 ： ５ ６ ０ ０× ；铆接强度 ：转矩 ≥ｌ ０ ０Ｎ・ ２ ｍ，轴 向拉压 ≥１０ Ｎ ２ 。 ｋ
３１ 加 热 温度 和 铆 接 温 度 的 确定 ．
均收缩 ，套管对球 头产生很大的正压力 （ 见图２ ）．正
温 度变 为Ｔ 。 通过大 量 的试 验验证 （ ， 见表 １ ），在 ０ —
３ ＝ ０ ｃ 的环 境 温 度 下 ，Ｔ比Ｔ高 ２ —３ Ｉ ５ ５℃ 。铆 接 完成 后 ，此 时套管 与球头结 合面 间产生 的压力最 小 ，抗扭 强度也最 小 。随着时 间的变化 ，套管 不断 向铆接 的球 头 传 热 ，并 向 四周 辐 射 热量 ，使 球 头 的线 性 尺 寸增
２２ 热铆 接 压 力 的 确 定 ．
残余应力 ，甚至发生裂纹 ，而且还会形成一种 “ 带状组 织” ，使钢的机械性能变坏… 。
热铆 接 终止 温 度 必须 大 于 钢管 材 料 的再 结 晶温 度 。金 属 的再 结 晶温 度 与加 热 速率 和 变形 量 比有关 系 ，一般钢 的再结 晶温度在 ６ ０℃左有 ，在热 铆接 条 ０ 件下 ，再结 晶温度在６０～６０℃范 围 内。中频加热 的 ４ ５
的 降低 ，套管 内腔收缩 ，使套管 和球头产 生很大 的正 压力 ，球 头和套 管之 间产 生 的接触 摩擦力 能承受 较大
的转矩 ；球头 和套管在 轴 向通 过几个波 纹的 咬合 能承
受较大 的轴 向力 。
２ 热铆接主要参数的确定
通 过调整球 头波纹 尺寸 、波纹数 量 、套管 内径 、
压力的大小和球 头与套管之 间的摩擦 系数 和接触面 积 共 同决 定了热 铆接后 的抗扭 强度 。铆接后 的抗扭力 矩 的设计 主要 通过理论计算 和试验进行 ，通 过调整接 触 面积来达到抗扭力矩的要求 。
２ 钢的两个 相变 温度 ： 。 ３ ０ ： ５℃，Ａ ，８５℃。 ７ ５ ：
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ａｔ ｌ ｉｌ ｎｒ ｄｕ ｓｔ ｅ ｈ ｔｃ ｉ ｐｎ ｒ ｅ ｓ ａ ｄ ｉ ｅ ｔｍ ｅｈ ｄｓｆ ｒｔ ｅ ｖ ｈｃｅ ｔ ｒｓ ｏ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｒｃｅ ｍａｎｙ ｉｔｏ ｃｅ ｈ ｏ ｒ ｉ ｍ ｉｇ ｐｏｃ ｓ ｎ ｔ ｔ ｓ ｔ ｏ ｏ ｈ ｅ ｉｌ ｈ ｕ ｔｒ ｄ． ｓ Ｔ ｅ ｈ ｔｃ ｉ ｐｉｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｃ ｎ ｎ ｔｏ ｌ ｅ ｈ ｏｎ ｅｃｉｎ ｓｒ ｎ ｔ ，ｂ ｔａｓ ａ ａ ｔ ｅ ｔ ｅ ｓａｂｅ ｑｕ ｌｙ ａｎ ｈ ｏ ｒ ｍ ｎ ｒ ｃ ｓ ａ ｏ ｎｙ ｍｅ ｔｔ ｅ ｃ ｎ ｔ ｔｅ ｇ ｈ ｕ ｌｏ ｇｕ ｒ ｎｅ ｈ ｔ ｌ ａｉ ｄ ｏ ｔ ｇｒａ ｒ ｄ ｃ ｉ ｆｃｅ ｃ ．ｔ ｒ ｖｄ ｓａ ｐ ｅ ｅａｂｅ ｐ ｏ ｅ ｓｆ ｒ ｈ ｈ ｕ ｔ ｏ ｓ ｅ ｂｙ ｅ ｔｐ ｏ ｕ ｔ ｅ ｉｉｎ ｙ Ｉｐ ｏ ｉｅ ｒ ｆ ｒ ｌ ｒ ｃ ｓ ｏ ｅｔ ｒ ｓ ｄ ａ ｓ ｍ ｌ． ｏｎ ｔ ｒ