随着汽车轻量化技术的发展,轻金属材料在汽车工业中的应用逐渐增多,钛及钛合金由于轻质高强、耐腐蚀的优异性能而受到学者的关注。工业纯钛在室温下的硬度较高,学者通过加热的方式对其进行自冲铆接,这种改变铆接温度的方法使得原本较难铆接的板料得以成功铆接,大大拓展了自冲铆接的应用范围。本文通过铆接前预加热和铆接后感应加热两种方式进行实验,探索温度对工业纯钛TA1板自冲铆接的力学性能、成形质量、失效形式的影响。(1)在预加热温度20℃-150℃范围对TA1同种材料进行自冲铆接,将所得的接头进行静态拉伸试验,得出载荷位移曲线和能量吸收值,切割出接头的横截面,测量成形截面的尺寸参数,对接头的断裂失效形式进行分析。结果表明:随着预加热温度的上升,TA1同种材料接头的最大载荷和最大位移均下降,成形截面的底厚产生一种逐渐降低的趋势,接头从铆钉倾斜变形的拉出失效逐渐转变为铆钉变形程度较小的拔出失效。(2)选取20℃、100℃、150℃三种预加热温度,对TA1、5052异种材料采用钛/铝、铝/钛两种组合进行自冲铆接,对接头进行静态拉伸试验,得出载荷位移曲线和能量吸收值,观察测量截面的尺寸,分析断裂失效的形式。结果表明:在同一温度下,TA1+5052的接头的最大载荷明显高于5052+TA1,但两者的最大位移差距不明显。两种不同组合的自冲铆接产生了两种不同的成形截面,随着预加热温度的提高,两种接头的最大载荷逐渐降低,最大位移变化不明显,成形截面的底厚产生一种逐渐降低的趋势,接头断裂失效的形式不变。(3)采用Simufact软件对预加热温度20℃、100℃、150℃下的TA1板料自冲铆接成形情况进行了数值模拟,得出了自冲铆接过程的等效应力云图,对比了数值模拟的接头截面和实际实验的接头截面。结果表明:随着预加热温度的提高,数值模拟的自冲铆接的最大等效应力逐渐减低,成形截面的底厚和内锁长度逐渐降低。(4)选取20℃、600℃、850℃三种温度进行工业纯钛TA1铆接后的感应加热,对各种接头进行拉伸试验,对板料和铆钉进行金相试验、扫描电镜分析,对接头的断裂失效进行分析。结果表明:与室温20℃下的接头相比,600℃接头最大载荷和最大位移均明显下降,850℃接头的最大载荷小幅升高,铆钉经过加热后塑性增强,拉伸时由瞬间拉断失效转变为缓慢变形失效,失效的最大位移明显提高。(5)对室温自冲铆接、铆接前预加热、铆接后感应加热的三种接头进行疲劳试验,分析断裂的失效形式,采用超声波C扫描对断裂部位进行分析。结果表明:在同一载荷水平下,不同工艺下的自冲接头的疲劳寿命变化不明显;随着载荷水平的提高,接头的疲劳寿命逐渐降低。各种工艺的疲劳断裂主要有铆钉断裂、下板裂纹、上板裂纹三种基本形式。