铆钉头是一种常用的紧固件，因其连接方式简单、抗震、耐冲击、传力均匀、牢固可靠等特点，广泛应用于机械构件。铆钉头的断裂性质属于微动疲劳；涡轮结构可能存在被铆接件较薄、硬度高于铆钉的设计缺陷；铆钉头脱落的原因可能与涡轮结构设计不合理及选材不当有关。可通过优化涡轮结构、选择抗疲劳强度更好的铆钉等方式来防止此类故障的发生。
涡轮结构
铆钉头涡轮结构主要包括涡轮叶轮、轮箍、铆钉和测速装置四部分。涡轮叶轮与轮箍通过35个铆钉相连，形成空气流通的腔体。工作过程中，高温高压空气进入涡轮，推动涡轮压缩空气并降低温度和压力，最终通过管道输送至所需冷气的部位。涡轮叶轮由2A70铝合金制成，处于T6状态；轮箍由GH4169高温合金冲压而成，经过时效处理，厚度为0.3毫米；铆钉为标准件，材料为2A01铝合金，处于T4状态；测速装置则由1Cr18Ni9不锈钢制成，处于固溶状态。
试验过程
无损检测
通过对未断裂的铆钉进行荧光检测，发现在铆钉头与铆钉杆交接的转角R处有8根铆钉出现裂纹。对于新加工、铆接好的涡轮，即未经装配工作的零件，进行荧光检测并未发现裂纹。
断口检查
断裂铆钉的断口周围没有显著的塑性变形，断口平整，裂纹从两侧开始并向中心扩散。其中一侧的扩展区域较大，另一侧较小，几乎没有瞬时破断区。断裂源区有摩擦痕迹，未见初始裂纹痕迹及夹杂物等缺陷形态。扩展区呈现出羽毛状花样，可见明显的疲劳台阶和疲劳条带。
金相组织与化学成分
对断裂铆钉进行金相组织检查，结果显示组织正常，未发现过烧现象。化学成分分析显示，其符合GB/T 3190-2008规定的2A01铝合金的化学成分要求。
防止铆钉头脱落的改进措施
1. 使用抗疲劳性能更强的铝合金铆钉，如2A11铝合金铆钉。
2. 在条件允许的情况下，考虑采用铸造整体叶轮，替代铆接结构。
3. 增加轮箍厚度，并选择硬度与铝铆钉硬度更匹配的材料，如固溶态的1Cr18Ni9类不锈钢。
铆钉头焊接修复工艺
清理
1. 堆焊前，清除铆钉头表面的摩擦附着物，并测量复环厚度。
2. 宏观检查打磨后的叶片铆钉头表面是否存在缺陷。
3. 实际施焊前，焊工和加热回火人员应进行焊前练习，确保现场焊接安全。
4. 正式捻铆施工前，需在堆焊试样上进行试捻铆，确认无表面裂纹后再进行实际操作。
堆焊工艺
1. 采用全氩弧焊接法。
2. 选用逆变焊机，直流正接。
3. 焊接电流控制在40~50安培，尽可能使用较小电流。
4. 焊接前用丙酮清洁铆钉头。
5. 预热采用火焰加热，温度控制在250~300摄氏度。
6. 焊丝表面油污和铁锈清理干净，放置引弧板。
7. 引弧板上引弧，采用短弧焊，控制堆焊层形状。
8. 堆焊完毕后，用石棉保温缓冷至室温。
焊后热处理
1. 回火采用小号火焊把，中性火焰加热。
2. 回火温度控制在700~720摄氏度，恒温5分钟后空冷。
3. 加热时升温速度缓慢，严格控制最高加热温度。
质量检查
1. 对堆焊铆钉头进行焊缝表面硬度检查，确保硬度合格。
2. 将堆焊层表面打磨光滑，进行着色无损检测，确认合格。
铆钉头补焊后捻铆工艺
1. 捻铆前，将热处理完毕的铆头加热至700~720摄氏度，使用红外线测温仪监测温度。
2. 达到温度范围后，立即用手锤进行捻铆。
3. 先捻铆轴向两面，再捻铆切向两面。
4. 每一组先捻铆两端叶片，再由中间向两端捻铆，确保围带能够自由延伸。
5. 每一面的捻铆锤击次数不宜过多，以防冷作硬化。
6. 捻铆后的铆头应能覆盖围带上的孔，表面至围带表面应平滑过渡。
7. 捻铆完毕后，用放大镜宏观检查，若发现裂纹，则需磨除裂纹并重新补焊。