基于车身轻量化的新型钢铝连接技术研究

应用铝合金等轻质金属材料是实现车身轻量化、降低整车油耗及排放的有效方式。介绍了一种新型的汽车用钢板和铝板连接技术,该技术通过钢钉冲铆铝板和钢钉与钢板点焊工艺实现了钢铝连接,称之为钢铝电阻焊连接(Intelligencte Welding,IW)。较自冲铆连接(Self Pierce Rivet,SPR)和自攻螺纹连接(Flow Drill Screw,FDS),其能在保证连接强度的条件下实现钢铝之间低成本、高品质的连接,具有很好的发展前景。     

汽车用铝合金不同连接技术对比研究

利用铝弧焊、自冲铆接(Self-Piercing Riveting,SPR),热熔自攻丝(Flow Drilling Screw,FDS)、无铆连接(Clinch)对2 mm厚度6082-T6铝合金进行连接,利用万能拉力试验机对接头进行静力学试验,分析接头的失效形式,最大载荷和能量吸收值。结果表明,铝弧焊的3种连接方式中对接的接头效率最高,达到64%,断位置位于距离焊缝中心约10 mm的热影响区;双面焊接次之,达到60.9%,拉断位置为热影响区;搭接较弱,为48.9%,拉断位置为焊缝处;FDS接头平均拉力最大,为8.39 kN,能量吸收效果为SPR接头的1.1倍,拉断形式为自攻钉剪切断裂,SPR接头平均拉力为7.11 kN,能量吸收大小为36.2 J,失效行为为铆钉从板材中脱离;相同条件下Clinch接头力学性能最低,吸能效果较差,失效形式为两层板铆点分离。     

铝合金自冲铆接工艺及力学性能研究

针对铝合金的自冲铆连接(SPR)技术为研究对象,分析了铝合金的自冲铆接工艺方法对接头质量和性能的影响,研究了自冲铆接工艺参数对接头几何特征、力学性能的影响,并进行了接头疲劳性能的CAE分析。研究发现,采用位移控制方式的SPR铆接工艺,可以获得更大的互锁值及更高的接头力学性能,而且接头的几何特征和力学性能更为稳定,SPR接头的失效形式表现出了以拉脱失效为主,其力学性能随着头高的增加而不断减小,剩余厚度对力学性能影响并不显著。当SPR接头中含有结构胶的条件下,其力学性能得到显著提升,且失效形式有转化为接头拉延失效的趋势。同时研究了自冲铆连接的疲劳强度和失效形式,研究发现位移控制和能量控制的SPR铆接疲劳性能没有显著差异,而且裂纹均在刺穿的上层铝板孔洞周围起裂,随后垂直于载荷方向扩展。最后,使用SPIDER单元分析方法对疲劳性能进行了模拟分析,得出的SPR接头S-N仿真曲线与实际S-N曲线参数基本一致,整体误差小于5%,表明SPIDER单元分析方法具有较高的有效性。     

超高强钢板与铝合金薄板自冲铆连接工艺研究

钢铝异种金属连接技术是钢铝混合车身轻量化开发难点之一,特别是超高强钢板与铝合金薄板自冲铆连接技术。通过对接头剖面底厚量和自锁量的分析,研究自冲铆工艺参数对接头质量的影响。通过剪切和剥离拉伸实验研究自冲铆接头失效载荷和能量吸收,分析结构失效形式和应用条件。实验研究和生产现场调试,获得超高强钢板与铝合金薄板自冲铆可靠连接,实现料厚均为1.2 mm的BR1500HS与铝合金薄板自冲铆技术首次应用于量产车型。     

轻型车身连接的关键技术研究及应用

使用钢铝一体化车身,可降低整车质量,但“铝-铝”及“钢-铝”连接的可焊接性差,“钢-铝”连接存在电化学腐蚀等问题,成为结构设计的难点.研究并总结了铝电阻焊（RSW）、自冲铆钉连接（SPR）及旋转钻铆（FDS）3种连接技术的设计规范与检测要求,提出“钢-铝”连接中防腐蚀问题的解决措施.3种技术均得到相应验证,并在设计、检测及返修方面取得了一定成果.     

钢铝车身自冲铆接接头质量影响因素浅析

自冲铆接(SPR)是钢铝车身制造的主要连接工艺。文章介绍了自冲铆铆接质量的评判标准及影响铆接质量几个主要因素——铆钉、铆模、板材特性和冲铆速度,并重点对这几个因素是如何影响钢铝车身铆接点质量的进行了分析。     

钢铝FDS连接的动态力学性能研究

正应用铝合金等轻质金属材料是实现车身轻量化、降低整车油耗及排放的有效方式,但由于与钢的熔点和热膨胀系数的不同,导致其与钢板无法通过点焊连接。自攻螺纹连接(FDS-Flow Drill Screw,FDS)作为一种通过紧固件高速旋转使板料热变形后攻丝铆接的冷成型工艺,目前在钢铝混合车身的结构件的连接中广泛应用。为了完善基于被动安全性的钢铝FDS连接动态性能数据,有必要通过试验的方式研究获取FDS连接的动态力学性能,以支持基于被动安全性的钢铝混合车身正向开发和虚拟分析验证。     

整车耐撞自冲铆连接仿真失效参数求解方法研究

研究提出了一种基于Ls-dyna软件的自冲铆连接整车耐撞仿真方法,结合不同受力状态下的试验及有限元分析,求解不同受力状态下的自冲铆连接的失效参数,从而在保证仿真精度的同时提升仿真计算效率。在基于试验设计的基础上,首先建立了铆接接头的精细仿真模型,并利用*CONSTRAINED＿SPR2建立了简化的仿真模型,以试验与精细仿真结果的提取值作为简化参数输入,可极大提高整车耐撞模型的运算速度。该方法通过与试验结果标定分析,可实现自冲铆连接失效力峰值仿真精度达90%以上,可应用于整车级耐撞分析。     

半空心自冲铆成形性影响因素研究

阐述了机械连接技术在汽车白车身制造中的应用趋势,半空心自冲铆技术作为钢铝连接中最为广泛应用的技术,其过程工艺参数对白车身连接强度的影响至关重要。阐述了半空心自冲铆工艺和质量控制方法以及汽车量产过程中白车身半空心自冲铆常见的2种质量缺陷,分析了铆钉高度不足及封闭端破裂问题的影响因素,通过对铆接设备进行调试和铆接工艺参数优化,解决了铆钉高度超差和封闭端破裂质量缺陷,为白车身制造过程中质量问题的解决提供了解决思路和方向。     

结构胶对铝钢异种金属自冲铆接工艺影响研究

在金属间加入结构胶是提高异质材料自冲铆接接头质量的有效方法。以2 mm AA6061-T6和1.6 mm深冲用冷轧钢板(BUSD)异种金属连接为研究对象,研究了不同粘度结构胶对接头中胶层分布、接头几何特征量以及准静态力学性能的影响规律。研究表明,因为铆接过程中胶层、板材以及铆钉的复杂作用,胶层在接头中呈非连续分布。胶铆复合有利于结构胶发挥抗剪强度高的优势,使接头抗剪性能提高到纯自冲铆接(Self-Piercing Riveting,SPR)接头的两倍以上,然而粘度较大的结构胶因为流动性差,在接头中残留量更大,导致接头中底切量下降,从而使接头正拉强度小幅降低。     

钢铝混合后地板总成的自冲铆连接性能研究

通过子午线剖面组织分析和拉伸-剪切试验分析,对钢铝混合后地板总成的自冲铆连接性能和失效模式进行了研究。结果表明,板材的搭接组合方式对自冲铆接头的子午线剖面组织特征、拉伸剪切性能以及失效模式产生明显影响。当底层材料为AlSi10Mg高压铸铝,接头的残余底厚(t_(min))以及底层互锁长度(a)较大;当底层材料为HC340/590DP高强度钢,接头的t_(min)和a值较小。接头的失效模式可分为3类,铆钉与上板分离、铆钉腿与下板分离以及上层板材断裂。所有接头的子午线剖面特征值以及拉伸-剪切性能均满足企业标准,因此,自冲铆接可实现钢铝混合后地板总成的焊装。     

组合型外包钢板连接预制拼装桥墩拟静力试验

组合型外包钢板连接是一种新型预制拼装桥墩连接方式,为了研究组合型外包钢板连接预制拼装桥墩的抗震性能,采用拟静力缩尺模型试验的方法,按照缩尺比1∶3.75设计并加工了3组桥墩试验模型,分别为组合型外包钢板连接非承插式试件、承插式试件及同尺寸对比现浇试件,对承插式、非承插式以及对比现浇试件在水平往复作用下的破坏形态、滞回和骨架曲线、延性、耗能性能、刚度退化和残余变形等进行了对比分析。试验结果表明:组合型外包钢板连接可以增加传统塑性铰区混凝土的约束,使得塑性铰上移,在除钢板区域以外弯矩最大的地方形成塑性铰;组合型外包钢板连接预制拼装桥墩在水平往复荷载作用下,极限荷载和极限位移均比现浇试件有所提高;组合型外包钢板连接虽然屈服位移和极限位移比现浇试件要高,但是延性系数有所降低,依然满足抗震规范对结构延性的要求;承插式连接方案比非承插连接方案具有更好的抗震性能;组合型外包钢板连接预制拼装桥墩抗震性能不弱于现浇桥墩,在设计合理的情况下,可以满足预期抗震性能的要求。     

FDS连接工艺在车身轻量化中的应用研究

正混合车身骨架结构可以大幅度实现车身轻量化,车身新材料的应用使传统的连接方式面临挑战,FDS工艺可实现单面连接,也可以连接异种材料,通过对FDS先进连接技术的应用研究,为我国汽车制造中混合车身连接设计及其国产化提供了有效可行的方案。目前,越来越多的汽车公司开始应用钢铝混合车身骨架结构,使用铝型材、铝冲压件、铝铸件,以及碳纤维等工程塑料和复合材料类部件,结合各种超高强度钢板,替代传统钢板构件或组件,实现车身框架结构的轻量化和高强度。     

铆粘结合技术在客车群门中的应用

1前言 随着市场经济的发展,辽宁黄海汽车(集团)有限责任公司为满足市场需求,自行研制开发了DD6112H6A高速公路用车.该车侧围大量采用铆接与粘结相结合的新技术,从而使群门外型平整、美观、大方.由于侧围群门结构为铝板与钢板连接形式,铝板与钢板连接在一起,要求不但要承受一定的剥离力,而且要求外表面平整美观.     

FDS技术在钢铝混合车身上的应用

随着汽车轻量化的发展,新材料、新工艺不断被应用,高强钢、铝合金、镁合金及碳纤维等轻质材料应用比例越来越高。多元化的材料对连接工艺和技术也带来了新的挑战,传统的电阻点焊已不再适用,包括流钻螺钉(FDS)、自冲铆接、铝点焊、结构胶等连接新工艺逐渐被主机长广泛应用。文章基于某款钢铝混合的轻量化新能源车型,介绍了铝合金减震器塔与钢制车身的流钻螺钉FDS连接设计与应用,希望能给同行以参考。     

新加坡填海区公铁复合高架桥钢板桩支护技术

以新加坡填海区公铁两用复合高架桥为例,介绍了钢板桩在承台开挖支护工程中的应用技术,叙述了基于PLAXIS软件的摩尔-库伦模块的钢板桩的长度、支撑和围檩结构验算以及施工过程中钢板桩、围檩、支撑的安装、拆除要点等方面。通过本工程实际应用证明,钢板桩支护既能满足施工的安全要求,同时能保护环境和节约投资,具有优越的工程性能。     

5182铝合金柔性包边连接在铝合金车身上的应用

某铝合金车身玻璃窗框搭接边在装配过程中,其车门内板和窗框加强板搭接面小,造型要求高,布局紧凑,连接区域无法满足自冲铆接SPR工艺要求,容易发生铆接失效,无法保证车门整体刚度和强度。为了解决此结构因搭接边长度不够,无法采用铆接连接的情况,利用结构自身材料5182铝合金柔性性能,采用U型包边连接,并对5182铝合金材料进行包边性能试验验证,不仅实现了玻璃窗框搭接边有效连接,保证窗框结构刚度和强度,同时也验证了材料卷边外观质量没有出现裂纹,真正实现材料性能与结构设计的结合,丰富了铝合金车身连接方式的多样性。     

浅谈白车身制造中新连接技术的应用

乘用车车身轻量化,需要新的车身材料,铝合金板具有重量比钢板轻的优点,因而成为白车身的首选新材料之一,从而在白车身制造中应用了铝电阻点焊技术、自冲铆接技术和旋转自攻螺接技术等新的连接技术。     

汽车车身制造中铝合金连接技术研究

随着能源和环境问题日益突出，车身轻量化作为一种有效的节能减排技术，成为全球汽车行业的重要发展趋势。阐述了汽车制造中常用的铝合金种类，系统分析了铝/铝、铝/钢的焊接性。综述了铝合金车身制造的先进连接技术，包括电阻点焊、弧焊、激光焊接、搅拌摩擦焊、热熔自攻丝、自冲铆接、无铆连接和胶接。总结归纳了铝合金连接技术的应用现状和优劣势，并展望了未来发展趋势。     

自冲铆接接头剖面位置对测量互锁值的影响研究

通过建立数学模型和实验验证相结合对自冲铆接(SPR)接头剖面位置对测量互锁值的影响进行了研究。结果表明,当剖面为SPR接头的中心面时,测量得到的互锁值最小,当剖面位置离中心面距离变大,测量得到的互锁值也随之变大。同时通过建立SPR接头剖面位置与互锁值关系的数学模型,用于计算不同剖面位置时对应的中心面的互锁值,从而判定SPR接头剖面测量互锁值是否满足质量标准。