自冲铆接技术在汽车车身轻量化中的应用

阐述了自冲铆接技术的概念、类型、工艺原理以及自冲铆接技术在汽车车身制造中的应用。对自冲铆接技术与电阻点焊技术连接质量的比较表明，凡是难于进行焊接的连接件均可采用自冲铆接技术，且自冲铆接件的疲劳强度高于焊接件。介绍了半空心铆钉的自冲铆接工艺在车身制造中的应用情况及其铆接质量的评价方法。     

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。     

用于车身连接的自冲铆接过程的试验研究

自冲铆接是汽车结构中一项板料连接的新型技术。钢板和铝板具有不同的熔点而不易焊接，使得自冲铆接技术有望代替使用在钢材连接上的一般的电焊方法。本文利用分步试验的方法探讨了半空心铆钉自冲铆接工艺的可行性。使用Matlab软件处理试验数据，绘制出位移一载荷曲线。运用对比试验结果和曲线的方法，探讨了铆钉长度和表面硬度，模具凸台高度和直径．板料厚度等主要工艺参数对自冲铆接过程的影响，得到一般性结论。     

全铝车身自冲铆接设备自动化应用

针对自冲铆接设备在全铝车身连接生产中的应用,阐述了当前铆接设备的应用前景,通过对铆接过程的分析,验证铆接质量的过程监控对于自动化生产的重要意义。结果表明,保证铆钉铆接质量是汽车生产高节拍、高质量,以及自冲铆接工艺大量投入汽车生产过程的前提。     

前盖内板连接工艺的应用分析

前盖外板与内板连接主要是通过包边工艺实现,而前盖内板总成在选择连接工艺时,需要综合考虑材料、板厚、设备共用性及成本等多种复杂因素。文章主要结合实际生产中的加工效率、设备共用性及综合成本等因素,对内板几种常用的点焊、自冲铆接（SPR）、无铆钉铆接等连接工艺优缺点进行了对比分析。结果表明,在选择工艺方式中,不仅要考虑材料本身的特点,而且要考虑各种工艺的特点及线体共用车型产品的工艺特点,从而实现降本增效、设备效益最大化。     

半空心铆钉自冲铆接工艺的试验研究

自冲铆接是一种很有潜力的连接工艺，本文采用3种不同尺寸的半空心铆钉，对4种不同物质、不同厚度的板料进行了自冲铆接试验；提供了铆接过程中的力-行程试验曲线和铆接的单位成形力，并进行了分析；展示出铆接试验结果，分析了影响铆接质量的诸因素；指出了需要继续做的研究工作和应用前景。     

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。     

钢铝异种材料自冲铆接模拟及工艺研究

以某乘用车钢铝混合发动机罩为研究对象,建立钢铝板材试样自冲铆接模型,模拟其铆接过程,研究不同铆模深度、铆钉长度及板材搭接顺序对铆接接头几何形状和力学性能的影响,并对优化后的铆接组合进行自冲铆接工艺试验,从而优选出最佳的钢铝铆接参数。结果表明,针对厚度1.8 mm的DP590高强钢和厚度1.2 mm的6016-T6铝合金自冲铆接,采用铆钉长度5 mm、钉腿直径5.3 mm、铆模直径9 mm、铆模深度1.5 mm、“钢上铝下”的铆接方式所获得的铆接接头几何形状和力学性能俱佳,且无裂纹、穿透、铆钉屈服等铆接缺陷,可用于实际钢铝混合发动机罩的自冲铆接中。     

白车身流钻螺钉参数设计研究

流钻螺钉连接技术(Flow Drill Screw,FDS)已经越来越广泛地应用于汽车制造领域。随着汽车车身轻量化的发展,车用铝合金等新型材料的使用不断增多。与传统连接技术相比,流钻螺钉连接技术对于铝-铝连接及铝-钢连接有着巨大的技术优势。流钻螺钉的工艺参数设置较为复杂,但提高了程序的灵活性和适应能力。介绍了流钻螺钉装配程序的通用参数设计方案,并将参数按照主参数、转换参数、监控参数进行分类,分别研究了不同条件下各类参数的设计要点。     

自冲铆接工艺参数权重分析

针对自冲铆接工艺试验的特点,构建了铆接工艺方案的评价指标体系。应用层次分析法建立了影响铆接质量评价指标的权重矩阵,计算出相应权重值和综合重要度。通过对铆接试件的初步静拉力试验和疲劳试验,验证了计算权重值的正确性,为自冲铆接工艺试验方案的比选建立了理论基础。     

SPR联接疲劳失效的研究

自冲铆接疲劳过程包括疲劳裂纹萌生、裂纹扩展和疲劳断裂等几个大的阶段。由于疲劳裂纹扩展占了自冲铆接大部分寿命,本文主要探讨了自冲铆接疲劳裂纹扩展的机理。对于连接中没有细观缺陷的地方,疲劳微观裂纹都是由不均匀的局部滑移、裂隙和显微开裂等引起的,然后经过裂纹扩展后达到疲劳失效;有缺陷的地方也可直接经裂纹扩展后最终疲劳失效,自冲铆接的疲劳扩展往往在铆接孔上发生。提出了提高疲劳强度的方法,对工程实践具有一定的指导性。     

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。     

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。     

基于有限元模拟的自冲铆接工艺参数优化

对2 mm+2 mm搭接的5052 H32铝合金板自冲铆接工艺进行数值模拟，采用L9（34）正交表选取铆钉长度、铆钉直径及模具凹下面积3 个因素的3 个水平，以接头剪切强度最大为目标，首先模拟铆接接头形成的下压过程，并将模拟获得的接头形貌与试验结果对比一致后，再模拟三维剪切拉伸过程获得接头的剪切力学性能，通过方差分析得出最佳工艺参数为铆钉长度6.5 mm，铆钉直径5.14 mm，模具凹部面积5.12 mm²。同时，将各尺寸因素对接头横截面形貌、下压过程及剪切拉伸过程的力- 位移曲线、接头的等效应力和塑性应变的影响进行分析。对自冲铆接工艺过程建立了完善的有限元模型，该模拟方法可作为自冲铆接工艺设计及其工艺参数优化的依据。     

自冲铆接工艺过程的有限元数值模拟

采用塑性有限元方法建立了自冲铆接有限元模型,对自冲铆接过程进行了数值模拟分析。探讨了铆接过程中半空心铆钉和板料的变形特点,以及凹模凸台高度对铆接效果的影响程度。模拟、试验结果表明,自冲铆接过程分为压紧、铆钉穿透板料、铆钉尾部张开和成型(墩锻)4个阶段;塑性变形主要集中在铆钉尾部与板料及模具与板料的接触部位;当凹模凸台较高时,自冲铆接的自锁性能和效果较好;模拟结果和试验结果吻合较好。     

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。     

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。     

热熔自攻丝铆接特征参数对钢铝连接铆点质量影响

热熔自攻丝铆接因其在钢铝连接上的优势,而被广泛应用在白车身连接领域中。以通用标准GMW3032系列钢板和铝合金6061-T6为主要研究对象,参照目前主机厂的铆接工艺标准,研究了热熔自攻丝铆接中钻孔下压力、钻孔刀头最大转速、锁紧扭矩3个主要特征参数在铆接过程中的变化,讨论了不同搭接匹配下特征参数设置对钢铝连接铆点质量的影响,可对实际车身连接工艺优化提供有益借鉴。     

车身结构联接新工艺及其应用

现代先进车身的设计和制造越来越多地采用轻量化材料，相应地需要新的车身结构联接方式。文章介绍了其中一种新的联接工艺——自钻铆接工艺系统(Self-Piercing Rivets，SPRs)的主要原理以及它在新车型生产中的应用。     

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。