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SPR自冲铆接
SPR自冲铆接是铆钉模具通过一定的压力和速度穿透两层或多层板材,形成互锁的铆钉和板材的冷连接技术。 SPR不仅适用于同种材料之间的连接,还可以实现铝镁、铝钢、镁钢、铝合金/镁合金/高强钢等金属的同质和异质连接材料和高分子材料/复合材料。 优质材料的双层和多层连接,铆接过程能耗低,无热效应,不会损坏涂层。
SPR过程图
SPR的优点
SPR 的缺点
铆接过程剖面图
可见,自冲铆接的缺点主要表现在应力、外观、成本和操作空间上,但它仍然是钢、铝或全铝最流行的连接工艺。
铆钉及工艺要求
铆钉通常有3mm和5mm两个系列。 目前车身大部分部位连接均采用5mm铆钉,连接强度较好。 开门挡位处采用3mm铆钉,可有效减少搭边宽度。
SPR连接工艺要求
1、接头处不能含有脆性材料(如玻璃、脆性材料);
2、底部材质可以是铝或钢,但伸长率需要大于12%;
3、不同材料铆接原则:薄板铆接厚板,硬材料铆接软材料;
4、底层材料的厚度必须大于铆接点总厚度的三分之一。
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SPR铆点检测方法
点焊的检测方法包括无损检测和破坏性检测。 无损检测包括传统的半破坏性凿子检测和超声波检测。 破坏性测试包括全拆卸测试、拉伸和剪切测试以及金相分析; 与点焊相同。 检测方法类似。 SPR无损检测主要包括外观检查、金相检查和强度检查。
视力检查
外观检查常用的检查工具是间隔千分表。
金相检验
金相检验是检查铆接机械性能的重要手段。 通过测量二维金相样品磨削表面的显微组织,可以确定连接部分横截面的形貌和参数,从而科学评价SPR工艺的性能。
金相检验常用的工具有切割机、原型机和显微镜。 要求低切量一般大于0.1mm,剩余厚度大于0.1mm,偏心值小于0.4mm。
强度检验
强度检验可参照点焊接头强度检验方法,即:
①. 抗剪断层
②. 剥离测试剥离
③. 交叉拉伸
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几种典型应用
在钢铝混合车身中,由于钢与铝异种金属之间的焊接很难实现,工艺难度很大,SPR自冲铆接这种冷连接方法可以用于大多数钢铝连接场景。
例如:
1. A、B柱区,UHSS超高强度钢+铝
由于碰撞等多种因素,A、B柱一般采用上述热成型钢。 钢和铝之间的连接一直是个问题,而铆钉则是一个挑战。 下图是某车型该部分的面条图示例。
1.5mm UHSS+1.5mm 铝质 φ5.5mm 铆钉
2. 减震塔区,UHSS/HSS+铸铝
传统的减震塔是由多个钣金件集合而成。 现在真空高压铸造成型的一体式铸铝减震塔被越来越多的主机厂采用。
其减重效果明显,对于提高尺寸精度和性能有很大帮助。 也是车身铸铝结构件中性价比最高的。
减震塔周围有很多部件,涉及多种材料的连接。 以下是两块钢板和铸铝之间的SPR连接,可以提供良好的连接强度和抗疲劳能力。
1.0mm UHSS+3.0mm铸铝 φ5.5mm铆钉
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总结
目前,SPR已广泛应用于奥迪、宝马、奔驰、蔚来等公司的铝合金车身上。 它是全铝车身和钢铝混合车身必不可少的连接工艺。 根据车身材料的分布应用于铝合金车身。 而无封闭腔体的零件与传统汽车点焊的意义相同,是车身轻量化不可缺少的一部分。
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