一种利用自冲铆技术连接超高强钢与铝合金的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用自冲铆技术连接超高强钢与铝合金的方法，包括：1)在超高强钢板的待铆接部位钻通孔，通孔直径与铆钉外径相同；2)将钻孔后的超高强钢板与铝合金板叠放在一起，超高强钢板位于铝合金板的上方，然后用夹具夹紧；3)将铆钉对准超高强钢板上的通孔，用钉枪进行冲铆，铆钉穿过超高强钢板上的通孔后，尾部结构扩张穿入或穿过下层的铝合金板，并形成牢固的铆接点。本发明专利技术采用在超高强钢板上钻孔的方式解决了SPR技术中铆钉难以穿刺超高强钢板的问题，并可配合焊接或胶接提高接头强度，最终获得力学性能优异的钢铝混合材料；方法简单易行，实施成本低。实施成本低。实施成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种利用自冲铆技术连接超高强钢与铝合金的方法


[0001]本专利技术涉及异种材料连接
，尤其涉及一种利用自冲铆技术连接超高强钢与铝合金的方法。

技术介绍

[0002]随着当今社会对汽车安全性的日益重视，对车身材料的综合性能要求也不断提升，单一材料的车身已经很难满足市场需求。纯钢材质的车身强度高、制造成本低、加工技术成熟，但其自重大且刚度较低。纯铝材质的车身自重轻，同时具有较高的刚度，但车身强度不高，并且加工成本与维修成本高昂。
[0003]为了满足车身综合性能优良、成本适中的要求，出现了多材料混合车身。多材料混合车身是在适用的情况下将铝、高强度或超高强度钢、镁、塑料以及复合材料组合在一起使用，“适用”的意思一方面是指采用最佳的材料实现适当的功能(如驾驶性能、安全性或燃油效率)，另一方面是指整体的成本经济性的轻量化设计。
[0004]常见的异种材料连接方法有SPR(自冲铆技术)、RESW(电阻点焊技术)、FDS(流钻螺钉技术)等，在这些方法中，SPR技术在汽车材料连接工艺中已广泛应用，包括白车身、四门两盖在内的多种结构中都有应用，具备接头强度高、应力集中小、疲劳性能优良等一系列优点，且可连接钢、铝、钛、镁、铜、碳纤维等多种结构材料。
[0005]目前的SPR自冲铆工艺主要用于连接深冲钢等软钢与铝合金，但在钢铝混合车身中，强度、硬度较高的高强冷轧钢与热成型钢的应用更加普及。因此超高强钢板与铝材的连接受到人们的关注，现有SPR技术采用的铆钉很难穿破超高强钢板，在实际应用中具有较高的局限性。r/>
技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种利用自冲铆技术连接超高强钢与铝合金的方法，采用在超高强钢板上钻孔的方式解决了SPR技术中铆钉难以穿刺超高强钢板的问题，并可配合焊接或胶接提高接头强度，最终获得力学性能优异的钢铝混合材料；方法简单易行，实施成本低。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0008]一种利用自冲铆技术连接超高强钢与铝合金的方法，包括如下步骤：
[0009]1)在超高强钢板的待铆接部位钻通孔，通孔直径与铆钉外径相同；
[0010]2)将钻孔后的超高强钢板与铝合金板叠放在一起，超高强钢板位于铝合金板的上方，然后用夹具夹紧；
[0011]3)将铆钉对准超高强钢板上的通孔，用钉枪进行冲铆，铆钉穿过超高强钢板上的通孔后，尾部结构扩张穿入或穿过下层的铝合金板，并形成牢固的铆接点。
[0012]所述铆钉采用高强钢或高合金钢材质。
[0013]铆接后，铆钉头部与超高强钢板之间通过焊接的方式强化接头强度；铆钉采用低合金钢材质，并且铆钉的尾部穿过下层的铝合金板。
[0014]所述焊接包括激光焊、氩弧焊及钎焊。
[0015]所述铆钉的头部与超高强钢板之间采用胶接的方式强化接头强度。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0017]1)采用在超高强钢板上钻孔的方式解决了SPR技术中铆钉难以穿刺超高强钢板的问题；
[0018]2)在钻孔自冲铆工艺的基础上，还可配合焊接或胶接提高接头强度，最终获得力学性能优异的钢铝混合材料；
[0019]3)采用普通铆钉即可实现铆接，方法简单易行，实施成本低；
[0020]4)可连接材料的范围广，接头力学性能优良，更符合各类机械结构中多材料连接的要求，贴近工程应用实际需求。
附图说明
[0021]图1是传统自冲铆方法的示意图。
[0022]图2是本专利技术所述利用自冲铆技术连接超高强钢与铝合金的方法的示意图。
[0023]图中：1.超高强钢板 2.铝合金板 3.铆钉 4.钉枪 5.夹具 6.通孔
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：
[0025]如图2所示，本专利技术所述一种利用自冲铆技术连接超高强钢与铝合金的方法，包括如下步骤：
[0026]1)在超高强钢板1的待铆接部位钻通孔6，通孔6直径与铆钉3外径相同；
[0027]2)将钻孔后的超高强钢板1与铝合金板2叠放在一起，超高强钢板1位于铝合金板2的上方，然后用夹具5夹紧；
[0028]3)将铆钉3对准超高强钢板1上的通孔6，用钉枪4进行冲铆，铆钉3穿过超高强钢板1上的通孔6后，尾部结构扩张穿入或穿过下层的铝合金板2，并形成牢固的铆接点。
[0029]所述铆钉3采用高强钢或高合金钢材质。
[0030]铆接后，铆钉3头部与超高强钢板1之间通过焊接的方式强化接头强度；铆钉3采用低合金钢材质，并且铆钉3的尾部穿过下层的铝合金板2。
[0031]所述焊接包括激光焊、氩弧焊及钎焊。
[0032]所述铆钉3的头部与超高强钢板1之间采用胶接的方式强化接头强度。
[0033]如图1所示，SPR自冲铆技术主要应用在难以焊接的异种材料连接中，在车身上多用于钢与铝材、镁合金、复合材料等零件之间的连接。但异种材料中的钢采用超高强钢时，铆钉穿透超高强钢板后变形严重，无法实现铆接。
[0034]如图2所示，本专利技术充分考虑铆钉难以穿透高强钢板料的问题，对高强钢板进行钻孔处理。另外，考虑到本专利技术所述自冲铆实质为单层板冲铆，与双层板冲铆相比接头强度略低，对于接头强度不足的另外采取焊接或胶接的方式进行补强，最终获得接头力学性能优异的钢铝连接点。
[0035]本专利技术所述铆钉的材料与普通铆钉相同，铆钉强度与硬度需达到自冲铆成型标准。
[0036]根据实际生产情况，若接头力学性能符合要求，可不实施接头强化步骤，以降低生产成本。若接头性能要求较高，则可进一步通过焊接或施加结构胶的方式进行强化。
[0037]以下实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0038]【实施例】
[0039]在钢铝混合车身中，钢材的主要作用是保持结构完整。因此本实施例选取PHS2000超高强热成型钢与6系铝合金作为被连接板材。
[0040]如图2所示，首先，在PHS2000超高强热成型钢板(以下简称钢板)上钻出与铆钉直径相同的通孔，并将其与铝合金板一上一下叠放在一起。
[0041]使用钉枪的夹具固定叠放后的板材，然后用钉枪将铆钉穿过钢板上的通孔后刺入铝合金板中。
[0042]冲铆后测量互锁值，并检验其强度、疲劳等力学性能。若力学性能不符合要求，则需进一步增加焊接或胶粘工艺。
[0043]常用的铆钉一般为中高合金钢材质，钢板为低合金钢；如需要焊接，则铆钉采用焊接性能更好的低合金钢材质，且铆钉的尾部穿过铝合金板(便于焊接时通电)，焊接除普通的电阻点焊、激光焊、氩弧焊外，还可以采用钎焊。
[0044]胶接可采用结构胶，将结构胶施加于铆钉头部与钢板之间。
[0045]本实施例采用自冲铆技术连接后，钢板与铝合金板的连接完好，互锁值达到使用要求。为增加铆钉接头强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用自冲铆技术连接超高强钢与铝合金的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在超高强钢板的待铆接部位钻通孔，通孔直径与铆钉外径相同；2)将钻孔后的超高强钢板与铝合金板叠放在一起，超高强钢板位于铝合金板的上方，然后用夹具夹紧；3)将铆钉对准超高强钢板上的通孔，用钉枪进行冲铆，铆钉穿过超高强钢板上的通孔后，尾部结构扩张穿入或穿过下层的铝合金板，并形成牢固的铆接点。2.根据权利要求1所述的一种利用自冲铆技术连接超高强钢与铝合金的方法，其特征在于，所述铆钉采用高强钢或高合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：王铭泽，郭晶，孙洋，宋博，孙倬，刘莹，
申请(专利权)人：本钢板材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：