SPR工作原理非常简单:压边圈向下运动对铆接板材进行预压紧,以防止材料在铆钉的作用力下向凹模内流动,而后冲头向下运动推动铆钉向下刺穿上层材料。在凹模与冲头的共同作用下铆钉尾部在下层金属中张开形成喇叭口形状以便锁止,达到连接镶嵌连接目的。
通常情况下,推荐板材抗拉强度UTS<600MPa,高强度的热成型钢,高强钢和特高强度钢(UTS>600MPa)理论上也可以使用,但会使用特殊类型铆钉,铆接难度较大。
钢-铝异种材料零件SPR连接,钢材与铝材之间匹配会存在电化学腐蚀。根据在某新能源汽车上的研究,处于干区的SPR连接,钢制零件表面要镀锌处理。
对于处于湿区的SPR连接,目前有两种方式处理此问题,一种方法是对钢制零件镀锌并作电泳处理,另一种方法是钢制零件镀锌并与铝合金零件之间涂胶水。钢制零件电泳处理方法主要适用于钢制零件与铝合金件大面积接触的匹配方式,涂胶水方案主要适用于钢制零件与铝合金零件条状接触的匹配方式。
SPR的优点
异种材料可实现连接、有镀层的及很难用焊接方法连接的材料可以进行铆接;
用自冲铆接方法对铝及高强度钢材进行铆接,铆接牢靠性要比点焊好;
铆接质量稳定,达到牢固一致的铆接效果,铆接过程清洁,无烟雾;
比焊接消耗能量少得多,铆接过程比较容易进行自动化;
,由于它无需钻孔,无需人工装配铆钉,机器仅需要2秒即可自动完成装钉→压入→铆接的全过程;
工艺质量可过程自检测。
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,对于全铝车身及钢铝混合车身是的一种连接工艺,根据车身材料分布应用在具有铝材且无封闭空腔的部位,具备与传统车点焊同样的意义,其对车身轻量化更是的一环。