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。
由于多材料车身是未来的发展趋势,因此铆接技术将成为为未来汽车车身的重要连接技术。目前在全铝和钢铝混合车身中主要应用的的铆接技术有:自穿刺铆接(SPR)、流钻螺钉(FDS)、无铆钉铆接((Clinch)和实心铆接等
① 底层板至少为总厚度的1/3;
② 强度高、硬度高、延展性差的材料放在上层,强度低、硬度低的、延展性好的材料放在底层;
③ 厚度薄的材料放在上层,厚度大的材料放在底层;
④ 上层材料允许的高强度1500MPa,上层材料强度越高,则底层材料需尽量选用强度低、硬度低的、延展性好的材料,且底层材料需尽量厚;
⑤ 底层材料允许的高强度不600MPa,延展性不小于12%。
SPR铆接工艺和传统点焊工艺相似,需要一定的铆接空间以及足够的法兰宽度。一般而言,SPR连接设计时,由于铆接设备C形钳结构决定不宜铆接封闭腔体,因此设计时要避免封闭腔体结构。由于C形钳在铆接点处不受干涉,故需避免垂直的法兰边,确保铆接钳能接触到铆接点
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。
某新能源汽车上SPR钢-铝连接的应用,前减振器支座是铸铝件,上纵梁是钢制钣金,在钢铝匹配区域涂刷胶水,通过胶水隔绝铝板与钢板,从而避免电化学腐蚀,提高防腐能力;若此连接区域是湿区,为避免铆钉与上层钣金间隙处滞留水渍,长时间侵润会加速钣金腐蚀,需要在铆接头上部区域喷涂PVC保护,确保此处的防腐性能。