[发明专利]一种钢铝异质件连接结构以及连接方法

说明书

本发明涉及一种钢铝异质件连接结构以及连接方法，属于车身轻量化材料的技术领域。本发明的钢铝异质件连接结构包括铝合金板、铆钉结构和钢质零件，铆钉结构的材料为钢；铝合金板上设置有开孔，铆钉结构包括定位底座以及啮合部，定位底座与啮合部之间设置有缩颈部，缩颈部的直径小于定位底座与啮合部的外径，定位底座设置在开孔上通过挤压使得啮合部与缩颈部与铝合金板形成机械互锁连接，而钢质零件与定位底座通过电阻焊连接。本发明的连接结构和方法无需增加SPR设备、MIG/CMT焊接设备投入成本，直接借用现有电阻焊机器人焊接系统，无需进行线体主线改造；连接质量好，有效避免了常规钢铝混合连接工艺的缺点。

技术领域

本发明涉及车身轻量化材料的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种钢铝异质件连接结构以及连接方法。

背景技术

随着车身轻量化趋势的影响，采用新型材料越来越多，使用普通的焊接技术将不能满足需求。从目前的研究大部分车企应用情况来看，比较适用于钢铝混合车身的连接工艺有：自冲铆接工艺(SPR、TOX)、热熔自攻丝(FDS)工艺等。其中使用频率最高的主要为SPR工艺连接形式。

①SPR工艺连接形式需要投入SPR焊接设备，并且需要对车身主焊线进行改造，投入成本较大，对于钢铝混合比例大于50％的车身设备利用率较高，而针对钢铝混合比例小于30％时设备利用率较低，投入和产出比失衡，同时SPR设备铆钳型式均为C型铆钳，部分铆接点无法实现，需采用MIG/CMT焊接工艺，又增加一部分额外成本；

②TOX工艺连接强度较低，可靠性较差，不适用于车身连接；

③热熔自攻丝(FDS)工艺设备系统成本高于电阻点焊，铆钉成本高，操作时间长，大量使用会影响主线节拍，工艺完成后材料正反面均有较大凸起，螺钉尺寸较长，如果大量使用会增加车身自重，同时过长的露出部分也会对车身的设计与制造产生影响。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种钢铝异质件连接结构以及安装方法。

本发明的钢铝异质件连接结构，包括铝合金板、铆钉结构和钢质零件，所述铆钉结构的材料为钢；所述铝合金板上设置有开孔，所述铆钉结构包括定位底座以及位于所述定位底座上的啮合部，在所述定位底座与所述啮合部之间设置有缩颈部，所述缩颈部的直径小于所述定位底座与所述啮合部的外径，所述啮合部的外径大于所述定位底座的外径；所述定位底座设置在所述开孔上通过挤压使得所述啮合部与所述缩颈部与所述铝合金板形成机械互锁连接，而所述钢质零件与所述定位底座通过电阻焊连接。

其中，所述啮合部的外围设置有连续排布的凸齿，所述的凸齿沿着所述啮合部的中心向外具有逐渐变窄的宽度。

其中，所述钢铝异质件连接结构为汽车零部件结构或车身结构。

其中，所述铆钉结构为中心轴对称结构。

其中，所述铝合金为Al-Mg合金。

其中，所述铆钉结构和钢质零件的材料为碳钢或低合金钢等。

本发明的第二方面还涉及一种钢铝异质件连接结构的连接方法。

本发明的连接方法包括以下步骤：

(1)在铝合金待连接位置开孔；

(2)将铆钉结构设置在开孔位置，并利用铆接设备上模施加压力将铆钉结构挤压至所述铝合金板内，所述铆钉结构与所述铝合金形成机械互锁结构；所述铆钉结构的材料为钢；

(3)将钢质零件与所述铆钉结构定位搭接；

(4)将钢质零件与所述铆钉结构采用电阻焊焊接。