随着汽车工业的发展，对轻量化、油耗以及法规要求的要求越来越高，全铝车身越来越多，特别是现在的新能源车型（目前国内正在研发越来越多）。
然而，面对全铝车身或钢铝混合车身，连接工艺是一个新的挑战。本文将重点介绍目前主要应用的SPR、TOX、FDS、铆接和压铆工艺的特点和差异。
SPR（铆钉铆接）
在上下模具的挤压下，铆钉腿端部在嵌入板材的过程中翻转形成铆扣，从而将上下板材牢固地连接在一起。连接过程包括六个阶段：定位→预紧→挤压→刺穿→变形镶嵌→成型。
SPR实际正面、背面和剖面图
铆钉直径的选择主要根据被铆接板材的厚度。被铆接的板材厚度越大，铆钉的直径越大。 3mm铆钉多用于两层材料，厚度小于6层。5mm铆钉用于2层以上铆钉，厚度在10mm以内（不同供应商有所不同），铆钉长度大致等于材料总厚度。铆接板材加上铆钉腿直径的 75%。
SPR是一种机械冷弯连接，具有以下优点：
它可以连接多种材料（钢、铝、塑料）。连接强度比点焊平均高10%。铆接时间约为2秒。能耗低，属绿色工艺；
无需预冲孔，不破坏板材涂层，密封防水，铆钉头几乎与上材平齐，尾部突出3mm左右；
材质组合：由薄到厚、由硬到软；
实际操作过程对板材搭接面的尺寸有一定的要求，对于脆性材料要求更严格。另外，设计过程中还必须考虑周围环境以及铆枪所占用的空间。
当然，SPR也有其局限性：
连接点需预留两侧进枪空间；
通常不同材料、厚度和硬度的接头组合需要不同的铆钉、冲头和模具；
设备系统成本远高于电阻点焊。
TOX（铆接不铆接）
连接的部件通过简单的冲床压入阴模中。在进一步的压力下，阴模中的材料向外“流动”，从而形成没有边缘或毛刺的圆形连接点的相互镶嵌。塑性变形的连接过程。
TOX 后视图和横截面
工作流程
TOX无铆连接具有以下优点：
铆接范围广，可连接异种材料。动态强度高于电阻焊，低于SPR；
冷连接，无热变形，不损伤工件表面涂层，耐腐蚀。
无铆钉连接的缺点：
目前车身结构的应用领域基本局限于车门、引擎盖、行李箱盖等强度要求相对较低的地方，并不像SPR那么广泛。主要原因是其连接强度不如后者。
TOX与SPR的比较
TOX和SPR的主要区别在于TOX是连接工艺，不需要铆钉，强度不如SPR。 TOX的正面是一个小凹坑，SPR的正面几乎是平的，TOX和SPR的背面有凸起。对于设计过程来说是需要重点关注的。密封条的夹紧量有一定的要求，同时还要注意钣金的配合。
FDS（热熔自攻钻）
FDS工艺通过螺杆的高速旋转使被连接板软化，并在巨大的轴向压力下挤压并拧入被连接板。最后，板与螺钉之间形成螺纹连接，中心孔处的母材在底层板的底部挤压形成环形套筒的过程。
FDS实物图和方便面图片
目前，车身上常用的FDS钉有M5 x 20或22两种类型（也有M4x 20和M3.7x 17型号）。单个M5钉的重量约为4~5g，而SPR钉的重量约为0.3~0.8g。 （SPR铆钉为半空心，FDS铆钉为实心且较长）。
FDS是单面自攻螺纹连接，具有以下优点：
它仅需要一侧空间，并且可以连接到多种材料，包括异种金属。螺钉可拆卸，方便维护。连接强度好，气密性、水密性好，工作环境清洁。
当然，FDS也有其局限性：
本体夹具需要高刚性支撑；连接过程大约需要 1.5 至 3 秒，具体取决于材料和厚度。 FDS螺丝的成本较高。该过程完成后，螺钉的正面和背面会留下大的凸起。螺杆选择、工艺参数和螺杆连接材料、螺杆连接方式等相关因素需要考虑。
要求钣金厚度尽量小于6mm。钣金是否需要钻孔取决于整体厚度以及是否有FDS螺丝头的空间。
FDS与SPR的比较
目前全铝车身普遍采用FDS和SPR，强度较好。通常FDS用于SPR无法满足的部位，主要是封闭空间。由于全铝车身型材的应用，SPR无法满足某些部位的空间。当然，FDS和SPR都有一定的空间要求。铆接后，FDS头是凸的，SPR头几乎是平的。另一侧的SPR不会穿透金属板，但会使金属板变形。 FDS 穿透金属板，另一端突出较大。
铆
盲铆是指铆接过程中，被铆接件在外拉力的作用下发生塑性变形。变形位置通常在专门设计的部位，通过变形部位夹紧基材，实现可靠连接。
抽芯铆钉 抽芯铆钉 抽芯铆螺母
抽芯铆钉和拉制型材
下面是抽芯铆螺母的工艺流程图，让大家仔细了解抽芯铆螺母的工作过程。
插入紧固件并将变形的铆钉拉回即可完成
铆接时钉孔的直径一般比铆钉直径大0.1mm左右。铆接过程中的变形有三种，一是一侧变形，二是两侧变形，三是通过钉套变形紧固。
盲铆可以辅助其他零件的安装，也可以实现几个零件的直接连接。连接对材料没有要求。盲铆仅需要一侧空间钢结构刚性连接，广泛应用于全铝车身的设计过程中。
压铆
压铆螺母是用在薄板或金属板材上的螺母。其形状为圆形，一端有压花齿和导向槽。
其原理是通过压花齿将钣金上预设的孔压入。一般预置孔的孔径略小于压铆螺母的压花齿。压铆螺母的齿通过压力被挤入板中而产生孔。周边发生塑性变形钢结构刚性连接，变形物体被挤入导向槽内，从而产生锁定效果。除了拉铆螺母外，还有拉铆螺柱。
压铆主要是辅助其他零件的安装，为车身受力较小的零件提供安装点。
压铆螺母 压铆螺柱
压铆工艺流程图
应用优势
1.保持板子背面完全平整；
2、耐扭矩高；
3、装配方便，只需简单的铆接；
4、规格系列化，满足各种设计要求。
盲铆与压铆的对比分析
压铆螺母是板材的变形（压铆中的膨胀铆钉是螺母的变形）。拉铆螺母是螺母的一种变形。铆接过程需要两侧都有空间。一侧需要平模提供压力，一侧为标准件或预定位模具提供支撑，对型材闭合件的结构没有影响。 ，只有另一面需要支撑，不需要铆接的面必须接触工作台。铆接过程仅需要一侧空间，并且需要在标准件上开孔。铆接开的孔比铆钉稍大，压铆开的孔比铆钉小。同等情况下，拉铆螺母比压铆螺母强度高。
通过以上的分析，相信大家对SPR、TOX、FDS、铆接和压铆工艺的特点和区别有了一定的了解。在目前的全铝车身中，这些工艺的使用越来越多，这将对未来的发展产生一定的影响。发挥了至关重要的作用。
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