自冲摩擦铆焊(F-SPR)工艺通过在传统SPR工艺中引入铆钉的高速旋转，利用摩擦热软化低延展性材料，并通过铆钉的摩擦搅拌作用使材料之间形成固相连接，最终实现机械-固相复合连接（图1）。然而，现有研究对固相连接的强化机制仍缺乏定量认识，固相连接和机械互锁在F-SPR接头断裂中的作用及其对复合接头强度的贡献尚不清晰。为了阐明F-SPR接头的强化机制，本研究首先通过微拉伸和正拉实验测量固相连接的局部强度和接头的整体强度，然后基于实验结果建立数值仿真模型，量化分析微观（固态连接）和宏观（机械互锁）因素的复合强化效果。

FDS工艺本身的可靠性是比较高的，但还是会抽检，将一辆车所有的相关连接点纵向剖开，去检测连接点是否有连接不牢靠、钢/铝板开裂等情况，而将车身合格的标准定为连接点合格。

在F-SPR工艺过程中，前期铆钉高速旋转慢速进给，后期铆钉停止旋转并快速镦铆，这两个阶段何时切换对工艺成败至关重要。不同转换深度下接头成形时摩擦产热与铆接力不同，进而影响接头的连接特征。图2对2.5mm、3mm、4mm和5.3mm四个转换深度下的接头机械连接特征进行分析，可以看到机械连接包括内部互锁和外部互锁两部分。此外，在3mm的转换深度下可以避免铆钉镦粗或孔洞等缺陷，获得形貌良好的接头。

铝合金薄壁结构的机械连接技术主要包括实心铆接、抽芯铆接和自冲铆接（SPR）。其中，实心铆接和抽芯铆接需要预制孔来放置铆钉，然后通过钉杆变形实现工件的机械锁紧。这两种工艺可以连接各种铝合金，但成本高、效率低的制孔工艺以及制孔带来的毛刺问题限制了工艺的应用。相比之下，SPR工艺无需预制孔，通过高速冲压半空心铆钉进入工件，铆钉腿在底模支撑下张开形成机械互锁，速度快且成本低。目前，SPR工艺已成功应用于5000和6000系列铝合金的连接中，然而，SPR工艺用于7000系列和铸铝等低延展性铝合金时，由于工艺所需的塑性变形超出了这些材料在室温下的延展性，因此会产生开裂问题。

本文通过实验研究了铝合金AA7075-T6自冲摩擦铆焊（F-SPR）接头的微观组织演变、显微硬度分布和固相连接微区拉伸性能，建立了精细化力学性能仿真模型，定量评价了接头硬度非均匀分布特征、固相连接和机械互锁等宏、微观特性对接头正拉性能的控制机制。研究发现，F-SPR接头中与下层铝板之间的固相连接能够有效铆钉内腔的机械互锁，形成了腔内、腔外双向机械互锁的复合强化模式，使接头正拉强度提升了14.3%。

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而十倍价格的铆接设备可以说是十分昂贵了。因为阿尔法S和阿尔法T采用上钢下铝的车身结构，而钢和铝是没办法焊接的，所以需要通过SPR铆接和FDS这样的自攻螺钉螺接工艺，这些工艺对精度和可靠性的要求比较高，一台焊枪的成本大概在50万人民币。不敢相信，的车身工艺装备投资就超过了5亿元！

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车身车间，由于极狐车型不同部位采用了不同的材质，因此不同材质之间的链接也成为了问题，由于钢和铝的熔点不同，因此在一些材质链接处就需要一种的链接方式，比如SPR自冲铆接工艺和FDS自攻螺纹连接。

极狐阿尔法S车身刚度达到行业天花板，其所采用上钢下铝车身，是众多百万级豪华车才会采用的高成本架构模式，具有高、高耐久、高集成、轻量化方面的品质优势，采用了包括1500Mpa热成型钢与高压铸铝在内的多种材料，通过SPR、FDS等多种先进工艺连接，使车身抗扭刚度高，吸能表现良好，构筑了坚不可摧的车身，给予用户更安心的呵护。