自沖鉚接是全鋁和鋁鋼混合車身裝配的核心基礎工藝。7系鋁合金、鑄鋁、鎂合金等輕質高強材料室溫延展性差，鉚接時易引發開裂，嚴重制約了輕合金在汽車車身中的應用。研究團隊將自沖鉚接的機械互鎖機制與攪拌摩擦焊的固相連接機制相結合，通過摩擦生熱解決大變形導致的低延展性材料開裂難題，形成了自沖摩擦鉚焊機械-固相復合連接新原理，突破了自沖鉚接工藝的技術和性能瓶頸，形成了具有自主知識產權的高性能鉚接工藝與裝備。
針對低延展性高強輕合金鉚接開裂問題，國外提出了預加熱自沖鉚接方法，雖然能夠有效解決開裂問題，但加熱裝置復雜導致工藝成本增加，而且預熱-鉚接組合會大幅增加工藝耗時、降低裝配效率，增加車身制造成本，難以滿足車身制造的快節拍、低成本要求。申請人團隊摒棄傳統的預加熱鉚接思路，發明了集加熱和鉚接于一體的自沖摩擦鉚焊新工藝，開發了具有自主知識產權的高效率集成化裝備，利用鉚釘高速旋轉產生摩擦熱實現輕合金的實時按需軟化，抑制了開裂，大幅縮短了工藝耗時，顯著提升了連接性能，突破了傳統自沖鉚接工藝的技術瓶頸。
【技術指標】
（1）鋁合金AA7075-T6自沖摩擦鉚焊接頭強度系數達母材的91%，與自沖鉚接工藝相比接頭強度提升了139%，韌性提高了720%。
（2）鋁合金AA5182-O自沖摩擦鉚焊接頭疲勞壽命較自沖鉚接提升了15%。
（3）鋁合金AA6061-T6與鎂合金AZ31B自沖摩擦鉚焊接頭剪切強度達鎂合金母材的83%，與自沖鉚接工藝相比接頭強度提升了63%，韌性提高了402%。
（4）工藝耗時不超過2秒，與現有熱輔助自沖鉚接工藝相比，工藝周期縮短了60%。
【關鍵技術】
（1）機械-固相復合連接熱力協同控制技術：提出兩段式工藝，在摩擦軟化階段，通過鉚釘高速旋轉、低速進給控制界面摩擦熱的生成和傳導，解決了低延展性材料鉚接開裂的頑疾；在停轉頂鍛階段，通過鉚釘停轉并快速進給增強鉚釘和周圍材料之間的熱、力作用強度，提升接頭中的機械互鎖和加工硬化，消除了鉚釘攪拌產生的間隙缺陷，實現了機械互鎖與固相連接的協同控制。
（2）動態接觸界面組織狀態熱力調控技術：通過轉速和進給速度協調控制鉚釘的攪拌摩擦過程，使動態接觸界面附近形成塑性流動層，利用剪切流變使層內金屬發生動態再結晶，形成包覆鉚釘的超細晶粒層，同時在鉚釘內腔截留金屬與凹模側板材金屬界面通過剪切流動層擴展形成大范圍超細晶粒區，在機械連接的基礎上實現了全界面、高性能固相連接。
（3）雙機械互鎖-固相復合強化技術：通過對摩擦產熱和鉚釘變形的協調控制，分別在鉚釘空腔內、外側與被連接材料形成雙向機械互鎖，同時實現鉚釘與周圍材料的全界面固相連接。雙向機械互鎖與固相連接相復合，阻礙了外載作用下鉚釘的旋轉、收縮和拉脫失效，顯著提升了接頭的剪切強度和疲勞壽命，突破現有單一機械連接或固相連接接頭的性能極限。
【應用領域】
（1）自沖摩擦鉚焊技術的應用能夠解決7系鋁合金、鎂合金、鑄鋁等高比強度輕合金的不可鉚問題，推動高比強度輕合金在汽車工業中的應用，提升我國汽車的輕量化水平和市場競爭力，產生較好的經濟效益。
（2）自沖摩擦鉚焊技術不僅能夠解決高比強度輕合金的不可鉚問題，還能提升傳統5系、6系鋁合金接頭的靜態強度和疲勞壽命，適用性強，在汽車領域成熟應用后，可進一步拓展到機車、空天領域輕合金薄壁結構的高性能制造，是傳統干涉配合鉚接、抽芯鉚接的潛在替代技術。?
