于10_。第二表面19较大的尺寸能提高与第二板材2之间的连接强度。
[0075] 如图3和图4所示，在本实施例中，作为优选，在植入铆钉之前，在第二板材2中开 设有铆钉孔，铆钉孔的直径D比半空心铆钉10的杆部12的直径dl大5%~20%，这样，铆 钉可以容易地被加入。铆钉孔可在正常的冲压工序中进行，只需要将铆钉插入铆钉孔即可 进行下一步工序。
[0076] 如图3和5所示，半空心铆钉10在形成接头1后，其杆部受压变形，发生横向延展， 其直径增加了 10~30%。也就是说接头1的杆部直径d3与半空心铆钉10的杆部直径dl 相比，增加了 10~30%。对照图8可以看出，由于其杆部的延展，相当于增大了铆钉的横向 尺寸，从而提供了更多空间以形成更大的焊点（并避免焊点处的高温影响第二板材），进而 提高焊接的连接强度。
[0077] 如图3和图6所示，半空心铆钉10的头部11具有0. 5~1. 5mm的厚度t，形成接 头1后，第一板材3与第二板材2之间形成厚度为t2的缝隙，涂漆可以进入两个板材之间 的缝隙，防止产生接触性腐蚀。
[0078] 从以上描述可以看出，为实现本发明的目的，对半空心铆钉10的腿部向内和向外 的变形都有特别要求，实际上就是对半空心铆钉10的杆部厚度以及腿部尺寸具有特别的 要求。
[0079] 为了使半空心铆钉在变形时向内延展形成等弧度的弧面，不能采用普通的半空心 铆钉，需要专门制定特殊结构的铆钉。普通的半空心铆钉之所以不能适用于本发明，是因为 本发明使用铆钉与现有技术所使用的半空心铆钉的目的不同。通常情况下，使用半空心铆 钉是为了连接两个材料，铆钉的杆部占其总长度的比例较大，并且铆钉的腿部插入其中需 要连接的材料之中，会使腿部叉开以与材料形成力的连接。在铆钉铆入的过程中，铆钉的杆 部的变形较小，腿部一般发生分叉变形，腿部在纵向上变形很少（通常使用的铆钉在实现 铆接时，腿部不会发生本发明所示的变形）。本发明将半空心铆钉穿过其中的一个板材与 其固定连接后还要形成一个便于焊接的表面，故对半空心铆钉的尺寸具有特殊要求：首先， 要求杆部的厚度在第二板材的厚度的1. 1~1. 4倍之间，也就是半空心铆钉10插入第二板 材2时，其空腔的底部稍微高出第二板材2的表面，为腿部向内侧和外侧变形留出合适的空 间。此外，要求腿部的长度（也就是空腔的深度）和厚度在向内延展变形后能形成的等弧 度的弧面，并且向外侧变形形成与第二板材紧贴的边缘部。
[0080] 如图12所示，与半空心铆钉形成的接头1形成铆接结构的第二板材可以为两层结 构，包括第一层31和第二层32,当然第二板材还可以包括更多层的结构。其中的第一层31 和第二层32可以同时为轻量化的铝、镁等金属合金材料，也可以为碳纤维等非金属材料， 其使用本发明的方法进行连接的原理类似，不再赘述。只是要求接头1的材料必须能够与 图中未示出的第一板材之间能够相互焊接连接。
[0081] 当使用本发明的连接方法用于汽车生产时，本发明还提供了一种汽车车身或底 盘，车身和底盘包括至少两种相互不能焊接的材料，相互不能焊接的材料之间通过本发明 的连接方法相互连接，从而可继续使用生产单一材料的车身、底盘时所使用的点焊设备，在 实现轻量化的同时降低生产成本。生产时只需要改变点焊焊头的几何形状和相应地改变焊 接时所需的焊接参数。在汽车这种批量生产的行业，本发明所带来的有益效果尤为突出。为 满足轻量化的要求而采用两种或多种材料的车型可与使用单一材料的车型共线生产，不需 对现有的生产线做改造，大大降低了汽车厂的投资，这也是本发明相对于现有技术最具有 实用性的优点。
[0082] 图13示出了铝材料的汽车底板与钢材料的汽车后纵梁使用钢制的半空心铆钉通 过本发明的连接方法连接后的示意图。其中的汽车底板200为板状件，不必设置凸缘，后纵 梁300分别设置连接用的凸缘，使用半空心铆钉穿过汽车底板200,然后将半空心铆钉的腿 部墩粗至与汽车底板200铆接，并形成如图6所示的形状，然后将后纵梁300贴在接头1的 平整的表面上与之焊接，即形成如图13所示的组装件。本发明的连接方法应用于连接其他 的相互不能焊接的材料时的情形与图13类似。
[0083] 以下将本发明分别与现有技术进行对比来说明本发明的优点。需要重点指出的 是，与现有技术所采用的实心铆钉相比，本发明所采用的半空心铆钉，铆入板材所需要的压 力小，不必更换压机，大大降低成本。本发明所使用的独特设计的半空心铆钉，所形成的等 弧度的弧面可与焊头形成良好接触而有利于形成质量较高的焊点，其边缘部与第二板材形 成牢固的连接。经过对比试验，采用本发明的方法所形成的板材连接结构的剪切强度大于 采用自冲铆钉连接的强度。
[0084] 现有技术一的方案中采用的是工字形的实心铆钉作为连接两个板材的过渡材料。 其中，实心铆钉的两面均保持平面，实际上使用普通的冲压设备是做不到将实心铆钉的两 面均形成平面的。只有使用专门的锻压设备才能实现。使用两面平整的实心铆钉的方案， 使用现有设备不可能实现，因而不具有实用性。即使通过使用专门的设备来实现，也大大增 加了制造成本。尤其需要指出的是，工字型的接头实际上很难通过实心铆钉来制作成功，即 使采用锻压的手段，也会增加制作成本，需要增添新的设备，改变现有的工艺。
[0085] 本发明与现有技术一的主要区别特征及优点：（1)本发明采用半空心铆钉，其腿 部容易发生变形，能够容易形成接头，独特结构的半空心铆钉所形成的第二表面上形成的 等弧度的弧面，能够保证焊点质量。半空心铆钉容易冲入第二板材并与其固定，第二表面的 边缘部与第二板材形成牢固的连接。（2)由于对冲压的力要求不高，能够利用现有的冲压设 备，形成的等弧度的弧面能够利用现有的焊接电极，可以使用现有的焊接设备。
[0086] 现有技术二的存在的问题，实心铆钉是冲入板材内的，并且通过挤压板材使板材 的一部分进入铆钉的凹槽内，缺陷是：（1)平整的实心铆钉需较大的压力才能进入板材； (2)铆钉的头顶部下端设有一个凹槽，使得铆钉的头顶部分变得较厚，而降低铆钉与工件的 焊接能力，同时需要使铆钉杆的直径变大，以保证点焊时焊点的直径达到要求的尺寸，从而 增加整个组装件的重量，达不到轻量化的设计目标（之所以采用不同的材料，是为了降低 组装件的总重量）；(3)铝板的下侧受到挤压会局部变薄，使零件的力学性能减弱。
[0087] 本发明与现有技术二的主要区别特征及优点：（1)半空心铆钉的腿部更容易进入 第二板材内；(2)铆钉的腿部变形与第二板材形成卡接，不易脱落，并且对铝板破坏小，对 其强度影响较小，可使用现有的设备。
[0088] 现有技术三的存在的问题：（1)加入铆钉与铝板之间只是单侧连接，在运输过程 中，铆钉容易掉下来；(2)铆钉头需要设置较大的直径，以设置用于卡持的尖头，此外头部 也需要较厚的尺寸，以便与铝板卡持。
[0089] 本发明相对于现有技术三的主要优点：（1)半空心铆钉的腿部更容易进入铝板 内；（2)铆钉的腿部变形后与铝板的一侧卡接，而头部从铝板的另一侧卡接，形成从两侧卡 持铝板（第二板材一般为铝板）的结构而不易脱落，并且对铝板破坏小，对其强度影响较 小。如果是连接钢和纤维复合材料，本发明不使用现有技术三中的用于卡持的尖头，对纤维 复合材料（即第二板材）没有任何损坏；（3)本发明的铆钉的头部可比现有技术三的厚度 和直径都可更小，实现轻量化的要求。而现有技术三由于要设置尖头，需要较大的厚度和直 径；(4)此外，现有技术三的铆钉与板之间的焊点只能在凸起处形成，在满足焊点尺寸（因 为足够大的焊点才能满足连接强度的要求）的情况下，铆钉的直径就会变得很大。换句话 说，在满足同样强度要求的前提下，本发明可以将铆钉的直径设置的较小，满足轻量化的要 求。
[0090] 现有技术四的存在的主要问题：（1)其采用的是实心铆钉，与现有技术一类似，需 要的冲压压力较大；（2)铆钉与板之间没有连接，不能将板上冲压铆钉后再运输，只能在焊 接时安装铆钉，而且当板材位于竖直或者倾斜位置时，铆钉容易脱落。
[0091] 本发明与现有技术四相比，在其基础上进行两方面的改进：（1)铆钉的腿部变形 后与铝板形成两面夹持铝板的连接结构，可与铝板固定后一起运输，不必在焊装时另外设 置传输铆钉的设备；（2)钢板是与铆钉头的一侧连接的，二个板材之间有空隙，可防止接触 性腐蚀；(3)本发明的接头是通过将半空心铆钉的腿部进行变形的过程形成的，与电极接 触的面为等弧度的弧面，可保证焊接质量。此外，本发明的边缘部可与板材形成较为牢固的 连接。
[0092] 本发明与现有技术五相比，其主要区别是（1)使用半空心铆钉代替实心铆钉；（2) 尤为重要的是，本发明使用的半空心铆钉具有独特的几何特征。只有满足要求的半空心铆 钉，才能在变形后使第二表面形成等弧度的弧面，一方面可与电极形成良好接触，保证焊接 质量，此外可减少对电极的继续磨损，由于是半空心铆钉，其腿部变形后形成的边缘部是从 内向外依次变薄的形状，可减少铆钉的质量（重量）。半空心铆钉铆入板材以及墩粗变形过 程中，主要是腿部发生变形，与