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新能源汽车的推广和应用对汽车轻量化设计提出了更高的要求,车身轻量化研究也成为研究热点。采用铝合金等轻质材料是实现汽车轻量化的有效途径。铝合金材料在车身结构中的成功应用不但取决于先进的成型工艺,还依赖于可靠的连接技术。搅拌摩擦点焊作为一种新型固相焊接技术,可有效地避免铝合金熔焊引入的焊接缺陷。但是,传统搅拌摩擦点焊工艺存在匙孔和有效连接面积小的问题,削弱了接头的力学性能。胶接点焊工艺将粘接和点焊工艺相结合,可以弥补单一工艺的不足。然而,搅拌摩擦胶接点焊工艺中的焊接热效应造成胶层碳化,产生气体冲击胶层,降低了胶层的致密性。并且,焊点中引入粘接剂杂质,降低了焊点的力学性能。为此,本文基于焊点的温度场分布,开发了温控透胶式搅拌摩擦胶接点焊的连接技术,阐明了粘接剂对搅拌摩擦点焊接头成型的影响机制。此外,还针对轻量化车用铝合金材料探究了界面处理工艺对注胶式搅拌摩擦胶接点焊接头拉剪力学性能的影响。具体内容如下:（1）搅拌摩擦点焊工艺的力学性能分析与服役评价。针对传统搅拌摩擦点焊（CFSSW）,无针搅拌摩擦点焊（PFSSW）和扫掠搅拌摩擦点焊（SFSSW）三种典型工艺,探究了焊接参数对接头力学性能的影响规律并对接头性能进行优化,以获得接头的最优加工参数。并且,分析了三种点焊工艺的接头结构,探究了三种接头的连接机制:PFSSW的连接机制为连接区域板材间的面连接;搅拌针增加了材料的流动,使得CFSSW和SFSSW焊点具有体连接的特点。此外,针对某小型全铝电动汽车的车身结构,提出了焊点多工况服役性能的评价模型,并对搅拌摩擦点焊接头在车身结构典型位置的服役性能进行比较。结果表明,CFSSW焊点的服役性能略低于SFSSW,并明显高于PFSSW。但是考虑加工的复杂性,CFSSW焊点在车用铝薄板结构连接方面更具优势。（2）注胶/透胶式搅拌摩擦胶接点焊的接头成型与拉剪力学性能分析。采用结构简单的CFSSW接头结构,比较了注胶和透胶式搅拌摩擦胶接点焊接头的微观结构,力学性能和内部的应力分布。结果表明,注胶接头的焊接区域出现大量的剪切韧窝,表明焊点处于良好的冶金连接状态。并且,胶层区域发生内聚失效,表明胶层具有良好的承载能力。然而,透胶式搅拌摩擦胶接点焊接头中靠近焊点的胶层发生碳化,并且焊核区域引入了粘接剂杂质,削弱了接头的承载能力。此外,拉伸过程中注胶接头内部的应力分布结果表明胶层可以降低焊点钩尖区域的应力集中,并提高接头的承载能力。相较于点焊接头,注胶接头的钩尖应力降低了68.29%,拉剪失效载荷提高了1.1倍。（3）改进的透胶式搅拌摩擦胶接点焊接头的拉剪性能及失效分析。针对传统透胶工艺中胶层碳化以及焊点杂质,基于DFLUX子程序分析了搅拌摩擦点焊过程中的温度场分布,并开发了温控透胶式搅拌摩擦胶接点焊的连接技术,使胶层厚度可控及焊点与胶层分离。粘接剂固化前和固化后的温控透胶式搅拌摩擦胶接点焊接头的拉剪失效载荷相较于传统透胶工艺分别提升了42.56%和14.53%。针对提出的连接工艺,分析了粘接剂固化前和固化后点焊对搅拌摩擦胶接点焊接头的成型和力学性能的影响机制。结果表明,胶层固化前点焊接头的胶层组分发生汽化,胶层区域表现出树枝状的内聚断口形貌;胶层固化后点焊接头由于焊接热以及搅拌头的顶锻力使胶层开裂,胶层区域的断裂模式为界面失效。此外,胶层厚度使得焊点上下表面不能完全贴合,焊点搅拌不充分,导致了焊点发生解理失效。因此,环氧树脂基粘接剂不能直接参与搅拌摩擦点焊的成型过程,注胶式搅拌摩擦胶接点焊技术是粘接和搅拌摩擦点焊的最佳组合方式。（4）注胶式搅拌摩擦胶接点焊接头的拉剪性能提升。选择典型的脆性和塑性粘接剂分析了粘接剂塑性对注胶式胶接点焊接头承载性能的影响机制,并探究了激光和表面喷砂对胶接点焊接头粘接区域剪切力学性能的影响。研究表明,脆性,双混合粘接剂和塑性搅拌摩擦胶接点焊接头的失效载荷依次升高,表明搅拌摩擦胶接点焊工艺是一种实现铝合金可靠连接的方法。其次,激光和表面喷砂胶接点焊接头粘接区域的剪切强度同时受到界面润湿性和粗糙度的影响。并且,界面处理能同时提高粘接和点焊区域的失效载荷。结果表明,激光和喷砂表面处理的胶接点焊接头的失效载荷相较于相同粘接面积的粘接接头分别提高了66.30%和72.92%。（5）搅拌摩擦胶接点焊连接在接头及结构中的探索研究。基于前文的研究,采用注胶式胶接点焊接头分析了搅拌摩擦胶接点焊接头和结构的基础力学性能。在点焊接头中添加粘接剂能显著提高接头的力学性能。比较了接头在25 s-1,125 s-1,250 s-1三级应变率下点焊,搅拌摩擦胶接点焊以及粘接接头的剪切冲击力学性能。结果表明,高应变率下,搅拌摩擦胶接点焊接头的力学性能与粘接接头相近。三级应变率下,搅拌摩擦胶接点焊接头的失效载荷相较于点焊接头分别提升了221.17%,229.61%和224.87%。此外,对搅拌摩擦胶接点焊连接结构的静态力学性能分析表明,采用搅拌摩擦胶接点焊连接能显著地提高结构的压缩,扭转,弯曲刚度以及结构的NVH性能。综上,本论文围绕轻量化车身的连接技术开展了系统性的研究工作。尤其是开发的温控透胶式搅拌摩擦胶接点焊技术有效地解决了胶层厚度控制以及焊点中粘接剂杂质的问题。通过系统地评价点焊技术,对粘接工艺、焊接前处理等技术方案进行了系统地优化和力学评估,实现了点焊与粘接力学性能调控的有效结合,为推动高品质汽车轻量化铝合金板材的连接提供了有利的技术保障和理论基础。