CN113172163A - 一种异形无铆钉铆接结构、成型装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异形无铆钉铆接结构、成型装置及方法，解决了现有技术中无铆钉铆接的连接强度低的问题，具有提高板材铆接区域强度的有益效果，具体方案如下：一种异形无铆钉铆接结构，包括铆接的第一板材和至少一层第二板材，第一板材具有异形孔，第二板材设置凹部，第二板材非凹部部分搭接于第一板材的上方，凹部从第一板材的异形孔中突出，且凹部的深度大于第一板材和第二板材的厚度之和；而且凹部底面的长度大于凹部顶部敞口侧的长度，和/或凹部底面的宽度大于凹部顶部敞口侧的宽度。

Description

一种异形无铆钉铆接结构、成型装置及方法

技术领域

本发明涉及板材连接技术领域，尤其是一种异形无铆钉铆接结构、成型装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

板材无铆钉铆接技术已在工业领域获得广泛应用。现有的无铆钉铆接技术，如TOX冲压铆，是通过冲头将板材压入凹模，板材在冲头和模具的共同挤压下发生局部塑性变形并形成机械互锁从而连接在一起。这种无铆钉铆接方式在连接区域形成一个圆点形的铆扣，与铆钉式铆接相比，加工效率高，连接成本低。

然而，发明人发现，现有无铆钉铆接技术的弱点是明显的：圆点形铆扣的连接区域小且连接强度低，尤其是其铆接接头无法承受扭转载荷。

尽管目前很多研究旨在提高无铆钉铆接接头的连接强度，其中最直接、最高效的方法，依然是通过多点铆接以形成铆扣群，来增加连接面积并提高连接强度，同时通过铆扣群的合理布局，使多点铆接接头能够传递扭转力。

但是，多点铆接方式势必降低铆接加工效率，并且各铆点之间的距离也有严格的工艺限制。而大型运载工具如汽车、飞机、火箭的承载结构普遍具有薄壁特征，其多材料混用的轻量化薄壁结构主要是由铆接完成的，如一架空客A380飞机上有将近300万个铆接接头。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种异形无铆钉铆接结构，通过异形孔的设置使得铆接区域为异形形状，相比于现有的圆形铆接方式，铆接面积大，相应提高了铆接强度，可使铆接结构承受更大的载荷和扭矩，以此提高铆接板材连接强度，并增强其工艺适应性和灵活性。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种异形无铆钉铆接结构，包括铆接的第一板材和至少一层第二板材，第一板材具有异形孔，第二板材设置凹部，第二板材非凹部部分搭接于第一板材的上方，凹部从第一板材的异形孔中突出，且凹部的深度大于第一板材和第二板材的厚度之和；

而且凹部底面的长度大于凹部顶部敞口侧的长度，和/或，凹部底面的宽度大于凹部顶部敞口侧的宽度，使得第二板材的凹部形成口小底大的结构，有效保证第一板材和第二板材的铆接效果，保证无铆钉铆接结构的连接强度。

如上所述的一种异形无铆钉铆接结构，所述第二板材纵向截面整体呈U字型，为了使得凹部形成口小底大的结构，纵向截面的一侧形成Z字型；

所述异形孔为键形，即异形孔的两端为弧形，另两侧为直线，该形状也与激光的摆动相适配，激光沿着异形孔的长度方向进行摆动，以保证异形无铆钉铆接结构的成型。

本发明还公开了一种异形无铆钉铆接结构的成型装置，包括：

用于发射激光的激光发射机构，激光发射机构包括激光头，激光头能实现摆动；

支撑台，支撑台设置凹槽，支撑台用于支撑第一板材和第二板材，第二板材表面可放置去离子水，第一板材设于第二板材的下方，且第一板材开有异形孔，热的去离子水吸收激光头发射的激光，产生瞬时的高温高压现象，形成高压等离子体冲击波和高速空化微射流，对第二板材进行施压，使得第二板材沿着异形孔发生变形。

如上所述的一种异形无铆钉铆接结构的成型装置，还包括盖板，盖板能够设于第二板材的上方，且盖板与第二板材之间具有设定的间隙，盖板通过支撑架支撑，间隙的设置便于去离子水沿着盖板与第二板材之间的间隙进行填充，随着第二板材的成型，第二板材上表面始终有去离子水；

为了实现在第二板材成型过程中，去离子水的持续不断补充，支撑架位于所述支撑台的环向，且支撑架内部中空，周侧封闭，支撑架的顶部支撑盖板；支撑架与管路连接，管路能够与去离子水罐连接；

第一板材异形孔的宽度小于支撑台凹槽的宽度，第一板材异形孔的长度小于支撑台凹槽的长度，通过支撑台凹槽的限制，使得第二板材沿着第一板材异形孔和凹槽底部的限制，有效保证第二板材的成型。

本发明还公开了一种异形无铆钉铆接结构的成型方法，包括如下内容：

通过支撑台支撑第一板材，第一板材开有异形孔，第一板材的上方放置第二板材，第二板材表面放置热的去离子水；

激光透过去离子水作用于第二板材，热的去离子水吸收激光头发射的激光，产生瞬时的高温高压现象，形成高压等离子体冲击波和高速空化微射流，对第二板材进行施压，使得第二板材沿着异形孔发生变形；

第二板材变形后，去离子水不断补充到第二板材的上方；

激光沿键形孔的长度方向进行摆动，激光摆动造成激光聚焦位置相对于第二板材的上表面不断变化，进一步造成沿激光方向去离子水的厚度也不断产生变化，从而使冲击波和微射流两种效应不断发生强弱交替变化，并轮番冲击第二板材；

第二板材在高压冲击波和高速微射流的冲击下，以及在第一板材异形孔的约束下发生渐进塑性变形，变形区域逐渐扩大，在碰撞支撑台凹槽底面后，逐步形成口小底大的底切结构，使第二板材与第一板材铆接在一起。

如上所述的一种异形无铆钉铆接结构，包括至少两层铆接的板材，多层板材通过凹部实现铆接，凹部的形状为异形形状；

凹部包括底面，底面的环向侧部设置侧壁，凹部底面的长度大于凹部顶部开口处的长度，和/或，底面的宽度大于凹部顶部开口处的宽度。

如上所述的一种异形无铆钉铆接结构，所述凹部的纵向截面为U型，为了便于凹部形成口小底大的结构，且凹部纵向截面的一侧形成Z字型。

本发明还公开了一种异形无铆钉铆接结构的成型装置，包括：

用于发射激光的激光发射机构，激光发射机构包括激光头，激光头能实现摆动；

支撑台，支撑台设置凹槽；

固定座，固定座通过支撑台支撑，固定座支撑至少两层板材，相邻两层板材之间接触设置，最上层板材的上表面可放置去离子水，固定座设于最底层板材的下方，且固定座开有异形孔，热的去离子水吸收激光头发射的激光，产生瞬时的高温高压现象，形成高压等离子体冲击波和高速空化微射流，对板材进行施压，使得第二板材沿着异形孔发生变形。

如上所述的一种异形无铆钉铆接结构的成型装置，还包括盖板，盖板能够设于最上层板材的上方，盖板与最上层板材之间有设定的间隙，有利于在板材成型过程中，去离子水始终保持在最上层板材的上表面；

为了实现在最上层板材成型过程中，去离子水的持续不断补充，支撑架位于所述支撑台的环向，且支撑架内部中空，周侧封闭，支撑架的顶部支撑盖板；支撑架与管路连接，管路能够与去离子水罐连接；

为了保证板材的成型，所述固定座异形孔的宽度小于支撑台凹槽的宽度，固定座异形孔的长度小于支撑台凹槽的长度。

本发明还公开了一种异形无铆钉铆接结构的成型方法，包括如下内容：

通过支撑台支撑固定座，固定座开有异形孔，固定座的上方放置第二板材和第三板材，第二板材与第三板材紧密接触，第三板材表面放置热的去离子水；

激光透过去离子水作用于第三板材，热的去离子水吸收激光头发射的激光，产生瞬时的高温高压现象，形成高压等离子体冲击波和高速空化微射流，对第三板材进行施压，使得第三板材沿着异形孔发生变形；

第三板材变形后，去离子水不断补充到第三板材的上方；

激光摆动，造成激光聚焦位置相对于第三板材的上表面不断变化，进一步造成沿激光方向去离子水的厚度也不断产生变化，从而使冲击波和微射流两种效应不断发生强弱交替变化，并轮番冲击第三板材；

第三板材在高压冲击波和高速微射流的冲击下，第二板材受到第三板材的冲击，同时，第二板材和第三板材在固定座异形孔的约束下发生渐进塑性变形，变形区域逐渐扩大，在第二板材碰撞支撑台凹槽底面后，第二板材和第三板材逐步形成口小底大的底切结构，使第二板材和第三板材铆接在一起。

上述本发明的有益效果如下：

1)本发明通过第一板材异形孔的设置，能够使得第二板材的凹部也成为异形，第二板材的结构形成口小下大的结构，能够有效保证第一板材和第二板材的铆接效果；与传统的圆点铆相比，连接方式为异形无铆钉铆接，连接区域大，连接强度高，且使铆接接头能够承受扭转载荷，扩宽了无铆钉铆接的工艺范围，增强了其使用性能。

2)本发明通过多层板材实现铆接，板材的凹部形状为异形形状，而且凹部底部尺寸小于凹部顶部的尺寸，使得板材形成口小下大的结构，能够有效保证相邻两板材的铆接效果；与传统的圆点铆相比，连接方式为异形无铆钉铆接，连接区域大，连接强度高，且使铆接接头能够承受扭转载荷，扩宽了无铆钉铆接的工艺范围，增强了其使用性能，而且相应同等面积内无需设置更多的铆接点。

3)本发明通过一种异形无铆钉铆接结构的成型装置的设置，通过激光冲击，并通过第一板材或固定座的异形孔，实现板材的铆接，舍去了传统的冲头和上模等结构，结构设置简单，生产效率高。

4)本发明在结构的成型方法中，针对一些材料在低温加热时能显著降低其屈服应力并增加其延伸率的特点，采用热的去离子提高材料的可成形性；此去离子水迅速吸收激光能量，产生瞬时的高温高压现象，形成强烈的高压等离子体冲击波和高速空化微射流，从而对板材不断施压，并在键形孔的约束下使板材产生高应变率塑性成形。

5)本发明在激光束沿异形孔长度方向摆动的过程中，相对于板材上表面，聚焦位置不断产生变化，从而使冲击波和高速微射流两种效应不断发生强弱交替变化，并轮番冲击板材，使材料流动更加均匀；

而且由于激光束的摆动，激光束可以倾斜冲击铆扣两端的半圆形区域，较之从板材上方垂直入射冲击相比，更利于底切结构的塑性成形。

6)本发明盖板覆盖在去离子水之上，当激光诱发的冲击波和微射流作用于板材时，共同形成冲击力的约束层和反馈层，进一步提高冲击波和微射流的利用率，进一步塑性成形效率。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明第二板材与带键形孔的第一板材形成的无铆钉铆接接头的1/4轴测图。

图2为本发明第三板材与第二板材形成的无铆钉铆接接头的1/4轴测图。

图3为本发明第二板材与带键形孔的第一板材的无铆钉铆接装置的1/2示意图。

图中：0-激光；1-第一板材；2-第二板材；3-第三板材；4-去离子水；5-盖板；6-支撑台。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

术语解释部分：本发明中的术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种异形无铆钉铆接结构、成型装置及方法。

实施例一

本发明的一种典型的实施方式中，其结构的1/4如图1所示，一种异形无铆钉铆接结构，包括铆接的第一板材和至少一层第二板材，第一板材具有异形孔，第二板材设置凹部，第二板材非凹部部分搭接于第一板材的上方，凹部从第一板材的异形孔中突出，且凹部的深度大于第一板材和第二板材的厚度之和。

本实施中，以一层第二板材为例，进行说明。

其中，凹部包括底面，底面的环向侧部设置侧壁，通过底面和侧壁形成凹部，底面的长度大于第一板材异形孔的长度，底面的宽度大于异形孔的宽度，侧壁为向底面中心突出的弧形形状，使得凹部形成口小底大的底切结构，该结构使得第二板材与第一板材的异形孔产生机械互锁，使得第二板材与第一板材铆接在一起。

而且容易理解的是，为了实现凹部口小底大，凹部两侧侧壁之间的宽度小于底面的宽度。从图1可以看出，第二板材纵向截面整体呈U字型，纵向截面的一侧形成Z字型，以保证第二板材与第一板材的铆接效果。

为了便于成形，保证第一板材与第二板材的铆接效果，第一板材的异形孔为键形，即异形孔的两端为弧形(最优为半径为R的半圆形)，另两侧为直线，由此第二板材凹部矩形段的直线长度为L，使得凹部的总长度为L+2R，矩形段直线长度L/宽度2R＞1。

一种异形无铆钉铆接结构的成型装置，包括：

用于发射激光的激光发射机构，激光发射机构包括激光头，激光头能实现摆动；

支撑台，支撑台设置凹槽，支撑台用于支撑第一板材和第二板材，第二板材表面可放置去离子水，第一板材设于第二板材的下方，且第一板材开有异形孔，热的去离子水吸收激光头发射的激光，产生瞬时的高温高压现象，形成高压等离子体冲击波和高速空化微射流，对第二板材进行施压，使得第二板材沿着异形孔发生变形。

其中，支撑台的纵向截面为U型，具体地，支撑台包括安装台，安装台的四周周侧分别设置支撑壁，通过支撑壁限定支撑台的凹槽，支撑壁具有设定的高度。

为了保证第二板材与第一板材的铆接，第一板材异形孔的宽度小于支撑台凹槽的宽度，第一板材异形孔的长度小于支撑台凹槽的长度；通过支撑台实现对第一板材和第二板材的稳定支撑。

另外，装置还包括透明的盖板，盖板能够设于第二板材的上方，一些示例中，盖板可以为透明的玻璃板，玻璃板通过支撑架支撑，使得第二板材与第一板材铆接过程中，盖板与第二板材之间有设定的间隙，如0.5mm-2mm的间隙。

为了实现去离子水的补充，支撑架为环形件，支撑架的上表面可实现对玻璃板的支撑，支撑架位于支撑台的环向，且支撑架内部、顶端和底端中空，四周封闭，使得去离子水能够随着第二板材的成型而向下流动，且支撑架可设置管路，管路能够与去离子水罐连接，通过去离子水罐向支撑架内供入去离子水。

一种异形无铆钉铆接结构的成型方法，包括如下内容：

通过支撑台支撑第一板材，第一板材的上方放置第二板材，第二板材表面放置去离子水，通过盖板覆盖第二板材；

在第一板材异形孔中心部位的正上方发射纳秒脉冲激光，激光透过盖板和去离子水作用于第二板材，所形成的光斑直径大于等于异形孔端部半圆形孔半径的两倍2R，热的去离子水吸收激光头发射的激光，产生瞬时的高温高压现象，形成高压等离子体冲击波和高速空化微射流，对第二板材进行施压，使得第二板材沿着异形孔发生变形；

第二板材变形后，去离子水不断补充到第二板材的上方；

激光0在第一板材异形孔的正上方沿键形孔的长度方向进行摆动，使得激光光斑扫描区域大于等于第一板材异形孔的区域，激光摆动造成激光聚焦位置相对于第二板材的上表面不断变化，进一步造成沿激光方向去离子水的厚度也不断产生变化，从而使冲击波和微射流两种效应不断发生强弱交替变化，并轮番冲击第二板材；

第二板材在高压冲击波和高速微射流的冲击下，以及在第一板材异形孔的约束下发生渐进塑性变形，变形区域逐渐扩大，在碰撞底部支撑台凹槽底面后，逐步形成口小底大的底切结构，从而使得第一板材与第二板材产生机械互锁，最终使第二板材与第一板材铆接在一起。

另外，需要说明的是，第二板材表面还可以再设置第三板材，甚至是更多数量的板材。

实施例二

一种异形无铆钉铆接结构，其结构的1/4如图2所示，包括至少两层铆接的板材，多层板材通过凹部实现铆接，凹部的形状为异形形状。

在本实施例中，凹部为键形形状，凹部的两端为弧形，可以是半径为R的半圆形，凹部的两侧为直线，凹部直线的长度为L，凹部的总长度为L+2R，且直线的长度L/宽度2R＞1。

具体地，凹部包括底面，底面的环向侧部设置侧壁，通过底面和侧壁形成凹部，凹部侧壁为向底面中心突出的弧形形状，使得凹部形成口小底大的底切结构，即底面的长度大于凹部顶部(与底面相对处)开口处的长度，底面的宽度大于凹部顶部开口处的宽度，口小底大的底切结构使得板材之间产生机械互锁，使得板材铆接在一起。

可以理解的是，凹部底面通过两层板材形成，凹部的侧壁同样通过两层板材弯曲形成。

在一些示例中，凹部的纵向截面为U型，且凹部纵向截面的一侧形成Z字型，以保证板材的铆接效果。

在一些示例中，选择两层板材形成无铆钉的铆接结构，当然也可以是三层或四层，甚至是更多层。

一种异形无铆钉铆接结构的成型装置，包括：

用于发射激光的激光发射机构，激光发射机构包括激光头，激光头能实现摆动；

支撑台，支撑台6设置凹槽，支撑台用于支撑固定座，固定座支撑至少两层板材，相邻两层板材之间接触设置，最上层板材的上表面可放置去离子水，固定座设于最底层板材的下方，且固定座开有异形孔，热的去离子水吸收激光头发射的激光，产生瞬时的高温高压现象，形成高压等离子体冲击波和高速空化微射流，对板材进行施压，使得第二板材沿着异形孔发生变形。

其中，支撑台的纵向截面为U型，具体地，支撑台包括安装台，安装台的四周分别设置支撑壁，通过支撑壁限定支撑台的凹槽，支撑壁具有设定的高度。

为了保证板材的铆接，固定座异形孔的宽度小于支撑台凹槽的宽度，固定座异形孔的长度小于支撑台凹槽的长度；另外，固定座与支撑台的支撑壁固定连接，或者固定座与支撑台的支撑臂接触设置。

另外，装置还包括透明的盖板，盖板能够设于最上层板材的上方，一些示例中，盖板可以为透明的玻璃板5，玻璃板通过支撑架支撑，使得第二板材与第一板材铆接过程中，盖板与最上层板材之间有设定的间隙，如0.5mm-2mm的间隙。

为了实现去离子水的补充，支撑架为环形件，支撑架的上表面可实现对玻璃板的支撑，支撑架位于支撑台的环向，且支撑架内部中空，四周封闭，使得去离子水能够沿着最上层板材的成型而向下移动，且支撑架可设置管路，管路能够与去离子水罐连接，通过去离子水罐向支撑架内供入去离子水，例如可设置水泵，水泵与管路连接，由水泵控制管路供给去离子水。

本实施例中，以两层板材为例，其固定座也可为实施例一中的第一板材，并可根据需要做成对分式结构，第一板材支撑第二板材和第三板材。

一种异形无铆钉铆接结构的成型方法，参考图3所示，包括如下内容：

通过支撑台支撑第一板材1，第一板材1的上方放置第二板材2和第三板材3，第二板材2与第三板材3紧密接触，第三板材3表面放置去离子水4，通过盖板覆盖第三板材3；

在第一板材1异形孔中心部位的正上方发射纳秒脉冲激光，激光0透过盖板和去离子水作用于第三板材3，所形成的光斑直径大于等于异形孔端部半圆形孔半径的两倍2R，热的去离子水4吸收激光头发射的激光，产生瞬时的高温高压现象，形成高压等离子体冲击波和高速空化微射流，对第三板材进行施压，使得第三板材沿着异形孔发生变形；

第三板材变形后，去离子水通过盖板与第三板材之间的间隙不断补充到第三板材的上方；

激光在第一板材的异形孔的正上方沿异形孔的长度方向进行摆动，使得激光光斑扫描区域大于等于第一板材异形孔的区域，激光摆动造成激光聚焦位置相对于第三板材的上表面不断变化，进一步造成沿激光方向去离子水的厚度也不断产生变化，从而使冲击波和微射流两种效应不断发生强弱交替变化，并轮番冲击第三板材；

第三板材在高压冲击波和高速微射流的冲击下，第二板材受到第三板材的冲击，同时，第二板材和第三板材在第一板材异形孔的约束下发生渐进塑性变形，变形区域逐渐扩大，在第二板材碰撞底部支撑台凹槽底面后，第二板材和第三板材逐步形成口小底大的底切结构，从而使得第二板材和第三板材产生机械互锁，最终使第二板材和第三板材铆接在一起。

需要解释的是，激光发射机构为现有技术，现有技术中激光头能够通过电机或其他结构实现摆动。

此外，上述提到的第一板材、第二板材和第三板材，可以是铝等金属材料，也可以是塑料等非金属材料；

需要说明的是，异形孔的参数、板材参数、激光功率、激光焦距、激光摆动速度等加工参数是根据连接需求以及材料的加工特性确定的，在此参数下，所得制件具有良好的力学性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种异形无铆钉铆接结构，其特征在于，包括铆接的第一板材和至少一层第二板材，第一板材具有异形孔，第二板材设置凹部，第二板材非凹部部分搭接于第一板材的上方，凹部从第一板材的异形孔中突出，且凹部的深度大于第一板材和第二板材的厚度之和；

而且凹部底面的长度大于凹部顶部敞口侧的长度，和/或，凹部底面的宽度大于凹部顶部敞口侧的宽度。

2.根据权利要求1所述的一种异形无铆钉铆接结构，其特征在于，所述第二板材纵向截面整体呈U字型，纵向截面的一侧形成Z字型；

所述异形孔为键形，即异形孔的两端为弧形，另两侧为直线。

3.一种异形无铆钉铆接结构的成型装置，其特征在于，包括：

用于发射激光的激光发射机构，激光发射机构包括激光头，激光头能实现摆动；

支撑台，支撑台设置凹槽，支撑台用于支撑第一板材和第二板材，第二板材表面可放置去离子水，第一板材设于第二板材的下方，且第一板材开有异形孔，热的去离子水吸收激光头发射的激光，产生瞬时的高温高压现象，形成高压等离子体冲击波和高速空化微射流，对第二板材进行施压，使得第二板材沿着异形孔发生变形。

4.根据权利要求3所述的一种异形无铆钉铆接结构的成型装置，其特征在于，还包括盖板，盖板能够设于第二板材的上方，且盖板与第二板材之间具有设定的间隙，盖板通过支撑架支撑；

支撑架位于所述支撑台的环向，且支撑架内部中空，周侧封闭，支撑架的顶部支撑盖板；支撑架与管路连接，管路能够与去离子水罐连接；

第一板材异形孔的宽度小于支撑台凹槽的宽度，第一板材异形孔的长度小于支撑台凹槽的长度。

5.一种异形无铆钉铆接结构的成型方法，其特征在于，包括如下内容：

通过支撑台支撑第一板材，第一板材开有异形孔，第一板材的上方放置第二板材，第二板材表面放置热的去离子水；

激光透过去离子水作用于第二板材，热的去离子水吸收激光头发射的激光，产生瞬时的高温高压现象，形成高压等离子体冲击波和高速空化微射流，对第二板材进行施压，使得第二板材沿着异形孔发生变形；

第二板材变形后，去离子水不断补充到第二板材的上方；

激光沿键形孔的长度方向进行摆动，激光摆动造成激光聚焦位置相对于第二板材的上表面不断变化，进一步造成沿激光方向去离子水的厚度也不断产生变化，从而使冲击波和微射流两种效应不断发生强弱交替变化，并轮番冲击第二板材；

第二板材在高压冲击波和高速微射流的冲击下，以及在第一板材异形孔的约束下发生渐进塑性变形，变形区域逐渐扩大，在碰撞支撑台凹槽底面后，逐步形成口小底大的底切结构，使第二板材与第一板材铆接在一起。

6.根据权利要求1所述的一种异形无铆钉铆接结构，其特征在于，包括至少两层铆接的板材，多层板材通过凹部实现铆接，凹部的形状为异形形状；

凹部包括底面，底面的环向侧部设置侧壁，凹部底面的长度大于凹部顶部开口处的长度，和/或，底面的宽度大于凹部顶部开口处的宽度。

7.根据权利要求6所述的一种异形无铆钉铆接结构，其特征在于，所述凹部的纵向截面为U型，且凹部纵向截面的一侧形成Z字型。

8.一种异形无铆钉铆接结构的成型装置，其特征在于，包括：

用于发射激光的激光发射机构，激光发射机构包括激光头，激光头能实现摆动；

支撑台，支撑台设置凹槽；

固定座，固定座通过支撑台支撑，固定座支撑至少两层板材，相邻两层板材之间接触设置，最上层板材的上表面可放置去离子水，固定座设于最底层板材的下方，且固定座开有异形孔，热的去离子水吸收激光头发射的激光，产生瞬时的高温高压现象，形成高压等离子体冲击波和高速空化微射流，对板材进行施压，使得第二板材沿着异形孔发生变形。

9.根据权利要求8所述的一种异形无铆钉铆接结构的成型装置，其特征在于，还包括盖板，盖板能够设于最上层板材的上方，盖板与最上层板材之间有设定的间隙；

支撑架位于所述支撑台的环向，且支撑架内部中空，周侧封闭，支撑架的顶部支撑盖板；支撑架与管路连接，管路能够与去离子水罐连接；

所述固定座异形孔的宽度小于支撑台凹槽的宽度，固定座异形孔的长度小于支撑台凹槽的长度。

10.一种异形无铆钉铆接结构的成型方法，其特征在于，包括如下内容：

通过支撑台支撑固定座，固定座开有异形孔，固定座的上方放置第二板材和第三板材，第二板材与第三板材紧密接触，第三板材表面放置热的去离子水；

激光透过去离子水作用于第三板材，热的去离子水吸收激光头发射的激光，产生瞬时的高温高压现象，形成高压等离子体冲击波和高速空化微射流，对第三板材进行施压，使得第三板材沿着异形孔发生变形；

第三板材变形后，去离子水不断补充到第三板材的上方；

激光摆动，造成激光聚焦位置相对于第三板材的上表面不断变化，进一步造成沿激光方向去离子水的厚度也不断产生变化，从而使冲击波和微射流两种效应不断发生强弱交替变化，并轮番冲击第三板材；

第三板材在高压冲击波和高速微射流的冲击下，第二板材受到第三板材的冲击，同时，第二板材和第三板材在固定座异形孔的约束下发生渐进塑性变形，变形区域逐渐扩大，在第二板材碰撞支撑台凹槽底面后，第二板材和第三板材逐步形成口小底大的底切结构，使第二板材和第三板材铆接在一起。

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