钢铝混合车身连接工艺概述
全铝及钢-铝混合车身轻量化连接技术

全铝及钢-铝混合车身轻量化连接技术作者:何聪吴丁磊来源:《汽车世界·车辆工程技术(上)》2020年第01期摘要:由于时代的发展,在汽车工业制造的过程中,铝合金开始逐渐受到重视,并且广泛的使用于汽车制造行业中。
在传统的汽车制造行业里,汽车制造的原材料多为钢材,随着铝及铝合金材料的逐渐流行,汽车制造也开始使用铝合金、纯铝等材料充当原材料。
这就涉及到了多种材料的拼接与连接。
轻量化的连接技术就能够使得铝混合材料有较好的连接效果,因此本文将对铝混合车身的轻量化连接技术进行分析与研究。
关键词:全铝及钢;铝混合车身;轻量化连接1 铝混合车身的优势概述铝混合车身相比较传统的全钢车身而言,有十分明显的优势。
传统的全钢制车身太过笨重,不利于日常的使用。
而铝混合车身则完全继承了铝混合原料的特点,质量较轻。
同样大小的铝混合材料,重量只有全钢制材料的三分之一,故而哪怕使用铝混合材料制成车身,也能够比全钢制的车身轻便不少,这样轻便的车身很符合车身轻量化的绿色设计理念,故而有推广的可能性。
再者,使用铝混合材料来进行车身制造,是可以不用进行防锈处理的,因为铝混合材料不怎么容易生锈。
倘若汽车已经过了使用年限,需要报废,那么使用铝混合材料制成的车身,还有利于回收这一大优点。
故而对于汽车制造而言,使用铝混合材料进行轻量化车身制造是很有必要的,有它来替代传统的纯钢制材料是必然的,符合社会的发展潮流。
2 现阶段连接技术分析现阶段的铝混合材料连接技术,主要分为三大类型,第一种是采用焊接技术来进行铝混合材料的连接。
这种连接是热连接,在工业制造中经常使用到的激光焊以及电阻电焊的方法,就属于这类焊接技术。
第二种是机械连接,机械连接在工业制造中也使用得较为广泛,但是机械连接与焊接技术不尽相同,机械连接是冷连接工艺,各种类型的铆接便都属于机械连接工艺。
除了这两种工艺之外,还有一种连接工艺叫粘接,粘接是一种复合型的连接技术,但是比起前两种而言,粘接运用的范围便没有那么普遍了,因此在下文的表格中,粘接技术不做深入的阐述与分析。
轻量化车身设计-铝合金车身连接工艺

5182
冲压件
M6
1
5182
冲压件
M6
1.2
5182
冲压件
M6
1.4
6005A T6
型材
M6
1.5
5182
冲压件
M6
1.5
6005A T6
型材
M6
2
5182
冲压件
M6
3
6005A T6
型材
M8
1.5
5182
冲压件
M8
2
5182
冲压件
M8
2.3
5182
冲压件
M10
3
6005A T6
型材
/
/
/
/
螺栓
板厚(mm)
材料
种类
备注
M6*16
1.2
5182
冲压件
M8*25
1.2
5182
冲压件
二、铝车身连接工艺:FDS
• 简介:FDS攻丝铆接工艺是通过高速旋转使板料变形后攻丝铆接的冷成型工艺
• 1.高速速(最高可达500转/分钟)和高压(最高可达1500N)的物料将被加热
• 2.推进材料(流动钻成型)
• 3.会形成圆柱形
但会使用特殊类型铆钉,铆接实现困难较大。
工艺过程图解
5、SPR位置要求
• 铆接对板材重合面长度、板材边缘到铆钉距离、翻边到底模距离。为了保证铆接效果,铆接位置 遵守的尺寸要求如下
描述
钉类型 S (板材重合面长度)
Ø RIVET [mm]
5.3 3.35
≥ 18
≥ 16
铆接位置要求
S (板材重合面长度)备注: 针对脆性材料如珠履 ≥ 30
钢铝车身连接工艺

钢铝车身连接工艺我跟你说啊,这钢铝车身连接工艺,可真是个挺有意思的事儿。
你看啊,钢和铝这俩材质,就像两个性格不太一样的人。
钢呢,感觉就像是那种很实在、很憨厚的大汉,敦敦实实的。
铝呢,就像是个比较轻巧灵活的小伙子。
这俩要连接在一起,可不像咱们把两块木板钉一钉那么简单。
我有一次去汽车制造厂看这个工艺。
那车间里啊,到处都是那种金属的光泽,机器嗡嗡响着,气氛紧张又有序。
那些工人师傅们啊,一个个眼睛瞪得大大的,脸上特别专注。
有个老师傅,眉毛特别浓,像两条毛毛虫趴在眼睛上。
他一边摆弄着那些零件,一边嘴里还嘟囔着:“这钢铝连接,可得小心着点儿。
”我就凑上去问他:“老师傅,这钢铝连接咋就这么难呢?”老师傅瞅了我一眼,说:“你想啊,钢和铝的性质不一样啊,热胀冷缩的幅度不一样,硬度啥的也不一样。
要是连接不好,那车身的强度、安全性啥的都没保障了。
”我听了直点头,感觉这里面的学问可真不小。
就说焊接这工艺吧。
一般的焊接方法用到钢铝连接上,那可不行。
因为铝很容易氧化,一焊接就容易出问题。
所以就得用那些特殊的焊接技术,像什么搅拌摩擦焊之类的。
这搅拌摩擦焊啊,就像是两个人在那儿跳一种很奇特的舞蹈。
一个东西在那儿搅拌着,就把钢和铝给融合到一起了。
我当时看那机器在那儿运作,就感觉像是在看一场高科技的表演。
还有那铆接工艺呢。
这就像是给钢铝穿上了一个个精致的小纽扣。
那些铆钉啊,一个个整整齐齐地排列着,把钢和铝紧紧地连在一起。
不过这铆钉的选择也有讲究啊,得考虑它的强度、耐腐蚀性啥的。
我越看越觉得,这钢铝车身连接工艺,就像是一门艺术。
这里面包含着好多人的智慧和心血。
那些工程师们,得花多少时间去研究这钢和铝的脾气啊,才能想出这些连接的好办法。
我对那些在这方面钻研的人啊,那是打心眼里佩服。
这可不光是为了造出一辆汽车,这也是在探索材料之间怎么更好地相处呢。
这工艺要是能不断发展,以后咱们的汽车啊,说不定能变得又安全又轻巧,那可多好啊。
浅析钢铝车身先进连接工艺

浅析钢铝车身先进连接工艺发布时间:2022-06-29T08:26:05.299Z 来源:《中国科技信息》2022年5期作者:苏华,安珂,李金山[导读] 汽车车身的连接设计与制造是汽车生产中的重要环节,也是汽车生产新技术研究的主要内容。
文章主要阐述了汽车车身相关连接设计方法及过程中的讲解应用。
苏华,安珂,李金山(奇瑞用车(安徽)有限公司,安徽芜湖 241000)摘要:汽车车身的连接设计与制造是汽车生产中的重要环节,也是汽车生产新技术研究的主要内容。
文章主要阐述了汽车车身相关连接设计方法及过程中的讲解应用。
关键词:车身;连接设计;新技术前言:低碳环保、安全节能、智能化、轻量化是汽车行业发展趋势,车身连接设计开发与制造是整车开发重要组成部分。
随着中国汽车保有量的不断增加,汽车增速逐渐放缓,更新换代周期越来越短,汽车市场的竞争也越来越激烈,如何提高车身的连接设计及制造水平,提升产品竞争力是当前研究的热点。
1、汽车车身连接设计技术为保证整车结构刚度及安全性能要求,采用了以轻质铝合金材料为主,超高强度钢板为辅的钢铝混合车身结构。
整车铝合金比例达到88%。
在钢铝混合车身结构连接设计时,大量使用了钢铝混合车身连接工艺:自冲铆接(SPR)、自攻螺接(FDS)、螺栓连接、压铆、拉铆等冷连接工艺以及铝点焊、激光焊、铝弧焊、铝螺柱焊等热连接工艺。
汽车在使用钢铝混合车身。
2、钢铝车身连接方式分:焊接:CMT(冷金属过渡电弧工艺)、?Deltaspot 电极带式电阻点焊铆接:SPR、FDS、压力铆3、CMT(冷金属过渡电弧工艺)CMT定义及工艺流程CMT冷金属过渡技术是在短路过渡基础上开发的,但同普通GMAW不同的是,送丝不是一成不变的往前送,焊丝不仅会向前送丝,而且还有往回抽的动作。
其焊接过程是:电弧燃烧,加热工件和熔化焊丝,同时焊丝往前送,直到形成的熔滴同工件接触,在这一刻,焊机将焊接电流降至几乎为零,同时枪头处的伺服马达倒转,焊丝往回抽,通过机械方式将熔滴从焊丝端分离,实现熔滴向焊缝处过渡。
试析车身零部件铝合金及钢铝混合连接工艺

试析车身零部件铝合金及钢铝混合连接工艺为解决汽车节能降耗的问题,所有汽车制造商都在通过车身整体减重来降低百公里油耗。
但减重同时又必须保证汽车整体结构刚度,并提高汽车安全性能,所以整车厂通过大量使用轻质、高强材料(比如各种高强钢、铝合金、镁合金、复合材料等)替代传统的普通钢材以实现车身轻量化,达到减重目的。
铝合金由于比重小、强度高,在顯著减重的同时仍能够大幅提高车身零部件的刚性,所以使用铝合金代替部分钢材是目前汽车制造的主要减重措施。
达到同样的力学性能指标,铝比钢轻60%,但在承受同样冲击时,铝板比钢板多吸收冲击能50%。
车身是汽车中重量最大的部件,通过在全钢车身中引入铝合金材料,实现“钢铝混合材料车身结构”,已成为车身零部件减重的必然趋势。
在实现“钢铝混合材料车身结构”零部件制造中,铝合金连接及钢铝混合连接技术具有重要的作用。
目前车身零部件铝合金连接的工艺有铝弧焊、铝点焊、铝螺柱焊、摩擦焊、激光焊、压铆、拉铆、旋铆、热熔自攻螺丝连接(FDS)、自冲铆接(SPR)等。
而钢铝混合连接时为解决异金属接触面电化学腐蚀问题,须在连接钢铝零件之间涂上结构胶后再用FDS、SPR等工艺。
本文重点介绍铝弧焊、铝点焊、铝螺柱焊、FDS、SPR这五种使用频率较高的连接工艺和应用。
1 铝合金弧焊1.1 铝合金弧焊的特点由于铝合金焊接时极易氧化,生成氧化铝(Al2O3),易造成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。
铝表面氧化膜会吸附大量水分,易使焊缝产生气孔。
此外,铝及其合金的线胀系数大,导热性强,焊接时变形和应力较大,易产生裂纹。
因此,一般铝弧焊接前须进行表面清理,清除表面氧化膜,并在焊接过程采用高纯氩或氩氦混合气体保护,防止其氧化。
钨极氩弧焊时,选用交流电源,通过“阴极清理”作用,去除氧化膜。
采用大规范的熔化极气体保护焊时,在直流正接情况下,可不需要“阴极清理”。
为防止热裂纹的产生,可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施,对含镁量超过3%的Al-Mg合金板焊接时,可采用含Mg量超过3.5%或超过5%的铝镁合金焊丝,具有较好的力学性能和耐蚀性能。
铝车身连接工艺介绍、铝连接技术介绍

30
4. Clinch/TOX连接特点:
优点:
1、可不同板材连接 2、无耗材 3、对产品连接表面没有特殊要求 4、不会损伤产品表面镀层 5、几乎无噪音、无火花碎屑等污染;
缺点:
1、设备成本较高 2、TOX连接强度较弱,车身上主要应用 在门盖内外板连接,以及压铆部分螺母 3、空间需求较大 4、凹凸面明显
(3)、铝热硅处合理金可强化此的合铝金合加金入了硅,所以抗磨损性佳。含有铜、锰或镍,耐热性能高。 铸(造40铝0合0系金列) 常用于锻造活塞或者高温零件。
适于熔融状态下充填铸型获得一定形状和尺寸铸件毛坯的铝合金。
铸造铝铝镁合合金金分为:非热处理铝合金中,强度最高,焊接性、耐腐蚀性都最好。
((1)、50铝00硅系系列合)金 常用于海事船舶、建材、汽车、飞机等焊接件。
抽芯铆钉
铝车身的连接方法— (2)流钻工艺FDS
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铝车身的连接方法— (2)流钻工艺FDS
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1.FDS工艺形式:
热熔自攻丝FDS 过程示意
FDS剖切图
(无预转孔连接)
“流钻螺钉”工艺,(别称:热熔自攻丝/热熔紧固系统), 英文有两种翻译:Flow drill screws(FDS) Flow Form screws(FFS)
铝车身的连接方法— (3)Clinch/TOX连接
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5. Clinch/TOX连接常见缺陷及返修方法:
常见缺陷:
没有互锁 值
连接偏心
颈部裂纹
凹模侧连接断 裂
连接点开
返修方法: 裂
连接不充 分
凸模侧凹 陷
凸模侧凸 起
1、二次冲压: 在不合格点附近增加一个连接点。
2、去除连接点,使用连接件: 通过冲孔、钻孔方式去除不合格点,使用抽芯拉铆连接。(只有在不影响外观和功能条件下使用)
白车身FDS连接技术浅谈

白车身FDS连接技术浅谈摘要:FDS工艺作为汽车白车身的主要连接方法之一,一直受到各汽车厂家的重视。
本文阐述了其工艺原理、技术优势、生产上的工艺需求及在汽车上的主要应用情况,旨在为轻量化车身的设计与制造提供借鉴和依据。
本文在铆接过程中的变化,可对实际车身连接工艺优化提供有益借鉴。
关键词:钢铝车身连接;FDS;铆接;接头质量一、FDS连接技术的应用车身轻量化大势所趋,多样化连接技术混合搭配应用。
对国、内外主流车企开发的典型全铝及钢-铝混合车身采用的连接技术以及轻质材料应用情况进行了调研、资料搜集以及总结。
目前在国外高档轿车品牌车型的车身上都引入了该连接工艺,主要应用于前端框架、地板纵梁、地板横梁、A 柱、前后地板等搭接位置。
二、FDS连接工艺技术的优势热融自攻连接工艺是一种使用热融紧固设备和专用的热融自攻钉(Flow Drill Screw,FDS)通过摩擦生热穿透板材然后攻丝螺接紧固的工艺。
FDS相较于现在正在使用的多种铝合金连接方法具有很多独特的优势。
FDS连接相较于其他的几种铝合金连接方法其技术优势详见图五。
主要体现在以下几个方面:(1)可以单侧连接。
(2)剪切剥离性能好。
(3)可进行不同材料的组合连接。
FDS工艺也有其不足之处,①不能连接过厚的板件,根据使用螺钉的情况,有一个相对应的最大板件厚度值,超过此厚度连接会变得极不稳定。
②搭接的上板件厚度都必须小于下板件厚度,不然板件的力学性能会很差,易脱落。
三、研究FDS连接工艺技术的意义一是对FDS工艺的理论研究可以让更多的人了解这项工艺,展示他的成形机理和技术优缺点,促进研究者之间的学术交流,起到推广这项工艺的作用。
二是分析影响FDS接头质量的参数,找出提高接头质量的方法,研究连接接头的力学性能和失效形式,都能为实际生产提供理论指导,也会影响汽车的生产节拍、生产质量和制造成本。
四、FDS技术生产的工艺需求(1)板件材料以及厚度要求FDS 钻孔的最大能力(铝件)为5mm,钢件为3mm;超出此范围易导致:扭矩过大,螺钉扭断板材之间间隙超过1.0mm,从而影响涂胶质量剩余板材突出过多,螺帽与板材间隙过大,影响打钉质量。
【技术帖】汽车车身钢-铝搭接连接技术的研究现状

【技术帖】汽车车身钢-铝搭接连接技术的研究现状摘要:目前汽车车身钢-铝搭接的连接方式有机械连接、焊接和粘铆复合连接三种方式。
为适应汽车轻量化的趋势,单一的连接方法已经满足不了钢-铝搭接接头性能的要求,其连接技术亟待创新。
突破传统的工艺局限,在钢-铝中添加夹层(或粘结剂),采用特制的搅拌头进行热致搅拌摩擦点焊或是激光点焊。
钢-铝接头的连接机理、过程形成特征以及接头受力、力学响应特征是当前研究的主要发展趋势。
论文概述了其搭接连接的研究现状及成果,并展望了前景。
关键词:搭接;点焊;轻量化;钢-铝;接头性能前言随着石油能源危机和汽车废气排放污染问题的日益突出,汽车轻量化已成为必然趋势,为保证汽车综合性能,寻求总体最优化,车身常选用高强钢,以及高比强度高比刚度的铝合金、镁合金和复合材料等新材料,而高强钢-铝合金搭接(后文简称“钢-铝搭接”)是车身结构中常见的结构形式之一。
钢-铝搭接的连接部位通常是应力集中区,其受力情况复杂且高度非线性,直接影响车身整体结构的碰撞性能,从而成为失效的发源地,并带来异种金属间的电偶腐蚀问题。
因此,钢-铝搭接的连接技术,是汽车车身轻量化的难题之一。
目前适于汽车车身钢-铝搭接的连接技术主要有:机械连接、焊接和粘铆复合连接技术。
1钢-铝搭接的机械连接技术自穿孔铆接和冲铆连接是常用于钢-铝搭接的机械连接技术。
1.1自穿孔铆接(Self-piercing rivet,SPR)自穿孔铆接是一种通过半管型铆钉穿透上层工件,扩张到下层工件内,形成机械互锁的低温成形工艺。
其连接过程如图1所示。
该技术适用于同种和异种材料的双层和多层连接,而且可以克服铝、镁、钛等合金材料难以实现电阻点焊的缺点,实现铝-镁、钢-铝、钢-镁之间的连接。
目前已广泛应用于奥迪A8、捷豹XJ全铝车身,宝马新5系/7系钢-铝车身,以及欧洲“超轻汽车(SLC)”项目中的铝-铝、镁-铝、钢-铝间的连接。
1.2冲铆连接(Clinch joint)亦称冲压连接或锁接,它在凸模、压边圈和凹模的共同作用下,通过局部塑性变形形成自锁点实现连接,其工艺过程如图2所示。
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钢铝混合车身连接工艺概述一、车身轻量化途径汽车轻量化技术可以分为:结构优化设计、轻量化材料的应用和先进制造工艺等3个主要方面。
其中,结构优化设计方面包括:汽车结构的尺寸优化、形状优化、拓扑优化和多学科设计优化;轻量化材料的应用方面包括:高强度钢、铝合金、镁合金、塑料和复合材料等;先进制造工艺方面包括:液压成型和激光焊接等。
二、混合材料车身未来的汽车车身应由钢和一些铝合金、镁合金、碳纤维、塑料等轻质材料共同制造,即混合材料车身。
混合材料车身结构的理念能较好地兼顾各方面的要求,寻求轻量化效果、工艺性、安全性和成本等总体上的最优化,代表了今后汽车车身结构发展的最新趋势。
钢铝混合车身结构即是在传统钢结构车身骨架中,将某些结构构件用高强度钢板和铝合金等轻质材料替代,以充分发挥高强度钢板在强度和价格方面的优势,同时兼顾铝合金板材在减重及吸能方面的优势,通过材料和结构的优化设计和性能模拟的方法确定不同材料分布的部位。
三、铝合金车身在国内的应用国内铝合金车身应用得比较广泛及成熟的车企有奇瑞捷豹路虎和上汽通用凯迪拉克,国内也有少量车企有应用,例如蔚来汽车(车型未量产)、北汽新能源、奇瑞新能源等。
四、铝合金车身主要连接工艺从目前的研究大部分车企应用情况来看,比较适用于铝合金车身及钢铝混合车身的连接工艺有:铝点焊、SPR x压力连接(C1inching)、热熔自攻丝(FDS)、弧焊、激光焊、粘接、包边、螺柱焊、摩擦搅拌焊等。
1、铝合金点焊因铝合金熔点低、线膨胀率高、导电率高、表面易氧化等特性,铝点焊须采用大电流、短时间、多脉冲、大电极压力,所以铝点焊时输出大电流对焊机、变压器(最大达230KVA)及焊枪的供电要求高,大电极压力需焊枪结构牢固可靠。
大电流易产生强磁场,焊接工装需防磁以防焊接时通讯信号丢失。
常见的铝合金点焊形式有:①常规铝合金点焊;②螺旋状电极铝合金点焊;③电极带式铝点焊。
常规铝合金点焊的主要焊钳供应商有加拿大Center1ine等公司。
铝点焊焊钳在焊钳结构、最大压力、电极帽尺寸上都与传统焊钳都有些差异。
螺旋状电极铝合金点焊为GM专利技术,在凯迪拉克CT6等生产线有应用。
这种电极头表面有特殊的环状纹路,可在铝材表面产生不同的应力区,破碎氧化膜以得至何控制的接触电阻。
在铝点焊生产时,还需配备相应的四刀片修磨器修出螺纹,修磨频次为普通碳钢点焊的5倍,约40〜50点/次。
De1taSpot是在电极和工件之间增加一条全新电极带。
每个点焊后,电极带自动移动到下一位置,这样使得电极表面总是清洁的,解决了铝点焊容易从母材上黏连材料的问题,保证每个焊点都有高质量的焊接工况;70M的焊带能焊出5000-10000个点,电极带使用完需要重新更换。
2.SPR(Se1f-piercingrivets)SPR属于冷连接技术,其独特的连接方式使其可以有效克服铝合金、镁合金、钛合金等轻金属材料导电、导热性好,热容小,易氧化,难以采用传统的连接方法进行焊接的缺点。
优点是:不仅适于同种材料之间的连接而且能够实现铝一镁、铝一钢、镁一钢、铝合金/镁合金/高强度钢等金属材料和高分子材料/复合材料的同质和异质材料的双层和多层连接;钟接过程低能耗,无热效应,不会破坏涂层。
缺点是:不同材质、厚度及硬度的接头组合需要不同的挪钉、冲头及冲模,聊钉成本较贵;设备系统成本远高于电阻点焊;钟接点的平面凸起2~3mm,两层板连接后再与第三层板连接时进枪方向有限制;只能使用C型挪接枪;连接点处需要保留双侧的进枪空间(无法应用于封闭型腔)。
目前,SPR已广泛应用于奥迪、宝马、捷豹、沃尔沃、通用、福特和菲亚特克莱斯勒等公司铝合金合身的制造,接头疲劳强度可达电阻点焊的2倍。
国内奇瑞捷豹路虎、凯迪拉克CT6车身普遍采用的连接工艺就是SPR oSPR设备主要还是由国外厂家提供例如:HenrOb、BO1Ihoff、Emhart,国内也有少数厂家例如深圳一浦莱斯Epress等可以提供相关设备及解决方案。
3、压力连接(C1inching)无聊压力连接时利用板件本身的冷变形能力,对板件进行压力加工,使板件产生局部变形而将板件连接在一起的机械连接技术。
C1inching和SPR工艺相比,优点是:①它不需要额外的钟钉,在大规模生产制造中,压力连接的总成本要明显低于SPR连接;②在连接形成过程中,板件的防锈镀层或漆层也随之一起塑性变形流动而无撕裂损伤,因此不会对零件表面造成破坏,也不会影响连接点处材料的抗腐蚀性及强度。
缺点是:目前其在车身结构上的应用领域基本局限于车门、发动机罩、行李仓盖、轮罩等强度要求相对较低的地方,并不如SPR广泛,主要原因在于其连接强度不如后者,而钢铝混合车身结构对连接点强度的要求就更高。
C1inching设备目前主要还是由国外厂家提供,例如:TOX x BTM等。
4 .热熔自攻丝(FDS)FDS工艺通过螺钉的高速旋转软化待连接板材,并在巨大的轴向压力作用下挤压并旋入待连接板材,最终在板材与螺钉之间形成螺纹连接,而中心孔处的母材则被挤出并在下层板的底部形成一个环状套管。
FDS工艺的优点有:①因为螺钉不需要变形,因此可以用来连接包括超高强钢、铝镁合金、复合材料在内的异种材料;②单面进枪,可用于封闭型腔结构、壁厚大或封闭腔体,无法使用SPR或C1inching;③板件被加热,板件与螺钉接触好,连接强度大。
FDS工艺的缺点有:①设备系统成本远高于电阻点焊,抑钉成本高(单价0.15欧元);②单面施力,连接时需要高强度刚性支撑;③操作时间长,约为58s;④工艺完成后材料正反面均有较大凸起,螺钉尺寸较长,如果大量使用会增加车身自重,同时过长的露出部分也会对车身的设计与制造产生影响;⑤因为下层要钻穿,接头的防腐能力会下降。
FDS设备主要还是由国外厂家提供,例如:Weber/Stoger/DeParg等。
5 .铝合金弧焊铝合金的主要弧焊焊接特性及注意事项有:①低熔点,550~660°C;②铝表面的高熔点氧化膜(熔点2040℃),使焊接难以进行,易形成未熔合和气孔;③铝的热膨胀系数是钢的两倍,因此焊接变形及焊接应力增加;④需要采用低热输入量焊接工艺,因为热输入会导致热影响区强度柔化,加大工件内应力和变形,增加裂纹的敏感度;⑤铝的热导性是钢的四倍,起弧需要大的电流,收弧采用小电流;⑥因为铝焊丝较软及热膨胀系数大,和焊丝接触的硬件需要特殊设置;目前对于铝合金弧焊比较成熟的技术是FroniusCMT和1inco1n先进工艺焊机的交流脉冲技术,在此不多做介绍,可以与焊接设备厂家进行详细交流。
6 .激光钎焊激光钎焊在钢制白车身上早已有广泛应用,例如顶盖、后尾门、侧围流水槽等部位。
与常规熔化焊相比,激光钎焊具有极高的能量密度、精确控制的局部热输入和加热方位、焊接速度快等优势,早已应用于铝/钢异种金属的连接。
优点是:①连接法兰小,节约材料;②可实现钢和铝异种金属的连接;③可精确调节和控制热输入,热影响区和变形小,可以焊接特殊结构;④焊缝成形美观、质量稳定,焊后仅需简单处理甚至无需处理;缺点是:①激光聚焦光斑直径细小导致工件焊接装配精度要求高,通常装配间隙、错边量需小于O∙1mm或板厚的10%,增大了具有复杂三维焊缝焊接结构的实施难度;②由于室温条件下铝合金对激光的反射率高达90%,因而铝合金激光深熔焊接要求激光器具有较高的功率。
7 .粘接&粘都复合连接胶接在汽车工业中的应用已经有很长时间的历史,与其他连接方法相比,胶粘连接有其独特优势:粘接采用面接触而非点或线接触,与点焊及挪接相比,不易产生应力集中,连接强度和刚度以及疲劳强度也相对较高,而且连接范围广,能应用于各种轻金属、钢材以及不同材料的连接。
胶粘剂在车身上的应用,最初是以防腐和密封为目的,后来逐步发展到对连接的刚度和强度也提出较高的要求,新一代结构胶粘剂具有高强度高刚度,同时在冲击载荷作用的时候又具有足够的韧性和柔性的特点,能够满足车身结构的需求,扩大了胶粘连接的应用范围。
但胶粘连接也有其固有缺点:①由于其聚合物的本身特性,在相对较恶劣的环境下,粘胶剂的连接效果容易受温度和湿度的影响,对二者比较敏感;②胶的凝固需要加热且耗时较长,凝固之前需要对板料进行固定以防板间相互滑动;③胶接破坏形式是突然性开裂,失效时承受的载荷瞬间降为零,在车身结构中应用时存在着安全隐患,故而粘接一般是和加接一起形成抑粘复合连接共同应用于车身结构。
捷豹JaguarXJ全铝车身、BMW5、BMW7车身中普遍使用了抑粘复合连接。
尽管钏1粘复合连接技术在实际车身结构制造中有了一定的应用,但从国内外的研究及应用的现状来看,其在车身上的全面运用还处于初级阶段,相关理论研究也还不成熟。
例如,挪粘复合连接所获得的接头的强度和刚度性能、疲劳特性、吸能特性等并不是抑接和粘接的简单相加。
结构胶由于黏度上匕较大,需要比较高的使用温度。
为了避开钟接点需要点段式涂胶,所以对涂胶设备的要求也比较高。
因结构胶的质量对车身强度有较大影响,所以大部分的结构胶都采用实时视觉系统对涂胶缺陷进行监测,比如COgnex、Quiss x CoheriX等品牌。
8 .包边连接车身覆盖于外形质量要求高、精度控制严,传统模压包边和包边专机(Tab1e-Top)投入大、柔性差,机器人滚压工艺成为包边柔性化的必然趋势。
国外成熟的汽车设备供应商已有很多具备了柔性化铝合金包边技术,例如德国ThyssenKrupp、日本HirOteC、德国Edag和英国DVA等公司。
铝合金板料在常温下的延展性能较差,很就难采用和钢件板料一样的冷加工工艺成形。
铝合金板料在成形方面存在的一些不足,主要体现在以下几点:1)铝合金板料的成形性能不及钢板的好,特别是在薄板方面。
由于铝合金板料局部拉延性能不及钢板那么好,容易在成形过程中产生裂纹,尤其是形状较复杂的零件更容易产生,所以难以良好成形。
2)铝合金板料成形过程中的机械、力学性能波动较大。
金属板料在轧制过程中基本上都存在性能指标的波动。
这些波动将造成实际冲压结果与工艺设计预测有偏差,严重时,甚至会出现冲压质量问题。
3)在回弹方面,铝合金板料成形后的回弹比钢板成形后的回弹控制更难。
由于铝合金板料的弹性模量只有钢板的1/3,所以成形过程中铝合金板料产生的回弹将远远大于钢板,进一步使得成形后零件的表面质量难以得到保证。
一般包边工艺都是可以分为两步,预包边和终包边。
预包边可根据材料和翻边角度设置为2~3次,例如90o-60o-30o o由于铝合金包边成形的特殊性,容易产生裂纹和断裂,所以在滚边中一般都采用小变形多道次滚压的方法,一般3次或以上,这就使得铝合金滚边的效率大大的降低。
也有采用三轮两道次滚边,既可提升滚边效率,也可降低铝合金板件滚边后的波浪系数和伸缩量。