鎖鉚連接--專門解決鋁合金車身鉚接工藝技術(shù)問題

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來源：蓋世汽車網(wǎng)
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' d% E& C% b2 j0 O! K: a2 w 武漢埃瑞特提供IRIVET鎖鉚設(shè)備，點擊進入產(chǎn)品連接
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汽車輕量化分成三個部分，一個部分是輕量化設(shè)計，當然鋁合金是一個方 面。還有一些鎂合金，工程塑料，碳纖材料還有高層鋼板，這方面滿足剛度、強度、舒適性和安全性的要求。之后舒適化材料，有很多種材料，把這些材料連到一起 去才是最終形成車身的關(guān)鍵因素，目前有這樣幾種連接方式：焊接，黏膠、鎖鉚鉚接。而連接工藝變成另外一個關(guān)鍵因素，直接決定了汽車的安全問題。針對在鋁合 金汽車制造過程中出現(xiàn)的問題，我們總結(jié)第一個是不同材料之間的連接可能性，那個時候高鋼纖和鋁合金板焊接是很困難的甚至不可能的，但需要一個解決辦法才能 做到輕量化，另外一些碳纖材料、工程塑料和鋁合金聯(lián)合到一起也需要特殊工藝。在可能的情況下，要評估它能不能滿足設(shè)計的強度要求、安全性要求。

解決鋁合金車身的生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，每一個鉚點是OK還是NG的，如果不能連續(xù)生產(chǎn)造成批量的不良，最后造成召回那就虧大本。

鎖鉚是自動松送料，中間不需要打孔 的，鉚釘刺穿第一層材料、中間層材料、變形，之后在底層模具里面形成一個成型的過程，稱之為鎖鉚鉚接。這樣的工藝過程，影響鉚接質(zhì)量的因素分四個方面：一 是預(yù)加緊力，防止材料之間出現(xiàn)奸細，要預(yù)加緊；第二就是鉚釘，針對不同厚度，鉚釘?shù)拈L度和直徑是有變化的；第三就是模具，它是在模具里面成型，形狀是非常 光滑的；最后就是鎖鉚鉚接的壓力和位移的管理。

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一般從兩個方面來判斷鉚接形式質(zhì)量，一個方面稱作外觀檢查，主要檢查表面有沒有裂紋，但外 觀檢查還要檢查是不是對中，這是生產(chǎn)過程中也是無損傷檢測的。還有對高端的設(shè)備，要求每個點在自動檢測的時候有生產(chǎn)過程的壓力和位移的過程檢測，這個過程 檢測的概念就是在鉚接過程中設(shè)置不同的窗口，這個窗口進行及時的判斷。當通過多層板件進行鉚接的過程中，把它的變化關(guān)鍵點取出來，然后進行判斷，最后如果 在這個過程中因為材料的厚度有問題，我們檢查出來了，就可以馬上證明材料有問題，如果是模具壞掉了磨損了，還會自動檢測你這個模具有問題了。如果是材料的 方向，鋁板和鋼板，上下顛倒了，這個變化是不對的，那這樣也可以及時的檢查出來。這就是保證了每一個點都受到監(jiān)控，這是滿足汽車工業(yè)的可追溯性管理的要 求，同時也是避免造成批量報廢和批量缺陷的一個關(guān)鍵因素，一有問題馬上就發(fā)現(xiàn)。

這種工藝共有四大特性：動態(tài)疲勞強度高、撞擊能量吸收特性、可連接帶夾層的材料組合、生產(chǎn)過程在線質(zhì)量管理。

而鎖鉚鉚接針對傳統(tǒng)的鉚接，針對焊接，它的比較優(yōu)勢在哪里？通過總結(jié)共有四個方面：廣、高、低、好。

廣，連接材料組合廣，相同材料，不同厚度，相同硬度不同性硬度，都是有這樣可能性連接的，甚至非金屬材料，只要它在頂層材料和中間層材料也是可以連接的。

高，連接質(zhì)量高，連接的點是動態(tài)疲勞強度高，另外可以無損傷檢測。焊接的強度必須破壞掉，才知道它的強度多大。這個鉚接質(zhì)量是由裝備來保證的，人員的影響很少，不管你在這個企業(yè)干了二十年還是昨天剛剛培訓(xùn)上班的，最后連接的質(zhì)量是一樣的。焊接就不同了，這需要特殊的技巧。

低， 綜合成本低。為什么這樣講？一方面不需要前處理工序，也不需要后處理工序，它的制作過程中能耗很低，鉚接的時間大概在1.5～2.5秒，看厚度，厚度越厚 鉚接的時間越長。但我們看到它是一步完成的，因為效率比較高，和傳統(tǒng)的鉚接相比，它節(jié)省了四分之三的程序。從設(shè)備投入來講，一浦萊斯承擔(dān)這個工作，也可以 把設(shè)備的投入也降下來，操作成本也低。還有不需要額外的勞保投入、環(huán)保投入，我們知道這一部分投入是沒有效益的，這樣車間沒有煙、塵、毒氣的排放，我們這 樣大的企業(yè)也不存在被索賠的風(fēng)險。

好，柔性好。當你換一個產(chǎn)品，我們只需要調(diào)整程序滿足不同材料之間的鉚接就可以了，和焊接相比，焊接每一種搭配就每一種焊接來做，我這個就可以做到幾種搭配用一臺鉚接機去做，因為它的柔性度非常好。

鎖 鉚鉚接和拉鉚鉚接與其它鉚接方式相比，鋁合金都是5毫米的，有鋁合金鉚接的，鋼鉚鉚接的。鎖鉚鉚接的強度傳統(tǒng)鉚接的一倍以上，那么它的強度高，另外效率 高，這樣的鉚接技術(shù)我們看看4.0的解決方案是什么，有手動的，左邊是手動的，還有自動的。當然也可以和機器人附和在一起進行自動化的生產(chǎn)，一邊生產(chǎn)，一 邊進行過程的監(jiān)控。通過這樣一個自動化、智能化和數(shù)據(jù)采集、分析的過程，達到信息化，這是工業(yè)4.0的一個裝備。

1. 通過剛才的一些案例和動畫，大家可以看到，鎖鉚鉚接是熱衷天然的材料組合之間的連接成為可能，說它可以專門的解決鋁合金車身的制造工藝問題，它跟焊接來 比，鎖鉚鉚接的工藝是連接有色金屬的最好的選擇之一，當然我們不能完全替代焊接的一些地方，盡管焊接焊完以后對鋁合金的強度可能損失30%，但有些地方必 須去焊。

2.通過鎖鉚接頭的案例，可以看到鎖鉚鉚接它能充分滿足正態(tài)和動態(tài)疲勞強度的設(shè)計要求，另外它具備動態(tài)撞擊能量吸收特性，它可以 克服焊接的不足，滿足汽車安全方面的一些要求。曾經(jīng)有過日本車被別克一撞就斷成一半，如果它有鎖鉚鉚接，就不會兩半會連到一起去，那對車上的人就能挽救他 們的姓名，這是安全方面的一個重要性。

3.膠鉚結(jié)合是解決徹內(nèi)隔音、防水、降噪的關(guān)鍵工藝，但黏膠需要一個十幾到二十小時的固定時間，那這部分時間是沒辦法工程的，如果用鉚接，二十分鐘三十分鐘就可以往下流水，因此兩種工藝的完美結(jié)合，就可以滿足汽車的隔音、降噪、防水的要求，而且還高效生產(chǎn)。

4.鎖鉚鉚接和傳統(tǒng)工藝相比，減少四分之三的工序，成本降低就非常明顯。不管設(shè)備投資還是能耗方面、工序方面它的優(yōu)勢都是非常明顯的，尤其焊完以后會將鋁焊完以后，熱傳導(dǎo)很快，形成變形，或者長度的變低，鉚接就不存在這樣的問題。

5.鎖鉚和無鉚，都具有在線鉚接質(zhì)量管理，生產(chǎn)過程可以全部的監(jiān)控，如果出現(xiàn)不良品，機器馬上就可以報警提醒操作人員，這就避免批量報廢，也避免將來造成召回質(zhì)量損失。

6. 鎖鉚跟其它的特殊鉚接，像無鉚、觸鉚、拉鉚，結(jié)合在一起可以解決很多問題，例如很多地方不需要很大的力，但又需要鉚住，所以就需要無鉚連接，是焊鉚具，一 個點5分錢就鉚住了，所以成本可以降低很多，在不重要的地方，重要的地方用鎖鉚。還有多鼓的拉鉚鉚，一個也是對很傳統(tǒng)的拉鉚，用兩個鼓或者三個鼓，能不能 鉚接好，實際上就是鉚在一起的預(yù)緊力，用多鼓的拉鉚鉚接，第一個鼓起到預(yù)警作用，第二個鼓起到防松的作用，如果有必要還可以形成第三個鼓。這樣保證鉚接的 加緊力，有些低端車工藝不講究，運行了一兩年就有各種聲音，就是鉚接的地方?jīng)]有預(yù)警了，變成松脫了，因此鉚釘就響了。另外就是下雨，雨水進去了，這就是現(xiàn) 在問題出現(xiàn)在什么地方。

可以專門設(shè)置緊固件來進行鉚接，有一些總的形成控制進行鉚接，有些是力的控制來進行鉚接，達到不同材料的鉚接。全自動鉚接，可以1分鐘做48次，現(xiàn)在效率提高3倍以上，兩年之內(nèi)就可以回收成本。

最 后，再講一下案例分享，鎖鉚鉚接在白車身、四門兩蓋、橫梁、天窗、搖窗機等等方面有很多的應(yīng)用，奧迪的全鋁合金窗，它的鉚接是把板材、型材、柱材都鉚到一 起。發(fā)動機，有強度要求的用鎖鉚連接，沒有強度要求的用無鉚連接，這是車頂?shù)亩鄬舆B接，主要防水的要求。掛鉤部分，它進行鉚接。汽車的前部結(jié)構(gòu)這一塊，一 些鋁合金的鉚接，SUV砥柱和側(cè)圍之間的鉚接。這里面有個多層板，像三明治的連接強度要求也非常高，我們用三個月的時間就解決了。

電動汽車的鎖鉚鉚接，電動汽車車門上的應(yīng)用案例。鋼的車門有二十幾公斤，鋁合金的車門只要六七公斤，電池支架用了40幾個鉚釘，全鋁合金的。最后我跟大家分享特 斯拉鋁車身的工藝解析，很多朋友對特斯拉感興趣，特斯拉上用到的工藝，車門的周邊需要打膠條地方用鎖鉚鉚接，這樣保證表面平整、防水、隔音、降噪。右圖中 間是多鼓鉚釘，這樣強度比較高，群邊的邊緣地方用鎖鉚鉚釘進行鉚接，主要考慮到它的可達性。下圖是鎖固螺栓（音）的鉚接，它和螺栓連接相比，螺栓連接是靠 操作工保證質(zhì)量的，鎖固螺栓是用工具來保證的。