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绝密培训资料-汽车铝联接技术

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发表于 2017-6-14 17:15:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
      用铝及铝合金制造汽车零部件具有明显的减重节能效果,以铝代替钢铁制造发动机可减重30%,汽车铝车轮可减重30%左右,铝制轿车车身更是比钢制品轻40%以上。汽车每使用1kg铝可降低自重2.25kg,减重效应高达125%,在汽车整个使用寿命周期内可减少废气排放20kg。一辆汽车若减重10%,可相对减少6%~8%的燃油消耗,燃油效率提高5.5%。汽车的轻量化除了降低油耗还有利于改善汽车在行驶、转向、加速、制动等多方面的性能。
2 W( \; P0 h' L8 W       国外,早在1990年,本田公司就已经向市场推出了全铝车身的NSX型小汽车。2009年北美汽车的平均用铝量可达157kg/辆。福特汽车公司宣称2020年单车铝镁合金用量将上升到90kg。德国大众汽车公司要在每一辆轿车上设计含有80kg以上的镁铝合金零件。奥迪汽车公司已经将铝合金车身用于成批生产的轿车。奥迪A8车身已经采用了第一代铝合金空间构架Aluminum-Space-Frame(ASF), 并且积累了经验,也在奥迪A2车身上使该技术得到进一步发展。
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      目前汽车轻量化用材铝件的连接工艺有十多种,分别为点焊、螺柱焊、弧焊、自攻螺丝连接(FDS)、自冲铆接工艺(SPR、TOX)、激光焊、粘接、压铆、拉铆、搅拌摩擦焊、电子束焊接。使用频率最高的主要为FDS工艺、SPR工艺、螺柱焊工艺和铝点焊。
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工艺方法一:SPR工艺
      SPR工艺称为自冲铆接技术,通过液压缸或伺服电机提供动力将铆钉直接压入待铆接板材,待铆接板材在铆钉的压力作用下和铆钉发生塑性变形,成型后充盈于铆模之中,从而形成稳定连接的一种全新的板材连接技术。具体过程如为:铆鼻首先压住被铆接板材,铆钉被铆杆施压嵌入,穿透上层板材,并扩张进入下一层板材,而后铆钉与板材一起扩张,充满铆模,铆钉腿部向四周翻开形成“钮扣”,从而完成上下板材牢固的连接(如图1)。
' [; |+ K/ g/ g+ b. ?    自冲式铆接技术的优点:
1 }* ^% }1 X" F" c; O    ·冷连接工艺,适用于多层、多种类型板材连接。. j! N! T& Z/ I
    ·工序完成迅速,可满足大批量生产需求。- u3 U* K" f: v# K  q! S
    ·铆接点强度很高,寿命长。
6 s( i$ I; p% I    ·连接重复精度高。
7 {) A- [7 J  |. j# H1 Q; M4 p    ·铆接质量可以通过目测检查。" O" T' Y- n. K5 I
    ·无需预先开孔,保护涂层镀层,提高防腐蚀能力。
* l! j- v# ]8 r; U2 B3 `4 p+ B    ·环境友好型清洁工艺,无烟、汽、火花产生。
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目前汽车中一般用于铝铁等异种金属的连接(见图2、3)。
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工艺方法二:FDS工艺
      FDS(Flow Drill Screws)特制的轻质自攻螺钉和铆钉充分利用螺钉自攻时产生的热量,形成紧密连接接头,防止部件锈蚀,大大提升了铆接的强度。FDS可用于异种金属或同种金属的连接。目前铝车身中大量使用该工艺。图4为奥迪A8中仪表板工位的FDS工艺点图,图5为FDS设备图。
/ T3 P$ v8 s" N  f% j6 Z' X      FDS工艺为单面施工,工作时枪对工件的冲击力大,需焊接夹具有足够的支撑力。且机器人工作时需钉子与零件垂直,否则铆接点为失效点。因此,该工艺对机器人示教要求高。1 M5 Z+ U. M# x# T, Y! W
工艺方法三:铝合金螺柱焊
      铝材螺柱焊不同于碳钢螺柱焊。因铝的特殊性,表面易氧化生成耐高温氧化膜,焊接时采用交流变频焊接加纯氩气保护。铝合金与碳钢设备的主要区别如表1所示。
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工艺方法四:铝点焊
       铝点焊是连接工艺中较难的一种。目前主要有Fronius公司的Deltaspot(铜带铝点焊)方式和北美螺旋电极帽点焊方式。# I  _; v5 N& y) J6 I, V" ^% w
     因铝的熔点低,线膨胀率高,导电率高等特性,铝点焊的焊接工艺规范一般是碳钢的3倍左右(区别见表2)。高的电流易产生强磁场,因此焊接工装需防磁;高的压力需焊枪结构牢固可靠,焊枪重量高达190kg(见图6);高的容量,焊接变压器一般两个并联使用等。   
! g) n: R! {7 L) v/ P$ ^6 \      轻量化的推进,必然促使铝合金在汽车工艺中的快速运用。铝合金的运用取决于铝连接工艺的发展。因此,铝连接的新工艺会得到快速发展。
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发表于 2017-6-14 19:38:01 | 显示全部楼层
xuexi
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发表于 2017-6-14 21:44:23 | 显示全部楼层
本帖最后由 未来第一站 于 2017-6-14 22:02 编辑 % r+ S+ R" B9 A5 Y

6 i( X1 e, _4 {: o7 X8 f6 S: ]看完了,到时做汽车工装卡具的够忙话了。
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发表于 2017-6-15 11:07:43 | 显示全部楼层
学习一下
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发表于 2017-7-27 15:56:47 | 显示全部楼层
学习了,现在电动车都在用铝车身了
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发表于 2017-8-4 21:22:38 | 显示全部楼层
真是好贴呀
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发表于 2017-9-14 14:59:36 | 显示全部楼层
这也是绝密吗?
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发表于 2017-9-23 20:55:33 | 显示全部楼层
* r( j% G2 Z( H5 k
学习一下
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发表于 2017-11-3 10:45:03 | 显示全部楼层
学习
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发表于 2017-11-11 10:55:06 | 显示全部楼层
楼主 为什么图片刷新不出来* O3 L) ?$ p+ j, F0 l
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