压铆连接技术在白车身的应用
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技术应用T e c h n o l o g y A p p l i c a t i o n为满足汽车制造技术不断提高的需要,粘结密封作为汽车生产所必需的一类重要辅助制造方式,应用越来越广泛。
粘接密封技术在汽车制造上的应用,与其它焊接、铆接、螺栓连接相比,不仅能连接不同材料,如金属和非金属、复合材料,还可以提高结构的韧性、耐疲劳性、抗冲击性和耐腐蚀性,可以起到增强汽车结构、紧固防锈、隔热减振和内外装饰的作用,还能够代替某些部件的焊接、铆接等传统工艺,实现相同或不同材料之间的连接,达到减轻重量、降低能耗、简化组装工序、提高制品质量和优化产品结构等其它连接方法(如铆接和焊接等)所不能实现的效果。
粘接技术是借助胶粘剂在固体表面上所产生的粘合力,将同种或不同种材料牢固地连接在一起的方法。
密封技术是采用密封胶在相互连接作用的表面间形成密封面,并保证密封面不发生渗漏的一种技术。
密封实际上是一种连续粘接,使用这种粘接方法可以粘接住需密封的接头,以防止产生破坏作用的液体和气体的渗入。
车身上应用的胶粘剂、密封胶按照用途主要有折边胶、点焊密封胶、减振胶、焊缝密封胶、抗石击涂料、指压胶等。
车身上应用的胶粘剂、密封胶按照汽车车身粘接的主要形式分为两种:非结构型和结构型。
非结构粘接是指车身连接件表面的粘涂、密封和功能性粘接,典型的非结构胶包括表面粘接用胶粘剂、密封和导电胶粘剂等。
结构型粘接是将结构单元用胶粘剂牢固地固定在一起的粘接现象。
所用的结构胶粘剂及其粘接点必须能传递结构应力,在设计范围内不影响其结构的完整性及对环境的适用性。
结构胶粘剂是一种以热固性树脂、橡胶和聚合物合金为主的胶粘剂(如环氧、酚醛、不饱和等胶粘剂)系列。
此类胶粘剂可提供光滑的外形,能传递较大的机械载荷应力,避免在胶层间产生应力集中,从而可提高装配件的使用性能和耐久性。
结构胶粘剂的种类很多,主要种类有:钣金胶(板一板结构)、蜂窝面板胶(板一芯胶)、底胶、蜂窝夹芯胶、发泡胶等等。
粘接密封技术在白车身制造中的应用谌丹;肖英【摘要】结合江铃公司新开发某车型的生产工艺,介绍了折边胶、点焊密封胶、隔振胶、成型胶和发泡胶等有关胶粘剂的性能、用途及其在白车身中的使用部位;以典型部件为例,详细论述了上述胶粘剂的施工工艺步骤和注意事项;最后,归纳、总结了白车身生产中使用的胶粘剂的通用性能要求及其施工工艺要求.【期刊名称】《汽车工艺与材料》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】5页(P29-32,37)【关键词】白车身;粘接;密封;折边胶;点焊密封胶;隔振胶;发泡胶【作者】谌丹;肖英【作者单位】江铃汽车股份有限公司车身厂;江铃汽车股份有限公司车身厂【正文语种】中文【中图分类】U466在汽车白车身制造过程中,如果没有采取有效措施对各钣金件连接处的缝隙进行密封,将导致汽车在行驶时出现漏水、透风、漏尘和风噪超标现象,严重的可能引起焊点处钢板锈蚀,甚至使钢板过早腐蚀穿孔,加速车辆的报废。
为了提高驾驶室的NVH性能,必须严格按照工艺要求使用有关胶粘剂。
2.1 焊装工序用胶粘剂的种类焊装工序应用的胶粘剂主要有折边胶、点焊密封胶和隔振胶3种(表1)。
2.2 折边胶2.2.1 折边胶的用途及应用部位汽车的前、后车门,发动机盖及货箱门等部件都需要将内、外板折边后通过点焊工艺连接,即使在点焊时使用了隔离铜板,车身外表面还是会有明显的焊点凹坑,对车身外观质量产生了严重影响。
为解决这个问题,以粘接工艺取代点焊工艺,所用的胶粘剂称为折边胶。
2.2.2 折边胶的性能要求江铃公司新开发的某车型使用的折边胶是Terokal 5027G。
该胶是以环氧树脂为基材、柔性的单组分糊状结构胶粘剂,含有固体玻璃球(可以增加剪切强度、抗流挂),不含溶剂,具有良好的抗流挂性能,可以使焊装后车身表面涂覆的胶条在电泳槽里不被冲变形或变少(因此,不会污染电泳液);Terokal 5027G与低碳钢板或者镀锌钢板之间均有良好的粘合力,使用这种折边胶的白车身随涂层在180℃的烘房内烘烤30 min后即可固化,短时间内即可以达到结构粘结强度。
白车身新材料连接工艺介绍摘要:本文针对车身轻量化新材料发展趋势,介绍自冲铆接和旋转攻丝铆接两种新兴的白车身连接工艺,重点分析了新工艺的特点,为该技术的推广提供借鉴。
关键词:电阻点焊;自冲铆接;旋转攻丝铆接前言随着节能和环保意识越来越强,轻量化车身已经成为汽车发展的趋势之一。
在世界铝业协会提出的报告中明确得指出,汽车重量每减轻10%,则可降低6-8%的油耗,并且降低5%的排放。
汽车轻量化通常采用以下方式,优化汽车结构设计,采用新型材料。
相对而言,采用轻质高强材料来替代传统的钢材是最有效的方式。
在汽车上使用的新材料以高强钢(HSS),超高强钢(AHSS),铝材为主。
比如原来GM6093M180AHD60G60GE在等强原则下采用GMW3399MSTSCR780T/420YDPHD60G60GU,厚度可以大大减薄,从而使板材的重量得以大幅下降。
对于铝材,在满足相同使用和机械性能条件下,它比钢轻60%,例如奥迪A8轿车在采用铝质车身后,整车的质量可以减少15%。
这些新材料的使用而带来的减重效果对汽车的性能来说是一个大飞跃,不过随着新材料的使用,传统的点焊方式也受到了极大的挑战。
特别是针对铝合金材料,由于其电阻率低,导热率高,电阻点焊方式难以形成合格的熔核。
于是产生了一些新的机械连接方式,例如搅拌摩擦焊,空心铆接,自冲铆接,旋转攻丝铆接等。
本文主要针对后两种连接方式,着重介绍其工艺特点及质量控制特性,为其广泛应用提供参考。
1.新工艺介绍1.1自冲铆接1.1.1自冲铆接工艺介绍自冲铆接工艺是一个在铆钉与两层或多层板料之间形成牢固互锁的冷成型工艺,不需板材进行预开孔,简称SPR。
单个铆接周期的步骤见图1。
图1:自冲铆接周期启动:在设备启动时,上模垂直向下运动,铆钉此时是被固定在压套内。
接触工件:当压套接触到板材时会保持一个较小的压力,让板材贴合得更为紧密,同时压套内铆钉在冲头的推动下,位置开始发生变化。
铆接前半周期:板材和铆钉在冲头的推动下,依照下模内腔的轮廓逐渐形成接头。
白车身的工艺方法有哪些
白车身的工艺方法主要有以下几种:
1.冲压:通过将金属板材放入冲床中,利用冲床的冲压模具对金属板材进行冲击,使其产生所需形状的加工工艺方法。
冲压工艺可以用于生产白车身中的大部分零件,如车门、车顶等。
2.焊接:将不同的车身零件通过焊接方法连接在一起,形成整体结构。
常见的焊接方法有点焊、气焊、电弧焊等。
焊接工艺在生产白车身中起到了至关重要的作用。
3.涂装:将车身零部件进行喷涂,使其形成一层保护性的涂层,以保护车身不受外界环境的腐蚀。
涂装工艺也可以使车身获得更好的外观效果,并起到美化的作用。
4.铆接:将车身零件通过铆钉连接在一起,形成固定的结构。
铆接工艺可以用于连接较薄的金属零件,如薄板,以及连接不易进行其他组装方式的零件。
5.黏接:使用特殊的胶水或者胶粘剂将车身零部件连接在一起,形成结构稳定的白车身。
黏接工艺相比其他工艺方法具有更轻量化和更高的结构强度。
6.包覆:对特定的车身部件进行包覆,增加其刚度和强度。
包覆可以采用复合材
料、纤维增强塑料等材料进行,以提高车身的轻量化和安全性。
10.16638/ki.1671-7988.2017.03.008焊接技术在驾驶室白车身上的应用刘洪博,孙爱友,王刘松,马建峰,郑明敏(安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥230601)摘要:在汽车制造过程中,焊装作为汽车四大工艺之一,承担着汽车白车身拼焊及车门装配调整、质量整修等任务;而白车身是一个由百余种、甚至数百种冲压件、凸焊总成件经焊接、铆接、机械联结及粘接等方法联结而成的大总成件。
由于车身冲压件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳钢,所以焊接是现代车身制造中最应用最广泛的联结方式。
在目前汽车白车身的制造中,主要的焊接方法有电阻点焊、CO2气体保护焊和激光焊,而其中电阻点焊更是占白车身焊接90%以上。
文章对常见的点焊缺陷及预防措施进行介绍。
关键词:点焊;缺陷;预防措施中图分类号:U466文献标识码:A文章编号:1671-7988 (2017)03-17-04Welding technology applied in bridge white car bodyLiu Hongbo, Sun Aiyou, Wang Liusong, Ma Jianfeng, Zheng Mingmin(Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )Abstract: In the automobile manufacturing process, welding is one of four automobile manufacturing process which bears the task of car body in white (BIW) welding and door assembly adjustment, quality renovation and so on; BIW is a large assembly, which is joined by hundred, or even hundreds of stampings, projection welding assembly parts through welding, riveting, mechanical connection, bonding and other methods. Because the material of the body stamping parts is low carbon steel with good welding performance, welding is the most widely used connection mode in modern automobile body manufacture. Currently in the manufacture of car body in white, the main welding methods are resistance spot welding, CO2 gas shielded arc welding and laser welding, and the resistance spot welding is accounted for more than 90% of the white body welding. The common spot welding defects and preventive measures are introduced in this paper.Keywords: spot welding; jig; preventiveCLC NO.: U466 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)03-17-04引言汽车驾驶室是驾驶员和乘客的“移动之家”,起到了遮风挡雨和保障人身安全的作用,如果将白车身比作一个人的话,冲压件相当于人的骨骼,而焊点则类似于各骨骼的关节连接点。
铆钉连接技术在轻型车辆制造中的应用探索概论随着交通工具的普及和人们对安全性和可靠性的需求不断增长,轻型车辆制造领域的技术创新变得尤为重要。
铆钉连接技术作为一种高效、稳定和可靠的连接方式,已经在轻型车辆制造中得到广泛应用。
本文将探索铆钉连接技术在轻型车辆制造方面的应用,介绍其优势和适用领域,并讨论其未来的发展趋势。
铆钉连接技术的优势铆钉连接技术是一种通过钉和铆钉来固定两个或多个金属板的方式。
相比传统的焊接和螺纹连接技术,铆钉连接技术具有以下几个优势:1. 提高连接强度:铆钉连接技术能够在接触面积相对较小的情况下提供较高的连接强度。
由于钉和铆钉的设计和材料选择可以根据不同应用的需求进行优化,因此可以在保证连接稳定性的同时提供更高的强度。
2. 提高生产效率:铆钉连接技术具有简单、快捷的特点,可大大减少连接部件的加工和安装时间。
此外,与焊接相比,铆钉连接不需要额外的能源,因此也减少了能源消耗的同时提高了生产效率。
3. 提高连接质量:铆钉连接技术采用机械固定方式,不受材料融合和热变形的影响,因此能够提供更加稳定和一致的连接质量。
这对于轻型车辆制造来说至关重要,可确保车辆在不同工况下的安全性和可靠性。
铆钉连接技术的应用领域铆钉连接技术在轻型车辆制造中应用广泛,其主要应用领域包括车身结构、底盘和悬挂系统。
1. 车身结构:在车身结构方面,铆钉连接技术可用于连接车门、车顶、车厢等不同部件。
通过铆钉连接,可以确保车身结构的刚性和稳定性,提高整车的抗扭刚度和抗冲击性能。
2. 底盘系统:在底盘系统方面,铆钉连接技术可应用于连接底盘梁、悬挂支架等关键部件。
这些部件对车辆的操控性和行驶稳定性有着重要影响,使用铆钉连接技术可以提供可靠的连接,同时减少重量和提高材料的利用率。
3. 悬挂系统:悬挂系统是保证车辆行驶稳定性和乘坐舒适性的重要部件。
铆钉连接技术在悬挂系统中的应用,可以提供可靠的连接,减少材料的损耗,并且减轻整车的重量,从而提高燃油经济性和降低排放。
铆工技术在汽车制造中的应用实例近年来,随着汽车工业的快速发展,铆工技术在汽车制造中的应用越来越广泛。
铆工技术是一种通过将两个或多个金属零件连接在一起的方法,它具有高强度、可靠性和耐腐蚀性的特点。
本文将通过几个具体的实例,探讨铆工技术在汽车制造中的应用。
首先,铆工技术在汽车车身制造中的应用不可忽视。
汽车车身是整个汽车结构的重要组成部分,它不仅要承受车辆的自身重量,还要保证车辆在行驶过程中的稳定性和安全性。
铆工技术在汽车车身制造中起到了至关重要的作用。
以大型SUV为例,车身结构通常由数百个金属零件组成,这些零件通过铆接技术连接在一起,形成一个坚固的整体。
铆接技术不仅可以提供较高的连接强度,还可以减少车身的重量,提高燃油经济性。
因此,铆工技术在汽车车身制造中的应用是不可或缺的。
其次,铆工技术在汽车发动机制造中也有广泛的应用。
汽车发动机是汽车的心脏,它的性能直接影响到汽车的动力和燃油效率。
铆工技术在汽车发动机制造中的应用主要体现在连接发动机零部件上。
例如,气缸盖和气缸体是发动机的重要组成部分,它们通过铆接技术连接在一起。
铆接技术可以确保气缸盖和气缸体之间的密封性,防止燃气泄漏,同时也能提供足够的强度和刚性。
此外,铆接技术还可以用于连接发动机的排气系统、冷却系统等零部件,确保其正常运行。
因此,铆工技术在汽车发动机制造中的应用对于提高发动机的性能和可靠性至关重要。
另外,铆工技术在汽车底盘制造中也有重要的应用。
汽车底盘是汽车的骨架,它承载着整个车辆的重量和扭矩。
铆工技术在汽车底盘制造中主要用于连接底盘零部件,如前后悬挂系统、转向系统、制动系统等。
这些零部件通过铆接技术连接在一起,可以提供足够的强度和刚性,确保底盘在行驶过程中的稳定性和安全性。
此外,铆接技术还可以减少底盘的重量,提高车辆的燃油经济性。
因此,铆工技术在汽车底盘制造中的应用对于提高汽车的操控性和经济性具有重要意义。
综上所述,铆工技术在汽车制造中的应用是不可或缺的。
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汽车轻量化 | Auto Lightweight
背景意义
随着当代汽车制造领域中材料技术的飞速发展及车身轻量化需求的提高,越来越多的新型材料(铝合金、碳纤维材料等)被应用到汽车制造中。
而新材料的引进给汽车工业带来了一项新的课题,即汽车材料连接技术的革新。
铝合金因其高强度、高延展性、低密度的特点,正被大量应用于汽车制造工业。
如奔驰SL 级跑车已实现全铝车身制造。
而传统的电阻电焊已不适用于铝材连接尤其是铝材与钢材的复合连接。
新型铝点焊技术需要大电流以击穿铝材表面致密氧化膜,且不宜用在对热敏感的铝材,工艺窗口小,也无法用于不同材料间的连接,因此应用范围
压铆连接技术在白车身的应用
□北京奔驰汽车有限公司 / 闫旭东 杨博
十分有限。
针对以上情况,我们需采用机械连接。
机械连接变形小,可以同时连接不同材料板材,而且各种连接技术都有自身的优点,可选择面非常宽广。
尤其是监控系统的启用,极大程度地减少了人工检查的频次,节省人力资源,在此大背景下,可以采用多样化的机械连接技术,来满足生产的需求。
本文介绍的压铆(clinching )技术即属于机械连接技术,且在汽车车身结构中应用非常广泛。
压铆铆接过程简单,方便打点,而且不用预先打孔。
整个铆接过程变形小,工艺流程简单。
压铆的特点还有就是不用铆钉,这样节省成本,而且铆接效率高。
因此该技术可大量应用于未来汽车制造工业,满足
新材料带来的对板材连接技术的要求。
压铆可以连接铝件和铝件,铝件和钢件,钢件和钢件,甚至于塑料件等其他特殊材料,在薄板连接方面有着不可替代的优势。
工作原理
压铆连接是一种用于连接两种或两种以上金属板材的冷连接技术。
采用电动机驱动模式,在铆模的作用下,铆模端结构扩张包裹铆杆端板材,产生咬边效果从而形成牢固的铆接点。
图1和图2分别显示了压铆的基本要素和铆接过程的各个步骤。
铆接过程分为四步:
(1)枪体向下运行,枪鼻套
筒将板材预压固定在铆模上。
无铆连接工艺过程简单且成本低,现已在汽车车身中得到大量应用,但其静态强度和疲劳强度都较低,目前只能用在非承载部位。
经过几十年的发展,现已出现多种不同的压铆连接点形式。
下面我们一起来看
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Auto Lightweight | 汽车轻量化
(2)冲杆挤压上层板材,插入板材,铆接开始。
(3)冲杆持续挤压上层板材,并在铆模作用下开始扩张,刺入铆模端板材形成咬边结构,铆点形成。
(4)咬边结构形成,冲杆反向运动,在弹簧作用下回退,铆接完成。
设备构成
整体设备构成如图3所示。
压铆设备系统主要包括铆枪部分、喷溅系统、控制柜、工艺屏以及相关线缆等。
其中喷溅系统、工艺屏是选配的。
本文压铆以Eckold 的设备为例进行讲解。
各家设备构成均类似甚至相同,压铆工艺主要在于铆模专利技术。
1. 铆枪的工作原理以及组成
(1)铆枪。
工作原理:在铆接之前,酒精喷头会向板件表面喷溅酒精。
然后伺服电动机通过行星齿轮减速控制丝杠进给速度,铆枪按此进行铆接过程。
(2)组成如图4所示。
C 形框架(根据实际情况也可能选用ACF 框架)、铆枪支架、伺服电动机、主轴丝杠、行星齿轮箱、铆杆冲头、铆模、喷雾喷口(根据目前现存使用情况, 铝板件会用到该系统,但是纯钢板件不会采用酒精喷射系统)和铆接力传感器。
2. 酒精喷射系统
组成如图5所示。
每次铆接前都要向最上层板件喷溅酒精溶液(即与动臂铆杆接触
面),主要作用防止铆杆和板件产
图
1
图
2
图
3
图 4
1.C 形框架
2.铆模
3.铆杆冲头
4.行星齿轮箱
5.主轴丝杠
6.伺服电动机
7.铆枪支架 8.铆接力传感器 9.
喷雾喷口
图 5
1. 酒精桶
2. 铆枪端喷溅系统
3. 喷雾喷口
4. 喷雾阀岛
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生合金化,同时减少铆杆磨损。
虽然是选配,但建议压铆系统最好有该系统,尤其涉及到铆杆端材质为铝板。
目前车身后端、衣帽台等部位都拥有该系统。
机盖和翼子板区域因为是纯钢件连接,没有该系统。
3. 控制系统
控制系统如图3所示。
控制柜:压铆控制柜分两大块,最主要的是伺服控制器,它会让铆枪按照事先设定好的行进方式进行铆接;另一部分就是PLC 循环控制部分,它控制铆接循环过程。
工艺屏及其配套软件:通过工艺屏对铆枪进行参数设置、实时设备监控和实时质量监控。
这其中主要包括:系统状态指示、铆接系统和功能的配置、铆接点和铆接参数的创建、工艺曲线的创建和显示、与机器人交互信号的显示、系统的列表和工艺报错的显示。
参数设置
参数设置如图6所示。
压铆整个工艺过程分为铆枪
推进、铆枪铆接和铆枪回退3个步骤。
厂家将其细化为12个参数:S V 、V V 、A V 为加速推进过程参数,S a 、V a 为匀速推进参数,S k 、V k 、A k 为铆接过程参数,S r 为铆枪减速退回参数。
T wa 为挤压等待时间,T wk 为力作用等待时间。
Spray Time 为喷雾
时间。
铆枪的回退距离,以及各项时间指标,对于现存节拍有直接的影响,因此要在节拍和质量之间,做出合理的选择。
因为压铆铆枪和其对应铆点工艺对应,接近于专门定制,所以一般情况下,主机厂的参数输入之后不需要改动,但往往因为夹具问题,可能会对S k 进行微量改动。
质量检查
质量检测项目包括目测、尺寸测量和破检。
压铆检测主要项目有:铆点位置(铆点是否再指定位置)、咬边厚度(2是否达到要求值)、残余底厚(3是否达到要求值)、颈口厚(4是否达到要求值)、铆点对称性、和颈壁(6是否有损坏)。
如图7所示。
检查技巧分享:在压铆铆点检查中,可以通过观察铆点底部成形的圆环,间接判断铆点的压铆咬边情况;同时,在车身的一些特殊部位,我们是无法测量铆点厚度的,这时候我们需要通过测量深度,来间接反应厚度。
结语
压铆连接技术于1897年由德国人发明,其利用的是板件本身的冷变形能力,对板件进行压力加工,通过板材本身的变形咬合实现连接。
压铆连接费用约为点焊的40%~70%,而且可以用于连接异种材料,正因如此,压铆技术已在国外汽车工业中普遍使用,国内的合资车型中也有部分使用。
但是由于压铆连接自身的工艺问题,通常只能用在机盖、翼子板等非承载部位;同时搭配涂胶工艺的话,可以在涂胶固化前起到固定铝板件的作用。
相信在将来车身材质多样化的发展下,压铆会发挥更
多的作用。
图
6
图 7。