铆接、摆动冲击铆接和自玫螺钉连接等技术确保了汽车的高可靠性

第一篇：铆接、摆动冲击铆接和自玫螺钉连接等技术确保了汽车的高可靠性

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随着铆接等各种连接技术的飞速发展，很多汽车制造企业都采用了较轻的复合材料和先进的铆接技术，例如摆动冲击铆接、自攻螺钉连接等技术，确保了汽车的高可靠性。

例如，新型奥迪TT轿车使用丁铝合金和钢材两种材料制造车架，这一复合材料车架的优点在于可以按照功能需要选择合适的材料。利用钢材制造轿车的行李舱，其尾部的轴向承载能力大大提高，而车架的其它部位使用铝合金材料，使车架及整车的重量尽可能地减轻一一车架的重量只有206kg，其中69％的重量来自铝合金材料，31％ 的重量来自钢材。

对车架进行。这种结构改进之后，用户驾驶的将是动态性能更佳、具有更强轴向负载能力的轿车，同时也是具有最佳驾驶性能、加速性能和油耗更少的车。铆接使用的工具有很多种，例如GESIPA气动铆钉枪、AVDEL电动铆钉枪、GageBilt(GBP)环曹铆钉枪还有Huck品牌的各种铆接工具。

复合材料提高了综合性能整个复合材料车架构件中，31％的铝合金材料是板材，22％的是铸造铝合金材料，16％的是挤压性型材。在局部受力较大和局部传递受力的部位以及有多种功能要求的部位都采用了铸造铝合金构件。

这些铸造的铝合金零部件有着最佳的几何形状以承受碰撞受到的力量和传递受力，同时也能充分有效地利用空间。另外，所有的铸铝件都有着合适的连接尺寸和连接功能，因此，无需其它的附，也不需要双重的连接操作即可完成连接。

最好的例子是轿车的A立柱连接节点—它除了与车架纵梁、车门门槛相互连接外，还将A柱和TT轿车的车窗下横粱连接在一起。

在承受碰撞载荷的部位使用铸铝构件是非常有益的。轿车纵粱的一部分也是铸件，因此可以最大程度地吸收和衰减碰撞时的能量。

奥迪公司在他们的A8型轿车中首次采用上面所述的节点式复式连接，使得车架的整体韧性由原来的3％提高到15％～20％。

在钢质构件的连接中，奥迪公司采用的是电阻焊、MAG活性气体保护焊和粘接。在铝合金材料的连接中，冲压铆接相当于钢质材料的点焊。

随着汽车制造技术的发展，冲压铆接逐步成为了铝材连接的标准工艺了。作为一种“冷连接工艺”，冲压铆接不会产生热量，也不会使结构件出现收缩变形。另外，冲压铆接连接的T件非常易于维修。

在不易接近的连接部位，或者没有连接法兰的连接部位处，可用MIG惰性气体保护焊或者奥迪特制的“熔攻螺钉”连接来替代冲压铆接。在新型TT轿车的生产中，奥迪公司也是第一次大面积地使用熔攻螺钉。在使用熔攻螺钉时，全自动机器人将螺钉准确地输送到位，在强大的摩擦作用下，熔攻螺钉使得被连接件的表面局部熔化，使熔攻螺钉完全进入被连接件内部，从而形成强有力的连接。

在只能从一个方向进行装配操作的连接部位处，使用熔攻螺钉进行连接是非常可取的。

奥迪的工程师们在铸造铝合金零部件中有意识地设计了许多杆式冲压成型件，这些杆式成型件的好处是有着很大的结构组合使用的灵活性。例如轿车侧面的车门门槛就是一个最好的例子。

品质优良的连接技术在车架的这种钢一铝复合材料的结构设计中，车架连接技术具有重要的作用。有着严格的铝一钢连接防腐蚀要求的车架连接在新型奥迪TT轿车中采用的是铆接、自攻螺钉连接、摆动冲击铆接等工艺。pop拉铆枪、环曹铆钉机、哈克铆钉枪等都可以完成铆接过程。

奥迪公司利用被他们称之为“4点连接”的技术将各个铝合金构件连接在一起，并辅之以铝合金摆动冲压铆接、激光焊接和MIG惰性气体保护焊进行连接。

其它的连接工艺还有激光焊接和摆动冲击铆接等等。奥迪公司也首次利用激光焊接技术在车顶与仞J壁部件的连接中实现了零缝隙的连接。摆动冲击铆结合粘接是一种非常令人感兴趣的板材连接技术。GESIPA气动铆钉枪、AVDEL电动铆钉枪、GageBilt(GBP)环曹铆钉枪都是国外质量上乘的铆接工具。

由于钢材和铝合金具有不同的导热性能，因此，奥迪公司对两种不同材质材料的连接事先进行大量的前期技术研发。连接长度较长的情况下，他们对两种材质零部件的连接有着很高的要求。

为此，工程师们研发了一种适合于长接缝连接的接头结构几何形状，确定了两种材质连接时的边界条件，从而可以补偿、平衡两种材料不同的热膨胀、可以控制由热膨胀引起的连接件内应力。在要求极高的区域中，奥迪公司还利用模拟试验的方法进行了大量的试验验证。

研发过程远远没有结束从1994年起，奥迪公司的第一款A8轿车就采用了铝管式车架结构，是车架材料和生产技术领域中的一次革命。这种技术革命的直接后果是：钢材生产厂和钢材加工企业纷纷投资进行新的合金钢材料和生产加工工艺技术的研究与创新。而他们在研发过程中所获得的宝贵知识和经验又反过来被用于铝合金材料的研发中，并推动了铝合金材料研发又向前迈出了新的一步，出现了新的铝合金材料和新的连接技术。

这种技术进步循环发展的第一次硕果是新型TT轿车挤压型材的应用，这种挤压型材强度高、重量轻。这种技术研发成果循环利用的潜力在未来的项目中将会更加受到重视，被广泛加以利用奥迪公司材料研究中的其它成果有：奥迪A8轿车外部蒙皮用的快速硬化合金板材。

在新型TT轿车中，奥迪公司并不仅将这种板材中用于TT轿车的蒙皮，而且在空间框架结构的车架中也使用了这种快速硬化的板材。在没有硬化的状态下，这种板材具有极好的变形性能，当它们在经过喷漆、烘干之后，达到了最终的稳定状态，有着很高的机械强度。过去，需要一个专门的加热炉对它们进行加热使其硬化。在新型TT轿车中，奥迪公司采用了喷漆后烘干硬化工艺使得整个生产过程明显的得到了简化、降低了生产费用。随着技术的不断发展成熟，我相信复合材料及各种铆接连接技术会应用在更汽车企业及其他领域。