鋁合金車體的誕生,主要在于鋁合金的運用以及接合技術(shù)上的開發(fā),其實早在百年前就有一鋁合金制造車體的車輛誕生。
其實早在百年前就有一鋁合金制造車體的車輛誕生,不過鋁合金車體的發(fā)揚(yáng)大致上還是要回朔1982年,奧迪發(fā)表了采用鋁合金制造的車體,然后到了1991年時,在德國法蘭克福車展及日本東京車展,分別展出Audi quattro Spyder與Avus quattro兩款采用鋁合金來打造車體的概念車,到了1994年正式發(fā)表了由鋁合金打造的量產(chǎn)車:AUDI A8.當(dāng)然LAND ROVER、JAGUAR等車廠也在鋁合金車體上下足了功夫。
鋁合金車體的誕生,主要在于鋁合金的運用以及接合技術(shù)上的開發(fā),而這又必須提到輕型乘用車在車體結(jié)構(gòu)上的變化,最早的車體是采用大梁分離式車身,有大梁結(jié)構(gòu),但車身和大梁是可分離的,它是采用螺栓將車身與大梁固定成一體之車身結(jié)構(gòu)。后來演變成整體式車身:monocoque式車身,大梁是以鋼板組合焊接之方式與車身本體成結(jié)構(gòu)體式的焊接在一起的車身結(jié)構(gòu)。所以鈑件與鈑件間的結(jié)合就變得非常重要,尤其是以鋁合金材質(zhì)鈑件與鋼制材質(zhì)鈑件間相接合成為關(guān)鍵的開發(fā)目標(biāo)。
本文將以不同的鋁合金接合技術(shù)來做介紹:
一、沖壓鉚合
沖壓鉚合是鋁合金車體制造時最重要的接合技術(shù)之一,此技術(shù)系用于接合車身零件以及將鋁合金接合至鋼車身零件。下圖為特殊工具利用鉚釘將不同鈑件接合的過程,4號淺藍(lán)色與深藍(lán)色分別表示不同的金屬板。而利用3號所示的鉚釘將鈑件接合。
1.壓緊夾鉗;2.壓?。?.沖壓鉚釘;4.組件(金屬板);5.模板接合后會呈現(xiàn)下圖的狀態(tài)
下圖為制造過程中的沖壓鉚合程序
在多數(shù)情況下,沖壓鉚合機(jī)需要大間隙。鉚合機(jī)考量到?jīng)_壓過程的高承受力,必須設(shè)計為高剛性。
二、熱熔螺絲鉆(FDS)程序
下圖為熱熔螺絲鉆系統(tǒng)利用螺絲旋轉(zhuǎn)摩擦所產(chǎn)生的熱來加熱底層材料。自攻螺絲因此可壓入軟化的鋁合金內(nèi),淺藍(lán)色與深藍(lán)色分別表示不同的金屬板,而深藍(lán)色鈑件在接合前須預(yù)先鉆孔。
下圖為接合后所所呈現(xiàn)的狀態(tài)
下圖為制造過程中的熱熔螺絲鉆程序
三、壓和
壓合是一種僅由組件之間的塑形來形成機(jī)械性接合的加工法。模板的特殊形狀相當(dāng)重要,其接合的強(qiáng)度不如沖壓鉚合那么高,下圖1號為壓緊夾鉗,2號為壓印,3號為金屬板,4號為模板。
下圖為壓和之后所呈現(xiàn)的狀態(tài)
四、實心沖壓焊接(Kerb-Konus 鉚合)
實心沖壓焊接(Kerb-Konus 鉚合)與沖壓鉚和為異曲同工之妙,不過在運用上根據(jù)不同需求作為不同場合作為。1號為壓緊夾鉗,2號為壓印,3號實心沖壓鉚釘,4號為不同金屬板,5號為模板。
下圖為接合后狀態(tài)
下圖為制造過程中的實心沖壓鉚合程序
五、TIG焊接
鎢極惰性氣體保護(hù)焊(tungsten inert gas welding),是一種以非熔化鎢電極進(jìn)行焊接的電弧焊接法。進(jìn)行TIG焊接時,焊接區(qū)多以氬等惰性去體遮護(hù)來阻絕大氣污染,通常搭配使用焊料,焊接時,由傳導(dǎo)通過高度離子化的氣體和金屬蒸氣的電弧,作為恒流焊接電源,提供能量。
下圖為制造過程中的TIG焊接程序
六、雷射焊接
雷射焊接是一種以聚焦的雷射光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行焊接的方法。由于雷射具有折射、聚焦等光學(xué)性質(zhì),使得雷射焊非常適合于微型零件和可達(dá)性很差的部位的焊接。此外雷射焊還有熱輸入低,焊接變形小,不受電磁場影響等特點。
下圖為制造過程中的車頂接縫雷射焊接程序
七、結(jié)構(gòu)膠接
簡單來說就是打膠,不過黏著劑膠接只用于鋁合金車體或搭配鉚接與焊接技術(shù)。在制造過程中,結(jié)構(gòu)膠合黏著劑是以攝影機(jī)監(jiān)控下的全自動制程加以涂抹,而且必須等到車體在烤漆房加熱后,黏著劑才能完全發(fā)揮作用。
下圖為制造過程中的打膠狀態(tài)
一個鋁合金車體在組合時將運用上述的各項接合方式,下圖為AUDI A8車體所采用各項接合技術(shù)示意圖,共計使用1100支沖壓鉚釘,長達(dá)70m的TIG焊接縫,并有500個點焊處以及178個壓合點。
而這些在制造上的技術(shù)與方式,在碰上了維修時,又將采用不同的方法。
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