锁铆连接--专门解决铝合金车身铆接工艺技术问题

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来源：盖世汽车网
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汽车轻量化分成三个部分，一个部分是轻量化设计，当然铝合金是一个方 面。还有一些镁合金，工程塑料，碳纤材料还有高层钢板，这方面满足刚度、强度、舒适性和安全性的要求。之后舒适化材料，有很多种材料，把这些材料连到一起 去才是最终形成车身的关键因素，目前有这样几种连接方式：焊接，黏胶、锁铆铆接。而连接工艺变成另外一个关键因素，直接决定了汽车的安全问题。针对在铝合 金汽车制造过程中出现的问题，我们总结第一个是不同材料之间的连接可能性，那个时候高钢纤和铝合金板焊接是很困难的甚至不可能的，但需要一个解决办法才能 做到轻量化，另外一些碳纤材料、工程塑料和铝合金联合到一起也需要特殊工艺。在可能的情况下，要评估它能不能满足设计的强度要求、安全性要求。

解决铝合金车身的生产过程的质量控制，每一个铆点是OK还是NG的，如果不能连续生产造成批量的不良，最后造成召回那就亏大本。

锁铆是自动松送料，中间不需要打孔 的，铆钉刺穿第一层材料、中间层材料、变形，之后在底层模具里面形成一个成型的过程，称之为锁铆铆接。这样的工艺过程，影响铆接质量的因素分四个方面：一 是预加紧力，防止材料之间出现奸细，要预加紧；第二就是铆钉，针对不同厚度，铆钉的长度和直径是有变化的；第三就是模具，它是在模具里面成型，形状是非常 光滑的；最后就是锁铆铆接的压力和位移的管理。

一般从两个方面来判断铆接形式质量，一个方面称作外观检查，主要检查表面有没有裂纹，但外 观检查还要检查是不是对中，这是生产过程中也是无损伤检测的。还有对高端的设备，要求每个点在自动检测的时候有生产过程的压力和位移的过程检测，这个过程 检测的概念就是在铆接过程中设置不同的窗口，这个窗口进行及时的判断。当通过多层板件进行铆接的过程中，把它的变化关键点取出来，然后进行判断，最后如果 在这个过程中因为材料的厚度有问题，我们检查出来了，就可以马上证明材料有问题，如果是模具坏掉了磨损了，还会自动检测你这个模具有问题了。如果是材料的 方向，铝板和钢板，上下颠倒了，这个变化是不对的，那这样也可以及时的检查出来。这就是保证了每一个点都受到监控，这是满足汽车工业的可追溯性管理的要 求，同时也是避免造成批量报废和批量缺陷的一个关键因素，一有问题马上就发现。

这种工艺共有四大特性：动态疲劳强度高、撞击能量吸收特性、可连接带夹层的材料组合、生产过程在线质量管理。

而锁铆铆接针对传统的铆接，针对焊接，它的比较优势在哪里？通过总结共有四个方面：广、高、低、好。

广，连接材料组合广，相同材料，不同厚度，相同硬度不同性硬度，都是有这样可能性连接的，甚至非金属材料，只要它在顶层材料和中间层材料也是可以连接的。

高，连接质量高，连接的点是动态疲劳强度高，另外可以无损伤检测。焊接的强度必须破坏掉，才知道它的强度多大。这个铆接质量是由装备来保证的，人员的影响很少，不管你在这个企业干了二十年还是昨天刚刚培训上班的，最后连接的质量是一样的。焊接就不同了，这需要特殊的技巧。

低， 综合成本低。为什么这样讲？一方面不需要前处理工序，也不需要后处理工序，它的制作过程中能耗很低，铆接的时间大概在1.5～2.5秒，看厚度，厚度越厚 铆接的时间越长。但我们看到它是一步完成的，因为效率比较高，和传统的铆接相比，它节省了四分之三的程序。从设备投入来讲，一浦莱斯承担这个工作，也可以 把设备的投入也降下来，操作成本也低。还有不需要额外的劳保投入、环保投入，我们知道这一部分投入是没有效益的，这样车间没有烟、尘、毒气的排放，我们这 样大的企业也不存在被索赔的风险。

好，柔性好。当你换一个产品，我们只需要调整程序满足不同材料之间的铆接就可以了，和焊接相比，焊接每一种搭配就每一种焊接来做，我这个就可以做到几种搭配用一台铆接机去做，因为它的柔性度非常好。

锁 铆铆接和拉铆铆接与其它铆接方式相比，铝合金都是5毫米的，有铝合金铆接的，钢铆铆接的。锁铆铆接的强度传统铆接的一倍以上，那么它的强度高，另外效率 高，这样的铆接技术我们看看4.0的解决方案是什么，有手动的，左边是手动的，还有自动的。当然也可以和机器人附和在一起进行自动化的生产，一边生产，一 边进行过程的监控。通过这样一个自动化、智能化和数据采集、分析的过程，达到信息化，这是工业4.0的一个装备。

1. 通过刚才的一些案例和动画，大家可以看到，锁铆铆接是热衷天然的材料组合之间的连接成为可能，说它可以专门的解决铝合金车身的制造工艺问题，它跟焊接来 比，锁铆铆接的工艺是连接有色金属的最好的选择之一，当然我们不能完全替代焊接的一些地方，尽管焊接焊完以后对铝合金的强度可能损失30%，但有些地方必 须去焊。

2.通过锁铆接头的案例，可以看到锁铆铆接它能充分满足正态和动态疲劳强度的设计要求，另外它具备动态撞击能量吸收特性，它可以 克服焊接的不足，满足汽车安全方面的一些要求。曾经有过日本车被别克一撞就断成一半，如果它有锁铆铆接，就不会两半会连到一起去，那对车上的人就能挽救他 们的姓名，这是安全方面的一个重要性。

3.胶铆结合是解决彻内隔音、防水、降噪的关键工艺，但黏胶需要一个十几到二十小时的固定时间，那这部分时间是没办法工程的，如果用铆接，二十分钟三十分钟就可以往下流水，因此两种工艺的完美结合，就可以满足汽车的隔音、降噪、防水的要求，而且还高效生产。

4.锁铆铆接和传统工艺相比，减少四分之三的工序，成本降低就非常明显。不管设备投资还是能耗方面、工序方面它的优势都是非常明显的，尤其焊完以后会将铝焊完以后，热传导很快，形成变形，或者长度的变低，铆接就不存在这样的问题。

5.锁铆和无铆，都具有在线铆接质量管理，生产过程可以全部的监控，如果出现不良品，机器马上就可以报警提醒操作人员，这就避免批量报废，也避免将来造成召回质量损失。

6. 锁铆跟其它的特殊铆接，像无铆、触铆、拉铆，结合在一起可以解决很多问题，例如很多地方不需要很大的力，但又需要铆住，所以就需要无铆连接，是焊铆具，一 个点5分钱就铆住了，所以成本可以降低很多，在不重要的地方，重要的地方用锁铆。还有多鼓的拉铆铆，一个也是对很传统的拉铆，用两个鼓或者三个鼓，能不能 铆接好，实际上就是铆在一起的预紧力，用多鼓的拉铆铆接，第一个鼓起到预警作用，第二个鼓起到防松的作用，如果有必要还可以形成第三个鼓。这样保证铆接的 加紧力，有些低端车工艺不讲究，运行了一两年就有各种声音，就是铆接的地方没有预警了，变成松脱了，因此铆钉就响了。另外就是下雨，雨水进去了，这就是现 在问题出现在什么地方。

可以专门设置紧固件来进行铆接，有一些总的形成控制进行铆接，有些是力的控制来进行铆接，达到不同材料的铆接。全自动铆接，可以1分钟做48次，现在效率提高3倍以上，两年之内就可以回收成本。

最 后，再讲一下案例分享，锁铆铆接在白车身、四门两盖、横梁、天窗、摇窗机等等方面有很多的应用，奥迪的全铝合金窗，它的铆接是把板材、型材、柱材都铆到一 起。发动机，有强度要求的用锁铆连接，没有强度要求的用无铆连接，这是车顶的多层连接，主要防水的要求。挂钩部分，它进行铆接。汽车的前部结构这一块，一 些铝合金的铆接，SUV砥柱和侧围之间的铆接。这里面有个多层板，像三明治的连接强度要求也非常高，我们用三个月的时间就解决了。

电动汽车的锁铆铆接，电动汽车车门上的应用案例。钢的车门有二十几公斤，铝合金的车门只要六七公斤，电池支架用了40几个铆钉，全铝合金的。最后我跟大家分享特 斯拉铝车身的工艺解析，很多朋友对特斯拉感兴趣，特斯拉上用到的工艺，车门的周边需要打胶条地方用锁铆铆接，这样保证表面平整、防水、隔音、降噪。右图中 间是多鼓铆钉，这样强度比较高，群边的边缘地方用锁铆铆钉进行铆接，主要考虑到它的可达性。下图是锁固螺栓（音）的铆接，它和螺栓连接相比，螺栓连接是靠 操作工保证质量的，锁固螺栓是用工具来保证的。

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