鋼—鋁連接技術(shù)與質(zhì)量評價探討

鞠慧 李鷹 吳小龍

上汽大眾汽車有限公司 上海市 201805

汽車輕量化是當前汽車發(fā)展的重要趨勢，鋁鎂合金因其密封低、比強度高，在汽車車身中得以應用。在一些豪華品牌中，甚至采用了全鋁車身以實現(xiàn)優(yōu)良的減重效果。近年來，隨著碰撞法規(guī)的日趨嚴格，許多車企悄然改變看法，擯棄原先全鋁框架車身，引入鋼零件，典型的案例如奧迪A8。綜合考慮輕量化的成本和性能，把合適的材料用在合適的地方，通過鋼-鋁材料混用有效實現(xiàn)車身輕量化與成本的平衡。

然而，鋼-鋁混用對傳統(tǒng)鋼車身焊接技術(shù)提出了挑戰(zhàn)，不同材料在性能上存在較大差異導致傳統(tǒng)點焊工藝難以實現(xiàn)可靠連接。鋼-鋁連接技術(shù)也成為車身相關(guān)技術(shù)人員必備的知識點。為此，本文對車身常用的鋼-鋁連接技術(shù)的原理、應用及質(zhì)量評價進行介紹和探討，為鋼-鋁車身的制造評價提供參考。

1 鋼車身與鋁車身連接工藝對比

由于鋁合金焊接性能遠低于低碳鋼，連接工藝也不同于鋼制車身。目前主流鋁連接工藝主要有三類：

（1）機械連接：無鉚連接Clinch、自沖鉚接SPR、熱熔自攻絲FDS、高速射釘鉚ImpAcT等。

（2）焊接：鋁點焊，攪拌摩擦焊FSW、激光焊、冷金屬過渡焊CMT等。

（3）粘接：與機械連接、焊接復合使用，與傳統(tǒng)車身基本相同。

圖1為某鋼-鋁車身連接工藝，其采用了十余種連接工藝，其中Clinch、SPR、FDS、CMT是鋼-鋁車身常用的連接技術(shù)，本文對此重點介紹。

2 主要鋁連接技術(shù)介紹

2.1 Clinch無鉚連接

無鉚連接工藝原理是通過材料局部冷成型將鈑金連接在一起，兩層或多層之間會產(chǎn)生互鎖壓鉚。其工藝過程為：首先通過沖頭將連接材料壓入底模內(nèi)。當?shù)讓硬牧蟿偨佑|到底模座時，在沖頭施加的壓力作用下，底模座開始向外側(cè)滑動。底模活動部分被向外推出，材料的流動形成了按鈕狀的壓鉚點，然后沖頭返回至起始位置，取出工件，底模的外側(cè)部分在彈簧的作用下退回，如圖2。

圖1 某鋼-鋁車身連接工藝