所谓的“一升车”大众XL1车型只进行了小批量生产,离巨大的市场成功还十分迢遥。
但是这种超前的两座车不仅在油耗这一点上成为了全天下的模范,其车身也树立了新的标准:车身重量只有230公斤,紧张由碳纤维增强塑料(CFK)构成。
业界对此表示深受震撼,不过如何把稠浊材料制成的车身零部件组装起来,这对技能职员和连接专家提出的巨大寻衅。
车辆的整体构造该当既轻盈,又稳定安全。
“材料组合以及稠浊建造办法推动了连接技能的进步”,德国奇昊汽车公司(Kirchhoff)研究和产品开拓部经理Christoph Wagener强调说。

这家位于德国伊塞隆(Iserlohn)的汽车制造商长期以来一贯生动于稠浊构造领域。
在白车身的构造部件中,钢和铝或者金属和塑料等材料组合已经不再罕见。
但这绝不表示原有的成熟技能就要被淘汰:“我们一如既往地还在利用咬合、铆合、旋合等机器式连接技能”,Wagener说。
点焊和激光焊接等热连接技能也属于完备做事供应商的核心能力。
但是点焊明显具有不敷之处:“钢和铝的接合不能用焊接的办法,”Wagener强调说。

汽车车身轻量化的咬合连接与焊接技能 汽车知识

标准连接办法的撤退?

作为一种成熟的连接工艺,电阻点焊 仍旧在稠浊构造的全钢领域中处于主导地位,但却不能用于稠浊搭配的材料接合。
位于比勒费尔德的接合技能专业企业博尔豪夫公司(Böllhoff)供应许多种接合及紧固系统,不仅能够将钢,还可以将铝、镁、塑料及各种稠浊材料进行长效接合。
从其产品范围可以创造,标准连接件基本不再是核心产品。
主要产品则是盲帽铆接螺母、塑料制的螺栓及螺栓系统、振动及声音耦合连接系统或者用于塑料及复合股料的螺纹接头。
所有产品均支持机器式连接工艺,如高速冲铆、冲压铆合及螺纹连接等。

在有许多人正对付汽车制造中的这些趋势感到十分高兴,这个中毫无疑问地就有Elmar Locher。
这位连接技能专家是一个家族企业的代理人,这家企业在近30年前首次推出其拥有专利的“Tox冲压圆点连接工艺”后,不断对这项通用而灵巧的咬合连接技能进行进一步开拓:这便是位于魏因加滕的托克斯冲压技能有限公司(Tox Pressotechnik)。
“所谓的TOX咬合连接是一种纯机器的工艺,可以将相同或不同厚度、相同或不同材质的板材,以绝对恰当的形状和力量相互连接”,Locher指出,还可以连接具有涂层或漆层的板材,板材之间可以夹入薄膜或减震材料。
在资源保护和轻量化方面,Tox咬合连接也具有一个上风:纵然是高强度的特种钢板和稠浊材料(钢板、粘合剂、铝板)也能进行连接,而且没有任何生产技能问题,并能实现可复制的高连接质量。
Locher说:“TOX冲压圆点连接的连接质量非常高,在汽车制造中,乃至可以用此工艺将冲撞干系的零部件及组件安全地相互连接。
本日,在汽车家傍边就有200多处运用,包括车身、装备、内饰方面所有可以想到的的零部件和组件。
”与螺接、铆接等其他机器连接办法比较,Tox咬合连接无需机器预备事情,如钻孔、冲孔、沉孔等;也不须要任何赞助连接件。
其余,这种工艺也无需利用焊接和硬焊或钎焊等热熔连接所需的焊剂。
还有,Tox咬合连接免去了焊接中不可避免的能源花费。

工艺研究表明,咬合连接不仅在工艺上,而且在本钱方面都明显优于电焊。
例如一家德国原始设备制造商(OEM)通过利用咬合连接代替焊接,在零部件方面节省了66%;而在生产一款日本汽车的行李箱盖时,利用Tox咬合连接比冲压铆接整整节省了89%。
保时捷新款车型Macan 的零部件也成功地利用了“Tox技能”。
据理解,这样的部件有行李箱盖和车顶部位的压铆螺母。
托克斯公司对担保冲压韶光非常自傲,将特种机床、带有独立掌握器的机器人 系统和机器钳系统都利用到国际汽车制造业的流水线上,确保对全体生产过程进行全程监控。
目前,Tox公司正致力于研究一种新型模块化的夹钳:卡箍将由42公斤“塑身”为29公斤。

五年前,博尔豪夫公司就和轻量化方面的专业公司德国孚利模集团(Frimo)互助,将所谓的“一次成型工艺”及配套的机器制造技能发展至实际运用。
该工艺旨在用于玻璃纤维增强塑料材质的薄壁型构造零部件。
冲压套管上有分外的螺纹,无需预打孔便可以连接构造元件。
目前又增加了螺钉的运用。
所谓的“Rivtac螺钉”也可以实现金属和塑料的稠浊部件连接,而无需预打孔。
这种机器连接工艺是将一种类似于指甲的赞助连接件加速到高速后,打入没有预打孔的部件。
这种螺栓尖端呈尖拱形,可以刺穿材料而不产生毛边。
而运用这种工艺的条件条件是结合件要有足够的刚性。
比如奔驰公司在新的C级车车身制造中利用了这种工艺—在其内部被称为“冲击工艺”。
C级车的铝材稠浊车身根据构造轻量化原则设计而成,比传统的钢材车身减轻了70公斤。

缺陷:繁芜化

如今,这种直接的冲铆工艺已在高强度零部件和型材的批量生产中霸占一席之地。
与目前的二步安装冲压套管的方法比较,这种新工艺的加工过程既快速,本钱又低。
博尔豪夫公司称,汽车行业已经开始采取机器人操控自动冲铆设备,乃至高强度钢的多层连接也不再有任何问题。
但是,稠浊式轻量化办法也有其代价:比如白车身连接技能的繁芜化。
Thomas Liedtke博士是不来梅奔驰工厂车身生产部(白车身和表面加工)主管,他说:“冲击钻或流钻螺丝等新工艺加大了连接技能的繁芜性。
”据这位车身制造专业人士说,这些工艺的紧张亮点是会给材料增加少许热量。
还有一点:“通过这些新的连接工艺,纵然繁芜的零部件也可以实现单面操作。

机器连接的一大缺陷是连接处会有发生堕落的危险。
根据材料搭配的不同,零部件和连接件必须其余附加涂层。
经济实用的钢板和铝材连接以及可以再次剥离的螺栓连接,在OEM厂的车身制造中发挥着重要的浸染。
例如,大众汽车公司在对螺栓和其他连接件的所谓“表面涂层”的特性规定了严格的标准。
大众标准TL180中明确规定了应有的摩擦系数和耐堕落性。
为此,德尔肯微涂层防堕落系统公司(Dörken MKS-Systeme)等表面技能专业公司研发了高效锌片涂覆系统,只要几微米的涂层厚度便能够起到良好的防堕落效果。
防堕落技能的其余一种趋势,尤其在冲压铆合技能中,便是其余利用粘合剂。
不过这有一个基本毛病,即粘合剂须要很长的硬化韶光。

汽车的轻量化也勉励了德国伍尔特(Würth)集团的子公司阿诺德成型技能有限公司(Arnold Umformtechnik)。
在螺丝方面,该公司正在探求传统板材连接工艺的功能性替代品。
所谓的“流孔成型螺丝”可以无需预先钻孔而穿透材料。
在扭矩掌握的装置过程之中和之后,形成的孔洞均与螺丝的纹路严丝合缝。
阿诺德公司的研发工程师Heiko Miller这样描述结果:“形成的连接既不透水也不透气,具有很大的拉拔力。
”对付这种工艺的本钱和流程效率,他强调说:“这种工艺省去了对部件进行预制的工序,例如钻孔、冲压和螺纹切削,同时也无需加入螺母和夹具等附加赞助连接元件。