熱融緊固技術(shù)，擰螺絲的新境界,，寶馬奔馳奧迪都在用

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在緊固件行業(yè)有一種熱融緊固技術(shù),，不需要預(yù)開孔，在封閉型材下可以直接攻絲實現(xiàn)連接,。在汽車行業(yè)如寶馬,、奔馳和奧迪都在使用這種技術(shù)，而且應(yīng)用越來越多,。那這究竟是怎樣的一種技術(shù)呢,？有怎樣的優(yōu)勢和特色呢？

首先想跟大家介紹一個概念,，“流鉆螺釘”工藝（別稱：熱融自攻絲/熱融緊固系統(tǒng)）,。英文中有的翻譯為Flow drill Screws（FDS），也有翻譯為FlowForm Screws（FFS）,，而“流鉆螺釘”則指代的是一種高速旋轉(zhuǎn),、自攻絲最后擰緊的連接工藝。該工藝可以在較小變形的情況下實現(xiàn)單邊連接,，且為一種可拆卸的緊固方式,。

熱融緊固技術(shù)是一種通過設(shè)備中心擰緊軸將電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)傳導(dǎo)至待連接板料摩擦生熱產(chǎn)生塑性形變后，自攻絲并螺接的冷成型工藝。

仔細(xì)通過下面這個動圖,，看一下擰緊螺釘?shù)膭幼鳌?/font>

在擰緊過程開始時,，熱融螺釘置于無預(yù)先鉆孔的鋁板或薄鋼板的表面，高速旋轉(zhuǎn)的螺釘向工件表面施加高下壓力,，同時產(chǎn)生極高的摩擦熱,，融化金屬。隨后,，螺釘頂端穿透材料,，形成穿孔，并逐漸開始攻螺紋,，一旦螺紋形成,，螺釘按照預(yù)設(shè)的扭矩進(jìn)行擰緊。

熱融緊固連接工藝步驟與過程說明,，包括六個階段：旋轉(zhuǎn)（加熱）→穿透→通孔→攻螺紋→擰螺紋→緊固,。

在初始階段，高速旋轉(zhuǎn)的電機(jī)驅(qū)動螺釘接觸工件表面,，并施以向下的軸向壓力（軸向力最高可達(dá)1.5kN,，旋轉(zhuǎn)速度最高可達(dá)8000r/min），螺釘頭部與鈑金件表面摩擦并產(chǎn)生高溫,，這個溫度基本上在600 ℃～900 ℃,，螺釘附近區(qū)域金屬迅速軟化，加熱的材料沿著鉆頭錐度往上延伸,。

FDS螺釘穿透材料時,，大部分熱熔的鈑金件材料會流向鉆孔下部形成一個厚度1~3倍的金屬襯套，襯套內(nèi)表面在FDS螺釘螺桿螺紋的作用下,，形成嚙合螺紋并擰緊,。整個加工過程只需1~6s，即可完成緊固的連接效果,，扭矩可以達(dá)到15N·m,。

同時，F(xiàn)DS釘子在緊固到位后,，將會保持一段時間,，在旋轉(zhuǎn)扭矩作用下，產(chǎn)生一個預(yù)緊力,，可以提高螺紋連接的可靠性,、防松能力和螺紋的疲勞強(qiáng)度，增強(qiáng)連接的緊密性和剛性,。

螺釘特寫

問題來了,，現(xiàn)在汽車行業(yè)的連接技術(shù)也很多,，為什么還要用這種連接方式呢,？

現(xiàn)在越來越多的汽車公司開始應(yīng)用鋼鋁混合車身骨架結(jié)構(gòu),，使用鋁型材、鋁沖壓件,、鋁鑄件以及碳纖維等工程塑料和復(fù)合材料類部件,，結(jié)合各種超高強(qiáng)度鋼板，替代傳統(tǒng)鋼板構(gòu)件或組件,，實現(xiàn)車身框架結(jié)構(gòu)的輕量化和高強(qiáng)度,。

凱迪拉克CT6車身材質(zhì)分布

在汽車工業(yè)，連接鋁材的主要方式有傳統(tǒng)的機(jī)械緊固SPR（自沖鉚接技術(shù)）和電阻點焊RSW,。SPR是一種穩(wěn)健而且可替換的工藝,，但是由于需要很多種鉚釘-鉚模組合，設(shè)備費(fèi)用昂貴,；電阻點焊雖然技術(shù)成熟,，經(jīng)濟(jì)性高，但是受限于不能連接異種金屬,。這兩種工藝都要求雙邊可達(dá),，這使設(shè)計受限嚴(yán)重。

所以,，熱融緊固件的技術(shù)是應(yīng)運(yùn)而生,。下面這張圖是描述的熱融緊固技術(shù)的優(yōu)勢。

無需預(yù)沖孔,、單面連接,、可以完成鋁件與鋁件、鋁件與鋼件的相互緊固連接,。

柯馬機(jī)器人配合熱融緊固系統(tǒng)

許多歐洲汽車廠商早已經(jīng)開始使用熱融緊固技術(shù),，如捷豹XK和X150，奧迪R8,、A8,、TT Coupe、A6等,；歐洲的尼桑,、路虎、保時捷,、寶馬等眾多汽車品牌也都引入了該連接工藝,；上汽通用剛上市的凱迪拉克CT6車型，實現(xiàn)首次鋼鋁白車身國產(chǎn)化,，糅合了11種不同材質(zhì),，也大量使用了這種連接技術(shù)。

FDS釘子使用特殊配方的硬質(zhì)合金材料制成，該種螺釘?shù)牟少徶饕�還是以國外進(jìn)口為主,，雖然國外很多車企都采用這種緊固技術(shù)多年了,，但是國內(nèi)自主品牌車企使用甚少。

平常心,！

螺釘頭部與鈑金件表面摩擦并產(chǎn)生高溫，這個溫度基本上在600 ℃～900 ℃,，   對螺釘?shù)牟馁|(zhì)要求也蠻高的,，不光有高溫，還有1,5KN的壓力,，15N.M的高速扭力,，這樣這顆螺釘?shù)膬r格應(yīng)該也不低。

zy3692976

鈑金熱熔鉆類似吧,，但是這個螺絲成本是多少呢,，有了解的么

Aleksander

每天進(jìn)步一點點

軒轅建國

學(xué)習(xí)受教了額

勞衣侖捷達(dá)

和飛機(jī)、航天器的 熱鉚 技術(shù),，有相通之處,。

nicol007423

有沒有對這種螺釘了解的？以后的緊固件市場中,，這個應(yīng)該會有比較大的比重,。。

液壓人

采用這種螺釘,，需要專用的緊固用機(jī)械,，而且純進(jìn)口成本高，加上有替代這種工藝的方法,，所以國內(nèi)用的少

cangzhoumj

學(xué)習(xí)一下

llfisher

是不是更適用于維修,？或者那種設(shè)計的沒法焊接的結(jié)構(gòu)？對于批量生產(chǎn)而言,，其成本如何,？