鋁合金車身常用的緊固件分類

鋁合金車身常用的緊固件按材質(zhì)種類可分為鋼制和鋁制標(biāo)準(zhǔn)件兩種。按與車身連接形式可分為機(jī)械連接類和焊接類兩種。

機(jī)械連接類

1、自穿式 

自穿式螺栓或螺母又稱自沖鉚螺栓或螺母，其中自穿式標(biāo)準(zhǔn)件是通過(guò)端部翻邊結(jié)構(gòu)穿透板材并與之形成可靠互鎖結(jié)構(gòu)的冷成型工藝。其 結(jié)構(gòu)形式如圖 1、圖 2 所示。 

自穿式標(biāo)準(zhǔn)件的工藝過(guò)程包括四個(gè)階段：夾緊、刺穿、成型，放開(kāi)。自穿式標(biāo)準(zhǔn)件有可承受標(biāo)準(zhǔn)力矩，板材不需開(kāi)孔，其中螺栓密封良好等優(yōu)點(diǎn)，但存在標(biāo)準(zhǔn)件成本較高，僅適用于厚度低于 2.0 的薄壁鋁板件。 

圖 3 為自穿式螺栓在埃安 LX 車身前壁板及地板區(qū)域的應(yīng)用。自穿式標(biāo)準(zhǔn)件可廣泛應(yīng)用于鋁合金車身鋁沖壓零部件。

2、鉚接 

鉚接又稱壓鉚，又叫自扣緊，是一種與板材通過(guò)法向結(jié)構(gòu)或者徑向結(jié)構(gòu)互鎖的標(biāo)準(zhǔn)件連接形式。主要有齒狀互鎖壓鉚和折邊互鎖壓鉚兩種?？蓮V泛應(yīng)用于鋁合金車身的沖壓件，擠出件和鑄造件各類零部件上。以下內(nèi)容分別介 紹上述兩種常見(jiàn)類型的鉚接標(biāo)準(zhǔn)件。 

一、齒狀互鎖壓鉚標(biāo)準(zhǔn)件主要是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)件根部的齒狀結(jié)構(gòu)與開(kāi)孔板材圓柱面擠壓過(guò)盈配合，形成互鎖結(jié)構(gòu)，完成標(biāo)準(zhǔn)件與板材的連接。其結(jié)構(gòu)形式如下圖 4 和圖 5 所示。

工藝過(guò)程包括三個(gè)階段：上件配合，施作用力，合模成型。此類壓鉚標(biāo)準(zhǔn)件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，下模只需要一個(gè)平面即可。但是推出力較小，推薦用于開(kāi)口截面，精度要求較低的安裝點(diǎn)，對(duì)于重要硬點(diǎn)，建議謹(jǐn)慎使用。

二、折邊類互鎖壓鉚標(biāo)準(zhǔn)件主要是通過(guò)標(biāo) 準(zhǔn)件底部的翻邊結(jié)構(gòu)與開(kāi)孔板材面在壓頭作用下，固有模具下擠壓翻邊折彎成型互相嵌套，形成互鎖結(jié)構(gòu)，完成標(biāo)準(zhǔn)件與板材的連接。其結(jié)構(gòu)形式如下圖 6 和圖 7 所示。

工藝過(guò)程包三個(gè)階段：上件配合，施作用力，合模成型。此類壓鉚標(biāo)準(zhǔn)件，推出力較強(qiáng)，連接可靠，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，需要特定的下模配合成型。一般用于重要硬點(diǎn)或者重要安裝點(diǎn)。  

圖 8 為壓鉚螺母和螺栓在埃安 V 車型門檻和前防撞梁連接板上的應(yīng)用。壓鉚類標(biāo)準(zhǔn)件可廣泛應(yīng)用于各類鋁合金車身部件上。

3、拉鉚 

拉鉚是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)件頭部拉壓變形膨脹，與端部法蘭面上下夾住板材開(kāi)孔，形成一種穩(wěn)定可靠的標(biāo)準(zhǔn)件連接形式。用于各類金屬板材、管材等制造工業(yè)的緊固領(lǐng)域；在鋁車身上應(yīng)用廣泛。其結(jié)構(gòu)形式如下圖 9、圖 10 所示。

拉鉚標(biāo)準(zhǔn)件工藝過(guò)程包括四個(gè)階段：自動(dòng)上料、插入安裝孔、拉鉚、反轉(zhuǎn)旋出。如下圖 11 所示。

拉鉚具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接可靠、裝拆方便、單向操作等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是大部分拉鉚標(biāo)準(zhǔn)件端部法蘭面會(huì)凸出板材，不利于安裝件與車身板材的直接貼合。

拉鉚螺栓螺母主要應(yīng)用于鋁合金車身型材類，鑄件類，薄壁件；為管路、線束，飾件附件等重要安裝點(diǎn)提供安裝結(jié)構(gòu)。 

圖 12 為拉鉚螺母和拉鉚螺栓蔚來(lái) ES8 等車型上的應(yīng)用。拉鉚類標(biāo)準(zhǔn)件廣泛應(yīng)用于封閉截面的鋁型材，開(kāi)口截面的鑄鋁零部件上。

焊接技術(shù)

1、鋁焊接螺柱 

鋁螺柱焊是將鋁合金螺柱端部與鋁板件表面接觸，通電引弧，待接觸面熔化后，給螺柱一定壓力完成焊接的方法。其結(jié)構(gòu)形式如下圖 13 所示。

鋁螺柱焊工藝過(guò)程主要包括上件，預(yù)緊，熔合，退出四個(gè)階段。鋁螺柱焊具有低成本，快捷靈活的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是連接強(qiáng)度弱，同類 型同規(guī)格鋁螺柱焊連接強(qiáng)度比鋼螺柱焊弱，一般用于沖壓鋁板上固定線束，管路等卡接結(jié)構(gòu)。

圖 14 為鋁螺柱焊在捷豹 XE 等車型應(yīng)用，鋁螺柱可廣泛應(yīng)用于鋁沖壓板部件上。

其他類

1、螺紋套 

螺紋套通過(guò)外螺紋與鋁合金鑄件嚙合并通過(guò)自身的內(nèi)螺紋為外部連接件提供可嚙合螺紋的一種標(biāo)準(zhǔn)件形式。其結(jié)構(gòu)形式如圖 15 所示。

螺紋套實(shí)現(xiàn)了低強(qiáng)度的金屬材料進(jìn)行高強(qiáng)度連接這一目標(biāo)，40多年的使用實(shí)踐已經(jīng)驗(yàn)證了它的可行性。螺紋套由優(yōu)質(zhì)的不銹鋼材料制成，安裝嵌入車身鑄鋁部件后形成可靠?jī)?nèi)螺紋，在切口處（預(yù)設(shè)斷開(kāi)點(diǎn)）可斷開(kāi)安裝尾柄。  

螺紋套有普通型和自鎖型。普通型的螺紋套是由具有精確成型的菱形截面的線圈卷繞而成，從而形成了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)螺紋，兩邊可用。自鎖型具有和普通型螺紋套相同的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)；此外，其內(nèi)部設(shè)計(jì)有一個(gè)螺紋鎖定區(qū)域，通過(guò)一匝或多匝多邊形線圈固定住安裝螺絲的螺紋，來(lái)實(shí)現(xiàn)螺絲的鎖定。

螺紋套廣泛應(yīng)用于鑄鋁件，為副車架等底盤硬點(diǎn) ，動(dòng)力電池，車身本體等重要零部件提供安裝點(diǎn)。圖 16 為螺紋套在蔚來(lái)ES6前縱梁接頭處的應(yīng)用，為縱梁接頭和門檻之間的連接加強(qiáng)板提供安裝點(diǎn)。 

2、鋁合金筒螺母 

鋁合金套筒螺母一般采用 7 系特制鋁，內(nèi)制螺紋，具有較高連接強(qiáng)度，基于兩倍螺紋長(zhǎng)度， 保載可滿足 PC10 級(jí)的受力要求。套筒采用冷連接的方式連接型材兩個(gè)端面，使型材兩個(gè)端面共同承擔(dān)負(fù)載。其結(jié)構(gòu)形式如圖 17 所示。

鋁合金套筒螺母有著連接可靠,受高力矩要求，裝配簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是成本較高，且對(duì)型材梁截面尺寸需配合應(yīng)用。

鋁合金套筒螺母主要應(yīng)用于鋁型材車身部件上的重要安裝點(diǎn)，如副車架，懸架，電機(jī)總成，動(dòng)力電池等重要硬點(diǎn)，安全帶安裝點(diǎn)。圖18為鋁合金套筒螺母在上 CT6 前縱梁上的應(yīng)用，為副車架提供安裝點(diǎn)。