铝合金接合技术造就新世代车体

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其实早在百年前就有一铝合金制造车体的车辆诞生，不过铝合金车体的发扬大致上还是要回朔1982年，奥迪发表了采用铝合金制造的车体，然后到了1991年时，在德国法兰克福车展及日本东京车展，分别展出Audi quattro Spyder 与Avus quattro两款采用铝合金来打造车体的概念车，到了1994年正式发表了由铝合金打造的量产车：AUDI A8。当然LAND ROVER、JAGUAR等车厂也在铝合金车体上下足了功夫。 铝合金车体的诞生，主要在于铝合金的运用以及接合技术上的开发，而这又必须提到轻型乘用车在车体结构上的变化，最早的车体是采用大梁分离式车身，有大梁结构，但车身和大梁是可分离的，它是采用螺栓将车身与大梁固定成一体之车身结构。后来演变成整体式车身：monocoque 式车身，大梁是以钢板组合焊接之方式与车身本体成结构体式的焊接在一起的车身结构。所以钣件与钣件间的结合就变得非常重要，尤其是以铝合金材质钣件与钢制材质钣件间相接合成为关键的开发目标。 本文将以不同的铝合金接合技术来做介绍： 一、冲压铆合 冲压铆合是铝合金车体制造时最重要的接合技术之一，此技术系用于接合车身零件以及将铝合金接合至钢车身零件。下图为特殊工具利用铆钉将不同钣件接合的过程，4号浅蓝色与深蓝色分别表示不同的金属板。而利用3号所示的铆钉将钣件接合。 1 压紧夹钳 2 压印 3 冲压铆钉 4 组件 (金属板) 5 模板 接合后会呈现下图的状态 下图为制造过程中的冲压铆合程序 在多数情况下，冲压铆合机需要大间隙。铆合机考量到冲压过程的高承受力，必须设计为高刚性。 二、热熔螺丝钻 (FDS) 程序 下图为热熔螺丝钻系统利用螺丝旋转摩擦所产生的热来加热底层材料。自攻螺丝因此可压入软化的铝合金内。浅蓝色与深蓝色分别表示不同的金属板。而深蓝色钣件在接合前须预先钻孔。 下图为接合后所所呈现的状态 下图为制造过程中的热熔螺丝钻程序 三、压和 压合是一种仅由组件之间的塑形来形成机械性接合的加工法。模板的特殊形状相当重要。其接合的强度不如冲压铆合那么高。下图1号为压紧夹钳，2号为压印，3号为金属板，4号为模板。 下图为压和之后所呈现的状态 四、实心冲压焊接 (Kerb-Konus 铆合) 实心冲压焊接 (Kerb-Konus 铆合)与冲压铆和为异曲同工之妙，不过在运用上根据不同需求作为不同场合作为。 1号为压紧夹钳，2号为压印，3号实心冲压铆钉，4号为不同金属板，5号为模板。 下图为接合后状态 下图为制造过程中的实心冲压铆合程序 五、TIG焊接 钨极惰性气体保护焊（tungsten inert gas welding），是一种以非熔化钨电极进行焊接的电弧焊接法。进行TIG焊接时，焊接区多以氩等惰性去体遮护来阻绝大气污染，通常搭配使用焊料，焊接时，由传导通过高度离子化的气体和金属蒸气的电弧，作为恒流焊接电源，提供能量。 下图为制造过程中的 TIG 焊接程序 六、雷射焊接 雷射焊接是一种以聚焦的雷射光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。由于雷射具有折射、聚焦等光学性质，使得雷射焊非常适合于微型零件和可达性很差的部位的焊接。此外雷射焊还有热输入低，焊接变形小，不受电磁场影响等特点。 下图为制造过程中的车顶接缝雷射焊接程序 七、结构胶接 简单来说就是打胶，不过黏着剂胶接只用于铝合金车体或搭配铆接与焊接技术。在制造过程中，结构胶合黏着剂是以摄影机监控下的全自动制程加以涂抹。而且必须等到车体在烤漆房加热后，黏着剂才能完全发挥作用。 下图为制造过程中的打胶状态 一个铝合金车体在组合时将运用上述的各项接合方式，下图为AUDI A8车体所采用各项接合技术示意图，共计使用1100 支冲压铆钉，长达70m的TIG 焊接缝，并有500个点焊处以及178 个压合点。 而这些在制造上的技术与方式，在碰上了维修时，又将采用不同的方法，下回分晓！

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