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发布时间:2021-09-10 11:21:16 阅读: 来源:真空过滤机厂家

ABB的Srinivas Nidamarthi博士纵论汽车组装接合技术

百余年来,整车组装一直由传要尽量地选取1些低VOCs、免喷涂的材料及可再生利用和纯天然的材料(如木纤维)等统的机械接合技术唱主角。随着现代汽车工业不断引入各类新型制造材料,零部件与金属底盘的接合工艺也日趋多样化。

下文摘编自Ruari McCallion首发于《汽车制2.钳口质量低劣造解决方案》11/12月号的一篇文章

百余年来,整车组装的零部件接合工艺主要依赖焊接、螺栓螺母紧固等传统机械手段,而胶合、缝合等技术仅限于内饰装配等少数几个环节。随着热塑性材料等各类新材料在现代汽车工业中的逐渐普及,零部件与金属底盘的接合工艺也在不断演进。

一开始,新型的、替代性的接合技术在应用上有比较大的局限性,而没必要导入单位载荷的静态应力结果短期内不见得能取代传统工艺 比如点焊 的地位,因为今后10年,也就是到2020年左右,汽车设计已经基本定型。 ABB机器人部汽车机器人系统分部技术经理Srinivas Nidamarthi博士预测道。该分部专为航天和汽车企业提供包含铆接、焊接、压接、滚边、粘合等一系列作业环节在内的 交钥匙 组装线。

典型的ABB白车身点焊系统

他指出,现代的白车身组装涉及15~20种接合技术,其中最常见的3种自动化工艺是点焊(占30%~60%)、弧焊和胶合。

其他次要技术包括铆接(以铝合金车身为主)、压接和滚边等。Nidamarthi认为,滚边虽是一种传统工艺,但在当今的汽车组装环节中依然不可或缺。

冷美学

车门等外露区域采用滚边加工,更具有美感,还能提高安全性。 Nidamarthi说, 尾门、后备箱盖、轮罩这些地方也需要滚边。 滚边与压接类似,属于冷成型工艺。滚边需要对金属边缘或法兰施以强力弯曲,整个流程包含三至四道工序。压接技术则利用金属板材的塑性变形特性,通过冲压法完成部件接合。这两种技术均属机械性紧锁,只要不涉及脆性材料,都可实现多层接合。二者工艺相对简单,噪声小,能耗低,不像焊接需要高压电支持。

ABB滚边系统

滚边技术也有其局限性:一是非扁平材料不能发挥最佳效果;二是材料需要带法兰边,导致重量增加。不过总体而言,还是利大于弊。 金属卷边很难点焊,由此催生了激光焊、铜焊等一批接近无法兰接合的技术。 ABB正是这些新型技术的提供商之一。

我们将压接、铆接和滚边归为一类,称为冷压力应用技术。 Nidarmarthi继续介绍说, 不同的技术都有各自的优缺点。究竟选择哪一项技术,取决于具体的材料组合和车辆约束条件。冷压力技术需要使用重型冲压机,因此,压接和滚边的理想对象是延展性材料。至于脆性材料,比如雪佛兰Corvette使用的镁合金,就不适合这两种工艺了,而应该有针对性地选用其他接合技术。 对于该车型,Nidamarthi倾向于粘合工艺,这种技术更清洁,无需施加强压力,而且能一次加工完成。不过,压接和滚边也自有其优势。

在一个表面涂覆粘合剂时,另一个表面不会自动同时到位。 他解释说, 压接和滚边却能准确无误地自动完成接合,不用操心对位问题。 大部分自动化工序都存在一定的错位率,粘合也不例外,采用视觉系统和高精度计算技术(如机器人控制胶枪)可以克服这一点。陶氏化学的一项相关研究显示,仅用0.5千克粘合剂最多可为车辆减重23千克。

一方面,激光焊等先进技术的投资和运营成本居高不下,使一批潜在用户望而却步;而另一方面,这些技术又因其柔性优势而获得青睐。除新兴的胶枪粘合技术之外,由机器人控制的焊机及压接/滚边设备也可在车身装配车间自由移位,推动军用技术向民用的转化从而使接合环节的成本效益达到最大化。

各显其能

面对不断出现的新材料,OEM厂商必须做出决策,是对现有接合工艺实施适应性改造,还是直接采用相匹配的新工艺。新型焊接技术、强适应性的压接/滚边技术、以及对连接不同金属极富灵活性的紧固技术,都将在接合领域中占有一席之地。与此同时,随着车体轻量化需求的上升,接合强度标准的提高,粘合技术的市场份额很可能持续扩大,但固化时间长、投资成本大的劣势又会延缓其普及速度。

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