内容来源:摘自《动力电池系统关键制造工艺技术研究报告》 随着铝合金材料在轻量化电池托盘中的加速推广和应用,铝合金型材以及铝压铸件所占的比例不断增加。对于板件与型材等管状封闭结构的连接,SPR、点焊等双边连接工艺已无法满足。目前广泛采用的单边连接方法是FDS( FlowDrill Screw)流钻螺钉工艺,简称流钻工艺。 “流钻螺钉”工艺是一种高速旋转软化连接零件并自攻丝最后拧紧,中心孔处的母材被挤出并在下层板的底部形成一个环状的套管,最终在板材与螺钉之间形成螺纹连接的一种工艺。该工艺可以在较小变形的情况下实现单边连接,且为一种可拆卸的紧固方式,同时又具备密封效果好、工作环境清洁等一些列优势。 FDS工艺流程 如图3-98所示,FDS连接工艺过程包括六个阶段:旋转(加热)→穿透→通孔→攻螺纹→拧螺纹→紧固。 图3-98 FDS流钻连接工艺过程 具体如下: (1) 加热:流钻螺钉低速低压与板件表面接触。 (2) 穿透:板件在流钻螺钉的高转速高压力作用下产生塑性变形。(Weber称为“流Flow”前期) (3) 通孔:流钻螺钉在板件上钻出柱型通孔。(Weber称为“流Flow”中期) (4) 攻螺纹:板件被流钻螺钉钻破,转速及压力降低,使流钻螺钉可以在孔内自攻螺纹。(Weber称为“流Flow”后期) (5) 拧螺纹:正常螺钉拧紧过程。 (6) 紧固:板件冷却并与流钻螺钉紧密贴合,形成一个防护等级极高的连接。 从FDS连接工艺来看,在铝合金电池托盘及与轻量化车身连接领域未来应用空间很大,但是,FDS连接工艺并不是完美无缺,其有些缺点也制约了其发展: (1) FDS的设备系统成本远高于电阻点焊,铆钉成本也较高; (2) 单面施力,连接时需要高强度的刚性支撑,在电池托盘加工中需要专门设计支撑工装; (3) 工艺完成后材料正反面均有较大凸起,同时大量使用会增加重量(M5单个螺钉重4~5g,而SPR铆钉约0.3~0.8g); 如图3-99所示为FDS连接工艺纵切面图,可以直观感受此连接工艺的效果。 图3-99 FDS流钻连接工艺纵切面 目前,这项工艺在一些代表性车型中已得到量产的应用,
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