【盖世直播】王云庆：锁铆铆接和铝合金车身制造铆接4.0解决方案

一浦莱斯精密技术（深圳）有限公司总裁 王云庆

参加这个论坛我感到非常的荣幸，我讲的题目是跟汽车轻量化密切相关的，在这一代的轻量化制造过程中，通过铆接技术我们想改变一个小的环境，就是让我们汽车人在制造汽车的过程中，也来享受洁净的制造环境，不再有烟尘和毒气。那就是改变一种生态，由焊接工艺转移到铆接工艺。我主要讲四个方面，铝合金车身制造中出现的问题、锁铆铆接连接的解决方案、工艺特性以及应用。

首先介绍一下我们公司，这个公司是2003年我从德国回来以后创立的，专门研究这样一个机械式的铆接技术，以锁铆和无铆的技术为核心的。我们公司做两件事，一个是做铆接精密技术开发，第二个是铆接连接技术，就是追踪系统，一边生产一边检验。目前我们在铆接技术方面，和电动汽车和轻量化有关的是锁铆铆接。

我这边有一个动画放一下。这个铆接工艺过程非常简单，是一个铆钉通过自动送料，穿透材料组合的材料，然后在底层材料变形的过程，不需要打孔，一步完成。我总结一下我们在铝合金车身制造过程存在的一些问题，我们知道轻量化的过程，实际上首先是结构设计，然后是轻量化材料的选择，之后我们需要工艺和装备方面解决，我遇到目前不光是合资的主车厂还是民营的整车厂，材料的组合，有高强钢、铝合金、铝镁材料等等，这些轻量化材料组合在一起就没有办法，焊接焊不了，粘接的客户知道肯定不敢买的，这样的情况下，我们锁铆铆接专门解决这样的问题。因此在设计和轻量化材料选择完之后，铆接的工艺和装备，直接决定了我们汽车的安全。

现在车身制造过程中遇到哪些问题呢？一个是各种轻量化材料之间，铆接的可行性问题。第二个是各种材料搭配之间强度问题，不但保证静态强度，还要包括动态疲劳强度，因为这个直接关系到汽车的安全问题。第三个方面，多种材料组合在一起的时候，我们考虑到车身有隔音、降噪、防水，不可避免的进行加胶的处理。第四个是轻量化过程中，我们如何降低制造成本，材料成本我们无能为力。第五个，铆完以后如何控制质量。

铆接技术我们把它分解一下，这个铆接过程我们分成这样的次序，首先在哪里铆，然后是定位，第二个是夹紧，我们需要预夹紧，这个铆接过程我们自动送钉，然后通过此船表面材料和中间层材料，在底层材料成型这样的过程。这项工艺技术，我们很关心质量如何保证的，影响我们锁铆铆接的质量有四个因素，第一个因素是铆钉本身，第二个是模具，我们要成型什么样的模具，第三个是预夹紧压力，第四个是铆钉压力和位移。

我们知道影响因素之后，如何判定某一个锁铆铆接，这个点是符合我们要求还是不符合我们要求，我们有两个方面，一个方面是外观检查，看一看表面有没有裂纹，尤其是我们铸铝和拉伸型材铝，是经过硬化，我们铆完以后有些表面是会出现裂纹。还有这个铆点要进行对称，如果是偏心，有可能在这个点一边是刺穿的。这是我们一般的检查，在我们大规模生产过程中，我们有生产过程监控，实际上是监控我们的铆接压力和位移，我在铆接过程中还生成标准曲线，有一个上下的公差带，正常的铆接在这个公差带进行，偏离我这个公差带，就会出现报警。通过这样的铆接系统管控，就可以保证每一个点都受到管控，一旦出现不良品，马上就要进行检查、排除，避免批量缺陷造成损失，更避免我们造成这种损失，已经到用户端造成的风险。

锁铆铆接的工艺特性和一些技术优势，工艺特性我们总结的四个方面：1、铆点的动态疲劳强度高，与焊接相比大概高出50%以上；2、撞击能量吸收特性，我们通过这张图可以看到，撞击强度当受到破坏需要拉升10个毫米左右，这10毫米就是吸能的过程，当发生碰撞事故的时候，这个铆点的吸能，转移到人身伤，这种能力就少了，相对保护了我们人身；3、可以连接带有夹层材料的，有一些要进行防水的，加胶的；4、生产过程可以进行在线监控。

这样的工艺技术和传统的铆接和焊接，有什么对比优势呢？我们总结四个字，叫广、高、低、好。广就是材料组合广，高就是连接质量高，低就是综合成本低，不需要前处理工序，不需要后处理工序，这是跟我们焊接来比的，连接工序简单，跟传统铆接比，还有连的过程，3到4秒就把一个点连完了，另外没有特殊的人工技能要求，只需要普通的培训就OK了，还有我们投入了很多环保的设备，劳保的补贴，真正对我们产品的价值是没有增值的，我们用这种锁铆，是一种物理的连接方式，代替焊接化学的连接方式来比，可以省去大量的环保投入和劳保投入，也避免了我们可能产生出来一个职业病的这些问题。因此对我们汽车制造人来讲，这个环境是非常洁净的，没有尘，没有烟，也没有噪音。好就是柔性好。锁铆连接设备可以实现铆接自动化作业，连接设备易于与生产过程自动化组线集成。设定不同程序，同一套锁铆设备可以满足不同材料组合的铆接和在线质量管理要求。

这里有接头和大家分享一下，第一个是铝镁合金和铝镁合金，第二个是高强钢和铝镁合金，第三个是高强钢和深冲钢。对于我们新的轻量化的车身来讲，混搭材料变得越来越多，因此我们这种技术应用的地方就非常多。这里有钢铝混搭的，有多层板铝的，也有非金属材料和铝板的。

这里展示多层材料的锁铆铆接，跟我们传统的拉铆在强度有什么比较呢？以5毫米的铆钉为例，可以看到和钢铆钉的抗拉程度高出100%，本身是不需要打孔的构成，因此你也不需要考虑单方面防水的问题。另外一面是全封闭的，要达成这样一个对我们汽车行业生产的过程，我们有这样的装备。右边是针对铆接实验室，是手动送料的，针对多种材料组合铆接的，左边两种，一个是我们手动去工作，一种是用机器人工作，通过这样的工作满足我们生产线大规模生产，这两种都带有过程监控方面。

总结一下，我们EPRESS针对铝合金车身制造的铆接4.0解决方案，对于有色金属，对于混搭材料，我们可以充分的克服到铆接方面的不足，来成为一个比较好的选择，使各种材料组合的连接成为可能。另一方面，跟焊接来比，我们有一个撞击能量吸收特性，我们不但能包括一个静态强度和动态强度，撞击能量吸收特性，可以很好的满足我们安全方面的要求。

第三个方面，通过胶铆结合，可以解决车内隔音和防水，也可以高效的生产。还有一个是无铆铆接，不带铆钉的，成本更低了，和传统铆接相比，我们把四分之三的工序给节省了。跟焊接相比，无论是能耗成本核算还是人工成本，都有明显的优势。另外铝合金车身生产过程可以100%质量控制，一旦出现不良品，机器本身可以自动的检测出来，可以报警提醒我们操作人员来排除这样的故障然后进行生产，避免出现批量报废的可能。

我们通过另外一些铆接技术，像无铆铆接、多股拉铆铆接，对传统铆接进行一些改良，做了双股和多股的。另外我们对传统铆接也进行一些自动化的升级，进行一个自动化的铆接系统，在这里面我就不再展开了。此外我们也开发一些基于我们现在锁铆铆接技术的单板生根技术，就是锁铆螺柱和锁铆螺母，就是在板件上不需要冲孔，然后紧固件直接冲下来，形成一个螺母和螺柱，不管对钢板还是型材，可以省去一道工序。

下面讲一些应用案例，目前我们锁铆铆接在铝合金车身上的应用，涵盖了白车身、门盖、铆接连接的横梁、车顶、天窗、安全气囊、座椅、加强筋板，还有在多种轻量化材料的高质量铆接。

这个是奥迪A8的，主要是锁铆技术和无铆，两种技术连接在一起，承重点我们用锁铆铆接，力不大的我们用无铆连接，实际上没有焊接的，就没有污染的造成。这是一个多层板件的连接。这是一些我们跟通用汽车他们做一些钢件的连接，现在我们也在做镁合金技术的连接，也是下一代的研究。这是电动汽车方面的一些铆接，电动汽车车门。另外我们这两年为整车厂在做铆接实验室的建设，因为对铝合金铆接是一个新型技术，我们整车厂也要进行研究，有些是对标，我们提供实验室成套的铆接，我们有锁铆、无铆、拉铆、压铆，同时也为他们做技术的对标，像特斯拉的对标，在侧围装门有很多的是锁铆，有一些结构件我们用锁铆。

总结一下，我们锁铆铆接在汽车工业的应用，白车身门盖以及一些零部件的应用。锁铆铆接作为铝合金车身关键连接技术之一，通过和无铆、压铆、拉铆、粘接，还有特种焊接和特殊紧固件技术结合在一起，就可以很好的来解决我们多元材料组合的装配问题，为我们新能源汽车发展做出贡献。

最后我把铆接4.0进行一些演绎，一个是通过缩短我们的工序，或者提高我们的自动化程度来实现提高效率的问题，我总结这是一种自动化。第二个方面，通过智能化的质量监控，来避免批量的缺陷和召回，通过信息化的数据采集和分析，来优化设计提升管理，来达到我们提高质量的目的，是智能化和信息化，然后通过我们的生产、质量保证、物流、网络管理，来达到降低综合成本，来创造价值。目前我们公司在这个技术方面，实现前面的自动化、智能化、信息化，在网络化这方面，我们仅仅只能实现，从我们公司到我们客户端，进行网络化的连线、诊断处理，还做不到有几十台铆接设备同时进行网络化管理，我们还没有实现。所以我们在铆接4.0这部分，我们只能达到3.5。

我们的口号是Joining together，让我们连接在一起。希望通过我们这次的交流，不但把我们车身的一些部件铆在一起，希望也是一次交流和交朋友的过程。我们目前做到的是锁铆铆接，我们现在存储了大概一万个铆接的实验报告，是我们大数据的服务，在车身设计的过程中，我们可以为整车厂提供一些数据方面的支持。谢谢大家的聆听。

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