铝侧围外板滚边连接技术浅析
摘要：很多汽车厂在车身上已经应用钢制零件与铝制零件的混合连接工艺，由于钢、铝材料属性的差异，导致不能采用常规的电阻点焊进行连接操作；本文针对某项目车身铝侧围外板与钢侧围内板连接需求进行工艺分析，该项目采用滚边工艺增加结构胶接的方式去解决铝侧围外板与钢侧围内板总成连接需求，既要考虑密封条、顶饰条、玻璃安装面对车身功能需求又要保证连接后的车身属性需求。
关键词：滚边工艺摩擦单元焊预装挂钩结构胶BOPSPRGEO点
为了实现“炭达峰”、“炭中和”的双炭目标，各汽车企业已经把车身减重作为衡量产品设计优劣的重要指标，在保证车身安全强度和碰撞性能的前提下，尽量降低车身设计重量，从而降低汽车整备重量，降低能源消耗值；众所周知铝制零件与钢制零件比较有密度低、硬度弱、延展性强、抗腐蚀性高、导电性强等特性，由于两者特性差异在车身不同结构会存在一些钢制零件与铝制零件混合应用的情况，一般会使用SPR、FDS、摩擦单元焊（SRE）、胶粘等异种金属连接技术，但是此项目的铝侧围外板件与钢制内板采用这些连接工艺还存在一些车身结构技术上的难点，如采用标准FDS、SPR连接后侧门止口的厚度和长度无法有效配合卡接密封条，侧围内板为热成型材料屈服强度超过SPR钉子材料本身的强度，需要特殊材料与型号的钉子才可以完成连接增加了生产开发成本；因此考虑采用滚边工艺和结构胶粘接工艺去解决这些问题，为后续铝侧围外板和钢制内板混合应用的项目提供结构设计参考。
2铝侧围外板滚边方案描述
汽车企业的侧围外板零件和侧围内板大多采用常规的电阻点焊进行连接，成本低、效率高、质量稳定；对于铝侧围外板与钢侧围内板连接则需要采用钢、铝异种金属的冷连接技术，还需要在连接位置增加结构胶，能够防电化学腐蚀作用，但是由于侧围内板是热成型零件屈服强度达到1300Mpa以上，无法用普通的SPR钉进行有效连接，普通钉模组合要求下板（侧围内板）的强度不能超出SPR钉材料本身的强度，否则无法形成有效的互锁连接点，达不到SPR要求的连接强度；所以铝侧围外板与钢侧围内板主要采用结构胶固化加滚边工艺进行连接；本项目在焊装合拼工位将车身零件（侧围外板、车身分总成、前顶横梁外板、后顶横梁外板）涂胶并由主拼夹具进行二次合拼形成车身外总拼框架，采用4mm尺寸特殊SPR钉进行预点定操作，在下一工序机器人对外板滚边操作与侧围内板进行连接。
2.1工艺流程
铝侧围外板与钢侧围内板BOP结构考虑车身框架与门盖匹配精度，生产工艺流程采用“双主拼BOP”结构；即在生产线上分“内总拼工艺”、“外总拼工艺”（见图1、图2）。
2.1.1内总拼工艺：
先将左侧围内板、右侧围内板、下车身、前顶横梁内板、中加强横梁，中后加强横梁、后顶横梁内板在内主拼预拼工位进行涂胶后预拼装操作，由抓手将侧围内板的预挂钩折倒与下车身、顶横梁形成车身分总成，依靠多个预挂钩进行预定位连接，再由输送系统将车身分总成输送至内总拼合拼工位进行GEO点连接（包括SPR、FDS、铝点焊工艺），此结构涉及到多个钢铝连接零件存在多种连接工艺方式，考虑铝点焊磁场对其它设备影响，要在时间操作上避免同时进行，完成连接操作后输送至下一补焊工位。
2.1.2外總拼工艺：
输送系统将车身分总成输送至外总拼预拼装工位，在此工位将左侧围外板、右侧围外板、前顶横梁外板、后顶横梁外板进行涂胶后与车身分总成预拼装操作，由抓手将侧围外板的预挂钩折倒与车身分总成形成车身总成，由输送系统将车身总成输送至外总拼合拼工位进行GEO点连接（SPR、FDS、铝点焊、REW点），完成操作后输送至下一序滚边工位；（见图3）
2.1.3滚边工艺
输送系统将车身总成输送至滚边工位，定位夹紧，机器人移动滚轮对铝侧围外板进行多次滚边操作，外板翻边角度由初始100度滚压至60度，再滚压至30度，再滚压至0度，需要滚压三遍才可以将止口翻边滚压到位（见图4），为了避免滚压后翻边朝一个方向产生偏移，需要正反方向往复滚压轨迹。
2.2连接工艺
铝侧围外板与钢侧围内板合拼定位时由于合拼夹具定位机构的复杂性机器人滚轮可达性存在问题，无法进行GEO定位滚边操作，缺失GEO滚边定位点，内外板之间还会有窜动风险；因此侧围在滚边前需要选择GEO点定操作，固定后再进行滚边和补连接工艺操作，后序连接工艺包括SPR、FDS、摩擦单元焊（REW）。
2.2.1预固定GEO点工艺的选择，针对铝钢连接的位置采用SPR工艺进行，但是由于侧围内板总成采用双层热成型板材料（CR950/1300HSAS75/75）（见图示5），侧围内板各零件强度超过普通SPR钉的屈服强度，不能够形成有效的连接互锁结构，不符合制造技术要求，此SPR仅可以将其作为工艺固定点进行连接铝侧围外板，待后工序依靠滚边压合加结构胶的粘接力保证