铝车身连接工艺方法大全
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铝车身连接工艺
铝车身连接工艺—铝合金的焊接性
纯铝的熔点是660℃．焊接用的铝合金熔点大约在560℃。铝合金焊接有以下难点： 1、铝合金焊接接头软化严重，对于有热处理强化性能的铝合金，焊接接头经历了较大的热循环．热影响区 强度退化较为明显．其抗拉强度大约只有母材的60％～70％，这是热处理强化铝合金焊接接头一个比较典型 的焊接缺陷。 2、合金表面易产生熔点很高的氧化膜，其熔点为2060℃，焊接时难熔的氧化膜会妨碍填充金属和母材的熔 合，导致氧化物的夹渣； 3、铝及铝合金焊接凝固时，熔池里的气体因来不及逸出而较易形成气孔； 4、熔化状态的铝及铝合金在结晶凝固后，体积大约要缩减6％。由此所产生的收缩应力可能会导致工件变形 和焊接裂纹产生； 5、线膨胀系数大，易产生焊接变形； 6、铝及铝合金焊接过程中，熔池金属没有颜色的变化，容易造成焊穿或塌陷； 7、铝合金热导率大(约为钢的4倍)，相同焊接速度下，热输入要比焊接钢材大的2倍～4倍。
4、 DeltaSpot电阻焊焊接特点及优点
焊接形式同普通钢板点焊
1、DeltaSpot焊接过程需要消耗电极带；每个焊点都是一个全新的电极； 2、可以焊接较厚铝板，比普通铝焊点焊接性好； 此焊接方法国内应用较少，张家港金鸿顺有一台该设备，焊接通用铝结构件 下图为 特斯拉 铝车身 DeltaSpot门内板点焊
百度文库
3、冷金属过渡CMT焊接对钣件要求
CMT焊接方式同MIG焊（熔化极电弧焊），都属于弧焊，CMT焊接过程电流控 制更好，飞溅小，更容易焊接薄铝板，对钣件间装配间隙要求更低，焊接质量更 好。
普通MIG焊 CMT焊
2、冷金属过渡CMT焊接设备
4、冷金属过渡CMT焊接特点及优点
1、主要应用于车身较薄的铝板或支架焊接（0.8-3mm）； 2、可以实现铝+钢焊接（铝侧 熔化焊，钢侧钎焊）; 3、CMT也属于铝熔化焊方式，容易产生质量缺陷，主要应用在一些强度要求不 高的地方或尽量少用。
SPR机器人系统
1、可铆接多层铝板，板材总厚度：1.5mm~16mm，底层板材延展率：大于12% 2、自冲铆接头的疲劳寿命远高于点焊接头； 3、可实现钢+铝的连接，板材硬度：不大于14MPA UHSS 4、每一个连接点需要消耗一颗铆钉（增加车身重量） 工艺技术难点：SPR属于亨罗布专有产品，钉、模组合：2000/1500 ；针对不同 材质、厚度、组合 需要大量实物实验选择不同型号的钉/模组合以及压力参数
2、铝车身焊装工序
1）工序数量减少： 因结构复杂的4个减震器座/后纵梁采用整体铸铝加工件，纵梁/横梁采用型材 等，铝车
身整体工序比普通钢车身工序少很多，预估铝下车身零件数量比普通钢车身零件数量少一半，铝上车身因造 成需大量采用铝冲压件，零件数量比钢车身略少；
2）工艺方法多：涉及 铝板+铝板，铸铝+铝板，铸铝+铸铝，铝型材+钢板，铝板+钢板…… 需采用SPR，FDS，
2 3 4 5 6 7
流钻工艺FDS 冷金属过渡焊 接CMT 普通铝点焊 DeltaSpot电 阻焊 Clinch连接 /TOX连接 铝板连接黏合 剂
60~100
约16
约40
通用CT6 通用CT6， 金鸿顺有一台焊接电池包
约55
约20
通用，大众系列多车型门盖有 属于常用技术，在普通钢车身门盖均有应用 应用 捷豹XFL，通用，奥迪等 黏合剂配合以上六种工艺方法使用，提升以 上六种铝合金连接强度
约30
备注：以上为国内已知铝合金连接常用工艺，设备价格均不含机器人系统
铝车身连接工艺— 1、自穿铆接SPR
1、自穿铆接SPR形式 3、SPR对钣件要求
自穿铆接SPR过程示意图 高强度铆钉
SPR剖切图 板料A，被铆钉刺穿
SPR过程视频
与普通点 焊类似
板料B，被铆钉部分刺穿
2、自穿铆接SPR设备 4、SPR特点及优点
D
铝点焊焊接形式及焊接原理与普通钢板点焊相同只是焊接设 备控制功能不同
D
2、普通铝点焊焊接设备
普通铝点焊对钣件焊接边宽度要求更宽D=20~25mm（普通钢板14~16），其它 焊钳通过空间同普通钢板点焊
4、普通铝点焊焊接特点及优点
1、结合铝特性，普通铝点焊焊接铝板厚度有限（小于2mm），普通铝点焊只 适合焊接门盖（如：克莱斯勒RS前盖，福特F150前盖）等铝薄板焊接；且容易产生 焊接质量问题；
CMT，DeltaSpot点焊，TOX连接等工艺方法
送料机
控制器
铆接枪 SPR自动化线
铝车身连接工艺— 1、自穿铆接SPR
5、SPR应用示例
捷豹XFL铝车身 SPR应用
通用CT6铝车身 SPR应用
北京奔驰铝车身 SPR应用
铝车身连接工艺— 2、热熔自攻丝（流钻FDS ）工艺
1、热熔自攻丝工艺形式 3、FDS对钣件要求
热熔自攻丝FDS 过程示意图
FDS剖切图
2、 DeltaSpot电阻焊焊接设备
DeltaSpot焊接设备是福尼斯专利产品
铝车身连接工艺—6、Clinch连接/TOX连接
1、 TOX工艺形式 3、 TOX工艺对钣件要求
一般连接在平板搭接处，夹具设计及钣件设计需考虑 TOX铆枪空间
工艺过程
TOX铆接切面图
4、 TOX工艺特点及优点
1、TOX连接工艺设备较昂贵，设备输出功率需要很大； 2、TOX连接强度较弱，车身上主要应用在门盖内外板连接，以及压铆 部分螺母； 3、 TOX主要适合两层半连接，可实现钢+钢，钢+铝，铝+铝连接
例： 1、捷豹XFL车身黏合剂120米 2、奥迪A8铝车身/福特F-150采用陶氏化学的 BETAMATETM结构胶
涂胶设备 红色部分均为结构胶 汽车涂胶技术已经很成熟，目前汽车行业焊装涂胶系统主要使用 两个品牌涂胶机：美国GRACO涂胶系统；SCA涂胶系统.
铝车身连接工艺— 车身结构
铝车身连接工艺— 车身结构
2、普通铝点焊 只能焊接铝+铝 薄板， 不能焊接铝+钢； 2、铝点焊相比其它几种铝连接方法，焊接效率高，成本低，无需增加铆钉或焊丝 等填充材料。
铝车身连接工艺— 5、DeltaSpot电阻焊
1、 DeltaSpot电阻焊焊接形式 3、 DeltaSpot电阻焊焊接对钣件要求
焊接形式与普通点焊相同，焊接空间与普通点焊相同，焊接翻边宽度比普 通点焊略宽
CMT 焊缝 AL板 Fe板
铝+铝 CMT焊
铝+铝 CMT焊
铝车身连接工艺— 3、冷金属过渡CMT焊接
5、冷金属过渡CMT焊接应用示例
通用CT6铝车身CMT焊
特斯拉 铝车身CMT焊接(侧围)
奥迪A8铝车身CMT焊
铝车身连接工艺— 4、普通铝点焊
1、普通铝点焊焊接形式 3、普通铝点焊焊接对钣件要求
铝车身连接工艺--铝合金车身连接常用工艺
铝合金车身连接常用工艺
序号 工艺方法 图示示例 工艺特点 设备价格 （单位:万/台）
70~100
应用案例
备注
1
自穿铆接SPR
冷加工，结构力学性能好，可连接不同材质板 材 （施加压力将特定铆钉压进连接件之间） 可连接板材+型材；可连接不同材质零件，如铁 +铝（将特殊螺钉高速旋转，摩擦生热，钻进连 接件之间） 属于弧焊，焊接温度较低，接头变形小，结构 强度低（属于MIG焊升级版） 焊接形式同钢板点焊；焊接电流超大30~50KA； 只能焊接厚度小于2mm的薄铝板，效率高，无 耗材，成本低 焊接形式同普通点焊，效率高，需电极带耗材， 可焊铝板厚度比普通铝点焊可焊厚度厚 冷加工，通过施加压力，将两个钣件压在一起， 无需铆钉，连接强度弱，可连接不同材质板材
钢板
铝型材 铝型材 铝冲压件 CT6前保：铝型材拉弯成形 CT6侧边梁：铝型材
整体铸铝件
特斯拉铝下车身
铝车身连接工艺— 车身结构
铝车身连接工艺— 焊装工序及工艺方法
1、铝车身结构 结合现有几款铝车身：
1）前后4个减震器座 均采用整体铸铝加工件， 2）前后纵梁采用普通铝型材（捷豹XFL后纵梁采用热成型高强钢板） 3）电动车地板结构简单（横平竖直） 侧边梁，横梁 直接采用铝型材 4）发苍部分横梁 采用铝型材 拉弯 ，结构复杂的 采用铸铝加工件 5）上车身因造型复杂 大部分 采用 铝冲压件 6）B柱加强板 采用高强钢板 或热成型高强钢板
2、热熔自攻丝FDS设备
4、FDS特点及优点
1、 FDS厚度范围：铝 0.3~4mm; 钢 0.3~1.8mm 2、可连接不同材质金属、非金属 3、单面进入材料（尤其适用铝合金型材连接） 工艺技术难点： 1、因自攻丝系统是单面进入材料，螺丝高速旋转并进入 材料过程需要施加压力1200N，钣件结构强度需考虑 2、螺钉尖头会漏出钣件（5mm）,若螺钉不是进入空腔， 需考虑漏出钉尖的防护 漏出钉尖
TOX连接工艺，实际就是一种冷冲压工艺，通过液压施加强大压力 在两个钣件连接处 压一个圆形凹坑，将两个钣件局部嵌在一起
2、 TOX工艺设备
TOX铆枪
TOX铆接机器人系统
铝车身连接工艺—7、铝板连接黏合剂
铝合金自冲铆接SPR，热熔自攻丝FDS工艺，普通铝点焊， DeltaSpot点焊， Clinch连接/TOX连 接工艺均需配合 结构胶使用，以更加强化零件连接强度
FDS示意图
FDS设备
FDS机器人系统
铝车身连接工艺— 2、热熔自攻丝（流钻FDS ）工艺
5、热熔自攻丝系统FDS应用示例
通用CT6铝车身 FDS应用 铝+铝
通用CT6铝车身 FDS 钢+铝连接
奥迪铝车身 FDS应用
铝车身连接工艺— 3、冷金属过渡CMT焊接
1、冷金属过渡CMT焊接形式
CMT焊 接过程
结合铝本身焊接特性，要求铝焊接设备主要输出参数具备如下特征： 1、焊接电流： 30KA~50KA（普通点焊8KA~15KA） 2、焊接压力：500~700公斤力（普通点焊： 200~450 ） 3、焊接时间：5~10周波（普通点焊8~25） 控制更迅速、精确 4、电极头及时清理防止 氧化物粘连，电极水冷速度是普通点焊的2倍 以上要求对焊接控制器要求极高，目前国内只有进口美国梅达铝点焊 焊接控制器
应用在汽车行业的SPR设备均为应该亨罗布 奇瑞捷豹XFL应用200多台， 公司生产，武汉国产设备只应用在母线槽铆 2800 铆接 个铆钉；蔚来汽车 接 通用CT6门槛梁连接，奥迪 目前已知设备厂商，德国WEBER，德派两家， A3/4/5/6/8；蔚来汽车30台设 国内有代理商 备 通用CT6；奥迪 CMT焊机属于瑞典伏尼斯专利设备 铝点焊应用较少，尤其焊机控制器只有美国 梅达公司生产 DeltaSpot电阻焊设备属于瑞典福尼斯专利设 备，应用较少
铝车身连接工艺—铝合金的焊接性
纯铝的熔点是660℃．焊接用的铝合金熔点大约在560℃。铝合金焊接有以下难点： 1、铝合金焊接接头软化严重，对于有热处理强化性能的铝合金，焊接接头经历了较大的热循环．热影响区 强度退化较为明显．其抗拉强度大约只有母材的60％～70％，这是热处理强化铝合金焊接接头一个比较典型 的焊接缺陷。 2、合金表面易产生熔点很高的氧化膜，其熔点为2060℃，焊接时难熔的氧化膜会妨碍填充金属和母材的熔 合，导致氧化物的夹渣； 3、铝及铝合金焊接凝固时，熔池里的气体因来不及逸出而较易形成气孔； 4、熔化状态的铝及铝合金在结晶凝固后，体积大约要缩减6％。由此所产生的收缩应力可能会导致工件变形 和焊接裂纹产生； 5、线膨胀系数大，易产生焊接变形； 6、铝及铝合金焊接过程中，熔池金属没有颜色的变化，容易造成焊穿或塌陷； 7、铝合金热导率大(约为钢的4倍)，相同焊接速度下，热输入要比焊接钢材大的2倍～4倍。
4、 DeltaSpot电阻焊焊接特点及优点
焊接形式同普通钢板点焊
1、DeltaSpot焊接过程需要消耗电极带；每个焊点都是一个全新的电极； 2、可以焊接较厚铝板，比普通铝焊点焊接性好； 此焊接方法国内应用较少，张家港金鸿顺有一台该设备，焊接通用铝结构件 下图为 特斯拉 铝车身 DeltaSpot门内板点焊
百度文库
3、冷金属过渡CMT焊接对钣件要求
CMT焊接方式同MIG焊（熔化极电弧焊），都属于弧焊，CMT焊接过程电流控 制更好，飞溅小，更容易焊接薄铝板，对钣件间装配间隙要求更低，焊接质量更 好。
普通MIG焊 CMT焊
2、冷金属过渡CMT焊接设备
4、冷金属过渡CMT焊接特点及优点
1、主要应用于车身较薄的铝板或支架焊接（0.8-3mm）； 2、可以实现铝+钢焊接（铝侧 熔化焊，钢侧钎焊）; 3、CMT也属于铝熔化焊方式，容易产生质量缺陷，主要应用在一些强度要求不 高的地方或尽量少用。
SPR机器人系统
1、可铆接多层铝板，板材总厚度：1.5mm~16mm，底层板材延展率：大于12% 2、自冲铆接头的疲劳寿命远高于点焊接头； 3、可实现钢+铝的连接，板材硬度：不大于14MPA UHSS 4、每一个连接点需要消耗一颗铆钉（增加车身重量） 工艺技术难点：SPR属于亨罗布专有产品，钉、模组合：2000/1500 ；针对不同 材质、厚度、组合 需要大量实物实验选择不同型号的钉/模组合以及压力参数
2、铝车身焊装工序
1）工序数量减少： 因结构复杂的4个减震器座/后纵梁采用整体铸铝加工件，纵梁/横梁采用型材 等，铝车
身整体工序比普通钢车身工序少很多，预估铝下车身零件数量比普通钢车身零件数量少一半，铝上车身因造 成需大量采用铝冲压件，零件数量比钢车身略少；
2）工艺方法多：涉及 铝板+铝板，铸铝+铝板，铸铝+铸铝，铝型材+钢板，铝板+钢板…… 需采用SPR，FDS，
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流钻工艺FDS 冷金属过渡焊 接CMT 普通铝点焊 DeltaSpot电 阻焊 Clinch连接 /TOX连接 铝板连接黏合 剂
60~100
约16
约40
通用CT6 通用CT6， 金鸿顺有一台焊接电池包
约55
约20
通用，大众系列多车型门盖有 属于常用技术，在普通钢车身门盖均有应用 应用 捷豹XFL，通用，奥迪等 黏合剂配合以上六种工艺方法使用，提升以 上六种铝合金连接强度
约30
备注：以上为国内已知铝合金连接常用工艺，设备价格均不含机器人系统
铝车身连接工艺— 1、自穿铆接SPR
1、自穿铆接SPR形式 3、SPR对钣件要求
自穿铆接SPR过程示意图 高强度铆钉
SPR剖切图 板料A，被铆钉刺穿
SPR过程视频
与普通点 焊类似
板料B，被铆钉部分刺穿
2、自穿铆接SPR设备 4、SPR特点及优点
D
铝点焊焊接形式及焊接原理与普通钢板点焊相同只是焊接设 备控制功能不同
D
2、普通铝点焊焊接设备
普通铝点焊对钣件焊接边宽度要求更宽D=20~25mm（普通钢板14~16），其它 焊钳通过空间同普通钢板点焊
4、普通铝点焊焊接特点及优点
1、结合铝特性，普通铝点焊焊接铝板厚度有限（小于2mm），普通铝点焊只 适合焊接门盖（如：克莱斯勒RS前盖，福特F150前盖）等铝薄板焊接；且容易产生 焊接质量问题；
CMT，DeltaSpot点焊，TOX连接等工艺方法
送料机
控制器
铆接枪 SPR自动化线
铝车身连接工艺— 1、自穿铆接SPR
5、SPR应用示例
捷豹XFL铝车身 SPR应用
通用CT6铝车身 SPR应用
北京奔驰铝车身 SPR应用
铝车身连接工艺— 2、热熔自攻丝（流钻FDS ）工艺
1、热熔自攻丝工艺形式 3、FDS对钣件要求
热熔自攻丝FDS 过程示意图
FDS剖切图
2、 DeltaSpot电阻焊焊接设备
DeltaSpot焊接设备是福尼斯专利产品
铝车身连接工艺—6、Clinch连接/TOX连接
1、 TOX工艺形式 3、 TOX工艺对钣件要求
一般连接在平板搭接处，夹具设计及钣件设计需考虑 TOX铆枪空间
工艺过程
TOX铆接切面图
4、 TOX工艺特点及优点
1、TOX连接工艺设备较昂贵，设备输出功率需要很大； 2、TOX连接强度较弱，车身上主要应用在门盖内外板连接，以及压铆 部分螺母； 3、 TOX主要适合两层半连接，可实现钢+钢，钢+铝，铝+铝连接
例： 1、捷豹XFL车身黏合剂120米 2、奥迪A8铝车身/福特F-150采用陶氏化学的 BETAMATETM结构胶
涂胶设备 红色部分均为结构胶 汽车涂胶技术已经很成熟，目前汽车行业焊装涂胶系统主要使用 两个品牌涂胶机：美国GRACO涂胶系统；SCA涂胶系统.
铝车身连接工艺— 车身结构
铝车身连接工艺— 车身结构
2、普通铝点焊 只能焊接铝+铝 薄板， 不能焊接铝+钢； 2、铝点焊相比其它几种铝连接方法，焊接效率高，成本低，无需增加铆钉或焊丝 等填充材料。
铝车身连接工艺— 5、DeltaSpot电阻焊
1、 DeltaSpot电阻焊焊接形式 3、 DeltaSpot电阻焊焊接对钣件要求
焊接形式与普通点焊相同，焊接空间与普通点焊相同，焊接翻边宽度比普 通点焊略宽
CMT 焊缝 AL板 Fe板
铝+铝 CMT焊
铝+铝 CMT焊
铝车身连接工艺— 3、冷金属过渡CMT焊接
5、冷金属过渡CMT焊接应用示例
通用CT6铝车身CMT焊
特斯拉 铝车身CMT焊接(侧围)
奥迪A8铝车身CMT焊
铝车身连接工艺— 4、普通铝点焊
1、普通铝点焊焊接形式 3、普通铝点焊焊接对钣件要求
铝车身连接工艺--铝合金车身连接常用工艺
铝合金车身连接常用工艺
序号 工艺方法 图示示例 工艺特点 设备价格 （单位:万/台）
70~100
应用案例
备注
1
自穿铆接SPR
冷加工，结构力学性能好，可连接不同材质板 材 （施加压力将特定铆钉压进连接件之间） 可连接板材+型材；可连接不同材质零件，如铁 +铝（将特殊螺钉高速旋转，摩擦生热，钻进连 接件之间） 属于弧焊，焊接温度较低，接头变形小，结构 强度低（属于MIG焊升级版） 焊接形式同钢板点焊；焊接电流超大30~50KA； 只能焊接厚度小于2mm的薄铝板，效率高，无 耗材，成本低 焊接形式同普通点焊，效率高，需电极带耗材， 可焊铝板厚度比普通铝点焊可焊厚度厚 冷加工，通过施加压力，将两个钣件压在一起， 无需铆钉，连接强度弱，可连接不同材质板材
钢板
铝型材 铝型材 铝冲压件 CT6前保：铝型材拉弯成形 CT6侧边梁：铝型材
整体铸铝件
特斯拉铝下车身
铝车身连接工艺— 车身结构
铝车身连接工艺— 焊装工序及工艺方法
1、铝车身结构 结合现有几款铝车身：
1）前后4个减震器座 均采用整体铸铝加工件， 2）前后纵梁采用普通铝型材（捷豹XFL后纵梁采用热成型高强钢板） 3）电动车地板结构简单（横平竖直） 侧边梁，横梁 直接采用铝型材 4）发苍部分横梁 采用铝型材 拉弯 ，结构复杂的 采用铸铝加工件 5）上车身因造型复杂 大部分 采用 铝冲压件 6）B柱加强板 采用高强钢板 或热成型高强钢板
2、热熔自攻丝FDS设备
4、FDS特点及优点
1、 FDS厚度范围：铝 0.3~4mm; 钢 0.3~1.8mm 2、可连接不同材质金属、非金属 3、单面进入材料（尤其适用铝合金型材连接） 工艺技术难点： 1、因自攻丝系统是单面进入材料，螺丝高速旋转并进入 材料过程需要施加压力1200N，钣件结构强度需考虑 2、螺钉尖头会漏出钣件（5mm）,若螺钉不是进入空腔， 需考虑漏出钉尖的防护 漏出钉尖
TOX连接工艺，实际就是一种冷冲压工艺，通过液压施加强大压力 在两个钣件连接处 压一个圆形凹坑，将两个钣件局部嵌在一起
2、 TOX工艺设备
TOX铆枪
TOX铆接机器人系统
铝车身连接工艺—7、铝板连接黏合剂
铝合金自冲铆接SPR，热熔自攻丝FDS工艺，普通铝点焊， DeltaSpot点焊， Clinch连接/TOX连 接工艺均需配合 结构胶使用，以更加强化零件连接强度
FDS示意图
FDS设备
FDS机器人系统
铝车身连接工艺— 2、热熔自攻丝（流钻FDS ）工艺
5、热熔自攻丝系统FDS应用示例
通用CT6铝车身 FDS应用 铝+铝
通用CT6铝车身 FDS 钢+铝连接
奥迪铝车身 FDS应用
铝车身连接工艺— 3、冷金属过渡CMT焊接
1、冷金属过渡CMT焊接形式
CMT焊 接过程
结合铝本身焊接特性，要求铝焊接设备主要输出参数具备如下特征： 1、焊接电流： 30KA~50KA（普通点焊8KA~15KA） 2、焊接压力：500~700公斤力（普通点焊： 200~450 ） 3、焊接时间：5~10周波（普通点焊8~25） 控制更迅速、精确 4、电极头及时清理防止 氧化物粘连，电极水冷速度是普通点焊的2倍 以上要求对焊接控制器要求极高，目前国内只有进口美国梅达铝点焊 焊接控制器
应用在汽车行业的SPR设备均为应该亨罗布 奇瑞捷豹XFL应用200多台， 公司生产，武汉国产设备只应用在母线槽铆 2800 铆接 个铆钉；蔚来汽车 接 通用CT6门槛梁连接，奥迪 目前已知设备厂商，德国WEBER，德派两家， A3/4/5/6/8；蔚来汽车30台设 国内有代理商 备 通用CT6；奥迪 CMT焊机属于瑞典伏尼斯专利设备 铝点焊应用较少，尤其焊机控制器只有美国 梅达公司生产 DeltaSpot电阻焊设备属于瑞典福尼斯专利设 备，应用较少