超高強(qiáng)鋼連接技術(shù)開發(fā)

目前汽車車身用材料有輕金屬、塑料和超高強(qiáng)度鋼。針對(duì)這些材料之間的連接，德國(guó)黑森州工業(yè)大學(xué)的研究人員正在研發(fā)一項(xiàng)合適的連接技術(shù)。

在汽車工業(yè)中，輕量化變得越來越重要，原因是輕量化有助于減少發(fā)動(dòng)機(jī)燃料消耗。通過應(yīng)用輕金屬、塑料或者超高強(qiáng)度鋼，汽車工業(yè)可以減少汽車構(gòu)件的體積，從而達(dá)到減重的效果。但是在不同材料之間進(jìn)行焊接會(huì)導(dǎo)致連接不穩(wěn)固，所以，像半空心自鉚沖連接之類的技術(shù)就愈發(fā)重要。舉例來說，奧迪TT轎車的車身應(yīng)用了1113顆半空心鉚釘。Ghibsy Seehafer在2014年7月8日版的ATZ雜志上一篇名為“新奧迪TT轎車車身結(jié)構(gòu)”的專業(yè)文章里，詳細(xì)地介紹了奧迪TT的連接技術(shù)。但是，只有當(dāng)鋼材達(dá)到一定強(qiáng)度的時(shí)候，這種鉚接方式才具備工藝可靠性。

針對(duì)這一問題，德國(guó)黑森工業(yè)大學(xué)啟動(dòng)了一個(gè)研究項(xiàng)目，以進(jìn)一步開發(fā)針對(duì)現(xiàn)代生產(chǎn)材料的半空心自鉚沖連接技術(shù)。來自弗里德貝格自動(dòng)化交通技術(shù)中心的兩位教授Heinrich Friedrich和Udo Jung是這個(gè)項(xiàng)目的主導(dǎo)者，并與汽車生產(chǎn)商歐寶進(jìn)行了合作。

半空心自鉚沖是研究重點(diǎn)

來自弗里德貝格的這個(gè)研究小組計(jì)劃進(jìn)一步拓展鋼材的連接技術(shù)，以通過提高鋼材強(qiáng)度從而實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)之上再減重20%的目標(biāo)。與此同時(shí)，小組成員還計(jì)劃從優(yōu)化的角度，對(duì)半空心自鉚沖的幾何形狀、生產(chǎn)材料和涂覆層以及鉚接方法進(jìn)行檢驗(yàn)。Friedrich教授說，“對(duì)鉚接的應(yīng)力載荷進(jìn)行評(píng)估是研究的另一個(gè)重點(diǎn)。”由于被連接的材料形變形性能受到限制，可能會(huì)導(dǎo)致連接處出現(xiàn)裂紋。為此，研究者要對(duì)約600件樣品和組件通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究。研究得出的結(jié)果及監(jiān)控鉚接過程時(shí)記錄的參數(shù)有助于對(duì)組件的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。

該項(xiàng)目的目的是幫助項(xiàng)目合作伙伴歐寶汽車實(shí)現(xiàn)車門總成的批量生產(chǎn)。“這些支承類和撞擊相關(guān)類的元件由超高強(qiáng)度熱成型淬火鋼組成，通過半空心自鉚沖與鋁板材或者低強(qiáng)度鋼板材相連，這樣我們就可以進(jìn)一步提高車內(nèi)乘客的安全性”，Jung教授解釋道。

此項(xiàng)研究計(jì)劃持續(xù)三年，并獲得了45萬歐元的總投資金額，其中約25萬歐元來自黑森州，并得到了黑森州科學(xué)經(jīng)濟(jì)發(fā)展部(LOEWE)的支持。除了歐寶汽車以外，史丹利工程緊固公司，林德威曼公司，Ruhl & Co公司及Holzapfel金屬精制公司都是該項(xiàng)目的合作單位。