细节决定成败！硬核车身连接技术详解 | 酷乐改装百科·车身篇 Vol.06

CLauto酷乐汽车 2019-12-15 10:48:17

# 车身篇 #

Vol.06

连接技术

在改装中常常会遇到补强焊线、增加焊点、切割再焊接等情况，也常常用到各种螺栓、铆钉、钣金胶、二保焊、氩弧焊等方式进行车身或组件的连接固定。

补焊点时补多少个合适呢？用螺栓还是用铆钉？普通改装或赛车玩家可能对这些问题并不清楚。很多情况下，一些店家也只是根据经验施工。一些爱好者在评价某款车型时，可能喜欢通过拼接板、激光焊接、螺栓大小等方面评价该车型的好坏与是否良心。

在汽车正向研发中，涉及车身结构、强度、力流等难以看到摸到的问题，主要是通过模拟、测试等方法设计的。

其中的一些思路和评定标准对于难以进行这些专业研发的后期改装来说是非常有参考价值。大家都想把车改的更好，改成精品。有了大方向，总比没有好。

—— 蟹爪朝天

前面的文章里说了一些车身相对理论的内容，无论是从 OEM 对车型的市场策略，到工程开发，再到满足各种各样的试验要求，最终的目的都是要将项目落地，推出一款实实在在的符合市场需求的产品。

所以汽车的可制造性毋庸置疑，是非常重要的存在，今天咱们就来聊聊到底是什么将这些硬邦邦、冷冰冰的金属零件连接在一起，使其具有出色的车身性能和各种指标的达成，这也是车身至关重要的环节所在。

连接是一个工业术语，指用螺钉、螺栓和铆钉等紧固件将两种分离型材或零件连接成一个复杂零件或部件的过程。所谓车身连接技术，是利用常规的机械紧固的方法，并具有参数化、标准化的工艺形式将两个或多个零件组合在一起，使其形成一个整体。

另外，先进的车身连接技术还具有自动化成分高，一致性好，容错率高且可量化管控等特点，可以很好的提高整车制造的稳定性，使其达成更高的质量要求和标准。

常见的原厂连接技术

车身连接技术分为热连接和冷连接。

每一种连接技术的选用要根据零件的材料，强度和性能参数等特性，以及生产工艺和生产线的匹配来确定，兼顾制造、质量、成本等因素最终按不同的比例分布在车身上。

热连接技术种类包括：电阻点焊，MIG 焊，凸焊，激光焊，激光钎焊。

冷连接技术种类包括：螺接，半空心冲压铆，高速流钻铆，盲铆，压铆，Impact，胶连接。

从几种典型连接方式在车身的分布的比例来看，点焊最多，是一种既经济有可靠的成熟连接工艺。

如图所示连接界面放大对比图

如果两个板材之间存在间隙，焊接质量会受损严重，相反可靠性极高。这也是我们控制零部件尺寸的重要原因，不仅为了配合与装配，还是车身的基础保证。

空心压铆的使用比例也较大，是目前用途较广的连接技术。

这是一种不需要预冲孔即可完成的铆接。

通过铆钉与板材的咬合形成连接结构。在对该类连接技术的考核重点是既要保证咬合面积，又不能出现底板开裂的情况，以及铆钉平面与板材平面间隙的保证。

高速流钻铆：通过高速旋转穿破板材并自攻螺纹使其固定连接。考核重点为形成螺纹的面积有效比。

Impact：使用不带螺纹的铆钉，通过高压击破板材形成连接。

车门包边连接：其特点是在包边内填充胶进行密封和防腐。

高速旋转焊接工艺：通过在焊接过程中旋转前进，焊道形成螺旋交叉状，使其更具较高的焊接强度。在主地板焊接时采用此工艺可以提高可靠性。

由于连接种类较多，在这就不一一展开。如果你对某种连接技术感兴趣，请在评论中留言。以后可以根据大家的集中点再进行重点讲解。

改装及赛用车身的连接技术

加焊点

通过对连接技术的介绍，大家也有了一些大概的认识了。

现在我们转移目光，重点分析一下在赛车车身强化处理的过程中，最常见的连接技术点焊和烧焊以及铆接是如何有效的提升车身性能的。有些坑可能是你进过的。

改装或赛用车身的强化是在不破坏原有状态的前提下进行的提升。

加点焊是在强化过程中成本较低效果较为明显的操作之一，是很常见的方式。其中增加焊点的目的是在车身焊点间隔较大以及载荷较大的位置增加焊点来合理进行补充其目的是增强整车的连接性，从而提高整车刚度，使车身在过载以及较高 G 值的情况下提高车身抵抗变形姿态的能力。

那么什么地方需要对其增加焊点呢？又是按什么规则来增加呢？

我想没有改装厂能像主机厂布置生产线一样，弄很多机器人，也确实没有太大必要将资金铺在这上面，毕竟不需要量产，几把小型的焊枪就足以搞定。

在主机厂设计阶段，焊点的间隔以及位置是逐一被定义的。

工程师要根据零件搭接面的尺寸、CAE 模拟结果以及工装工艺等生产因素去设定较为合理且量产实施性强的焊点。

不同位置具有不同的定义值。

上图面是比较常见的焊枪，每个你用肉眼看到的10mm左右的圆形焊痕，就是通过这些大机器焊出来的，所以解决搭接过多的节点处焊点也是需要思考的。

生产线的工装夹具和机器人焊枪是一个很复杂的存在。

这与生产出来我们想要的细腻的精致的产品之间显得截然相反。像是一枚斯巴达勇士手捧一枚小公举，好吧，用图例展示一下焊点间距的问题，会让大家理解的更容易。

在数据开发阶段被定义的两个焊点的极限最小间距是25mm（间距为两个焊点中心的距离）这点一定不能忽视。

如果在这个距离内再增加焊点，不仅不能带来更好的强度，反而会因为电流过载影响周边焊点的焊接性能，从而破坏强度。如果在最小距离的情况下还想增加，就只能增加激光焊！激光焊！激光焊！一定要注意！

有了增点规则之后，下一步就是分区域的进行增加。受载较大的位置，如加强梁、四个轮罩以及避震支撑点都是需要注意的位置。在关节点的位置更是不能疏漏。门洞或者内饰安装板就酌情增加吧，毕竟增加焊点也是需要成本的。

在焊接过程中会存在漏焊、虚焊、烧穿、小焊核、边缘焊等缺陷。所以我们不能忽略了板材厚度、搭接面积和圆角位置。这样才能避免出现带有缺陷的焊点。否则不仅不能提高你想要的强度，还有可能烧穿板材。所以增点要理性有原则，且尽量平均分布焊点。

“烧焊”

与点焊不同，这里为什么要加引号呢，是因为大家对这种焊接技术的理解有所不同。

先笼统的科普一下，后面我们会有针对性的深入。

烧焊，是一种气体保护焊，又可分为 MIG, MAG, TIG。目前主机厂的主流以MIG 为主，焊接位置灵活，易实现自动化，焊接飞溅，焊缝稳定质量高，但不时也会出现不同的缺陷。

这种典型的缺陷也是在车身强化过程中出现频率较高的问题（只将会影响焊接性能的缺陷作为典型，外观以及客户感受的缺陷不作为改装车的性能指标），但我想随着行业的发展，没有人不喜欢近乎完美的操作。

MIG（Melt Inert-Gas welding）

熔化极气体保护电弧焊。可焊接所有金属，如碳钢、低合金钢，特别适合焊接铝及铝合金、镁及镁合金、钛及钛合金、铜及铜合金、不锈钢。板材厚度最薄1mm，也适合焊中、厚板，适合全位置焊接。

在焊接过程中是惰性气体（一般为氩气）进行保护。

这种焊接在主机厂有两种形式：Lap joint、T-joint。可采用短路过渡、大滴过渡、射流过渡、亚射过渡及脉冲射流过渡。母材熔深大、填充金属熔敷速度快、易实现自动化、电弧燃烧稳定、熔滴过渡平稳、无剧烈飞溅。在整个电弧燃烧过程中，焊丝连续等速送进。

在进行MIG焊的时候，我们应该尽量注意一下问题

长度缺陷：在完成一段烧焊时，焊缝的长度最初是要被定义的，最低下限长度值要满足 80%。
焊缝的起始点和结束点的位置的公差允许在+/-5mm。
焊缝是要覆盖至两层板上，焊接的偏移量的允许范围是1mm。

焊缝断裂以及裂痕是不能够被接受的缺陷。如果不连续的焊缝，最大长度不能超过焊缝总长度的5%（严格来说这5%也不能被接受）。

焊缝气孔是会影响焊接质量的，也是一种典型的缺陷。气孔会有表面气孔和填充气孔，如果条件允许的情况下，应该做个焊缝截面来检查一下。气孔所占面积不能超过截面面积的5%。

对于烧焊比较重要的参考数据还是要看a值（焊缝的填充高度）。在没有拉拔力性能测试的情况下，a值可以快速的评定焊接质量是否达标。通常保证a的最小下限值为：a≥0.8*T（T为上层板的板材厚度）。但如果是为赛车进行强化，在满足这个前提的情况下，建议填充高度大于a值3mm以上。

焊接时的飞溅也是一种典型的缺陷。可能在改装店一顿操作猛如虎之后，给你展现出如何的强化，你也就不在关注这个点，但这个问题在原厂看来是不能接受的。

过大的电流是会破坏板材的防腐涂层的。这个不算缺陷，算是烧焊的焊缝对母材的影响。如果你希望强化的车身能过给你贡献几年，在焊接之后的腐蚀处理也是很值得注意的。

其实还有很多需要注意的地方，其中包括制作焊缝时候枪头的角度。这些细节都是会影响焊接质量的，考虑到过于细节的约束也不利于改装及赛车行业的进步，在这里就不多做扩展了。

MAG（Metal Active Gas ArcWelding）

熔化极活性气体保护电弧焊。适用于碳钢、低合金钢和不锈钢的焊接。

适合于全位置焊接。在焊接过程中是活性气体（一般为 O2 或 CO2）进行保护。可采用短路过渡、喷射过渡、脉冲喷射过渡。能提高熔滴过渡的稳定性，稳定阴极斑点，提高电弧燃烧的稳定性，增大电弧热功率，减少焊接缺陷及降低焊接成本，获得优良的焊缝质量。

TIG（Tungsten Inert GasWelding）

非熔化极惰性气体保护电弧焊。几乎可以用于所有金属的连接，尤其适用于焊接铝、镁这些能形成难熔氧化物的金属以及象钛和锆这些活泼金属。

在焊接过程中把工件作为正极，焊炬中的钨极作为负极，使用惰性气体作为保护（一般为氩气）。这种焊接能很好地控制热输入，所以它是连接薄板金属和打底焊的一种极好方法。这种焊接方法的焊缝质量高（气密性好，焊缝气孔少）。

目前主机厂的主流以MIG 为主，焊接位置灵活，易实现自动化，焊接飞溅，焊缝稳定质量高，但不时也会出现不同的缺陷。

对于改装车及赛车的车身强化来说，有些细节还是要遵守的。

这不仅是给车身一个很好的强化，也是给改装及赛车行业表明一个态度：我们会做的更好。下面给大家展示一些实际发生的图例，看看你曾经见到过，现在的你会如何判定呢？

看着有些夸张是不是？这也是为了刺激你的感知，如果不按原则来操作，你的车放一段时间也会变成这样。

在这个焊接种，显然a值的高度是不够的，焊接性能无法保证。

a值为什么重要，因为它是最容易在没有拉力测试和破坏性试验检查的情况下用肉眼就可以评价的方式。不要求你的焊缝做成很美观的平焊或鱼鳞焊，但至少满足a值、不要有断裂、尽可能少的气孔。

这就能大大提升焊接的性能了。

美观是在保证性能的基础上的高级操作，也是需要相当的经验。

说到这里又不得不提到无论是鱼鳞还是龙鳞焊，都是一种焊接工艺形式，是TIG的一种打底焊。不管是否追求美丽，只要你按照上述原则和参数来要求自己，至少你平焊的焊接性能是绝对没有问题的，也是比较美丽观的。

文末，没有继续铆接，担心太长把大家看烦了，放到下一章节来说吧，谢谢！

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