“流钻螺钉”(FDS)工艺

“流钻螺钉”（FDS）工艺一、FDS概述随着铝合金材料在车身中的广泛应用，铝合金型材以及铸件所占的比例不断增加。对于板件与型材等管状封闭结构的连接，SPR、点焊等双边连接工艺已无法满足。目前广泛采用的单边连接方法是FDS流钻螺钉工艺。然而，此工艺有哪些车型在用、具体使用在什么部位，以及该工艺的最新发展状况如何呢？“流钻螺钉”工艺则指代的是一种高速旋转软化连接零件，并自攻丝最后拧紧，中心孔处的母材被挤出并在下层板的底部形成一个环状的套管，最终在板材与螺钉之间形成螺纹连接的一种工艺。该工艺可以在较小变形的情况下实现单边连接，且为一种可拆卸的紧固方式“流钻螺钉”工艺（别称：热融自攻丝/热融紧固系统）。英文中有的翻译为FlowdrillScrews（FDS），也有翻译为FlowFormScrews（FFS）。目前行业内普遍将“流钻螺钉”简称为FDS。我们也可以从国外一些主机厂对流钻螺钉的代号上看出差异，比如奥迪称为FDS；奔驰、宝马称为FLS。FDS发明于1990年，1996年首次应用于莲花轿车车身框架的连接。由于当时采用的主要是手持夹具进行装夹，整个装配过程的时间和精度不好控制，使得该工艺使用受到限制。20世纪90年代末，巍博（Weber）为EJOT公司开发了RSF20S螺钉驱动系统，此系统的问世实现了FDS工艺的自动化生产，并可以增大连接的板材总厚度，于2000年首次应用在奥迪A4后轮罩的连接上。二、FDS工艺历史FDS连接工艺过程包括六个阶段：旋转（加热）→穿透→通孔→攻螺纹→拧螺纹→紧固。1.加热：流钻螺钉低速低压与板件表面接触。2.穿透：板件在流钻螺钉的高转速高压力作用下产生塑性变形。（Weber称为“流Flow”前期）3.通孔：流钻螺钉在板件上钻出柱型通孔。（Weber称为“流Flow”中期）4.攻螺纹：板件被流钻螺钉钻破，转速及压力降低，使流钻螺钉可以在孔内自攻螺纹。（Weber称为“流Flow”后期）5.拧螺纹：正常螺钉拧紧过程。6.紧固：板件冷却并与流钻螺钉紧密贴合，形成一个气密性和水密性极高的连接。三、FDS工艺的过程n:转速F:压紧力M:扭矩四、FDS在车身上的应用BMW8SeriesCoupeJaguarI-PACE优点：1、可连接的材料种类多，包括超高强钢、铝镁合金、复合材料在内的异种材料;2、单面操作，可用于封闭型腔结构、壁厚大或封闭腔体，无法使用SPR或Clinching；3、板件被加热，板件与螺钉接触好，连接强度大。4、螺钉可拆卸，回收方便，可使用公制螺栓进行返修。5、工作环境清洁，无火花、碎屑，几乎无噪声。缺点1、设备系统成本远高于电阻点焊，铆钉成本高(单价0.15欧元);2、单面施力，连接时需要高强度刚性支撑;3、工艺完成后材料正反面均有较大凸起，同时大量使用会增加车身自重（M5单个螺钉重4~5g，而SPR铆钉约0.3~0.8g）4、CT时间长，约为2~6S（部分设备优化可达到1.5~3S，取决于板材厚度）五、FDS工艺的优、缺点缺失/位置错误螺栓断裂/破损边距过小头部间隙FDS返修方法：在缺陷螺钉附近重新打一个螺钉。六、FDS常见缺陷：2.4.七、设备系统组成：FDS两种标准枪StandardLengthReducedLength