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1、“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
2、紧固系统）。英文中有的翻译为Flow drill Screws（FDS），也有翻译为Flow Form Screws（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
3、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
4、 M:扭矩,四、FDS在车身上的应用,BMW 8 Series Coupe,Jaguar I-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
5、重45g，而SPR铆钉约0.30.8g）4、CT时间长，约为26S（部分设备优化可达到1.53S，取决于板材厚度）,五、FDS工艺的优、缺点,FDS是单面自攻螺纹连接，有如下优点：单面操作：螺钉高速旋转可以软化金属，因此可在较小变形的情况下实现单边连接，使得连接更加方便；可连接的种类多：螺钉在连接过程中不需要变形，因此可以用来连接包括超高强钢、铝合金、复合材料在内的任何材料及异种材料；螺钉可拆卸：回收方便，可以使用公制螺丝返修。可以有预开孔或者没有预开孔；扭转适宜：因为连接过程中的旋转摩擦生热使得攻丝旋转扭矩低，大的螺纹接触面而产生大的旋紧扭矩，同时有很高的松开扭矩。气密性水密性好；工作环境清
6、洁：FDS工艺过程无碎屑产生，同时不会产生如ImpAcT高速射钉的高噪声。,当然，FDS也具有它的局限性：车身夹具需要较高的刚性支撑；Cycle Time时间较长，约为26秒（通过设备的升级，目前可以做到1.53.5秒，取决于材料及厚度）；FDS螺钉成本较高；设备系统成本远高于电阻点焊，越80W人民币/system(FDSGUN+AUTO Feeder+Controller)（设备与钉子的成本受使用量级的影响很大）；工艺完成后螺钉正反面均有较大凸起保留；螺钉选用、工艺参数跟螺接材料、螺接姿态等相关因素都需要考虑。,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：,七、设备系统组成：,FDS两种标准枪,Standard Length,Reduced Length,谢谢！,
