導 讀 

在緊固件行業有一種熱融緊固技術，不需要預開孔，在封閉型材下可以直接攻絲實現連接，在汽車行業如寶馬、奔馳和奧迪都在用使用這種技術，而且應用越來越多。那這究竟是怎樣的一種技術呢？有怎樣的優勢和特色呢？

首先想跟大家介紹一個概念， “流鉆螺釘”工藝（別稱：熱融自攻絲/熱融緊固系統）。英文中有的翻譯為Flow drill Screws（FDS），也有翻譯為FlowForm Screws（FFS）,而“流鉆螺釘”則指代的是一種高速旋轉、自攻絲最后擰緊的連接工藝。該工藝可以在較小變形的情況下實現單邊連接，且為一種可拆卸的緊固方式。

熱融緊固技術是一種通過設備中心擰緊軸將 電機的高速旋轉傳導至待連接板料摩擦生熱 產生塑性形變后，自攻絲并螺接的冷成型工藝。

 咱們通過一個機器人擰螺釘的視頻 

來看一下這種技術

視頻來源：Fanuc

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再仔細通過下面這個動圖

看一下擰緊螺釘的動作

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在擰緊過程開始時，熱融螺釘置于無預先鉆孔的鋁板或薄鋼板的表面， 高速旋轉的螺釘向工件表面施加高下壓力，同時產生極高的摩擦熱，融化金屬。隨后，螺釘頂端穿透材料，形成穿孔，并逐漸開始攻螺紋， 一旦螺紋形成，螺釘按照預設的扭矩進行擰緊。

看一個模擬動畫

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熱融緊固連接工藝步驟與過程說明， 包括六個階段：旋轉（加熱）→穿透→通孔→攻螺紋→擰螺紋→緊固。

在初始階段，高速旋轉的電機驅動螺釘接觸工件表面，并施以向下的軸向壓力（軸向力最高可達1.5kN，旋轉速度最高可達8000rpm），螺釘頭部與鈑金件表面摩擦并產生高溫， 這個溫度基本上在600～900 ℃之間，螺釘附近區域金屬迅速軟化，加熱的材料沿著鉆頭錐度往上延伸。

FDS螺釘穿透材料時，大部分熱熔的鈑金件材料會流向鉆孔下部形成一個厚度1~3倍的金屬襯套，襯套內表面在FDS螺釘螺桿螺紋的作用下，形成嚙合螺紋并擰緊。 整個加工過程只需1~6s，即可完成緊固的連接效果，扭矩可以達到15Nm。

再仔細看一下

視頻來源：weber

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同時，FDS釘子在緊固到位后，將會保持一段時間，在旋轉扭矩作用下，產生一個預緊力， 可以提高螺紋連接的可靠性、防松能力和螺紋的疲勞強度，增強連接的緊密性和剛性。

擰緊后的效果

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螺釘特寫

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問題來了，現在汽車行業的連接技術也很多，為什么還要用這種連接方式呢？

現在越來越多的汽車公司開始應用鋼鋁混合車身骨架結構，使用鋁型材、鋁沖壓件、鋁鑄件，以及碳纖維等工程塑料和復合材料類部件， 結合各種超高強度鋼板，替代傳統鋼板構件或組件，實現車身框架結構的輕量化和高強度。

凱迪拉克CT6車身材質分布

在汽車工業，連接鋁材的主要方式有傳統的機械緊固SPR（自沖鉚接技術）和電阻點焊RSW。SPR是一種穩健而且可替換的工藝，但是由于需要很多種鉚釘-鉚模組合，設備費用昂貴；電阻點焊雖然技術成熟，經濟性高，但是受限于不能連接異種金屬。這2種工藝都要求雙邊可達，這使設計受限嚴重。

所以，熱融緊固件的技術是應運而生。下面這張圖是描述的熱融緊固技術的優勢。

無需預沖孔、單面連接、可以完成鋁件與鋁件、鋁件與鋼件的相互緊固連接……

柯馬機器人配合熱融緊固系統

許多歐洲汽車廠商早已經開始使用熱融緊固技術，如捷豹XK和X150，奧迪R8、A8、TT Coupe、A6等；歐洲的尼桑、路虎、保時捷、寶馬等眾多汽車品牌也都引入了該連接工藝；上汽通用剛上市的凱迪拉克CT6車型，實現首次鋼鋁白車身國產化，糅合了11種不同材質， 也大量使用了這種連接技術。

FDS釘子使用特殊配方的硬質合金材料制成，該 種螺釘的采購主要還是以國外進口為主，雖然國外很多車企都采用這種緊固技術多年了，但是國內自主品牌車企使用甚少。

來源于：數字化企業