汽车车身轻量化的关键工艺制造技术控制及研究.doc

1、汽车车身轻量化的关键工艺制造技术控制及研究摘 要随着我国汽车工业的飞速发展，车辆的产销势头直逼世界强国，拉动了中国经济，但与世界强国相比，我国对车身的轻量化设计方面存在着严重的不足。有效地减少空气阻力、燃料消耗及尾气排放、提高汽车的行驶稳定性和改善发动机的冷却条件，都列入到我国车身轻量化设计的日程表中。本文就从当前车身现状为起点，介绍先进工艺设计应用及车身新材料应用，做一简要的论述。 关键词汽车车身、轻量化、工艺、材料 中图分类号：G152.21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0387-01 汽车车身是整车结构的重要组成部分，是一件精致的综合艺术品，凭借着明晰的

2、雕塑形体、优雅华丽的装饰件和内部覆?M 材料，使人获得赏心悦目的感受，点缀着社会生活环境，形成道路移动的风景线。我国汽车制造业的发展，一方面拉动了社会的经济发展，另一方面，影响环境、安全的弊端显现出来，反过来制约了我国的经济发展。因此，汽车车身轻量化是时代所需，势在必行的策略。 一、当下的汽车车身现状 我国汽车工业发展战略决策就是节能减排，新车产业化。目前，能耗大、尾气排放严重等问题是制约中国汽车发展的绊脚石，羁绊我国汽车行业走向世界的步伐。那么，对汽车车身的改进和工艺的进化，是亟待解决的重大课题。 1、汽车车身材料的选择 汽车材料是影响汽车重量的关键因素，也是汽车安全因素的重要指标之一。经过

3、实验测试，各种钢板（带）的屈服强度是有差异的，普通钢板（带）的屈服强度介于 120Mpa180Mpa，强度板的屈服强度介于180Mpa-260Mpa，高强度板的屈服强度介于 260Mpa-340Mpa，特高强度板的屈服强度介于 340Mpa-620Mpa，超高强度板的屈服强度大于620Mpa，在我国车型中，车身材料绝大部分都是采用普通钢板，容易变形，又有很大的重量；高强度钢的应用较少，对于铝镁合金、复合材料等轻量化优质材料，都没有在汽车车身制造中得以应用。 2、结构轻量化设计不够成熟，车身工艺技术不强 传统的钢制车身制造工艺在冲压工艺和焊接工艺，电阻点焊的焊接能耗居高不下，电阻点焊电流是钢材点

4、焊电流的四倍，且二氧化碳的焊接，无法保证对薄板的焊接质量，难以修复变形问题。在车身设计师理念上，仍采用传统的车身结构和生产方式进行制造设计，没有融入计算机全面控制焊装设备、改善车身结构、应用新型的连接技术等思想设计，汽车大型化、重量化及大排量化的状态，显然跟不上革新后的车身结构及汽车的性能。长期下去，势必造成我国的汽车制造业对国际汽车行业的飞速发展望尘莫及。 二、汽车车身轻量化的关键工艺技术控制途径分析 从世界主流汽车轻量化发展来看，使用先进轻质复合材料和工艺，保证汽车的强度与安全性，降低排气污染，节约能源，汽车轻量化己成为世界汽车发展的必然趋势，环境友好型汽车己受到人们的爱戴。 1、采用轻量

5、化优质材料，拓展车身性能 轻量化材料在汽车车身制造的应用，降低了汽车的整体重量，赢得了国际汽车工业的广泛认同，形成汽车车身轻量化的主打技术，推动汽车材料的改革创新。从轻量化材料的发展趋势着眼，可以从四条途径来实现。第一：高强度钢板（带）替代普通钢板，既能增强屈服强度，优化汽车使用性能，又能将汽车零部件及总成结构厚度减薄。当前，世界汽车工业正研发的淬火分配钢，具有强度高、可塑性强、性价比较好的特点，备受各国的期待。第二：轻金属材料替代钢板。近年来，铝合金在车身上的应用正在扩大，铝的密度约为钢的三分之一，对汽车减重的同时，也大幅提高车身零部件的刚性，因而受到社会的瞩目。以美国生产的汽车产品为例，1

6、976 年，一辆汽车使用铝合金重量仅为 39 公斤，1982 年上升到 62 公斤，到 1998 年则升至 100 公斤。第三、复合材料替代钢板。复合材料与金属材料相比，有着更独特的优势，如：耐撞击、减振隔音性能良好等无与伦比的优点，在未来的汽车车身材料中，应用前景一片光明。第四、多种材料组合，打造架构车身零部件。单一的采用某一材料制造车身，制造成本受到限制或者成本偏高，难以达到优化车身性能的最终目标。因此，综合利用材料，将合适的材料运用到合适的部位，将是车身结构设计的发展趋向。 2、合理使用多种先进工艺技术，支撑多种材料车身制造 在车身制造过程中，多种材料的混合使用于汽车车身的条件下，激光焊

7、接、弧焊、MIG 焊、电阻点焊等多种连接工艺，铸造连接件、覆盖件、挤压型材骨架结构件等零件关键制造技术，面临了巨大的挑战。现只举出几例关键工艺制造技术加以说明。 2.1 激光焊接技术 激光加工技术是实现汽车轻量化的重要途径，研发了多种激光加工技术理论，其中激光焊接是利用激光束产生热源，使金属熔化，进行高效的精密焊接技术，它可以减少两块钢板之间的搭接宽度，加强部件之间的连接，压缩车身结构件的体积。焊接速度快，生产效率高，可以根据钢板的厚度、材质及性能的差异，按任意轨迹通过激光裁剪、拼焊等技术，连接成一整体结构，再经过机械冲压成形，制成车身的零部件，使零部件具有很高的强度。由于车身的各个部件对强度

8、、刚度、防腐等因素要求不同，可以采用激光拼焊技术来解决这方面的问题，比如：车身的上部与下部设计要求，车上人员安全系数与汽车本身的安全系数不同，将不同的特性材料无缝拼接起来。 2.2 热冲压成形技术 对汽车的车身部位，如：车窗加强筋、地板通道、门板加强筋、前中立柱等形件，都要经过热冲压成形过程。它是将钢板加热至一定温度，快速移至规定的机械模具内，高速冲压成形，再经过冷却、淬火处理的工艺程序，生产出超高强度、精度高的钢板冲压件；由于零部件具有很高的强度，对材料的选择上，可以相应的减少料厚，真正达到减轻车重的目的。 2.3 其他先进工艺技术 随着汽车轻量化的要求，研发多种工艺技术，例如：液压成形技术

9、、半固态加工技术、JFE 智能冲压成形技术等，都对成形车身部件更大的设计空间，工艺制造技术控制也越加规范化、集成化、精确化，生产工序简化，实现车身的进一步减重，推动车身轻量化的不断发展。 三、结束语 要获得汽车车身轻如蝉翼坚如磐石的最优效果，符合车身轻量化的理想状态，必然要受到成本和性能的约束，只有借助先进的数字化手段，充分发挥多工艺制造手段的优势，实现工艺制造技术和方法在车身上的合理化和精细化使用，才能有效地节能减排，提高汽车的整体质量，促使我国的汽车制造业与世界汽车工业的差距大大地缩短。 参考文献 1 周成军，沈嵘枫，周新年，吴传宇.电动汽车车身结构轻量化研究进展J.林业机械与木工设备.2012（11）. 2 智淑亚.汽车车身轻量化材料的应用及发展J.中国制造业信息化.2012（17）. 3 黄信宏.车身轻量化设计研究现状J.现代零部件.2012（05） 4 黄磊，方成，万茂林.基于 Alias 的汽车 CAS 曲面造型J.北京汽车.2012（02）. 邮寄地址：广西柳州市鱼峰区阳和工业园阳惠路 C-18 号电话：13978064342。