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视   界

2 0 1 0 年 第 2 期

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汽 车 工 艺 与 材 料   AT&M

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2.2  轻量化绿色制造技术

（1）激光拼焊板技术

激光拼焊板技术是根据汽车零件设计的要求，将

不同厚度、不同强度和不同镀层种类的钢板，通过激

光拼焊成一块整体板，然后再进行冲压得到所需零件

形状的工艺技术。

激光拼焊工艺与传统工艺对比见图1。它最显著

的优势是，减少了零件数量和材料消耗，减轻了整

车质量，简化了装配工艺，因而得到越来越广泛的

应用。

目前，在汽车上的应用主要有前/后车门内板、

前/后纵梁、侧围、底板、车门内侧的A/B/C立柱、轮

罩、尾门内板以及车身等。

（2）液压成形

液压成形技术是把管状或板状材料放在密封的

模具中，然后采用液态的水或油替代刚性的凹模或凸

模，使板料在传力介质的压力作用下贴合凸模或凹模

成形。由于液体替代了刚性模具，不仅减少了模具数

量，降低了费用，还可以提高产品质量和成形极限，

从而实现轻量化设计。

使用液压成形方式制造的零件，可将原来分割成数

个零件组合的部件，改为用单一零件代替，减少了零件

组合的工作，同时增加了车体的刚性，从而达到减轻质

量、降低成本的目的。典型的零部件有底盘、发动机支

架、排气系统与悬挂系统等。成形原理见图2。

（3）热成形

热冲压成形技术是将钢板加热到Ac3点以上的A

（奥氏体）区域进行冲压成形，然后在冲模中从Ar3

相变点以上进行急冷，以获得具有均匀马氏体组织的

高强钢构件的成形方式。热冲压原理见图3。热冲压

技术优势：ａ.具有高的强度且具备良好的延展性，

保证复杂零件的成形；ｂ.可适当降低零件的厚度，

有效减轻零件质量；ｃ.具有高的尺寸精度；ｄ.降低

压机的吨位；ｅ.能够提高整车的碰撞性能。目前，

应用轻量化热成形技术的车身零部件有前、后保险

杠、A柱、B柱、中通道、前门防撞梁、防撞杆等。

（4）钢板柔性轧制技术——辊压成形技术

钢板柔性轧制技术是指首先将截面厚度变化的规

律输入计算机，工作过程中在计算机的控制下自动调

整轧辊间隙，使钢板的厚度按规定的要求呈周期性变

化，从而得到可变截面厚度的钢板卷料，这种卷料可

广泛用于车身零部件。

（5）其他技术

新兴的渗浸陶瓷工艺，陶瓷碳素技术，纳米材料

技术也将是未来选项。

2.3  轻量化结构优化设计技术

车身的结构优化是指在车身开发阶段应用CAX一

体化技术，用数值模拟技术代替实车试验，对车身进

行静刚度、振动、疲劳和碰撞等结构性能分析，得到

图2  金属板料液压成形原理

图3  热冲压工艺原理

图1  传统工艺和激光拼焊对比