A
T & M
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