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白车身新材料应用及制造工艺发展

2017-10-19祝威王鹏宇

企业文化 2017年33期
关键词:白车身

祝威?王鹏宇

摘要:白车身是汽车性能以及其结构的重要影响指标,必须不断结合新技术、新材料,及时对白车身设计过程中存在的问题以及解决措施采取针对性的分析,促进白车身的进一步发展。本文主要就白车身所涉及新材料以及新工艺进行分析,探究其意义和促进白车身发展的具体应用措施。

关键词:白车身;新材料应用;制造工艺发展

随着汽车应用数量的不断增加,相应的汽车污染以及能源耗费等问题给社会发展带来了深远影响。必须采取措施降低汽车的油耗量,才能实现汽车减排以及保护环境的目的。通过推动汽车设计结构优化发展和应用新材料,可促进汽车轻量化目标的实现,促进新材料事业的发展。

一、白车身应用的新材料

(一)高强度钢

国际钢铁协会定义钢铁材料为热成型钢、超高强度钢、先进高强度钢、普通高强度钢以及低碳钢五大类,按其应用角度的不同有不同的应用。在此过程中,低碳钢是软钢的一种,结构钢更多以普通碳素、优质碳素构成,更多的是不经热处理即应用到结构件之中,也有一部分是使用了热处理以及经渗碳之后,再被应用到耐磨性较高的机械零件之中。在此过程中,软钢应用到的机械零件使用冷成形比较好,具体的可采用如冲压、卷边等方法处理,促进其焊接性能的提高。高强度钢与低碳钢相比,其屈服强度等相对较高,同时,又可以根据屈服强度的不同进行高强度钢的进一步划分。高强度钢在应用过程中更多的采用了热成形的方法,通过在九百到九百五的高温中加热再冷却,可促进高强度钢应用到的具体材料的延伸性以及强度的增加,以此促进车辆焊接工作的开展以及车辆抗碰撞能力等的提高。

(二)铝合金

铝合金是新时代应用比较广的一种材料,其具体的优点等主要体现在以下几个方面。第一,铝合金相比较传统的钢结构而言,其材料的重量等比较轻,对促进汽车轻量化的作用明显。同时,铝合金的造价等更为便宜,不存在材料浪费等问题,可以及时地回收利用。第二,促进环境保护工作开展。铝盒金材料的应用可促进汽车排放量的降低,有助于实现节能减排的时代发展目标,促进美好生活环境的打造。第三,提高汽车综合性。铝合金材料在汽车制造等方面的作用并不是单一的,而是多方面共同发展的过程。在此过程中,通过在车轮等处大量应用铝合金材料,可促进汽车结构的稳定并降低汽车的重量,增加车内空间。同时,铝合金在能量的吸收和分散等方面具有较广的应用,可促进汽车自身安全性、稳定性、舒适性等性能的提高。通过使用不同材料的铝合金板材,可促进汽车外伸延展性以及自身强度的提高,促进汽车整体性能的提高。

(三)复合材料

与其它汽车材料相比,复合材料可以算是当今汽车应用材料过程中最为轻质的材料,其应用对降低汽车整体质量具有重要作用。随着新型复合材料的不断推出,其在汽车中的应用也会越来越广,对汽车发展起到的作用也会越来越多。例如,汽車结构设计中常使用的复合材料之一——SMC,由于其质量相对较轻,且具有较高的可塑性,可以及时根据汽车发展的具体要求进行模压制作等操作,可有效促进汽车轻量化效果实现。同时,汽车制造过程中新材料的引入还可及时配合其他元素,促进汽车自身保温性、散热性等具体性能的提高,推动材料的不断更新发展。

二、白车身制造工艺

(一)连续变截面辊轧板

在汽车制造的轧制过程中,通过使用连续变截面辊轧板可利用计算机对轧辊的距离等及时控制,促进既定厚度以及连续变化要求的板材的合理制造。在使用该类工具后,汽车零件的承载能力等都有了较高层次的提升,汽车的质量也实现了有效的减轻。该技术在具体分类过程中属于柔性轧制技术,更多的是将纵向的周期性连续变化轧制与传统的横向轧制相结合,以此实现汽车轧制效用等有效提高的目的。在其具体应用到车身设计等过程时,必须考虑冲压模板的设计等工作,得出具有针对性的规律以及应用和评价措施。要保持该类材料在稳定性、整体性等方面的优秀性能,以此基础上开展更高层次的发展。

(二)分区域热处理

汽车的不同部位,在遇到外界碰撞等刺激时的反应也各不相同。为了尽可能提高汽车的承载能力和抗压能力,扩大在危险情况发生时汽车驾驶员的生存空间,必须对各部位的承载能力等开展详细的控制。在此过程中,分区域热处理手段的引入具有重要意义。通过对汽车统一构成部件的不同角度开展不同的加热处理,可促进部件各部位性能以及其整体性能的提高,以实现汽车在遇到碰撞等刺激时不变形、发生有利变形等情况的出现。

(三)结构胶粘连

除了通过焊接进行汽车部件的打造以及车身的制作外,适当地引入粘连类材料可促进汽车车身刚度的明显增加,达到碰撞强度提高的目的。通过对汽车不同部位进行粘连,可以使得焊接等操作流程步骤明显简化,促进打造成本以及开发设计费用的下降,提高汽车构造研发的经济效益。同时,通过在汽车的转和等部位增加结构胶的使用数量,可促进车身在弯曲以及扭转方面刚度的显著增加,促进汽车整体性能的提高。在汽车构造过程中,结构胶粘连一类的现象主要出现在汽车的门以及盖的折边位置、地板与车身加强梁之间联合的位置、加强件与内板的焊接面和焊点的位置以及在操作中使用焊接技术较难操作的地方。同时,在汽车结构胶粘连操作过程中,要重视胶与热源之间的关系,避免因过热温度导致的胶体受损等现象的出现。

(四)自冲铆接工艺

二氧化碳气体保护焊和电阻焊是白车身主要应用的连接工艺。面对传统焊接中不易被焊接的点的问题以及复合材料不能使用焊接技术的问题,可选择减少使用传统铆接工艺,更多引入新型的自冲铆接工艺的方式。通过引入自冲铆接工艺,冲铆工作可以通过一次工作即可完成,汽车车身材料的连接实现了新的发展。随着铝合金材料在汽车构造以及汽车零件中应用的逐渐增加,需要进行铆接操作的部位也不断增多,引入自冲铆接工艺可显著促进白车身应用过程中轻量化的操作目的。

三、小结

白车身轻量化是新时代发展过程中对提高汽车等车辆竞争力而提出的明确要求。通过引入铝合金、复合材料以及高强度钢等材料,使用新型的焊接、铆接以及粘连技术,可促进白车身刚度、重量以及安全性、舒适性、灵活性等的提高,实现汽车发展与时代发展共同进步的最终目的。

参考文献:

[1]王涛,黄南基.高强度钢在某微型车白车身材料中的应用分析[J].上海汽车,2014,(4):56-58.

[2]邓本波.某车型白车身材料选择优化[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2009,32(z1):72-75.

[3]戴桂珍,许明祥.金属材料在白车身上的应用与发展[J].安徽科技,2008,(5):51-52.

(作者单位:华晨汽车集团控股有限公司)

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