
據統計,白車身中的焊點數目高達4000~6000個(ge) 之多,將各衝(chong) 壓件裝配到一起的同時,還會(hui) 額外增加車身重量。在現代車身輕量化趨勢之下,關(guan) 於(yu) 焊接工藝的控製手段層出不窮。比如說采用仿真分析,對焊接點進行優(you) 化分析,在滿足車身強度的同時,減少焊接點的數目;采用增重少的焊接工藝取代增重多的焊接工藝,比如說激光焊接工藝,以連續的激光焊縫代替離散的點焊縫,可以減少搭接寬度和一些加強部件,壓縮車身結構件本身的體(ti) 積。
但是,以上隻是在對現有的焊接工藝進行改進,真正顛覆性的改變還未到來。
近年來由於(yu) 燃油危機以及環境汙染等問題,車身輕量化受到越來越多的關(guan) 注。特別是新能源汽車,與(yu) 傳(chuan) 統汽車不同,采用了電池作為(wei) 動力來驅動汽車運行,因此受到了電池重量、續航裏程的製約,在車輛設計和材料應用上,車身輕量化是車企首要考慮的問題。基於(yu) 此原因,各大汽車公司紛紛推出應對策略,希望尋求新的車身材料,達到減輕車重的目的,其中碳纖維和鋁合金是討論最多的材料。
我們(men) 先來看以下案例:
2015年02月13號,福特汽車公司宣布,將與(yu) 美國陶氏化學合作,研究製造創新性碳纖維複合材料,在未來的產(chan) 品上用使用;
日本東(dong) 麗(li) 工業(ye) 與(yu) 戴勒姆分別持股50.1%、49.9%成立合資公司,於(yu) 2012年起生產(chan) 碳纖維加固塑料製成的汽車零部件;
通用汽車公司和日本的碳纖維製造商帝人公司於(yu) 2011年12月8日宣布,他們(men) 將共同開發先進碳纖維/熱塑性複合材料技術;
鋁軋製品巨頭諾貝麗(li) 斯(NovelisInc.)在全球大幅擴張汽車用鋁板的產(chan) 能,該企業(ye) 在北美、歐洲業(ye) 務拓展的基礎上,於(yu) 2014年底建成了亞(ya) 洲第一條汽車專(zhuan) 用鋁板生產(chan) 線(常州);
美國市場研究機構Ducker的一份報告稱,盡管目前僅(jin) 有1%的汽車為(wei) 全鋁車身,到2025年全球將有18%的汽車為(wei) 全鋁車身。
那麽(me) ,隨著新材料的興(xing) 起,傳(chuan) 統的焊接工藝是否會(hui) 受到影響呢?
答案是肯定的,比如說鋁合金就因其易氧化、熱導率和比熱容高、線膨脹係數大、合金元素易揮發等缺點,對傳(chuan) 統的焊接工藝就產(chan) 生了極大的挑戰。
近年來,在一些高端車型中出現了一種新的膠接技術,與(yu) 傳(chuan) 統的輔助焊接手段不同,旨在以鉚接和膠接技術相結合或僅(jin) 采用膠接技術,來大量減少或全麵取代焊接工藝。比如說捷豹T-TYPE,全鋁車身結構完全采用鉚接和焊接。F-TYPE的白車身重量僅(jin) 為(wei) 261Kg,而一般車身重量則有300Kg左右,減重了近40Kg。

由於(yu) 鋁合金材料是金屬材料,在強度、塑性、重量上受到限製,采用完全膠接的方式還是比較難以實現的,現使用這種手段的車型僅(jin) 有捷豹T-TYPE、路特斯Elise等車型。但是作為(wei) “可塑性”以及強度更高的碳纖維材料,這方麵的難度就減小了很多。比如說配備碳纖維車身的寶馬i係列電動車,車身的粘合是通過長達160米的膠水來完成的。2005~2014這十年間,寶馬集團從(cong) 寶馬M家族車型開始逐步加大碳纖維複合材料的應用,積累了豐(feng) 富的研發和生產(chan) 經驗。而寶馬i產(chan) 品的車身則是完全由碳纖維打造,用編織、成型、粘接工藝取代了傳(chuan) 統金屬車身的衝(chong) 壓、焊接工藝。

如果說鋁合金技術是現在,那麽(me) 碳纖維技術很有可能就是未來。現在碳纖維技術存在成本高、可修複性難等問題,但這並不是不能解決(jue) 。在各大車企的共同努力下,成本問題得到了一定的改善。比如說國產(chan) 車型奕代T300,就配備了碳纖維單體(ti) 殼車身,售價(jia) 僅(jin) 為(wei) 12萬(wan) 元。

又或者是陶氏汽車係統在碳纖維粘接解決(jue) 方案上的創新成果——BETAFORCETM複合材料結構膠注射粘接技術。該技術是通過調整開放時間和周期時間等參數,在不影響機械性能的條件下按照客戶的特殊生產(chan) 要求進行定製結構膠,幫助客戶提高其裝配效率。應用注射粘接技術,碳纖維部件得以更廣泛地應用於(yu) 多種材料的裝配,有效支持汽車製造商的輕量化策略。該技術現已成功應用於(yu) 寶馬集團最新推出的寶馬7係中(2016款)。

以上,車身輕量化是大趨勢,在這種趨勢下引發的對各種新材料、新工藝的研究層出不窮,傳(chuan) 統的白車身焊接工藝必將受到車身輕量化潮流的影響,或許真有某一天,連普通民用車的白車身都不會(hui) 采用焊接工藝了。
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