李長遠

摘 要：目前，輕量化是汽車制造業(yè)的發(fā)展趨勢，這種發(fā)展趨勢促進了新材料、新技術(shù)的快速發(fā)展。本文首先闡述了新型材料的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，然后簡單介紹車身連接技術(shù)的現(xiàn)狀及存在的問題。

關(guān)鍵詞：車身材料;連接技術(shù);發(fā)展態(tài)勢

一、車身材料概述

1.車身材料發(fā)展現(xiàn)狀

汽車構(gòu)成零件大約是兩萬多件，并且這些零件均由各式各樣的材料所制成。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計分析，大約86%都是金屬材料，其間屬鋼鐵材料比重最大，約為80%，這也就表明目前汽車制造過程中，車身材料多采用鋼鐵材料。從以下兩個方面進行分析：一是傳統(tǒng)汽車車身零件生產(chǎn)時大都是沖壓方式，鋼板沖壓車身零件時其利用率高，生產(chǎn)率良好，有利于組織流水生產(chǎn)，可以沖制出形狀復雜的零件，零件之間互換性較好;二是鋼板強度較高且吸收能力極強，這則提升了汽車安全系數(shù)。目前汽車車身所運用的鋼板生產(chǎn)方式大都采用冷軋鋼板及熱軋鋼板。冷軋鋼板表面質(zhì)量較高且常用在車身外覆蓋件上，熱軋鋼則是多用在底盤及車架等方面，此方面零件要求具備高強度，但是表面要求偏低。根據(jù)鋼板特征，則車身用鋼板多是普通碳鋼板及特殊鋼板，通常特殊鋼板是包括高強度鋼板及涂層鋼板與拼焊鋼板。車身材料還包括鋁、鎂及塑料等，不過應(yīng)用比重較小或是處在實踐時期。

2.車身材料發(fā)展態(tài)勢

汽車材料應(yīng)用開發(fā)過程中，材料輕質(zhì)高強度化是主要發(fā)展態(tài)勢。車身輕量化要求使得輕質(zhì)材料從實踐中轉(zhuǎn)為實用。

（1）鋼板材料高強度且高塑性加工性能。未來鋼板材料必定為汽車車身材料的主要材料。鋼板材料開發(fā)及應(yīng)用則是強度更高且更易塑形，以便降低車身重量。功能性材料則主要是趨向于多性能開發(fā)，比如形狀記憶合金;能源材料則就屬儲氫合金;環(huán)境材料則主要是修復鋼板等方面開發(fā)應(yīng)用，這些材料的應(yīng)用必定是車身應(yīng)用的主要方向。

（2）鋁、鎂合金材料的應(yīng)用。現(xiàn)如今的汽車零件鋁化程度持續(xù)加大，可以說未來安全舒適且美觀耐用及輕量化，加上易裝配及維修和易回收、節(jié)能無污染等綜合性能極高的全鋁化材料會被廣泛應(yīng)用。目前，鋁、鎂合金材料大都應(yīng)用于發(fā)動機活塞及氣缸蓋和歧管等類零件上，白車身上應(yīng)用仍是樣車實踐階段，并未大批量生產(chǎn)及投產(chǎn)。鋁、鎂合金形成中極易出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，并且其表面極易擦傷，沖壓難度較大。這使鋁、鎂合金的使用比例有增加趨勢。更重要的是歐美鋁、鎂合金價格偏低，所以未來汽車車身應(yīng)用材料中大都會是歐美國家的鋁、鎂合金。

（3）車身塑料化、復合材料化。未來車用材料將逐漸轉(zhuǎn)化為塑料及復合材料。塑料大都是以石油為原料，可以使得車身輕量化且節(jié)源?，F(xiàn)如今的塑料大多是應(yīng)用于轎車內(nèi)部。若是可以處理成本及強度和外觀品質(zhì)方面的問題，則塑料運用會逐漸轉(zhuǎn)向車外部件。新型塑料的持續(xù)涌現(xiàn)，比如發(fā)泡板、聚氨酯材料等為解決上述問題提供了條件。新型車身材料應(yīng)用于車身則隨著此類材料成型問題處理而比重增大，車身材料輕質(zhì)性、易成型性、低成本、高穩(wěn)定性是未來車身材料發(fā)展的主要趨勢。

3.車身材料連接技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問題

隨著新型材料的使用，促進了新的連接技術(shù)的快速發(fā)展，下面簡單介紹車身連接技術(shù)的現(xiàn)狀及存在的問題。

復合連接技術(shù)在國內(nèi)的開發(fā)和應(yīng)用還處在起步階段。蘭州理工大學的樊丁與日本大阪大學的中田一博等人聯(lián)合設(shè)計了YAG激光—脈沖MIG電弧復合焊接機頭，開發(fā)了其焊接鋁合金的新工藝，探討了各規(guī)范參數(shù)對焊縫成形的影響規(guī)律及激光與電弧的復合作用。我國的北京吉普汽車公司和東風汽車集團正在著手對復合焊接工藝的進一步研究。東風汽車公司工藝研究所的鄭成剛介紹了膠粘劑、密封膠在汽車生產(chǎn)、裝配中的應(yīng)用概況，闡述了有關(guān)膠粘劑品種近年來的發(fā)展情況和市場需求動向。

在所有的連接方法中，焊接技術(shù)具備更好的自身優(yōu)勢，從而被廣泛應(yīng)用于汽車車身制造中。國內(nèi)車身材料均是采用汽車專用薄鋼板、涂層鋼板為主的焊接方式均是熔化極氣體保護電弧焊方式，或是電阻點韓及點焊鉸接、鋁合金焊接性能偏低，加上各類不同種類材料混合運用，涌現(xiàn)出各種自鉚機械式連接。汽車粘接技術(shù)對汽車焊接質(zhì)量極為重要，車身尺寸制作務(wù)必精確無誤，熔焊機器人焊接技術(shù)應(yīng)用也是非常廣泛，加上有效的焊接方式則得到更好的效果，開發(fā)激光MIG復合焊以降低激光器功率，從而減小結(jié)構(gòu)裝配存在誤差的問題出現(xiàn)率，保障激光焊深熔是高效且快速，并且實現(xiàn)低熱輸入。

汽車生產(chǎn)批量化和高效率有著極高的產(chǎn)品一致性要求，機器人生產(chǎn)方式因其自身優(yōu)勢被汽車焊接廣泛應(yīng)用。國內(nèi)現(xiàn)如今汽車和汽車零件廠商焊接機器人運用所占的比重為全國焊接機器人總量的80%。汽車制造機器人焊接在西方發(fā)達國家應(yīng)用較為普遍，其均是全部自動化，并且產(chǎn)品具備極高的一致性，成本不高。美國或是德國汽車行業(yè)機器人焊接及自動化率早已超出鋼結(jié)構(gòu)及造船和建筑行業(yè)。

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