陳超福

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

隨著我國汽車飽有量的不斷增大，新車型更換的周期也會越來越短，我國的汽車市場競爭也是越發(fā)的激烈，現(xiàn)階段和未來的汽車工藝行業(yè)的發(fā)展面臨著來自新能源汽車和以環(huán)境保護(hù)為主的壓力，汽車工藝制造通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新和思維創(chuàng)新有效的提高汽車性能以保障汽車行駛時的舒適性以及安全性為主要設(shè)計理念，有效的降低汽車油耗和減少可燃?xì)怏w的排放也是現(xiàn)代化汽車制造工藝所面臨的一大挑戰(zhàn)，提高資源利用效率加快產(chǎn)品的更換也是現(xiàn)在汽車業(yè)發(fā)展的方向。為了能達(dá)到這些要求，改良車身構(gòu)架，減輕車身自身重量，優(yōu)化車身開發(fā)和縮短車身生產(chǎn)周期以及有效的降低生產(chǎn)成本都是現(xiàn)代化汽車工藝制造業(yè)的一大挑戰(zhàn)。

2 汽車車身設(shè)計技術(shù)

2.1 新車車身的設(shè)計開發(fā)流程

新車車身的設(shè)計開發(fā)流程是根據(jù)很多項目的節(jié)點進(jìn)行區(qū)分的，我國現(xiàn)目前最主流的新車車身設(shè)計開發(fā)流程（如圖1所示）。

其需要注意的是新車車身的設(shè)計，工藝很多書籍下發(fā)指令后就需要對軟膜件焊進(jìn)行新車車身可靠性的測驗，同時在對新車車身的結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，要著重全面的考慮到車身的新材料以及新結(jié)構(gòu)在其中應(yīng)用。

2.2 新車車身結(jié)構(gòu)新材料的運(yùn)用

（1）新車車身新材料的運(yùn)用。由于現(xiàn)代車門的蓋車身附件結(jié)構(gòu)技術(shù)已經(jīng)相對成熟，僅僅是依靠結(jié)構(gòu)優(yōu)化對車門的質(zhì)量進(jìn)行全面優(yōu)化，還不能完全達(dá)到理想的效果，其還需要通過對新材料的充分運(yùn)用，這樣才能促使車門達(dá)到減輕重量的要求。在這些新材料中其中包含了強(qiáng)度較高的IF鋼板，軟鋼板，涵磷鋼板和IS強(qiáng)度鋼板等一系列新材料。比如；寶馬E60（如圖2所示）的車身車門的外板就是運(yùn)用的BH強(qiáng)度鋼板，這一材料的應(yīng)用可以有效的替車身其自身強(qiáng)度。車身的骨架結(jié)構(gòu)中所包括的安全性構(gòu)件還包含了；車門防撞桿，頂蓋橫梁，和ABC柱，前后縱梁以及前后保險杠等構(gòu)件。這些安全車身安全構(gòu)件也是在復(fù)雜程度上有所不同的，同時，對車身進(jìn)行焊接的部分也是相對較多的并且復(fù)雜，其主要目的是為了保護(hù)乘員的安全問題。這些零部件的材料應(yīng)用需要滿足一下條件；第一就是滿足相對較高的靜態(tài)力學(xué)性能，第二是滿足材料可以較好的成型和焊接的性能，第三是要滿足相對較高的動態(tài)力學(xué)性能，從這幾個方面入手的話可以有效的防止其吸收能力以及入侵性。常常運(yùn)用到的材料有下面幾種；HSLA系列，MS系列，PHS系列，SAPH系列等鋼板，都能有效的結(jié)合在車身的結(jié)構(gòu)使用中。

圖1 新車車身設(shè)計開發(fā)流程圖

（2）新車車身的結(jié)構(gòu)。新車車身結(jié)構(gòu)主要可分為車身覆蓋以及車身骨架這兩個方面，其中車身覆蓋又可以被分為四門兩蓋，分別為；車身頂蓋和翼子板以及側(cè)圍的外板等等，這些零件有一些尺寸相對較大?？梢砸攒囬T為例來說，介紹車身覆蓋件的新結(jié)構(gòu)。車身車門從新結(jié)構(gòu)上來說主要實現(xiàn)了減少車輛重量，減少車輛自身重量可以依靠兩種方法，一種是改變其車身結(jié)構(gòu)，第二種就是可以減少車門內(nèi)部零件的數(shù)量。現(xiàn)代化新型車的車門結(jié)構(gòu)主要是應(yīng)用了具有較高強(qiáng)度的鋁合金或者較高強(qiáng)度的鋼板以及其他材料的組合來有效的減輕車身重量，運(yùn)用模塊化（如圖3所示）或者構(gòu)架式的結(jié)構(gòu)方式來進(jìn)行制造。其中框架式的車身車門主要是由外鋼板，內(nèi)鋼板以及車身框架這三部分所組成。其中，框架需要承受整個車身車門的載荷能力，可以提升車門的強(qiáng)度，在車門受到外部力量沖擊時，主要是依靠車身框架和防撞桿對外部沖擊力進(jìn)行吸收減輕。模塊化結(jié)構(gòu)車門包含內(nèi)板和外板，這樣可以方便車門模塊化的生產(chǎn)制造。車身車門的附件可以在內(nèi)板和外板框架涂裝整改完成后進(jìn)行后續(xù)安裝。這一車門的內(nèi)板和外板都不是最主零要的承載件，同時，當(dāng)車門遭受到外部因素力量的沖擊時車身主要是依靠車身自身的框架進(jìn)行承擔(dān)外部撞擊力量，這一車身車門的結(jié)構(gòu)形式優(yōu)點在于，可以有效的減少車門內(nèi)部的零部件的使用，車門的內(nèi)板和外板也可以應(yīng)用較輕質(zhì)的新型材料進(jìn)行生產(chǎn)制造，可以有效的達(dá)到減輕車身重量的效果，這樣有利于車門的裝配和生產(chǎn)制造，促使生產(chǎn)制造費用成本降低，當(dāng)車門發(fā)生損壞時，可以直接的更換受損的模塊，這樣也促使維修費用的降低，大大的節(jié)約了資金，有效的增加汽車制造工業(yè)的經(jīng)濟(jì)的使用效率。

3 制造工藝的新技術(shù)

3.1 新成形技術(shù)

（1）內(nèi)部高壓成形技術(shù)。內(nèi)高壓成形是屬于液力成形這一范圍，這項新技術(shù)的運(yùn)用主要是通過對其內(nèi)部加壓以及對軸向外補(bǔ)料與加力，并且將原料壓縮到模具型腔里面，這樣就會形成所需要的各種零部件。在現(xiàn)如今，這項技術(shù)主要運(yùn)用在車身整體成形薄壁多與變徑管的銅管零部件。為了預(yù)防焊接過程中所造成的變形，通常運(yùn)用電焊的方式，因此最終形成的零部件也不會是全封閉式的。汽車上面的內(nèi)高壓成形零件主要包含；散熱支架，車身框架，底盤構(gòu)架，副車架等等。在一汽與哈工互相合作建立內(nèi)部高壓成形生產(chǎn)流水線，主要是應(yīng)用APT3500t內(nèi)部高壓成形設(shè)備針對汽車零部件進(jìn)行制造，應(yīng)用這種方式可以有效的降低制造成本，提升生產(chǎn)的質(zhì)量。

圖2 E60車門外板

圖3 模塊化車門

（2）熱成形技術(shù)。車身熱成形技術(shù)的主要特點在于板材材料上具有不變的溫度場，在這項前提下，若板材的力學(xué)性能發(fā)生了變化，就會促進(jìn)板材的應(yīng)力場發(fā)生改變，并且將這項變化返回到溫度場，因此，這項技術(shù)是通過板材內(nèi)部的溫度和應(yīng)力互相作用的過程。比如；大眾汽車的車型，就是將熱成形的板材運(yùn)用到前后保險杠的骨架上和AB柱等重點汽車部位，如果發(fā)生外力沖擊，就可以降低對乘員的損害。

3.2 新焊接技術(shù)

（1）等離子焊接技術(shù)。等離子焊接技術(shù)是通過產(chǎn)生高強(qiáng)度的等離子束針對材料進(jìn)行特殊的融化，其需要焊接的孔就會伴隨著等離子弧的前移而封閉，從而有效的降低形變。這一焊接技術(shù)在實際生產(chǎn)運(yùn)用中一般是在大眾國產(chǎn)奧迪A4中應(yīng)用，其主要的優(yōu)勢特點是；增加焊接的強(qiáng)韌度，車體的表面更加美化，生產(chǎn)的效率提升，有效的降低了設(shè)備的日常維護(hù)成本。

（2）氣體保護(hù)焊接技術(shù)。氣體保護(hù)焊是用外架氣體作為電弧介質(zhì)并且保護(hù)焊接區(qū)與電弧的電弧焊，簡稱氣體保護(hù)焊。CO2氣體保護(hù)焊是作為一種高效的焊接方式，以其焊接變形小和焊接成本相對較低的特征，在我國汽車業(yè)中取得了廣泛的運(yùn)用。但是CO2氣體保護(hù)焊在實際應(yīng)用中還存在許多問題；以CO2氣保焊中應(yīng)用最為廣泛的短路過度形成為例，焊接電流和焊接回路電感的匹配不恰當(dāng)，或者是焊絲干的延長度不適合，都有可能造成焊接電弧的不穩(wěn)定，會影響焊接的質(zhì)量。

（3）激光焊接技術(shù)。激光焊接技術(shù)的應(yīng)用是通過將高強(qiáng)度的激光光束輻射到鋼板的表面，促使二者之間發(fā)生作用，使金屬通過激光融化冷卻后結(jié)晶形成的焊接。激光焊接技術(shù)與傳統(tǒng)焊接技術(shù)相比，速度較快，變形小等特點。尤其在現(xiàn)代激光技術(shù)中采用光纖傳送技術(shù)，使得激光焊接技術(shù)應(yīng)用的范圍逐漸擴(kuò)大。

4 結(jié)語

綜上所述，對汽車車身的設(shè)計與制造新技術(shù)的研究，主要分為兩個方面，分別是汽車車身設(shè)計技術(shù)與制造工藝技術(shù)。在對汽車車身設(shè)計技術(shù)主要是以車門為例的，對新車身的構(gòu)造和材料進(jìn)行闡述，對制造工藝新技術(shù)的成形技術(shù)與焊接技術(shù)進(jìn)行分析，使得這些新技術(shù)在汽車制造中得以運(yùn)用，促進(jìn)汽車生產(chǎn)更加符合現(xiàn)代人的需求。