董加歡 馬旭

摘要：焊接、總裝以及涂裝是汽車車身設(shè)計以及制造的整個過程中的核心工作。其中，保證車身焊接質(zhì)量的重要因素就是焊接夾具。隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，人均擁有汽車的數(shù)量不斷增加，汽車的廢氣排放量越來越多，對環(huán)境產(chǎn)生較大的影響。汽車行業(yè)的整頓必不可少，所以降低汽車燃油量和減少汽車排放污染的汽車輕量化應(yīng)運而生。本文將闡述輕量化車身用鋁合金焊接工裝夾具應(yīng)用的意義以及鋁合金材料的特點特性，重點研究鋁合金車身板在汽車生產(chǎn)中的實際應(yīng)用以及提升輕量化車身用鋁合金焊接工裝夾具應(yīng)用的發(fā)展速度的建議和思考。

關(guān)鍵詞：汽車輕量化;鋁合金車身板;應(yīng)用

伴隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，我國的制造業(yè)水平不斷提高，這在為人民帶來福利的同時，資源消耗問題以及環(huán)境污染問題也日益加重。所以之前因為成本過高而受阻于市場實際應(yīng)用中的汽車輕量化在政府的扶持，大環(huán)境的發(fā)展下重新成為了汽車行業(yè)的焦點。

一、輕量化其車身用鋁合金焊接工裝夾具應(yīng)用的意義

1.1有利于降低油耗量和減少廢氣排放量

根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，汽車的耗油量有汽車本身的質(zhì)量有關(guān)，汽車的車身質(zhì)量越大，油耗量越高。汽車車重每減少一千克，其一升的汽油就可以多行駛十一米。因此想要降低汽車的油耗量，一個重要措施就是降低汽車的車身質(zhì)量。減輕汽車車身質(zhì)量還有利于降低二氧化碳的排放量，車重減少一半，二氧化碳的排放量會減少百分之十三左右。對提高環(huán)境質(zhì)量有很大的幫助。而汽車降低汽車質(zhì)量的有效方法就是車身采用鋁合金焊接工裝夾具。

1.2有利于汽車的安全性能以及行駛性能

減輕汽車的質(zhì)量，有利于提高汽車的安全性能以及行駛性能。根據(jù)物理的慣性原理，汽車的質(zhì)量越小，慣性越小，汽車的安全性能則越高。美國的鋁業(yè)協(xié)會也研究表明了汽車的車身質(zhì)量每減輕四分之一，就能提高汽車速度的百分之四。用鋁合金焊接工裝夾具有利于減輕汽車的質(zhì)量并降低動力和動力傳動系統(tǒng)的負荷，使汽車可以在牽引負荷狀態(tài)較低的情況下表現(xiàn)出同樣甚至更好的行駛性能.

1.3有利于增加汽車的續(xù)航時間

汽車的輕量化可應(yīng)用的材料主要有兩種。一種是高強度鋼，其造價較高，而且在為汽車減重方面出現(xiàn)了瓶頸，不適合大規(guī)模的應(yīng)用與市場。另一種則是鋁合金、鈦合金、鎂合金、碳纖維、塑料等輕質(zhì)材料。現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于市場中的便是鋁合金材料。鋁合金在為汽車的減重做出突出貢獻。汽車的質(zhì)量每減少100千克，其續(xù)航時間就會增加原來的十分之一 ，這可以大大的節(jié)省汽車的使用成本。

二、鋁合金材料的特點

鋁是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷慕饘僦?。鋁合金是在純鋁中加入Cu、Mg、Si、Zn、Mn等合金元素配制而成并通過一些手段令它的強度、硬度等都有所提升，使其更好地滿足工程需要。相較于鋼鐵，鋁合金的質(zhì)量更輕，導(dǎo)熱性更好，耐腐蝕性更強，更容易加工，并且廢棄的鋁材料幾乎可以全部回收再利用，有利于環(huán)境的保護。而且，在汽車生產(chǎn)的應(yīng)用中，鋁合金零件可以大大降低汽車的車身質(zhì)量。所以，鋁合金是世界近二十年以來汽車輕量化使用最多的材料。

三、輕量化車身用鋁合金焊接工裝夾具的應(yīng)用

3.1 鋁合金在汽車輕量化過程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

汽車的發(fā)動機罩和行李箱蓋都是應(yīng)用的鋁合金。鋁合金具有質(zhì)量輕、耐用性好、耐腐蝕能力強以及對行人的撞傷傷害小的特點。由于鋁合金的特點，其在汽車的車身中的應(yīng)用越來越廣。據(jù)調(diào)查，應(yīng)用與汽車車身板的鋁合金多為鋁合金2000系、鋁合金5000系、鋁合金6000系以及鋁合金7000系。其中最適合代替鋼板的為鋁合金5000系以及鋁合金6000系。鋁合金5000系身為熱處理不可強化合金，通過鎂元素的加入產(chǎn)生固溶強化反應(yīng)，使其耐腐蝕性和成形性提高。因此多應(yīng)用于如汽車發(fā)動機內(nèi)蓋板等汽車內(nèi)板中的復(fù)雜部位。并且鋁合金5000系在淬火后仍可以在較低的屈服狀態(tài)下供貨，沖壓性能良好，而且可以在最后的烤漆處理中得到進一步強化，使其可以應(yīng)用到如汽車外覆蓋件的外板等剛度、強度要求較高的部位。鋁合金6000系主要應(yīng)用于AA6111，AA6022（北美車企使用），AA6016，AA6111（日本車企使用）AA6022，AA6016（歐洲車企使用）等。

3.2 汽車用鋁的分類及其應(yīng)用

汽車的發(fā)動機使用鋁合金。因為鋁合金具有良好的抗腐蝕性和導(dǎo)熱性，可以有效的滿足汽車發(fā)動機的氣缸以及汽缸蓋對材料的要求。鋁合金應(yīng)用汽車發(fā)動機的氣缸以及汽缸蓋在世界上有許多例子。比如說，日本的豐田公司的凌志IMZ-FEV6以及日產(chǎn)公司的VQ的發(fā)動機油底殼都采用鋁合金;美國通用公司以及法國汽車公司的氣缸套都采用全鋁型。我國生產(chǎn)的YZ118，ZL119，ZL120等合金都可以應(yīng)用到制造汽車的發(fā)動機部件。目前，鋁合金在發(fā)達汽車工業(yè)國家使用率已達百分之八十一。而且伴隨著汽車輕量化發(fā)展的更高要求，鋁合金焊接工裝夾具在汽車行業(yè)中的應(yīng)用將越來越廣泛。

3.3 鋁基復(fù)合材料及其應(yīng)用

隨著科技不斷進步，應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展需求而產(chǎn)生的具有強大生命力的鋁基復(fù)合材料具有密度低，穩(wěn)定性高，強度高，耐磨性好，抗疲勞性高，抗斷裂韌性高等一系列優(yōu)點。早在二十世紀(jì)八十年代，日本的豐田公司就已經(jīng)通過使用鋁基復(fù)合材料制造了發(fā)動機活塞，較原來的發(fā)動機活塞重量減輕了二十分之一到十分之一，導(dǎo)熱性提高了原來的四倍。后來，美國的Duralcan公司又使用鋁基復(fù)合材料制造出了汽車制動盤，與原來的用鐵制造的汽車制動盤的質(zhì)量降低了百分之四十到百分之六十，并且發(fā)現(xiàn)了用鋁基復(fù)合材料制造的汽車制動盤相比較用鐵制作的汽車制動盤有更好的散熱性以及耐磨性。隨著時代的發(fā)展，鋁基復(fù)合材料逐步應(yīng)用于汽車剎車系統(tǒng)元件以及驅(qū)動軸，搖臂等零件中去。

3.4 變形鋁合金在汽車輕量化中的應(yīng)用

目前，我國的汽車車身板多為鋁合金構(gòu)造。常用于汽車車身板上的變形鋁合金主要為鋁合金2XXX系、鋁合金5XXX系、以及鋁合金6XXX系。汽車的外殼以及車身的框架材料多應(yīng)用于經(jīng)過熱處理后的鋁合金。同時，鋁合金也被廣泛應(yīng)用為汽車的懸掛零件。采用鋁合金作為汽車的懸掛零件有利于提高汽車在駕駛過程中的平穩(wěn)性。因為鋁制熱交換器相較于銅制熱交換器質(zhì)量的三分之一，所以在美國和日本鋁制汽車空調(diào)已經(jīng)被完全采用。美國對于散熱器的鋁化率已經(jīng)達到了百分之六十至百分之七十，而歐洲對于散熱器的鋁化率已經(jīng)高達了百分之九十到百分之一百。

結(jié)束語

由于我國的輕量化汽車起步較晚，缺乏經(jīng)驗，仍落后于其它汽車工業(yè)發(fā)達國家，所以汽車減重的好處我國還未真正的領(lǐng)悟到。在輕量化汽車的道路上，我國還未建立起相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈，仍面對諸多困難，需要把輕量化汽車發(fā)展放在重中之重。其中，鋁合金材料在汽車輕量化發(fā)展中占有重要地位。汽車車身的焊接夾具設(shè)計對汽車車身也具有重要作用?，F(xiàn)代汽車企業(yè)應(yīng)順應(yīng)時代的發(fā)展，提高自身焊接工藝以及焊接水平，將鋁合金應(yīng)用于汽車中作為關(guān)注的焦點。不斷提高鋁合金焊接工裝夾具的技術(shù)水平，將鋁合金焊接工裝夾具實際應(yīng)用到汽車車身的生產(chǎn)過程中去。吸收外國先進經(jīng)驗，促進我國鋁合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不斷提高我國汽車制造的水平。大力研究鋁合金焊接工裝夾具在汽車輕量化中的應(yīng)用，促進我國汽車輕量化取得較大的進步，以改善我國的環(huán)境污染問題，造福百姓。鋁合金焊接工裝夾具在汽車輕量化過程中做出了較大的貢獻，在今后的汽車領(lǐng)域里，應(yīng)加大對鋁合金的應(yīng)用，促使我國汽車產(chǎn)業(yè)的進步，早日完成我國汽車輕量化目標(biāo)。

參考文獻

[1]王祝堂，張新華.汽車用鋁合金[J].輕合金加工技術(shù)，2011，39（2）：1-13.

[2]張毅，連昌偉.鋁板在車身覆蓋件沖壓生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)[J].鍛壓技術(shù)，2015，1（40）：48-51.

[3]王茵，張海文.金屬基復(fù)合材料在汽車工業(yè)上的應(yīng)用[J].貴陽金筑大學(xué)學(xué)報，2004，（2）：120-122.