覃星云 謝明智

摘 要：節(jié)能環(huán)保安全是當(dāng)今世界工業(yè)關(guān)注的重要問題，汽車輕量化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要途徑。本文介紹了幾種車身連接常用的技術(shù)概念，為輕量化車身提供相關(guān)的研究。

關(guān)鍵詞：輕量化;鋁合金;白車身;連接工藝

0 引言

根據(jù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究，汽車每減重10%，油耗降低7%左右。車身輕量化最直接的辦法就是在車身制造過程中使用鋁合金與高強(qiáng)鋼輕量化的材料，但這些材料的性質(zhì)與傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)有很大的差異性，給車身連接帶來了困難與挑戰(zhàn)，本文針對輕量化鋁合金白車身的連接工藝分析。

1 輕量化材料的應(yīng)用帶來的連接技術(shù)的挑戰(zhàn)

車身輕量化材料的應(yīng)用在減輕車身質(zhì)量的同時(shí)，也對連接技術(shù)提供了更高的要求，在車身傳統(tǒng)的焊接中一般分為了點(diǎn)焊及二氧化碳焊。其中點(diǎn)焊在車身制造中占有70%左右的比例應(yīng)用非常廣泛。二氧化碳焊接占有30%左右的比例，在利用點(diǎn)焊的過程中，點(diǎn)焊對于異種金屬的焊接質(zhì)量很難保證，尤其是當(dāng)前車身中用的鋁鎂合金材料，焊接鋁電阻比鋼要小，導(dǎo)熱系數(shù)又大，在利用點(diǎn)焊的過程中很難有效的保障焊接的質(zhì)量。利用二氧化碳焊接，則不能解決異種金屬焊接的問題，無法保證薄板的質(zhì)量，焊接薄板很容易發(fā)生變形。所以傳統(tǒng)的焊接技術(shù)已經(jīng)無法滿足新材料的要求，要滿足車身輕量化的發(fā)展就必須采取新的焊接工藝[1]。

2 常規(guī)的鋁合金連接工藝

（1）螺栓連接工藝。鋁合金結(jié)構(gòu)中的連接有螺栓連接，螺栓連接主要有普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接，它與鉚釘連接有所不同，螺栓連接可以同時(shí)承受拉力和剪力。在大部分到鋁合金材料制造零部件中都是非常適合用螺栓進(jìn)行連接的，例如汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋，轎車的輪胎等都是鋁合金材料用螺栓來進(jìn)行固定的。

（2）鉚接連接工藝。鋁合金車體當(dāng)前普遍采用滾花圓鉚螺母，安裝時(shí)根據(jù)螺母的規(guī)格及安裝位置的厚度，在鉚釘槍上設(shè)置合適的壓縮行程。將鉚螺母旋進(jìn)芯軸，并插入安裝孔，扣動(dòng)扳機(jī)，讓其發(fā)生塑性形變，完成拉鉚，拉鉚螺母操作簡單便捷，適合單邊操作，但螺母安裝不可拆卸，一旦安裝失敗就很難更換。在車身上應(yīng)用拉鉚釘主要利用液壓鉚接工具和氣動(dòng)鉚接工具，液壓鉚接工具通過液壓泵獲得動(dòng)力，氣動(dòng)鉚接工具通過壓縮空氣獲得動(dòng)力來進(jìn)行固定安裝操作。將鉚釘穿入車身連接孔內(nèi)，套上套環(huán)，用鉚接工具卡爪抓住鉚釘尾部。在動(dòng)力作用下發(fā)生塑性形變，鉚釘在拉斷還處斷開，鉚接完成。拉鉚釘操作較為簡單，車身連接效果好。

（3）焊接連接工藝。當(dāng)前焊接的方法和材料的選擇是有一定聯(lián)系的，當(dāng)前常用于鋁合金結(jié)構(gòu)的焊接形式，分為了TIG焊接，MIG焊接和氬弧焊三種。TIG焊接的全稱叫做鎢極惰性氣體保護(hù)焊，主要分為手工，半自動(dòng)和自動(dòng)焊三種模式，MIG焊接的全稱是金屬惰性氣體保護(hù)焊，分為手工和自動(dòng)焊兩種。它是使用氬氣作為保護(hù)氣體的焊接技術(shù)，又稱為氬氣體保護(hù)焊，就是在電弧焊周圍通上氬氣保護(hù)氣體，將空氣隔絕在旱區(qū)外，防止焊區(qū)的氧化。能夠焊接所有金屬特別是一些難溶金屬氧化金屬，例如鎂，鈦，鉬和鋁等合金，也不受焊件位置的限制，能夠進(jìn)行全方位的焊接。

3 鋁合金應(yīng)用技術(shù)中的新工藝

（1）膠粘技術(shù)。鋁合金應(yīng)用技術(shù)中的一些新工藝，有膠粘技術(shù)，主要是通過膠粘劑和被連接器件之間的化學(xué)反應(yīng)和物理凝固作用，將材料粘接在一起的技術(shù)。它的抗疲勞性隔音性減震性都非常的好，因此，在當(dāng)前的車身制造中得到了廣泛的應(yīng)用。但是在多材料車身的交接技術(shù)卻面臨著一定挑戰(zhàn)，因?yàn)樵诟邷乜酒峁袒臅r(shí)候，由于呂剛熱膨脹系數(shù)差異很大，會(huì)導(dǎo)致車身的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形，在這樣的情況下會(huì)讓膠粘頭失效。

（2）焊接技術(shù)。CMT焊接是一種冷金屬過渡焊接技術(shù)。這種技術(shù)適合用于薄板焊接，因?yàn)樗抢脵C(jī)械抖動(dòng)絲讓熔滴脫離焊絲，達(dá)到降低熱輸入量的目的，所以它不適合于厚板領(lǐng)域焊接。激光焊接技術(shù)是以激光作為能量載體的高能量密度的焊接方法，將高強(qiáng)度激光束輻射到金屬表面之后，通過金屬和激光產(chǎn)生的作用，讓金屬融化形成了連接。金屬焊接的優(yōu)點(diǎn)焊接變形小，焊接速度快，焊接質(zhì)量好，能夠?qū)Σ煌漠愋谓饘龠M(jìn)行相關(guān)的焊接。激光焊的能量密度很高，但是對接頭間隙要求非常嚴(yán)格，所要求允許的間隙量最大不能超過板厚的10%。激光穿透焊接技術(shù)它是一種熱塑性的環(huán)節(jié)，在焊接的過程中激光參數(shù)對焊接速度和焊接質(zhì)量影響非常大，因此要做好相關(guān)的分析，選擇合適的參數(shù)做好焊接。

（3）無鉚釘鉚接技術(shù)。無鉚釘鉚接技術(shù)和鉚接連接技術(shù)產(chǎn)生了明顯的對比，它又被稱之為是沖壓鉚接。利用軟件本身的冷變形能力，對板件進(jìn)行壓力加工，讓板件產(chǎn)生局部變形，然后將板件連接在一起的技術(shù)。無鉚釘鉚接工藝它的接頭剝離強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度較低，所以只能用于發(fā)動(dòng)機(jī)罩行李箱蓋等非承載的部位。

（4）FDS流鉆螺釘技術(shù)。FDS技術(shù)被稱為是流鉆螺釘技術(shù)，它發(fā)明于20世紀(jì)末。這項(xiàng)技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗穆葆敳恍枰冃?，所以可以用來包裹超高?qiáng)鋼，鋁鎂合金，復(fù)合材料在內(nèi)的相關(guān)異種材料。這項(xiàng)技術(shù)不僅能夠用于板材，也利用于型材，螺釘高速旋轉(zhuǎn)后能夠軟化金屬保證連接后板材變形較小。同時(shí)在使用之后也方便拆卸回收，因此非常符合當(dāng)前的應(yīng)用，但是它的明顯缺點(diǎn)就是設(shè)備成本非常的高，明顯高于電阻點(diǎn)焊的成本。

4 結(jié)束語

綜上所述，輕量化鋁合金白車身的連接工藝有很多，一般分為了傳統(tǒng)常規(guī)的鋁合金連接工藝，一些隨著當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展，在鋁合金應(yīng)用技術(shù)中所產(chǎn)生的新工藝，這些新工藝包括了膠粘技術(shù)，焊接技術(shù)，無鉚釘鉚接技術(shù)和FDS流轉(zhuǎn)螺釘技術(shù)，這些技術(shù)既有優(yōu)點(diǎn)也有不足，因此在具體的應(yīng)用過程中，要結(jié)合車身的實(shí)際情況來進(jìn)行有針對性的選擇應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張鵬，劉志敏，陳琳琳，全斌義，周萬權(quán).白車身鋁合金輕量化的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].汽車工藝與材料，2019（03）：4-8.