白車身新材料應用及制造工藝發(fā)展

祝威?王鵬宇

摘要：白車身是汽車性能以及其結(jié)構(gòu)的重要影響指標，必須不斷結(jié)合新技術(shù)、新材料，及時對白車身設(shè)計過程中存在的問題以及解決措施采取針對性的分析，促進白車身的進一步發(fā)展。本文主要就白車身所涉及新材料以及新工藝進行分析，探究其意義和促進白車身發(fā)展的具體應用措施。

關(guān)鍵詞：白車身；新材料應用；制造工藝發(fā)展

隨著汽車應用數(shù)量的不斷增加，相應的汽車污染以及能源耗費等問題給社會發(fā)展帶來了深遠影響。必須采取措施降低汽車的油耗量，才能實現(xiàn)汽車減排以及保護環(huán)境的目的。通過推動汽車設(shè)計結(jié)構(gòu)優(yōu)化發(fā)展和應用新材料，可促進汽車輕量化目標的實現(xiàn)，促進新材料事業(yè)的發(fā)展。

一、白車身應用的新材料

（一）高強度鋼

國際鋼鐵協(xié)會定義鋼鐵材料為熱成型鋼、超高強度鋼、先進高強度鋼、普通高強度鋼以及低碳鋼五大類，按其應用角度的不同有不同的應用。在此過程中，低碳鋼是軟鋼的一種，結(jié)構(gòu)鋼更多以普通碳素、優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)成，更多的是不經(jīng)熱處理即應用到結(jié)構(gòu)件之中，也有一部分是使用了熱處理以及經(jīng)滲碳之后，再被應用到耐磨性較高的機械零件之中。在此過程中，軟鋼應用到的機械零件使用冷成形比較好，具體的可采用如沖壓、卷邊等方法處理，促進其焊接性能的提高。高強度鋼與低碳鋼相比，其屈服強度等相對較高，同時，又可以根據(jù)屈服強度的不同進行高強度鋼的進一步劃分。高強度鋼在應用過程中更多的采用了熱成形的方法，通過在九百到九百五的高溫中加熱再冷卻，可促進高強度鋼應用到的具體材料的延伸性以及強度的增加，以此促進車輛焊接工作的開展以及車輛抗碰撞能力等的提高。

（二）鋁合金

鋁合金是新時代應用比較廣的一種材料，其具體的優(yōu)點等主要體現(xiàn)在以下幾個方面。第一，鋁合金相比較傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)而言，其材料的重量等比較輕，對促進汽車輕量化的作用明顯。同時，鋁合金的造價等更為便宜，不存在材料浪費等問題，可以及時地回收利用。第二，促進環(huán)境保護工作開展。鋁盒金材料的應用可促進汽車排放量的降低，有助于實現(xiàn)節(jié)能減排的時代發(fā)展目標，促進美好生活環(huán)境的打造。第三，提高汽車綜合性。鋁合金材料在汽車制造等方面的作用并不是單一的，而是多方面共同發(fā)展的過程。在此過程中，通過在車輪等處大量應用鋁合金材料，可促進汽車結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定并降低汽車的重量，增加車內(nèi)空間。同時，鋁合金在能量的吸收和分散等方面具有較廣的應用，可促進汽車自身安全性、穩(wěn)定性、舒適性等性能的提高。通過使用不同材料的鋁合金板材，可促進汽車外伸延展性以及自身強度的提高，促進汽車整體性能的提高。

（三）復合材料

與其它汽車材料相比，復合材料可以算是當今汽車應用材料過程中最為輕質(zhì)的材料，其應用對降低汽車整體質(zhì)量具有重要作用。隨著新型復合材料的不斷推出，其在汽車中的應用也會越來越廣，對汽車發(fā)展起到的作用也會越來越多。例如，汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計中常使用的復合材料之一——SMC，由于其質(zhì)量相對較輕，且具有較高的可塑性，可以及時根據(jù)汽車發(fā)展的具體要求進行模壓制作等操作，可有效促進汽車輕量化效果實現(xiàn)。同時，汽車制造過程中新材料的引入還可及時配合其他元素，促進汽車自身保溫性、散熱性等具體性能的提高，推動材料的不斷更新發(fā)展。

二、白車身制造工藝

（一）連續(xù)變截面輥軋板

在汽車制造的軋制過程中，通過使用連續(xù)變截面輥軋板可利用計算機對軋輥的距離等及時控制，促進既定厚度以及連續(xù)變化要求的板材的合理制造。在使用該類工具后，汽車零件的承載能力等都有了較高層次的提升，汽車的質(zhì)量也實現(xiàn)了有效的減輕。該技術(shù)在具體分類過程中屬于柔性軋制技術(shù)，更多的是將縱向的周期性連續(xù)變化軋制與傳統(tǒng)的橫向軋制相結(jié)合，以此實現(xiàn)汽車軋制效用等有效提高的目的。在其具體應用到車身設(shè)計等過程時，必須考慮沖壓模板的設(shè)計等工作，得出具有針對性的規(guī)律以及應用和評價措施。要保持該類材料在穩(wěn)定性、整體性等方面的優(yōu)秀性能，以此基礎(chǔ)上開展更高層次的發(fā)展。

（二）分區(qū)域熱處理

汽車的不同部位，在遇到外界碰撞等刺激時的反應也各不相同。為了盡可能提高汽車的承載能力和抗壓能力，擴大在危險情況發(fā)生時汽車駕駛員的生存空間，必須對各部位的承載能力等開展詳細的控制。在此過程中，分區(qū)域熱處理手段的引入具有重要意義。通過對汽車統(tǒng)一構(gòu)成部件的不同角度開展不同的加熱處理，可促進部件各部位性能以及其整體性能的提高，以實現(xiàn)汽車在遇到碰撞等刺激時不變形、發(fā)生有利變形等情況的出現(xiàn)。

（三）結(jié)構(gòu)膠粘連

除了通過焊接進行汽車部件的打造以及車身的制作外，適當?shù)匾胝尺B類材料可促進汽車車身剛度的明顯增加，達到碰撞強度提高的目的。通過對汽車不同部位進行粘連，可以使得焊接等操作流程步驟明顯簡化，促進打造成本以及開發(fā)設(shè)計費用的下降，提高汽車構(gòu)造研發(fā)的經(jīng)濟效益。同時，通過在汽車的轉(zhuǎn)和等部位增加結(jié)構(gòu)膠的使用數(shù)量，可促進車身在彎曲以及扭轉(zhuǎn)方面剛度的顯著增加，促進汽車整體性能的提高。在汽車構(gòu)造過程中，結(jié)構(gòu)膠粘連一類的現(xiàn)象主要出現(xiàn)在汽車的門以及蓋的折邊位置、地板與車身加強梁之間聯(lián)合的位置、加強件與內(nèi)板的焊接面和焊點的位置以及在操作中使用焊接技術(shù)較難操作的地方。同時，在汽車結(jié)構(gòu)膠粘連操作過程中，要重視膠與熱源之間的關(guān)系，避免因過熱溫度導致的膠體受損等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（四）自沖鉚接工藝

二氧化碳氣體保護焊和電阻焊是白車身主要應用的連接工藝。面對傳統(tǒng)焊接中不易被焊接的點的問題以及復合材料不能使用焊接技術(shù)的問題，可選擇減少使用傳統(tǒng)鉚接工藝，更多引入新型的自沖鉚接工藝的方式。通過引入自沖鉚接工藝，沖鉚工作可以通過一次工作即可完成，汽車車身材料的連接實現(xiàn)了新的發(fā)展。隨著鋁合金材料在汽車構(gòu)造以及汽車零件中應用的逐漸增加，需要進行鉚接操作的部位也不斷增多，引入自沖鉚接工藝可顯著促進白車身應用過程中輕量化的操作目的。

三、小結(jié)

白車身輕量化是新時代發(fā)展過程中對提高汽車等車輛競爭力而提出的明確要求。通過引入鋁合金、復合材料以及高強度鋼等材料，使用新型的焊接、鉚接以及粘連技術(shù)，可促進白車身剛度、重量以及安全性、舒適性、靈活性等的提高，實現(xiàn)汽車發(fā)展與時代發(fā)展共同進步的最終目的。

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（作者單位：華晨汽車集團控股有限公司）