一、 汽車輕量化三要素
汽車輕量化的目的,是在保證汽車強度和剛性和安全性不降低的情況下,通過優化結構,使用輕質材料和新型鉚接工藝,降低汽車的整車裝備質量,從而提高汽車的動力性能,減少燃料消耗,降低污染排放, 實現良好的經濟效益和社會環保效益。
汽車輕量化的三要素包括:
(1)車身輕量化設計在保證汽車剛度、強度、舒適性和安全性情況下, 優化車身結構、減輕車身重量;
(2)材料輕量化應用選用鋁鎂合金材料、高強度鋼板和工程塑料非金屬材料等輕量化材料;
(3)輕量化連接工藝 滿足輕量化材料之間高強度安全可靠的的連接工藝和連接方法。
可見,在完成汽車輕量化設計和選用輕量化材料之后,輕量化連接工藝是關鍵因素,直接決定汽車的安全和輕量化應用的結果是否成功。
二、當前汽車輕量化在應用中存在哪些工藝問題?
(1)不同形態材料之間的連接工藝問題
焊接工藝,對不同形態材料如有色金屬和工程塑料,或混合材料組合或多層材料組合的連接無法實現;
對于不同厚度,不同強度和夾結構膠的鋼質材料組合的連接,也有很大局限性;
傳統鉚接工藝,對被鉚接材料組合的外觀,功能和動態疲勞強度產生很大的制約。
涂膠粘合工藝,能夠滿足一定的連接要求。
(2)不同形態材料之間的連接強度與安全問題
焊接工藝,有虛焊、氣孔、夾渣、裂紋、燒穿等缺陷,直接影響焊接結構的強度和安全可靠性能;
傳統鉚接工藝,鉚接點的動態疲動強度低,易形成摩擦帶來噪音和質量缺陷,產生松脫,造成安全問題。
涂膠粘合工藝,抗高溫,耐沖擊、抗老化性能存在安全隱患。
(3)車內隔音降噪和防水密封問題
焊接工藝很難做到;勉強為之,效果差。
傳統鉚接工藝,可實現連接,但連接點的氣密封閉性差,而降低了隔音和防水的效果。
涂膠粘合工藝,可以很好實現車輛隔音和防水密封的目的。
(4)輕量化生產過程成本控制問題
焊接工藝能耗成本高,人員成本高,需要環保和勞保投資;特種焊接設備和操作成本更高。
傳統鉚接工藝生產工序繁多,崗位與人員多, 效率低,綜合生產和物流成本高;
涂膠粘合工藝,凝膠固化時間長(約 18 小時),嚴重影響流水作業效率,綜合成本高。
(5)輕量化生產過程質量控制問題
焊接工藝,由于影響質量因素多(人員、材料、設備、工藝管理、生產配套和生產環境等),很難對焊
接質量的全過程進行自動化控制和管理,可控性低,必須進行破壞性質量檢驗;
傳統鉚接工藝,工序繁多,很難做到生產過程自動化質量控制,且尚無可行的無損檢驗方法。
涂膠粘合工藝,抗高溫,耐沖擊、抗老化性能存在安全質量隱患,沒有可行的無損檢驗方法。
