分享好友 市场行情首页 市场行情分类 切换频道

由车身轻量化引发的思考:未来汽车还需要焊接吗?

0000-00-002700
  白车身焊接是指将各种冲压件通过焊接的方式装配成合格的白车身总成。现代汽车中常见的焊接方式有多种,比如电阻点焊、激光焊、Plasma焊、铆焊、TIG/MIG焊等,各种焊接方式各司其职,特点不一。
      
  据统计,白车身中的焊点数目高达4000~6000个之多,将各冲压件装配到一起的同时,还会额外增加车身重量。在现代车身轻量化趋势之下,关于焊接工艺的控制手段层出不穷。比如说采用仿真分析,对焊接点进行优化分析,在满足车身强度的同时,减少焊接点的数目;采用增重少的焊接工艺取代增重多的焊接工艺,比如说激光焊接工艺,以连续的激光焊缝代替离散的点焊缝,可以减少搭接宽度和一些加强部件,压缩车身结构件本身的体积。
  但是,以上只是在对现有的焊接工艺进行改进,真正颠覆性的改变还未到来。
  近年来由于燃油危机以及环境污染等问题,车身轻量化受到越来越多的关注。特别是新能源汽车,与传统汽车不同,采用了电池作为动力来驱动汽车运行,因此受到了电池重量、续航里程的制约,在车辆设计和材料应用上,车身轻量化是车企要考虑的问题。基于此原因,各大汽车公司纷纷推出应对策略,希望寻求新的车身材料,达到减轻车重的目的,其中碳纤维和铝合金是讨论多的材料。
  我们先来看以下案例:
  1.2015年02月13号,福特汽车公司宣布,将与美国陶氏化学合作,研究制造创新性碳纤维复合材料,在未来的产品上用使用;
  2.日本东丽工业与戴勒姆分别持股50.1%、49.9%成立合资公司,于2012年起生产碳纤维加固塑料制成的汽车零部件;
  3.通用汽车公司和日本的碳纤维制造商帝人公司于2011年12月8日宣布,他们将共同开发先进碳纤维/热塑性复合材料技术;
  4.铝轧制品巨头诺贝丽斯(NovelisInc.)在大幅扩张汽车用铝板的产能,该企业在北美、欧洲业务拓展的基础上,于2014年底建成了亚洲条汽车专用铝板生产线(常州);
  5.美国市场研究机构Ducker的一份报告称,尽管目前仅有1%的汽车为全铝车身,到2025年将有18%的汽车为全铝车身。
  那么,随着新材料的兴起,传统的焊接工艺是否会受到影响呢?
  答案是肯定的,比如说铝合金就因其易氧化、热导率和比热容高、线膨胀系数大、合金元素易挥发等缺点,对传统的焊接工艺就产生了极大的挑战。
  近年来,在一些高端车型中出现了一种新的胶接技术,与传统的辅助焊接手段不同,旨在以铆接和胶接技术相结合或仅采用胶接技术,来大量减少或全面取代焊接工艺。比如说捷豹T-TYPE,全铝车身结构完全采用铆接和焊接。F-TYPE的白车身重量仅为261Kg,而一般车身重量则有300Kg左右,减重了近40Kg。
      
  由于铝合金材料是金属材料,在强度、塑性、重量上受到限制,采用完全胶接的方式还是比较难以实现的,现使用这种手段的车型仅有捷豹T-TYPE、路特斯Elise等车型。但是作为“可塑性”以及强度更高的碳纤维材料,这方面的难度就减小了很多。比如说配备碳纤维车身的宝马i系列电动车,车身的粘合是通过长达160米的胶水来完成的。2005~2014这十年间,宝马集团从宝马M家族车型开始逐步加大碳纤维复合材料的应用,积累了丰富的研发和生产经验。而宝马i产品的车身则是完全由碳纤维打造,用编织、成型、粘接工艺取代了传统金属车身的冲压、焊接工艺。
      
  如果说铝合金技术是现在,那么碳纤维技术很有可能就是未来。现在碳纤维技术存在成本高、可修复性难等问题,但这并不是不能解决。在各大车企的共同努力下,成本问题得到了一定的改善。比如说国产车型奕代T300,就配备了碳纤维单体壳车身,售价仅为12万元。
      
  又或者是陶氏汽车系统在碳纤维粘接解决方案上的创新成果——BETAFORCETM复合材料结构胶注射粘接技术。该技术是通过调整开放时间和周期时间等参数,在不影响机械性能的条件下按照客户的特殊生产要求进行定制结构胶,帮助客户提高其装配效率。应用注射粘接技术,碳纤维部件得以更广泛地应用于多种材料的装配,有效支持汽车制造商的轻量化策略。该技术现已成功应用于宝马集团新推出的宝马7系中(2016款)。
      
  以上,车身轻量化是大趋势,在这种趋势下引发的对各种新材料、新工艺的研究层出不穷,传统的白车身焊接工艺必将受到车身轻量化潮流的影响,或许真有某一天,连普通民用车的白车身都不会采用焊接工艺了。
       更多信息请关注复合材料信息网www.cnfrp.com

点赞 0
举报
收藏 0
评论 0
分享 48
航空航天复合材料处于新时代
  在过去10年,航空航天工业是设计创新和技术引入的时代,从空客A380开始,跟着波音787和空客A350。但是重要的改变正在来临。我们正进入一个新时期,不再关注上述这些而是更快、更便宜、更快的主题。过去的10年是创新,下一个10年将是生产率,这一改变将需

0评论2017-03-08441

汽车模具生产轻量化“次时代”到来
  现今阶段,无论是从性能考虑,还是从环保出发,汽车模具生产轻量化都已成为一种必然趋势。而碳纤维复合材料是汽车轻量化的不二之选,众所周知的顶级方程式赛车车身就整体使用的是碳纤维复合材料。随着技术的发展,这种材料逐步普及,已经开始运用于普通汽

0评论2017-03-07415

解析高分子3D打印材料和打印工艺
  3D打印技术与传统材料加工技术相比有许多突出的优势,吸引了国内外工业界、投资界、学术界、新闻媒体和社会公众的热切关注。目前制约3D打印技术发展的因素主要有两个:打印工艺和打印材料。高分子聚合物在3D打印材料中占据主要地位。当前3D打印常用的高

0评论2017-03-07368

新能源汽车销量2017年1月同比下降66%
  根据机构公布数据,2017年1月中国新能源汽车销量仅有4608辆,同比去年下降66%。大幅下跌主要由于2016年底发布的政策变化,导致补贴额度最多下降30%。同时,业界传言北京与其他27个城市将把出租车更换成新能源汽车。彭博新能源财经就此一系列事件的影响予

0评论2017-03-07399

2017年前两月我国新增涂料产能200多万吨
  根据不完全统计,2017年1月至今,我国新增涂料产能已高达200多万吨,其中包括已投产、已开工建设、已签约、环保局在审等涂料项目,投资企业涉及到PPG、立邦、长润发、阿克苏诺贝尔、宣伟、艾仕得、金刚化工等外资企业,以及三棵树、晨阳、东方雨虹、巴德

0评论2017-03-06371

超过50%的减重潜力,CFRP如何在汽车应用中发挥其潜在优势
  在汽车制造商们努力减轻汽车重量、以满足美国公司平均燃油经济性(CAFE)标准和欧盟CO2排放要求的进程中,碳纤维已成为他们用来应对这一挑战的极具前景的材料选项之一。随着碳纤维复合材料在汽车上应用的与日俱增,复合材料产业将迎来一个前途似锦的未来。

0评论2017-03-06498

飞机高性能结构件,3D打印的下一目标
  合成纤维材料有着强度高、质轻、易洗快干、弹性好、不怕霉蛀等一系列优异性能,所在航空航天中的应用越来越广泛,不同品种的合成纤维各具有某些独特性能,由于碳纤维强度重量比优于铸造铝,高性能碳纤维部件的下一个目标是发动机性能结构件与高性能机翼部

0评论2017-03-06423

不饱和树脂产能稳步走高
  近年来,我国不饱和树脂行业快速发展,2016年国内部分树脂工厂仍不断扩能,2016年全国不饱和树脂产能接近360万吨附近水平,但由于2016年我国经济增速放缓,整体需求面偏弱限制了不饱和树脂行业的发展,行业产能过剩现象更为突出,以2016年全年约38%的开工

0评论2017-03-06437

模式创新推动航空复合材料应用新发展
  中航工业沈飞增强企业自主创新能力,构建以企业为主体、产学研用协同促进的创新机制,加快完善复合材料产业标准体系建设和实施互联网+制造新模式,为推动复合材料产业的新发展贡献力量。   着力建设企业自主创新能力  沈飞公司复合材料应用技术发展依

0评论2017-03-06389

直面消费者 汽配行业面临转型
  继粤丰、快捷两家老牌汽配城后,禅城城北片区近日如雨后春笋般迅速涌现出多个汽配城项目。记者初步统计发现,在汇车港、车世界两大项目进驻后,大沥开元汽配产业园、罗村佛山新能源汽车配件城相继打出汽配旗号,一时间汽配产业突然炙手可热起来。扎堆经营

0评论2017-03-04341