鋁點焊在汽車上的運用

1.引言
1 汽車輕量化及鋁車身發(fā)展趨勢

隨著汽車保有量的持續(xù)增加，環(huán)保和節(jié)能減排問題尤為凸顯，汽車輕量化設(shè)計勢在必行。汽車輕量化是指在保持汽車原有的性能不受影響的前提下實現(xiàn)汽車重量的減輕。既要有目標地減輕汽車自身的重量，又要保證汽車行駛的安全性、耐撞性、操控性及舒適性，同時還需保證成本不會增加或少量增加。
目前，汽車輕量化主要可以通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化、輕質(zhì)材料的替代應(yīng)用、制造成形工藝的升級以及先進連接技術(shù)的應(yīng)用等四大途徑來實現(xiàn)，見圖1-1。


圖1-1 汽車輕量化途徑

在汽車的整備質(zhì)量中，車身的重量占了四分之一以上?，F(xiàn)有汽車車身一般由金屬材料（主要為鋼板）經(jīng)過沖壓、焊接等方式生產(chǎn)而成。在上述輕量化途徑中，輕質(zhì)材料的替代使用是一種最直觀的方案，消費者可以看得見摸得著。比如你將汽車的前機蓋從鐵制換成了鋁制或碳纖維，顧客在開啟機蓋時就可以直觀體驗到。車身輕質(zhì)材料的主要技術(shù)路徑包括超高強鋼（含熱成形）、鋁合金、復合材料玻纖碳纖等。寶馬等歐系車主要是采用碳纖維來替代，美系（如特斯拉、F150）應(yīng)用最大的則是全鋁車身。圖1-2為寶馬新7系上的碳纖維加強部件。


圖1-2 寶馬新7系上的碳纖維

碳纖維復合材料密度小，強度高，是目前應(yīng)用的輕質(zhì)材料中減重效果最為顯著的，但其成本相對較高。所以，對于國內(nèi)車型來說，車身的鋁合金化是材料替代途徑中最適合的方案，沒有之一。目前，蔚來汽車、愛馳汽車等造車新勢力也都在嘗試做全鋁車身。圖1-3為蔚來汽車車身鋁合金部件展示。


圖1-3 蔚來ES8車身

目前，鋁合金在國內(nèi)汽車車身上的應(yīng)用情況如下表1-1所示：



2 鋁車身連接技術(shù)

根據(jù)輕量化車身材料及位置的不同，相應(yīng)的連接技術(shù)也有所不同，目前比較常用的輕量化連接技術(shù)為激光焊接、自沖鉚、鋁點焊及粘接技術(shù)。各種連接技術(shù)的簡單示意和中英文簡稱如圖1-4所示。


圖1-4 輕量化連接技術(shù)