铝合金车身这么重要?

2020-07-09 10:30:31
梁新琼
原创
421

铝合金车身这么重要 ?

 

现在市场上很多汽车的车身都是铁皮,安全性能是看材质决定的。 铝车身的性能就比较高,当然铝合金车身也有不少缺点,比如造车成本会很高。

因为铝本身就比较贵,一些铝合金的价格甚至超过黄金,二是其生产工艺比较复杂,有更多的技术难点。也因此,全铝车身目前基本都是在豪华高端车辆上应用。那么铝合金车身真的这么重要吗 ?

 

对于汽车来说,除了节油,轻量化的全铝合金车体可以压榨出动力和操控表现。一般来说,在动力不变的情况下,越轻的车提速越快,也更有运动感,同时弯道的侧倾也会减弱。而在同等强度下,越轻的车越安全。车身越重,惯性越强,出现事故后所承担的撞击力度就会越大,事故的后果就越严重。  

 

 

一 铝合金在车身制造中的应用  

现在 汽车制造的一个趋势是使用铝等材料制造车身中大的覆盖件板件 ,来减少车辆自重 ,像发动机罩 ,车顶 ,车门板。

二 铝合金的在车身制造中的优点  

 

在新的车身中铝合金有许多优点和特性 ,虽然这些特性不一定是好的方面 ,但是性能超过传统的钢铁车身 ,它有许多优点不仅仅是在减轻车身重量方面 ,重要的是减小燃油消耗 ,改善车辆的操纵性。  

 

另外一个铝车身优于其他钢铁车身原因是它的环保性能 ,前面已经提到可以减小燃油的消耗 ,可减少在生产过程中的污染的排放 ,因为 99%的铝可以被循环利用 ,在一定程度上补偿在从铝矿石冶炼铝产生的成本高消耗。铝的比重大约是钢铁的三分之一 ,在车身制造中的铝的应用可以使车辆减小 20-30%重量 ,可以减少 10%的燃油消耗 ,这意味着每百公里节省 0.5升燃油。  

铝合金循环利用率高 ,可以补偿冶炼的高能源消耗 ,由于可以重复利用 ,再循环的成本很低

 

三 铝车身焊接  

 

由于铝合金所具有的独特的物理化学性能,在焊接过程中会产生一系列的困难和特点。在对铝材进行焊接操作时 ,必须要考虑它的特殊的性能。

 

1、铝具有强氧化能力,铝与氧的亲和力很大,在空气中极易与氧结合生成致密结实的三氧化二铝薄膜,厚度约 0.1um,三氧化二铝的熔点高达 2050℃,远远超过铝合金的熔点,而且密度大,约为铝的 1.4倍。  

在焊接过程中,氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合,并易造成夹渣。而且氧化膜还会吸附水分,焊接时会造成焊缝有气孔。因此为了保证焊接质量,铝外成的氧化铝层在焊接操作时必须要去除,并且防止在焊接过程中再次氧化。

 

  

2、铝具有较高的导热系数和比热容,铝的这两个参数都很大,约比钢大一倍多,在焊接过程中大量的热能被迅速传导到基体金属内部,因此焊接铝合金比焊接钢要消耗更多的热量。为获得高质量的焊接接头,必须采用能量集中、功率更大的热源。

  

3、铝的热裂纹倾向性大。铝合金的热膨胀系数约为钢的两倍,凝固时体积收缩率达 6.5%,因此在焊接某些铝合金时,往往由于过大的内应力而在脆性温度区间产生热裂纹,这是铝合金尤其是高强度铝合金焊接时较常见的缺陷之一。要避免外部缺陷或变形 ,焊接时要注意加热和冷却的速度过高 ,在焊接较厚或大的件时 ,要对板件进行预热和控制冷却 ,焊接后在板件上覆盖一层防火毯使冷却速度降低。  

 

在有些时候 ,铝合金的焊缝的应力很大 ,会变脆 ,为防止这种情况 ,需要用锤对焊缝进行锤击 ,以消除内应力增加焊缝的强度。  

 

4、容易产生气孔。焊接接头中的气孔是铝合金焊接时易产生的另一个常见缺陷,氢是熔焊时产生气孔的主要原因。铝合金的液体熔池很容易吸收气体,高温下溶入大量的气体,在焊后冷却凝固的过程中来不及析出,而聚集在焊缝中形成气孔。 焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分都是焊缝气体中氢的主要来源,因此焊接前必须严格清理,并且合理选择 焊接工艺防止气孔的产生。  

 

5、无色泽变化。铝在加热时颜色不会发生变化 ,加热时要使用温度指示 ,以防止铝材受到过高的温度 ,产生变形 .为防止变形 ,必须要避免过热 ,在焊接长焊缝时 ,应采用分段焊接防止过热 .在车身中铝合金的焊接中 ,不采用 电阻点焊操作,铝的电阻大约是铁的 1/5,在使用电阻点焊时为了能够达到合适的电阻热 ,焊接电流要达到 30000安培 ,一般情况下这么高的电流很难达到 .,它需要很高的能量输出。在生产和修理中用铆接来替代,一般情况下在修理中用铝惰性 气体保护焊设备来焊接。
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