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镁合金/激光焊接 通用新材料和技术展示

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  [汽车之家 技术]  这已经不是我们第一次来到通用汽车中国科学研究院了,早在2013年,我的同事就来过这里了解有关新型材料应用以及电池研发方面的最新成果。四年后,我们再次前来将要见识的成果有了新的变化,除了新材料使用成果外,激光焊接技术也成为此次参观的重点。新材料和激光焊接技术如今在通用量产车上的应用情况究竟如何,我们今天便来解开这个疑问。

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● 镁合金和QP980高强度钢的应用:

  车身轻量化一直以来是各大汽车厂家科研项目中最不可或缺的部分,研究轻量化的主要目的就是为了降低油耗,并提升操控性。要知道相关政策已经说得很清楚了,计划到2020年,乘用车行业燃油限值要从2015年的6.9L/100km降至5.0L/100km,如果无法按时完成目标,随之而来的是一系列严厉的处罚措施。

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  燃油限值对于通用汽车来说更像是一条悬在头顶的枷锁。在2016年7月13日,工信部公示了2015年度乘用车企业平均燃料消耗量情况,共有31家企业未达标,其中上汽通用榜上有名。那么轻量化真的能带来突飞猛进的效果吗?那是当然!根据研究显示,理论上只要车身重量每减轻10%,油耗就可降低7%左右,研究轻量化自然是目前最有效的方法之一。目前通用公布了两种新材料的使用方案,其一是镁合金,另一种是第三代高强度钢

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  很多网友都知道如今在轻量化道路上,多数厂家已经开始广泛使用铝合金了,诸如奥迪捷豹等品牌都已经在旗下不少高端车型上使用了铝合金车身,当然还有一些超跑品牌使用碳纤维材料直接取代金属,这种不计成本的做法显然不是大多数车企愿意采用的,毕竟我们日常购买的车辆还要考虑价格等方面的要求。

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  通用现已逐步开始使用镁合金来制造车身部件,据透露,同样的部件,镁合金比铝合金轻了33%,比传统钢材轻了75%,目前该合金材料已经应用在凯迪拉克CT6的后备厢盖内板上了,相比传统铝合金内板还要轻2公斤,减重效果还是挺明显的。

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  首次在乐风RV上使用的QP980第三代高强度钢是通用、泛亚、宝钢和同济四家联合开发的产品,相比通用曾使用过的第一代高强度钢而言轻了20%,而强度则保持着与第一代产品基本相同的水准。

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  今天在共享会现场,通用并未提供更多有关这款钢材的信息。根据网上查阅到的相关文献(由泛亚汽车技术中心发布)介绍,通用曾对不同型号高强度钢进行过对比研究,最终发现与汽车常用的CR340、DP600、DP800、DP1000四种高强度钢板相比,QP980的强度略高于DP1000的强度,不过冲压成形性则是QP980比DP600略好。

● 新型激光焊接技术的应用:

  制造领域革新的主要目的是为了实现更高的生产效率以及提高焊接质量,激光焊接技术就是通用目前主要的研究方向,并且已经取得了一定的效果。通用现有两种技术已经实现应用,分别为“镀锌钢板零间隙激光焊接技术”、“远程激光焊接技术。

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  传统的金属板连接工艺主要有自攻螺接、直冲铆接、激光钎焊、电阻点焊四种,每种连接方式各有各的特点,诸如常见的电阻点焊吧,一般用于连接金属钣金件,我们常常能在白车身上看到连成一排的圆点就是电阻点焊工艺。电阻焊本身还是存在一定缺点的,比如焊装工位占地面积大且操作不便,偶尔会发生焊穿等问题。

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  激光焊接相比铆接和电阻焊优势在于焊接速度快、灵活性更高且成本更低。通用官方说,如果没有采用激光焊接技术转而使用传统的铆接技术,凯迪拉克CT6的车身上会多出约1469个铆钉,也就相当于增重1.46公斤。此外传统铆接工艺需要花费3-5秒完成的一个点,激光焊接只需0.5-1秒即可完成,焊接一个点的成本仅为铆接的1/10。激光焊接目前主要应用在车身的焊接上,未来车门、车顶等部位的焊接也将逐渐变为激光焊。

● 文章总结:

  尽管去年因为燃油平均消耗量超标而被点名批评,不过在节油技术领域,通用汽车也确实做着一定的努力,通过减重以及创新工艺实现传统汽油发动机汽车节能降耗的目的。除此之外,通用汽车还针对混合动力、电池、车联网等技术开展研究,这些我们此前也已经介绍过了,感兴趣的朋友可以点击文末图片了解更多细节。轻量化在理论上确实能起到节能降耗的作用,但是量产车实际表现究竟如何,能否在2020年实现平均5.0L/100km的目标,目前来看情况依旧不明朗,只能说不断通过推进新技术的方式尽可能达到这样的目标吧。(文/图 汽车之家 朱力神)

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