對于汽車來說，除了節(jié)油，輕量化的全鋁合金車體可以壓榨出終極動力和操控表現(xiàn)。一般來說，在動力不變的情況下，越輕的車提速越快，也更有運(yùn)動感，同時彎道的側(cè)傾也會減弱。而在同等強(qiáng)度下，越輕的車越安全。車身越重，慣性越強(qiáng)，出現(xiàn)事故后所承擔(dān)的撞擊力度就會越大，事故的后果就越嚴(yán)重。

當(dāng)然，鋁合金車身也有不少缺點(diǎn)，比如造車成本會很高。一是因?yàn)殇X本身就比較貴，一些鋁合金的價格甚至超過黃金，二是剛才提到的，其生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，有更多的技術(shù)難點(diǎn)。也因此，全鋁車身目前基本都是在豪華高端車輛上應(yīng)用。那么鋁合金車身真的那么重要嗎？

鋁合金在車身制造中的應(yīng)用

ECHI 

現(xiàn)在汽車制造的一個趨勢是使用鋁等材料制造車身中大的覆蓋件板件,來減少車輛自重,像發(fā)動機(jī)罩,車頂,車門板,車輛中像奧迪A6,雷諾Laguna ii,標(biāo)致307和歐寶維特C,他們的發(fā)動機(jī)罩是鋁,雷諾Laguna ii的發(fā)動機(jī)罩,車頂和車門板都使用鋁合金.可是,有許多制造廠把鋁合金引入到車身結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)中,甚至完全用鋁合金來制造整個車身,車輛中像奧迪A2,A8,捷豹的XJ,其他的廠家像寶馬的5系列,鋁合金用來制造車身前部的結(jié)構(gòu)件和外部板件。

二、鋁合金的在車身制造中的優(yōu)點(diǎn)

在新的車身中鋁合金有許多優(yōu)點(diǎn)和特性,雖然這些特性不一定是好的方面,性能超過傳統(tǒng)的鋼鐵車身,它有許多優(yōu)點(diǎn)不僅僅是在減輕車身重量方面,重要的是減小燃油消耗,改善車輛的操縱性。

另外一個鋁車身優(yōu)于其他鋼鐵車身原因是它的環(huán)保性能,前面已經(jīng)提到可以減小燃油的消耗,可減少在生產(chǎn)過程中的污染的排放,因?yàn)?9%的鋁可以被循環(huán)利用,在一定程度上補(bǔ)償在從鋁礦石冶煉鋁產(chǎn)生的成本高消耗。鋁的比重大約是鋼鐵的三分之一,在車身制造中的鋁的應(yīng)用可以使車輛減小20-30%重量,可以減少10%的燃油消耗,這意味著每百公里節(jié)省0.5升燃油。

鋁合金循環(huán)利用率高,可以補(bǔ)償冶煉的高能源消耗,由于可以重復(fù)利用,再循環(huán)的成本很低.

鋁是一種惰性材料,這種說法也許不準(zhǔn)確,鋁金屬暴露在空氣中很快在表面形成一層致密的氧化物,這層氧化物是三氧化二鋁,使金屬鋁和空氣隔絕開來,保護(hù)氧氣的進(jìn)一步的腐蝕。正是這種可以迅速形成鋁氧化物以抵抗外部氧化腐蝕的性能,使它成為一種優(yōu)良防腐性能的材料。

鋁金屬外層的氧化鋁有以下特點(diǎn):

當(dāng)鋁金屬暴露在空氣中時,會直接與空氣中的氧發(fā)生發(fā)應(yīng)形成一層薄的致密的氧化鋁薄膜,阻隔了進(jìn)一步的氧化,使鋁有好的被動防護(hù)性.這層氧化物的熔點(diǎn)高達(dá)2050℃,在焊接操作時需要去除這層氧化物,如果不去除這層氧化物,焊縫會存在氣孔和雜質(zhì)等缺陷。

鋁有良好的剛性,一定厚度的板材應(yīng)用在車身上,可以制造整車和部分板件,

鋁材的一致性要比鋼材好,它能夠很好的加工成形,通過沖壓或擠壓,消耗比較低的能量花費(fèi)。

鋁材具有高的能量吸收性能,使它能夠成為一種制造車身變形區(qū)的理想材料,以增加車身的被動安全性。對紫外線的不透光性,對水和氣體的不滲透性,沒有氣味和無毒,使它成為一種無污染的材料,同時還是一種可循環(huán)的環(huán)保材料。

三、鋁車身焊接

由于鋁合金所具有的獨(dú)特的物理化學(xué)性能，在焊接過程中會產(chǎn)生一系列的困難和特點(diǎn)。在對鋁材進(jìn)行焊接操作時,必須要考慮它的特殊的性能。

A、鋁具有強(qiáng)氧化能力，鋁與氧的親和力很大，在空氣中極易與氧結(jié)合生成致密結(jié)實(shí)的三氧化二鋁薄膜，厚度約0.1um，三氧化二鋁的熔點(diǎn)高達(dá)2050℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋁合金的熔點(diǎn)，而且密度大，約為鋁的1.4倍。

在焊接過程中，氧化鋁薄膜會阻礙金屬之間的良好結(jié)合，并易造成夾渣。而且氧化膜還會吸附水分，焊接時會造成焊縫有氣孔。因此為了保證焊接質(zhì)量，鋁外成的氧化鋁層在焊接操作時必須要去除，并且防止在焊接過程中再次氧化。

B、鋁具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容，鋁的這兩個參數(shù)都很大，約比鋼大一倍多，在焊接過程中大量的熱能被迅速傳導(dǎo)到基體金屬內(nèi)部，因此焊接鋁合金比焊接鋼要消耗更多的熱量。為獲得高質(zhì)量的焊接接頭，必須采用能量集中、功率更大的熱源。

C、鋁的熱裂紋傾向性大。鋁合金的熱膨脹系數(shù)約為鋼的兩倍，凝固時體積收縮率達(dá)6.5%，因此在焊接某些鋁合金時，往往由于過大的內(nèi)應(yīng)力而在脆性溫度區(qū)間產(chǎn)生熱裂紋，這是鋁合金尤其是高強(qiáng)度鋁合金焊接時最常見的缺陷之一。要避免外部缺陷或變形,焊接時要注意加熱和冷卻的速度過高,在焊接較厚或大的件時,要對板件進(jìn)行預(yù)熱和控制冷卻,焊接后在板件上覆蓋一層防火毯使冷卻速度降低。

在有些時候,鋁合金的焊縫的應(yīng)力很大,會變脆,為防止這種情況,需要用錘對焊縫進(jìn)行錘擊,以消除內(nèi)應(yīng)力增加焊縫的強(qiáng)度。

D、容易產(chǎn)生氣孔。焊接接頭中的氣孔是鋁合金焊接時易產(chǎn)生的另一個常見缺陷，氫是熔焊時產(chǎn)生氣孔的主要原因。鋁合金的液體熔池很容易吸收氣體，高溫下溶入大量的氣體，在焊后冷卻凝固的過程中來不及析出，而聚集在焊縫中形成氣孔。焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分都是焊縫氣體中氫的主要來源，因此焊接前必須嚴(yán)格清理，并且合理選擇焊接工藝防止氣孔的產(chǎn)生。

E、無色澤變化。鋁在加熱時顏色不會發(fā)生變化,加熱時要使用溫度指示,以防止鋁材受到過高的溫度,產(chǎn)生變形.為防止變形,必須要避免過熱,在焊接長焊縫時,應(yīng)采用分段焊接防止過熱.在車身中鋁合金的焊接中,不采用電阻點(diǎn)焊操作，鋁的電阻大約是鐵的1/5,在使用電阻點(diǎn)焊時為了能夠達(dá)到合適的電阻熱,焊接電流要達(dá)到30000安培,一般情況下這么高的電流很難達(dá)到.,它需要很高的能量輸出。在生產(chǎn)和修理中用鉚接來替代，一般情況下在修理中用鋁惰性氣體保護(hù)焊設(shè)備來焊接。