一汽轿车奔腾B50轻量化技术

2023年12月17日发(作者：丰田花冠07款值多少钱)

Ａ　Ｔ＆Ｍ鹌ｌ　界　一汽轿车奔腾Ｂ５０轻量化技术　汽车轻量化是现代汽车的主要发展趋势之一，为此世界各国纷纷开展汽车轻量化项目研　究。本文介绍了一汽轿车奔腾Ｂ５０的轻量化技术。主要包括高强度钢和激光拼焊、液压成形技　术的应用。　●　一汽轿车股份有限公司王　彦　张晓胜谢文才　马天流　■　机械工业第九设计研究院　陆振东　１前言　３高强度钢的应用　新一代汽车的发展趋势是节能、降耗、环保和　高强度钢的主要强化机制有固溶强化、析出强　安全。在降低油耗、减少排放的措施中，最有效措　化、组织强化、烘烤硬化、细晶强化和形变强化等。　施之一就是汽车轻量化。有资料表明，使用高强度　汽车用钢的分类方法主要有３种。第一种是以冶　钢板，原厚度为１．０—１．２　ｍｍ的车身板可减薄至Ｏ．７　金学特征来进行分类的，包括低强度钢（低碳钢和ｌＦ　～０．８　ｍｍ，车身质量减轻１５％～２０％，节油５％～　钢）、高强度钢（Ｃ—Ｍｎ钢、高强度ＩＦ钢、ＢＨ钢、ｌＳ　８％。２０世纪９０年代起，全球开展了一系列汽车轻　钢、ＨＳＬＡ钢）和先进高强度钢（ＤＰ、ＣＰ、ＴＲｌＰ、　量化的研究，包括新一代汽车伙伴计划（ＰＮＧＶ）、超　Ｍ）。第二种是以强度来划分的，如屈服强度在２１０　轻钢先进概念车（ＵＬＳＡＢ—ＡＶＣ）和超轻汽车项目　～５５０　ＭＰａ：￣ｎ抗拉强度在２７０～７００　ＭＰａ的钢为高强　（ＳｕｐｅｒＬｉｇｈｔ—Ｃａ　ｒ）等。与参考车型相比，超轻钢　度钢（ＨＳＳ），而屈服强度大于５５０　ＭＰａ￣Ｂ抗拉强度　先进概念车减轻质量４０　ｋｇ，实现减轻质量２０％的目　大于７００　ＭＰａ的钢为超高强度钢（ＵＨＳＳ）。该分类　标；用材中，强度高于５００　ＭＰａ的材料占８２．３５％，　方法的局限性是有些强度变化较大的钢种覆盖了两　强度高于８００　ＭＰａ的材料已占到６１．６８％。　种甚至更多的钢种。第三种是根据不同的力学性能　和成形参数进行分类的，如断后伸长率、硬化指数　２奔腾Ｂ５０轻量化技术概况　厂７、扩孔率等。图１为不同冶金特征钢种的抗拉强度　一汽轿车奔腾Ｂ５０轻量化主要做了３个方面工　与断后伸长率之间的关系，可以看出，随着强度的增　作。ａ．材料：采用高强度钢板和工程塑料。ｂ．制造工　加，断后伸长率在下降。普通高强度钢与先进高强度　艺：激光拼焊、液压成形。ｃ．工程：白车身应用了先　钢（ＡＨＳＳ）的主要区别是前者的组织是单一的铁素　进的３Ｈ框架设计思想，优化前后端变形区，加强侧　铁，而后者是多相组织，如Ｆ、Ｂ、Ｍ、ＲＡ。另外后　面结构件。一汽奔腾Ｂ５０碰撞试验达到了Ｃ—ＮＣＡＰ　４　者是通过不同比例、不同相的组合来达到独特力学性　星级标准。　能的目的，如超高强度、烘烤硬化性和高强度与较高　下面主要对奔腾Ｂ５０的高强度钢应用、激光拼焊　塑性的完美组合。　和液压成形技术进行介绍。　２０１　０年第４期　汽车Ｉ－艺与材料ＡＴ＆Ｍ　ｌ　１　ＡＴ＆Ｍ　界　６Ｏ　４激光拼焊板应用　１　９８５年，德国蒂森钢铁公司、日本丰　田公司开始应用激光拼焊板。１　９９５年，宝　马公司开始大规模的使用激光拼焊板。美　国通用、福特、克莱斯勒三大汽车公司在　２００　８００　１　１００　５０　４０　树　业３０　哥　２０　１Ｏ　Ｏ　１　７００　１　９９４年～１　９９７年问拼焊板的使用迅速增　抗拉强度／ＭＰａ　图１先进高强度钢、普通高强度钢和低强度钢的对比　一加，门内板采用拼焊板成形的占４０％。　汽轿车奔腾Ｂ５０应用高强度钢的钢种有ＢＨ　激光拼焊可以采用熔化填料或无填料方法焊接。　无填料激光焊接对拼焊板拼焊边直线度、光亮带和毛　刺要求更高，焊缝宽度必须在小范围内波动，这对落　料质量或剪切质量提出了更高的要求。激光焊接分为　直线焊接和曲线焊接两种。　一钢、加Ｐ钢、高强度低合金钢、Ｃ—Ｍ　ｎ钢、ＴＲｌ　Ｐ　钢、ＤＰ钢等。图２为奔腾Ｂ５０白车身冲压件用钢比　例，其中ＨＳＳ、ＡＨＳＳ应用比例４７．６３％。Ｂ５０侧　围加强板焊接总成应用强度级别为５９０　ＭＰａｇｎ７８０　ＭＰａ的ＴＲＩＰ钢。　汽奔腾８５０共有１　６个零件采用激光拼焊技术，　这些零件分别为前纵梁内外板、地板纵梁、后边梁、　前后门内板、侧围内板和侧围加强板，如图４。　％　Ｉ　ＢＨ　Ｉ＝１　ＨＳＳ（抗拉强度≥３４０　ＭＰａ）　ｕ　ＨＳＳ（抗拉强度￣＞４４０　ＭＰａ）　■ＡＨＳＳ　口ｍｉｌｄ　ｓｔｅｅｌ　图２奔腾Ｂ５０白车身冲压件用钢比例　除９８０　ＭＰａ级别ＤＰ钢为国外采购，一汽奔腾　Ｂ５０白车身冲压件用钢板均为国内采购。图３为一汽　轿车奔腾Ｂ５０采用９８０　ＭＰａ级别ＤＰ钢和冷冲压工艺成　形的Ｂ柱加强板。相对于软钢和普通高强度钢，先进　图４奔腾Ｂ５０激光拼焊板应用　与奔腾Ｂ７０ＪＮ比，奔腾Ｂ５０增加了激光拼焊侧围　内板前段，并提高了强度。Ｂ５０侧围内板前段由５块　板激光拼焊而成，板的厚度分别为１．４、１．４、１．６、　高强度钢的回弹更大，为此在该产品设计阶段对多处　结构进行了优化，采用４道工序冲压生产。生产所用　模具为一汽集团公司自主设计制造。　１．２、１．０　ｍｍ。零件净重由整体结构的７．３　ｋｇ减轻到　拼焊的６．４７　ｋｇ，消耗定额由３０　５５　ｋｇ减少到１８．１３７　ｋｇ。Ｂ５０Ｎ围加强板由５９０　ＭＰａ、７８０　ＭＰａ强度级别　的钢板激光拼焊而成，该件的焊接包括直线焊接和曲　线焊接。表１为Ｂ５０侧围加强板分析对照表，可以看　出，与整体结构和分体结构相比，采用拼焊结构对减　轻零件质量、降低材料消耗定额和降低模具投入具有　较大优势。　图３奔腾Ｂ５０　Ｂ柱加强板（ＤＰ９８０钢，２．０　ｍｍ厚）　２　Ｉ汽车工艺－９材料ＡＴ＆Ｍ　２０１　Ｏ年第４期　．ＡＴ＆／Ｗ碗　再　零件净重　消耗定额　精度　生产　模具投入　生产设备　拼焊费用　焊装夹具　／ｋｇ　／ｋｇ　保证　效率　费用／万元　总吨位／ｔ　／元?件。　费用／万元　旃洱魄构　ｕ?３２＿＾１　２３ｉ０７９　６。｜Ｉ埒　ｌｚ　诗／毒冲程８５０／￣　｜ｓ　｜　∞　整体瞻桶ｊ、４　４　３３　１｜　｜蛞　｜　许，　砖程８５ｏ／￣　ｏ００　无　龠侮姥桶　１１．６　２７　不好　遗许，　程　、ｏｏｏ／５＠８　８００－　无　１５　奔腾Ｂ５０排气系统总成的排气歧管。　５液压成形技术应用　管件液压成形是将管坯放入模具内，利用高　压液体充入管坯空腔，同时辅以轴压补料，使其直　径胀大至贴靠凹模的成形过程。由于使用的内部压　力可高达４００　ＭＰａ，在欧洲又称为内高压成形技术　（ＩＨＰＦ），在美国则称为管件液压成形技术（ＴＨ）。与　传统冲压件相比，液压成形技术具有减轻质量、减少　图６奔腾Ｂ５０前副车架　零件数量、降低生产成本、提高焊接总成尺寸精度和　刚度等特点。　管件内高压成形适用于汽车领域的沿构件轴线　变化的圆形、矩形截面或各种异形截面空心构件。如　汽车排气系统的异形管件、非圆形截面，底盘系统空　心框架如副车架、散热器框架，仪表板支架、车身框　架，发动机和动力总成系统空心轴类件等。　图７奔腾Ｂ５０发动机排气系统排气歧管　管材内高压成形过程中主要的失效形式有３种，　分别是起皱、屈曲和破裂，如图５。　６今后的研究方向　ａ．随着汽车安全、节能、环保要求日益提高，应　重视汽车轻量化结构优化：　ｂ．实现高强度钢在轿车车身上的大量应用，推进　镁、铝合金及其复合材料、工程塑料等轻质材料在车　身、底盘、动力总成上的应用：　（ａ）起皱　田　①　（ｂ）屈曲　（Ｃ）破裂　Ｃ．掌握超高强度钢成形技术，镁／铝合金半固态　图５液压成形中常见的３种失效方式　成形、热成形、连续变截面辊轧板应用技术等先进成　图６为一汽轿车采用液压成形技术生产的奔腾　形技术。　圈　Ｂ５０￣ｊ车架焊接总成的前副车架主体管。与采用分体　冲压件点焊组合的传统工艺相比，采用内高压成形技　术模具成本可降低６０％，生产成本降＇ｆ￣ｌ２０％，减轻　质量３０％。图７为一汽轿车采用液压成形技术生产的　２０１　０年第４期　汽车Ｔ艺与材料ＡＴ＆Ｍ　Ｉ　３