近年来，跟着汽车产量和保有量的延续增进，我邦面对的能耗、安好、环保三大题目日益出色，为了推动汽车工业的可延续起色，抬高汽车的燃油经济性，淘汰温室气体的排放，我邦仍旧把汽车的轻量化动作节能减排的紧张途径而放正在了战术的高度来看待。

　　汽车重量每淘汰 100Kg，油耗和 CO2排放可分歧淘汰 0.35 ~0.6L/100 km 和 8.4 g /km。肆意起色并推动汽车轻量化工夫成为节能、减排的要紧途径之一，而车身质地占汽车总质地的 40 %独揽，故车身轻量化关于整车的轻量化起着举足轻重的功用。

　　汽车轻量化工夫能够分为：机合优化打算、轻量化质料的运用和前辈修设工艺等 3 个要紧方面。此中，机合优化打算方面囊括：汽车机合的尺寸优化、形式优化、拓扑优化和众学科打算优化；轻量化质料的运用方面囊括：高强度钢、铝合金、镁合金、塑料和复合质料等；前辈修设工艺方面囊括：液压成型和激光焊接等。

　　改日的汽车车身应由钢和极少铝合金、镁合金、碳纤维、塑料等轻质质料配合修设，即混杂质料车身。混杂质料车身机合的理念能较好地分身各方面的条件，寻求轻量化成绩、工艺性、安好性和本钱等总体上的最优化，代外了以来汽车车身机合起色的最新趋向。

　　钢铝混杂车身机合即是正在古代钢机合车身骨架中，将某些机合构件用高强度钢板和铝合金等轻质质料取代，以满盈阐明高强度钢板正在强度和价钱方面的上风，同时分身铝合金板材正在减重及吸能方面的上风，通过质料和机合的优化打算和职能模仿的法子确定分别质料漫衍的部位。

　　邦内铝合金车身运用得斗劲平常及成熟的车企有奇瑞捷豹途虎和上汽，邦内也有少量车企有运用，比方蔚来汽车(车型未量产)、北汽新能源等。

　　从目前的探索大一面车企运用情景来看，斗劲合用于铝合金车身及钢铝混杂车身的连结工艺有：铝点焊、SPR、压力连结（Clinching）、热熔自攻丝（FDS）、弧焊、激光焊、粘接、包边、螺柱焊、摩擦搅拌焊等。

　　因铝合金熔点低、线膨胀率高、导电率高、皮相易氧化等个性，铝点焊须采用大电流、短工夫、众脉冲、大电极压力，是以铝点焊时输出大电流对焊机、变压器（最大达230KVA）及焊枪的供电条件高，大电极压力需焊枪机合坚硬牢靠。大电流易爆发强磁场，焊接工装需防磁以防焊接时通信信号损失。

　　常睹的铝合金点焊方式有：①老例铝合金点焊、②螺旋状电极铝合金点焊、③电极带式铝点焊。

　　①老例铝合金点焊的要紧焊钳供应商有加拿大Centerline等公司。铝点焊焊钳正在焊钳机合、最大压力、电极帽尺寸上都与古代焊钳都有些分歧。

　　②螺旋状电极铝合金点焊为GM专利工夫，正在凯迪拉克CT6等临蓐线有运用。这种电极头皮相有出格的环状纹途，可正在铝材皮相爆发分别的应力区，分裂氧化膜以取得可左右的接触电阻。正在铝点焊临蓐时，还需装备相应的四刀片修磨器修出螺纹，修磨频次为平常碳钢点焊的5倍，约40～50点/次。

　　③Delta Spot是正在电极和工件之间增进一条全新电极带。每个点焊后，电极带主动挪动到下一地位，如许使得电极皮相老是洁净的，治理了铝点焊容易从母材上黏连质料的题目，保障每个焊点都有高质地的焊接工况；70M的焊带能焊出5000-10000个点，电极带运用完须要从新转换。

　　SPR属于冷连结工夫，其特殊的连结办法使其能够有用战胜铝合金、镁合金、钛合金等轻金属质料导电、导热性好，热容小，易氧化，难以采用古代的连结法子实行焊接的欠缺。

　　所长是：不但适于同种质料之间的连结并且不妨告竣铝—镁、铝—钢、镁—钢、铝合金/镁合金/高强度钢等金属质料和高分子质料/复合质料的同质和异质质料的双层和众层连结；铆接历程低能耗，无热效应，不会危害涂层。

　　欠缺是：分别材质、厚度及硬度的接头组合须要分别的铆钉、冲头及冲模，铆钉本钱较贵; 修筑编制本钱远高于电阻点焊; 铆接点的平面隆起 2 ～ 3 mm，两层板连结后再与第三层板连结时进枪偏向有控制；只可运用 C 型铆接枪；连结点处须要保存双侧的进枪空间（无法运用于关闭型腔）。

　　目前，SPR已平常运用于奥迪宝马捷豹沃尔沃通用福特等公司铝合金称身的修设，接头委顿强度可达电阻点焊的2 倍。

　　SPR修筑要紧照样由海外厂家供应，比方：Henrob、Bollhoff、Emhart，邦内也有少数厂家比方深圳一浦莱斯Epress等能够供应合系修筑及治理计划。

　　无铆压力连结时诈欺板件自身的冷变形本事，对板件实行压力加工，使板件爆发限制变形而将板件连结正在一同的刻板连结工夫。

　　Clinching和 SPR 工艺比拟，所长是：①它不须要非常的铆钉，正在大领域临蓐修设中，压力连结的总本钱要清楚低于 SPR 连结；②正在连结酿成历程中，板件的防锈镀层或漆层也随之一同塑性变形活动而无扯破毁伤，是以不会对零件皮相变成危害，也不会影响连结点处质料的抗侵蚀性及强度。

　　欠缺是：目前其正在车身机合上的运用周围基础控制于车门、唆使机罩、行李仓盖、轮罩等强度条件相对较低的地方，并不如 SPR 平常，要紧因由正在于其连结强度不如后者，而钢铝混杂车身机合对连结点强度的条件就更高。

　　Clinching修筑目前要紧照样由海外厂家供应，比方：TOX、BTM等。

　　FDS 工艺通过螺钉的高速扭转软化待连结板材，并正在庞大的轴向压力功用下挤压并旋入待连结板材，最终正在板材与螺钉之间酿成螺纹连结，而核心孔处的母材则被挤出并不才层板的底部酿成一个环状套管。

　　FDS工艺的所长有：①由于螺钉不须要变形，是以能够用来连结囊括超高强钢、铝镁合金、复合质料正在内的异种质料; ②单面进枪，可用于关闭型腔机合、壁厚大或关闭腔体，无法运用SPR或Clinching；③板件被加热，板件与螺钉接触好，连结强度大。

　　FDS工艺的欠缺有：①修筑编制本钱远高于电阻点焊，铆钉本钱高(单价 0.15 欧元) ; ②单面施力，连结时须要高强度刚性撑持; ③操作工夫长，约为 5 ～ 8 s; ④工艺告终后质料正后面均有较大隆起，螺钉尺寸较长，倘使豪爽运用会增进车身自重，同时过长的透露一面也会对车身的打算与修设爆发影响; ⑤由于基层要钻穿，接头的防腐本事会消浸。

　　②铝皮相的高熔点氧化膜（熔点2040℃），使焊接难以实行，易酿成未熔合和气孔；

　　④须要采用低热输入量焊接工艺，由于热输入会导致热影响区强度柔化，加大工件内应力和变形，增进裂纹的敏锐度；

　　目前关于铝合金弧焊斗劲成熟的工夫是Fronius CMT和Lincoln 前辈工艺焊机的交换脉冲工夫，正在此不众做先容，能够与焊接修筑厂家实行周到交换。

　　激光钎焊正在钢制白车身上早已有平常运用，比方顶盖、后尾门、侧围流水槽等部位。

　　与老例熔化焊比拟，激光钎焊具有极高的能量密度、无误左右的限制热输入和加热方位、焊接速率速等上风，早已运用于铝/钢异种金属的连结。

　　所长是：①连结法兰小，俭约质料；②可告竣钢和铝异种金属的连结；③可无误安排和左右热输入，热影响区和变形小，能够焊接出格机合；④焊缝成形美丽、质地稳固，焊后仅需纯洁处分乃至无需处分；

　　欠缺是：①激光聚焦光斑直径轻细导致工件焊接装置精度条件高，平常装置间隙、错边量需小于 0.1mm或板厚的 10％，增大了具有繁复三维焊缝焊接机合的执行难度；②因为室温条款下铝合金对激光的反射率高达 90%，所以铝合金激光深熔焊接条件激光用具有较高的功率。

　　胶接正在汽车工业中的运用仍旧有很长工夫的史籍，与其他连结法子比拟，胶粘连结有其特殊上风：粘接采用面接触而非点或线接触，与点焊及铆接比拟，不易爆发应力齐集，连结强度和刚度以及委顿强度也相对较高，并且连结周围广，能运用于各式轻金属、钢材以及分别质料的连结。

　　胶粘剂正在车身上的运用，最初是以防腐和密封为主意，其后慢慢起色到对连结的刚度和强度也提出较高的条件，新一代机合胶粘剂具有高强度高刚度，同时正在打击载荷功用的时间又具有足够的韧性和柔性的特性，不妨餍足车身机合的需求，扩充了胶粘连结的运用周围。

　　但胶粘连结也有其固有欠缺，①因为其集中物的自身个性，正在相对较恶毒的境遇下，粘胶剂的连结成绩容易受温度和湿度的影响，对二者斗劲敏锐；②胶的凝集须要加热且耗时较长，凝集之前须要对板料实行固定以防板间彼此滑动；③胶接危害方式是蓦地性开裂，失效时秉承的载荷刹时降为零，正在车身机合中运用时存正在着安好隐患，故而粘接寻常是和铆接一同酿成铆粘复合连结配合运用于车身机合。

　　捷豹Jaguar XJ 全铝车身、BMW5BMW7车身中广博运用了铆粘复合连结。假使铆粘复合连结工夫正在现实车身机合修设中有了必定的运用，但从邦外里的探索及运用的近况来看，其正在车身上的通盘行使还处于低级阶段，合系外面探索也还不行熟。比方，铆粘复合连结所取得的接头的强度和刚度职能、委顿个性、吸能个性等并不是铆接和粘接的纯洁相加。

　　机合胶因为黏度斗劲大，须要斗劲高的运用温度。为了避开铆接点需重心段式涂胶，是以对涂胶修筑的条件也斗劲高。因机合胶的质地对车身强度有较大影响，是以大一面的机合胶都采用及时视觉编制对涂胶缺陷实行监测，例如Cognex、Quiss、Coherix等品牌。

　　车身笼盖于外形质地条件高、精度左右苛，古代模压包边和包边专机（Table-Top）进入大、柔性差，呆板人滚压工艺成为包边柔性化的必定趋向。海外成熟的汽车修筑供应商已有良众具备了柔性化铝合金包边工夫，比方德邦Thyssen Krupp、日本Hirotec、德邦Edag和英邦DVA等公司。

　　铝合金板料正在常温下的延展职能较差，很就难采用和钢件板料相通的冷加工工艺成形。铝合金板料正在成形方面存正在的极少亏折，要紧呈现正在以下几点：

　　1） 铝合金板料的成形职能不足钢板的好，更加是正在薄板方面。因为铝合金板料限制拉延职能不足钢板那么好，容易正在成形历程中爆发裂纹，特别是形式较繁复的零件更容易爆发，是以难以优良成形。

　　2）铝合金板料成形历程中的刻板、力学职能震撼较大。金属板料正在轧制历程中基础上都存正在职能目标的震撼。这些震撼将变成现实冲压结果与工艺打算预测有误差，急急时，乃至会展示冲压质地题目。

　　3）正在回弹方面，铝合金板料成形后的回弹比钢板成形后的回弹左右更难。因为铝合金板料的弹性模量惟有钢板的1/3，是以成形历程中铝合金板料爆发的回弹将远宏壮于钢板，进一步使得成形后零件的皮相质地难以取得保障。

　　寻常包边工艺都是能够分为两步，预包边和终包边。预包边可依据质料和翻边角度创立为2~3次，比方90-60-30。

　　因为铝合金包边成形的出格性，容易爆发裂纹和断裂，是以正在滚边中寻常都采用小变形众道次滚压的法子，寻常3 次或以上，这就使得铝合金滚边的功效大大的低浸。

　　也有采用三轮两道次滚边，既可晋升滚边功效，也可低浸铝合金板件滚边后的海浪系数和伸缩量。

　　影响滚边成绩的工艺参数要紧有TCP-RTP、翻边角度、滚边速率、滚轮直径、滚边压力等；另一类是板件冲压成型的参数，如翻边高度、板件曲率半径等。

　　呆板人滚边成型历程万分繁复，正在滚边历程中依据待滚边板件的质料职能、分别区域的成型特性、板件滚边后的质地磨练圭表、临蓐节奏等条件，确定分别的滚边工艺参数，须要实行深切编制的探索和试验。

　　以上是铝合金车身或钢铝混杂车身常用的连结工艺，又有极少其他工艺不正在此做先容，比方螺柱焊、摩擦搅拌焊和金属键合连结等。

　　连结工艺有时间也不是孤独存正在的，有些工位或许同时用到铝合金点焊、SPR和FDS，能够通过主动用具切换编制来切换，比方：ATI公司的产物能够告竣铝点焊焊钳、SPR铆枪和FDS枪之间的切换，餍足了工艺的柔性化。

　　铝合金及钢铝混杂车身的连结工艺办法要紧照样取决于车肉体料及机合打算。真正意思上的轻量化务必以保障车辆的安好性为最基础的条件，面临宇宙各邦日益正经的碰撞法例，钢铝混杂打算面对的一个紧张挑衅便是奈何餍足车辆的碰撞法例，保障搭客的安好性。

　　钢铝混杂车身机合的开荒照旧面对着异种质料的连结工夫、质料结婚与机合优化、高强度钢和铝合金的前辈成形工艺工夫、电化学侵蚀及热变形不谐和等出色题目，这些要害主题工夫的打破是钢铝混杂车身机合不妨胜利开荒的保障。

　　邦内钢铝混杂车身的打算开荒、质料成型工艺、修设工艺、连结修筑等并不是很成熟。面向车身修设，有以下几点创议：

　　①慢慢晋升铝合金质料正在车身中的运用比例，比方从四门两盖等独立的总成，再到侧围外板、侧围等其他总成，慢慢积攒履历和低浸危险；

　　②连结工艺的品种尽量少，并尽量采用运用平常的连结工艺，如电阻点焊、SPR、弧焊、Clinching等工艺，以淘汰投资及增进混线的或许性；

　　心愿邦内高校、科研机构、汽车厂、集成商、修筑供应商能加紧疏导和彼此维持。自信跟着汽车行业学者和从业者的配合发愤，轻量化车身工夫很速会被掌管，就如目前汽车智能装置行业已基础打垮外资装置企业的垄断相通！