基于超高強(qiáng)度硼鋼與鋁合金混合技術(shù)的輕量化車身結(jié)構(gòu)的連接

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基于超高強(qiáng)度硼鋼與鋁合金混合技術(shù)的輕量化車身結(jié)構(gòu)的連接

汽車車身工程輕量化設(shè)計(jì)能夠減少能源消耗和汽車的溫室氣體排放，而面臨的挑戰(zhàn)是實(shí)現(xiàn)在車身質(zhì)量更輕的同時(shí)其剛性和碰撞穩(wěn)定性也要保持原有的水平。為滿足大批量的汽車市場需求，智能負(fù)荷型多材料設(shè)計(jì)是最佳的解決方案，如采用超高強(qiáng)度熱沖壓硼鋼、現(xiàn)代鋁合金板材和鑄造的集成方法，因?yàn)檫@些材料具有以合理的成本能提供較好減輕質(zhì)量的潛力。但這些材料組合缺乏所需的連接技術(shù)，這也是實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型轎車的主要障礙之一。介紹了合理連接技術(shù)的最新發(fā)展和研究成果。

重點(diǎn)介紹了粘結(jié)方法和機(jī)械連接技術(shù)。已建立的機(jī)械連接適于復(fù)合材料的連接，如自沖鉚接或緊鉗固定。由于超高強(qiáng)度熱沖壓硼鋼的高強(qiáng)度與低塑性，因此需要進(jìn)一步改進(jìn)連接技術(shù)或開發(fā)新的高生產(chǎn)效率方法，需要工藝時(shí)間短，沒有或廉價(jià)的輔助連接元件以及連接設(shè)備的快速簡單定位等。快速定位的先決條件是被連接零件不需要在連接過程中提前在零件上鉆孔或切孔。本文提出關(guān)于硼鋼零件與鋁壁板連接的4種創(chuàng)新方法。

在汽車車身生產(chǎn)過程中，所提出的技術(shù)對于高強(qiáng)度鋼與鋁合金及其它有色金屬材料的連接非常有效。用實(shí)心鉚釘和剪切連接的自穿孔鉚接不需要任何零部件的預(yù)先準(zhǔn)備，如鉚釘?shù)南拗苹虿迦耄褂糜睬抑氐腃型設(shè)備在操作過程中需要較大的力，使機(jī)械連接方法成本更高。

通過準(zhǔn)確的連接與結(jié)構(gòu)粘結(jié)相結(jié)合的方法，使連接的性能顯著提高。如果考慮到連接過程和連接體之間的影響，需采取相應(yīng)的優(yōu)化措施。

刊名：Procedia CIRP（英）

刊期：2014年第23卷

作者：Gerson Meschut et al

編譯：郭永奇