車身連接技術及其發展

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車身連接技術及其發展

刊名：工葉材料（日）

刊期：2015年第5期

作者：佐藤千明

編譯：郝長文

介紹了多種材料車身的連接技術及其發展動向。基于不同材料（如鋼、鋁合金、塑料和復合材料）車身的連接，介紹了汽車車身的連接技術及未來車身輕量化技術和連接技術的發展。

（1）多種材料車身。為實現進一步輕量化的目標，必須采用按部位需要配備“多種材料構造”的車身，目前已有鋁合金與鋼構成的復合車身，如Audi TT的cabinc駕駛室的一部分為鋼板件，其它大部分為鋁合金件。鋼件與鋁合金件的連接除采用SPR或FDS等機械連接外，還使用粘接劑連接。今后將在不同部位適當采用鋼、鋁、熱固性CFRP、熱塑性CFRP材料。從連接需要方面考慮，將采用焊接、FSW、粘接、熱熔接及固定器連接等多種方法，其中粘接的用途更廣泛。但是，車身多種材料連接存在熱應力和電腐蝕問題。

（2）車身裝配中的粘接技術最重要的是粘接速度。由于車身裝配線生產節拍最短約1min，因此有必要使用機器人實現自動化裝配。已實現了鋼板件無需脫脂即可實施粘接工序。塑料材料還需在粘接前進行復雜和表面處理，應簡化粘接程序。

（3）粘接劑的快速硬化。使粘接劑快速硬化的一般方法是對粘接部位的局部加熱，如最新開發的聚氨脂粘接劑，利用遠紅外線局部加熱，約2min就能實現快速硬化。

（4）多種材料車身的涂裝。把異種材料零件連接后進行涂裝，經過烘烤工序，在約170℃高溫下使粘接劑硬化，但當冷卻到室溫時連接部位會產生較大的熱變形等缺陷，甚至發生斷裂，粘接劑在硬化溫度下的柔軟性又存在了問題。因此，今后有必要開發柔軟度和硬度合理兼備的粘接劑，同時還需要開發室溫下快速硬化的粘接劑。

輕合金零距離搭接的激光焊接

Masoud Harooni. UMI Dissertation Publishing.

編譯：朱會

研究了不同激光焊接工藝參數對焊接質量的影響。開發出3個回歸模型并從中找出最適合的模型將焊接工藝參數與剪切載荷匹配。以焊接AZ31B鎂合金為例，開發出一個數值模型，以了解激光焊接參數對溫度分布的影響。由熱電偶記錄焊縫橫截面的溫度變化，并利用紅外攝像機記錄溫度驗證數值模型的正確性。

在激光焊接之前，使用等離子弧進行預熱處理，由于氫氧化鎂的分解而緩解了焊縫中孔隙的形成。采用雙激光束焊接材料比采用等離子弧預熱原料單激光束焊接材料的焊接效率更高，第1個激光束預熱樣品，而第2個激光束焊接兩塊重疊的金屬板。為評估工藝參數對焊接質量的影響，利用光學顯微鏡對焊縫截面進行研究，通過抗拉強度和硬度測試對焊縫的力學性能進行評估。為評估激光焊接過程焊縫池的動態行為，使用具有綠激光的高速電荷耦合元件（CCD）相機作為照明源實時記錄熔池和焊縫情況。

提出一種基于光譜無損評價方法來檢測激光焊接AZ31B鎂合金過程中存在的氣孔。基于玻爾茲曼圖計算出的電子溫度與焊縫中氣孔相關聯。通過系列試驗評估出氧化物涂層對激光焊接熔池動態行為的影響。使用綠激光的高速CCD相機作為照明源記錄焊縫池動態。

使用雙行程焊接方法對AZ31B鎂合金薄板進行零缺口激光焊接：一次激光焊接（OPLW）主要對兩個重疊表面頂部進行散焦激光光束預熱；而二次激光焊接（TPLW）是用于融化和焊接樣品。測試激光焊接樣品的力學性能。計算出的電子溫度與孔隙形成相關聯。

將AZ31B鎂合金與AA 6014鋁合金焊接有兩種方法：聚焦光束激光焊接（FBLW）和散焦光束激光焊接（DBLW）。使用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）和能量色散X射線能譜（EDS）研究焊縫的截面，以分析不同焊縫質量。使用拉伸試驗和顯微硬度計研究焊縫的力學性能。散焦激光焊接過程焊接質量更好。