汽車車身材料與工藝的研究

閆科穎?韓瑞?劉晨旭

摘 要：汽車是現代機械工業發展的集中體現，汽車的發展水平也代表了工業發展水平，同時汽車作為我們日常生活中必不可少的交通工具，其地位也不言而喻，所以對汽車制造的研究很有必要，本文介紹了汽車車身的使用材料和制造工藝。

關鍵詞：車身；材料；工藝

1 車身概述

汽車有三大結構組成，包括發動機，車身，底盤。汽車車身結構主要包括：車身殼體、車門、車窗、車前鈑制件、車身內外裝飾件和車身附件、座椅以及通風、暖氣、冷氣、空氣調節裝置等。

汽車車身是汽車的重要組成部分，它構成了成員的乘座空間和乘座環境，其外表展示了整車的造型藝術和整車的特征。因此，車身材料既要滿足車身設計、生產（制造）、裝配、維護方面的要求，還要滿足使用、安全等方面的要求，即滿足強度、剛度、耐腐蝕、拉延性以及可焊接，易加工成型等方面的要求，所以轎車車身用材料種類較多。

2 車身材料

2.1 鋼板

汽車車身外殼絕大部分是金屬材料，主要用鋼板。包括鍍鋅薄鋼板、普通低碳鋼板、高強度鋼板。鍍鋅薄鋼板的廣泛使用是因為其耐腐蝕能力較強，鍍鋅鋼板車身的防銹蝕保質期可長達11年。普通低碳鋼板具有很好的塑性加工性能，強度和剛度也能滿足騎車車身的要求，同時也能滿足車身焊接的要求。為了滿足汽車制造業追求輕量化的要求，鋼鐵企業推出高強度汽車鋼材系列鋼板。它可以有效地提高汽車車身的抗沖擊性能，延長了汽車的使用壽命。

2.2 塑料

由于塑料具有諸多金屬和其他材料所不具備的優良性能，因此在汽車上的應用很廣。常用于制作各種結構零件、耐磨減摩零件、隔熱防振零件等。

⑴、門內板，門內板的骨架部分均由ABS注塑而成。

⑵、頂棚，頂棚由基材和表皮構成。基材要求輕量、高剛性、尺寸穩定、易成型等，一般使用熱塑性聚氨酯發泡內材，門內手柄，不僅是啟閉門的功能件，而且也是裝飾件。一般以ABS、改性PP等材料制成。

⑶、保險杠，保險杠是轎車的主要塑料件之一。保險杠也由面板和骨架材料組成。面板材料采用聚丙烯熱塑性彈性體，再加入其它助劑，經注塑成型。

⑷、散熱器格柵，散熱器格柵一般用ABS或PC/ABS合金，也有采用耐候性較好的ASA材料。

⑸、側防撞條，側防撞條大多使用金屬芯材和PVC型材，即PVC被擠出成中空狀的型材料，然后在中間鑲嵌以金屬芯材復合制成。

⑹、車前大燈玻璃，考慮到車前大燈玻璃的透明性、耐熱性、耐沖擊性以及易于成型性，多數采用表面涂敷硬膜的PC。前大燈反射鏡殼一般用BMC、PPS、PC、PBT等制成。

此外，汽車發動機、水箱、油箱、電路儀表板、座椅、系統等都大量的用到塑料制件。

2.3 玻璃

汽車玻璃是汽車車身附件中必不可少的，主要起到防護作用。汽車玻璃主要有以下三類：夾層玻璃，鋼化玻璃和復合玻璃。

⑴、夾層玻璃，夾層玻璃是由兩層或兩層以上的玻璃用一層或數層透明的粘結材料粘合而成的玻璃制品。粘結力高，當玻璃破碎后，玻璃碎片仍然粘在一起不剝落，不傷人，具有安全性，同時也具有耐光、耐熱、耐濕、耐寒的特性。

⑵、鋼化玻璃，鋼化玻璃具有較高的機械強度、抗沖壓強度和良好的熱穩定性。最主要的是鋼化玻璃的安全性好，鋼化玻璃破碎時碎片成蜂窩狀鈍角小顆粒，不易傷人。

（3）、復合玻璃，在兩片或三片平板玻璃之間夾入透明的粘結力強的聚乙烯樹脂，經熱壓加工形成，又因為中間夾層的材料不同、厚度不同而分為普通復合玻璃和HPR夾層玻璃。

2.4 橡膠

橡膠是一種有機高分子材料，汽車上有許多零件是用橡膠制造的，如風扇傳動帶、緩沖墊、油封、制動皮碗等。橡膠具有良好的耐寒、耐蝕和不滲漏水、氣等性能。橡膠的缺點是導熱性差、硬度和拉伸強度不高等，尤其是容易老化。

3 加工工藝

汽車車身加工有三大工藝流程，分別是沖壓工藝、焊裝工藝和涂裝工藝。

沖壓是一種金屬塑性加工方法，其原料主要是板材、帶材、管材及其他型材，利用沖壓設備通過模具的作用，使原材料變成所需要的形狀和尺寸，然后再經過沖孔、切邊、翻邊等等工序，最后才會成為所需要的工件。沖壓工序可分為四個基本工序，分別是沖裁、彎曲、拉伸、局部成形。

焊裝工藝是將沖壓好的車身零件用夾具定位采用焊接的方法將其結合形成車身總成，焊接包括點焊、二氧化碳保護焊、凸焊、螺柱焊。汽車車身是由薄板構成的結構件，沖壓成型后的板料通過裝配和焊接形成車身殼體，所以焊裝是車身成型的關鍵，裝焊工藝是車身制造工藝的重要組成部分。

涂裝對于汽車有兩個作用，第一車身防腐，第二增加美觀。涂裝工藝主要有以下工序：漆前預處理和底漆、噴漆工藝、烘干工藝等，整個過程需要大量化學試劑處理和精細的工藝參數控制，對油漆材料和各項加工設備的要求都很高，因此涂裝工藝都是各公司的技術秘密。

4 結束語

汽車車身的設計非常復雜，一方面，要考慮實際生產和制造水平，另一方面，還要求外形設計舒適、美觀，最后都要落腳在汽車的安全性問題上，這涉及到工程和藝術兩大領域，所以汽車工業的發展仍舊需要設計師們的不斷努力。

參考文獻

[1]孫志誠.汽車四大工藝制造的介紹.科研，2015（21）：207-208

[2]中國汽車工程學會.汽車工藝與材料.汽車工藝與材料編輯部， 1992

[3]張滿福.汽車車身材料的現狀及發展趨勢.汽車工程學報， 2000（4）：46-48