國際汽車車身用鋼研討會資料柏建仁

國際汽車車身用鋼研討會資料柏建仁第1頁/共50頁

美國CAFé

１９７５年通過能源政策和保護議案，要求汽車

制造商生產(chǎn)和銷售符合燃油經(jīng)濟性指標的車輛。

1９７８年ＣＡＦＥ標準生效

1990年以后，提高了燃油經(jīng)濟性：轎車不低于11.69Km/L（27.5mpg)

輕型載貨車不低于8.80Km/L(20.7mpg)

輕型載貨車，2007年不低于22.2mpg2015年轎車為35mpg。第2頁/共50頁日本

1979年公告油耗目標值1993年修改油耗目標值1999年強化油耗標準

汽油車2010年目標柴油車2005年目標

2007年公告油耗新目標值

2015年目標第3頁/共50頁第4頁/共50頁第5頁/共50頁

歐盟第6頁/共50頁第7頁/共50頁

中國co2氣體排放

予計2009年，中國將超過美國成為最大的co2氣體排放國。全國范圍內(nèi)，

co2氣體排放主要由燃煤造成。北京、上海、廣州市中心區(qū)域，

co2氣體排放80%由機動車產(chǎn)生。

第8頁/共50頁中國燃油經(jīng)濟性2004年9月發(fā)布“乘用車燃料消耗量限制標準”。分兩個階段實施。第二階段限值與2002年世界各國乘用車的平均油耗水平基本相當。國家發(fā)改委：2000年，機動車燃油經(jīng)濟性水平比歐洲低25%，比日本低20%，比美國低10%。第9頁/共50頁

石油供應原油消耗量1990年1.15億噸，2005年3.3億噸。1993年成為凈進口國。

1995年進口5.3%，

2006年增至47%，預測2020年將增至60%以上。

2005年汽車燃油消耗占全部消耗比例為25%，預測2020年將達到60%。油價上漲。第10頁/共50頁

輕量化相關技術

以白車身為例

Lightweightdesignapproaches.第11頁/共50頁

開發(fā)過程中經(jīng)過上百次的模擬計算，幾乎每一個細節(jié)都進行了輕量化的設計。在選材方面，更多的使用了高強度鋼板、工程塑料等。還應用激光拼焊技術、內(nèi)高壓成形技術減輕重量。

一款A級車車身輕量化第12頁/共50頁ForceoversectionRockerDoorbeltlineFramesideBasemodelChangingmaterial

白車身在開發(fā)過程中，采用CAE分析技術，對車身的強度、剛性、以及模擬整車碰撞等性能進行了大量的分析。這為確定車身結構、選擇車身材料起到了重要作用。車身CAE分析第13頁/共50頁白車身結構白車身應用了先進的3H框架設計思想。優(yōu)化前后端變形區(qū)。加強側面結構件。第14頁/共50頁白車身先進的結構，適宜的材料，先進的制造工藝，準確的焊點布置，使車身的強度、剛性達到了B級車的水平。

白車身強度剛性Torsionstiffness第15頁/共50頁

被動安全達到NCAP四星第16頁/共50頁第17頁/共50頁高強度鋼應用第18頁/共50頁白車身材料大量的采用高強度鋼板，特別是在3H框架位置。B柱內(nèi)側加強板側圍加強板前縱梁第19頁/共50頁Ts≥980Ts≥590Ts≥440

車身材料強度第20頁/共50頁一款B級車車身第21頁/共50頁

應用高強度鋼鋼種*國內(nèi)采購高強度鋼（CRHRGI）舉例：

180BH220BHP180P230ST280340LA590RTRIP600TRIP800590Y780YSS400SAPH440等*進口980Y*一汽轎車技術標準第22頁/共50頁

高強度鋼成形技術B柱內(nèi)側加強板

980Y（雙相鋼）第23頁/共50頁DP鋼在低應變時n值很高，

變形一開始就能均勻應力梯度，減輕局部減薄。第24頁/共50頁第25頁/共50頁該產(chǎn)品成形過程中，

無明顯的皺紋，沒有破裂的現(xiàn)象。

第26頁/共50頁冷沖壓成形工藝，沖壓零件的尺寸精度是制造時的一個焦點。

相對于軟鋼和傳統(tǒng)高強度鋼，先進高強度鋼的回彈更大。

第27頁/共50頁AHSS成形面臨的挑戰(zhàn)變形過程中加工硬化，屈服強度提高，產(chǎn)生高的流變應力。零件厚度減少，不易保持形狀。缺少補償回彈的經(jīng)驗。

十年前，成形問題是消除縮頸與開裂，涉及范性應變。要點是使零件的應變程度低于臨界應變。現(xiàn)在強調(diào)的是零件尺寸精度與回彈，涉及零件成形的彈性應力及應力釋放。第28頁/共50頁AHSS零件模具設計

突出二點：成形AHSS鋼板，增加沖壓力。模具結構要考慮承受高壓力?；貜椦a償。關注三點：防止失效，模具基體的剛性與韌性。防止磨損，模具表面硬化。模具表面粗糙度。選擇模具材料考慮因素：鋼板強度、厚度及表面復層模具結構、可加工性、曲率、表面加工潤滑零件成本

第29頁/共50頁減小回彈的方法第一種方法是采用附加工藝，把不需要的彈性應力改變?yōu)閷貜椨绊懶〉膽?。一個例子是后拉延操作，把拉伸應力變?yōu)閴嚎s應力，減小邊壁扭曲。另一個例子是槽形件過成形，釋放彈性應力，使零件尺寸符合要求。第二種方法是修改沖壓工藝和/或模具，減小零件沖壓過程中的彈性應力水平。第三種方法是修改產(chǎn)品設計，限制彈性應力釋放。增加零件剛性，鎖住彈性應力。第30頁/共50頁B柱內(nèi)側加強板回彈控制

成形工序采用工藝鑲塊進行成形試驗，確定回彈角的補償。凹模鑲塊帶出制件圓角部分，盡可能使圓角產(chǎn)生充分的塑性變形，控制回彈。壓料板成形面采用合金鋼鑲塊結構，保證腹面成形充分。整形工序在滿足控制回彈要求的前提下，凸?？臻_，通過整形模深度調(diào)整控制回彈量。第31頁/共50頁模具

要求成形模具的強度高。在壓料板最終壓死的受力點位置設置墩死面。模具承壓能力大。與受力位置相對應，杜絕任何懸臂結構。上模對應部位也完全為實體。采用Cr12Mo1V1鑲塊，并進行TD處理，滿足高耐磨性的要求。第32頁/共50頁高強度鋼連接技術

應用于軟鋼的各種焊接方法也適用于高強度鋼。

焊接高強度鋼板，焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生馬氏體和/或貝氏體，應重新制定符合質(zhì)量要求的連接工藝。不同鋼廠提供的材料的合金成分系列不一樣。同一名稱的材料,不同鋼廠提供的材料的焊接性能不同。

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點焊增加電極壓力。減小焊接電流。增加焊接時間。電極形式。焊接電流穩(wěn)定。第34頁/共50頁

焊接電流模式：

當厚度比小于2：1，AC和DC都能得到滿意的結果。當厚度比大于2：1，DC的優(yōu)點便顯現(xiàn)出來。第35頁/共50頁激光拼焊板坯

增加側圍內(nèi)板前段TWB，并提高了強度。側圍加強板提高強度。第36頁/共50頁第37頁/共50頁第38頁/共50頁

16個零件采用激光拼焊板坯，占車身重量15.84%第39頁/共50頁第40頁/共50頁第41頁/共50頁自主開發(fā)部分TWB沖壓模具一汽模具公司開發(fā)門內(nèi)板沖壓模具以前TWB沖壓模具全部進口第42頁/共50頁一汽寶友鋼材加工配送有限公司剪切落料TWB

直線激光焊接曲線激光焊接第43頁/共50頁試制前副車架總成主要構成：副車架主管

40余種沖壓件襯套工藝：內(nèi)高壓成形沖壓機器人弧焊涂裝裝配壓襯套第44頁/共50頁第45頁/共50頁

內(nèi)高壓成形技術生產(chǎn)副車架主管第46