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1、n.第第6章章 汽车车身材料汽车车身材料汽车车身材料的分类汽车车身材料的分类n现代汽车制造技术的飞速开展，汽车制造企业现代汽车制造技术的飞速开展，汽车制造企业在车身生产中开始逐步使用新材料。在众多采在车身生产中开始逐步使用新材料。在众多采用新材料的车辆中，有些是采用了合金钢、高用新材料的车辆中，有些是采用了合金钢、高强度钢和超高强度钢作为车身材料，还有些车强度钢和超高强度钢作为车身材料，还有些车身局部或整体采用了铝质板材，这些都将给维身局部或整体采用了铝质板材，这些都将给维修工作带来新的难题。修复这些采用特殊钢质修工作带来新的难题。修复这些采用特殊钢质板材或铝质板材的事故车时，维修技师应在接板
2、材或铝质板材的事故车时，维修技师应在接受过相关培训的基础上，采用正确的修复工艺受过相关培训的基础上，采用正确的修复工艺对车辆进行修复，只有这样才能保证特殊材料对车辆进行修复，只有这样才能保证特殊材料车身的修复质量。车身的修复质量。汽车车身材料的分类汽车车身材料的分类p金属：汽车工业中应用最广泛的材料；金属：汽车工业中应用最广泛的材料；p非金属材料：主要保险杠、挡泥板、倒车镜、门窗和车内饰非金属材料：主要保险杠、挡泥板、倒车镜、门窗和车内饰等元件；等元件；p复合材料：指由两种或两种以上物理和化学性能不同的物质，复合材料：指由两种或两种以上物理和化学性能不同的物质，一般综合了各组分材料的优良性能。
3、一般综合了各组分材料的优良性能。汽车车身材料的分类汽车车身材料的分类p金属：汽车工业中应用最广泛的材料，其中钢铁的用量最大。金属：汽车工业中应用最广泛的材料，其中钢铁的用量最大。一般金属具的优良的工艺性能和力学性能；一般金属具的优良的工艺性能和力学性能；p非金属材料：主要是合成高分子材料，塑料、橡胶、玻璃等，非金属材料：主要是合成高分子材料，塑料、橡胶、玻璃等，具有高硬度、耐高温、耐腐蚀、绝缘的特点，主要保险杠、具有高硬度、耐高温、耐腐蚀、绝缘的特点，主要保险杠、挡泥板、倒车镜、门窗和车内饰等元件；挡泥板、倒车镜、门窗和车内饰等元件；汽车车身材料的分类汽车车身材料的分类p复合材料：指由两种或两
4、种以上物理和化学性能不同的物质，复合材料：指由两种或两种以上物理和化学性能不同的物质，一般综合了各组分材料的优良性能。一般综合了各组分材料的优良性能。p80年代后期，复合材料车身外覆盖件得到大量的应用和推广，年代后期，复合材料车身外覆盖件得到大量的应用和推广，如发动机罩、翼子板、车门、车顶板、导流罩、车厢后挡板如发动机罩、翼子板、车门、车顶板、导流罩、车厢后挡板等，甚至出现了全复合材料的卡车驾驶室和轿车车身。等，甚至出现了全复合材料的卡车驾驶室和轿车车身。材料是影响汽车质量的重要因素材料是影响汽车质量的重要因素n。在现代汽车中，车身材料占全车材料的很大。在现代汽车中，车身材料占全车材料的很大局
5、部。为了提高汽车行驶的经济性，减轻汽车局部。为了提高汽车行驶的经济性，减轻汽车重量是世界各大车厂的目标，近年来汽车上越重量是世界各大车厂的目标，近年来汽车上越来越多使用了铝或塑料等非钢铁材料做车身部来越多使用了铝或塑料等非钢铁材料做车身部件，例如奥迪件，例如奥迪A2全铝制车身，日产全铝制车身，日产SUV“奇骏奇骏用塑料做前翼子板，更多的乘用车保险杠用用塑料做前翼子板，更多的乘用车保险杠用塑料制成。在日益广泛使用非钢铁材料做车身塑料制成。在日益广泛使用非钢铁材料做车身部件的形势下，高度依赖汽车制造业的钢铁企部件的形势下，高度依赖汽车制造业的钢铁企业将面临直接的威胁。因此，研制和开展轻质、业将面临
6、直接的威胁。因此，研制和开展轻质、高强度的汽车钢板成为多年来钢铁企业的一个高强度的汽车钢板成为多年来钢铁企业的一个热点。热点。工程材料的使用：p为了合理地使用和加工金属材料，必须了解其使用性为了合理地使用和加工金属材料，必须了解其使用性能和工艺性能。能和工艺性能。p使用性能：指各个零件或构件在正常工作时金属材料使用性能：指各个零件或构件在正常工作时金属材料应具备的性能，它决定了金属材料的应用范围、使用应具备的性能，它决定了金属材料的应用范围、使用的可靠性和寿命。包括力学性能、物理性能、化学性的可靠性和寿命。包括力学性能、物理性能、化学性能。能。p工艺性能：指金属材料在冷、热加工过程中应具备的性
7、工艺性能：指金属材料在冷、热加工过程中应具备的性能，它决定了金属材料的加工方法。包括铸造性能、锻能，它决定了金属材料的加工方法。包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能。造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能。金属材料的性能汽车车身外壳绝大局部是汽车车身外壳绝大局部是金属材料，主要用钢板。金属材料，主要用钢板。n镀锌薄钢板广泛应用在汽车上，这是因为它有镀锌薄钢板广泛应用在汽车上，这是因为它有良好的抗腐蚀能力。良好的抗腐蚀能力。n从从20世纪世纪70年代开始轿车车身钢板采用镀锌薄年代开始轿车车身钢板采用镀锌薄钢板，装配时镀锌面置于汽车内侧，提高车身钢板，装配时镀锌面置于汽车
8、内侧，提高车身耐蚀性能，非镀锌面置于汽车外侧，喷涂油漆。耐蚀性能，非镀锌面置于汽车外侧，喷涂油漆。随着汽车对耐腐蚀性能的要求不断提高，镀锌随着汽车对耐腐蚀性能的要求不断提高，镀锌钢板不断增加镀锌层重量，还出现了双层镀锌钢板不断增加镀锌层重量，还出现了双层镀锌钢板。钢板。n因此因此20世纪世纪70年代末又出现一种采用热浸镀锌年代末又出现一种采用热浸镀锌工艺生产的镀锌钢板，称为热镀锌钢板。工艺生产的镀锌钢板，称为热镀锌钢板。镀锌钢板镀锌钢板n目前轿车已经广泛使用镀锌钢板，采用的镀锌目前轿车已经广泛使用镀锌钢板，采用的镀锌钢板厚度从钢板厚度从0.5至至3.0毫米，其中车身复盖件多毫米，其中车身复盖件
9、多用用0.6至至0.8毫米的镀锌钢板。德国奥迪轿车的毫米的镀锌钢板。德国奥迪轿车的车身部件绝大局部采用镀锌钢板局部用铝合车身部件绝大局部采用镀锌钢板局部用铝合金板，金板，别克轿车采用的钢板别克轿车采用的钢板80%以上是双以上是双面热镀锌钢板，上海帕萨特车身的外复盖件采面热镀锌钢板，上海帕萨特车身的外复盖件采用电镀锌工艺，内复盖件内部采用热镀锌工艺，用电镀锌工艺，内复盖件内部采用热镀锌工艺，可以使车身防锈蚀保质期长达可以使车身防锈蚀保质期长达11年。年。基本概念基本概念p载荷：零件和工具在使用过程中所受的力，按作用方式不同，可分为拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等，又可分为静载荷和动载荷。p静载荷力
10、的大小不变或变化缓慢的载荷。如静拉力、静压力等。p动载荷力的大小和方向随时间而发生改变。如冲击载荷、交变载荷、循环载荷等。p应力：材料在任一时刻所受的力除以横截面积之商。用“表示。p变形：金属在外力的作用下尺寸和形状的变化，“弹性变形和“塑性变形p弹性变形去除外力后，物体能完全恢复原状的变形。p塑性变形当外力取消后，物体的变形不能完全恢复，而产生的永久变形。p力学性能：是指在力的作用下所显示的与弹性和非弹性反响相关或涉及应力应变关系的性能，通俗地讲是指材料抵抗外力引起的变形和破坏的能力。基本概念基本概念p强度：材料在力的作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。分为抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度等p塑性：塑
11、性是金属在外力作用下能稳定地改变自己的形状和尺寸，而各质点间的联系不被破坏的性能p硬度：材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度p韧性：韧性是指金属在冲断前吸收变形能量的能力，即抵抗冲击破坏的能力基本概念基本概念p金属材料的刚度、强度、弹性、塑性是通过拉伸实验来测定的，金属材料的刚度、强度、弹性、塑性是通过拉伸实验来测定的，标准试样如下图，把试样安装在拉伸试验机上，并对试样施加标准试样如下图，把试样安装在拉伸试验机上，并对试样施加一个缓慢增加的轴向拉力，试样产生变形，直至断裂。一个缓慢增加的轴向拉力，试样产生变形，直至断裂。p力学性能机械性能：金属材料具有的抵抗一定外力作用而
12、力学性能机械性能：金属材料具有的抵抗一定外力作用而不被破坏的性能。金属材料的力学性能主要有：刚度、强度、不被破坏的性能。金属材料的力学性能主要有：刚度、强度、弹性、塑性、硬度、冲击韧度、断裂韧度和疲劳强度等。弹性、塑性、硬度、冲击韧度、断裂韧度和疲劳强度等。金属材料的力学性能圆形拉伸试样圆形拉伸试样拉伸曲线拉伸曲线p弹性阶段：弹性阶段：OA荷载与伸长成比荷载与伸长成比例，完全符合虎克定律；例，完全符合虎克定律；Np为为比例极限荷载，相应的应力为比例极限荷载，相应的应力为比例极限；比例极限；Ne为弹性极限荷载，为弹性极限荷载，相应的应力为弹性极限。相应的应力为弹性极限。p屈服阶段：荷载与变形不成
13、正比，变形增加很快，曲线呈锯屈服阶段：荷载与变形不成正比，变形增加很快，曲线呈锯齿状，甚至荷载不增加，变形仍然继续开展，这就成为刚刚齿状，甚至荷载不增加，变形仍然继续开展，这就成为刚刚的屈服。的屈服。p断裂阶段断裂阶段强度 p拉伸曲线拉伸曲线oe段是直线，金属材段是直线，金属材料处在弹性变形阶段，应力与料处在弹性变形阶段，应力与应变成正比例关系，服从虎克应变成正比例关系，服从虎克定律，其比值称弹性模量，是定律，其比值称弹性模量，是衡量材料抵抗弹性变形能力的衡量材料抵抗弹性变形能力的指标。指标。p弹性极限：弹性极限：金属材料产生完全弹性变形时所能承受的最大金属材料产生完全弹性变形时所能承受的最大
14、应力值，单位应力值，单位MPa。即。即试样发生完全弹性变形的最大载荷（试样发生完全弹性变形的最大载荷（N）；）；试样的原始横截面积（试样的原始横截面积（mm2）。）。式中式中p屈服极限屈服极限s：开始产生屈服现象时的应力称为屈服点，其开始产生屈服现象时的应力称为屈服点，其含义指在外力作用下开始产生明显塑性变形的最小应力，含义指在外力作用下开始产生明显塑性变形的最小应力，也即材料抵抗微量塑性变形的能力。也即材料抵抗微量塑性变形的能力。p条件屈服极限：有些塑性较低的材料没有明显的屈服点，条件屈服极限：有些塑性较低的材料没有明显的屈服点，难于确定产生塑性变形的最小应力。规定当试样产生难于确定产生塑性
15、变形的最小应力。规定当试样产生0.2%的塑性变形时所对应的应力的塑性变形时所对应的应力0.2作为材料开始产生明作为材料开始产生明显塑性变形时的屈服强度，称为条件屈服极限。显塑性变形时的屈服强度，称为条件屈服极限。试样发生屈服时的载荷（试样发生屈服时的载荷（N）；）；试样的原始横截面积（试样的原始横截面积（mm2）。）。式中式中强度 p抗拉强度抗拉强度b:当负荷继续增加超过当负荷继续增加超过s点后，变形量随着负荷的点后，变形量随着负荷的增加而急剧增加，当负荷超过增加而急剧增加，当负荷超过b点，变形集中在试样的某一点，变形集中在试样的某一部位上，试样在该部位出现缩颈现象，拉伸变形集中在缩部位上，试
16、样在该部位出现缩颈现象，拉伸变形集中在缩颈处。继续施加负荷，试样在颈处。继续施加负荷，试样在k点断裂。材料断裂前所承受点断裂。材料断裂前所承受的最大应力，即为抗拉强度（强度极限）的最大应力，即为抗拉强度（强度极限）。试样被拉断前所承受的最大载荷（试样被拉断前所承受的最大载荷（N）；）；试样的原始横截面积（试样的原始横截面积（mm2）。）。式中式中强度 p钢材的屈服强度与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比钢材的屈服强度与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比越小，结构零件的可靠性越高越小，结构零件的可靠性越高 p指金属材料在静载荷作用时，在断裂前产生塑性变形的能指金属材料在静载荷作用时，在断裂前产生
17、塑性变形的能力，反映材料塑性的力学性能指标有延伸率力，反映材料塑性的力学性能指标有延伸率和断面收缩和断面收缩率率 。p延伸率：延伸率：指试样拉断后其标距长度的相对伸长值。即指试样拉断后其标距长度的相对伸长值。即 p断面收缩率：断面收缩率：指试样拉断后缩颈处横截面积的最大相对指试样拉断后缩颈处横截面积的最大相对收缩值。收缩值。塑性钢材的含碳量对机械性能的影响p其它成分含量对强度的影响其它成分含量对强度的影响p温度：温度升高塑性提高温度：温度升高塑性提高硬度硬度p硬度指金属材料抵抗外物压入其外表的能力，也是衡量硬度指金属材料抵抗外物压入其外表的能力，也是衡量金属材料软硬程度的一种力学性能指标。工程
18、上常用的金属材料软硬程度的一种力学性能指标。工程上常用的有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。疲劳强度p交变应力周期性应力。交变应力周期性应力。应力的大小、方向周期性变应力的大小、方向周期性变化。有对称周期性应力和非对称周期性应力。化。有对称周期性应力和非对称周期性应力。p疲劳。疲劳。构件在低于屈服强度的交变应力作用下，经过较长构件在低于屈服强度的交变应力作用下，经过较长时间工作而发生突然断裂，无明显的塑性变形的现象。时间工作而发生突然断裂，无明显的塑性变形的现象。p疲劳现象：在循环力或交变力作用下工作的，尽管这种应疲劳现象：在循环力或交变力作用下工作的，尽管这种应力
19、远小于材料的屈服点，但经一定循环次数后断裂的现象力远小于材料的屈服点，但经一定循环次数后断裂的现象p疲劳断裂原因：由于零件中存在疲劳源如裂纹、夹杂、疲劳断裂原因：由于零件中存在疲劳源如裂纹、夹杂、刀痕等缺陷，在循环力或交变力作用下疲劳源处产生疲刀痕等缺陷，在循环力或交变力作用下疲劳源处产生疲劳裂纹，并不断扩展，导致零件即发生突然断裂。劳裂纹，并不断扩展，导致零件即发生突然断裂。冲击韧度p金属材料抵抗冲击负荷的能金属材料抵抗冲击负荷的能力，可用摆锤冲击试验机力，可用摆锤冲击试验机来测定金属材料的冲击值。来测定金属材料的冲击值。冲击韧度值可用下式计算。冲击韧度值可用下式计算。p单位截面积材料断裂吸
20、收的单位截面积材料断裂吸收的功。功。冲击韧度冲击韧度（冲击韧度（J/cm2）；冲击吸收功（冲击吸收功（J）；）；摆锤重量（摆锤重量（N）；）；摆锤抬升高度（摆锤抬升高度（m）；）；摆锤冲击后的高度（摆锤冲击后的高度（m）；试样缺口底部处横截试样缺口底部处横截面积（面积（cm2）。）。式中式中金属冷变形规律金属冷变形规律金属冷变形规律金属冷变形规律金属冷变形规律金属冷变形规律汽车车身常用金属材料汽车车身常用金属材料汽车车身常用金属材料汽车车身常用金属材料p汽车车身零件一般由钢板冲压而成，根据强度和刚度需汽车车身零件一般由钢板冲压而成，根据强度和刚度需要设计成不同形状的断面。要设计成不同形状的断面
21、。p大量采用加强筋或加强件。大量采用加强筋或加强件。p不同的部位采用不同厚度不同的部位采用不同厚度的钢板。的钢板。普通低碳钢板普通低碳钢板n低碳钢板具有很好的塑性加工性能，强度和刚低碳钢板具有很好的塑性加工性能，强度和刚度也能满足汽车车身的要求，同时能满足车身度也能满足汽车车身的要求，同时能满足车身拼焊的要求，因此在汽车车身上应用很广。为拼焊的要求，因此在汽车车身上应用很广。为了满足汽车制造业追求轻量化的要求，钢铁企了满足汽车制造业追求轻量化的要求，钢铁企业推出高强度汽车钢材系列钢板。这种高强度业推出高强度汽车钢材系列钢板。这种高强度钢板是在低碳钢板的基础上采用强化方法得到钢板是在低碳钢板的基
22、础上采用强化方法得到的，抗拉强度得到大幅增强。利用高强度特性，的，抗拉强度得到大幅增强。利用高强度特性，可以在厚度减薄的情况下依然保持汽车车身的可以在厚度减薄的情况下依然保持汽车车身的机械性能要求，从而减轻了汽车重量。机械性能要求，从而减轻了汽车重量。普通低碳钢板普通低碳钢板n低碳钢板减轻了汽车重量。例如低碳钢板减轻了汽车重量。例如BH钢板是在低钢板是在低强度的条件下，经过冲压成形之后，进行烤漆强度的条件下，经过冲压成形之后，进行烤漆加工热处理，以提高其抗拉强度。比照之下，加工热处理，以提高其抗拉强度。比照之下，以往生产的强度在以往生产的强度在440MPa的钢板，在采用这的钢板，在采用这种加工
23、技术以后强度可增加到种加工技术以后强度可增加到500MPa。原来。原来用厚度用厚度1毫米钢板做侧面板，用高强度钢板只毫米钢板做侧面板，用高强度钢板只需厚度需厚度0.8毫米。采用高强度钢板还可以有效地毫米。采用高强度钢板还可以有效地提高汽车车身的抗冲击性能，防止在行驶中由提高汽车车身的抗冲击性能，防止在行驶中由于路面的砂石飞溅碰撞产生凹痕，延长了汽车于路面的砂石飞溅碰撞产生凹痕，延长了汽车的使用寿命。的使用寿命。高强度钢板高强度钢板 p高强度钢板是在低碳钢内参加适当的微量元素，经各种处理高强度钢板是在低碳钢内参加适当的微量元素，经各种处理轧制而成，其抗拉强度高达轧制而成，其抗拉强度高达550N/
24、mm2，是普通低碳钢板的，是普通低碳钢板的23倍，深拉延性能极好，可轧制成很薄的钢板，是车身轻量倍，深拉延性能极好，可轧制成很薄的钢板，是车身轻量化的重要材料。化的重要材料。pIF高强度无间隙原子钢板：晶格无间隙，铁素体的中间高强度无间隙原子钢板：晶格无间隙，铁素体的中间晶格内无碳原子和氮原子，碳和氮的含量极低。成型能力高，晶格内无碳原子和氮原子，碳和氮的含量极低。成型能力高，可焊性好。主要用于轿车外板、车门等形状复杂的冲压件。可焊性好。主要用于轿车外板、车门等形状复杂的冲压件。车用高强度钢板车用高强度钢板n车用高强度钢板应具有高强度和延塑性好的车用高强度钢板应具有高强度和延塑性好的特点。目前
25、高强度钢有特点。目前高强度钢有BH钢烤漆硬化钢板、钢烤漆硬化钢板、双相双相DP钢、相变诱导塑性钢钢、相变诱导塑性钢TRIP、微合、微合金金M钢、高强度无间隙固熔钢、高强度无间隙固熔IF钢等。钢等。n它们一般用于需高强度、高抗碰撞吸收能、它们一般用于需高强度、高抗碰撞吸收能、成形要求严格的零件，例如轮圈、加强构件、成形要求严格的零件，例如轮圈、加强构件、保险杠、防撞杠，随着性能及成型技术的进步，保险杠、防撞杠，随着性能及成型技术的进步，高强度钢板被用于汽车的内外板件，例如车顶高强度钢板被用于汽车的内外板件，例如车顶板、车门内外板、发动机舱盖、行李舱盖等上。板、车门内外板、发动机舱盖、行李舱盖等上
26、。现在许多中高档轿车都采用高强度钢板。现在许多中高档轿车都采用高强度钢板。高强度钢板高强度钢板 高强度钢板高强度钢板 p烘烤硬化冷轧烘烤硬化冷轧BH钢板：经过冲压、拉延变形及烤漆高钢板：经过冲压、拉延变形及烤漆高温时效处理，屈服强度得以提高。这种简称为温时效处理，屈服强度得以提高。这种简称为BH钢板的烘钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度，是车身外板轻量化设计首烤硬化钢板既薄又有足够的强度，是车身外板轻量化设计首选材料之一；选材料之一；p冷轧双相冷轧双相DP钢板：具有屈服、屈强比低和加工硬化高、钢板：具有屈服、屈强比低和加工硬化高、兼备高强度及高塑性的特点，如经烤漆后其强度可进一步提兼备高强度
27、及高塑性的特点，如经烤漆后其强度可进一步提高。适用于形状复杂且要求强度高的车身零件。主要用于要高。适用于形状复杂且要求强度高的车身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件，如车门加强板、保险杠等；求拉伸性能好的承力零部件，如车门加强板、保险杠等；p高张力钢：具有高张力钢：具有550以上的屈服强度和以上的屈服强度和620以上以上的抗拉强度，具有优异的韧性、高速延性断裂停止特性及焊的抗拉强度，具有优异的韧性、高速延性断裂停止特性及焊接性。接性。高强度钢板高强度钢板 p相变诱导塑性相变诱导塑性TRIP钢钢：通过热轧变形热处理或冷轧：通过热轧变形热处理或冷轧+热处理，具有高的屈服强度和抗拉强度，延展性
28、强，冲压成热处理，具有高的屈服强度和抗拉强度，延展性强，冲压成形能力高。特别适用于一些形状复杂而强度要求高的冲压零形能力高。特别适用于一些形状复杂而强度要求高的冲压零件。件。p轻量化迭层钢板轻量化迭层钢板：在两层超薄钢板之间压入塑料的复合材：在两层超薄钢板之间压入塑料的复合材料，表层钢板厚度为料，表层钢板厚度为0.20.3mm，塑料层的厚度占总厚度的，塑料层的厚度占总厚度的2565。与具有同样刚度的单层钢板相比，质量只有。与具有同样刚度的单层钢板相比，质量只有57。隔热防振性能良好，主要用于发动机罩、行李箱盖、车。隔热防振性能良好，主要用于发动机罩、行李箱盖、车身底板等部件。身底板等部件。高强
29、度钢板高强度钢板n高强度钢板经过兴旺国家高强度钢板经过兴旺国家20多年的开发与生产，多年的开发与生产，大都巳有标准化和常规生产的系列产品，并广大都巳有标准化和常规生产的系列产品，并广泛用于许多汽车的构件制作中。泛用于许多汽车的构件制作中。汽车高强度汽车高强度钢板的平均使用率在钢板的平均使用率在1993年为年为25，2000年年为为36。钢铁协会钢铁协会AISI组织世界组织世界13家钢铁家钢铁公司研究开发公司研究开发“超轻车身研究超轻车身研究ULSAB，于于1998年年3月在月在密执安展出了高强度钢车身，密执安展出了高强度钢车身，车身使用的高强度钢大约为车身使用的高强度钢大约为86，其平均重量，
30、其平均重量比普通钢结构车身减轻了比普通钢结构车身减轻了25，这对汽车制造，这对汽车制造厂家很有吸引力。厂家很有吸引力。高强度钢板高强度钢板n1999年年1月，全世界月，全世界34家大钢铁企业又共同出家大钢铁企业又共同出资启动了高强度钢车身的研发工程资启动了高强度钢车身的研发工程ULSAB-AVC，通过使用高质量钢材和新制造技术，减，通过使用高质量钢材和新制造技术，减轻汽车重量，提高经济性，以满足轻汽车重量，提高经济性，以满足2004年更为年更为严格的碰撞标准和严格的碰撞标准和2005年实施的欧洲年实施的欧洲号排放号排放标准。从这里可以看出，开展车用高强度钢板标准。从这里可以看出，开展车用高强度
31、钢板巳经不是单纯车身材料更新的问题，它还涉及巳经不是单纯车身材料更新的问题，它还涉及到能否令汽车到达新的环保和安全标准的问题。到能否令汽车到达新的环保和安全标准的问题。高强度钢板高强度钢板n高强度钢板的开展与应用跟成型、涂装和焊接高强度钢板的开展与应用跟成型、涂装和焊接等有关技术是密切相关。冲压成型是汽车制造等有关技术是密切相关。冲压成型是汽车制造中最主要的成形方式，车身构件、门板、翼子中最主要的成形方式，车身构件、门板、翼子板等等都是通过冲压成型制造出来，有些构件板等等都是通过冲压成型制造出来，有些构件具有相当复杂的形状。具有相当复杂的形状。n例如高强度无间隙固熔例如高强度无间隙固熔IF钢具
32、有极为良好的深钢具有极为良好的深冲和拉延能力，用来冲压制造各种复杂形状的冲和拉延能力，用来冲压制造各种复杂形状的汽车冲压件，它内部的铁素体不存在任何间隙汽车冲压件，它内部的铁素体不存在任何间隙固熔的碳和氮原子，这样钢材在冷轧和连续退固熔的碳和氮原子，这样钢材在冷轧和连续退火后可获得低屈强比和高延伸率，也就是说有火后可获得低屈强比和高延伸率，也就是说有极高的极高的“韧性，不会轻易断裂，能够承受各韧性，不会轻易断裂，能够承受各种模具的冲压变形。种模具的冲压变形。高强度钢板高强度钢板n近年流行一种近年流行一种“拼焊技术，就是将不同厚度和不同性拼焊技术，就是将不同厚度和不同性能的钢板剪裁后拼焊起来的一
33、种钢板，这种拼焊钢板可能的钢板剪裁后拼焊起来的一种钢板，这种拼焊钢板可以冲压加工。采用拼焊钢板可以按照汽车的不同部位对以冲压加工。采用拼焊钢板可以按照汽车的不同部位对应于不同的板材，更好地发挥其作用，应于不同的板材，更好地发挥其作用，n例如在负荷大的地方采用较厚的高强度钢板，而在其他例如在负荷大的地方采用较厚的高强度钢板，而在其他部位则使用较薄的高强度钢板。拼焊钢板的应用，简化部位则使用较薄的高强度钢板。拼焊钢板的应用，简化了生产工艺、改善了构件性能和减轻了重量。汽车构件了生产工艺、改善了构件性能和减轻了重量。汽车构件上采用上采用“拼焊的部件常有侧面框架、车门内板、车拼焊的部件常有侧面框架、车
34、门内板、车身底板、侧面横档、档风玻璃窗框、中立柱等。因此，身底板、侧面横档、档风玻璃窗框、中立柱等。因此，对高强度钢板的焊接也有高要求。对高强度钢板的焊接也有高要求。镀锌钢板镀锌钢板n涂装是汽车制造过程中的重要工序，包括镀涂装是汽车制造过程中的重要工序，包括镀锌钢板。目前中高档轿车白车身一般使用镀锌锌钢板。目前中高档轿车白车身一般使用镀锌板，镀锌板能够保证汽车车身使用板，镀锌板能够保证汽车车身使用10年不会腐年不会腐锈。但是钢厂生产的汽车钢板在轧制过程中的锈。但是钢厂生产的汽车钢板在轧制过程中的外表粗糙度和清洁度将直接影响到镀锌的锌层外表粗糙度和清洁度将直接影响到镀锌的锌层附着力。附着力。n钢
35、板的板厚精度控制也将影响现代化汽车生钢板的板厚精度控制也将影响现代化汽车生产线的工作准确性，因为现代化的汽车生产线产线的工作准确性，因为现代化的汽车生产线是用机器人点焊，板厚误差大将导致虚焊。所是用机器人点焊，板厚误差大将导致虚焊。所以，现代化的汽车制造对钢板的要求是十分严以，现代化的汽车制造对钢板的要求是十分严格的，例如对宽格的，例如对宽1.5米长米长3000米的厚米的厚0.8毫米毫米钢板，厚度公差不能超出钢板，厚度公差不能超出20微米。微米。轧钢轧钢n汽车车厢蒙皮板、车门、顶盖、底板等复汽车车厢蒙皮板、车门、顶盖、底板等复盖件用薄钢板均是冷轧板，大梁、横粱、盖件用薄钢板均是冷轧板，大梁、横
36、粱、保险杆等均是热轧钢。保险杆等均是热轧钢。车身新材料车身新材料 p铝合金铝合金：与汽车钢板相比，铝合金具有密度小：与汽车钢板相比，铝合金具有密度小2.7g/cm3、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、可回收再生等优比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、可回收再生等优点，技术成熟。点，技术成熟。p德国群众公司的新型奥迪德国群众公司的新型奥迪A2型轿车，由于采用了全铝车身型轿车，由于采用了全铝车身骨架和外板结构，使其总质量减少了骨架和外板结构，使其总质量减少了135kg，比传统钢材料，比传统钢材料车身减轻了车身减轻了43，使平均油耗降至每百公里，使平均油耗降至每百公里3升的水平。升的水平。p全
37、新奥迪全新奥迪A8通过使用性能更好的大型铝铸件和液压成型部通过使用性能更好的大型铝铸件和液压成型部件，车身零件数量从件，车身零件数量从50个减至个减至29个，车身框架完全闭合。这个，车身框架完全闭合。这种结构不仅使车身的扭转刚度提高了种结构不仅使车身的扭转刚度提高了60%，还比同类车型的，还比同类车型的钢制车身车重减少钢制车身车重减少50%。1使用铝材的意义及特性使用铝材的意义及特性n近年来，汽车制造企业在汽车的结构设近年来，汽车制造企业在汽车的结构设计、制造技术、材料选用等方面进行了大计、制造技术、材料选用等方面进行了大量的研究工作，希望能够研发出安全可靠、量的研究工作，希望能够研发出安全可
38、靠、节能环保的新型汽车。节能环保的新型汽车。铝材使用铝材使用n用于汽车车身板材的铝合金主要有用于汽车车身板材的铝合金主要有Al-Cu-Mg2000系，系，Al-Mg5000系和系和Al-Mg-Si6000系系3种。种。6000系合金铝由于其可塑性好、强度高，成为许多汽系合金铝由于其可塑性好、强度高，成为许多汽车生产商的首选新型车身材料。如欧洲的汽车生产商一车生产商的首选新型车身材料。如欧洲的汽车生产商一般会使用成型性能较好的般会使用成型性能较好的6016合金铝作为主要的车身合金铝作为主要的车身板材；而板材；而的汽车生产商则使用具有足够强度的的汽车生产商则使用具有足够强度的6111合金铝作为车身
39、的主要板材。对于车身的不同部位、不合金铝作为车身的主要板材。对于车身的不同部位、不同构件，所使用铝材的合金成分、种类和热处理工艺也同构件，所使用铝材的合金成分、种类和热处理工艺也并不相同。如车辆的保险杠骨架、加强梁或侧防撞梁等，并不相同。如车辆的保险杠骨架、加强梁或侧防撞梁等，所使用的铝材都应具有足够的强度和韧度，在发生碰撞所使用的铝材都应具有足够的强度和韧度，在发生碰撞时要有良好的吸能特性比钢板增加时要有良好的吸能特性比钢板增加50%左右；车左右；车辆传动系使用铝质构件，不但具有足够的强度和韧度，辆传动系使用铝质构件，不但具有足够的强度和韧度，同时还具备良好的导热能力。同时还具备良好的导热能
40、力。铝材使用铝材使用n汽车使用铝材确实取得了良好的社会效汽车使用铝材确实取得了良好的社会效益和经济效益。益和经济效益。n汽车使用铝材也存在一些缺乏。在生产铝汽车使用铝材也存在一些缺乏。在生产铝质车身的汽车时，焊接铝质车身比焊接传质车身的汽车时，焊接铝质车身比焊接传统钢质车身能耗增加统钢质车身能耗增加60%。而且一旦发。而且一旦发生交通事故，铝质车身的维修费用较高。生交通事故，铝质车身的维修费用较高。由于铝材的溶点较低、可修复性差，维修由于铝材的溶点较低、可修复性差，维修技师需要使用专用铝车身修复工具及特殊技师需要使用专用铝车身修复工具及特殊的工艺方法进行修复。的工艺方法进行修复。2铝质车身修复
41、应具备的条件铝质车身修复应具备的条件n2.1区别于传统钢质车身修复区别于传统钢质车身修复n2.2需要独立的维修空间和防爆吸尘系统需要独立的维修空间和防爆吸尘系统n2.3带有定位夹具的大梁校正器带有定位夹具的大梁校正器n2.4专用的维修设备和工具专用的维修设备和工具2铝质车身修复应具备的条件铝质车身修复应具备的条件n2.1区别于传统钢质车身修复区别于传统钢质车身修复n维修技师不仅对铝材的特性要非常了解，还要维修技师不仅对铝材的特性要非常了解，还要对铝质车身的修复工艺、连接方式与接口形式、对铝质车身的修复工艺、连接方式与接口形式、粘接剂与铆接工具等性能了如指掌。实际操作粘接剂与铆接工具等性能了如指
42、掌。实际操作过程中，维修技师要时刻牢记安全本卷须知。过程中，维修技师要时刻牢记安全本卷须知。n2.2需要独立的维修空间和防爆吸尘系统需要独立的维修空间和防爆吸尘系统n铝质板材在打磨过程中会产生很多铝粉，吸入铝质板材在打磨过程中会产生很多铝粉，吸入后不但对人体有害，而且在空气中易燃易爆，后不但对人体有害，而且在空气中易燃易爆，所以，在维修铝质车身时要设置独立的维修空所以，在维修铝质车身时要设置独立的维修空间和防爆集尘、吸尘系统，以保证车身修复操间和防爆集尘、吸尘系统，以保证车身修复操作更加安全。作更加安全。2铝质车身修复应具备的条件铝质车身修复应具备的条件n2.3带有定位夹具的大梁校正器带有定位
43、夹具的大梁校正器n车辆发生碰撞后，损伤部件经检查确认无法修车辆发生碰撞后，损伤部件经检查确认无法修复或修复后无法到达其原有性能时，就必须更复或修复后无法到达其原有性能时，就必须更换该部件。更换铝质部件时，其连接方式与钢换该部件。更换铝质部件时，其连接方式与钢质车身有很大区别。钢质车身的接缝处一般采质车身有很大区别。钢质车身的接缝处一般采用焊接方式，而铝质车身的连接处多采用粘接用焊接方式，而铝质车身的连接处多采用粘接或粘接、铆接共用的连接方式。由于粘接剂固或粘接、铆接共用的连接方式。由于粘接剂固化时间长，如果不对更换部件进行定位，修复化时间长，如果不对更换部件进行定位，修复后的车身就很难恢复原技
44、术尺寸。当校整架没后的车身就很难恢复原技术尺寸。当校整架没有专用定位夹具时，使用辅助夹具或通用夹具有专用定位夹具时，使用辅助夹具或通用夹具固定是一种比较有效的方法。固定是一种比较有效的方法。2铝质车身修复应具备的条件铝质车身修复应具备的条件n2.4专用的维修设备和工具专用的维修设备和工具n在进行铝质车身修复时，具备带有定位夹在进行铝质车身修复时，具备带有定位夹具的校整架是远远不够的，还要有专用的具的校整架是远远不够的，还要有专用的气体保护焊机、铝整形机、强力铆钉枪、气体保护焊机、铝整形机、强力铆钉枪、铆钉取出器等设备和工具。在修复过程中，铆钉取出器等设备和工具。在修复过程中，一定注意工具要单独
45、摆放，不能与修复钢一定注意工具要单独摆放，不能与修复钢质车身的工具放在一起。修复钢质车身的质车身的工具放在一起。修复钢质车身的工具残留有钢铁碎屑，如用其修复铝质车工具残留有钢铁碎屑，如用其修复铝质车身，钢铁碎屑会对铝造成腐蚀。身，钢铁碎屑会对铝造成腐蚀。3如何正确修复铝质车身如何正确修复铝质车身n3.1铝质面板的修复铝质面板的修复n铝质板件的厚度通常是钢质板件厚度的铝质板件的厚度通常是钢质板件厚度的1.52倍，其熔倍，其熔点较低，在加热时极易发生变形。碰撞变形后，受加工点较低，在加热时极易发生变形。碰撞变形后，受加工硬化的影响很难二次成形，如果强行修复会使损伤部位硬化的影响很难二次成形，如果强
46、行修复会使损伤部位出现裂纹甚至发生断裂。所以，当铝材受到一定程度的出现裂纹甚至发生断裂。所以，当铝材受到一定程度的损伤后，应对受损部件进行分体或总成更换生产厂家损伤后，应对受损部件进行分体或总成更换生产厂家不建议修复。在进行铝质结构件更换时，连接处一般不建议修复。在进行铝质结构件更换时，连接处一般很少采用钢质车身修复所采用的焊接方法，而是采用粘很少采用钢质车身修复所采用的焊接方法，而是采用粘接或粘接、铆接共用的方法。由于更换铝质板材的费用接或粘接、铆接共用的方法。由于更换铝质板材的费用比较高，所以，维修技师对一些轻微损伤的面板会采取比较高，所以，维修技师对一些轻微损伤的面板会采取某些方法进行修
47、复。某些方法进行修复。3如何正确修复铝质车身如何正确修复铝质车身n1由于铝材的可延展性较强，在受到碰撞后，很难由于铝材的可延展性较强，在受到碰撞后，很难恢复到原来的形状和尺寸。维修技师修复时可使用木锤恢复到原来的形状和尺寸。维修技师修复时可使用木锤或橡胶锤进行碾锤错位敲击，以减少铝材的延伸。如必或橡胶锤进行碾锤错位敲击，以减少铝材的延伸。如必须采取碾锤正位敲击，应采用屡次的轻敲，否则将会加须采取碾锤正位敲击，应采用屡次的轻敲，否则将会加重铝材的损伤程度。铝板修复前，首先区分其变形的类重铝材的损伤程度。铝板修复前，首先区分其变形的类型。对隆起部位使用木锤或橡胶锤进行弹性敲击，以释型。对隆起部位使
48、用木锤或橡胶锤进行弹性敲击，以释放撞击产生的应力，这样可减小坚硬折损处弯曲的可能放撞击产生的应力，这样可减小坚硬折损处弯曲的可能性。凹陷部位修复时不要使其每次升起得太多，应防止性。凹陷部位修复时不要使其每次升起得太多，应防止拉伸铝材。在铝质面板修复时，也可使用铝整形机对损拉伸铝材。在铝质面板修复时，也可使用铝整形机对损伤部位进行校整，在修复到位后使用专用工具将介子栽伤部位进行校整，在修复到位后使用专用工具将介子栽焊螺杆齐根剪下，打磨平整即可。焊螺杆齐根剪下，打磨平整即可。n采取内外层别离，分别修整后折边咬合的修复方法。采取内外层别离，分别修整后折边咬合的修复方法。但对于铝质面板，就不能使用这种
49、方法了。如果采用这但对于铝质面板，就不能使用这种方法了。如果采用这种方法修复铝质面板，折边部位会由于铝的韧度较差而种方法修复铝质面板，折边部位会由于铝的韧度较差而出现裂纹或断裂。出现裂纹或断裂。3如何正确修复铝质车身如何正确修复铝质车身n2在进行铝板校正前，应对铝板进行适度在进行铝板校正前，应对铝板进行适度的加热，这与传统的钢板修复有着明显的区别。的加热，这与传统的钢板修复有着明显的区别。校正钢板一般应尽量防止加热，以免降低钢板校正钢板一般应尽量防止加热，以免降低钢板的强度。而在修复铝板时，必须利用加热的方的强度。而在修复铝板时，必须利用加热的方法增加铝板的可塑性。如果不加热，施加校正法增加铝
50、板的可塑性。如果不加热，施加校正力会引起铝板开裂。但由于铝熔点较低力会引起铝板开裂。但由于铝熔点较低660，如加热过量会造成铝材变形或熔化。，如加热过量会造成铝材变形或熔化。所以，在对铝板进行加热前，应使用所以，在对铝板进行加热前，应使用120的的热敏涂料或热敏热敏涂料或热敏“笔在损伤部位周围，画一笔在损伤部位周围，画一个半径个半径2030mm的环状标志。这样在加热过的环状标志。这样在加热过程中可以通过颜色的变化，对温度进行实时监程中可以通过颜色的变化，对温度进行实时监控。控。3如何正确修复铝质车身如何正确修复铝质车身n3当铝质面板发生延伸时，可采取热当铝质面板发生延伸时，可采取热收缩的方法进