汽车零部件自动化热成形生产线关键技术设计

摘要:随着环保、安全因素对车辆的限制越发严格,高强度热冲压成形零件在车辆制造中的比重也逐渐提高,已成为车辆白车身构造不可或缺的重要组成。在介绍热成形技术基本原理的基础上,通过列举关键工艺数据,对汽车零部件自动化生产线的主要构成设备,包括加热炉、冲压机、冲压模具和自动化搬送设备的选型及相关设计内容作了详细介绍。

新能源电动汽车异种材料连接技术的挑战、趋势和进展

摘要:多材料混合结构在车身上的应用可以实现汽车安全性、轻量化水平的共同提升,也是如今新能源汽车工业发展的一个主要方向。先进高强钢(Advanced high strength steel,AHSS)、铝合金、工程塑料以及碳纤维增强复合材料( Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)等作为轻质高强材料的代表已广泛应用于白车身、覆盖件以及复杂结构件的制造中。由于异种材料理化性能的差异,给连接技术带来了更大的挑战。对于铝合金与碳纤维增强复合材料的连接,采用普通的熔化焊接往往会使铝合金产生热影响区软化、气孔和热裂纹等缺陷以及CFRP 纤维和基体部分烧损,而机械连接则会不可避免地造成腐蚀问题。同时,多材料组成的电池包壳体对连接技术也有很高的要求。因此,为了向新能源汽车提供多材料优化组合的轻量化车身结构,开发性能可靠、低成本、高效率的创新连接方法势在必行。胶接广泛应用于铝合金/先进高强钢、铝合金/碳纤维复合材料、AHSS/CFRP的连接,可以实现密封、紧固、防腐蚀的效果。自冲铆连接( Self-piercing riveting,SPR)相比于熔化焊更适合铝合金、AHSS与CFRP的连接,国外对其连接工艺和接头强度已有较为成熟的研究。固相焊适合于金属/非金属材料的连接,国内外对回填式搅拌摩擦点焊( Refill friction stir spot welding,RFSSW)和超声波点焊在连接铝合金/CFRP、AHSS/CFRP上进行了工艺的探索和设备的改进。激光复合焊和冷金属过渡焊(Cold metal transfer,CMT) 是当下大部分汽车企业主要应用的连接技术,主要用于铝合金/AHSS 的连接。对于电池包壳体的连接,目前主要是使用紧固件连接,同时对特定的材料采取激光焊进行密封。本文针对多种车身材料包括铝/CFRP、高强钢/CFRP、铝/高强钢的连接问题,详细介绍了胶接、自冲铆连接、搅拌摩擦点焊、超声波点焊、激光复合焊和冷金属过渡焊技术的应用和研究进展,讨论了连接工艺参数对接头性能和焊点失效模式的影响,论述了基于有限元分析的接头疲劳寿命预测的难点和研究现状,并简要分析了电池包箱体连接技术的研究进展。新能源电动汽车多材料混合应用推动了连接技术的进步,但仍然面临着基体损伤、界面失效、焊接周期长、设备昂贵和难以自动化等问题,还需要进行更为深入的理论和应用研究。

搅拌摩擦焊在汽车工业中的应用

摘要:作为一种新型的连接技术,搅拌摩擦焊在轻质材料连接上相对于传统的熔化焊有明显的技术优势。随着新能源汽车的发展,轻质材料获得了较多的应用以达到更高的轻量化水平,提升汽车的续航里程。目前,搅拌摩擦焊在新能源汽车三电系统,如电池包下箱体、液冷板、电动机壳体及电控壳体等已有大规模地应用。随着全铝车身的发展,搅拌摩擦点焊有望在车身连接上取得大范围的应用。

燃料电池汽车的核心技术

摘要:被誉为新一代环保车型的燃料电池汽车可不使用传统化石燃料,而以来源丰富的氢气作为燃料,运行后的排放物只有水,且不排放CO2。燃料电池汽车通过电机驱动车辆,可兼顾静音性与良好的行驶性能,燃料填充时间较短,并能确保与内燃机汽车相近的续航里程。各汽车制造商目前正在积极开展针对燃料电池汽车的研发与推广工作。介绍了田公司燃料电池系统(TFCS)及燃料电池堆的结构、设计与控制。着重阐述了燃料电池系统的1项核心技术,即“水管理控制技术”,以及基于燃料电池堆的设计过程与燃料电池堆内部状态的可视化及计测技术。

汽车前地板纵梁高强钢应用及回弹控制技术

摘要:目的:研究造型相对复杂的前地板纵梁高强钢(HSS)应用回弹变形特点,探寻回弹控制方法。方法:借助CAE 分析技术,对零件进行全工序和回弹仿真分析,深入探讨零件回弹特点,提出回弹整改控制措施。结果 通过整改措施的落实,样件尺寸精度达到1 mm 控制要求,零件平均合格率达到90%以上,满足质量要求。结论:数值仿真分析可以对零件的成形性及回弹进行预测,为工艺设计及模具开发提供有益参考。提出的回控制技术可用于指导同类型高强钢零件的模具开发工作。

欧洲铝合金汽车板生产概述及国内市场分析展望

摘要: 文章概述了欧洲铝合金车身板的发展历史和生产工艺,介绍了欧洲主要铝合金车身板生产商的情况; 并根据国内汽车工业的发展情况对汽车车身板在国内的市场需求进行了分析,对国内铝合金车身板的生产情况进行了展望。

中国汽车发展趋势及汽车用钢面临的机遇与挑战

摘要:首先对中国汽车发展的现状与趋势进行了分析预测,2020年中国汽车产量可能达到3 600万辆。伴随汽车迅速发展的同时,汽车用钢也面临安全、环境、资源、能源及成本等方面的挑战。中国汽车的高速增长和庞大的市场为汽车用钢的发展带来重大机遇,同时冶金行业也面临来自非钢材料的激烈竞争和用户方面的挑战。就汽车用钢的发展潜力和钢铁行业可能采取的应对方案进行了讨论,分析了近年汽车用高强钢合金含量的发展、新型高强钢的组织性能精细控制及应用技术、超高强双相钢及新型淬火配分钢的精细组织、冷轧高强钢中的纳米粒子析出控制、热成形钢的工艺与组织性能以及先进高强钢的成形应用技术等。最后,举例介绍了汽车用钢供应商的先期介入(EVI)服务体系的加强与完善。

高强度高压油管产品开发

摘要:根据ISO 8535-1:2016新标准对柴油发动机高压油管的新要求,以屈服强度670、770 MPa等高强度等级的高压油管为研究对象。从材料设计、制造工艺、生产检测等全流程控制出发,采用马氏体相变强化、应变强化以及析出强化等复合强化的模式,成功试制出新标准规定的高强度等级的高压油管,产品内表面缺欠等级达到允许的P级的质量要求。并针对性开发了小口径高压油管的超声探头以及信号处理方法。

制造汽车发动机关键紧固件的要点

摘要:为了提高汽车发动机关键紧固件及材料的制造水平,总结了关键紧固件制造过程的控制要点及常见缺陷和原因,其中包括: 冶炼过程采用LF + RH/VD工艺确保原材料的纯净度; 通过大方坯连铸及“两火”工艺,结合轧制工艺控制组织均匀性、尺寸精度、表面质量及减少脱碳层等以保证原材料的性能和质量; 通过合理选择毛坯尺寸及球化工艺等改制工艺以控制脱碳、磷化皮膜及表面质量,提高线材的冷镦成形性; 借助CAE进行成形工艺设计以保证获得良好的紧固件流线; 对模具、设备、作业规范、检测能力、热处理、搓丝及表面处理等的管控以确保紧固件性能的稳定; 采用合理的拧紧工艺并进行装配验证以保证关键紧固件的使用寿命。

汽车EVI技术进展

摘要:阐述了EVI的概念、目的及意义,综述了热成形钢、淬火分配(Quenching and Partitioning,QP)钢及DH 钢冷成形钢、和新能源汽车专用的高强度钢硅钢新材料方面的进展,以及可实现高精度碰撞模拟的材料断裂卡片和实现剪切边缘冲压模拟的材料成形卡片的开发进展,论述了在新材料开发和精准成形及碰撞模拟的基础上的乘用车车身正向选材,实现EVI的核心目标之一“合适的材料用在合适的地方”。探讨了热成形门环、一体化铝合金下车体、商用车热成形上装及车轮最新制造工艺技术。分析了“双碳”和“抗氢脆”两个共性需求,并提出了低碳排放汽车钢及铝合金零件的实施路径,以及抗氢脆热成形钢和冷成形钢的实现路径。对原材料企业和零部件企业当前和未来基于EVI技术和服务方向提出了建议。