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变截面薄板在车身制造中的应用研究
原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-27 原文发表:2007-06-27 人气:4
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内容摘要:摘 要：分析了汽车轻量化的技术内涵和主要途径，指出在车身制造中采用变截面薄板是汽车自身减重且能够提高汽车性能的有效措施。重点介绍了激光拼焊板和柔性轧制技术，着重讨论了连续变截面辊轧板（TRB）在汽车轻量化中的应用，并给出了TRB在车身制造应用中尚需深入研究的重点。关键词： 变截面薄板 拼焊板（TWB） 变截面辊轧板（TRB） 车身制造中图分类号：TG310，U463 0 前言汽车工业已经成为我国国民经济的支柱产业之一，据最新统计资料显示，我国已成为世界第4大汽车生产国。伴随着我国现代化进程，汽车工业的发展将会有着更为强劲的势头。
摘 要：分析了汽车轻量化的技术内涵和主要途径，指出在车身制造中采用变截面薄板是汽车自身减重且能够提高汽车性能的有效措施。重点介绍了激光拼焊板和柔性轧制技术，着重讨论了连续变截面辊轧板（TRB）在汽车轻量化中的应用，并给出了TRB在车身制造应用中尚需深入研究的重点。
关键词： 变截面薄板 拼焊板（TWB） 变截面辊轧板（TRB） 车身制造
中图分类号：TG310，U463
0 前言
汽车工业已经成为我国国民经济的支柱产业之一，据最新统计资料显示，我国已成为世界第4大汽车生产国。伴随着我国现代化进程，汽车工业的发展将会有着更为强劲的势头。然而，汽车在带给人们迅捷与方便的同时，也带来很多负面的影响，其中最令人关注的就是由汽车引来的全球能源短缺和尾气排放对人类生存环境的污染问题。针对汽车工业面临的可持续发展问题，本文首先分析汽车轻量化的技术内涵和实现途径，进而介绍变截面薄板及其在汽车白车身制造中的应用。
1 汽车轻量化的内涵和途径
1.1 汽车轻量化的技术内涵
不论是以内燃机为动力的燃油车，还是以新型燃料电池为动力的电动车或者混合动力汽车，减轻汽车自身的重量——汽车轻量化问题应该是消除上述负面影响的一剂良方。因为汽车自重越轻，需要的引擎也就越轻，耗油或耗电就会更低，同时尾气排放量（对于燃油车）也越小。汽车轻量化将成为汽车工业发展中的一项关键性研究课题。
然而，汽车轻量化绝非是简单地将其小型化而已。首先应保持汽车原有的性能不受影响，即既要有目标地减轻汽车自身的重量，又要保证汽车行驶的安全性、耐撞性、抗振性及舒适性，同时汽车本身的造价不被提高，以免给客户造成经济上的压力。
汽车轻量化技术包括汽车结构的合理设计和轻量化材料的使用两大方面[1]。在结构设计方面可以采用前轮驱动、高刚性结构和超轻悬架结构等来达到轻量化的目的，在用材方面可以通过材料替代或采用新材料来达到汽车轻量化的目的[2、3]。
1.2 实现汽车轻量化的主要途径
据统计，汽车车身、底盘（含悬挂系统）、发动机三大件约占一辆轿车总重量的65％以上。其中车身外、内覆盖件的重量又居首位。因此减少汽车白车身重量对降低发动机的功耗和减少汽车总重量具有双重的效应，是汽车轻量化的重要途径。
为减轻白车身的重量，首先应在白车身制造材料方面寻找突破口。具体说来可以有如下几种方案：
1）使用密度小、强度高的轻质材料，像铝镁轻合金、塑料聚合物材料、陶瓷材料等；
2）使用同密度、同弹性模量而且工艺性能好的截面厚度较薄的高强度钢；
3）使用基于新材料加工技术的轻量化结构用材，如连续挤压变截面型材、金属基复合材料板、激光焊接板材等。
方案1）和2）是通过更换车身材料种类来达到汽车轻量化的目的。而方案3）是从材料加工的角度出发，使经过特殊加工后的钢板材料的承载性能、成形性能或者其他方面的性能大大提高。这就是本文进一步要探讨的车用变截面薄板。
2 变截面薄板
用于车身制造的变截面薄板分为两种，一种是激光拼焊板（Tailor Welded Blanks，TWB），另一种是通过柔性轧制工艺生产的连续变截面板（Tailor Rolling Blanks，TRB）。下面分别介绍这两种变截面板的制作工艺。
2.1 TWB生产工艺
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