国际汽车车身用钢研讨会资料-2-柏建仁.ppt

一汽轿车轻量化技术 一汽轿车股份有限公司,美国CAF 年通过能源政策和保护议案，要求汽车 制造商生产和销售符合燃油经济性指标的车辆。 1年标准生效,1990年以后，提高了燃油经济性： 轿车不低于11.69 Km/L（27.5mpg) 轻型载货车不低于 8.80Km/L(20.7mpg) 轻型载货车，2007年不低于22.2mpg 2015年轿车为35mpg。,日本,1979年公告油耗目标值 1993年修改油耗目标值 1999年强化油耗标准 汽油车2010年目标 柴油车2005年目标 2007年公告油耗新目标值 2015年目标,欧盟,中国co2气体排放,予计2009年，中国将超过美国成为最大的co2气体排放国。 全国范围内， co2气体排放主要由燃煤造成。 北京、上海、广州市中心区域， co2气体排放80%由机动车产生。,中国燃油经济性,2004年9月发布“乘用车燃料消耗量限制标准” 。分两个阶段实施。 第二阶段限值与2002年世界各国乘用车的平均油耗水平基本相当。 国家发改委：2000年，机动车燃油经济性水平比欧洲低25%，比日本低20%，比美国低10%。,石油供应,原油消耗量1990年1.15亿吨，2005年3.3亿吨。 1993年成为净进口国。 1995年进口5.3%， 2006年增至47%， 预测2020年将增至60%以上。 2005年汽车燃油消耗占全部消耗比例为25%， 预测2020年将达到60%。 油价上涨。,轻量化相关技术,以白车身为例,Lightweight design approaches.,开发过程中经过上百次的模拟计算， 几乎每一个细节都进行了轻量化的设计。 在选材方面，更多的使用了高强度钢板、工程塑料等。 还应用激光拼焊技术、内高压成形技术减轻重量。,一 款 A 级 车 车身 轻量化,Force over section,Rocker,Door belt line,Frame side,白车身在开发过程中，采用CAE分析技术，对车身的强度、刚性、以及模拟整车碰撞等性能进行了大量的分析。这为确定车身结构、选择车身材料起到了重要作用。,车身CAE分析,白车身结构,白车身应用了先进的 3H框架设计思想。 优化前后端变形区。 加强侧面结构件。,白车身先进的结构，适宜的材料，先进的制造工艺，准确的焊点布置，使车身的强度、刚性达到了B级车的水平。,白车身强度刚性,Torsion stiffness,被动安全达到NCAP四星,高强度钢应用,白车身材料,大量的采用高强度钢板， 特别是在3H框架位置。 B柱内侧加强板 侧围加强板 前纵梁,Ts980,Ts590,Ts440,车身材料强度,一款B级车车身,应用高强度钢钢种,*国内采购高强度钢（CR HR GI） 举例： 180BH 220BH P180 P230 ST280 340LA 590R TRIP600 TRIP800 590Y 780Y SS400 SAPH440 等 * 进口980Y * 一汽轿车技术标准,高强度钢成形技术,B柱内侧加强板 980Y（双相钢）,DP钢在低应变时n值很高， 变形一开始就能均匀应力梯度，减轻局部减薄。,该产品成形过程中， 无明显的皱纹，没有破裂的现象。,冷冲压成形工艺，冲压零件的尺寸精度是制造时的一个焦点。 相对于软钢和传统高强度钢，先进高强度钢的回弹更大。,AHSS成形面临的挑战,变形过程中加工硬化，屈服强度提高，产生高的流变应力。 零件厚度减少，不易保持形状。 缺少补偿回弹的经验。,十年前，成形问题是消除缩颈与开裂，涉及范性应变。 要点是使零件的应变程度低于临界应变。 现在强调的是零件尺寸精度与回弹， 涉及零件成形的弹性应力及应力释放。,AHSS零件模具设计,突出二点： 成形AHSS钢板，增加冲压力。模具结构要考虑承受高压力。 回弹补偿。,关注三点： 防止失效，模具基体的刚性与韧性。 防止磨损，模具表面硬化。 模具表面粗糙度。 选择模具材料考虑因素： 钢板强度、厚度及表面复层 模具结构、可加工性、曲率、表面加工 润滑 零件成本,减小回弹的方法,第一种方法是采用附加工艺，把不需要的弹性应力改变为对回弹影响小的应力。一个例子是后拉延操作，把拉伸应力变为压缩应力，减小边壁扭曲。另一个例子是槽形件过成形，释放弹性应力，使零件尺寸符合要求。 第二种方法是修改冲压工艺和/或模具，减小零件冲压过程中的弹性应力水平。 第三种方法是修改产品设计，限制弹性应力释放。增加零件刚性，锁住弹性应力。,B柱内侧加强板回弹控制,成形工序采用工艺镶块进行成形试验，确定回弹角的补偿。 凹模镶块带出制件圆角部分，尽可能使圆角产生充分的塑性变形，控制回弹。 压料板成形面采用合金钢镶块结构，保证腹面成形充分。 整形工序在满足控制回弹要求的前提下，凸模空开， 通过整形模深度调整控制回弹量。,模具,要求成形模具的强度高。在压料板最终压死的受力点位置设置墩死面。 模具承压能力大。与受力位置相对应，杜绝任何悬臂结构。 上模对应部位也完全为实体。 采用Cr12Mo1V1镶块，并进行TD处理，满足高耐磨性的要求。,高强度钢连接技术,应用于软钢的各种焊接方法也适用于高强度钢。 焊接高强度钢板，焊缝及热影响区产生马氏体和/ 或贝氏 体，应重新制定符合质量要求的连接工艺。 不同钢厂提供的材料的合金成分系列不一样。 同一名称的材料,不同钢厂提供的材料的焊接性能不同。,点焊,增加电极压力。 减小焊接电流。 增加焊接时间。 电极形式。 焊接电流稳定。,焊接电流模式： 当厚度比小于2：1，AC和DC都能得到满意的结果。当厚度比大于2：1，DC的优点便显现出来。,激光拼焊板坯,增加侧围内板前段TWB， 并提高了强度。 侧围加强板提高强度。,16个零件采用激光拼焊板坯，占车身重量15.84%,自主开发部分TWB冲压模具,一汽模具公司开发门内板冲压模具 以前TWB冲压模具全部进口,一汽宝友钢材加工配送有限公司,剪切 落料 TWB 直线激光焊接 曲线激光焊接,试制前副车架总成,主要构成： 副车架主管 40余种冲压件 衬套 工艺： 内高压成形 冲压 机器人