铝合金车身和传统的钢结构车身相比,有什么优点?
优点:重量轻,塑性高,强度高、安全性好、整体性强,有助于提高燃油经济性。
全铝车身的最大优势就是减重,首先铝的密度是2.7,钢是7.9,轻了2/3,对于减重非常有帮助。减重又和油耗排放直接挂钩,除了油耗和排放之外,减轻重量也可以大大地提高操控性,同样的发动机推动更轻的车身当然跑得更快。
与此同时,惯性更小,当然也可以缩短刹车距离,间接地提高安全性。此外由于密度更低,所以在需要加固的地方可以更放得开用上更多材料,与此同时铝合金的强度为85mol,远远高于钢的40mol,车身结构强度可以做到超过普通钢制车身。
全铝车身的弊端:
车辆一旦发生碰撞,金属变形扭曲,由于加工工艺特殊性,维修成本也要比传统材料高出许多。同时由于修复工艺也十分复杂,4S店基本不可能完成大规模修复,往往令全铝车身直接报废。另一个可能需要注意的问题是,铝金属的熔点和燃点都较低,排气管头段的排气温度就足以将其点燃。
如今,随着时间的推移,城市里的汽车越来越多。这些车很多都是全铝车,全铝车这个词被越来越多的人知道。众所周知,很多厂家都是打着全铝车身的口号来卖车的,可以说是自吹自擂全铝车身。那么,全铝机身真的有那么好吗?其实只要你多关注一下豪华车市场,就会发现豪华车市场的车型没有一款采用全铝车身。为什么?细心的车主可能已经发现,新能源车的重量普遍比传统燃油车重一点。
其实道理也很简单。为了提高新能源汽车的续航性能,在电池技术暂时无法突破瓶颈期的情况下,汽车厂商只能不断增加电池组数量来提高续航性能,整车重量的增加是必然的。但与此同时,较重的车身势必会对续航里程造成不利影响,同时也会影响刹车操控等诸多方面的表现。首先我们不得不承认全铝机身还是有很多优点的,比如刚性非常强。
但其强度远不如合金钢板,使得铝合金的车身与合金钢板相比毫无抗冲击性可言。通常情况下,在行驶过程中,如果铝合金车身的车和合金钢板车身的车发生碰撞,那么碰撞更严重的车一定是铝合金车身的车。那么我们能做些什么来避免体重增加的负面影响,同时提高电池寿命呢?答案很简单,就是不断寻求轻量化之路。这不仅是新能源汽车的诉求,也是无数性能车超越自我的永恒主题。
目前我们能接触到的轻量化方式之一就是使用全铝车身,但是大部分都是用在一些中高端车型上,比如大家比较熟悉的奥迪A8L和捷豹。但是全铝机身除了非常强的刚性之外,还有很强的耐腐蚀性。众所周知,很多车在闲置一段时间后容易生锈,但是铝合金车身就不用担心这种情况了。此外,由于铝的密度较低,全铝车身的质量比其他车身更轻。不过现在很多厂商都不像以前那样大力推广全铝机身了。为了增强汽车的防撞能力,市场上开始出现铝车身和合金钢车身的组合。
铝合金车身不能是钣金。铝合金钢板的特点是弹性大。金属板料技术可通过加热、淬火等方法使铝合金成形。铝合金弹性小,但可塑性好。打完容易形成凹坑,加热淬火无法定形,只能锻造。显然,小型修理厂甚至中型工厂都没有锻造铝合金的设备。
对于铝合金件的损伤,一般的处理方法是,如果只是车身面板的蹭伤,那么可以用钣金处理;但如果受到冲击变形,或者车身结构损坏,就只能更换了。
制造铝合金板材难度大,成本高。首先,钣金定义为对钣金进行全面的冷加工工艺,包括剪切、切割、折叠、铆接、拼接、成型等步骤。
S店和快修链常见的钣金工艺是通过敲打、加热、淬火的方式将钢板定型。与钢板相比,铝合金弹性小,熔点低,用上述方法很难成型。
因为铝板的厚度比钢板厚,强行修补会造成铝合金表面开裂或直接断裂。所以铝合金车身是传统钣金工艺无法修复的。
与钢钣金不同,铝合金钣金需要铝成型机、铝焊接机、铝切割机等一系列工具。而且铝合金车体不能用传统的腻子粉即腻子粉填充,必须用专用铝粉和固化剂找平。
有些快修店为了节约成本,会直接用腻子粉填充。画完之后没有视觉上的区别,但是时间长了性能会下降。一般来说,有些小变形是用手一点一点敲出来的,用工具是无法直接拔出来的。
2、汽车车身外壳主要是金属材料、钢板、碳纤维、铝合金、增强塑料等不同用途的汽车外壳。
3、一般为钢板,奥迪高端车为铝合金,赛车为碳纤维,悍马H2发动机罩为强化塑料,早期车身遵循车身结构,整个车身采用木质材料。
4、在现代汽车生产中,采用最普通或最多的是低碳钢板,低碳钢板具有良好的塑性加工性能,强度和刚度也能满足车身的要求,同时满足车身焊接的要求,因此它在车身中得到广泛应用。
5、大多数汽车外壳(车门、钢板、发动机罩、后盖等)由厚度约为0.8mm的钢板制成,一些高端汽车使用铝合金材料,前、后杠现在也是汽车外壳的一部分,其材料为塑料。
6、汽车外壳,一般用08Al深冲板冲压焊接,经表面处理后喷漆制成,车身材料基本上是镀锌钢板或铝合金钢板。
除非声明全铝车身。引擎盖需要一定的强度,满足碰撞要求。为了省钱,厚度较小需要增加加强肋板增加强度。发动机运行时候噪声大,为降噪有的车还加隔音棉。
综上,都是选择钢板,强度更好,更便宜。
4.1.1用锤子和手顶铁修理
(1)初修(图3)。使用塑料锤、木锤、铝锤或平头锤,对弯曲区域进行初修。如果此操作有困难,可以对此区域进行加热修理。修复拐角线时,应从背面敲击铝合金板,以避免对面板造成刮伤和敲伤。
(2)虚敲。将手顶铁放在凸缘表面上,使用虚敲法,使外板平整。用木锤敲打面板的凸起部位,并用平头锤修复凹凸不平的部位。需要注意的是铝合金板较软且容易被延展,所以敲击过程中必须轻柔而准确;在完成以上修理步骤后,如果铝合金板的表面刚性较差,则应进行缩火操作。4.1.2加热修理
铝板的刚性相对较强而韧性较差。外力作用于铝板时,受力点的周围会出现大面积的凹陷。所以,铝板修复时可进行加热,以增强铝板的可塑性。根据铝合金板损伤的情况,加热修理除了会用到锤子和手顶铁外,还可能用到煤气喷灯、工业加热枪(图4)、热敏笔(图5)、无触点温度计及温度指示漆(图6)等工具和材料。加热前应用湿布来防止火焰产生的热量烧伤未损坏的铝合金表面。将温度指示标签(或温度指示漆)贴到离被加热部位约100 mm的位置(图7),以防止火焰直接接触到温度指示标签。然后用煤气喷灯均匀加热铝合金板上损伤的弯曲部位,一旦标签的颜色改变,则停止加热并迅速进行矫正作业,矫正作业分为以下几个部分。
(1)初修。因为铝合金会迅速冷却,加热后应立即用锤子敲打铝合金板的下表面。如果拐角线已修复,则初修完成,即使铝板表面上还存在损伤。
(2)用锤子和手顶铁修理。铝合金板很软,所以在使用手顶铁时就必须使用木锤或塑料锤进行虚敲,这与钢板的修理方法几乎相同。通过实敲和虚敲的方法反复修整使板面光滑,用实敲的方法恢复面板拐角线至原来的状态。
(3)检查修理后的表面。如果修理过的板面高于未损伤的板面或修理后的板面强度降低,则进行缩火操作。
(4)修理内板的凹痕部位。无凸出的部位通过施涂原子灰和打磨来修理,对于存在凸出的部位,应使用工业加热枪对损伤部位加热约30s。当被加热的部位仍保持热的状态时,用平头锤敲打使其恢复原来的形状。
对于垫铁不易触及部位的损伤,可以采取两人合作的方式,一人使用匙形铁从内侧翘住或顶住凹陷部位,另一人开始加热,达到预定温度后,匙形铁从内部开始加力,同时从外侧敲击隆起部位,这样便于消除应力及修平作业。若无法确定匙形铁是否与凹陷内部正确接触时,可以从外侧使用铝锤轻轻敲击凹陷部位,同时从内部移动匙形铁的位置,通过发出的声音进行判断,位置正确时,声音较为清脆,反之则发闷。
4.2拉拔修复
可以通过焊接铝焊钉或拉片进行拉拔修复。但在进行拉拔修复前,应注意以下几点。
(1)判断损伤部位。这与判断普通车身钢板损伤部位的方法相同,通过目视检测和用手感觉来检查铝合金板是否被拉长,或损伤部位的油漆层上有无裂纹或剥裂。如果没有裂纹、剥裂或拉伸,则清洁铝合金表面后进行拉拔操作。如果出现内板变形或碰撞产生的冲击力导致内板与外板分离的损伤,则需进行更换。
(2)彻底去除铝合金板上将要焊接铝焊钉或拉片的部位的油漆涂层。建议使用专用不锈钢钢丝刷(图8),切勿使用打磨过钢板的钢丝刷或打磨盘,以免造成铝板腐蚀。使用研磨机研磨时,应调低转速,并采取间歇式打磨,防止高速旋转的砂轮烧穿铝板及热量过度累积造成铝板变形。接着用气枪吹走铝合金板表面粘附的灰尘,并用去油污剂去除铝合金板上将要焊接铝焊钉或拉片的部位的油污。
(3)彻底清除油漆层及油污非常重要,否则在下一步焊接铝焊钉时,会出现接触不良而产生打火现象,造成铝板击穿或出现表面凹坑。此外,如果修复工作中停滞的时间较长,裸露的铝板表面会迅速形成一层较薄的氧化膜,再次焊接时需要清除。
对于汽车来说,除了节油,轻量化的全铝合金车体可以压榨出终极动力和操控表现。一般来说,在动力不变的情况下,越轻的车提速越快,也更有运动感,同时弯道的侧倾也会减弱。
而在同等强度下,越轻的车越安全。车身越重,惯性越强,出现事故后所承担的撞击力度就会越大,事故的后果就越严重。
另外一个铝车身优于其他钢铁车身原因是它的环保性能,前面已经提到可以减小燃油的消耗,可减少在生产过程中的污染的排放,因为99%的铝可以被循环利用,在一定程度上补偿在从铝矿石冶炼铝产生的成本高消耗。
当然,铝合金车身也有不少缺点,比如造车成本会很高。一是因为铝本身就比较贵,一些铝合金的价格甚至超过黄金,二是刚才提到的,其生产工艺比较复杂,有更多的技术难点。也因此,全铝车身目前基本都是在豪华高端车辆上应用。
铝合金在车身制造中的优点
在新的车身中铝合金有许多优点和特性,虽然这些特性不一定是好的方面,性能超过传统的钢铁车身,它有许多优点不仅仅是在减轻车身重量方面,重要的是减小燃油消耗,改善车辆的操纵性。
另外一个铝车身优于其他钢铁车身原因是它的环保性能,前面已经提到可以减小燃油的消耗,可减少在生产过程中的污染的排放,因为99%的铝可以被循环利用,在一定程度上补偿在从铝矿石冶炼铝产生的成本高消耗。
铝的比重大约是钢铁的三分之一,在车身制造中的铝的应用可以使车辆减小20-30%重量,可以减少10%的燃油消耗,这意味着每百公里节省0.5升燃油。
铝合金循环利用率高,可以补偿冶炼的高能源消耗,由于可以重复利用,再循环的成本很低。
铝是一种惰性材料,这种说法也许不准确,铝金属暴露在空气中很快在表面形成一层致密的氧化物,这层氧化物是三氧化二铝,使金属铝和空气隔绝开来,保护氧气的进一步的腐蚀。正是这种可以迅速形成铝氧化物以抵抗外部氧化腐蚀的性能,使它成为一种优良防腐性能的材料。
一、磁铁:
拿着一块磁铁去靠近车身板,看会不会吸住车身,就知道了!吸住就是钢制,不吸的就铝制。
就现在的2022款北京奔驰E级,铝换钢的样子。一块磁铁就能马上鉴别出钢。
另外:某些钢(特别是某些型号的不锈钢)加入合金元素后,使其在常温下仍然保持面心立方晶格结构的奥氏体结构,因此没有铁磁性。但是目前厂家也不会使用这种钢材。
二、手指叩击打引擎盖板或车门的中央位置:
钢板和铝板,特别是引擎盖那么一大块,叩击后的回声。如果声音轻快脆响就是钢制车身,反之就是铝制车身。叩击就和手指关节敲门一样力度即可;不是非要用榔头去敲才能听到。(用榔头就等着赔车修车了!)
铝合金车身和钢制车身个人认为铝的比较好,原因如下:
1、铝车身如果设计合理,技术先进的话强度也很高的,就像飞机的铝合金机体一样。
2、钢材车身的重量大,通常的概念会比较结实,但是如果出重大事故,安全性是一样的,而且同样的速度出车祸钢材车身由于重量大动能就大,撞击力度也会相应增大的。
3、铝合金车身重量轻,相同的速度出车祸撞击力度也会相应较小,而且使用铝合金车身,还能降低一定的油耗。
业内专家表示,钢车身和铝车身各有优劣,不能一概而论。汽车工程研究院材料工程师介绍说,钢制车身优势主要是技术成熟度比较高,成本相对较低,但重量没有显著优势。而铝合金车身优势主要是轻量化,对于高端车可以留下更多的重量空间去增加配置,例如提高动力性。
成本较高是铝制车身向低端车普及缓慢的原因之一。“对于以钢车身工艺为主的传统车厂,铝车身涉及一定的工艺改造,如开卷落料、焊接、涂装等。”他说,目前车身用铝经过拉延及烘烤硬化,屈服强度可达220~260MPa,强度仅能达到一般高强钢的强度水平,因此需要通过截面结构设计及连接工艺来弥补,对传统钢车身设计工程师提出了挑战,而且铝材成本较为昂贵。
(1)车身的所有材料并不是都强度越高越好,要看用在什么地方。如果乘客室的框架,为了使乘客室的空间尽量不变形(保证乘客安全),就必须采用高强度的材料。如车前和尾部的材料,为了能够吸收撞击力,可以使用强度相对较低的材料。
(2)金属材料在使用过程中,会受到各种外力作用,工程上将这种外力称之为载荷。外力的具体形式有拉伸、压缩、弯曲等。金属拆料在外力作用下表现出来的性能称为力学性能。评定金属材料力学性能的主要指标有抗拉强度、塑型、弹性、屈服强度和硬度等。
(3)
根据厚薄程度不同,钢板可分为薄板、中板和厚板三种。板厚小于3.2mm的称为薄板,板厚在3.2~5mm称为中板,板厚在5mm以上的称为厚板。
(4)金属材料的类型:
车身所用的钢板有热轧钢板、冷轧钢板、镀覆钢板、不锈钢板、高强度钢板和复合钢板等。汽车钣金用钢板大多是厚度为0.6~2.0mm的冷轧薄钢板和热轧薄钢板。近年来,随着耐腐蚀和车身轻量化要求的发展,镀膜薄钢板和高强度钢板用量也显著增加。
(5)「热轧薄钢板」
它是在高温状态下直接轧至所需尺寸而形成的板料。热轧薄钢板弹塑性和强度适中,但延伸性能较差,容易开裂,适用于制作外观要求不高的一般构件。
(6)「冷轧薄钢板」
这类钢板是将热轧钢板经过酸洗后常温下轧薄,并经退火处理形成的。薄钢板一般都是冷轧钢板。冷轧薄钢板的尺寸精度高,表面质量好,比热轧钢板具有更好的压缩加工功能。许多需要平滑美观的部位,如整体式车身、车门等都用冷轧钢板制成。
(7)「镀膜薄钢板」
将冷轧、热轧薄钢板再镀一层金属(锌、锡、铅)膜的钢板。按镀层不同可分为镀锌、镀锡、镀铅薄钢板。这类薄钢板呈亮白色,具有表面美观、耐腐蚀性好等特点,但焊接、磨损等会造成镀层脱落,日久便会锈蚀。它可用于制造燃油箱、油底壳等。镀锌薄钢板分为连续热镀锌薄钢板和单张热镀锌薄钢板。
(8)「高强度钢板」
高强度钢板的种类较多,主要有加Si、Mn、P等固溶强化型,加Nb、Ti、V等的析出硬化性,复合组织型,双向型和回火、退火型等。高强度钢板的抗拉强度一般在600MPa以上,为低碳钢的2~3倍,故称为高强度钢板。这类钢板强度高、重量轻,但受到碰撞或变形时难以修复到原来的形状。近年来,随着车身轻量化的发展,刚强度钢板的用量将越来越大。
「复合钢板」
又称为双金属钢板。它是以一种金属材料为基体,再复合上另一种金属材料,以便于达到既能降低成本又能满足特殊需要的目的。
「不锈钢板」
在碳钢中添加铬或是铬和镍,经热轧和冷轧所制成的钣金材料,该材料的耐腐蚀性极强、表面光亮。它是一种不容易生锈的合金钢,但不是绝对不生锈。不锈钢板是指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢板。
钢板在车身材料中所占的比例很大。就轿车而言,20世纪80年代以前生产的轿车中,钢板占车身自重比例的60%~67%。近年来,随着轻金属材料和非金属材料的普遍采用,钢板占车身自重比例已下降到55%~60%。但高强度钢板的使用却由20世纪80年代占车身自重的3%~5%,上升到10%以上。
「车用轻金属材料」
汽车车身使用的轻金属材料主要有铝、铝合金、钛合金等。20世纪90年代,镁合金和钛合金就已经在汽车上开始使用,但其用量所占比例很小。铝及铝合金在车身上的应用越来越多,特别是轿车,其所占比例也越来越高。20世纪80年代,铝及铝合金在轿车车身上的使用比例(占车身自重的比例)为3.6%~ 5%,90年代后使用比例上升到7.5%~10%,近年来铝和铝合金在汽车车身上的应用越来越多,有很多汽车使用铝制车身。
汽车用的铝材主要为铝板材、挤压材、铸铝及锻铝。铝板开始用于车身发动机罩外板、前翼子板、顶盖,后来又用于车门、行李箱盖板。其他应用有车身结构、空间框架、外覆盖件和车轮等构件,如车身、冷气设备、发动机缸体、气缸盖、悬架支架、座椅等。此外,铝合金还广泛用于汽车电器和导线上,铝基复合材料也可用于制动刹车片和一些高性能结构件上。