铝合金材料在粉罐半挂车上的应用研究

铝合金材料在粉罐半挂车上的应用研究

田仁君

山东丛林福禄好富汽车有限公司 265705

摘要：铝合金材料是一种性能突出的有色金属结构材料，将其用于粉罐半挂车设计制造，能有效地实现粉罐半挂车的轻量化发展。本文在阐述粉罐半挂车常用铝合金材料性能优势的基础上，就铝合金材料在粉罐半挂车上的具体应用情况展开分析，并指出铝合金材料应用的限制因素和发展趋势。期望能实现铝合金材料在粉罐半挂车上的深层次应用，优化粉罐半挂车性能，促进粉罐半挂车的轻量化发展。

关键词：铝合金材料；粉罐半挂车；应用

近年来，我国物流运输产业发展迅速，对于物流运输车辆的性能提出了较高要求。在运输车治超、治限、安全和环保控制的大环境下，轻量化成为物流运输车辆发展的重要趋势。基于此铝合金材料在物流运输车辆设计制造中获得了广泛应用。在粉罐半挂车制造生产中，使用铝合金材料，能有效提升运输车辆的整体性能。

一、粉罐半挂车常用铝合金材料性能优势

1、常用铝合金材料类型

物流运输车辆轻量化发展背景下，铝合金材料在粉罐半挂车中的应用逐渐广泛。就粉罐半挂车而言，车辆铝合金结构的发展与铝合金元素锌关系紧密。除AI-Mn系外，AI-Mg系、AI-MgSi系合金在粉罐半挂车中也获得了广泛应用^[1]。粉罐半挂车中常用铝合金化学成分如表1所示。

表1 粉罐半挂车中常用两种铝合金化学成分（质量分数/%）

2、铝合金材料应用优势

与传统粉罐半挂车制造材料相比，铝合金材料的使用具有较为突出的性能优势：其一，与钢铁材料相比，铝合金材料的密度仅为钢铁的1/3，使用铝合金材料会降低整备质量。以某38m卧式粉罐半挂车为例，若该粉罐半挂车采用高强度钢结构材料制作罐体、车架及附件，则整车质量最高可达6.5t，而使用铝合金材料后，车辆的质量会变为5t。其二GB1589-2016规定，六轴半挂车列车制造中，其最大总重量修保持在49t以内。基于经济效益考虑，有必要开展车辆的轻量化设计，采用铝合金材料，能在实现车辆轻量化设计的同时，提升粉罐半挂车应用的经济效益。其三，车辆的能耗与自重呈反比例关系。研究表明，若车辆的自重每降低100kg，则百公里油耗可减少0.6L；没升燃油的二氧化碳排放量约为2.3kg。由此可将，采用铝合金材料，实现粉罐半挂车的轻量化设计还有良好的生态环境效益。其四，相比于常规的钢铁材料，铝合金材料表面存在一层氧化膜，这大大提升了铝合金材料的耐腐蚀性能，延长了粉罐半挂车的使用寿命。其五，使用铝合金材料制造粉罐半挂车，则当车辆到达报废年限时，还可进行回收，回收利用效益较为突出^[2]。

二、铝合金材料在粉罐半挂车上的具体应用

1、罐体加工

罐体是粉罐半挂车的核心构件之一。在罐体加工过程中，一旦温度处于135℃范围内，则与5454号铝合金材料相比，5083号铝合金材料的力学性能更加突出。同时在《水泥质量管理规定》中，要求出磨水泥温度保持在135℃以内。基于这一温度条件，在粉罐半挂车罐体加工中，应注重5083号铝合金材料，保证罐体加工质量突出。

2、车架加工

铝合金材料在粉罐半挂车的车架加工中也有广泛应用。在车架材料选择中，挤压铝型材的应用较为广泛。譬如除型梁、型梁外，三角型梁等翼板型材可采用6061铝合金材料进行加工。而在非规则形状的局部腹板或其他构件加工中，还可选择5083或者5182型铝合金材料。

3、附件及配套件加工

进行粉罐半挂车附件加工时，除管道、侧防护外，后防护、罐顶走道等部位都可采用铝合金材料加工。并且在现代粉罐半挂车设计加工中，对于附件的加工，还可使用钢铝混合结构，以此来提升粉罐半挂车的整体性能。

粉罐半挂车配套件类型较多，仅通用铝合金配套件而言，其不仅包含铝合金轮惘、支腿，而且涉及储气筒、挡泥板等构建。而在粉罐半挂车专用配套件层面，除铝合金人孔盖、出料蝶阅外，常见的配套件还包括止回阀、安全阀等。规范合理地使用铝合金材料进行这些构件加工，能有效地提升粉罐半挂车的性能，满足车辆实际应用需要。

三、铝合金材料在粉罐半挂车上应用的限制因素及发展趋势

1、限制因素分析

随着铝合金材料新能研究的深入，其在粉罐半挂车上的应用不断深入。但目前而言，我国铝合金材料的粉罐半挂车应用仍然极为有限。制约铝合金材料在粉罐半挂车设计制造中应用的因素包括：其一，自GB1589-2016实施以来，我国对于物流运输车辆的治超、限载监管力度增大，譬如，要求在六轴列车设计中，要求其最大总质量保持在49t以内，这使得粉罐车本身朝着轻量化、标准化和小型化的方向发展。其二，铝合金材料的原材料成本及制造成本较高。结合国内材料市场经营实际可知，铝合金的材料价格约为碳钢材料数倍；譬如，610L钢、5083铝合金是粉罐半挂车制造中较为常见的两种材料，前者属于常规碳钢材料，加工总成本为4000元/吨，而后者每吨加工的成本高达2万多元。值得注意的是，铝合金材料的焊接需要合理的选择焊丝，目前，国内粉罐半挂车铝合金构件焊接多选择进口优质铝合金焊丝，这大大地增加了铝合金粉罐车的加工成本。铝合金粉罐车制造成本钢轨与当前制造技术的滞后性具有一定关系。新时期，铝合金粉罐车对于单面焊双面成型拼板焊机、数控等离子或激光切割机的依赖性较大，同时需要数控卷板机、罐体滚轮架设备作为支撑，此外在实际焊接中，还应重视TIG焊自动焊机、MIIG焊手工焊机等设备的应用。然而在实际加工中，相应的焊接设备较为短缺，且人工费用较高，这增加了铝合金粉罐车的制造成本。其三，粉罐半挂车加工中，铝合金材料应用少与自身维护困难也有一定关系，即采用铝合金制成的粉罐半挂车，其在后续缺陷处理中存在一定的技术难度，影响了材料前期的使用规模

^[3]。

2、铝合金粉罐半挂车的发展趋势

从长远发展效益来看，铝合金粉罐半挂车的发展对于整个物流运输产业发展基友深刻影响，其有效地提升了半挂车的经济效益、质量效益。结合当前发展态势来看，铝合金在粉罐半挂车中的应用不断深入，这使得铝合金粉罐半挂车的制造生活参出现了以下特征：其一，与之前相比，铝合金粉罐半挂车的整体铝化率不断提升，即除罐体、车架及主要附件外，铝合金悬架、铝合金止回阀、安全阀等附件也逐渐采用铝合金进行加工，有效地提升了配套附件的治疗。其二，新时期的铝合金粉罐半挂车具有产品系列化的特点。在实际生产中，铝合金粉罐半挂车已经不再是一个简单的结构车型，其在车型方面正朝着卧式、立式方向发展，同时举升式粉罐半挂车的应用也逐渐普遍，车型特征多元化趋势愈发明显。其三，铝合金材料最初的应用目的在于实现粉罐半挂车的轻量化发展，新时期，人们对于铝合金材料的研究愈发深入，粉罐半挂车的轻量化设计与生产迈上新的台阶。其四，相比于传统的半挂车，铝合金粉罐半挂车的应用证逐渐地朝着标准化、模块化的方向发展，这在缩小车辆制造误差的同时，有效地提升了半挂车的使用性能。

结语

深化铝合金材料在粉罐半挂车中的应用，能有效地提升粉罐半挂车的使用性能，这对于提升车辆运输效益，保证节能减排效果具有深刻影响。新时期，人们只有充分认识到铝合金材料在粉罐半挂车中的应用优势，然后正确把握铝合金粉罐半挂车发展趋势，并深化铝合金材料在罐体、车架、附件及配套件加工中的应用，这样才能有效地提升粉罐半挂车性能，促进粉罐半挂车及整个物流运输产业的持续发展。

参考文献

[1]朱学平.浅谈铝合金材料在粉罐半挂车上的应用[J].专用汽车,2019(2):64-69.

[2]张鑫,火高德,王天亮.浅谈铝合金模板在施工现场的实际应用[J].名城绘,2020(3)132.

[3]焦安鹏.浅析铝合金罐车在成品油运输中的应用价值[J].中国市场,2019(10):59-60.