铝合金在专用汽车上的应用及其连接方法

铝合金在专用汽车上的应用及其连接方法

任志喜 黄赛 栗娥 周梦珂

广东鸿图武汉压铸有限公司 湖北 430200

摘要：随着我国经济的迅速发展，我国的汽车工业也在不断地进行着变革和发展，不同的材质对汽车的性能影响也是不同的。在环境污染的大背景下，为了减少环境污染和合理的排放，必须在汽车生产中使用复合材料。在强调生态、环保的大环境下，必须对车辆的尾气进行合理的控制，并对现有的发动机功能进行更新和改进，以达到对发动机的智能检测。

关键词：汽车工业；环境污染；复合材料；发动机；智能检测

引言：随着人们的生活水平越来越高，人们对汽车的要求越来越高，越来越追求个性化、人性化、舒适、节能、环保，为了满足消费者的要求，以及顺应国家的节能减排战略，必须对汽车进行“瘦身”，降低车身的重量。

1.铝及铝合金

铝的密度是2.7，约为钢铁的1/3，是最好的轻金属。铝熔点低、流动性好，可用于成型形状复杂的工件，其表面易于与氧发生反应，从而使其具有良好的抗腐蚀性能。铝合金，就是将一种或几种金属添加到纯铝中，从而形成一种合金。相比于铝，铝合金的硬度和强度都要高，可以保持塑性，可以进行热处理，一些铝合金的拉伸强度甚至可以媲美低碳钢。最关键的是，它的重量很轻，可以在很多零件上使用。

2.铝合金应用于汽车的优势

2.1减重和节能效果明显

铝材的优良特性、低密度、高导热性，应用于汽车生产，可使其加工性能发生改变。在自然条件下，铝表面形成一层氧化膜，对铝起到了很好的保护作用，促进了铝材的抗腐蚀能力。过去的钢材很容易生锈，而铝合金本身会形成一层保护膜，能减少车辆维修的难度。

2.2乘客的舒适性和安全性获得提高

为了确保车辆的重量，必须确保车辆能够为消费者提供良好的使用体验。采用了铝合金，既不会减少车内的空间，又可以使车辆的行驶更平稳，使车内更舒服，从而确保车辆的整体性能得到最优化。

2.3减轻碰撞伤害

因为铝材与钢材的不同，其安全性能也有很大的优点。车辆的抗撞击性能非常关键，它要求车辆在发生车祸时有很好的安全保障。铝合金材料能吸收车辆正面撞击时产生的强大冲击力，减轻车体承受的压力，保护司机和乘客安全。

2.4具有耐腐蚀性

铝本身是可循环利用的，对汽车的可持续发展起到了一定的推动作用，并在施工中加强了环保意识。同时，铝材具有很好的抗腐蚀性能，特别是遇到特殊情况时，能很好地保护车辆的内部构造，使车辆能够继续使用。

3.汽车组成部分中铝合金的优势

在汽车生产中，铝合金具有许多优点。首先，由于铝合金的密度比较小，所以可以在汽车生产中节省燃料。当采用铝合金制造汽车外形的时候，可以减少车身的负荷，这样就能节约燃油。其次，它具有良好的散热性能。铝合金的热导率是钢材的3倍，在长时间的行驶中，它会随着车辆内部的温度变化而散发热量，从而减少轮胎爆胎的几率，延长车辆的寿命。铝合金是一种特殊的材质，不仅性能更好，而且很漂亮。钢材因其材料单一，在色彩和外形上存在着一定的限制，铝合金在外观上的单调变化，在进行外形设计时，可以对整个外形进行多种造型，从而达到更好的色彩效果。轮毂的中央很有可能出现裂纹，在高速下会出现裂纹，严重的话就会断裂。铝合金的硬度较低，韧性较差，而钢的强度较高，韧性较好。

4.先进的铝合金处理工艺

4.1回归再时效处理技术

回归再时效处理技术就是对铝合金进行热处理，使其在超过时效温度后迅速冷却，使其性能达到固溶状态。这种方法可以改善铝合金的耐应力性能，增加其耐腐蚀性能。

4.2最终形变热处理技术

最终形变热处理技术又称 FTMT工艺，它是将铝合金在固溶-预时效-冷变形-终时效工艺后，通过最后的形变热处理工艺，其性能优于只进行固溶、时效处理的铝合金。这是由于在经过最后的形变热处理后，熔体中的原子在熔体中的分布状况发生了变化，从而使其在一定程度上提高了合金的机械性能。

4.3半固态成形及热处理技术

将非树枝结晶的铝合金材料加热至固液相交，然后通过压铸、锻造等工艺将其压缩成型。该工艺称为半固体成形和热处理工艺。半固态铝合金的成型产品具有较低的组织密度和较高的机械强度，经适当的热处理后，其性能将更为显著。采用该工艺制造的铝合金可用于车辆的拉杆、上下摆动臂、制动器油泵等零件。

5.铝合金在汽车的中的焊接技术

5.1电阻点焊

电阻点焊是一种广泛应用于汽车门、仪表板等铝合金材料的焊接。目前，铝合金材料的应用已不能满足传统焊接工艺的要求，因此，采用电阻点焊技术将铝合金材料连接起来。采用电阻点焊工艺，可大大延长设备的寿命，降低能耗。当采用电流进行焊接时，必须确保输出电流的稳定性。近几年，随着电动汽车的发展，各种材料的焊接工艺越来越严格。采用电流进行焊接，其流畅性和电流功率对整个焊接的效果有很大的影响。对于小型设备，采用电阻点焊。电阻点焊会更节省能源，消耗更少，最后的效果也更好，对于铝合金等金属，焊接的效果是显著的，而且品质也会得到改善。

5.2激光焊接技术（LBW）

激光焊接技术在汽车工业中的应用将会产生很大的经济效益，如果将大量的焊接技术转换成激光焊接，那么将使汽车生产节约40公斤的钢材。欧洲主要汽车制造商的激光焊接技术主要用于车身焊接，比如德国大众AudiA6,AudiA4, Golf, Passat等，宝马5系，欧宝 Vectra，瑞典沃尔沃等汽车的车顶和侧面围板和后盖焊接。

5.3胶接

（1）胶接点焊。胶体焊接会对材料的性质产生影响，会造成合金与铝的熔融，从而降低材料的性能。胶接点焊技术要求低，容易完成，对于不同形状的工件，胶接点焊必须提高专注度和稳定性，确保接头的密封性能。在胶态焊接过程中，不存在任何的腐蚀和其他问题。胶接点焊费用高，胶粘剂固化时间长，对自身的生产率和焊接效率都有一定的影响。胶焊技术及其应用范围很广，广泛用于低碳钢和不锈钢。在应用于铝合金材料时，采用胶接点焊技术，更能满足材料的要求，同时也能在焊接时保护材料。在对车底、座舱等结构进行焊接时，能更好地保证材质的一致性。随着胶焊技术的发展和自动化技术的发展，胶焊点焊将越来越符合节能技术的要求，特别是在新能源汽车上，可以确保材料的性能得到充分发挥，从而为新能源汽车的发展做出贡献。（2）胶粘连接。胶粘连接是利用粘结剂在固体表面形成的粘结力，使同一或多种物质紧密结合。粘合方式有两种：无结构粘合和结构粘合。无结构粘合是指表面粘合、密封和功能性粘合。典型的无结构粘合有表面粘合剂、密封粘合剂、导电粘合剂等；结构型粘合剂是通过粘合剂将结构部件紧密地粘合在一起的粘合。

6.汽车轻量化发展对铝合金生产的作用

6.1铝及铝合金的成本会在需求增加的情况下出现浮动

铝和铝合金在汽车、家用电器、航天等领域有着广泛的应用，而铝合金的需求量也越来越大，如果铝和铝合金的供应不足，那么铝和铝合金的价格就会水涨船高。不过，铝合金是可以循环利用的，只要减少铝合金零件的损失率，就能将价格维持在一个合理的区间。

6.2铝合金铸造技术或将有重大突破

在轻质化发展中，铝合金具有多种性能的功能性需求。特别是随着汽车的个性化、人性化的发展，对铝合金零件的要求也会越来越高。要使铝合金制品质量得到提高，必须通过计算机技术的发展，使其自动化、系统化，从而使其向信息化方向发展。

结束语

随着汽车生产技术的不断进步，人们对车辆的要求也越来越高，越来越多的人选择了节能型、智能型的汽车。由于铝合金本身具有很高的安全性，又具有很强的自保能力，因此被广泛地用于汽车生产。在多种物料的情况下，铝材的应用效果更为显著。在持续的环保进程中，对车辆的节能与减排进行了深入的探讨，在不停的发展中，铝合金材料为车辆的安全、节能提供了有力的支持。

参考文献

[1]蔡新, 刘谦, 唐佳精. 铝合金在专用汽车上的应用及其连接方法[J]. 2020.