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奧迪（進口）—奧迪A8

在當前全球環境對節能減排的迫切要求下，國家對汽車油耗政策步步收緊，輕量化沖壓方式造車成為實現節能降耗的必經之路。在追求輕量化的同時，我們應注意到，關系到駕乘者生命安全的車輛安全問題具有和節能減排同樣重要的意義。

為符合日趨嚴苛的車輛碰撞測試和安全的要求，如何在實現輕量化的同時保證車身強度，成為全球汽車制造商首要考慮的核心要素。而通常，造車工程師們主要從車身材料、車輛結構和連接工藝三方面的優化和平衡配置，來實現車輛“減重”和“增強”的并駕齊驅。

除了完美的多種車身材料“混搭式”設計，新一代奧迪A8的車身連接方式更是達到了14種，成為極具技術含金量的一大看點。在本篇文章中，我們將繼續探究全新奧迪A8先進的車身連接工藝，同時也看看造車界的大佬們，為實現車輛的“減重增強”，在車身連接工藝上使用了哪些吸睛的技能。

接受多材質考驗的車身連接技術

 

全新奧迪A8的車身結構分別采用了鋁、鋼、鎂以及CFRP碳纖維高分子復合材料四種材料，按種類再細分，材料種類達到29種，包括16種鋁材、11種鋼材、1種鎂材和1種碳纖維復合材料，不同的鋼材和鋁材都有各自不同的特性。比如鋁合金材料對熱敏感，采用傳統焊接工藝會導致材料強度下降，而且受熱易變形，會導致車身材料的拼合尺寸精度很難控制。如何將這些不同特性的材料堅固的連接在一起，解決好不同材料間的連接工藝是關鍵。

在這一點上，奧迪的工程師頗費心思，參考自家旗艦跑車奧迪R8的多種車身材質拼接技術，在全新奧迪A8上大量應用了自切削螺釘聯接、激光焊接、鉚接等技術，采用的連接工藝遠領先于同行業，車身連接工藝達到14種，包括MIG焊、點焊、保護焊、遠程激光焊等8種熱連接技術和專門針對鋁材的沖鉚連接、用于不同材料拼接的自攻螺栓、卷邊連接等6種冷連接技術。

 

全新奧迪A8的B柱部位材料連接采用了卷邊連接和粘合劑連接的封邊技術。同時，由于不同材質間熱脹冷縮程度的差異，還采用Piece-locking連接技術在卷邊處間隔固定距離打上凹坑，使三層材料全部貼合。此外，在車輛的A柱、C柱和車頂位置，也采用了相同的連接方式，這些冷連接工藝將不同材質有效地固定在一起。

車身結構部位的鋁合金板材、熱成型超高強度鋼和普通鋼通過卷邊連接方式貼合在一起。同時使用粘合劑連接和鉚釘連接以確保連接緊固。頂蓋和側圍部位采用了遠程激光焊接工藝，在焊接過程中，激光頭與焊接件的距離將保持在20cm，焊縫更加細膩精準，焊接邊緣留出面積可減少27%，激光束的高速率和低能耗也降低了二氧化碳的排放。得益于鋁材質量以及鉚接技術的發展，車架上的鋁型材與新式鋼材很好的接合，形成全新奧迪多材料車身結構。

特斯拉領先的全鋁車身焊接工藝

 

除了全新奧迪A8，大規模使用鋁制架構的車還有特斯拉、凱迪拉克和奇瑞捷豹路虎等車型。特斯拉研發制造的Model S全鋁車身具有輕量化與高強度特性，其車身和前后懸架大部分材料均采用了鋁材，焊接工藝主要使用了CMT(Cold metal Transfer)冷金屬過渡技術及Delta Spot電阻點焊技術，克服了鋁合金材料遇熱易變型的難題。

CMT冷金屬過渡技術由奧地利伏能士焊接技術公司在2005年推出，能焊接厚度為0.3mm的超輕板材。和傳統的MIG/MAG焊接相比，真正實現了“冷過渡”。由于對焊縫的持續熱量輸出時間極短，可給焊縫一個冷卻過程，顯著降低了薄板焊接變形量，使焊縫形成良好的搭橋能力，降低了工件的裝配間隙要求及對夾具精度的要求。同時，CMT電弧極其穩定，電弧長度可被機械的檢測和調整，無論工件表面以何種速度焊接，電弧始終保持穩定，焊接過程幾乎無飛濺及燒穿現象。

Delta Spot電阻點焊技術是伏能士針對鋁焊研發的新技術，其創新點在于電極帶的發明。由于母材和電極受到電極帶保護，電極帶在電極和需要接合的母材之間運動進而實現連續的焊接，可確保在多個班制中保持恒定的質量水平，具有高度的工藝可靠性。“兩厚一薄”的三板連接由于焊點在厚板范圍內形成難以抓住薄板，因此對于傳統電焊來說是個老大難問題。而Delta Spot的電極帶通過其額外的熱輸入能針對性地控制焊點的深度，薄板范圍中的低熱量可通過電極帶利用高電阻來彌補，焊點可充分深入薄板，從而能精確控制熱輸入量。

除了應用于鋁焊，Delta Spot技術還可應用于多種材料的焊接，比如高強鋼、表面鍍層材料、鋁、不銹鋼、鈦、鎂、復合材料等，對不同的材料種類和不同厚度，該技術都有出色的表現，如高標準的焊點外觀及表面鍍層的高強鋼材料焊接等。

航空級車身鉚接膠合技術

 

和傳統鋼制車身不同，由于白車身大面積應用鋁合金，不同材料間差異化的物理屬性導致用常規的焊接技術難以實現有效連接，因此，奇瑞捷豹路虎引入了一項世界級工藝——航空級車身鉚接膠合技術，這一技術不但解決了鋁合金連接的難題，很大程度也提升車身強度。

該技術由伺服電機提供動力將鉚釘直接壓入待鉚接板材，在鉚釘的壓力下鉚釘板材和鉚釘發生塑性形變，充盈于鉚模之中，該技術制造的車身擁有強大的抗疲勞度、靜態緊固力和防撞擊能力，有效解決了鋁合金連接的難題，車身也更堅固。

由于鋁材和鋼材具有不同的金屬電位，需在鉚接部位填充粘合劑。通過可視化涂膠監測系統，能實時監測粘合劑的長度、直徑、軌跡等關鍵工藝參數，確保粘合劑填充位置的精準。使用粘合劑也將車身連接強度增至單純鉚接強度的2-3倍。

降本增效的“鋼鋁”車身連接工藝

 

在汽車制造商紛紛開發全鋁車型的同時，通用另辟蹊徑，推出豪華轎車凱迪拉克CT6“鋼鋁”車身。和全鋁車身相比，“鋼鋁”車身可節省大量的時間和經濟成本，將傳統鋼制車身的生產線轉換為鋼鋁焊接生產線所耗費的成本也要遠遠低于實現全鋁制技術所花費的成本，比如福特為將其鋼制車身F-150打造為全鋁制車身，將位于密歇根州的德爾伯恩市的生產線拆除建造了全新生產線，此項工程花費了數百萬美元和數月時間。而實現“鋼鋁”技術的最大困難在于，由于鋼和鋁兩種金屬的熔點不同，在鋼剛開始加熱的時候，鋁就已經融化，這讓絕大多數汽車制造商望而卻步。

通用在設計凱迪拉克CT6前對鋼鋁焊接工藝進行了大量的研究，研發出一種新型的焊接工藝，在凱迪拉克CT6前引擎蓋和汽車尾部進行鋼鋁焊接，將鋼和鋁牢固焊接在一起，打造出全新“鋼鋁”車身。目前通用的焊裝車間可以采用鋁電阻點焊、鋁激光釬焊、自攻螺接、自沖鉚接四種工藝實現鋼鋁連接，其中鋁電阻點焊可以解決鋁材的氧化層問題。

采用新型焊接工藝的“鋼鋁”車身整備質量輕速度快，制造成本也相對較低，在降低油耗的同時，車輛性能也大幅提升。

“減重增強”是汽車產業發展的必然趨勢，汽車輕量化沖壓材料的發展永無止境，車身連接技術及工藝也將因此不斷優化和革新。汽車制造商們亮出“十八般武藝”，以技術創新推動著世界汽車工業的發展，誰能笑到最后？不妨讓我們拭目以待。

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