目前，汽車輕量化主要可以通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化、輕質(zhì)材料的替代應(yīng)用、制造成形工藝的升級(jí)以及先進(jìn)連接技術(shù)的應(yīng)用等四大途徑來實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。
圖為：汽車輕量華技術(shù)途徑
在汽車整備質(zhì)量中，車身占了25%以上?，F(xiàn)有汽車車身一般由金屬材料（主要為鋼板）經(jīng)過沖壓、焊接等方式生產(chǎn)而成。在上述輕量化途徑中，輕質(zhì)材料的替代使用是一種最直觀的方案，消費(fèi)者可以看得見、摸得著。比如你將汽車的前機(jī)蓋從鐵制換成了鋁制或碳纖維，顧客在開啟機(jī)蓋時(shí)就可以直觀體驗(yàn)到。車身輕質(zhì)材料的主要技術(shù)路徑包括超高強(qiáng)鋼（含熱成形）、鋁合金、復(fù)合材料玻纖或碳纖等。寶馬等歐系車主要是采用碳纖維來替代，美系（如特斯拉、F150）應(yīng)用最大的則是全鋁車身。如圖2所示，是寶馬新7系上的碳纖維加強(qiáng)部件。
圖為：寶馬新7系上的碳纖維加強(qiáng)件
碳纖維復(fù)合材料密度小、強(qiáng)度高，是目前應(yīng)用的輕質(zhì)材料中減重效果最為顯著的，但成本相對(duì)較高。所以，對(duì)于國(guó)內(nèi)車型來說，車身的鋁合金化是材料替代途徑中最適合的方案。目前，蔚來汽車、愛馳汽車等造車新勢(shì)力也都在嘗試做全鋁車身。圖3為蔚來汽車車身鋁合金部件展示。
圖為：
目前，鋁合金在國(guó)內(nèi)汽車車身上的應(yīng)用情況如表1所示。
表為：鋁合金在國(guó)內(nèi)汽車車身上的應(yīng)用
根據(jù)輕量化車身材料及位置的不同，相應(yīng)的連接技術(shù)也有所不同，目前比較常用的輕量化連接技術(shù)為激光焊接、自沖鉚、鋁點(diǎn)焊及粘接技術(shù)。各種連接技術(shù)的簡(jiǎn)單示意和中英文簡(jiǎn)稱如圖4所示。
圖為：常用輕量化連接技術(shù)中英文簡(jiǎn)稱對(duì)照
目前，幾種可用于鋁車身的先進(jìn)連接技術(shù)的使用車企及區(qū)域如表2所示。
鋁車身連接技術(shù)應(yīng)用區(qū)域
鋁合金點(diǎn)焊工藝簡(jiǎn)介
點(diǎn)焊是將重合的金屬夾入金屬電極（焊嘴）上，再加上適當(dāng)壓力的同時(shí)，通過非常大的電流，使之發(fā)熱熔化，從而接合在一起的焊接。鋁點(diǎn)焊與鋼點(diǎn)焊一樣應(yīng)用的是焦耳原理。同樣，點(diǎn)焊的形成可以分為：預(yù)壓階段→通電加熱→鍛壓三步。圖5為鋁點(diǎn)焊的操作示意圖。
圖為點(diǎn)焊工藝步驟示意圖
圖6和7分別展示了兩種不同方案的鋁點(diǎn)焊連接外觀。
圖為：伏能士電極帶式鋁點(diǎn)焊外觀效果
鋁合金點(diǎn)焊工藝特點(diǎn)：鋼與鋁的物理特性相差較大，具體對(duì)比，見表3，郵于鋁合金所具有的獨(dú)特性能，使其在焊接過程中有以下幾大特點(diǎn)：
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極強(qiáng)的氧化能力（生成氣孔）
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高熱導(dǎo)率和導(dǎo)電性（焊透性）強(qiáng)
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線膨脹系數(shù)大（熱裂紋）
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高溫下的強(qiáng)度和塑性低（強(qiáng)度低）
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加熱時(shí)無色澤變化（燒穿）
鋁點(diǎn)焊與鋼焊的區(qū)別
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焊接時(shí)間
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電極頭
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熱量產(chǎn)生位置
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冷卻水流量
鋁點(diǎn)焊應(yīng)用案例
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凱迪拉克CT6
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特斯拉Model S
鋁點(diǎn)焊技術(shù)供應(yīng)商
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森德萊Centerline
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小原焊機(jī)Obara
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伏能士Fronius
結(jié)語
在各種焊接方法中，鋁點(diǎn)焊具有靜強(qiáng)度高、可靠性好、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但鋁點(diǎn)焊本身也具有很大的焊接缺陷，包括焊點(diǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定、電極燒損嚴(yán)重及使用壽命短等。其中，焊點(diǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定主要體現(xiàn)在飛濺較為嚴(yán)重、焊點(diǎn)表面質(zhì)量差、熔核尺寸波動(dòng)大和熔核內(nèi)部易產(chǎn)生缺陷等。電極燒損問題實(shí)質(zhì)是電極表面的銅與鋁合金反應(yīng)的問題，這也是伏能士會(huì)開發(fā)出帶有電極帶的鋁點(diǎn)焊技術(shù)的原因之一。
除此之外，鋁點(diǎn)焊焊機(jī)的供應(yīng)商較少，主要技術(shù)來源于國(guó)外，這不利于鋁點(diǎn)焊的推廣。由于鋁點(diǎn)焊自身的缺陷，研究開發(fā)這一連接技術(shù)的人員較少。
綜上，鋁點(diǎn)焊，想說愛你不容易！
