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不断进化的车身接合技术
丰田10月11日发布的改进款“雷克萨斯LS”(参阅本站报道)在车身部件的接合上使用了两种新型接合技术,一种是名为“激光螺旋焊接”的激光焊接技术(参阅本站报道),另一种是使用结构粘合剂的粘合技术(参阅本站报道)。这两种技术都是首次用于雷克萨斯品牌的汽车。
前一种技术通过激光焊接来实现像点焊那样的圆形焊点。详细情况未予公布,估计是通过将激光焊头按照蚊香那样的螺旋形状移动来实现接合面积较大的圆形焊点。点焊时,焊点之间必须要有一定间隔,在这间隔中实施几处这种激光焊接,便可增大接合面积,从而提高车身刚性。以前虽然也局部使用线状激光焊接,但这种焊接形成的是宽度在1mm左右的焊缝。与在点焊焊点之间采用线状激光焊接的方法相比,此次的方法能以较小间隔形成连续的直径5mm左右圆形焊点,总接合面积更大,因此有利于提高车身刚性。新型焊接技术被用于车身骨架的车门开口部的上部,单侧焊点为30~40个。
结构粘合剂已在欧系汽车中普及,有时还与点焊并用。在点焊焊点数量相同的情况下,通过在焊接边缘之间涂抹粘合剂,静态扭曲刚性可提高8~15%左右。而在保持相同刚性的情况下,采用粘合剂也可减少点焊的焊点数量。该接合技术的基本思路与激光焊接一样,是通过增加接合面积来提高刚性。点焊只能以具有一定间隔的点来进行接合,而粘合剂能够以面来接合焊接边缘。比如,奥迪“A5”在前部侧梁、A柱、B柱、门槛梁及地板等处,也就是驾驶室周围的所有主要骨架使用了粘合技术,总粘合长度达到90m之多。
LS此次采用结构粘合剂的地方很少,只有前窗上部的车顶顶梁以及位于行李舱后端的后围板两处,总接合长度只有几m。也许丰田是想先在这些部位使用以进行测试,然后视效果如何再应用于主要骨架。所用粘合剂的材料未公布,据称为热硬化型,估计是普通的汽车用环氧树脂粘合剂。涂覆粘合剂后,先经过车身焊接工序和电泳涂装工序,然后在烘干工序中硬化。
今后,车身还需要进一步轻量化,届时有可能会使用铝合金及碳纤维增强树脂基复合材料(简称碳纤维复合材料,CFRP)等多种车身材料。而能够接合这些不同种类的材料正是粘合的另一个优点。不同种类的材料之间直接接触的话,电位差就会引起电蚀,而通过粘合层将两种材料隔开,便可防止这一影响。另外,用CFRP制造车身骨架时,部件之间的接合也在使用环氧树脂粘合剂。
随着汽车的车身材料向多样化发展,接合技术也要实现多样性。特别要指出的是,不仅是点焊技术,粘合技术今后也将变得越来越重要。(记者:林达彦,《日经汽车技术》)