从铝铸件到铝车身：轻量化趋势刺激高精铝板需求
日 16:37来源：
近日，汽车和捷豹路虎新成立的合资公司宣布，将在2014年建成后可生产包括全铝车身轿车在内的高档车型。如今，用铝材替代，生产更多轻质、节能的汽车已是大势所趋。在11月22日举行的广州车展上，捷豹路虎的多款铝制新车集中亮相：全新换代的路虎通过使用铝合金材料将整车重量减轻450千克；捷豹运动型跑车通过采用铝架构使其关键部件的刚性比其他部件高出30%。100多年以来，汽车工业的发展与铝合金的应用密切相关，而汽车制造业的繁荣，正在推动铝消费量的增长。
我国汽车用铝量增速显著
有关研究表明，以铝代替钢制造汽车，可使整车重量减轻30％～40％，制造发动机可减重30％，制造轮毂可减重30％。此外，铝质散热器比相同的铜制品轻20％～40％，而铝制车身比钢制车身轻40％以上。在车辆运行周期中，其自身质量每下降1000kg，就可以减少燃油消耗4800L，降低温室气体排放11.2吨。这是一组令人振奋的数据。
目前，铝在汽车中的用量仅次于钢与铸铁，居第三位，而在全铝轿车中的用量则上升到第二位。轮毂就是铝化率最快的一个实例。在上世纪80年代，大部分轿车就已经开始使用铝合金轮毂，与普通的钢制轮毂相比，其吸震强弹力好，抗蚀性强经久耐用，能够使轿车的舒适性和安全性得以提高。此外，使用铝合金轮毂的环保效应十分明显：轮毂质量每减轻1kg，1L可多行驶800m，而少用1L汽油，则可减少2.5kg的碳排放。
可以说，汽车减重是一个&永恒&的话题，铝合金则伴随着汽车工业一路走来，这段历史可追溯到1898年问世的老牌汽车DeDionBouton，其开创了汽车用铝的先河。此后，不论是后轴架，还是汽缸体，都出现了铝的身影。不过，真正揭开汽车用铝时代序幕的当属公司。从1980年奥迪公司开始在Audi80和Audi100上采用铝制车门开始，其从未停止过铝材应用的步伐，1994年奥迪公司推出全球首辆全铝车身轿车AudiA8，在德国上市仅3个月，就售出2000辆，此后全铝轿车AudiA8开始进行批量化生产。
所谓全铝轿车是指在目前的技术条件下，可用铝合金制造的零件都已铝化。以AudiA8为例，其车身由铝型材、铝板与压铸件制成，自身质量比钢制车身轻40％，用铝合金挤压材制成的空间框架（ASF）如同人体的骨骼支撑着铝薄板等零部件，而车身外覆盖件以铝合金薄板冲制而成。
其实，除了奥迪之外，、、、路虎等国际品牌都纷纷成为汽车用铝的先锋，使铝合金在汽车产业中的用量一直保持稳健增长的势头。据统计，20世纪60年代，每辆汽车的平均用铝量仅为27.2kg；到90年代中期，这一数据上升到113kg，约占汽车自身质量的8％，尤其是在欧等发达工业国家，铝材在汽车制造业中的应用持续增加，并取得了良好的经济效益和社会效益。
我国汽车用铝市场已进入快速增长的阶段，一些合资和本土汽车品牌做出了积极的尝试，从西安西沃的VolvoBIOM全铝大客车，郑州宇通的全铝公交客车，到上海大众的铝合金材质电动轿车，再到的全铝车身电动大巴，由于大量采用铝合金材料，这些车辆的减重效果十分明显，例如比亚迪全铝车身电动大巴较之前的钢制车身足足减轻1.2吨。
虽然铝的成本明显高于钢，而且加工工艺更为复杂，但始终阻挡不了铝代钢的发展态势。目前，汽车用铝的形态主要是铸件、锻件、型材和板材，其中以铸件的占比最为显著，但是从应用部位看，车身用板是最具潜力的细分市场。据统计，汽车车身约占汽车总质量的30％，空载情况下约70％的油耗用于车身质量，车身变轻对于车辆的燃油经济性、控制稳定性、碰撞安全性都大有裨益，这无疑将在一定程度上刺激国内铝加工企业研发汽车用型材、板材的积极性。
诱人市场促铝企做大蛋糕
当前，我国虽然可以生产乘用车车门与发动机覆盖件用铝合金板带，但产量少且质量不稳定。而在汽车车身用铝板带生产方面，我国一直处于空缺状态，至今仍未建成具有全球先进水平的现代化生产线。据了解，这一尴尬的处境有望被打破，正在筹建的300万吨铝压延材项目正是瞄准了汽车车身用铝板带市场。
专家表示：&在未来，汽车轻量化将会推动铝薄板、中厚板在中国的广泛应用，中国忠旺的汽车车身铝板带业务将会为其带来丰厚的利润回报，因为无论是国内需求，还是海外出口，其市场容量与收益都非常诱人，一旦国内产品能够替代进口，不但大大降低汽车企业的生产成本，而且其他国家针对这一产品设立贸易壁垒的可能性极低。&
我国在汽车车身铝板带生产方面的&短板&主要是缺少具有高技术水平的精整设备，因为汽车车身铝板带对其表面状态有各种极其严格的质量要求，当前只有美、德、日、法等国企业具备生产能力。铝板材主要用于轿车车身与热交换器系统、厢式车车厢、豪华大客车蒙皮与地板、轻型汽车车身、重卡油箱与储气筒、行李箱盖、发动机盖板、轿车与客车车门等。研究机构按照目前我国汽车工业的发展态势预计，到2015年我国汽车工业用铝板带需求有望达到55~60万吨。而在去年，全球汽车车身铝板需求量就已达到25万吨。
急速增长的汽车铝板市场为中国忠旺创造了绝好的机会，除斥资38亿购买现代化的热轧、冷轧装备，配置高技术水平的精整生产线以外，中国忠旺还招纳14位外籍专家领衔汽车铝材的研发与生产。项目的建成投产将为公司优化产品结构，拓展业务领域，全面提高公司在汽车行业中的市场地位打下坚实的基础。而在此前，等企业已专程至中国忠旺辽阳生产基地进行参观考察，双方一致认为在汽车轻量化这个新的市场蓝海，彼此有着广泛的合作基础和良好的合作前景。
在我国，小轿车的铝化率高于大、中型客车，更高于货车。货车用铝各国不尽相同，美国和加拿大在2008年时厢式货车与特种车的铝化率就达到88.5%以上。如果我国铝制挂车应用比例达到发达国家70%的平均水平，即210万辆，则年可节约燃油900万吨以上，减少二氧化碳排放约2717万吨，为交通运输行业带来2000亿元以上的经济效益。
其实，铝合金对能源的节约不仅单纯表现在耗油量的降低，更体现在其作为&绿金属&所具有的优良特性。资料显示，目前，国外铝合金的回收利用率已达80%以上，近90%的汽车用铝可以回收并循环利用，60%以上的汽车铝合金材料为再生铝，而再生铝的能耗仅相当于原铝生产能耗的5%，但废钢的再生能耗则相当于精钢冶炼能耗的25％～60％。可以说，铝合金是节约能源消耗、减少温室气体排放、提高运输效率、维护道路安全最优质的金属材料，其必将在汽车制造业中发挥着越来越重要的价值，迎来更为强劲的发展势头。
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【实战】一文了解车身铝板件的修复技术
目前，铝合金材料按延展特点可分为热处理系列和非热处理系列。非热处理系列主要包括纯铝1000系列、铝锰合金3000系列、铝硅合金4000系列、铝镁合金5000系列等；热处理系列主要包括铝铜合金2000系列、铝硅镁合金6000系列、铝锌镁合金7000系列等。 在生产制造中，由于铝车身熔点低，加热时极易发生变形，当铝车身发生碰撞后，受到加工硬化的影响很难二次成形，并且铝车身板件的厚度是普通钢板板件厚度的1.5倍-2倍，因此损伤部位若强行修复会出现裂纹，有时甚至会发生断裂。厂家建议，当铝车身受到变形后要求对板件进行更换，不建议修复，铝车身板件如采取换件修复，则用粘接、铆接的方法，而很少采取传统的钢板车身焊接维修的方法。在实际维修中，如铝质板件在维修时需要焊接，通常采用氢弧焊或气体焊接方法。由于铝合金热导率大，线膨胀系数大，化学性质活泼，气焊时易产生氧化、热裂纹等现象，并且在焊接过程中还存在着退火的因素，会大大降低焊接位置的强度，维修后，车辆在行驶过程中由于自身的振动和行驶的颠簸，会使焊接处再次产生裂纹，因此，承受较大载荷部位或较大板件不宜采取此种焊接方法。虽然气焊的热效率低、热量较分散，但气焊的设备较简单，操作灵活，成本低，因此对于中小铝件的修复，经济性和实用性较其他方法更佳。
铝质板件在进行焊接前，必须用石蜡或油脂清洁剂对焊接部位进行清洁处理，有油漆层的应打磨并要露出裸金属。铝质板件在焊接时，要采用100％的氨气和铝焊丝，并且要采取正向（左向）焊接法，不可以在铝质板件上逆向焊接，以免熔池过热造成塌陷或击穿，立焊可以采取从下向上进行焊接的方式进行。另外，在进行焊接修复时，车身修复技师按工艺要求首先要进行必要的个人防护：其次要选择合适的焊丝与焊接剂，焊丝在选择时不仅要考虑选用与母材成份相近的，还要考虑到抗裂性、强度和抗腐蚀性；第三要对气焊的火焰和预热的温度进行适当的调整．火焰一般选择中性焰或轻微碳化焰，薄小板件一般可不预热，如厚度超过5mm-8mm的铝质板件可预热100 ℃-300℃；最后还要选择合适的垫板，由于铝在高温时强度低，当温度达到400℃-500℃时，铝的强度几乎完全消失，焊接时会造成焊缝形成不良甚至会出现塌陷和烧穿的现象。特别要注意的是，车身修复技师还要知道金属镁和铝镁合金是不能焊接的，因为此金属极易燃烧一旦发生燃烧，普通的灭火器很难将其扑灭，必须采用特制的化学制剂．因此铝质车身在焊接时要严格按照厂家的要求进行操作。
当铝质车身因碰撞损坏而无法恢复时，可采取局部或整体更换板件的方法进行修复。因铝质板件一旦硬化．损伤部位通常就会出现裂纹或断裂现象，此时铝质板件的更换就是铝质车身修复常用的一种方法了。由于铝质车身的构件大多是通过粘接或铆接的方式连接在一起的，所以更换铝质板件应严格按照厂家的技术要求，选择原厂的零部件或整件，正确选择切割位置和连接方式。
传统的钢质车身修复时，常用的连接方式有平接、插人件平接和搭接等三种方式。在更换铝质板件时，这三种方式依然适用。不过也有少数厂家采用平接｛焊接）方式，在此不作过多介绍。铝质板件更多的则是采用插入件平接和搭接。进行插入件平接时(如纵梁的梁头、下边梁、门立柱）可分为两种方法：一种是板件分离后．将插入件（厂家提供或自制）轻轻敲入．对更换部件精确定位后，在切割线的两侧钻出与铆钉相匹配的孔，然后将擂入件取出。在去除毛刺、清洁等准备工作后，使用特制胶枪在外侧均匀涂抹专用粘接剂，再次将插入件放入．测量无误后按照已经打好的孔，使用专用铆钉进行拉铆固定；另一种方法是在准备切割的直线上间隔钻出铆钉的备用孔，然后沿此直线进行切割分离，将插入件放入并与所要更换板件进行定位，然后在已经钻好孔的位置进行重新钻孔，将插入件取出，做好所有的准备工作后打胶，再次将插入件放入，定位后拉铆固定。在采用搭接方式更换板件时，除常规的方法外，有时为获得足够的强度和满意的视觉效果，特别是一些不适合采用插入件平接的部位，可采用厂家提供并做好预先处理的零部件进行搭接。这种方式在一些比较直观的部位使用较多，如车身的后月子板等处。还要注意，铝质车身板件更换时的定位工作非常重要，车身连接部位的连接胶固化通常时间非常久，如温度在25℃以下固化需要36 h左右。如果车身连接胶固化后车身尺寸发生了位移或变动，那后果将非常严重，所以在测量后要用车身定位夹或车身定位工具对更换部位进行定位。
因铝质板件还具有延展性较强的特点，当受到一定程度的碰撞后铝质板件是很难恢复到原来形状的。在维修时，车身修复技师可以使用橡胶锤或木锤采取错位敲击方法进行修复，以减少铝质板件进一步的延伸。在板件修复时，如采用对位敲击方法．应采用多次的轻敲，否则会进一步扩大铝质板件的损伤程度和损伤范围。另外，铝质板件在修复前还应分析其变形类型，对于铝质板件隆起的部位使用橡胶锤或木锤进行弹性敲击以便释放板件撞击产生的应力，这样可以减少坚硬、折损处弯曲的可能性；对于铝质板件轻微凹陷修复时，不要使凹陷部位每次升得过多，应避免拉伸铝材。特别注意的是，铝板在修复时禁止使用钢质车身所使用的收缩锤与收缩垫铁，否则会造成损伤部位开裂或进一步扩大损坏。
铝质板件修复也可以使用铝整形机对铝板损伤处进行校正维修，在损伤部位全部修复到位后，使用专用工具将介子齐根剪下，打磨平整即可。当铝质面板发生延伸时，也可以采取热处理工艺方法处理，在修复操作时，应缓慢冷却收缩，不可以急速将其降温，否则会因为过度的收缩造成铝质板件的变形。
总之，从事铝质车身的修复工作必须要接受专业化的培训。而作为车身修复技师，不仅需要全面掌握铝车身的相关专业理论知识，而且要具有扎实的实操基本功，并且能不断地学习总结铝车身修复技巧，这样才能最终保证铝车身的修复质量。以下是某汽车维修公司技术的现场讲解与实战经验分享，建议在WIFI
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