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奥迪A8 | 14种连接工艺、4种材料组合 对轻量化连接技术的考验

2018-05-14 11:29 来源: CST三交产研-汽车

如何将这些不同特性的材料坚固的连接在一起,解决好不同材料间的连接工艺是关键。

与旧车型相比,新一代奥迪A8车身骨架大量应用轻量化材质,车身不同部位将最轻的质量和最优的性能结合在一起,共同构成整个车架。车身材料种类更多,车身连接技术更加先进。

最大的挑战多材料的运用对连接技术的考验

新一代奥迪A8车身材料种类增加到了4种:铝合金、合金钢、碳纤维复合材料、镁合金。4种材料按照种类再进行细分的话,共有29种,其中包括11种钢材、16种铝材、1种镁材和1种碳纤维复合材质,这也是奥迪A8车身首次应用碳纤维复合材料。

新一代奥迪A8的后座背板处布置有一块碳纤维面板,碳纤维材质的加入对车身连接技术提出了更高的要求。

奥迪A8 | 14种连接工艺、4种材料组合 对轻量化连接技术的考验

(不同材质的连接工艺)

通过采用铝、钢、镁和碳纤维复合材料的组合,奥迪A8正在开创多材料体系结构的新纪元,以此做到“将正确的材料和正确的材料用量应用到正确的地方。”不同的钢材和铝材都有各自不同的特性。比如铝合金材料对热敏感,采用传统焊接工艺会导致材料强度下降,而且受热易变形,会导致车身材料的拼合尺寸精度很难控制。如何将这些不同特性的材料坚固的连接在一起,解决好不同材料间的连接工艺是关键。

新一代奥迪A8/A8L车身材料构成比例

铝合金

合金钢

碳纤维复合材料

镁合金

58%

40.5%

1%

0.5%

在这一点上,奥迪的工程师颇费心思,参考自家旗舰跑车奥迪R8的多种车身材质拼接技术,在新一代奥迪A8车身上大量应用了自切削螺钉联接、激光焊接、铆接等技术,车身连接工艺达到了14种,包括MIG焊、点焊、保护焊、远程激光焊等8种热连接技术和专门针对铝材的冲铆连接、用于不同材料拼接的自攻螺栓、卷边连接等6种冷连接技术。

奥迪A8 | 14种连接工艺、4种材料组合 对轻量化连接技术的考验

全新奥迪A8的B柱部位材料连接采用了卷边连接和粘合剂连接的封边技术。同时,由于不同材质间热胀冷缩程度的差异,还采用Piece-locking连接技术在卷边处间隔固定距离打上凹坑,使三层材料全部贴合。此外,在车辆的A柱、C柱和车顶位置,也采用了相同的连接方式,这些冷连接工艺将不同材质有效地固定在一起。

奥迪A8 | 14种连接工艺、4种材料组合 对轻量化连接技术的考验

同时,还通过铆接的方式确保连接紧固。

奥迪A8 | 14种连接工艺、4种材料组合 对轻量化连接技术的考验

车身结构部位的铝合金板材、热成型超高强度钢和普通钢通过卷边连接方式贴合在一起。同时使用粘合剂连接和铆钉连接以确保连接紧固。顶盖和侧围部位采用了远程激光焊接工艺,在焊接过程中,激光头与焊接件的距离将保持在20cm,焊缝更加细腻精准,焊接边缘留出面积可减少27%,激光束的高速率和低能耗也降低了二氧化碳的排放。得益于铝材质量以及铆接技术的发展,车架上的铝型材与新式钢材很好的接合,形成全新奥迪多材料车身结构。

全新奥迪A8的顶盖和侧围部位采用了远程激光焊接工艺,在焊接过程中,激光头与焊接件的距离将保持在20cm,焊缝更加细腻精准,焊接边缘留出面积可减少27%,激光束的高速率和低能耗也降低了二氧化碳的排放,这个新工艺还可以节省95%的批量生产成本。

奥迪A8 | 14种连接工艺、4种材料组合 对轻量化连接技术的考验

(奥迪工程师正在控制远程激光焊接系统)

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