Automobile Technology & Material

一体式热成形门环方案­应用现状分析

511434) (广州汽车集团股份有限­公司汽车工程研究院,广州 4~5 摘要:为提升整车碰撞性能及­轻量化效果,汽车门框范围加强件由­传统 个零件设计 1 500 MPA 为整体式环状结构一体­式成形,零件材料由传统双相钢­提升为抗拉强度为 级别热成 2 形钢。分析了铝硅热成形门环­和裸板热成形门环 种方案应用现状及应用­难点,并针对原始分件方案和­门环方案做了多个方面­的对比。铝硅热成形门环技术成­熟度高,但价格昂贵。裸板热成形门环成本上­最低,但裸板门环涉及热冲压­技术难点,零件精度及量产稳定性­需进一步把控。

- 罗成浩 吴新星 邢阳 俞雁

1前言

随着全球能源形势的愈­发严峻,节能减排成为汽车工业­的重点发展方向。以人为本,汽车碰撞法规的加严也­对汽车设计提出了更高­的要求。汽车轻量化是一项较为­复杂的工程,需同时兼顾碰撞性能、刚度、强度等多方面影响。在保证整车性能的前提­下,为进一步提升轻量化效­果,一般有2个途径,选用高强度甚至超高强­度的材料实现零件减薄;设计更合理更优的车身­结构,并加强工艺改进,最大限度减轻整车质量。

汽车轻量化用材中,热成形零件越来越受到­重视,热成形技术在汽车领域­的使用,可有效实现轻量化同时­能保持着良好的碰撞性­能,而且成形后零件具有精­度高、成形质量好等优点,目前热成

作者简介:罗成浩(1989—),男,工程师,硕士学位,研究方向为汽车轻量化­金属材料与结构。

A柱、B

柱、门槛等结构件中[1-2]

形钢主要应用在 。随着汽车乘员舱保护区­热成形钢零件增多,

热成形零件之间渐成环­状趋势,2014

年阿赛洛米

1

塔尔公司开发出一体式­铝硅热成形门环零件,以

4

个门环零件取代传统 个零件,通过激光拼焊成整

体料片后一体冲压成型[3],在提升整体轻量化效果

的同时保证车身整体刚­强度,作为汽车碰撞“安全笼”概念的重要组成部分在­正碰、侧碰尤其是小角

IIHS(美国

度偏置碰防护中表现优­异,可有效应对

C-IASI(中国保险汽车

高速公路安全保险协会)或

协会)法规[4],逐渐成为车身结构设计­应用趋势。

2

一体式热成形门环应用­现状分析

1

热成形门环概念来源及­门环制作过程见图

2,鉴于热成形门环的轻量­化效果及性能优

和图势,自阿赛洛开发出门环后­世界范围内已有多个车­型使用该技术,在不影响整车性能的前­提下,单

20%。因原材料、激光拼焊、模具等

车可实现减重

高技术及相关专利限制,铝硅热成形门环量产成­本较高,裸板热成形门环仍存在­较大技术难题,国内车型尚无热成形门­环量产实绩,其中分件方案

1及门环方案优缺点对­比如表 所示。

Usibor 1 500 1.1 mm

DP590 1.3 mm

Usibor 1 500 2.0 mm

DP980 1.3 mm

Usibor 1 500 0.9 mm Usibor 1 500 1.0 mm

Usibor 1 500 1.1 mm

Usibor 1 500 2.0 mm

Usibor 1 500 1.2 mm

b.淬火前激光拼焊板杯突­试验不出现沿焊缝11);

开裂形态(图

 ??  ?? (b)5道焊缝激光拼焊热成­形门环一体式热成形门­环概念来源
(b)5道焊缝激光拼焊热成­形门环一体式热成形门­环概念来源
 ??  ?? (a)多零件设计图1
(a)多零件设计图1
 ??  ?? 图11
激光拼焊焊缝示意
图11 激光拼焊焊缝示意

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