SAECCE 2020「汽車輕量化材料與工藝協同創新」成功舉辦

10月28日，2020中國汽車工程學會年會暨展覽會與第七屆國際智能網聯汽車技術年會期間，汽車輕量化材料與工藝分會場在上海汽車會展中心三層第九、十會議室成功舉行。本分會場由汽車輕量化技術創新戰略聯盟、國汽（北京）汽車輕量化技術研究院有限公司協辦。來自企業、高校、科研院所、行業組織等約100名專業嘉賓光臨本分會場。

會場由吉林大學教授、汽車輕量化聯盟專家委主任王登峰和湖南大學汽車車身先進設計製造國家重點實驗室主任徐世偉共同主持。

王登峰教授和徐世偉主任做了精彩的開場演講。汽車質量降低一半，燃料消耗也會降低將近一半。由於環保和節能的需要，汽車材料與工藝的輕量化已經成為世界汽車發展的潮流。另一方面，實現輕量化目標的前提是汽車的安全標準不能降低，那麼如何在保證安全性的基礎上進行輕量化還有諸多困難。本次會議的目的就是對於汽車輕量化的一些關鍵技術問題進行介紹與探討。

吉林大學教授、汽車輕量化聯盟專家委主任王登峰

湖南大學汽車車身先進設計製造國家重點實驗室主任徐世偉

夏明生經理介紹了高強鋼材料解決方案實踐，包括充分利用鋼種多相種組成發揮組合效應，開發多功能結合的高強鋼。介紹了具有良好彎折與低邊部裂紋敏感性CP鋼在彎折、冷彎性能的評估。另外，增強成形性的雙相鋼DH通過形變誘導塑性，加工硬化速率適中，在某些場合代替DP鋼具有明顯優勢。在應用方面，唐鋼特色的冷、熱成形鋁矽鍍層（AS）材料、鋁鎂鍍層（ZAM）汽車板。唐鋼開展了基於25%偏置碰的1.5GPa一體化熱衝壓門環，後橋殼輕量化與低成本技術開發，電池包殼體、座椅、貨車箱體的輕量化解決方案。高強鋼失效處的應變遠高於其他區域，唐鋼通過單軸拉伸真實斷裂應變和真實均勻應變精確地對局部開展表徵對比，對基於零件特徵的用材具有指導意義。

河鋼集團唐鋼公司技術中心用戶技術研究中心經理夏明生

王存宇教授說明了新能源汽車輕量化，尤其是鋁合金一體化零件需求的強烈性。針對這一點，鋼總院推廣高強度高塑性鋼生產一體式冷成形件和中錳鋼溫成形生產一體式超高強度技術。強度、冷彎性能、衝擊和撕裂性能與熱成形工藝相比均有明顯提高。其表面少無氧化脫碳，微觀組織細，質量好。抵抗局部減薄能力優於硼鋼。在連接工藝方面，採用電阻點焊技術，適用於工業產線。總的來說，中錳鋼具有低奧氏體化溫度，其溫成形技術對力學性能有利，未來有望向生產馬氏體鋼發展，具有非常好的應用前景。

鋼鐵研究總院特殊鋼研究所教授王存宇

宋凱教授介紹了超高強管梁HMGF+Q技術在25%偏置碰的輕量化應用。液壓成形薄壁管件抗扭轉剛度高，但高強鋼、鋁合金塑性差、熱影響區域弱。因此，熱氣脹技術應運而生，在特斯拉、牧馬人等產品中有應用實例。熱氣脹與液壓成形相比，設計自由度大，生產效率高，精度高，材料利用率高，成本低，輕量化效果好。在偏置碰撞過程中，熱氣脹零件彎折變形小，採用熱氣脹A柱的車輛結構等級評定量產車狀態提升一個等級，乘員損傷也提升了一個等級，對於提高汽車零部件安全性能具有廣闊的發展前景。

航宇智造（北京）工程技術有限公司技術中心副總經理、

湖南大學汽車車身先進設計製造國家重點實驗室副教授宋凱

張金生主管介紹了超高強三維輥彎A柱上加強件結構設計。在25%偏置碰測試中，A柱上加強件對保護乘員艙完整性意義重大。以新一代鋼製車身車型熱成型零件為例，通過新材料新工藝提升A柱區域結構強度，並在此基礎上進行輕量化設計已經在國內得到發展。借鑑新版福克斯採用22MnB5變厚度管的ACCRA類似熱氣脹成型工藝，長安汽車通過截面參數化設計，基於C-NCAP整車碰撞工況中，提取截面力作為輸入載荷；採用超高強鋼輥壓、高頻焊、3D彎曲成型工藝，應用於1700MPa級別加強件。在輕量化效果方面，實現減重19%。在偏置碰撞實驗結果來看，達成五星碰撞安全設計要求。在應用前景方面，福特下一代車型多採用3D輥彎零件，可拓展應用於A柱加強件等封閉結構。

長安汽車工程研究總院新材料研究所主管張金生

李盛良主任介紹了鋁合金材料在奇瑞新能源螞蟻車身上的應用。以鋁型材生產的零部件在謳歌、邁凱倫和阿斯頓馬丁等產品中有成熟的應用。其中eQ5螞蟻採用鋁框架車身和複合材料覆蓋件，鋁合金材料佔總重50%以上。在車身設計體系，基於封閉截面鋁型材結構環的籠式結構車身，採用車身架構關鍵部件優化，安全試驗測試結果為五星，輕量化係數為2.63。採用繞彎、輥彎和拉彎等零部件彎曲成型工藝，結合使用採用力、位移一體化高精度焊接。由於電阻點焊、雷射焊、攪拌摩擦焊、SPR、FDS和MIG焊等連接工藝在鋁合金車身應用中都有一定局限性，經過評估，決定採用MIG焊作為主要連接工藝。為儘可能降低焊接中的熱輸入，採用低熱輸入焊接工藝方法。此外，基於視覺引導技術的應用與開發，確保了焊接電弧在焊接位置的準確性和高可靠性。未來隨著更多新材料有鋁型材的廣泛應用，奇瑞將在設計和成型工藝中貢獻更多的力量。

奇瑞新能源汽車股份有限公司製造工程部

鋁合金連接技術實驗室主任李盛良

李坤經理介紹了Tailored玻璃纖維氈增強熱塑性複合材料（GMT）增強工藝後防撞梁。GMT是整車輕量化的主要材料，各大汽車廠已經開始嘗試將其應用於防撞梁等汽車安全構件。GMT後防撞梁強度、剛度和壁厚都有嚴格要求，目前吉利、江淮、起亞、現代、雪佛蘭和JEEP等品牌都有應用。GMT的吸收衝擊能力比SMC高3倍，在衝擊力作用下不會出現裂紋。後防撞梁減重能達到65%。生產工序減少，裝配效率高，碰撞後形狀可恢復，可回收再生利用。由此可見，GMT在今後的防撞部件的應用將越來越廣泛。

江蘇莘翔機電股份有限公司總經辦總助李坤

隨學永總監介紹了塑料背門的輕量化設計開發。塑料背門造型特點包括溜背造型、貫穿式尾燈和牌照板，較金屬方案減重20%以上，在VOC檢測上有優勢。塑料後背門在承員安全、外觀造型和耐久性方面挑戰很大。由此，合眾集團採用了料厚的優化設計，改進了模態和裝配變形；內板與加強鈑金採用十字定位銷栓固定，在鎖安裝區域增加加強板；基於DTS設計定義DMU及運動分析，並對工藝路線和模流進行分析；總成壓合過程中採用火焰處理；裝配方案中增加定位輔助裝配；採用模具預變形補償設計提升精度。經過兩年時間的設計開發，塑料背門已經滿足一系列應用標準，具有廣闊的市場。

浙江合眾新能源汽車有限公司車身部開閉件系統總監隨學永

程志毅總監介紹了汽車輕量化結構機械連接技術及產品標準化。湖北博士隆集團具有先進的冷鐓，數控加工，熱處理，表處理，中試試驗技術，參與制定6項鉚接國家標準制定。在薄板類機械連接技術上，博士隆提出新型電磁自衝鉚接技術，完成了異種材料的連接方案，包括鎂鋼、鎂鋁連接。在中厚板中高強度連接，採用拉絲鉚釘/口杯鉚接工藝，可應用於高鐵、地鐵等場景。在壓鉚螺母有上千種規格。創新型地提出擠脹式凸緣套筒螺母及二代產品，解決了實體厚實結構連接的強度加強問題。另外，在電池包結構機械連接工藝包括模組與託盤，下託盤與上蓋、電池箱體與車架的連接也有應用。開發了低成本的防電化學腐蝕耐久接線螺柱。博士隆集團在連接技術和產品標準化做出了突出的成就，對我國的汽車輕量化結構設計發展做出了貢獻。

湖北博士隆科技有限公司技術服務部總監程志毅

石子英經理介紹了混合性材料連接的鉚接工藝。一浦萊斯公司在輕量化的鉚接工藝尤其是輕量化單側連接技術（FDS）做了一系列的研究，例如結構設計邊界條件：對於低強度材料使用鉚釘，對於高強度材料預先衝孔。鉚釘的質量檢驗與影響因素必須嚴格控制，其檢測包括外觀、扭矩、力學、防腐和鉚接質量大資料庫。一浦萊斯在鎖鉚、無鉚等工藝中都建立了鉚接過程監控系統，可及時發現質量缺陷。對於SPR和FDS連接，一浦萊斯掌握了汽車輕量化領域的先進技術，與我國OEM共同制訂FDS/SPR行業技術標準。

一浦萊斯精密技術（深圳）有限公司銷售部副總經理石子英

潘文文經理介紹了毅結特公司的摩擦焊接技術。包括FLOWpoint、EJOWELD和FDS等輕量化連接技術，在奧迪，路虎，保時捷等產品中均有應用。對於鋼鋁混合連接結構採用摩擦元件焊接技術，優點是不需要預製孔，無需做前/後處理，涉獵材料廣，覆蓋度廣泛，得到的產品力學性能穩定。另外，FDS在電池包也有應用，實現了防水密封功能。

毅結特緊固件系統（太倉）有限公司銷售部區域經理潘文文

秦興國主任介紹了白車身典型異種材料連接工藝的應用和性能評價。異種材料連接工藝包括線連接、點連接和緊固件連接在ECB車型上的應用。在奧迪A8採用仿真技術對異種材料連接進行了模擬分析。通過臺架試驗和八萬公裡的運行試驗驗證連接工藝的安全性。無鉚連接的適用於更薄的材料。另外，採用膠粘劑代替傳統焊接，在連接方向的選擇，板厚和材料強度，異種材料膠接的影響因素等方面，東風汽車技術中心做了相應的測試工作。

東風汽車公司技術中心材料工藝部主任工程師秦興國

我國汽車輕量化材料、成型工藝、成型裝備及相關產業發展迅速，汽車行業相關的材料企業、零部件企業、裝備企業與高校、科研院所之間的交流與溝通急需平臺。本次會議邀請的相關單位領導與專家，交流和分享輕量化材料、成型工藝與成型裝備的技術進展，實現了汽車輕量化新產品和新技術與市場的有效對接。