【正文】 早有察覺，他們大量研制生產(chǎn)的是小型節(jié)油汽車，結(jié)果終于在 1980 年把美國趕下了 “ 汽車王國 ” 的寶座，取而代之。但誰又能料到 1925 年才第一次出口汽車 (向我國上海 )的日本， 60 年后竟然出口汽車達(dá) 6400 萬輛，登上了汽車王國的寶座。當(dāng)然美國也決不會(huì)就此罷休，到底鹿死誰手還很難預(yù)料。有人以美國汽車之王通用汽車公司為例，它平均每 15 分鐘用于汽車生產(chǎn)的投資就高達(dá) 180 萬美元，這真是令人驚訝的數(shù)字。 為了占領(lǐng)未來汽車市場，如今已有許多公司把各 種先進(jìn)技術(shù)和裝備，如微型電子計(jì)算機(jī)、無線電通訊、衛(wèi)星導(dǎo)航等等新技術(shù)、新設(shè)備和新方法、新材料廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)中，汽車正在走向自動(dòng)化和電子化。另外汽車的能耗，排放廢氣、噪聲和污染等公害也日將減少，安全性、使用方便性將日益提高， 即使再次發(fā)生石油危機(jī)，汽車工業(yè)也不會(huì)受到很大的影響。 每天迎著晨曦，眺望滿街的車水馬龍，汽車像蝗蟲一樣塞滿了街道，開車的，乘車的滿臉焦慮，汽車已經(jīng)主宰了交通工具市場。以車代步發(fā)展到如今，是否還可以激發(fā)起人們對(duì)車的懷舊情結(jié)？那些原始和落后的交通工具，伴隨乘車人、 拉車人那份怡然自得的心理卻又是十分難得的。從它的由簡到繁、由人 (畜 )力到機(jī)械、由慢到快??我無法考證其“車”的滄桑巨變，據(jù)說在我國就有幾千年的歷史。后來皇上出游或戰(zhàn)爭需要，人們發(fā)明馬 (或牛、驢 )拉的兩輪車，這可從兵馬桶的出土和許多古跡壁畫上可以證實(shí)?！稗芍?，夏禹時(shí)車正。軒，就是古代一種前頂較高而 有帳幕的車子，供大夫以上乘坐。杜牧《阿房宮賦》：曰“雷霆乍驚，宮車過也，轆轆遠(yuǎn)聽。辒，乃古代兵車之一種，四輪車，上蒙以生牛皮，下可容十人，又能往來運(yùn)土填塹，以攻城為主要任務(wù)。輜車，則是古代一種有帷蓋的大車，既可載物，又可作臥車。”不由入想起杜甫《兵車行》里車轔轔，馬蕭蕭的戰(zhàn)爭場面。且這些“座駕”多象征著權(quán)貴富豪的身份和地位。 到了漢代，四川民間出現(xiàn)了“雞公車”系用硬木制造，長 4 尺，車架安設(shè)在獨(dú)輪兩側(cè)，由一人掌扶兩個(gè)車把推行，有時(shí)也可前拉后推，載人載物均可。“雞公車”因系獨(dú)輪著地，所以無論平原山地，小道皆可暢行無阻，是一種勝過人力擔(dān)挑和畜力馱載的既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的交通運(yùn)輸工具，是人類交通史上一項(xiàng)重要發(fā)明，“獨(dú)”領(lǐng)風(fēng)騷若干年代，至今還在發(fā)揮“余熱”，在鄉(xiāng)村，建筑工地仍有它的身影。 到了三國時(shí)期，諸葛亮六出祁山時(shí)在陜西縣黃河鎮(zhèn)發(fā)明了“木牛流馬”的交通工具?！彼取半u公車”進(jìn)了一大步，可以爬坡上坎。至于“作一木牛，連仰雙環(huán)，人行六尺，車行車步的“木牛流馬”究竟屬何形態(tài)，利用何種原理，仍是一個(gè)千古之謎。第三次變革是在明代 ，在“串車”的基礎(chǔ)上加拱形席作頂，用來拉客，稱為“雙繾獨(dú)輪車”?！半u公車”后來跨江越淮，傳到中原大地。 到了 20 世紀(jì)初，城市里出現(xiàn)了雙輪的人力黃包車，作為主要的“客運(yùn)”工具?！奥奋嚒钡娜蝿?wù)是“長途客運(yùn)”；“街車”專門在城內(nèi)“行駛”跑“短途客運(yùn)”，可以全城跑，但也設(shè)有“站口”，相當(dāng)于現(xiàn)在工交車的車站。 人力客三輪歷史并不悠久，解放初期才出現(xiàn)的，它比黃包車又進(jìn)了一大步，也可以說翻開了城市客運(yùn)的新篇章，至今仍然是城市客運(yùn)的一道亮麗的風(fēng)景，通行便捷，觀市井浮華鬧市，比小汽車更悅目爽心，頗受旅游者青睞。 中國汽車發(fā)展史 說起“座駕”掌故多多。世界上最早的一輛蒸氣汽車，1769 年法國陸軍技術(shù)軍官居諾花了 6 年時(shí)間制成，時(shí) 速為 4km。這時(shí)的汽車很粗糙，性能差，往往車開出不久，就會(huì)有麻煩，上坡時(shí)還要下來推車。 1997 年美國人又把汽車送上月球。 我國的第一輛汽車于 1929 年 5 月在沈陽問世，由張學(xué)良將軍掌管的遼寧迫擊炮廠制造。李宜春將整車拆卸，然后除發(fā)動(dòng)機(jī)后軸、電氣裝置和輪胎等用原車零件外，對(duì)其它零件重新設(shè)計(jì)制造，到 1931 年 5 月歷時(shí)兩年，終于試制成功我國第一輛汽車，命名為民生牌 75 型汽車，開辟了中國自制汽車的先河，終究是值得欽佩的。一輛是涼篷式汽車，另一輛是折疊式軟篷，前排為雙輪座席，車輪是木制的，外面包上實(shí)心橡膠輪胎。照明用煤油燈，喇叭是手撳的。 自 1953 年 7 月第一汽車制造廠動(dòng)工興建， 1956 年 7 月投產(chǎn)， 1957 年 7 月13 日我國生產(chǎn)出第一輛載貨的解放牌汽車，又于 1958 年 5 月，我國第一汽車制造廠自行研制設(shè)計(jì)生產(chǎn)了第一輛與當(dāng)時(shí)政治風(fēng)云起伏顛簸、榮辱與共的紅旗牌轎車，被譽(yù)為“東方神韻”。特別是改革開放以來，汽車生產(chǎn)采用了各種高科技及人性化的安全及便利設(shè)施，汲國外汽車科研之精華。 第二章： 焊接 在汽車制造中的運(yùn)用 車身的激光焊接 汽車車身由不同的金屬構(gòu)件及覆蓋件組成，例如車身框架是由上邊梁、下邊梁、縱梁、橫梁、立柱等金屬構(gòu)件所構(gòu)成；車身蒙皮是由頂蓋、翼子板、隔板等覆蓋件所組成。 焊接的方式有多種，目前一般汽車的車身焊接都是用點(diǎn)焊、縫焊、電弧焊等方式?？p焊是用滾輪電極 傳遞焊接電流與壓力，通過滾輪與零件表面相對(duì)移動(dòng)進(jìn)行連續(xù)的焊接，主要進(jìn)行密封性焊接，例如油箱及車頂蓋。 激光焊接是本世紀(jì)汽車工業(yè)上應(yīng)用的新技術(shù)。有人比喻，點(diǎn)焊是將兩塊鋼塊結(jié)合在一起，但鋼板之間有縫隙，受到一定外力的沖擊下，鋼板之間會(huì)同焊點(diǎn)的強(qiáng)度不夠而斷裂，而激光焊接是將兩塊鋼板的分子熔合在一起，也就是說將兩塊鋼塊“合二為一”，焊接后的兩塊鋼板強(qiáng)度相當(dāng)于一塊鋼板。 Nd（釹）是一種稀土族元素， YAG 代表釔鋁柘榴石，晶體結(jié)構(gòu)與紅寶石相似。汽車工業(yè)常用輸出功率為 34 千瓦的 Nd:YAG 激光器。 激光焊接的特點(diǎn)是被焊接工件變形極小，幾乎沒有連接間隙，焊接深度 /寬度比高，例如焊縫寬 1 毫米，深為 5 毫米，因此焊接極為牢固，表面焊縫寬度很小，連接間隙實(shí)際為零，焊接質(zhì)量比傳統(tǒng)方法高。在汽車制造中，激光焊接主要用于車身框架結(jié)構(gòu)的焊接，例如頂蓋與側(cè)面車身的焊接，傳統(tǒng)焊接方法的電阻點(diǎn)焊已經(jīng)逐漸被激光焊接所取替。 激光拼焊板技術(shù)在汽車零部件制造領(lǐng)域的應(yīng)用 拼焊板是將幾塊不同材質(zhì)、不同厚度、不同涂層的鋼材焊接成一塊整體板，以滿足零部件對(duì)材料性能的不同要求。本文介紹激光拼焊板技術(shù)的發(fā)展、優(yōu)勢及應(yīng)用現(xiàn)狀。激光拼焊板是高新技術(shù)的產(chǎn)物，拼焊板工藝的出現(xiàn)解決了汽車零件制造中各種不同甚至是矛盾的需求。其中，分離成形方法是利用不同的壓機(jī)分別成形單個(gè)零件，然后將各個(gè)零件焊接起來組成目標(biāo)部件。 整體成形方法則是在一臺(tái)壓機(jī)上將一塊整體板同時(shí)成形幾個(gè)零件。這是整體成形方法與分離成形方法相比的一大缺點(diǎn)。因而，一 種同時(shí)克服傳統(tǒng)分離成形方法和整體成形方法的缺點(diǎn)的生產(chǎn)形式――拼焊板沖壓成形發(fā)展起來了。 以車門內(nèi)板為例：為了保證功能的需要，車門內(nèi)板的主體必須有一定的柔性，而門板的前、后部需要有一定的強(qiáng)度。 激光拼焊板技術(shù)是基于成熟的激光焊接技術(shù)發(fā)展起來的現(xiàn)代加工工藝技術(shù)。 激光拼焊板生產(chǎn)設(shè)備主要有：傳送裝置、激光焊接設(shè)備、機(jī)械手、在線無損檢測設(shè)備等。 激光焊接的主要工藝流程：卷料開平 →落料 →激光焊接 →沖窩（如果需要） →堆垛包裝 技術(shù)優(yōu)勢 采用激光拼焊板可以給汽車制造業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，如車身裝配中的大量點(diǎn)焊，把兩個(gè)焊頭夾在工件邊緣上進(jìn)行焊接，凸緣寬度需要 16mm，而激光拼焊板無需搭接，點(diǎn)焊改為激光拼焊技術(shù)可以節(jié)省鋼材，節(jié)省的用量視采用拼焊板的數(shù)量而定；用傳統(tǒng)點(diǎn)焊焊接兩片 的鋼板沖壓件，平均是 20 點(diǎn) /min，焊距是 25mm，速度則為 ，這會(huì)耗費(fèi)相當(dāng)?shù)臅r(shí)間，采用激光拼焊板替代點(diǎn)焊工藝后所需要的時(shí)間可以得到大量節(jié)省、焊接質(zhì)量得到質(zhì)的提高。其優(yōu)勢如 下： 零件數(shù)量的減少，以及隨之而來的生產(chǎn)設(shè)備和制造工藝簡化，大大提高了生產(chǎn)效率，降低整車制造及裝配成本； 由于產(chǎn)品的不同零件在成形前即通過激光連續(xù)焊接工藝焊接在一起，因而提高了產(chǎn)品的精度，大大降低了零部件的制造及裝配公差； 通過部件的優(yōu)化減輕了重量，從而降低油耗，處于環(huán)保時(shí)代，這一點(diǎn)非常重要； 由于不再需要加強(qiáng)板，也沒有搭接接縫，大大提高了裝配件的抗腐蝕性能； 通過消除搭接提高部件的耐腐蝕能力，大大減少了密封措施的使用； 通過對(duì)材料厚度以及質(zhì)量的嚴(yán)格篩選，在材料強(qiáng)度和抗沖擊性方面給零部件帶來本質(zhì)的 飛躍，同時(shí)改良了結(jié)構(gòu)，在撞擊過程中，可以控制更多的能量得到吸收，從而改良車身部件的抗擊沖撞能力，提高車身的被動(dòng)安全性； 實(shí)現(xiàn)對(duì)材料性能的最充分的利用，達(dá)到最合理的材料性能組合； 材料厚度的可變性以及其可靠的質(zhì)量，保證了在對(duì)某些重要位置的強(qiáng)化改進(jìn)可以順利進(jìn)行； 對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者而言增加了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈活性。拼焊板工藝主要是為汽車行業(yè)進(jìn)行配套服務(wù)，尤其在車身零部件生產(chǎn)、制造和設(shè)計(jì)方面，拼焊板的使用有著巨大的優(yōu)勢。 1985 年德國蒂森鋼鐵公司與德國大眾汽車公司合作，在 Audi100 車身上成功采用了全球第一塊激光拼焊板。奔馳、寶馬、通用等各大汽車生產(chǎn)廠相繼在車身中采用了激光拼焊板技術(shù)。 中國的激光拼焊板技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)在剛剛起步。公司目前已為國內(nèi)各大汽車生產(chǎn)企業(yè)提供配套服務(wù)。 汽車沖壓 (焊接 )材料的合理選擇 問題的提出 一般來說，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝人員遇到下列情況時(shí)，都會(huì)涉及材料選用問題。 ，可在原產(chǎn)品和仿制品的基礎(chǔ)上提出改進(jìn)方案，根據(jù)改制和仿制的要求選用合適的材料。 ，原材料難于適應(yīng)而進(jìn)行材料代用。 ，為確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行，需要進(jìn)行臨時(shí)的或長久的材料變更。據(jù)德國統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn) 1 輛汽車的費(fèi)用按比例分配為原材料占53%、制造占 30%、設(shè)計(jì)開發(fā)占 5%、其他占 12% 。 汽車生產(chǎn)中采用了大量的冷沖壓工藝，該工藝不僅生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且非常適合汽車工業(yè)多品種、大批量生產(chǎn)的需要。用于冷沖壓的鋼材主要是鋼板和鋼帶，占整車鋼材消耗量的 %,冷沖壓材料與沖壓生產(chǎn)的關(guān)系十分密切，材料的好壞不僅決定產(chǎn)品的性能，更直接影響到?jīng)_壓工藝的過程設(shè)計(jì)，影響到?jīng)_壓產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、使用壽命和生產(chǎn)組織，因此合理選用汽車沖壓件材料是 一個(gè)重要而復(fù)雜的工作。因此，沖壓材料的選用既要符合產(chǎn)品使用性能的要求，也要滿足沖壓工藝要求及后續(xù)加工（如焊接、機(jī)械加工等）要求。 下面從零件使用性能、不同加工工藝對(duì)汽車沖壓材料的要求來試論述沖壓件選材的原則及注意事項(xiàng)。使用性能是選材時(shí)要考慮的最主要因素。 汽車沖壓件主要以車身覆蓋件、車架縱梁和橫梁、車廂、車輪及發(fā)動(dòng)機(jī)用的覆蓋件為主，還有一些支撐件與連接件。 2． 1 汽車駕駛室零部件對(duì)材料性能的要求 汽車駕駛室零部件 大都是覆蓋件，外形復(fù)雜，成形復(fù)雜，但受力不大，采用模具成形工藝，材料的成形性能就成了主要矛盾，因此要求材料具有成形性、張緊剛性、延伸性、抗凹性、耐腐性和焊接性等。一般選用拉延性能優(yōu)良的低碳冷軋鋼板、超低碳冷軋鋼板。東風(fēng)重型汽車車身目前常用的材料牌號(hào)及拉延級(jí)別如表 1。一般選用成形性能和焊接性較好的高強(qiáng)度鋼板。東風(fēng)重型汽車車廂常用的材料牌號(hào)及強(qiáng)度要求如表 2 汽車車架零件對(duì)材料性能的要求 車架、車廂中板及一些用于支撐和連接的零部件，都是重要的承載件，大都采用模具成形工藝，要求材料有較高的強(qiáng)度和較好的塑性，以及疲勞耐久性、碰撞能量吸收能力和焊接性等。東風(fēng)重型汽車車架及一些用于支撐和連接的零部件常用的材料牌號(hào)及強(qiáng)度要求如表 3. 沖壓工藝對(duì)沖壓材料性能的要求 沖壓工藝一般分為分離工序和成形工序，按加工工序沖壓件大致可分為沖裁件、彎曲件、拉延件、成形件和冷擠壓件。在選擇沖壓材料時(shí)，首先根據(jù)沖壓件類型和使用特點(diǎn)，來選擇具有不同力學(xué)性能的金屬材料，以達(dá)到既能保證產(chǎn)品質(zhì)量，又能節(jié)約材料的目的。只是在采用抗拉強(qiáng)度大于 600 MPa 以上時(shí)要考慮模具的強(qiáng)度。 彎曲件對(duì)材料的要求 彎曲件的材料主要以滿足使用要求為前提，工藝對(duì)材料一般有兩個(gè)要求。 拉延件對(duì)材料的要求 拉延件對(duì)材 料的工藝性要求較高。料厚為 ~ mm，有 冷軋鋼板和熱軋板，要求材料具有以下條件。 （一般 A 20%）滿足順利成形的需要。 焊接工藝對(duì)沖壓材料的要求 金屬材料的焊接性主要決定于化學(xué)成分，也決定于焊接工藝條件及結(jié)構(gòu)的剛性。因此，對(duì)于需要進(jìn)行焊接加工的沖壓件選材時(shí)，應(yīng)考慮材料的焊接性。 表 7 列出了主要金屬材料常用的焊接方法，供產(chǎn)品設(shè)計(jì)及工藝人員選擇時(shí)參考。表 8 列出了常用材料的加工性能。一般來說，影響鋼板涂裝性能的主要因素有鋼板表面狀態(tài)、鋼板清潔度和鋼板表面粗糙度。一般的汽車沖壓件涂漆要求鋼板表面無明顯劃傷、凹坑、麻點(diǎn)等表面缺陷，通常要求采用 03 表面的鋼板；車身外表面件要求鋼板表面均勻，不允許有氣孔、凹坑、劃傷影響使用的缺陷 ，通常要求采用 05 表面的鋼板，同時(shí)要求表面粗糙度 Ra 林 m。 通過對(duì)汽車沖壓件工作條件及不同加工工藝對(duì)材料性能的要求分析可以看出，在選擇汽車沖壓材料時(shí)一般應(yīng)遵循以下原則。 ，盡量減少品種規(guī)格，以便于組織生產(chǎn)。 (2)多點(diǎn)焊 用于車身底板、載貨車車廂、車門、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋和行李箱蓋等。 (4)縫焊 用于車身頂蓋雨檐、減震器封頭、油箱、消聲器和機(jī)油盤等。 電弧焊 (1)CO2 保護(hù)焊 用于車箱、后橋、車架、減震器閥桿、橫梁、后橋殼管、傳動(dòng)軸、液壓缸和千斤頂?shù)鹊暮附印? (3)焊條電弧焊 用于厚板零部件如支架、備胎架、車架等。 特種焊 (1)摩擦焊 用于汽車閥桿 、后橋、半軸、轉(zhuǎn)向桿和隨車工具等。 (3)激光焊割 用于車身底