轻量化先驱 不能焊接的铝制车身怎么造？

　作为汽车界的未来技术之一，铝制车身正在成为不少车企在材料技术上的方向之一。早在上世纪80年代末，欧、美、日等很多汽车生产厂家与铝业公司合作就加强了对铝制汽车车身的研究，1995年德国奥迪公司首先开始批量生产铝制车身，把车身用铝的研究推向了高潮，铝合金在整车使用材料中的比例逐年提高。目前，整个豪华车市场以铝制车身为标配，8月29日上市的捷豹新车XFL更是以铝制车身作为卖点，而作为德国汽车工业骄傲的奔驰，却在被寄予厚望的国产全新E级上，采用了和海外市场迥然不同的材料选择，国产版本使用的是钢材车身，而在奔驰德国等主流市场使用的却是铝制车身，被网友口诛笔伐。那么，铝制车身真的就高级么？这要涉及到铝制车身的制造技术。

　　铝制车身的优势在那里？

　　采用铝制车身一个很关键的原因就在于轻量化。为了让汽车跑得更快更省油，除了给出更加先进的动力总成以外，减重也是一个非常关键的方式。理论上，铝制汽车可以比钢制汽车减轻重量达30%~40%，其中铝质发动机可减重30%，铝散热器比铜的轻20%~40%，全铝车身比钢材减重40%以上，汽车铝轮毂可减重30%。因此，更轻质的铝材，在汽车上的运用就显得尤为重要。

　　铝制车身在实现轻量化的同时，还带来的一系列的附加效益。众所周知的是，车辆越轻，惯性力越小，制动距离越短。带来的好处是显而易见的——主动避开事故总比被动减轻事故好。与此同时，相比于钢材，铝材在设计环节更加容易预测碰撞结果，这样就可以充分考虑到一旦发生碰撞后可能出现的情况，保证结构和预留的空间等等，提升车辆安全性。而铝的耐腐蚀性也减少了车辆生命周期中车辆结构遭到的破坏，以此延续了吸收碰撞能量的能力。

　　美国铝业协会认为，如果车重减轻25%，还可使汽车加速到100km/h的时间从原来的10秒减少到6秒钟；使用铝合金车轮，使震动变小，可以使用更轻的反弹缓冲器。并且减轻车重可以有效降低刹车距离，使得转向和拐弯的过程中也更加灵活。因而使汽车更稳定，乘客空间变大，在受冲击时铝合金结构能吸收分散更多的能量；因而更具舒适性和安全性。

　　铝制车身成本居高不下

　　虽然铝制车身有如此多的优势，但是也有资料显示，一般铝板件材料成本将比普通钢板增加2-5倍，这个成本差异对于普通车型来说显得有些可怕。与此同时，除了铝材自身的成本较高以外，铝材的焊接也会存在一些难度，并增加一些成本。

　　对铝车身零部件连接技术而言，目前除大量采用锁铆、自切削螺钉、自攻螺钉、冲联工艺及胶（粘）接等非熔化连接方法外，还大量采用MIG焊、激光焊（包括激光熔焊、激光钎焊）及激光-MIG电弧复合焊等熔化焊接方法。但铝合金导热率高，采用传统电阻点焊技术连接能耗极高，而且质量难以保证。目前，国外汽车制造厂商大量采用自冲铆接、自切削螺钉等机械连接方法实现铝合金连接。

　　与此同时，铝在跟不同材料连接时候，还有一种技术粘胶连接，在汽车行业应用非常广。粘胶连接，不光要保证铝的机械性能，铝的表面要经过一些很特殊的表面处理技术，通过跟汽车后道工序兼容材料的薄膜生成，这种方式对于工艺和技术的要求较高。

　　正因为铝制车身所采用的制造技术与工艺难度更高，技术也更复杂，因此也从另一个方面导致了铝制车身的成本居高不下。据欧洲铝业协会（EAA）做出的统计，对于大众高尔夫这样大小的车型，全铝车身和全钢车身相比，成本会多出1015欧元（约合人民币7259元）左右。此外，对于消费者来说，铝制车身最大的问题除了成本，还有后期的不易维修。以铝合金车门为例，如果是小的擦碰，还是可以进行刮腻子喷漆这样的处理。不过，一旦受到较大的碰撞变形，在大部分4S店内，碍于铝合金材质的焊接和修复难度极大，只能进行整体的更换。

　　2015年，美国公路安全保险协会IIHS在给福特全铝车身版的F-150做碰撞测试时发现，全铝车身版的F-150在碰撞时的受损范围更大，前端和后端的维修总成本比上一版本的F-150高26%。其中，前端受损的维修时间较高，后端受损的维修所需配件费用较高。

　　铝制车身的未来在电动车与豪华车

　　尽管铝制车身的成本更高，但根据美国科学院在2011年做过一个调查，实现汽车轻量化有几十种技术路径和手段。从成本来考虑，铝车身轻量化，包括结构轻量化是最具有经济性的一种轻量化办法和手段，这也是为什么铝制车身得到越来越广泛的应用的原因。对于不吝成本的豪华车和电动汽车来说，铝制车身的成本增幅是可接受的。

Tesla Model S 侧围及地板均采用铝合金汽车板材零件

　　在电动车领域，有专家指出，没有轻量化就没有电动车，这可以看出未来电动汽车对轻量化的需求更大。相对于宝马i8和新7系所采用的碳纤维材料，铝材在电动车上的应用将会更广泛，成本更低。这是因为在电动车上，由于使用钢材使得汽车整备质量加重，因此需要更大的电池组来驱动，电池成本会高出1650欧元（约合1.18万元），抵消1015欧元用铝成本后，整体仍然贵出635欧元（约合4541元）。而随着各国政府对车企油耗和排放的要求愈来愈严，轻量化对车企的必要性越来越大，而电动汽车产销量不断增长，汽车用铝市场将继续增长，从而推动成本进一步降低。