铝合金车体的运用与发展趋势
城轨车辆铝合金车体焊接工艺
浅析城轨车辆铝合金车体焊接工艺摘要:城轨车辆的车体是由铝合金材质焊接而成,本文对城轨车辆铝合金车体的焊接工艺、工装进行分析,探讨了铝合金车体焊接工艺的发展趋势。
关键词:城轨车辆;焊接;铝合金;分析为了保证城轨车辆的高速行驶,城轨车辆采用的是轻量化的设计,车身采用铝合金的结构,降低整辆车的重量,减少了对轮轨的冲击。
但是铝合金的膨胀系数是钢的2倍,凝固的时候体积收缩也很大,因此,在焊接的过程中很容易变形。
特别是对于薄壁型的铝合金材质,不光焊接变形量大,而且在焊接的时候还会产生气孔、裂纹等现象,因此要提高铝合金的焊接工艺水平,尽量减少焊接过程中出现的问题,提高车体焊接的质量,就需要用专用的工装来保证车体焊接成型后的尺寸,为制造出高质量的城轨车辆奠定基础。
1 城轨车辆铝合金车体焊接的特点1.1 焊接方法和速度的选择铝合金的焊接方法有多种,包括惰性气体的保护焊(mig)、钨极惰性气体的保护焊(tig)两种焊接方法。
在焊接的时候,对于较厚夹板的焊接,为了能够保证焊接的质量要使焊缝从分均匀地融合,而且使焊缝中的气体顺畅溢出,采用较慢的环节速度和较大的电流配合焊接;对于较薄板的焊接,为了避免焊缝太热,在焊接的过程中要采用较快的焊接速度和较小的电流配合,从而确保焊接的质量,尽量避免气孔的形成[1]。
1.2 气孔的形成铝合金表面氧化膜有很强的吸水性,当环境湿度很大时,吸收了很多水的氧化膜在电弧的作用下水分解出氢,而氢气在熔池中没有时间排除就形成了气孔[2]。
2 铝合金车体的焊接工艺2.1 铝合金车体的焊接工艺流程车体预组、焊接前尺寸的调整、焊接前的清理、自动焊接、焊接后的打磨。
组装过程中所有零部件的误差及变形全部汇集在一起,通过车体组焊来消化,如果要控制铝合金车体的焊接质量就要在焊接前定好尺寸,通过焊接前的尺寸调整对铝合金车体的变形进行预先估测,做好合理工艺放量。
加强焊接过程的控制,通过组焊工装及辅助撑拉杆减小车体在焊接时的变形程度,提高焊接质量[3]。
铝合金汽车板的应用及发展
铝合金汽车板是指用铝合金材料制作的汽车车身板材。
它具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,因此在汽车制造领域有着广泛的应用和发展前景。
首先,铝合金汽车板的轻质特性可以降低整车重量,提高车辆的燃油经济性和动力性能。
相对于传统的钢板车身,铝合金车身的重量可以减轻20%至30%,使得汽车在行驶过程中的能耗更低,减少尾气排放,符合环保要求。
其次,铝合金汽车板的高强度可以提高车辆的安全性能。
铝合金材料具有比钢材更高的强度和刚度,可以有效吸收和分散碰撞能量,提供更好的保护乘客的安全性。
此外,铝合金汽车板还具有优异的耐腐蚀性能,可以延长车身的使用寿命。
铝合金材料在自然环境中的耐腐蚀性能比钢材更好,可以避免因腐蚀而导致的车身损坏和安全隐患。
随着汽车工业的发展,铝合金汽车板的应用也在不断扩大。
目前,许多汽车制造商已经开始采用铝合金材料制作车身,例如特斯拉的电动汽车和奥迪的轿车等。
未来,随着铝合金材料的研发和生产技术的进步,铝合金汽车板的应用将更加广泛,可能逐渐替代传统的钢板车身,成为汽车制造的主流材料之一。
浅谈铝合金在轨道交通中的应用
浅谈铝合金在轨道交通中的应用铝合金在轨道交通领域的应用是一项长期受到关注的技术。
它在轨道交通中的广泛应用,包括高铁、地铁、有轨电车等,都展现了其独特的优势和价值。
本文将就铝合金在轨道交通中的应用进行探讨,着重介绍其优势、现状和未来发展趋势。
一、铝合金在轨道交通中的应用优势轻量化: 铝合金具有较低的密度和良好的强度,因此在轨道交通中可以大幅减轻车辆自重,有利于降低能耗和减少磨损,同时提高运行效率和安全性。
耐腐蚀: 铝合金具有良好的耐腐蚀性能,可以在恶劣的环境下保持长期稳定的性能,这使其在地铁、高铁等密闭环境下的应用更为适宜。
成型加工性能好: 铝合金易于成型加工,可以适应各种车辆结构需求,提高车辆设计的灵活性和多样性。
节能减排: 利用铝合金替代传统材料,如钢材,车辆重量减轻可带来降低动力消耗、减少排放的效果,有助于节能减排。
二、铝合金在高铁领域的应用铝合金在高铁领域得到了广泛的应用。
高铁列车以高速、大载客量、运行稳定著称,而铝合金正是其“减重”之选。
高铁车体及部分结构件采用铝合金制造,不仅减轻了车辆自重,提高了运行速度和载客量,还增强了车辆的整体抗腐蚀和使用寿命。
同时,铝合金的可回收再利用特性也符合高铁领域可持续发展的要求。
三、铝合金在地铁领域的应用在地铁领域,铝合金同样发挥着重要作用。
地铁车辆需要应对密闭环境、潮湿腐蚀等问题,而铝合金的优异耐腐蚀性能使其成为地铁车辆的理想选择。
通过采用铝合金材料,地铁车辆的自重得以降低,利于提高整体运行效率和降低能耗,同时也能够提高车辆的整体安全性。
四、铝合金在有轨电车领域的应用在有轨电车领域,铝合金的应用也日益普及。
相比于传统的钢制车辆,铝合金车辆在减轻自重的同时,也可提高车辆的运行速度和舒适性。
此外,铝合金具有优异的导电性能,有利于电车的性能提升和整车电气系统的稳定运行。
五、未来展望随着轨道交通行业的不断发展和技术进步,铝合金在该领域的应用前景依然广阔。
未来,随着铝合金材料制造工艺的不断完善和成本的进一步降低,铝合金在轨道交通领域的应用将进一步扩大,有望实现更多创新和突破。
铝合金在汽车车体上的应用现状及发展趋势探讨
金属材料>> 广西轻工业>> 2009年25卷1期>> 摘要铝合金在汽车车体上的应用现状及发展趋势探讨作者:蔡其刚(奇瑞汽车股份有限公司,安徽芜湖241009)减小字体增大字体【摘要】介绍了目前国内外汽车工业中铝材的应用优势及其主要障碍,通过使用铝材来代替传统的钢铁材料,可大大减轻汽车自重以降低能耗、减少环境污染、提高汽车的燃油经济性。
并对铝材的发展趋势做了预测。
【关键词】铝合金;现状;发展趋势1引言世界汽车工业正面临越来越严峻的三大课题:能源、环保、安全。
减轻汽车自重以降低能耗,减少环境污染,提高汽车的燃料经济性,节约有限资源已成为各大汽车厂关注的焦点。
轻量化是汽车发展的一个重要趋势,通过使用轻质材料来替代传统的钢铁材料,可以减轻汽车的质量,以达到节省燃料的目的。
世界铝业协会的报告指出:汽车所用燃料的60%消耗于汽车自重,整车每减轻10%,可降低油耗10%~15%。
而日益苛刻的安全法规要求我们用提高汽车主动安全性(使用安全气囊、安全带、安全制动系统、降低汽车整备质量以及缩短制动距离)和被动安全性(使用能有效吸收正面和侧面碰撞能量的材料)的眼光来完善汽车的安全设计。
因此,越来越多的轻质或高比强度的材料受到汽车设计者的关注,如高强度钢板、铝合金、SMC等。
本文就汽车用铝合金材料的现状及发展趋势做些讨论。
2铝合金的特点及其应用优势2.1铝合金的特点铝的密度小,仅为2.7(属轻金属),约为钢的1/3。
由于铝的表面易氧化形成致密而稳定的氧化膜,所以耐蚀性好。
铝有较好的铸造性,由于铝的融化温度低,流动性好,易于制造各种复杂形状的零件。
铝中加入一种或几种元素后即构成铝合金,铝合金相对于纯铝可以提高强度和硬度,除固溶强化外,有些铝合金还可以热处理强化,使有些铝合金的抗拉强度可超过600MPa,与低碳钢相比,比强度(强度与密度之比)则胜过某些合金钢。
2.2铝合金在汽车上的应用优势(1)汽车轻量化,节能降耗,有利环保。
铝合金对车体轻量化的意义
铝合金对车体轻量化的意义铝合金是工业中应用最普遍的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。
尤其是在油罐车和集装箱制造行业,随着工业经济的飞速进展,对铝合金焊接结构件的需求日趋增多。
国外百分之八十的集装箱油罐车用材都是采纳了铝合金,因为它的优势显而易见。
其中最重要的一点确实是,采纳铝合金的车体轻量化,更经济有效。
针对那个优势咱们做了以下分析研究。
一、车体轻量化的意义所谓汽车轻量化,确实是采纳科学方式和手腕对汽车产品进行优化设计,在确保汽车综合性能指标的前提下,通过利用新型材料,尽可能降低汽车产品自身重量,达到减重、降耗、环保、平安的综合目标。
研究说明,汽车所用燃料约60%消耗于汽车自重,汽车的质量每减轻100 kg,每千米的燃油消耗将减少 L~ L,CO2排放量也将减少。
燃油效率提高,意味着降低汽车的耗油量和排污量,改善人类生存环境。
同时汽车轻量化也提高了车辆性能,在一样的输出功率下,较轻的车关于发动机来讲确实是较轻的负载,汽车的操控稳固性也有所提高。
因此减少汽车车体重量对降低发动机的功耗和减少汽车总重量具有双重的效应。
国家标准对汽车的设计进行了严格的规定,专门是轴荷和总质量的限制。
关于油罐车而言,罐体自重占整车重量比例较大,减轻罐体的重量已成为企业关注的核心。
二、车体轻量化的途径由于铝的比重约为钢的1/3,铝合金被公认是汽车轻量化的理想材料。
最近几年来,在欧美发达国家,利用铝合金制作的液罐车已超级普遍。
而在我国通常利用钢板制作罐体。
由于钢罐体自重专门大,无形中加大了燃油的消耗,使得运输本钱大大提高。
铝是最先用于汽车制造的轻质金属材料,也是结构材料中最为经济有效、最具竞争力的汽车用轻金属材料。
从生产本钱、零件质量、材料利用率等方面,铝合金具有多种优势,如密度较小,用其替代传统钢铁,可减小整车重量的30%~40%。
回收率高,仅次于钢铁,目前可达87%,符合环保要求。
铝合金应用现状及发展趋势
铝合金应用现状及发展趋势铝合金是一种重要的工程材料,具有优良的性能和广泛的应用领域。
随着科技的发展和社会需求的不断推动,铝合金的应用现状和发展趋势也在不断变化。
首先,铝合金的应用现状在许多领域已经得到广泛应用。
在汽车工业中,铝合金被广泛用于汽车车身和发动机部件,以提高汽车的燃油效率和减轻整车重量。
铝合金车身具有较强的刚度和冲击吸收能力,能够提高汽车的安全性能。
在航空航天领域,铝合金也得到了广泛应用,用于制造航空器的结构件和发动机零部件,能够减轻飞机的重量,提高起飞和燃油效率。
此外,铝合金还广泛应用于建筑、电子、电力、包装等行业,例如用于制作窗框、太阳能电池板、电线电缆和食品罐等。
其次,铝合金的发展趋势主要体现在以下几个方面。
首先是高强度和超高强度铝合金的发展。
随着工程技术的进步,对材料的强度要求也越来越高,因此制备高强度和超高强度铝合金成为了一个研究的热点。
通过添加合适的合金元素和热处理工艺,可以获得具有更高强度和优良综合性能的铝合金材料。
其次是铝合金的可持续发展和循环利用。
随着人们对环境保护意识的提高,对材料可持续性的要求也越来越高。
铝合金具有良好的可回收性,可以通过回收再利用的方式减少资源消耗和环境污染。
因此,将继续推进铝合金的回收再利用技术研发和应用,促进其可持续发展。
此外,新型铝合金的研究和应用也是发展趋势之一。
例如,高强度、高塑性和耐腐蚀性能更好的铝合金,将得到更广泛的应用。
另外,纳米铝合金、超细晶铝合金和多相合金等新型铝合金也将逐渐应用于工程领域,并发挥其独特的性能优势。
总之,铝合金作为一种重要的工程材料,已经在各个领域得到了广泛应用。
未来的发展趋势将主要包括高强度和超高强度铝合金的研究和应用、铝合金的可持续发展和循环利用以及新型铝合金的研究和应用。
这将进一步推动铝合金材料在工程领域的应用拓展,并不断满足社会经济的需求。
焊接技术在动车组铝合金车体焊接的应用及发展趋势
6.专题综述焊接技术第42卷第5期2013年5月文章编号:1002—025X(2013)05—0006—04焊接技术在动车组铝合金车体焊接的应用及发展趋势王金金,尹德猛,胡文浩,王陆钊,吴振华(唐山轨道客车有限责任公司制造技术中心,河北唐山063035)摘要:通过对M1G焊、T1G焊、电阻点焊、激光焊及搅拌摩擦焊技术在轨道车辆铝合金车体焊接中的应用情况进行分析,阐述了上述各种焊接技术在轨道车辆铝合金车体焊接应用中的优缺点。
总结得出:M I G焊及T I G焊技术是我国动车组铝合金车体制造目前应用的主要焊接技术.激光焊及搅拌摩擦焊技术在动车组铝合金车体焊接中的应用是未来我国动车组铝合金车体制造中的趋势。
关键词:M I G焊;T I G焊;电阻点焊;激光焊;FSW焊中图分类号:TG457:U271.91文献标志码:AO前言随着装备制造业的快速发展.轨道车辆相关生产制造技术也得到了迅速发展。
焊接技术作为轨道车辆铝合金车体生产制造过程中的一项关键技术,也将随着装备制造业的发展而更新换代。
铝合金车体零部件及其车身的生产都离不开焊接技术的应用,近几年来,由于轨道车辆的需求量较大。
新的焊接技术在轨道车辆铝合金车体生产制造中的应用将会对铝合金车体生产周期的缩短起着一个积极的推动作用。
目前.世界范围内轨道车辆铝合金车体制造所用焊接技术有TI G焊、M I G焊、电阻点焊以及近些年出现的激光焊与搅拌摩擦焊等新的焊接技术,而我国动车组铝合金车体制造中应用的焊接技术主要有M I G焊和TI G焊。
由于铝合金有着其特殊的性质,即热导率大.比热容高,局部加热困难,焊接时需要能量集中、功率大的设备,而且动车组铝合金车体自身焊接也有其相应的焊接工艺要求,即对焊接件的装配精度要求较高,焊后还要确保产品的尺寸与焊缝质量,尽量保证产品质量零缺陷,因此,新的焊接技术在动车组铝合金车体焊接中的应用只能收稿日期:2012—12-10基金项目:铁道部科技司资助项目(2012J003一C)在满足上述要求且逐渐被验证后才能被应用。
铝合金车体搅拌摩擦焊技术应用现状及发展趋势
铝合金车体搅拌摩擦焊技术应用现状及发展
趋势
铝合金车体搅拌摩擦焊(FSW)技术是一种无焊接材料熔化的焊接技术,具有轻质化、高强度、低成本、环保等优点,因此在汽车制造行业得到了广泛的应用。
目前,铝合金车体搅拌摩擦焊技术已经在欧美等发达国家被广泛应用,而在中国也开始逐渐普及。
值得注意的是,在我国,铝合金车体搅拌摩擦焊技术仍面临一些挑战,如技术瓶颈、设备资金、技术人才缺乏等问题。
因此,需要进一步加强科研攻关和技术研发,提高技术水平和产业化水平,以满足市场需求。
随着5G、工业互联网等新技术的兴起,铝合金车体搅拌摩擦焊技术也将向着智能化、自动化、高效化等方向发展。
预计未来,该技术将继续得到广泛应用,成为汽车制造行业的新兴焊接技术之一。
总之,铝合金车体搅拌摩擦焊技术是未来车身轻量化、高效化的重要技术之一,未来有望在汽车制造产业中发挥越来越重要的作用。
高速铁路客车车体主导材料
高速铁路客车车体主导材料
【原创实用版】
目录
1.高速铁路客车车体的主导材料
2.高强度不锈钢
3.铝合金材料
4.碳纤维复合材料
5.我国高速铁路客车车体材料的发展趋势
正文
高速铁路客车车体的主导材料主要有以下三种:高强度不锈钢、铝合金材料以及碳纤维复合材料。
高强度不锈钢是高速铁路客车车体的主要材料之一。
这种材料具有良好的抗拉强度和耐腐蚀性能,可以应对高速行驶时产生的高强度应力和腐蚀环境。
在我国,高强度不锈钢已经广泛应用于高速铁路客车车体的制造中。
铝合金材料也是高速铁路客车车体的重要材料之一。
铝合金材料具有密度低、强度高、耐腐蚀性好等特点,可以降低车体的重量,提高高速列车的运行效率。
我国在铝合金车体制造技术方面已经取得了显著的成果,铝合金车体在高速铁路客车中的应用比例也在不断提高。
碳纤维复合材料是近年来在高速铁路客车车体材料中备受关注的一
种新型材料。
碳纤维复合材料具有质量轻、强度高、刚度大等优点,可以显著提高高速列车的性能。
然而,由于碳纤维复合材料制造成本较高,目前在我国高速铁路客车车体中的应用还处于初步阶段。
我国高速铁路客车车体材料的发展趋势主要表现在两个方面:一是轻量化,通过采用高强度不锈钢、铝合金材料和碳纤维复合材料等轻质高强
材料,实现车体的轻量化,提高高速列车的运行效率;二是环保化,发展可持续的、对环境影响小的材料,以降低高速铁路客车车体对环境的影响。
铝合金结构材料的应用及其发展方向
铝合金结构材料的应用及其发展方向铝合金是一种重要的结构材料,其应用领域广泛,发展潜力巨大。
以下将介绍铝合金结构材料的应用及其发展方向。
铝合金结构材料广泛应用于航空航天领域。
由于铝合金具有较低的密度和良好的强度,因此被广泛用于制造飞机机翼、机身等部件。
铝合金具有良好的耐腐蚀性能,能够适应航空环境的严酷条件,保证飞机的安全性和可靠性。
铝合金结构材料在汽车工业中的应用越来越广泛。
铝合金具有较低的密度和优异的加工性能,能够减轻汽车的自重,提高燃油经济性。
铝合金具有良好的强度和刚度,能够提高汽车的安全性和操控性。
铝合金广泛应用于汽车车身、底盘等部件的制造中,并逐渐替代传统的钢铁材料。
铝合金结构材料在建筑领域中也得到了广泛的应用。
铝合金具有良好的耐候性和装饰性,能够满足建筑外墙的装饰要求。
铝合金具有较好的可塑性和焊接性,能够满足建筑构件的成型要求。
铝合金被广泛应用于建筑幕墙、门窗等部件的制造中。
改进铝合金的强度和刚度。
虽然铝合金具有较好的强度和刚度,但与钢铁材料相比仍存在差距。
需要通过合金化、热处理等工艺手段,进一步提高铝合金的强度和刚度,以满足更高层次的应用需求。
提高铝合金的耐腐蚀性能。
尽管铝合金具有较好的耐腐蚀性能,但在某些特殊环境下仍存在腐蚀问题。
需要对铝合金进行表面处理、涂层防护等措施,提高其耐腐蚀性能,以适应更为恶劣的工作环境。
开发新型铝合金材料。
目前,铝合金的种类和组织结构还比较有限,需要进一步开展合金配方设计和组织控制研究,开发出具有更好性能的新型铝合金材料,以拓宽其应用领域。
推广铝合金的环境友好性。
铝合金具有较低的密度和可回收性,能够减少资源的消耗和环境的污染。
需要进一步推广铝合金的应用,提高人们对铝合金材料的认知和接受度,促进铝合金的可持续发展。
铝合金结构材料在航空航天、汽车、建筑、电子等领域中有广泛的应用,并且具有巨大的发展潜力。
通过改进强度和刚度、提高耐腐蚀性能、开发新型材料以及推广环境友好性,铝合金的应用领域将得到进一步拓展,为各个领域的发展提供更加优良的结构材料。
铝合金车体自动焊接技术发展趋势(上)
接效率还得降低 2 %左右。由于铝合金车体需要 大量 的 0
自动焊接 ,只能配置更多的 自动焊 接设 备。在某工厂 铝
合金生产线上 ,配置大部件焊接 的大型 龙门设备就达 到 1 5台,加上其他配 套焊 接设 备 , 备 配置数 量多 达 2 设 0 余 台。设备数量 的增加 ,将伴随劳动力 和生 产场地 的增
高, 温度过低 , 会导致焊接熔透性变差 ,预 热 由于受工 件 尺寸影响 , 也不能很好解决该 问题 。如果 焊接环境温 度过高 ,如超过 3 %,由于薄壁工件表面温度过大 ,焊 5 接过程 中 H Z A 温度梯度小 ,热量传输慢 ,H Z易过热 , A 强度下降过大。因此 , 铝合金焊接作业 , 求环境温度 要
个结构失稳 , 从而造成人员过多伤亡 。
护用品。图1 、图 1 1 2是铝合金焊接厂房整体除尘、除
不 宜过高 。
( )湿度对焊接 的影响 铝合金表面的氧化膜有非 2
常强的吸水性 ,在潮湿 的环境下 ,吸附 的水 分会在焊接
图 1 整体厂房除尘 、除湿、温度控制示意 1
过程 中产生氢气 , 而产生焊接氢气孔 。因此在潮湿地 从 区, 铝合金厂房均要设置除湿设备 。湿气 引起的气孔如
图 9所示 。
图6 激光跟踪焊接路径示意
加 ,因此 ,如何提高 自 动焊接的效率是铝合 金 自动焊接
追求的重要 目标 。
2 强度下降过大问题 .
车辆所用铝合金一般都是 时效强化 型铝 合金 ,该种
铝合金焊接将 带来 焊接 H Z强 度的损 失。一般 强度 损 A 失取决 于两种因素 :材料受热时间和温度 。
合金焊工资源的现象或国有焊工兼 职现象 ,严重地影 响 了国有企业的人力资源。
铝合金在高速铁路上的应用现状及发展趋势
铝合金在高速铁路上的应用现状及发展趋势摘要:铁路运输是我国主要的交通运输方式,在国民经济中起着非常重要的作用。
而铁路车辆是铁路运输中直接载运旅客和货物的工具,是铁路中的一个主要环节,随着社会的进步,运输对车辆的要求越来越高。
车体作为车辆的一个主要部件,其轻量化设计就成为一个关键的问题。
高速列车的轻型化对于发展交通运输、改善机车车辆运行平稳性、降低能源消耗、减少轮轨磨耗都是至关重要的。
当今世界上,大多数发达国家采用铝合金为材质制造车体结构,介绍目前国内外铁路运输中铝材的应用优势及其主要障碍,通过使用铝材来代替传统的钢铁材料,可大大减轻自重以降低能耗、减少环境污染、提高经济性。
并对铝材的发展趋势做了猜测。
关键词铝合金;现状;发展趋势1引言铁路运输工业正面临越来越严重的三大课题:能源、环保、安全。
减轻火车自重以降低能耗,减少环境污染,节约有限资源已成为火车运输关注的焦点。
轻量化是火车发展的一个重要趋势,通过使用轻质材料来替代传统的钢铁材料,可以减轻火车的质量,以达到节省燃料的目的。
因此,越来越多的轻质或高比强度的材料受关注,如板、铝合金。
本文就高速铁路客车用铝合金材料的现状及发展趋势做些讨论。
2铝合金的特点及其应用优势2.1铝合金的特点铝的密度小,仅为2.7(属轻金属),约为钢的1/3。
由于铝的表面易氧化形成致密而稳定的氧化膜,所以耐蚀性好。
铝有较好的铸造性,由于铝的融化温度低,流动性好,易于制造各种复杂外形的零件。
铝中加入一种或几种元素后即构成铝合金,铝合金相对于纯铝可以提高强度和硬度,除固溶强化外,有些铝合金还可以热处理强化,使有些铝合金的抗拉强度可超过600MPa,与低碳钢相比,比强度则胜过某些合金钢。
铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的,如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合金、铝—锌—镁—铜系超硬铝合金。
铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能:易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。
城轨交通车辆车体与车门—铝合金车体
五、铝合金车体在设计和制造中应注意的问题
铝合金车体有许多的优点,但在设计、制造中尚需注 意许多问题,如铝合金选材、铝合金结构焊接工艺的研究、 铝合金材料疲劳特性和寿命的试验、结构优化设计、刚度、 防腐蚀等问题。
1.铝合金材料的合理选择 2.铝合金车体的组装
一、铝合金材料的特性
质轻且柔软,
耐蚀性能好。
四、铝合金车体的结构
1.底架
底架是车体的基础结构,底架结构模块包括地板、边梁 (左和右)、枕梁(2根)、牵引梁(2根)组件。边梁、枕梁、 牵引梁采用连续焊接组合在一起,将地板、隔热隔声材料、 底架下管路和电线槽预先与底架组成一体,然后与侧墙和端 部模块连接,底架边梁在整个长度上与侧墙模块进行机械连 接,在底架的架车位置进行局部加强。
车体由底架、侧墙、车顶、端墙等预先装配好 的模块组成,车体总装配时,用螺栓将这些预装配 好的模块按顺序联结在一起。
车体的模块是用铝型材(占车体质量约90%) 焊接而成的,几乎所有的挤压型材都是由合金 ENAW 6005A 制成,它们是空心的。
四、铝合金车体的结构
由于强度要求,底架的牵引梁用铝合金ENAW 7020 (铝合金板和一块铝合金挤压型材)制成。某些低应力区 域由合金板 ENAW 5083制成。每车模块的每侧有5对客 室门结构和4个车窗结构,带司机室的拖车模块每侧还包 括一个司机室门框架和一个前端门框架,中间端宽度与贯 通道宽度几乎相同。
三、铝合金车体的形式
1.纯铝合金车体
(2)车体结构是板条骨架结构,用气体保护的熔焊作为连接方法。 (3)在车体结构中应用整体结构,板皮和纵向加固件构成高强度
大型开口型材。 (4)车体采用空心截面的大型整体型材,结构更加简单。型材平
行放置并总是在车体的全部长度上延伸,通过自动连续焊接进 行连接。该车体结构以具有多种多样截面的型材为基础,并充 分利用铝合金良好的机械性能。
(汽车行业)铝合金在汽车领域的应用状况及发展前景
(汽车行业)铝合金在汽车领域的应用状况及发展前景铝合金在汽车领域的应用状况及其发展前景【摘要】本文主要阐述了铝合金在现今生活中在汽车领域的运用,及其优势,同时也透露出铝合金在汽车领域中极其可观的发展前景。
且提供数据来进壹步说明。
关键词:铝合金汽车领域应用前景1引言在近期和不久的将来,汽车工业将加快对钢制产品的替代工作,且渴望在如下方面取得进展:1、全铝车身,包括美国福特、通用、日本本田、德国奥迪的概念车车身已经大量采用铝合金,和钢结构相比,重量减轻40%之上;2、底盘结构件及支架和悬挂类零部件;3、储气罐,后保险杠;4、新材料的开发,为铝合金应用领域的扩展提供了可能。
如德国开发成功的泡沫铝材AFS(aluminumfoamsandwich)具有高的刚度/重量和强度/重量之比,能够有效吸收冲击能,具有防震防噪音、易于回收等特点,在车门立柱,保险杠,门侧防撞杆、前防撞梁、军车上的防爆板、轿车发动机零部件等方面拥有极强的应用前景;5、铝镁合金、铝钛合金在汽车车轮、电器件、内饰件等方面的应用也正在逐步扩大。
2铝合金的特点和应用和前景2.1铝合金的特点2.1.1质轻铝的比重为钢铁的三分之壹,在运输工具及自动化设备上扮演极重要的角色。
2.1.2强度利用各种合金这添加和轧延,锻压及不同等级这热处理制程,可生成之强度达HB25°-HB167°之各种铝合金产品。
2.1.3耐蚀性铝在自然环境中,表面会自然形成薄层之氧化膜,可阻绝空气中氧避免进壹步氧化,具有优良之耐腐蚀性.铝表面如再经各种不同层次之处理,其耐腐蚀性更佳,可适用于较为恶劣之环境。
2.1.4成型性利用完全退火或局部退火可生成较为软质之铝合金,适用于各种成型加工及折弯,冲压,深冲等加工。
除之上所述,铝合金仍具有很多可观的特点。
2.2铝合金在汽车领域的应用1车身汽车工业的精髓是汽车车身的制作。
车身制作几乎占汽车制造X公司投资总额的60%。
高速列车铝合金车体焊接技术其发展趋势论文
高速列车铝合金车体焊接技术及其发展趋势[摘要]:本文阐述了现代高速列车铝合金车体的焊接技术研究和应用现状,介绍了目前应用较多的焊接技术方法及其发展趋势。
[关键词]:高速列车铝合金车体焊接发展趋势中图分类号:u292.3+5 文献标识码:u 文章编号:1009-914x(2013)01- 0159-02随着轨道车辆速度的加快,车体轻量化变得越来越迫切。
不锈钢因其密封性较差且密度较高,一般适于制造准高速列车,而铝合金材料制造 200 km/h 以上的高速列车有着很大的优越性[1]。
铝合金密度小、耐蚀性好、比刚度高,可以大大降低列车的自重并提高其安全性。
在现代轨道车辆结构中大量采用高强度铝合金材料替代钢铁材料,铝合金车体约占世界份额95%[2,3]。
随着近几年中国高速列车技术的引进消化吸收和国内铝合金型材加工技术的日益成熟,国内的高速列车车体材料也都大量采用铝合金。
高速列车时速的进一步提高对列车车体材料及连接工艺尤其是焊接工艺提出了更高的要求。
一、高速列车铝合金车体焊接技术研究现状1.金属极惰性气体保护焊(mig焊)mig焊是目前世界上高速列车铝合金车体焊接应用最为广泛、经济、有效的焊接工艺。
在铁路车辆制造行业,传统mig焊接技术主要由自动或半自动mig焊、手工焊接技术构成。
为了适应高速列车的使用条件,近几年出现一些新的mig焊接技术[4]。
双丝脉冲mig 焊技术现在已成熟应用在高速列车车体的焊接中,如南车青岛四方机车车辆股份有限公司采用奥地利生产的rit330—s型双枪双臂龙门igm焊接机器人设备对铝合金车体侧墙进行焊接。
高速列车的车体侧墙、车顶所用的基本为6005a铝合金,端墙板所用的6082铝合金,国外铝合金车体常用的7020铝合金,国内外相关科研单位和轨道车辆生产制造厂家针对不同铝合金材料的双丝脉冲mig焊接技术都已展开相关研究[5,6]。
国外还发展了双头或多头双弧双丝共熔池焊接[4]。
mig焊容易产生裂纹、夹渣、气孔、未焊透等焊接缺陷,其热输入量高、变形大、飞溅等也无法避免;工作过程会产生大量烟尘、气体、弧光等造成工作环境恶劣,增加工人劳动强度。
铝合金在汽车上的应用现状及前景
铝合金在汽车上的应用现状汽车是应用最广泛的交通工具,环保、能源、安全是汽车发展的三大课题。
为解决这三大课题,现代汽车正朝着轻量化、高速、安全舒适、低成本、低排放与节能的方向发展。
而目前满足上述要求的最有效的途径就减轻汽车自重。
铝及其合金加工材料由于具有密度小、比强度高、抗冲击性能好、耐腐蚀、良好的加工成型性以及极高的再回收、再生性等一系列优良特性,成为实现汽车轻量化最理想的首选材料。
汽车使用铝合金材料具有多方面的优点:首先是减重效果明显,通常每使用1Kg铝,汽车自重可下降2.25Kg;第二是节能效果十分可观。
根据日本科研机构测定,汽车重量每减轻1Kg,平均一年可节省12L汽油。
车重每降低10%,燃料消耗可降低5.6%;第三是乘客的舒适性和安全性获得提高。
若车重减轻37%,发动机输出功率可提高40%;车重减轻25%,就可使汽车加速到60Km/h的时间从原来的10秒钟减少到8秒钟;同时使用铝合金车轮,由于震动变小可使用更轻的缓冲器;由于是在不减少汽车容积的情况下使用铝合金材料而减轻汽车自重,因此使汽车更加稳定、乘客空间变大,在受到冲击时铝结构能吸收分散更多的能量,因而更加安全和舒适;第四是在减少污染、改善环境方面。
由于汽车重量的减轻,导致了燃料消耗的下降,所以可减少尾气的排放,使环境得到改善。
据介绍,若车重减少50%,CO2排放量可减少13%;第五是汽车报废后铝可以回收再利用,因为铝是能最大限度回收的材料,前回收率为85%,有80%左右的再生铝用于汽车工业,汽车用铝中有60%来自回收的废铝。
因此汽车的铝化是世界性的发展趋势。
汽车铝化的先行国是美国、日本、德国三大汽车生产国。
日本计划未来单台车用铝270Kg,使铝化率达到31.3%,届时体构造用材料中约17%为铝。
因此,逐渐提高汽车的用铝量已成为世界各国的共识。
1.1汽车发动机的铝化发动机是汽车的心脏,占发动机总重量25%的汽缸体的铝化速度正在加快。
日本本田公司用新压铸法(低速、中压铸造)成功地使气缸达到了100%的铝合金化。
铝合金车体优点和在我国发展历程
铝合金车体优点和在我国的发展历程车体设计一般选用三种材料作为车体结构材料:碳钢材料、不锈钢材料、铝合金材料。
碳钢材料制造的车体耐腐蚀性差、平整度和降噪效果均不理想,因此只能用做低端车辆的生产。
不锈钢材料制作车体,由于不锈钢导热性差,弧焊工艺制造困难,因此一般采用电阻点焊工艺制造,但电阻点焊工艺密封性差,因此不锈钢车辆只能用在城市轨道车辆和中等速度运行的铁路车辆上,主要的应用对象为各城市使用的地铁和轻轨,在铁路车辆上,像瑞典摆式列车就是采用不锈钢材料制造。
铝合金材料制作的车体具有质量轻,耐腐蚀,外观平整度好、材料可以二次利用、环保等优点而受到世界各城市交通公司和铁路运输部门的欢迎。
铝合金车体在高速铁路车辆制造上具有其他材料不可替代的功能,因此铝合金车体的发展速度非常快。
目前,在欧洲城市轨道车辆市场,铝合金车体占据了百分之70的市场份额,在日本不锈钢车体和铝合金车体在城市轨道车辆中个占据了百分之50的份额,而在高速铁路市场,铝合金车体几乎占据了世界百分之95以上的市场份额。
我国开发铝合金车体的起步比较晚,1989年,长春轨道客车股份公司引进日本模式开发了首辆铝合金地铁车体,目前该车体仍然在北京运行。
由于该车体在设计上采用了板梁结构,制造工艺繁琐,平整度差,成本高而没有在市场上大面积推广使用。
1996年,铁道部组织人力、物力开发ICE2型结构铝合金车体,采用德国进口材料,用简易自动焊接设备和自制机加设备成功制造出了国家首台混合结构铝合金车体。
该车体的制造成功,客观上增长了国内企业对车辆用铝合金型材的技术开发,经过8年的铝合金大型型材的寄出产业研究,目前,在国内关键材料配套上已经实现国产化,为铝合金车体降低成本走向市场化提供了必要条件。
铝型材国产化前期出现的搓衣板缺陷、熔合口断裂缺陷等致命质量问题已经获得了彻底的解决。
这两种缺陷在初期的铝合金车体生产中,曾经造成批量车体的报废。
目前经过技术的不断突破,这两种缺陷已经很少出现看,可以说,中国初期的基础技术探索,为今天铝合金车体技术的发展奠定了基础。
高速铁路客车车体主导材料
高速铁路客车车体主导材料一、引言随着我国高速铁路的快速发展,客车车体作为高速列车的重要组成部分,其材料的选择与应用引起了广泛关注。
车体材料需要具备轻量化、高强度、良好的耐疲劳性能等特点。
本文将对高速铁路客车车体主导材料进行介绍,分析其种类、特点以及在我国的应用现状和发展趋势。
二、高速铁路客车车体主导材料的种类与特点1.铝合金铝合金是目前高速铁路客车车体主要采用的材料之一。
其优点包括密度低、强度高、耐腐蚀性强、加工性能好等。
铝合金车体结构可以有效减轻车辆自重,提高车辆性能。
但铝合金也存在一定的缺点,如焊接性能较差,热膨胀系数较大等。
2.碳纤维复合材料碳纤维复合材料是一种高性能的复合材料,具有高强度、高模量、低密度、良好的耐疲劳性能等优点。
碳纤维复合材料在高速铁路客车车体的应用中主要体现在车窗框、车顶板、座椅等部件。
但碳纤维复合材料的价格较高,加工难度大,使其在车体结构中的应用受到一定限制。
3.高强度钢高强度钢是另一种在高速铁路客车车体中广泛应用的材料。
高强度钢具有较高的强度和良好的韧性,可以满足车体强度和刚度的要求。
此外,高强度钢还具有较低的成本和易于加工等优点。
但高强度钢的车体重量相对较重,对车辆性能有一定影响。
三、车体结构及设计要求1.车体结构形式高速铁路客车车体结构形式主要有整体承载结构和分段承载结构两种。
整体承载结构车体采用整体焊接工艺,具有较好的强度和刚度;分段承载结构车体采用模块化设计,便于生产制造和维修。
2.车体强度与刚度要求高速列车在运行过程中会受到各种力的作用,如空气阻力、轨道不平顺等。
因此,车体需要具备足够的强度和刚度,以保证列车在高速运行时的安全性能。
3.车体轻量化设计为了提高车辆性能,车体轻量化设计是关键。
通过合理的设计和材料选择,可以有效减轻车体重量,提高车辆性能。
四、我国高速铁路客车车体材料应用现状及发展趋势1.应用现状目前,我国高速铁路客车车体主要采用铝合金和高强度钢作为主导材料。
铝合金在客车车体上的应用现状及发展历程
铝合金在客车车体上的应用现状及发展历程本页仅作为文档页封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March铝合金在客车车体上的应用现状及发展历程初稿:中国客车网[一、背景:节能、环保、安全、舒适是当前汽车技术发展的趋势,降低燃油消耗、减少向大气排出二氧化碳和有害气体及颗粒已成为汽车界主要研究课题之一。
减小客车自身质量是客车降低燃油消耗和减少排放的最有效措施之一。
据统计汽车质量每减少10%,燃油消耗可降低6%-8%。
据了解,车辆轻量化主要包括优化汽车框架结构和采用轻质材料。
其中采用轻质材料是车身轻量化的主流,当前针对规模化生产的需要,已经有很多种轻质材料应用于车身制造工业,比如高强度钢、铝合金和碳纤维等等。
新型轻量化材料的开发与应用,逐渐成为汽车材料的研究热点,铝合金车体由于在轻量化、密封性、抗腐蚀性、美观性等方面优于钢结构车体,是目前汽车制造业比较好的选择。
二、未来铝车身客车的发展趋势据调查,自2007中国交通用铝研讨会上,来自德国海德堡能源和环境研究中心的最近一项研究结果表明,一部经停若干站的城市柴油客车减重100公斤,将在其整个运营周期内节约燃油2550升,并且大大降低二氧化碳等温室气体排放量。
铝制部件和车身是未来发展趋势;根据交通部估计2010年中国客运总量将达到220-250亿人次,公路总里程将达到230万公里,高速公路通车里程将达到6.5万公里,三项指标未来5年复合增长率分别为5.5%,3.4%和9.7%。
公路建设的快速发展、公路条件的不断改善,对客车行业会产生两个方面的促进作用,一是新增运输线路直接带动客车销售量的增加,二是高等级公路的增加将促使客运公司提升营运客车的档次,通过产品升级和营运客车大型化的趋势间接拉动客车销量。
油价上涨,客车的使用成本直线上升,使如何降低用户的运营成本成为客车企业迫切需要解决的问题,针对中国客运业的状况和耐用、节油这两个客运企业普遍关心的热点问题,以市场需求为导向是客车技术进步的大方向。
铝车身前景
铝车身前景铝车身是指使用铝合金材料制造的汽车车身。
相比于传统的钢铁材料,铝合金具有自身特有的优势,如轻质、高强度、抗腐蚀等,因此被广泛应用于汽车制造领域。
铝车身在未来的发展前景广阔,具有以下几点潜在优势。
首先,铝车身的轻量化特性是其最大的优势之一。
由于铝合金的密度比钢铁低,因此使用铝车身可以减轻汽车整体重量,提高燃油经济性能。
根据统计数据,每减重10%可以使燃油消耗降低6-8%。
随着环保意识的增强和能源消耗压力的加大,汽车制造商对轻量化技术的需求也越来越迫切,而铝车身正是轻量化的一个重要手段。
其次,铝合金具有优异的强度和刚度,可满足汽车结构强度和安全性要求。
虽然铝的强度比钢铁低,但经过合金化处理可以显著提高其强度和刚度。
同时,铝合金车身具有良好的冲击吸能性能,能够在碰撞事故中提供更好的保护。
因此,铝车身在安全性能方面优于传统的钢铁车身。
第三,铝合金具有优异的耐腐蚀性能,能够很好地抵御湿润、酸雨等环境的侵蚀。
这使得铝车身具有更长的使用寿命和更好的保值能力。
同时,铝合金还具有良好的可塑性和加工性能,可以制造各种形状的车身结构,满足个性化需求。
除了以上几点优势之外,铝车身还具有可回收利用的特点。
铝合金可以重复熔炼利用,不仅能够减少资源的消耗,降低环境污染,还可以提供循环经济的发展机会。
未来,随着可持续发展理念的普及,对可回收利用的要求会越来越高,铝车身将有望得到更广泛的应用。
然而,铝车身也面临一些挑战。
首先,铝合金的成本相对较高,会增加汽车的制造成本,目前还无法与传统的钢铁材料竞争。
其次,铝合金的成形和焊接技术相对复杂,需要更高的制造技术和设备投资。
最后,由于铝车身的传热性能较钢铁车身差,需要更多的冷却设备来保证发动机和动力系统的正常运行。
综上所述,铝车身在未来的发展前景良好。
随着环保意识的提高和轻量化技术的发展,铝车身作为一种轻量化材料将被广泛应用于汽车制造领域。
同时,随着铝合金工艺和技术的不断创新,铝车身的成本和制造难度也将逐渐降低。
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铝合金车体的运用与发展趋势大连交通大学赵文舒摘要论述了铝合金车体的特点和发展趋势,总结了铝合金车体制造的关键技术,并对铝合金材料及相关车体产品进行对比分析,指出制造铝合金车体技术方面的问题与未来的趋势与展望。
关键词铝合金车体轨道交通制造技术APPLICATION AND TENDENCY OF ALUMINUM ALLOY CAR BODIESAbstract The paper illustrates the feature and tendency of aluminum alloy car bodies, and summarizes the key of manufacturing aluminum alloy car bodies, which confirms the status quo and trend of manufacture technique about aluminum alloy car bodies by means of analyzing the materials and products of car bodies.Key word: aluminum alloy car bodies rail transit manufacture technique1 引言随着材料技术的研究,城市交通以高速发展,车体的材料与制造将面临越来越多的课题与革新。
减轻车体自重,减少环境污染,节约现有能源的必然趋势使得铝合金材料逐渐进入轨道交通的视野。
铝合金车体具有重量轻、耐腐蚀、外观平整度好和易于制造复杂美观曲面车体的优点,从而受到世界各城市交通公司和铁道运输部门的欢迎,世界各国逐渐停止制造碳钢车体,转向制造不锈钢和铝合金车体。
于是,在铝合金车体制造技术上,人们又要开启新的革命。
2 铝合金材料铝的密度小,仅为2.7(属轻金属),约为钢的1/3。
由于铝的表面易氧化形成致密而稳定的氧化膜,所以耐蚀性好。
铝有较好的铸造性,由于铝的融化温度低,流动性好,易于制造各种复杂外形的零件。
铝中加入一种或几种元素后即构成铝合金,铝合金相对于纯铝可以提高强度和硬度,除固溶强化外,有些铝合金还可以热处理强化,使有些铝合金的抗拉强度可超过600MPa,与低碳钢相比,比强度则胜过某些合金钢。
铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的,如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合金、铝—锌—镁—铜系超硬铝合金。
铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能:易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。
铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类,各种类均有各自的使用范围,并有各自的代号,以供使用者选用。
铝合金仍然保持了质轻的特点,但机械性能明显提高。
铝合金材料的应用有以下三个方面:一是作为受力构件;二是作为门、窗、管、盖、壳等材料;三是作为装饰和绝热材料。
利用铝合金阳极氧化处理后可以进行着色的特点,制成各种装饰品。
铝合金板材、型材表面可以进行防腐、轧花、涂装、印刷等二次加工,制成各种装饰板材、型材,作为装饰材料。
表1 铝合金材料的主要化学成分表2 铝合金材料的机械性能铝合金成本低,而且使用一种加工工艺可以大量生产同样的零部件,这也是他的特点之一。
它的材料特性是轻、容易加工、以及在可耐强度方面不象碳素纤维有一个最大受力范围。
这是什么意思呢?也就是说,碳素纤维因为有纤维的特性所以在一定的纤维方向上受力能力很强,但是在在别的方向上的受力就会很差。
在制造一个比较大的零部件时可能会使用好几层碳素纤维,在超过受力能力时该零部件就会象酥饼一样变得一层一层的。
而铝合金在承受了一定的力量后,会慢慢变形再损坏。
还有就是铝合金容易加工和具有高度的散热性。
特别是车辆引擎部分特别适合使用铝合金材料。
这里几乎完全是铝合金的一家天下。
此外,铝合金的加工工艺多种多样。
通用性较强。
铝合金与现行的不锈钢车体重量以及价格对比3 铝合金在汽车工业中的应用最早把铝材运用到汽车上的是印度人,据记载,1896年印度人率先用铝制做了汽车曲轴箱。
进入20世纪早期,铝在制造豪华汽车和赛车上有一定的应用,铝制车身的汽车开始出现,如亨利·福特的Model T型汽车和二、三十年代欧洲赛车场上法拉利360赛车都是铝制车身。
汽车用铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金。
铸造铝合金在汽车上的使用量最多,占80%以上,其中又分为重力铸造件,低压铸造件和其它特种铸造零件。
变形铝合金包括板材、箔材、挤压材、锻件等。
世界各国工业用铝合金材料的品种构成虽然有一定的差异,但大体是相同的。
其品种构成:铸件占80%左右,锻件占1%~3%,其余为加工材。
美国汽车工业中变形铝合金占较大比例,达36%。
3.1 铸造铝合金的应用铸造铝合金具有优良的铸造性能。
可根据使用目的、零件形状、尺寸精度、数量、质量标准、机械性能等各方面的要求和经济效益选择适宜的合金和合适的铸造方法。
铸造铝合金主要用于铸造发动机气缸体、离合器壳体、后桥壳、转向器壳体、变速器、配气机构、机油泵、水泵、摇臂盖、车轮、发动机框架、制动钳、油缸及制动盘等非发动机构件。
汽车用铸造铝合金的主要部件系统3.1.1发动机用铝合金汽车发动机用铝合金制造轻量化最为明显,一般可减重30%以上,另外,发动机的气缸体和缸盖均要求材料的导热性能好、抗腐蚀能力强,而铝合金在这些方面具有非常突出的优势,因此各汽车制造厂纷纷进行发动机铝材化的研制和开发。
目前国外很多汽车公司均已采用了全铝制的发动机气缸体和气缸盖。
如美国通用汽车公司已采用了全铝气缸套;法国汽车公司铝气缸套已达100%,铝气缸体达45%;日本日产公司VQ和丰田公司的凌志IMZ-FEV6均采用了铸铝发动机油底壳;克莱斯勒公司新V6发动机气缸体和缸盖都使用了铝合金材料。
3.1.2 轮毂用铝合金铝轮毂因为质轻、散热性好,并具有良好的外观,而逐渐取代了钢轮毂。
在过去的10年,全球铝合金汽车轮毂以7.6%的年增长率增长,根据分析,到2010年时,汽车轮毂铝化率可达72%~78%。
A365是一种铸造铝合金,它具有良好的铸造性能又具有高的综合力学性能,世界各国的铸造铝合金轮毂都是此类合金生产的。
我国西南铝加工厂与日本轻金属株式会合作开发了A6061铝合金轮毂。
3.2变形铝合金的应用变形铝合金在汽车上主要用于制造车门、行李箱等车身面板、保险杠、发动机罩、车轮的轮辐、轮毂罩、轮外饰罩、制动器总成的保护罩、消声罩、防抱死制动系统、热交换器、车身构架、座位、车箱底板等结构件以及仪表板等装饰件。
变形铝合金的主要部件系统3.2.1 车身板件用铝合金板材在轿车上的应用比重不断上升,如经热处理(如:T4、T6、T8)的6000系(AI-Mg-Si系)铝合金板材,能够很好的满足汽车对壳体的要求,可用做车身框架材料。
Audi A8的车身钣金件,即采用了本系合金铝材。
另外,2000系(AI-Cu-Mg系)、5000系(AI-Mg系)和7000系(AI-Mg-Zn-Cu系)铝合金也可应用于车身材料。
近几年,采用6000系和7000系高强度铝合金开发了“口”、“日”、“目”、“田”字形状的薄板和中空型材,不仅质量轻、强度高、抗裂性能好,而且成型性能好,在汽车上得到了广泛的应用。
3.2.2 其它铝合金结构件铝合金也被广泛应用于汽车的其他部位,如:美国通用汽车公司用7021铝板制造Smure轿车保险杠增强支架,福特公司用7021铝板制造Lincoln Town 轿车保险杠增强支架[7]。
汽车悬挂件也应用了铝合金材料,有效减轻了相应零部件的质量,提高了汽车行驶的平顺性、稳定性,如用6061锻件生产的盘式制动器卡爪、动力传动框架等。
此外,铝合金也广泛用于汽车空调系统,如日本用6595铝合金做汽车散热器和冰箱散热器。
4 铝合金在城市轨道的应用车体材料的选择不但影响车体的强度和刚度,直接关系车辆运行的安全性和乘客的舒适性,而且关系到车辆的载客能力和能耗大小,也关系到车辆检修工作量和使用寿命,并影响车辆采购费和运营维修费的高低。
因此,选择地铁车辆车体材料时,不但要考虑车辆采购价格,还要考虑车辆长期运行时的运营和维修费用。
目前,城市地铁车辆车体材料有普通钢、不锈钢和铝合金3种材料。
铝合金的比重只相当于普通钢的l/3,弹性模量也只有钢的l/3,在保证车体同等强度下,车体自重最大可减轻50%;而且铝合金的耐腐蚀性好,可以延长车辆的使用寿命。
因此,许多国家都在积极开发和生产铝合金车。
法国于l896年将铝合金用于铁道客车车窗上。
l905年英国铁路电动车的外墙板采用了铝合金。
美国在l923~1932年间有700辆电动车和客车的侧墙和车顶采用铝合金。
l952年伦敦地铁、l954年加拿大多伦多地铁车辆均采用了铝合金车体。
20世纪60年代以来,德国科隆、波恩铁路的市郊电动车组也相继实现车体铝合金化。
本从l962年的山阳地铁2000系开始采用铝合金车体,至l999年已累计生产了约l万辆。
法国、德国、英国和俄罗斯等国在高速铁路车辆上都采用了铝合金车体。
20世纪90年代以来,意大利米兰地铁、奥地利维也纳地铁以及新加坡地铁都采用了铝合金车辆。
近年来,我国地铁车辆车体也采用了铝合金材料,上海地铁l号、2号线及明珠线,广州地铁1号、2号、3号线4号、5号,深圳地铁1号、4号线,南京地铁1号线,重庆单轨2、3号线,重庆地铁1号线、武汉地铁等都已采购或计划采用铝合金车体车辆。
5 铝合金在高速铁路运输的优点(1)轻量化,节能降耗,有利环保。
在强度刚性满足安全要求的同时,使用铝合金可大大减轻机车车辆的自重,一般来说铝合金车辆比钢质车辆轻30%~50%,对于高速列车车辆的轻量化最有效的途径就是尽可能多地提高车辆的运功铝比例。
(2)具有优良的耐火与耐电弧性。
虽然铝的熔点大大低于钢的熔点,但车体的耐火耐电弧性不仅和材料的熔点相关,还与材料的导热性相关。
铝合金材料与钢铁相比具有优良的导热性,其散热性比刚要好。
(3)耐腐蚀性。
铝合金表面易形成一层致密的氧化膜,在大气中具有很好的抗氧能力。
因此铝合金比钢质车体具有更好的耐腐蚀性,特别是车体不易涂覆的部位。
同时铝合金表面可以化学着色、上漆、喷涂,通过这些方法大大提高了铝构件的耐腐性。
可使车体表面美观,给人舒适的感觉。
(4)便于加工、制造、维修。
随着大型中空、复杂断面铝塑材的开发应用,铝材焊接技术的不断进步,铝合金车辆制造技术日趋成熟铝合金件的易于更换,不需除锈,适用于各种表面处理,便于维护,还可以回收的特点,是制造工艺大大简化,制造所需工作量也较钢质车体大大减少。
(5)价格适中。
铝材价格较高,使得车辆制造成本增加,但由于铝合金使得车辆轻量化,车辆的轻量化带来了运能的增加,耗能的减少,维修的费用降低。