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【太平洋汽车网 技术频道】近日，本田使用异种材料接合技术制造的钢铝前副车架获得了“日本第60届大河内纪念技术奖”。现在我们见到的副车架大部分都是由同种材料制造，全钢制或全铝合金。那这种钢铝前副车架是怎么接合在一起的？这种制造工艺有何特点？对于汽车制造又有何意义？本篇文章就来聊聊。
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● 摩擦搅拌焊接技术：雅阁前副车架
目前我们常见到的副车架大部分都是由同种材料制造而成，一般的车型采用的是全钢制副车架，高端车型追求轻量化，则会使用铝合金的副车架。
然而，全钢制副车架不符合轻量化，而全铝合金副车架成本又太高。有没有个折中的办法？本田采用不同材料的接合技术，可以使得钢和铝合金像电焊那样坚固地连接在一起，例如北美版新一代本田雅阁上的前副车架。
我们知道传统的点焊、电弧焊等方式大多数应用在同种材料间的接合，这在汽车制造中已应用非常广泛。但需要把不同的材料接合在一起，可能需要用螺钉、柳钉这种方式来连接了。但这种方式有很大的局限性，例如要使用钢和铝合金来制造车门，里面涉及到的加工成本、管理成本都非常高，而且设计的自由度也受到很大的局限。
那本田制造这种钢铝副车架采用了什么焊接技术？摩擦搅拌焊接技术（这种焊接技术没听过？之前我们就有报道过：浅谈摩擦搅拌焊）。摩擦搅拌焊（FSW）采用了一种专用的搅拌头，借助按压在金属表面高速旋转的搅拌头，可以使接合面的金属产生塑性流动（摩擦生热），从而使得两种金属融为一体而达到结合的目的。
与摩擦搅拌的利用塑性流动实现一体化的结合原理有所不同，本田开发的接合技术则是通过金属键合的方式来实现的。
北美版新一代本田雅阁就应用了这个技术，副车架的前部分由拉伸强度较高的钢板，而后部分则是采用铝合金板，通过这种接合技术可以把这两种不同金属直接“焊接”在一起。据了解，这种钢铝副车架相比原来的全钢制副车架，重量减轻了25%（6kg）。而且在焊接时所消耗的电量也减少50%。显然，在现在环保节能与轻量化的大环境下，这种制造工艺在轻量化与成本之间取得了一个很好的平衡，可以在抑制成本上升的同时实现轻量化。
● “3D锁缝”胶合技术：讴歌RLX 钢铝车门
为了追求轻量化，车身越来越多部位采用了铝合金材质，如底盘构件（如副车架、悬挂摆臂等），车身覆盖件（如引擎盖、后行李箱盖），甚至车门也采用了全铝合金制造，不过这基本是高端车的“专利”，毕竟成本就摆在那里。
如车门的内、外板采用两种不同的材料（如钢和铝合金混合）的话，不失为一个很好的折中办法。与前面介绍摩擦搅拌焊不一样，车门内外板不同材料间的接合是采用折边胶合技术。当然，这种技术之前就有人在开发，只是一直没有突破瓶颈在量产车型中应用。不过本田在这方面似乎找到了突破口。
一般来说，钢与铝合金两种不同材质构件采用粘合剂与折边的方式进行接合最大的难点在于，由于它们的膨胀系数不一样，在温度发生变化时，铝合金的伸缩大，最终会导致车门变形。
如完成接合的车门需要进入烘烤工序，在高温下，铝合金外板膨胀相对较大，而这时粘合剂也在高温下硬化了。当回到常温环境，铝合板发生收缩变形，车门周围受到收缩的应力会发生翘曲和凹陷。
这种不同材质间的热变形似乎难以避免，本田的解决方案是采用新型的粘合剂，同时对粘合剂涂抹的厚度做了优化。简单来说就是，利用粘合剂的变形来吸收铝合金的变形。此外采用新式的“3D锁缝”包边进行强化。将粘贴在一起的钢内板和铝合金外板一同进行双层弯折。在不使用焊接的前提下，实现了高的结合强度，还可以防止粘合剂老化。
这种由钢、铝合金两种材质制造的车门，与全钢制车门相比，它的重量更轻，可以让一辆车减少11kg(四个门)，显然是要低于全铝合金车门的。要知道，虽然全铝合金车门可以使整车重量减少22.5kg，但是相比原来全钢制车门的成本会增加2.9倍。这种车门已经装备在北美市场讴歌RLX（2013年3月上市），也是首次应用在量产车型上。
编辑点评：构件轻量化，是提高汽车燃油经济性、提升操控性能的重要途径之一。而本田的异种材料接合技术的应用，找到了材料轻量化与成本之间的平衡点。总之，在控制成本大幅上升的同时，实现显著的轻量化效果，是这种技术的优势所在。
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