通用VS福特:全金属铝狂潮中谁更胜一筹?
2014年12月11日 8:47 3594次浏览 来源: 中国汽车报 分类: 铝相关资讯
就在国内汽车电商企业欢庆红红火火的“双十一”之际,美国汽车巨头福特在总部迪尔伯恩的卡车工厂也风风火火地启动了2015款F-150皮卡的生产,汽车史上规模最大的全铝车型量产揭开帷幕。
同为“底特律三大”之一的通用汽车也跟随福特,加入全金属“铝”狂潮。同样是为了轻量化,不过通用走的是一条与福特不同的路线。通用并不打算进行大刀阔斧地变革,打造全铝车身皮卡,它完全是“量力而行”:不需要花上数亿美元,重新改造其金属组装工厂,通用独创了一项铝合金点焊技术。
■福特奔赴全铝盛宴
自从今年1月在底特律车展上亮相以来,全新F-150皮卡受到了业内外的广泛关注。比起前款,2015款F-150皮卡最大不同在于采用了全铝车身结构。今年秋天,福特花了十周对迪尔伯恩卡车工厂重新改造,安装了不少新设备,包括500个机器人。比起前款,全新F-150皮卡采用了完全不同的装配技术,包括铆接、粘接和激光焊接。福特计划明年年初对其位于密苏里州堪萨斯城的卡车工厂也进行同样的改造。
铝是一种轻量化材料,在帮助汽车制造商减轻车身重量方面可以起到显着作用。比起前款,全新F-150 皮卡的车身“瘦身”700磅(318公斤)。福特表示,2015款F-150皮卡的燃油经济性比起前款提升了将近20%。
当前,随着消费者对于油耗数据越来越敏感,汽车监管部门对燃油经济性标准趋严,车企采取多种方式,努力让旗下车型达标。2012年,美国政府出台2025年燃油经济性法规CAFE。该法规规定,美国市场上2017~2025年款新车燃油经济性平均值应达到54.5英里/加仑(约合4.3升/百公里)。此前,福特曾因Fusion混动版和C-MAX混动版燃油标签值与实际不符而深陷“油耗门”,此次推出全铝车身的F-150皮卡,显示了福特在车身轻量化和提高燃油经济性上的努力,希望为自己“正名”。
除了福特之外,路虎、奥迪、特斯拉等车企也采用了全铝车身。他们大都是采用工业粘胶剂和铆钉连接铝材,比如路虎揽胜SUV、奥迪A8豪华轿车,以便创造结实、轻量化的车身。铝材在高速行驶过程中容易变形,因此全铝车型一般不采用传统的焊接工艺,而是用铆接代替点焊。比起焊接工艺,铆合系统更加复杂,成本也更加昂贵。
■通用独创点焊工艺
通用也在迎接铝带来的轻量化潮流。然而,通用并不像福特那样激进地全盘转向铝材料,而是选择不同的材料组合,以达到车身轻量化的目的。不可否认的是,通用在开发新产品时,铝材使用得越来越多,比如车门、发动机罩和后挡板。而且,通用汽车独创了一项全新电阻焊接技术,使得该公司能够在现有产品生产线的基础上处理铝材,进行生产。
在焊接铝材时,由于金属表面经常会出现氧化物,使得焊接难以有力、牢固。在金属熔化过程中,氧化物与氢气相结合,形成多孔隙,连接处变得脆弱。通用的铝合金点焊技术就解决了这个问题,该技术用于需要双面点焊的铝材之间。该点焊工艺采用半球形电极,比传统光滑的电极焊接更可靠,成本更低。而且,半球形电极焊头可以分解铝材料表面的氧化物,从而使焊接点更牢固。
目前,通用正在密歇根州的兰辛工厂使用这一技术,将会用于2015款凯迪拉克CTS的铝合金门焊接。同时,通用在德克萨斯州的阿灵顿工厂也在应用这一技术,雪佛兰 Suburban、GMC Yukon、凯迪拉克Escalade等车型的铝合金升降机闸门都采用了点焊工艺。通用为该点焊技术申请了20多项专利。底特律一家汽车咨询公司的负责人舒尔茨表示,通用的铝合金焊接系统是制造业的一大突破。
通用表示,目前并不致力于打造一辆全铝车身的汽车。通用汽车全球产品开发总监马克·罗伊斯表示,该公司将会采用更多铝材料,减少车身重量是第一要务。罗伊斯表示,通用可以迅速以及低成本地在其组装厂推广该点焊工艺,只需要对生产设备进行微小的改动即可。
■“只选对的,不选贵的”
同时,罗伊斯也强调道,通用并不需要切换到全铝车身,就能达到燃油经济性的既定目标。他认为,车身采用不同的材料组合完全能够达到减轻车身重量的目的。通用汽车制造系统研究实验室主管卡尔森认为,通用希望能更有效地利用现有的基础设施,而无需对工厂进行翻新。此外,通用点焊工艺的另一大优势是,只需改变电压,工人就可以在同一生产线上将钢材焊接到铝合金零部件上。
今年9月,福特曾警告业内分析师和投资者,由于材料费用和制造成本高企,2015款F-150皮卡的利润将会大幅缩水。通过工业粘胶剂和铆合,将上万个不同长度、宽度和式样的钢铆钉精确地插到车身某个部分,成本巨大。福特汽车发言人Mike Levine表示,福特探索了很多可能性来打造全新F-150。该公司确信,目前的制造方式是满足客户需求的最佳途径。
通用则认为,采用点焊连工艺加工零部件比起铆接成本低得多。不少业内人士表示,通用的新技术使得他们加工铝合金零部件变得更经济。实际上,一个车身有很多地方并不需要异常牢固的连接点。“通用成功地将一项众所周知,非常成熟的技术加以创新,应用在合适的领域,很有意义。”一位专家表示。
卡尔森指出,通用的铝合金点焊技术,既可以用来制造完整的全铝车身,也可以用于钢和铝不同材料组合的车身焊接。在他看来,从产品角度出发,轻量化的精髓是选择合适的材料以及合适的方法。通用的新点焊工艺,赋予工厂和车间高度的灵活性,能够让产品开发人员和生产人员更好地执行轻量化策略。
责任编辑:李卓
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