构件轻量化 解析本田异种材料接合技术优势

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。

    
    ● 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。