高碳钢的焊接工艺(汽车用铝合金产业研究：细分赛道、竞争格局与规模测算)

今天给各位分享高碳钢的焊接工艺的知识，其中也会对汽车用铝合金产业研究：细分赛道、竞争格局与规模测算进行分享，希望能对你有所帮助！

本文导读目录：

1、高碳钢的焊接工艺

2、汽车用铝合金产业研究：细分赛道、竞争格局与规模测算

3、粉末压制烧结知识

高碳钢的焊接工艺

　　1、由于高碳钢零件为了获得高硬度和耐磨性，材料本身都需经过热处理，所以焊前应先进行退火，才能进行焊接。

　　2、焊件焊前应进行预热，预热温度一般为250～350℃以上，焊接过程中必需保持层间温度不低于预热温度。

　　3、焊后焊件必需保温缓冷，并立即送入炉中在650℃进行消除应力热处理。

汽车用铝合金产业研究：细分赛道、竞争格局与规模测算

　　2）减重潜力角度，铝合金弱于碳纤维和镁合金、大幅强于高强度钢。

　　铝合金密度为1.8g/cm3，为镁合金和碳纤维1.5倍，约为高强度钢3倍。

　　减重潜力方面，相比钢制件，铝合金为30%，镁合金35%-45%。

　　综上，铝合金相比高强度钢，比强度高，密度较小，减重潜力大；相比镁合金，成本较低，成型工艺和连接方式较为成熟。

　　另外，铝的储量较大，耐腐蚀性好，回收利用率高，因此逐步成为汽车轻量化的主流材料。

　　纯电动汽车单车铝合金使用量较非纯电汽车增长超过40%。

　　以北美轻型车为例，对比非纯电动汽车（包含燃油车和混合动力车），2020年北美纯电动汽车单车用铝量为643磅（291.7Kg），较非纯电汽车增加41.6%：其中，在动力总成、燃油变速和传动系统的用铝量分别减少24%、18.9%，在纯电动力总成（电机壳、电控、减速器等）、纯电结构件（车身结构件和覆盖件、电池壳等）的用铝量分别增加14.5%、68.9%。

　　随着新能源汽车渗透率的提升，汽车整体的单车用铝量将大幅提高。

　　2.4特斯拉一体化压铸有望引领汽车制造工艺和材料革命。

　　2.4.1轻量化连接：多种材料混合应用带来连接难题。

　　多种材料在汽车中的混合应用使得材料连接更为复杂。

　　随着钢、镁铝合金、碳纤维等材料在汽车上的应用，以往常用的点焊工艺已无法满足镁铝合金、金属材料与非金属材料之间的连接要求，各种新型的连接工艺应运而生。

　　新一代奥迪A8车身的连接方式达到了14种，包括MIG焊（熔化极惰性气体保护焊）、远程激光焊等8种热连接技术和冲铆连接、卷边连接等6种冷连接技术。

　　2.4.2一体化压铸：汽车产业的制造工艺和材料革命。

　　传统的汽车制造包含白车身制造、底盘组装、内饰件装配等7大流程。

　　汽车制造流程可简单总结为：通过①车身冲压，②车身焊接，③车身涂装，制造白车身；④底盘组装，将发动机、变速箱、车桥、制动系统、转向系统等，预装为底盘；⑤底盘与车身结合，车身和底盘进入总装线，将底盘和车身组装在一起；⑥内饰件装配，基本靠工人手工操作，复杂且耗时；新车下线，进行相关⑦检验与测试。

　　一体化压铸有望带动铝铸件使用量的大幅增长。

　　ModelY后车身底板一体化铸造后的铝合金铸件重约66Kg，较尺寸更小的Model3减重约10-20Kg。

　　未来整个下车体总成一体化压铸后，铝合金压铸件的用量将更大。

　　简单以66Kg增量计算，目前欧洲乘用车和北美轻型车铝合金铸件的单车用量分别为116.0Kg和135.6Kg，单车用铝量分别为179.2Kg和208.2Kg，即仅后底板一体化铸件一项将使铝合金压铸件单车用量增长50%左右，单车用铝量增加30%-40%。

　　3.1铝压铸件、汽车铝板和电池盒是较好赛道。

　　铝合金广泛应用于汽车，包括车身覆盖件的铝板、动力总成、底盘、车身结构件等铝压铸件，以及动力电池盒等。

　　车用铝合金产业链可分为上游初加工、中游深加工和下游汽车零部件。

　　在初加工环节，对铝土矿溶解、过滤、酸化和灼烧等工序提炼出氧化铝，然后通过电解熔融的方式制备电解铝。

　　电解铝经过重熔提纯，经过各种深加工（铸造、挤压、压延、锻造等），形成铸造和形变两大类车用铝合金。

　　铝合金作为轻量化的主流材料之一，广泛应用于汽车制造领域，如铝板用于车身覆盖件，铝压铸件用于动力总成和底盘等。

　　动力总成、车身和车轮是铝合金使用量较大的部件（系统）。

　　从整车的质量分布来看，车身、动力与传动系统、底盘、内饰4大部件（系统）占90%以上，也是轻量化的重要突破方向。

　　根据DuckerFrontier在2020年6月的测算，2020年北美轻型车单车用铝量为208.2Kg；其中，发动机、变速和传动系统、车轮、车身覆盖件用铝量分别为47.2Kg、38.6kg、32.7Kg和26.8Kg，占比较大，分别为22.7%、18.5%、15.7%和12.9Kg；另外，换热器、悬架、副车架等用铝量也较高。

　　从工艺角度看，车用铝合金以铝压铸件和铝板为主。

　　车用铝合金按照工艺可以分为铸造铝合金和形变铝合金，后者又可分为挤压件（挤压工艺）、铝板（压延工艺）和锻造件（锻造工艺）3类。

　　从欧洲和北美两个主流市场看，铝铸件的应用极为广泛，从动力总成、底盘到车身等，约占车用铝合金65%；其次为铝板，多用于车身覆盖件，约占20%；挤压件约占10%，锻铸件使用较少。

　　铝合金压铸件主要应用在动力系统、底盘系统和车身三个领域。

　　其中，动力系统铝合金的渗透率高于90%；底盘和车身结构件渗透率较低，在轻量化和一体化压铸背景下，有望逐步提升。

　　我们认为铝压铸件，尤其是底盘和车身结构件，是较好的赛道。

　　底盘和车身结构件铝合金渗透率较低，提升空间大。

　　1）根据TheAluminumAssociation在2012年统计，北美汽车市场的底盘零部件中，铝合金控制臂的渗透率约为40%，转向节的渗透率在20%-30%之间。

　　根据中国产业信息网的数据，2020年国内控制臂、副车架、转向节的铝合金渗透率15%、8%和40%，预计到2025年分别为30%、25%、80%，提升空间较大。

　　2）国际铝业协会数据表明，当前燃油车的车身结构件铝合金渗透率为3%，纯电动汽车为8%，铝合金渗透率整体较低。

　　考虑到当前白车身由钢结构向钢铝混合结构的趋势较为明显，铝合金的渗透率有望大幅提升。

　　欧美市场单车铝板用量为40-50Kg，成长性较好。

　　汽车铝板主要用于车身覆盖件，包括四门两盖（前后车门、引擎盖、后备箱盖）、顶棚、翼子板等。

　　欧美市场单车铝板用量约为40-50Kg，占车用铝合金比重20%。

　　在四种工艺中，预计2020-2026年单车铝板用量CAGR为4.4%，而单车用铝量CAGR为2.3%，成长性高于整体用铝量。

粉末压制烧结知识

　　《粉末压制烧结知识由会员分享，可在线阅读，更多相关《粉末压制烧结知识（6页珍藏版）请在人人文库网上搜索。

　　4）机械粉碎法机械破碎法中最常用的是钢球或硬质合金球对金属块或粒原料进行球磨，适宜于制备一些脆性的金属粉末，或者经过脆性化处理的金属粉末（如经过氢化处理变脆的钛粉）。

　　（2）金属粉末的特性金属粉末的特性对粉末的压制、烧结过程、烧结前强度及最终产品的性能都有重大影响。

　　金属粉末的基本性能包括：化学成分、粒径分布、颗粒形状和大小以及技术特征等。

　　1）化学成分粉末的化学成分通常指主要金属或组分、杂质及气体的含量。

　　金属粉末中主要金属的含量大都不低于98-99，完全可以满足烧结机械零件等的要求。

　　但在制造高性能粉末冶金材料时，需要使用纯度更高的粉末。

　　氧化物使金属粉末的压缩性变坏，增大压模的磨损。

　　有时，少量的易还原金属氧化物有利于金属粉末的烧结.由于金属粉末的比表面大、体积小，在金属粉末颗粒表面吸附有大量气体。

　　在金属粉末制取过程中还会有不少的气体溶解其中。

　　金属粉末中含有的主要气体是氧、氢、一氧化碳及氮，这些气体使金属粉末脆性增大和压制性变坏，特别是使一些难熔金属与化合物（如Ti、Zr、Cr、碳化物、硼化物、硅化物）的塑性变坏。

　　加热时，气体强烈析出，可能会影响压坯在烧结时的正常收缩。

　　因此，对一些金属粉末往往要进行真空脱气处理。

　　2）颗粒形状和大小颗粒形状是影响粉末技术特征（如松装密度、流动。

　　工业上制造的粉末粒度通常在0.1-500卩m,150m以上的定为粗粉，40-150卩m定为中等粉，10-40卩m的定为细粉，0.5-10卩m为极细粉，0.51m以下的叫超细粉。

　　粉末颗粒大小通常用筛号表示其范围，各种筛号表示每1平方英寸筛网上的网孔数。

　　粉粒大小直接影响粉末冶金制品的性能，尤其对硬质合金、陶瓷材料等，要求粉粒愈细愈好。

　　3）粒度分布指大小不同的粉粒级别的相对含量，也叫粒度组成。

　　粉末粒度组成的范围广，则制品的密度高，性能也好，尤其对制品边角的强度尤为有利。

那么以上的内容就是关于高碳钢的焊接工艺的介绍了，汽车用铝合金产业研究：细分赛道、竞争格局与规模测算是小编整理汇总而成，希望能给大家带来帮助。