本田2008年10月全面改進的“奧德賽(odyssey)”,其a柱采用了液壓成型(hydroform)品。依與乘客的視野垂直的方向測量,將原來125mm的寬度減到了85mm,減少了約30%。另外,將a柱的末端向乘客移近了80mm,進一步擴大了下方視野。
材料采用980mpa的高張力鋼。由鋼材廠商制成2mm厚的電焊鋼管后供應加工廠商丸順。丸順將其液壓成型并焊接后供給本田的埼玉制作所。
液壓成型采用將鋼管放在模具內,向內部施加水壓使工件緊貼模具的工藝。一般多進行沿軸方向只壓縮周長伸長部分的“軸壓”。由于工件是鋼管,因此兩端為開放狀態,但以該軸壓可對兩端進行塑性加工使之緊貼模具,從而實現無漏水加工。
而此次的加工不像普通液壓成型那樣使工件發生大的變形。產品幾乎為直線狀,周長也不大幅伸長。因此不進行軸壓。這樣就難以密封兩端,但似在合閉模具時使兩端變形,從而實現無漏水。丸順從1999年開始著手開發該技術,2004年在北美、2006年在日本獲得了“車身門開口部周圍結構”的專利。兩端變形的部分只有作為邊角料切掉,成品率達不到100%。為減少這種邊角料,采取了在左右柱一體液壓成型之后,最后再切斷的方法。
然后在周圍焊接托架。焊接采用弧焊結合激光的“電弧激光混合焊接”。雖然基本上是弧焊,但通過照射激光增加了焊接線能量。通過縮短加工時間、加深熔透深度,減少了熱變形。a柱由于要支撐車門,因此避免熱變形對該部件而言尤為重要。
將該部件運至埼玉制作所后,進行12~13處點焊與車身構件連接。這里使用的是單面點焊(indirect spot welding,本田內部稱為“單側接觸點焊”)。點焊一般是在兩個焊頭夾著工件的方式焊接。但像液壓成型品這樣的中空構件,需要其中一個焊頭伸入鋼管的內側,因此無法夾住。
而單面點焊就是能夠解決這一問題的技術。估計是從上下兩個方向用焊頭夾住。使用鋼管時,鋼管本身就是一種障礙,因此無法從下方夾住。下側的焊頭具有接受反作用力及施加電力兩種功能。該技術將兩種功能分開使用。在下方設置只接受反作用力的夾具,以絕緣材料夾住。在鋼管側面配置只施加電力的焊頭。由于是鋼管,因此從上下夾住時就會上下擠壓而向左右擴展,從而使工件推向側面的焊頭,施加電力。
普通點焊由于用兩個焊頭夾住工件,因此力在鉗爪間是相對稱的,不會給焊接機器人帶來影響。而單面點焊不同,機器人只將一個焊頭壓向工件,因此其反作用力直接施加給機器人,會使車身變形。另外,如果無法適當控制電流及時間等,側面的焊頭就會與工件焊接。因此是一種高難度的加工。
此次是埼玉制作所首次在該a柱上采用單面點焊,但本田還打算今后將該技術應用于其它構件。原來在管材無法從下方夾住時,采取開孔使焊頭伸出的做法,因此很多時候存在應力集中使強度下降的情況。
此次憑借著高張力化及液壓成型化使強度得以提高,使車柱變細。另外,還將車柱的末端向乘客移近了80mm。這樣,便可通過前窗看到以前透過三角窗看到的部分,有助于改善視野。因此,將以前位于車身側面的三角窗移到了車門一側(圖2、3)。
在不改變車柱上端位置的情況下后移末端,意味著車柱立起。由于沖撞時的沖擊力幾乎是水平進入的,因此車柱立起后,車柱承受的軸力會由此增加。而且,不只是軸力,還會增加彎曲應力。這一設計的實現,可以說也得益于高張力化及液壓成型。
由于車身的中央線與原來完全相同,因此并不是將整個玻璃豎起。由加深下方玻璃的彎曲,同時兼顧了與原來一樣的中心部分和車柱豎起部分的實現。
另外,奧德賽也在廣州本田生產,但廣州丸順尚不具備生產該構件的能力,因此將由日本丸順供應。
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