探索材料新思路 铝在商用车上应用介绍

●  铝材料在交通运输中的应用迎来新时代

    1903年，怀特兄弟创造飞行历史，他们运用轻量级铝合金制成了引擎，因此取得了世界上第一个飞行成就。

    今天，铝成为必不可少的东西，空中客机A380有60%以上构造都是由铝制成的，并且80%以上的中短途飞机都是如此。20世纪20年代，铝在航运中的应用开始逐步扩大，基于新的合金渐渐在海洋上应用。

    今天，已经有1000辆高速客运船舶已经开始使用。它们的大部分有个结构、上层建筑由铝制成。油轮的上层建筑普遍是由铝制成，一半以上的游艇完全由铝制成。这些船充分利用铝的亮度和强度，及其它的耐腐蚀性。在海洋环境中是一个不可或缺的属性。

    20世纪80年代，铝成为可降低运行成本的金属之一，可提高地铁，电车，城际，高速列车的速度。1996年，TGV高速列车问世。能多承载40%以上的乘客，同时比单层的低12%的重量。全都归功于铝的结构。今天，铝制地铁和电车运行在很多座城市，铝制火车的应用遍布世界各地。

    1899年，一辆车身由铝制成的小跑车出现在了柏林国际车展上。1948年，路虎的外表开始用铝制做。现在，除了众所周知的铝材料应用较多的奥迪A8，好多车辆开始应用铝材料。2005年，铝用于乘用车上的重量已经达到了131千克。同年，每四辆在欧洲生产的车就有一个铝制的引擎盖，近三分之一的欧洲车装备了铝制保险杠系统。

●  商用车的改革

    1910年，在巴黎首次亮相的巴士，20世纪30年代，铝应用于商用车的很多地方。20世纪50年代，首次出现铝制油轮，铝制厢式车，铝制自卸车。如今，大部分油轮和筒舱式半拖车整个由铝制成。它也经常制成厢式车，翻斗车，自卸车等多种组件。考虑到今天的欧洲车队，铝的使用为每个挂接的车辆平均节省800千克。

●  铝的应用及重量的减轻的实例

    1． 卡车的部件
    客舱及门：200kg
    底盘：350kg
    动力系部件：125kg
    悬挂部件：110kg

    2． 完整的上装
    货箱：90m2=-800kg
    翻斗车身：-800至-2200kg
    ADR油罐车：43000升=-1100kg
    自卸车体
    筒仓

    3． 上装组件
    帘布导轨：2x13.5m=-100kg
    前墙：-85kg
    后门：-85kg
    侧板：600mm=-240kg
    立柱：10x600mm=-50kg
    冷藏集装箱地板

    4． 安全部件
    前保险杠：-15kg
    后保险杠：-15kg
    侧保险杠：-20kg
    前后运行保护

    5． 拖车子结构
    底盘：13.5m=-700kg
    底盘：6m=-300kg
    底盘+地板：13,5m=-1100kg
    支架：-35kg

    6． 配件
    空气压力容器：6x60l=-54kg
    柴油厢：600l=-35kg
    工具箱：-15kg
    尾部升力：-150kg
    车轮：14rims=-300kg

●  现在的关注点

    交通运输公司关注的重点是盈利。柴油价格的上涨和增加对新发动机技术的投资成本，然而基于运营商之间高度竞争很难增加交通运输价钱。任何投资，一定要在很短的时间内得到收益。因此，车辆制造商必须不断地减少它们的成本。材料的选择将依据价格而定，机械性能影响车辆生产价格。

    从社会角度出发，能源效率高，减少温室气体，道路安全在欧洲当局的首要考虑列表中。

●  1． 短期回报

    1.1. 增加载重量+更高的残值=额外收入

    铝减轻车坏时的重量。当运输高密度货物时，通常使车辆最大的毛重得到饱和，铝准许承载更大的货物。将其转换成额外的收入并可以有更好的竞争力。此外，铝制车辆在二手甚至三手市场销量都很好，它们通常能卖到很好的价钱。最终，当它们完成了使命时，它们仍然有很高的报废价值。这都归功于铝很容易回收，不会失去它原有的品质，可减少95%的能源消耗。

    1.2. 节约燃料+寿命长+降低保养次数=节省费用

    海德堡能源环境研究所（IFEU）和奥地利格拉茨科技大学(TU-Graz)合作的研究证明，挂接卡车的重量减少1吨导致每100千米节省燃油0.6升。

    当车辆小于最大总重的情况下行驶时可节约，也就是说，当运输低密度货物时，为部分装载或空载。

    铝具有抗腐蚀性是众所周知的特性，这是在道路运输上很明显的优势：这有利于它延长使用寿命，尤其当车在行驶状态下，会引起严重的侵蚀问题。不喷漆或其他表面做了保护，很容易清理。保养可以保持低水平。

    1.3. 你的预算可以在得到更好的方案

    大家可以看看这个例子，对预算有个更好的方案。

    1.4. 应对道路通行费的问题

    本着“用户付费”原则，一些国家引入道路通行费原则并按公里增收费用。另一方面，在铝上增加有效荷载，并准许在更大吨位的商品上扩大额外费用。

    在一些国家，重型车在道路通行费上是受限制的，用大量的铝制造的“迷你半拖车”准许操作者保持良好的有效荷载，同时不超重，收费是可适用的。

    1.5. 降低工作中出现事故的风险

    每次运输可移动的部分都被操纵，像用铝制作的出来的侧卸式墙壁，后门是很容易被移动的。这位司机省了很多事。挤压边缘或包围厢式车地板角落表皮，减少伤害的风险。

●  2.  铝的性能及属性

    2.1.高强度高重量及高坚韧度高重量的比率

    用于商用车上铝合金强度和重量的比及坚韧度和重量的比与最高级的金属像高强度的钢和高强度的钛比较。

    在设计车的时候，这些属性及其他方面的将被考虑进去。

    如果仅是复制钢而不计划减轻重量那么将因此获得铝。

    铝的优化立足于具体部分（20%-40%甚至更高的光速），顺利的转换，巧妙地结合，通常可以比其他的金属多节省40%-60%的重量，如下表所示。

    图示说明铝减重的上下限，让我们来分析两个非常等价的对比，“相等的强度”和“相等的强度”。

    等强度：
    铝很轻但是比标准的钢的刚度低。
    高强度的钢轻度排第二，但刚度也是最低的。
    铝溶液比标准的钢(0.42vs.1)轻60%，仍然比高强度的钢(0.42vs.0.71)轻40%。

    等韧度：
    铝最轻，仅有45%的重量(0.55vs1)。
    刚强度钢重等同于标准的钢，因为基于相同的金属，材料有相同的弹性及属性。（E系数）
    与标准的钢相比，铝强50%，高强度的钢120%。

    把专门设计的等韧度的铝和标准的钢相比，等强度的高强度金属和标准钢相比。仅显示铝(0.55vs.0.71)的重量略轻，但比较是不公平的，因为后者有更高的强度(1.54vs.1)和更高的韧度(1vs.0.30)。

    最终但并非最不重要，我们应该想强调的的是，进一步优化铝的重量是有可能的，因为：

    这些比较是基于标准设计，也就是所谓的“双T”。
    有限元素的塑造准许大多有利部分有更多精准的几何定义。
    这些部分，即使很复杂，能很容易被挤压生产出铝。
    部分强度是主导标准，高强度的铝合金也可以使用并提供节约更大的重量。

    2.2.耐用性

    一些运营商仍然担心铝制拖车底盘在重卡上的应用问题，但他们应该知道的是寿命长短与材料无关与是否有合理的设计有关。

    制造商有丰富的经验为他们的材料优化设计，他们尽可能的生产低于常规模型重量但使用寿命相当甚至更长的铝制底盘。

    强调经常用于运输的铝制车道路因素也很重要（固体液体散装，公共工程等），换句话说，他们比我们常用的影响更深，事实上应该考虑到铝制车的设计。

    正确的使用铝合金有助于在各种环境下提高最佳耐腐蚀性。举个例子说：在舰队上广泛应用不喷漆的铝。

    2.3.稳定性

    达到IRTE A类标准的自卸车底盘稳定性没有问题。根据2002年夏天的测试，铝弯曲性没有问题并可以很轻松的提供等同于钢的刚性。

    事实上，全铝的车明显比其他车轻很多，44吨标准底盘通过IRTE A测试，提醒我们适当的设计提高亮度和抗扭刚度。

    2.4.半成品的多样性及功能性，铸造锻造

    车辆设计师和制造商有一系列铝合金半成品供选择：

    半轧制：片，踏板（地板），彩图片
    半挤压：空心实心形状，标准或定制
    铸件及锻件

    半成品的产品使它可能：

    涉及特殊功能的结构配件如，螺母的沟槽形状，液压回路，惯性状态，管理单元锁，焊接法兰等。
    为装配及精加工节省时间和成本。从比较相同结构铝合金和钢这能补偿增加的原材料的成本。
    由于焊接减少压力通过在装配线上安装铸件或用特殊的挤压方式避免焊接压力转向在制造结构上减少压力。
    设计复杂的铸造及锻造形状。

    2.5.易使用

    铝合金用于商用车制造和它们的附件加工上。他们增加了跟各种各样的形状及接缝技术。这些将出现在第7，8，9章。

    简而言之，铝容易
    切割：锯，剪，水喷射，激光，等离子切割。
    加工：磨，钻孔
    弯曲
    联结：焊接，粘接，抽薹，铆接

    此外，它很轻，铝在车间很容易操作。

●  3. 环境问题及社会收益

    3.1.使用铝可减少二氧化碳的排放

    要做到减少排放，不仅创造低排放发动机是关键，而且使用它们要用最合理的方式。减轻铝的重量有很好的方式可以达到目标，如下解释。

    铝有助于减轻来自道路上的二氧化碳的排放。

    当载重物时，会增加车辆的负载能力，因此，在运输过程中能载更多的货物就要改善传输性能。在这种情况下，自重一吨的挂接卡车行驶超过100，000公里节省1500升柴油。

    当承载容量大的货物时，减少总体重量，每公里减低燃油消耗。这种情况下，自重一吨的挂接卡车行驶超过100，000公里节省600升柴油。

    当载乘客时，减少总体重量，降低燃油消耗。一吨行驶在城市的巴士每100，000公里节省1700到1900升的柴油。

    初级产品使用阶段和最后的回收，生命周期储蓄评估如下：

    如今一千克铝制卡车少产生28千克二氧化碳。
    用1千克制的城市巴士通常少产生40-45千克二氧化碳。

    3.2.铝是作为对欧IV及欧V发动机的补充

    追溯到1988年，欧洲专卡车为制定了欧洲环境指令，与此同时首先规定限制氮氧化物的排放，以及1990年初出现的从重卡柴油机排放出来的微粒。

     欧IV和欧V标准代表了戏剧性减少氮氧化物和微粒的排放。然而，他们也强加了新的燃烧过程，尾气后处理技术代表新增的重量罚款上升到300千克。

    使用更多的铝部件准许制造商补偿这个重量的罚款。有效荷载能被保存甚至增加。

    3.3.铝使道路安全得到了改善

    在道路安全行动纲领的内容里，欧洲委员会调查了卡车能量碰撞吸收标准的导言。制铝工厂已经开始想办法解决针对汽车及火车部分，并准备对卡车也采取这样的办法。

    关于金属变形，能量吸收原理遭受到冲击，铝系统使得吸收更多撞击能量比在与原系统更显著。凭经验，轻重潜在超过40%。

    正因为这个原因，铝适合用于前后及侧保险杠。

    铝元素的使用能改善前后运行保护设备的能量吸收也制造卡车可变形的似鼻子的东西。

    最后但并非最不重要的，额外的安全功能总意味着增加重量，通过使用替换成铝的重型材料保持平衡。

    3.4.铝使用方便，经济收益大

    不像传统车辆从欧洲出口结束了他们的寿命，铝密集的拖车通常会在大陆完成他们的使命，他们终究会被拆除。由于报废的铝的高价值。商人销售废铝的动机很高并且填埋是可以避免的。

    回收铝并不会降低材料质量，同时能够减少95%的能量消耗。用来生产铝的初始能量并没有丢失，它“存储在金属里面”。

●  4. 使用方面

    4.1.有良好的前景

    现代商用车不能脱离工业设计的压力。运营商希望他们的车可以看起来很好很干净，很赏心悦目，最理想的是产品一半用铝合金生产。

    例如，使用功能挤压和飞机或是喷漆的铝片很容易塑型，直接的生产厢式车的内部外部都圆形的物体合成。

    翻斗车和自卸车车体，使得卸载顺利并容易清洗。另外，使用双层铝挤塑板能超过最长的表面保存时间。有图象意识的运营商非常欣赏这类型的结构。

    铝用于生产最轻，最结实最漂亮的轮子。

    最后但并非最不重要的，碰撞部分铝后，不会出现侵蚀的现象。因此可以很好的维护公司的形象。

    4.2.铝容易修补

    很少有人知道路虎从1948年使用铝制的覆盖件，甚至在近50年没有人投诉过关于它的修理问题。实际的图片显示修理是需要可能的，但是修铝的技术和修钢的技术是不同的。技术领先的底盘制造商在欧洲建立了一个网络经销商可以提供有效的修理服务。

●  1.铝制车身

    1.1． 铝制车辆的优势是什么？

    卡车车队运营商从他们车队中好性能获益。

    有个显著的有效载荷增加使得车队获得更多的利益。另一个事实就是节省成本，由于很少人组成的车队，低油费低过路费。

    拖车租借公司能给运营商提供很好性能的半挂车。由于高有效载荷，这些公司设备的长寿命及很高的剩余价值通过使用先进的技术设备能生更多利润。

    1.2． 铝制车辆需要额外的成本吗？

    没错，同等轻度的铝制车辆比钢制车辆贵很多。如果我们分析不同的细节，我们不难发现，当运输重物时，额外的投资会在两年之内得到回报。

    1.3． 给环境带来的主要利益是什么？

    铝有助于减少道路运输中二氧化碳，如下：

    当载重物时，会增加车辆的负载能力，因此，在运输过程中能载更多的货物就要改善传输性能。在这种情况下，自重一吨的挂接卡车行驶超过100，000公里节省1500升柴油。

    当承载容量大的货物时，减少总体重量，每公里减低燃油消耗。这种情况下，自重一吨的挂接卡车行驶超过100，000公里节省600升柴油。

    初级产品使用阶段和最终的回收阶段储蓄生命周期评估1千克的铝在如今挂接卡车平均节省二氧化碳28千克。

    1.4.  有必要给铝制车辆喷漆吗？

    不，当然不需要。铝的表面有很好的保护层。如果运营商选择花费额外的成本喷漆（也包括重量），这样做的动机有助于特殊品牌的车队。

    1.5. 有可能修理铝制车辆吗？

    经常提到铝制车不能修理，然而这完全是错误的。很少有人知道路虎的车身从二战快结束时是铝质的，最后50年没有人抱怨过修理问题。事实上，其他材质需要修理是有可能的，但是铝的修理技术完全不同于其他的钢。

    领先的底盘制造商建立了欧洲经销商网络系统可以更好的为修理工作提供服务。

    1.5.  铝制车辆会燃烧吗？

    不会，铝和铝合金在空气中完全不可燃，更不可能帮助燃烧。然而铝合金在650度左右会融化，但不释放有害气体。

●  2. 铝制底盘

    2.1．铝制底盘是如何设计的，减重是如何实现的？

    欧洲领先的拖车制造商使用强度，刚性，耐久性的标准。如果设计仅仅是复制钢，那么获得铝可以不用减重。铝的设计优化基于具体部分（20%到40%甚至更高的热），平稳过渡，接合处精巧。通常可以节省40%-60%的金属（参照第三章），解释如下：

    1） 一个好的重量轻的拖车和传统模型一样坚固。如果这是唯一的标准，取得铝的最大化（高达60%）是减轻重量，高强度的高溶液将提供减轻一半铝的重量（约30%）

    2） 一般要求一个硬度最低的。

    如果硬度与标准钢的模型相等，将减少45%上等强度铝的重量，但是高强度的钢不能减重。

    如果最低硬度要求低于任何一个标准钢的模型，减轻铝45%到60%的重量，或获得高强度并且减轻重量在0到获得铝的一半。

    3） 车辆的耐久性是在被保范围内的。铝制车比传统的车更集中，它们抗疲劳的能力高。这样的原因是设计合理。在众车之中，高等零件，平稳的转换，精巧的接合处是取胜的关键。

    2.2．有不同于铝制底盘的设计吗？

    每个制造商有自己的设计，制造高度依赖工作条件的车辆在具体底盘制造生产的经验（例如，一些是充分焊接的地方而其他的是混合焊接，螺栓结构）。重要的是突出铝制车辆比传统汽车集中很多，在设计车辆的考虑。除此之外，在底盘设计方面有两个主导的哲学。

    在像意大利的这些国家，钢制模型要求相等的硬度，偏转是主要的标准，这通常造成比传统模型更长的寿命，加上备受关注的轻量化。

    在其他国家，相同寿命钢的模型将成为主要标准。一个好的设计将导致，至少是相同的使用寿命，硬度要求（即使它的轻于钢的模型），但减轻重量将是最大化。

    在这种情况下，它们通常比经典模型要强很多，开始成产失败的风险来自静态的负担过重，将低于铝制底盘。

    2.3．日常生活中的铝制底盘比钢制底盘短吗？

    底盘的寿命取决于设计问题而不是材质问题。

    铝制底盘大多用于交通部门，符合因子最高（固体，液体油箱，翻斗车），不过设计好的车辆很容易超过20年的使用寿命。

    2.4．铝制底盘和钢制底盘如何竞争？

    我们应该学会区分纯铝和铝合金。

    纯铝不会用在商用车上，各种铝合金存在，包括高强度的溶液。很少有不同合金有相同的弹性性能的。

    这意味着，如果一个人寻找一个轻量的可供选择的标准底盘，同时有相同的硬度，唯一的方法就是改变材质例如从钢转换成铝（详见第三章）

●  3．铝制翻斗车

    3.1．铝制翻斗车有什么不同的设计吗？

    是的，有很多自卸车的变换形式，他们全部专门由铝的半成品制造，为制造商提供更高的产量，同时也增加有效负载，运行成本低，一个伟大的运营商团队的形象。更多细节，请见第VI章。

    3.2．铝制翻斗体的阻力怎样？

    损耗条件极其不同这个负荷到那个负荷。因此不能总是找到实际硬度的合金抵抗磨损。不难发现在很大程度上负载类型是一个决定性因素。

    为自卸车结构选择材料是现如今具体经验的问题，材料的可用性和制造商具体生产方式。

    典型底板材料：

    5083 H32, H321, H34
    5086 H24
    5383 H34
    5454 H22, H24
    5456 H34
    或其他，特定合金类型。

    底板厚度的典型标准如下：

    6毫米的轻卡运输，像农产品，煤，沙子的运输
    8毫米中卡营运，像回收产品
    10毫米的重卡运输，像碎石
    12毫米以上的是及特殊的情况
    更多细节请参考第VI章

    3.3．什么类型的底盘需要铝制翻斗体？

    一些运营商仍然担心重卡铝制拖车底盘的应用问题，但他们应该知道，强度与材质无关。事实上，强度，像硬度和寿命。经验丰富的制造商能生产相同性能的铝制底盘，但是比钢制模型的重量低很多。

    3.4．翻斗车的稳定性怎么样？

    经常说到的，铝制自卸车底盘达到IRTE A类稳定倾斜标准，很难仅仅是因为“它弯曲的太多了”或是其他，提供其他相同的钢制底盘“利益小的几乎要被淘汰”，但2002年夏天测试运行证明，声明完全是错误的。

    事实上，一个完整的铝制车辆，明显的比其他的车要轻，通过IRTE A 44吨标准底盘测试提醒大家，一个恰当的设计影响轻度及扭转硬度。

●  4．铝制罐车

    4.1．运输危险品的罐车应当怎样设计？

    制造运输危险物品的油箱，根据规则定义，有如下协议及标准：

    运输危险物品：通过公路，协定关于危险物品运输。
    EN 13094“运输危险物品的油箱，金属般的油箱在不超过0.5铸块的压力下设计和构造。”
    EN 14025“运输危险物品的油箱-金属般压力的油箱-设计和构造”
    更多细节请见第VI章。

    4.2． 什么样的合金适合制作危险品运输罐车？

    适合铝合金应用EN 14286清单标准“运输危险物品的储存运输的油罐，铝和铝合金-可焊的包金箔产品”同见第五章。

●  1.前言

    纯铝是很柔软的的金属，因此不适合结构应用。由于合金元素的出现，像铜，锰，镁，锌等。。。经过生产，可以按照字面上一个很大的范围内进行可能适合合金的自然和机械水平的应用。当铝的工业界是一个全球性的工业，有很大的机会生产统一制定的铝在全球。

●  2.国际指定产品

    为了辨认各种各样的合金，通过锻造合金，4为数字已成为标准（请见EN573-1），通过铸造合金，5位数字成为标准。

    一系列登记过的锻造合金，和他们的化学结构能在欧洲找到EN 573-3，在国际层面上所谓的“三乙基铝板”。商用车的选择使用将在第六部分被提到。

    合金编号的第一位数字显示主导合金元素；其余的数字用来鉴定。仅是纯铝，在四位数字编号的最后两位显示，纯度大概是99.0%。例如，1070意味着至少有99.70%的铝，或者换句话说，少于0.3%的杂质。

    这八类可分为三大类因此可称为“非高温可解决”，或“加工硬化”合金(1xxx,3xxx,5xxx)和四个“高温可解决合金”(2xxx,4xxx,6xxx,7xxx)。第8xxx类不能归于一组或其他组。

    通过字母X合金数在前显示，它是一个实验合金，或在字母A之后的，随国家变化的基本合金。

    铝的自然和机械属性，不仅依赖于它的化学成分，而且很大程度在于铝工厂的制造过程和半成品到成品的改造过程。

    这些过程的特点称为“制定韧度”趋向于合金编号。当合金编号和制定韧度被显示，金属很清楚的被识别，并定义属性。

●  3.基本韧度名称

    F为焊接（F-as fabricated）：这个指定条件产品的制造通过塑料变形没有任何的特殊硬化比率控制或是通过变形或热处理软化。

    O完全退火的（O-fully annealed）：这个条件是最可延展的和通过退火工艺获得，随后没有任何的加工硬化或在温度上的热轧再结晶温度。

    H—应变硬化和部分软化（H-strain-hardened and possibly partially softened）：这关系到应变硬化产品或在温度高时没有后续保存，足够促使部分金属软化。

    T—热处理（T-heat treated）：热处理能结合一些及全部运作：解决方案处理，熄火，硬化，人工老化，可能的塑性变形。更多细节请参考EN 515。

●  4.细分H指定韧度

    H后的一位数结合基本运营显示：

    H1X:仅是加工硬化。这些指定鉴定产品加工硬化不补充热处理获得所需的强度。
    H2X:加工硬化及部分退火的。这些产品应用于产品的加工硬化比所需最后数量和减少强度通过部分退火多很多。
    H3X:加工硬化以及稳定。这些指定产品应用的加工硬化和机械属性在低温热处理下稳定或由于在制造时引进热的缘故。更多细节请参考EN 515

    两个字母和一个数字相结合硬化的最后程度显示，当通过最终的最低拉力强度确定。

    8已经分配给正常生产的韧度最硬的。

    韧度在0到HX8之间，通过1到7被指定。

    HX4 指定的韧度极限抗拉强度约在两地中间，韧度为O到HX8之间。
    HX2 指定的韧度极限抗拉强度约在两地中间，韧度为O到HX4之间。
    HX6 指定的韧度极限抗拉强度约在两地中间，韧度在HX4到HX8之间。
    HX1,HX3,HX5,HX7指定的韧度在那些定义过的中间。注意：这些制定韧度不包括在EN 515。这些韧度的机械属性将通过制造商和客户的认可。

    当使用三个数字的，只是两位数字的韧度的变化。

    HX11产品应用引起足够的应变强化在最后退火后他们失效但不符合应变强化的数量，他们符合HX1。
    H112产品应用也许从温度升高或限制冷处理时获得应变强化，没有较高的机械性能限制。
    H116产品应用制造一些5XXX的合金含3%甚至更多的镁。

    产品在最后运营中应变硬化规定拉伸性能限制，符合侵蚀能力在加速类型规定的水平测试。腐蚀测试包括颗粒和脱落的。这个韧度适合没有间断的在65°C甚至更高的温度测试。

●  5.细分T的制定韧度

    第一个是字母T用来区别与其他不同事物。数字1到10被定义，如下：
    T1:从升温的过程和自身有稳定的条件来冷却。
    T2:从升温的过程，冷加工和自身有稳定的条件来冷却。
    T3:解决热处理的冷加工，及自身处于稳定条件。
    T4:解决热处理和自身处于稳定条件的情况。
    T5:从升温的过程中冷却并人工保持稳定。
    T6:解决热处理之后人工保持稳定。
    T7:解决热处理并保持超量或稳定。
    T8:解决热处理，冷加工并进行人工保持。
    T9:解决热处理，人工保持之后冷加工。
    T10:从升温过程中冷却，冷加工，然后人工保持。
    更多细节请见EN 515

●  6.商用车特有的合金

    除了我们熟知的各种合金外，像EN 573-3和在Teal Sheets的以外，仅一些是对商用车制造商很重要的。

    选择的标准有：

    半成品的可利用性、机械性能、物理性能、构造的适用性、可焊性、抗腐蚀性

    在以下的表格中，使用最广的是在商用车的应用。

    6.1.扁平扎的产品

    商用车通常使用的合金有3003,5005,5059,5083,5086,5088,5182,5186,5383,5454,5456,5754,6061还有6082。

    合金的机械性能标准可以在表格V.2和V.3找到。

    6.2.挤压产品（锻造产品）

    商用车使用最多的合金有6060,6005A,6008,6106,6082,6061以及7020。

    合金的机械性能标准可以在EN 755-2及表格V.4中找到。

    6.3.铸件

    商用车通常使用的合金有21100,42000,42100,43000,44000.

    他们的化学成份和机械性能标准能在EN 1706和表格V.5找到，反映他们铸造的特点。

    6.4.选择指示不同的合金

    除了这些熟知的合金可能明确，在与供应商的合作的半成品，裁剪的产品为预见的目标提供最好的性能。

●  7.温度对机械性能的影响

    铝合金改变他们的机械和抗腐蚀性能当受到环境温度的影响时。表格V.6和V.7显示在工作温度和机械性能的相互关系。在数据V.1显示出合金的图形化。

    7.1.提升温度

    损失强度高比环境温度还微不足道，对于温度上升到100°C（短时间内爆发）或是80°C（长时间内）。

    当受到更高的温度，慢慢损失了机械性能对于在O/H111下非热处理合金，在韧度T1/T4下热处理合金。

    温度达到100°C缺失机械性能，在韧度为H12,H16非热处理合金显著，相当于在T5/T6韧度下经过热处理的合金。

    7.2.低，甚至很低的温度

    与大部分工程金属相反，机械能在低温下得到提高，特别是延伸，使得铝成为很理想的金属，在寒冷的冬季甚至在很低的温度下。见表V.1

    更进一步的例子可以在EN 12392标准下找到，“铝和铝合金—锻产品—特殊要求—用于压力装备的产品”

●  8.制造合金属性的影响

    8.1.非热处理合金的加工硬化

    硬化可以通过遇冷变形达到效果，像我们知道的加工硬化，改善物理性能，金属的硬度。它也减少了金属变形的能力及其延展性。(Figure V.2)变形较大或较高的加工硬化率，效果更明显。他也是由材料制成。

    合金5083，例如，含4%到4.9%的镁，硬度很大，但其变形能力低于合金5754，涵盖2.6%到3.6%的镁。加工硬化是一个普遍的现象，任何变形方法都能发生：扎件，拉伸，折，锤击，弯曲，按压，等等。这意味着他可能出现在车间，正在制造中。

    8.2.经过退火和回复，软化

    坚硬的金属可能通过热处理恢复延展性。像我们知道的，“退火”（部分或全部退火）。在这过程中，发生在150°C到350°C之间的温度，金属的硬度和机械特点可能慢慢开始减弱：这是恢复期【A-B】(Figure V.3)较低的退火温度导致中等强度材料的属性。它们在高温下迅速下降，在高于280°C再结晶[B-C]，最终达到最低值，金属完全退火[C-D]。

    恢复和退火伴随着改变金属的质地，大小。在X50显微镜的放大率下。从质地可以改变一个完全在结晶的纤维结构。(Figure V.3).

    粮食可以长成金属大小，上面的晶粒生长大约100微米减少变形能力。以下条件必不可少，如果要实现退火结构：

    金属必须承受足够的变形率，对应减少至少15%。这是“重要的硬化工作”。如果没有这个条件，之后的热处理恢复不需要再限制，无需再结晶。

    急速的温度梯度，每小时20到60°C。
    避免温度超过350到380°C这个范围。
    保温时间最多两小时。
    注意：非热处理的合金在O,H111的韧度下退火，通过硬化加工能有更高的强度。

    8.3. 可热处理的合金

    如果一些塑料变形必须在可热处理合金上完成，它应该在韧度为T4下进行；首先准许变形的程度要比韧度为T6时大，其次这几乎不影响加工硬化。如果最后的产品，比如说，一个在韧度为T6的6XXX的合金是需要被挤压变形的，硬化才可进行。
表格V.8给出了个指示，如何继续使用一个普遍的热风炉。

    8.4.铸件

    铸件是熔融金属到成品的最短路径。它是复杂几何的一部分。它对涉及到铸造厂的从概念到设计过程很有利。铸造厂的专家，了解工厂设备，铸造的过程，金属注入到模，铸件的萎缩等，在设计期间有很好的帮助。当铸造的设计是鉴于其优化生产，比起在EN 1706的标准，大多数工厂更多的保证机械的性能，特别是在延长方面。

    表V.5(see section 6.3)有些解释。

    合金21100铸造过程中在每个地方都需要细心设计，另外，铸造厂的金属处理，特别是熔融金属的脱气，必须很仔细，特别是要减少微空隙。

    索引B或C，加入了“可加工”因为削切工具的磨损，由于合金的硅。应为更厚的氧化层，铸件表面的的抗腐蚀能力比加工同一块要好。

    铸件部分的设计

    通常说，从一个初步发展阶段的新组件，意识到生产的可能性和局限性是必不可少的，不只是在合金的选择条款和铸造技术上，还是在设计条款上。

    设计师应遵守的基本规则：

    部分应保持一致，厚度转换应光滑，避免增大金属交叉。以便在冷却时，减少疏松收缩的风险。
    相同的原因，应该避免孤立，墙壁必须以正确尺寸协助运行。
    在铸造过程中，应该在每个角落避免开裂（这对合金21100是至关重要的）
    填充设计有些不对称，确保凝固受控和统一馈送。
    很多交叉口和削弱应保持最低，作为他们复杂的工具，操作铸造，从而增加成本。
    这个操作等同于修边操作

    空间公差的选择必须准许铸造技术和任何最后的热处理变形可以发生在解决处理和淬火。

●  9.标准清单

    ·EN 485铝和铝合金—薄板，条子，镶板
      第一部分：检验和交货的技术条件
      第二部分：机械性能
      第三部分：热轧产品的尺寸公差
      第四部分：冷轧产品的尺寸公差

    ·EN 515铝和铝合金—锻造产品—指定韧度

    ·EN 573铝和铝合金—化学成分及锻造产品的形成
      第一部分：数值指定系统
      第二部分：化工为基础的指定系统
      第三部分：化学成分
      第四部分：产品的形成

    ·EN 755铝和铝合金—挤压杆/棒，管和型材
      第一部分：检验和交货的技术条件
      第二部分：机械性能
      第三部分：圆棒，公差尺寸和形式
      第四部分：正方体，公差尺寸和形式

    ·EN 1706铝和铝合金—铸件—化学成分和机械性能

    ·EN 12392铝和铝合金—锻造产品—产品特殊要求用于承压设备的生产
    ·EN 14286铝和铝合金—储存焊接热轧产品和运输危险物品

     Teal Sheets登记备案设备：国际指定合金和铝锻的化学成分限定和铝锻合金从EAA网站可以免费下载http://www.eaa.net/en/about-aluminium/standards/international-registration/   

●  1.简介

    欧洲为铝的结构设计的新代码，作为本章的基础。标准名称是：
    EN 1999 Eurocode 9：铝结构的设计
    Part 1-1 一般结构规则
    Part 1-2 防火结构设计
    Part 1-3 易疲劳结构
    Part 1-4 由于冷形成结构的护墙板
    Part 1-5 框架结构
    Part 1-1 为静态设计使用，Part 1-3 在本章为“疲劳”设计。

    欧洲新标准正开发铝的结构性，不久将公开。建议使用相关标准执行在商用车的铝部件。

    标准名称是：EN 1090-3：钢结构的实行，铝结构--Part 3：铝结构的技术要求。

●  2.铝的潜能

    铝设计的优势：

    高强度与重量的比率

    可以通过挤压工艺创造您自己要求的截面

    很好的抗腐蚀性

    车辆使用寿命长

    易使用

    易修理

    特别为产品设计，使用量身定做的型材与其他金属相比，铝具有巨大的优势。在外形设计中，这种材料可以作为最佳的。相关细节是，它可以缓解制造及铸造的相关组件。

●  3.符号含义

    本节定义的经常使用的标志
    Fo 0.2%保证强度(弹性极限强度)的特征值
    Fu 极限抗拉强度特征值
    Fub 螺栓拉伸极限强度
    E 弹性系数
    d 螺栓直径
    do 孔直径
    t 壁厚
    A 横截面积
    W 截面系数
    γM 抵抗力的部分安全因素，在EN 1999-1-1：
    脚标Ed 用于的负载效应。这可能是对轴向里(NEd)，弯矩(MEd)，剪切力(VEd)，扭转(TEd)，螺栓连接力（(Fv,Ed代表剪切力，Ft,Ed代表张力）。

●  4.铝与钢的对比

    铝和钢是相对高强度金属。材质均不可燃，也不会助燃。对于结构用途的主要区别有：

    弹性：铝的弹性系数是钢的1/3。这意味着相同截面的铝和钢有相同的负载时，钢要偏转三倍。

    重量：铝的密度是钢的1/3。这意味着，在相同截面的情况下，钢的重量要比铝重3倍。

    焊接：当焊接硬化铝合金，一些硬化的效果将会消失。在受热区域(HAZ)的影响下，强度将减少。

    这样的减少，取决于合金，韧度，产品类型，焊接工艺。通常情况下，钢在焊接后强度不会减少。

    热延长：铝的热延长的系数是钢的两倍。这意味着，具有相同温度差异，铝和相似的钢，铝将得到2倍的热延长。由于铝的弹性系数是钢的1/3，铝的固定压力，是相似钢的2/3。

    大多数铝合金结构有相对高的“强度与E系数”的比率。当铝合金应变硬化或热处理时，这种效果尤其明显。铝合金结构比标准钢的比率多两倍。然而，当与高强度的刚想比较时，铝合金构造有相同的“强度于E系数”的比率。还应指出的是，合金的弹性系数主要取决于它的同族金属。换句话说，所有的铝合金都有相似的E-系数，但这也适用于钢合金。因此，所谓的“高强度钢”没有比低碳钢更好的弹性性能。钢的设计师经常用材料的强度作为控制的标准，当设计钢的结构和检查后，是否偏转是其中的要求。

    当设计铝结构时，它经常会偏离标准进行操控。出于这个原因，设计过程将开始偏向别的标准，它将被检查，之后如果结构的压力或抵抗力在限度之中。

    偏转下弯曲的荷载取决于弹性系数（E）并且在负载和跨度的惯性同时存在。在同样的跨度和负载下，它将是E x I产品，决定转向问题。

    要得到钢和铝同样弯曲程度的偏离，铝的惯性必须是钢的三倍。如果增加惯性是可以做到的仅仅是增加厚度及flanges就可以了，铝和钢将有同样的重量。

    为了减少重量，铝要弯曲的程度更大些。例子将说明这个问题，铝将有和IPE 240钢相同的偏转。惯性和IPE 240的质量。

    I=38.9·106mm4.
    mass=30.7kg/m.

    铝必须有惯性I=116.7·106mm4达到相同的偏离。

    如果铝合金的高度是240mm，这将符合I240x240x12x18.3的惯性，质量是
    I=116.6·106mm4
    mass=30.3kg/m

     如果铝合金的高度是300mm，偏离标准将满足I300x200x6x12.9的惯性I=116.7·106mm4，质量=18.4kg/m，节省40%的重量。

     I330x200x6x10将有的惯性I=117.3·106mm4，质量=15.8kg/m，节省49%的重量。 这三个不同的铝将和IPE 240一样有相同的偏离。这将是beam的稳定性和形状，将决定beam的重量。表VI.1显示，beam和重量有所减轻。

    铝结构的压力设计根据偏离标准经常会很低。在接下来钢beam的例子中，IPE 240和铝beam I330x200x6x10相比较（两个beam在表VI.1中都有显示）。偏离标准是跨度(24mm)的1/250,跨度是6000mm，负载是11.6kN/m。图VI.1，钢S355应力应变的曲线和铝EN AW-6082 T6是有显示的。钢和铝beam的应力应变也是有显示的。在相同的偏离下，相同的负载和相同的跨度，钢beam有161 MPa的弯曲压力，同时铝beam有73 MPa的弯曲压力。当弯曲24mm时，压力达到最大值。

●  5.极限状态设计

    极限状态设计和部分安全因素方法是新设计标准的基础。欧洲标准EN 19xx在城市工程师是所有材料的基础。铝的实际标准是：

    EN 1990 Eurocode—机构设计的基础
    EN 1991 Eurocode 1—结构上采取措施。全部
    EN 1999 Eurocode 9—铝结构的设计
    EN 1990给部分负荷的安全和规则因素荷载组合有不同的动作效果。
    EN 1991给结构和建筑物提供特殊的负载，像自重，活的荷载，风荷载，雪荷载，交通负载等等。
    EN 1999为铝结构设计规则。

    什么是最终极限状态

    最终极限状态是安全结构被预算的条件。结构将瓦解，设计按照最终极限状态将避免结构的失败。

    部分安全系数的阻力(γM)应顾虑强度性能的散射和几何横截面。用于连接部分的安全系数将兼有在缝隙的不确定性，在螺栓和螺栓的配置。负载效应(γF)的部分安全因素顾虑确定散射，负荷的概率，在不同负荷的组合。不同安全因素不同于负载类型，他们肯定他们是如何组合的。横载（结构的自重）有部分低的安全因素，而活载（例如，各方面的力量，是可变的，在运行期间，例如，货物的重量，道路震动等等）具有较高的局部安全系数。

    条件满足： Rk/γM≥γF·Ek

    Rk是阻力的特征值；它可以轴向拉伸和挤压，弯曲，剪切或阻力合并。

    Ek是负载效应的特殊价值；它可轴向拉伸或挤压，弯曲，在一个截面或连接面剪切或结合负载效应。

    γM是抵抗部分安全因素，也经常称之为物质因素。

    γF是负载效应的部分安全因素，也常称之为负载因素。图VI.2中有相关显示。

    部分安全因素的典型价值，部分阻力是1.10(gM1)，，螺栓是1.25(γM2 and γMw)。铆钉连接和焊接连接。这些材料因素是为建筑物和土木工程，也常用于结构设计，因为材料，几何尺寸及连接制造几乎于铝结构相似。

    什么是正常使用极限状态

    使用极限状态是正常使用及现状太必须得到满足的一个条件。使用最多的使用极限状态是：
    在各个方面的偏转极限，像震动一样的动态效果

    正常使用极限状态抵抗(gM)部分安全因素和负载效应(γF)的部分安全因素是1.0。

●  6.使用极限服务状态

    所有的预算在使用极限服务状态都是弹性计算。弹性变形是被计算和极限偏离的比较。震动的大小以同样的方式被计算出来。如果震动有很高的周期，变量元素和连接细节，要做疲劳检查。
通常情况下，弹性偏离的计算基于总截面变量元素的惯性。在第四类（请见section 7.2.4 in EN 1999-1-1）截面的变量元素，有必要减少惯性，如果强调压缩部分的截面比强调局部发生弯曲要高。

    计算截面偏离第四类变量元素的惯性：

    σ_gr是在截面上，基于总截面的特性，压力压缩极限服务状态上的最大值。

    l_gr总截面的瞬间惯性

    l_eff是有效截面在最终极限状态的瞬间惯性，局部弯曲的宽限。

    7.1. 横截面类

    截面分为四类。在表VI.2，不同的类型确定怎样的截面，在压缩和弯曲时。这与截面的阻力（承重能力）有直接的关系。截面薄的部分也许系在压力最低的地方，这将减少截面的阻力。这是考虑到横截面的分类规则。

    EN 1999-1-1，6.1.4规定如何给截面分类。β值（例：宽与厚的比）是可算的：

    b=截面部分的宽，t=相应厚度，η=取决于压力的值和如果部分是外在的或内部是截面。

    不同类别或焊接非焊接或外在内在部分分别给β值不同的限制。

    大部分铝在商务车结构将在重量上被优化。截面第一类和第二类将因此很少被使用。

    第三类和第四类的截面的弹性设计将呈现常态。

    7.2. 承重阻力

    承重阻力总是比负载效应的因素高。EN 1999-1-1规定计算不同变量元素承重阻力要通过不同的负载效应。在表VI.3，一些规则列表请参考：

    7.3. 焊接连接

    7.3.1. 普遍性

    EN 1999-1-1规定，第8.6，通过MIG或TIG适用于结构焊接，按照EN 1090-3的焊缝质量。持证焊接被强烈推荐。

    被推荐的焊接消耗品有：

    第VIII节，第3.8部分
    EN 1999-1-1，第3.3.4部分
    EN 1011-4

    当焊接硬化铝合金时，部分硬化效果被毁坏。焊接连接可以有三个优势：

    同族材质(fo)之一（非热效应）
    处于热效应区域(fo,HAZ)
    焊接金属之一(fw)
    通常情况下，有必要检验在HAZ和焊接的压力。

    在HAZ下的强度取决于合金，韧度，产品类型，焊接部分。价值在EN 1999-1-1表3.2。

    焊接的强度（焊接金属）依赖于填充金属（焊接消费品）并且合金被焊接。

    价值在EN 1999-1-1表8.8中体现。

    没有后盾的单面对接焊缝几乎不可能焊接在铝上。如果不能避免单面对接焊缝，有效接缝厚度可以被视为：

    为J和U型共同筹备深度

    共同筹备深度减去3毫米或是25%，任何比V或斜角型少。

    除了单面对焊，角的焊缝用于弥补焊接的低渗透。

    当设计一些焊接措施时应注意的是：

    为焊接槽提供一个很好的接口。设备的焊接头通常用来焊接铝是最够大的，因此在接缝附近要有足够大的空间。

    好的接口也需要检查接缝。全部接缝将100%被肉眼检查再加上一些非破坏性的测试(NDT)。
    全面渗头单面焊接不可能焊接没有后盾。
    如果可能，接缝位置的压力将很低。

    7.3.2. 焊接处

    重负荷元素应该焊接全面渗透的焊接。全面渗透焊接的有效厚度应该应该被视为和最薄连接的厚度。有效长度应该被视为总长，如果运行与非运行的板材被使用。如果不是，那么板长将减少为有效厚度的两倍。（图VI.3）

    焊接设计公示：正常压力，张力或压缩力，垂直于焊接轴：

    剪切压力：

    结合正常压力和剪切压力：

    7.3.3. 角焊缝

    角焊缝定义焊缝厚度用毫米。
    图VI.4显示如何测量焊缝厚度。
    有效长度可被视为焊接总长：
    焊接长度至少是焊缝厚度的八倍。
    焊接长度不超过焊缝厚度的100倍在非平均压力分配下。
    压力分布和焊接长度一样均为常数。

    作用在角焊缝上的压力将被解析为压力单位元素，相对间距部分（请看图VI.7）这些单位元素为：
    σ⊥：垂直于间距的正常压力
    σ∥平行于焊缝轴线T的正常压力
    τ⊥作用在间距垂直于焊缝的剪切力
    τ∥作用在间距平行于焊缝的剪切力
    角焊缝的设计公式：

    7.3.4. 热效应区

    热效应区的压力必须被检查。为焊接和角焊缝计算最小飞机的压力。以下(ref. BS 8118)描述了飞机的焊接(Figures VI.8, VI.9,VI.10, VI.11)

    W:焊接金属，检查焊接

    F:热效应区，检查融合边界

    T:热效应区，检查截面

    7.4. 螺栓连接

    螺栓连接规定，在EN 1999-1-1，第8.5条，

    最小，常规，最大空间，底和边缘的的距离的螺栓，请见表VI.4。

    d₀是孔的直径，t=板材的厚度
    适合螺栓的最大通径是0.3毫米非适合螺栓是1.0毫米。
    螺栓连接的失效模式可以是：
    分段模式，沿着剪切一组螺栓，一排螺栓剪切失败，沿着面对一组螺栓的张力。
    螺栓剪切失败
    螺栓孔剪切失败
    螺栓的张力失败
    冲压剪切螺栓头或螺母
    结合剪切及拉伸失败

    连接细节通过拉伸力量，拉伸不直接通过螺栓，螺栓上要有额外的效力。这些效力被称为窥探效力(Q)并且他们相当重要。请见图VI.12。

●  8.疲劳

    8.1. 理论

    当负载数目周期高，重复荷载的结构也许容易疲劳，即使当荷载在结构上有很低的压力。裂缝的发展开始疲劳失效，在同一个压力集中的点。随着连续重复荷载裂纹将增长，每个负载周期在一个失败表面的条纹都将显示出来。这个距离在条纹随压力范围和不断的增长速度之间。压力范围被定义为代数，与压力的峰值和在压力周期的低谷有所不同。在低压范围，裂缝渐渐增长，高压范围增长速度快。见图VI.5。

    疲劳的设计的规则请见EN 1999-1-3.规则基于质量水平，请见EN 1999-1-3和EN 1090-3。

    疲劳强度取决于：

    细节设计的类型
    压力范围
    周期数
    压力比例
    制造的质量

    总的（parent）材料的属性在实际结构和成分上对疲劳强度有很小的影响。对连接总材料的属性根本没有影响。对于板材，没有制造业挤压或仅有孔，剪口标准偏离在EN AW 7020和其他铝合金结构之间。

    疲劳强度被视为SN曲线，有不同细节。全部细节类别在EN 1999-1-3有他们自己的SN曲线。典型的SN曲线在图VI.14显示。

    截止期限是指周期数(108)

    低疲劳周期，这部分曲线也许不正确，其他被推荐的计算的方法（EN 1999-1-3的附件F），他将被检查，最大的设计压力范围，在最终期限状态不要拉伸的压力超过设计压力。

    压力比率，R，是来自一个变量的振幅历史压力在一个恒定的振幅历史压力或周期派生最小压力的划分。一些例子与标准价值相比，有力的压力比将提升疲劳强度。引发远离与基础材料地的联系。这样将增加疲劳强度，R < +0.5.在简单的结构元素，起始地点在焊接处或者在机械固定连接处，剩余压力已经建立。考虑到任何提前的行动，或缺乏配合，它将增加疲劳强度，R < -0.25。其他一些例子，没有来自标准价值的改变。

    一些典型的细节分类将显示在表VI.6。标的第一列显示的是详细数字的类型，第二列显示的事详细分类，第三列是草图同时显示初始位置，压力的方向，第四类是焊接类型，第五列是压力参数，第六列给人已批准的压力浓度，第七列是焊接特点，第八列是内部不完善的质量层，第九列是表面和几何不完善的质量层。质量层的要求在EN ISO 10042，附加的要求在EN 1090-3。

    5.4和5.5是例子，取决于焊接质量，相同的细节有不同的疲劳强度。SN曲线对应的详细分类，显示在VI.15。

    相同曲线的数字价值在图VI.7。

    8.2. 实践：比较底盘好坏的解决方法

    下面区域显示铝制拖车底盘显示好坏的解决方法。它将提到负载问题图VI.16有描述。

    8.2.1. 鹅颈

    底盘的鹅颈区域将是压力最大的部分必须很小心的避免这一问题：

    避免所有焊接处，热处理，及近似的，法兰，是最重要的。

    没有焊接和螺栓附件，近似的法兰在这区域。

    没有突然性的材料厚度和属性变化在这一区域。很显然，强制捏造，或铺图纸，设计手册，焊接程序，质量保证手册，设计师的指导始终是制造的过程。

    图VI.17, VI.18和6.19介绍一些例子，根据几何的“鹅颈”。（曲率半径）
一能看见在压力层增加大约70%，增加偏转大概23%。

    最终将减少50%的寿命，正常半径从450毫米减少到350毫米。如图所示，半径增加1000毫米将提供低压，平稳过度的演示很重要。

    8.2.2. 穿孔

    底盘钢筋的支撑架通常位于底盘的最高压区域，例，在鹅颈区域。因此，通过螺栓孔在底部的法兰穿孔也要避免焊接或接近法兰。

    图VI.20和VI.21，射孔的后果与这一区域形成的网相比较。

    寿命将相对减少>80%，由于在法兰的穿孔区压力集中的影响。穿孔的位置通过网，寿命将被减少。例子显示，远离beam最大的压力区域的位置很最重要。如果通过法兰穿孔是不可避免的，那么位置要尽可能的接近边缘（尽可能远离网）。注意，根据标准需要从边缘的最小距离，通常1,5φ–2,0φ取决于负载的方向，等。同时要注意，法兰（flange）的局部弯曲能力必须根据实际位置被检查。

    8.2.3. 焊接

    通过在beam焊接的网，钢筋是长使用的螺栓选择性之一，将完全可以接收焊接，避免或接近法兰（flange）（例，在beam压力最大的区域）。图VI.22和VI.23说明，焊接在法兰（flange）和网的结果。

    通过焊接法兰，基于法兰在焊接区域压力的集中，钢筋的寿命减少>90%，由于加热减少材料的属性。

    焊接在网的区域将不受寿命的影响。在这两种情况下，假定几何完美的焊接。在现实生活中，不完善是普遍现象，因此好的做工和处理焊接之后是需要考虑的。

●  9. 特殊设计问题

    9.1. 运输危险物品的油箱（ADR）

    运输危险物品的油箱必须根据协定和标准制造：

    ·ADR：运输危险物品的协定和标准要针对道路而定（http://www.unece.org/trans/danger/danger.html）

    ·EN 13094“运输危险物品的邮箱—工作压力不超过0.5块的金属油箱—设计和建造”

    ·EN 14025“运输危险物品的邮箱—金属压力油箱—设计和建造”

    特别是，邮箱外壳的厚度(e)根据等价公式决定，e0是对低碳钢，Rm和A来说外壳厚度最小的，金属选择的拉伸强度和延长线。

    保护邮箱防止损坏：

    ·圆截面的外壳≤ 1.80 m：

    e0 = 3 mm

    e 铝合金不能低于4毫米

   · 圆截面的外壳> 1.80 m

    e0 = 4 mm

    e 铝合金不能低于5毫米

    ·对于其他的邮箱来说：

    e0 =5毫米圆截面的外壳≤ 1.80 m

    e0 =6毫米圆截面的外壳> 1.80 m

    适合铝合金的应用被列在EN 14286标准下，“铝和铝合金-为储存而焊接轧制产品的邮箱和运输危险物品。”请见手册第V章，第6.4部分。

    保护邮箱免受危害，一些合金被列在EN 14286，准许制造外壳e = 5.3 mm（符合Rm x A = 6600）甚至e = 5.0 mm（其他的Rm x A ≥ 7152）

    9.2. 翻斗车

    9.2.1. 建造

    翻斗车车身的拖车（或“倾卸的车身”）有两个不同的形式构成：

    ·结合板材和挤压成形（更多常使用的形式）

    ·挤压成密集型结构，拖车的全方位被加紧，或被焊接挤压成型。

    其他形式是前些年想出的一个材料混合版本，用钢做底和铝做身和墙。（被螺栓在钢上）。

    两个主要的翻斗类型是有区别的：

    ·矩形拖车

    ·半管拖车

    独立于翻斗车类型，全部挤压的截面，材质的厚度被计算出：

    ·实际负载（压缩/拉伸）

    ·弯曲力（静态和操作倾斜中）

    ·其他力量，像剪切压力，偏转，弯曲

    另外，被运输的产品类型应考虑在设计自卸车之中。这是由于事实上，负载被局部性的集中在一起，在一个小区域，跨越自卸车的底部可以被分的很均匀。

    9.2.2.  磨损

    磨损（或耐磨性）是经常被讨论的问题当它出现在铝制自卸车的时候。在每个交通问题上，很多对铝的耐磨性的不确定性因素和负载完全不同的类型几乎完全不可能找到一个完美的解决方案。

    磨损不仅考虑到预算占实际材质或挤压厚度的比例，特别是材质的底部，而且要选择铝的类型。

    9.2.2.1. 铝磨损的定义

     磨损机制很复杂。当从第一个表面的（通常比其他的更难）材料切第二个材料时磨损通常发生。两个表面之间接触面积非常小，集中在表面的粗糙。通过这些点剪切力量转移，局部力量会很高。

    磨损可以是消磨过程，磨损是相对固定一个面或是一个研磨过程，磨料滚落，产生系列缩进。

    9.2.2.2. 影响磨损的元素

    磨损条件可以从一个负载到另一个负载及其不同。因此不可能总是连接实际的硬度和工作硬化合金的耐磨性。它被发现在一个很大程度上，负载因素是个决定性因素。

    软物品，像土豆，水果，甜菜和其他农产品等这些产品比矿物要少得多。在一些矿产商品的例子中，像石头，粉末，水泥，粉笔等，大小，形式（锐度），材料的硬度是迄今为止关于耐磨最关键的因素。（在实验室测试改变沙子的类型增加磨损35%）。

    甚至磨损碎片的行为从而增加磨损的来源。

    同时倾斜操作的数量被考虑在其中。拖车越是经常被倾斜，越经常会发生磨损。这个数字周期有一个线性函数当设置成大量铝材质失去质量。

    通常情况下，自卸车经常为公司运输产品比他们原本制作和一个可靠的计算，算出铝底板的寿命不能被决定。

    9.2.3. 选材

    为自卸车底部选择材质是如今出现的一个具体问题，材料的可利用性和制造商具体生产的方法：

    传统的底部板材有：

    ·5083 H32, H321, H34

    ·5086 H24

    ·5383 H34

    ·5454 H22, H24

    ·5456 H34

    或其他，具体适用的类型。

●  10. 参考

    ·EN 1999-1-1 欧洲规范 9 铝合金结构的设计 Part 1-1 一般结构规则

    ·EN 1999-1-3 欧洲规范 9 铝结构的设计 Part 1-3 结构容易疲劳

    ·EN 1090-3 钢材和铝结构的实行，Part 3 铝结构的技术要求

    ·EN-ISO 10042 铝的电弧焊接接头 其可焊性的合金，质量水平指导不完善

    ·BS 8118 铝的使用结构 Part 1 设计实践的编码

    ·ADR：通过道路制定运输危险物品的协定

    ·EN 13094 运输危险物品的油箱—工作压力不超过0.5块的金属邮箱—设计和建设

    ·EN 14025 运输危险物品的油箱—金属压力油箱—设计和建设

    ·EN 14286 铝和铝合金—为储存焊接压制产品的油箱和运输危险物品

●  1．简介

    很多种类的构成操作通常用在商用车企业。制造商将切割，折叠，滚动还有弯曲半成品，挤压生产一辆或一个配件。

    这些操作，一些像切割，钻孔的可以被编成和自动化，根据我们在本章里总结的规则而执行。在某些案例一些国家他们也标准化，相关标准根据他们已存在的。

    在一些案例中，用设备制造铝是非常重要的。

    大部分使用在商用车上的铝合金属于铝镁合金（5000系列）家族的，滚动产品或铝硅镁家族（6000系列）挤压产品。

    1.1．合金5000系列

    在柔软的条件下，5000系列合金有很好的形成属性，当被建议在弯曲压力和极限抗拉强度和伸长水平之间的差异下。

    当金属通过机械冷加工后被硬化，他也许需要改进其延展性以便通过机器或手工继续形成。通过退火完成，这个过程很容易通过熔炉或焊枪完成，用动物脂作为温度的指标，将棕色的灯转换至340°C。热指示蜡笔或一个高温计的棒也许会被使用。

    如有需要，内部间的退火会在修整操作间被重复，然而，这有一个黄金原则：指退火的金属，如果很难工作，换句话说当加工硬化的比率比相同的所谓的重要加工硬化的比率更大。

    1.2．合金6000系列

    这些主要是作为积压部分常被使用。主要的合金元素是镁和硅。

    这些热处理的合金被提供在T6或T5条件下，不常用在T4或T1的条件下。

    通常说合金家族修整的属性在整个热处理的条件下是受限制的。虽说要通过冷处理而成型，加热将大大降低机械性能。（约40%）

    更复杂的挤压形状在T1或T4的条件下，在T5或T6的条件之前老化硬化。这个案例，它的形成是有益的，在很短的时间里几天后的窗口在T1或T4的热处理方法，例如，材料通过冷处理硬化之前。如果要完成大规模的形状，可能在几分钟的跨度之后在T1或T4的条件下处理。

    1.3. 合金7000系列

    这些挤压通常在一些高强度的运输中应用，自动的和适于运动的设备。主要的合金元素是锌和镁。

    挤压通常用于超越T5,T6和T7以外的条件。材料在人工制作之前，成型在T1和T4的状态下发生。更多复杂的成型在T4阶段完成，在到T6或T7阶段前，不久后解决热处理问题。

    使用合金7000前，供应商强烈推荐先咨询。

●  2. 制造材质产品

    制造铝合金的一般方法和通常用机器制造钢的方法区别不大。铝合金很容易制造。

    然而，他们相对柔软应该被考虑进去，有必要使用特殊的工具避免损害铝的表面。来自铁的痕迹污染的风险，氧化亚铜还要避免引起局部腐蚀。有必要在风险低的环境中工作。

    2.1. 存储

    通过合金族把铝片分类，当厚度高于0.8毫米时，要直立存储。（见图VII.1）薄片（低于0.8毫米）应该被平放储存。

    铝片不要直接放在地面上，即使有混凝土，要远离被溅到水，冷凝和恶劣的环境。

    2.2. 选定

    不应该使用画线工具，做出标记在高负荷下可能会在已完成的组件上留下痕迹。

    指示线不必须要有预防措施。

    作为一般规则，使用坚硬的铅笔做痕迹是明智的（例如5H），很容易看见，如果出错了很容易修改。

    2.3. 切割形状

    板材或鳄鱼剪能被直线切割。在低含碳量和相同的厚度下，剪切的频率应该或多或少的和切割非合金的钢一样。

    锯是很普通的切割过程，对铝合金来说是很经济的。

    2.3.1. 条纹锯

    锯最普通的类型就是条纹锯。它是简单的木材条纹锯带有特别设计刀口的剖面折断并从铝的碎片和锯齿中移出。

    通过交替或锯齿的音节和净空角的定义而实现的。见图VII.2

    铝用的条纹的锯特点如下：

    E（厚度）=飞轮直径/1000

    宽度=10到30毫米

    齿距=2.5到8毫米；两个齿要保持总是在活动

    润滑剂=脂或可溶性油

    2.3.2. 圆锯

    当有带纹的锯，锯间距与厚度的变化或被锯的区域，但切割的过程是极其特点的作用，使它与磨类似。（见图VII.3）

    带纹的锯和圆锯，切割合金3000,5000和6000系列的切割速度如下：

    HSS刀片：600米/分钟到1000米/分钟

    硬质合金刀片：800米/分钟到1000米/分钟

    便携式磨锯是一个直线切割产品高达20毫米厚的工具，能很好的提高速率。更适合使用6毫米甚至更低的厚度的拼图。拼图有很高的机动性，能切割复杂的曲线。

    2.3.3. 流体的喷射

    金属，包括铝合金在内，在高压下(3000栏及以上)可以减少使用水的喷射轴承磨损颗粒，（PASER 过程）。石榴石的颗粒，金刚砂，或其他被使用的矿物质。这个过程不影响产品的冶金条件，有多种用途。性能也非常好，合金厚度在1到100毫米能以3500毫米/分钟到30毫米/分钟的速率切割的最大厚度。

    2.3.4. 等离子

    有两种等离子切割技术（图VII.4）：

    传统的等离子带有一些6度的草图

    水涡等离子，带有很小的切割草图，2°的指令

    与传统的等离子相比，水涡等离子设备大大增加了切割速度和减少滋扰因素，像烟，噪音，臭氧放电。然而这一过程要求大量的功率。在特殊的火炬形成等离子，惰性气体的移动以极快的速度被分离，在电弧的影响下实现电离子的状态。由于其高速切割（每分钟数米），它的质量和切割的精密度，和适用于自动化，底盘切割机能有很高利润的投资，即使是在短期的生产运营。

    2.3.5. 激光切割

    这一过程主要应用于自动化工厂。

    更多的信息来自铝合金汽车手册(www.eaa.net/aam)。

    注释：

    热影响区域的宽度小于1毫米的合金和总厚度。然而，开裂有时在短期横向尺寸被观察到，能增加两毫米的深度。见图（VII.5）产品的厚度，材料加工超过2毫米将恢复金属原有的品质。

    如果切篇是为使用焊接，那么很显然不需要。

    2.4. 边缘滚动

    铝成型技术不要求特殊的设备。滚筒要干净而且要有很光滑的表面。

    2.5. 弯曲

    对于多重褶皱来说，孔应该被标记标记折叠线的交叉点，当折叠时避免引起裂缝。

    铝不需要一些特殊的弯曲工具，传统的台式用于弯曲的机器或按压可以充分提供工具工作的部分拜托不合意的违规行为。

    弯曲的半径作为一个功能的厚度被观察，在EN485-2标准中被给出。

    2.6. 面临不可加工

    弯曲，值得预防的措施从边缘删除全部的得分记号，有切割引起的，为了防止在深得变形点形成裂缝。

    成型被执行在5754,5086和5083级（其他的在同一族）在退火或H111的条件下。在一些例子成型也许需要间级退火。在使用退火火炬之前这是可以做到的描述，脂作为温度指示器。间级退火能执行很多次，在塑性操作时；然而，小心可以避免退火金属，只有很轻的硬化工作阻止纹理扩大的风险。

●  3. 挤压的产品制造

    通常在包装中材料被独特保护防止在运输中出现被摩擦的问题。

    3.1. 存储

    在原始包装下是最好的材料。和铝片在一起，他们不应该直接放在地上，即使是有混凝土，应该远离水花，浓缩液，恶略的环境，防止在存储中可能被腐蚀。

    3.2. 切割

    锯的过程被描述的适合切割铝合金材料。

    3.3. 弯曲

    材料的弯曲程度看产业的规模也许可以用不同的方法和手段。

    3.3.1. 旋转中三点按压弯曲

    当弯曲的半径与材料部分的高度相比较小也许可以完成。弯曲的精密度（回弹）和光学的一样不是很重要。通常用（大多数）液压机一个简单的工具执行。

    3.3.2. 旋转中三点按压弯曲

    这一过程通常用工具或按压机器来按压。转动也许能比在3.2.1中更好的按压工件，由于在工具和工件少了一些研磨滑动。

    3.3.3. 压缩弯曲

    滑动工具按照圆形模具挤压。挤压相对于定点不纵向移动。

    3.3.4. 压缩卷形成的弯曲

    与3.3.3相同，但旋转轮替换成滑动工具。剧烈的改革形成。通常在带有专用工具的形成卷的机器上形成。

    3.3.5. 运转绘弯曲

    大多数是在弯曲管的机器的标准下形成。

    3.3.6. 在一个固定工具上拉伸弯曲（“摆臂拉伸弯曲”）

    配置轮廓的两端紧紧依靠固定轴拉伸弯曲轮廓最终完成产品。在一些情况下，通过复合半径也许能形成弯曲。几乎所有截面的挤压将受到拉伸的压力在产量压力的限制下，也应用于工件的全部长度。这意味着弹回在全球影响很小，这是固定不变的，可预见的。这种方式下形成的封闭挤压，外墙将下垂。这也许通过在外墙的基本挤压是向外的酒桶型或插入一个弹性的材料而得到反驳。（例如，橡胶）。通过专用的工具的挤压或拉伸弯曲的机器而形成运作的。

    3.3.7. 通过固定旋转伸展弯曲（旋转拉伸弯曲）

    用这种方法挤压抓住两端，弯曲有一个轮廓超过一两个固定旋转（通常是两个）形成最终的形状。伸展带来的一个结果是，通过旋转轴的位置旋转也许可以得到有效的控制。

    相对于传统拉伸弯曲方法的位置(3.3.6)，开始在一端弯曲，挤压传到中间。主要弯曲产生的时刻是通过旋转模具形成的，通常工件是不变的。加工的特点通过低横向（剪切）的力量，因此低接触力量在挤压和不动之间。旋转拉伸弯曲能在专用的按压工具或单独的弯曲机器中可以实施。

    3.3.8. 三维的拉伸弯曲

    在固定或旋转的磨具（持续），挤压在两端，伸展成三位的形状（“在飞机外”）。用工具可以完成，运动是机械的定义，或在可编程工具或在机器。

    3.3.9. 截面的处理

    这个的形成通常是通过加工或按下专门的工具。

    3.3.10. 部分挤压的机械校对

            这个的形成通常通过在一个专用工具压缩伸展或扩张伸展。

    3.3.11. 可实现弯曲半径

            挤压实现的弯曲半径材料的几何形状有很高的依赖性并且很难遇见。因此最好是对标本进行测试。表VII.1为空心圆管的弯曲提供指引。如果需要小半径，在帮助弯曲之前用沙子填充管。

●  4. 钻孔

    对铝合金钻孔是很简单的操作但提倡小心的削，钻的抛光，相对柔软的铝合金通常被商用车的制造商所应用。如果不够尖锐导致钻头弯曲或扣紧，它将撕裂金属附近部分已经被钻的孔。

    以下类型的钻可用于钻铝合金：

    标准的螺旋钻—是最常见的类型

    直槽钻

    枪钻

    半轮钻或三分之一圆钻

    4.1. 螺旋钻

    有坚实的梯度，螺旋角必须是40度同时一点的角在120度到140度之间变化根据颈部的形状，后角8度。

    螺旋钻的其他特点如下：

    切割速度每分钟30到80米，依靠速率和所需质量，非常精准的孔的理想速度是30米每分钟

    普及率有由钻头直径来定义，2毫米的钻头直径每转0.05毫米，30毫米的钻头直径每转0.3毫米。

    可溶性油冷却

    点的高度：这必须超过被钻材料的厚度

    4.2. 直槽钻

    钻的速度有利于清理碎片，中度硬的铝合金比螺旋钻更有效果。四个气缸证明阻止孔的“支撑三角”提供钻的引导。

    4.3. 枪钻

    这个类型的钻对于20甚至20以上的大直径的孔来说更好，同时对钻孔的堆叠也好。钻孔的条件和螺旋钻的标准是一样的。

    4.4. 半圆或三分之一圆的钻

    这些钻主要用于单调的操作。实现直径的精确性用一些0.02毫米工具：

    切割速度在每分钟10到15米

    前进速度是每转0.05毫米

    切割油的冷却

●  5. 出渣

    当其他的连接技术不适用，就要使用铝的线程。如果操作铝的线程技术，应该注意的是线程的长度是目标。

    线程的长度是线程大直径的1到2倍，必须依赖应用，合金和材料的韧度要一样。比如，需要线程长度在T6范围内高强度的合金6000也许是大半径的1.2倍。相反的，一个柔软的合金需要更长的线程长度。

    这有两个出渣的方法：

    通过排碎片

    通过倒转

    5.1. 排碎片

    带有直螺纹的水龙头，应该避免占用侧边的金属。表VII.2，给出了5000，6000系列出渣的铝合金测试孔的直径。这些合金测试孔的退火条件要比表VII.3，铸件12的大3-5%，含更多百分比的含量小于约2%。

    切割速度依靠机器的变化在每分钟10到50之间。夹紧水龙头的方法，不固定的或在夹盘里。完成冷却需要切割油。

    5.2. 倒转

    完成线程通过带有圆形多边形的金属龙头的可塑变形，没有切割楔。

    测试孔的直径要依锯所需的线程深度，要钻的准确。倒转的速度每分钟能增加50米，冷却的完成需要有切割油。

    出渣通过导致提供铝合金的一些优势：

    水龙头有很长的寿命

    增加硬度的线程，抗撕能力和抗疲劳强度好

    没有碎片

    5.3. 线程的嵌入

    通常线程的嵌入可以用M2到M68的直径（表VII.9），当拧铝合金，装配需要被屡次的被拆卸。以弹簧的形式嵌入制成卷的电线，由不锈钢制成金刚钻的部分。

    线程也可以使用。有一两条线夹住螺丝钉侧面的线程，抵抗动态松动压力的影响，振动或热冲击。钻孔使用麻花钻可以完成，但出渣要用特殊的龙头完成。全部碎屑和切割液体在嵌入装配前要离开孔。

    手工的充气工具嵌入线程，车间司机握住线程两端的顶部。这样能在破裂后重新修正。线程嵌入也能用来修理铝制的水龙头，被磨损或在制造过程中不合格的。

●  6. 深冲压

    深冲压主要用于汽车行业。

    技术上的更多信息请见铝的汽车手册，http://www.eaa.net/aam/

●  7. 旋转

    旋转技术是形成在商用车行业的制作一些部件，例如油箱两端。

    7.1. 旋转的优势

    用于旋转的工具很简单，所需的形式是基本内部形状。然而生产时间能升至20甚至更长的拉伸。

    结合成本的计算的工具和生产成本显示短期运行旋转式竞争力。

    7.2. 旋转空间的直径

    三个公式是用来快速确定常见空间的直径。（图VII.10）旋转，空间的直径好的部分比他的拉伸来比不太重要，材料的花费指示了形状的优化性。一个简化的计算对蓝本来说是足够的。

●  1. 前言

    焊接是商用车制造商常用的接点方法，他们的主要部分，例如油箱，自卸车，翻斗车，底盘等等。在焊接期间铝不同物理和化学机械属性和那些钢相比较影响铝的具体行为。在有氧的空气中，良好的锚的氧气层在铝上面。金属底部这一层的熔点在2000°C，相对熔点间隔在630-660°C间的。焊接这一层的品质要删除或中止。

    尽管实际情况，迄今为止铝的熔点间隔低于钢的。弧焊高热量的传导性，高熔点能量，铝要与钢有相同的能量。

    铝的热伸长是钢的两倍，在凝固期间焊接池的容量缺失是很重要的，如果没有采取补救措施，造成接点的变形。极力的把变形减到最小，选择小能量的输入。

    TIG和MIG弧焊是商用车制造商最常使用的两个加工。通过其他技术制作技术加工，例如，等离子，激光，电阻或搅拌摩擦焊和日趋多样化的半成品将促进焊接方法的应用，到现在已经很少有商用车行业在使用。

●  2. 钨极惰性气体保护电弧焊

    在这一过程，电弧在制钨和制工件的耐熔电极之间是要被打磨的，同时惰性气体的罩，通常气体是氩，电极防护罩和保护抗氧化熔池。这一过程使用高频稳定AC电源。在消极时期，氧化膜远离，同时积极时期要确保渗透，冷却电极。TIG焊接适合厚度在1到6毫米之间的金属。

    有一个TIG版的氦用于保护气体。这有助于在弧实现高温，但这需要直接电流带有不断的极性。脱掉氧化膜的影响比较弱，但焊接动力较高，产品10到12毫米厚可以单独和焊接相通然而这一过程对于自动焊接来说很严格。只由于保持弧的难点。恒定控制高度0.5毫米。

    2.1. 手工钨极惰性气体保护电弧焊

    对手工钨极惰性气体保护电弧焊来说，填充材料是一种手持杆放进焊接池。手工焊接通常主要是对于小焊接，环形焊接和相对薄的成分。

    2.2. 自动钨极惰性气体保护电弧焊

    焊枪是自动控制的，如果使用填充，卷轴式自动的。对于焊接量大的，自动钨极惰性气体保护电弧焊是一个诱人的建议，尤其是当焊缝的后面没有通路时。

    制造储藏压缩空气的设备是利用自动钨极惰性气体保护电弧焊的一个很好的例子。这些储藏设备包括板卷，直气缸的中心部分形成焊接，两端被焊接的很深。如果工具柄到中心没有任何支援，防止问题联系到保留水分。自动钨极惰性气体保护电弧焊可以使用简单的连接方式。从储存库的内部，通过氩的供应也可以支援焊接池。

    2.3. 带AC的钨极惰性气体保护电弧焊

    特别适合材料，焊接角厚度的范围在1-6毫米。完全穿透焊接可以没有其他的支持。执行焊缝之前附加的焊接可以不被远离。随着焊枪的改变，改变焊接方向很容易，不要求任何辅料。这个过程也可以用于MIG焊接平滑的表面。

    焊接速度低于MIG的焊接速度，工作件厚于6毫米，预热是必须的。慢的焊接速度也要对更广阔的热影响区和装配时更大的变形负责。

    角焊缝需要达到完全渗透，不缺乏与根部的结合。油箱和筒仓产品，焊缝在垂直向上的位置，TIG焊接的两侧，有很好的品质，提供两个运营商的控制过程。

    2.4. 带DC的反极性，TIG焊接

    这一过程弧的长度低于1毫米，理想的是0.5毫米，意味着主要用于机器焊接。手动操作长度很短，可以在实践中执行。焊缝前这样的应用是焊接的集合。这些缝线的小截面就是这样，他们完全融化了，而塑造MIG的第一个通道在它之上，你需要通过机械方式减少截面。这一过程氧化膜的去除很弱，因此在焊接之前有必要通过机械方法减少氧化层。

    2.5. TIG焊接的边缘配置

    EN ISO 9692-3这个信息给的很全面，在整车制造的典型环节以便我们指出一些例子。（表VIII.1, p. 115）

    避开锋利的边缘，尤其是在焊缝的根部，在焊接之前所有的边缘要仔细的去毛刺。取而代之的磨盘，磨的工具应该被使用，因为盘表面的余渣，可以导致焊接的多孔性。

    2.6. 填充线或杆的选择

    请见3.8部分

    2.7. 焊接加工的选择

    请见3.9部分

●  3. 熔化极惰性气体保护焊

    MIG焊接铝合金丝是电极和填充材料。由于耗尽了，从卷轴到焊接工具（枪或火炬）不是线圈的非自动化。焊接能量是受支持的，通过DC电源（平稳的电流）。连接是极性翻转，确保氧化膜被移走，同时，金属丝电极的融合。

    一些MIG过程确实存在。。。

    3.1. 手工熔化极惰性气体保护焊

    在这个手工版本的记载中，MIG焊接无疑是商业汽车产业中最常见的焊接形式，它运用高成本造出高质量同时令人满意的产品。

    由于填充金属丝是需要消耗电极的，而且总是由卷筒自动给予供给，所以手工MIG焊接也被称为“半自动MIG焊接”

    手工MIG焊接用于所有性质复杂的焊接，产品的规格和厚度与MIG焊接进程是兼容的，当自动化不用考虑利润时。

    如果我们考虑一个片在槽子里的例子，焊接形成圆柱形部分。通过自动MIG焊接我们能看见制造纵向焊接，同时环形焊接连接从这一区域到另一区域，在相反的路程通常是用手工制作转盘。在MIG焊接手工或自动之间选择，将在很大程度上易接近。

    3.2. 自动熔化极惰性气体保护焊

    焊接火炬可自动引导。这通常用于长时间直焊接，一个自动系统是有益的。一个例子是，制造底盘的侧面包括“T”部分的焊接，任何一个中央板的边缘形成组合横梁的网。两个焊接通常是自动化的，同时避免变形的问题。自动焊接也是首选，外表有吸引力是合乎人意的。例如，将硬板焊接到车体的侧面。外观和焊接珠子的大小可重复实现一致性的感觉。

    最终，自动焊接，TIG和MIG提供一个可重复的优质焊接，开始完全定义焊接的参数。

    3.3. 平稳气流熔化极惰性气体保护焊

    这么快和经济的过程准许放置一个大的单位之间内填充的金属。能量输入是这样的，工具炳焊接只能使用背衬栏生产，任意一个完全融入挤压的形态或短时间不锈钢，铜甚至铝移动的特征。由于相对较高的焊接速度，热效应区比TIG焊接要窄，装配的变形很少。

    低于三毫米的薄的材料很难这样焊接因为弧的能量高。如果没有其他设备可用，厚度比较薄的填充金属丝也许可以减少能量输出，但之后提供的金属丝使得过程不够稳定，即使使用推拉过程。

    在MIG焊接过程中，如果预组装的结构是有缝合的，这些短期运行必须要有相似的截面，作为第一个焊接的通道，被一些100毫米长的探测。生产焊接之前在截面上的焊缝通过机械方式被减少了（没有圆盘的磨），以便他们能与焊接的通道熔化，留下根部附近的瑕疵。

    3.4. 脉冲气流熔化极惰性气体保护焊

    改进MIG焊接过程已通过叠加脉冲气流在主气流上得以实现，物体保持在一个很低的平均值上，目前的水平不能提供稳定的弧线。

    每次填充材料被转换，当前的焊接池都很高。（例如，每个脉冲一个金属）“寒冷期”的气流很低，确保弧形保持稳定。

    这有三个运行方式：

    只有开卷的进度只好被调整。电压和频率通过合理的电子电路被调整。

    手动模式：所有的焊接参数是可调节的。

    程序模式：每个可储存的参数根据生产要求使用。

    脉冲MIG焊接的过程限制在产品厚度为2 < t ≤ 5 mm的范围内，垂直的角焊缝。

    这一过程使得标准填充金属丝焊接材料厚度变薄了。当焊接池可以很好的被控制，工具柄的厚度达到5毫米，没有后盾栏可以被执行。另外，在上端的位置对垂直焊接很有帮助。机器最佳位置的放置比标准的MIG焊接的要求还要多，因为有很多定义的参数。由于工件的变形量，热效应区的宽度和MIG焊接是相似的。

    缝合上焊接请参考3.3。

    3.5. 金属线脉冲

    厚度在1到3mm间，互补的选择“金属线脉冲”应该预先增加对“气流脉冲”描述，为了改进弧线的稳定。这个“金属线脉冲”引起双脉冲的气流信号，因此以高温输入。对于不同的T字接头的厚度，热量输入的分布，难以保持恒久不变的传统的气流脉冲。双脉动的电流在精准的接合处确保集中输入热量。

    3.6. CMT—冷金属转移

    CMT加工（冷金属转移）被使用，MIG焊接的厚度低于1毫米。当探测一个短的电路，这一过程收回金属线用以帮助分离液滴。立刻减少热量的输入，短的电路气流保持很小。

    3.7. MIG焊接的边缘制备

    仅是最常用的例子在表VIII.1中，更多细节请参考EN ISO 9692-3.

    3.8. 填充物的选择--焊条或焊丝

    在第五章的合金列表中，大部分合金的可焊性和其之间的组合性是可以实现的。焊接所用的的材料跟金属板的化学成分不完全一致，材料中一般有4XXX系列和5XXX系列，即4043A,4045,4047A,5183,5356和5556A（详见ISO18273）。在表VIII.2中，我们给出了一套比较合理的焊接耗材的建议，同时提出了鉴别焊接耗材优劣的3个因素：实力的最优性，良好的抗腐蚀性和可焊性。选择焊接耗材时务必根据这三点进行选择，不同的耗材一般是各自密封包装的，当耗材被拆开一次后，通常要求保存在环境相对干燥的地方，因为湿度过大会对其表面的伤害较大，从而导致焊缝中气孔率的紊乱，影响焊接效果，如果焊丝长期的暴露在空气中，建议在使用前一天，将它转移到干燥的空间中处理，温度保持在80度即可。

    3.9. 焊接加工的选择

●  4.等离子MIG焊接

    这一过程结合了理想状态下的等离子弧高融化能力的MIG过程，它的气体能很好的防护焊接池。结果是一个质量极好的焊接存在孔隙度。离子弧被保存在等离子圆圈弧形的喷嘴和工件之间。MIG弧形在等离子弧形的中心。两个弧形有相同的极性，高动能的等离子弧形摧毁工件上的氧气层。氧气层被机械的移走可以试行。这一过程很适合应用在对密封性和外表的高要求上。在第五章提到的一个预备的边缘的通道，可以应用在高达10毫米以上的焊接上。焊接速度比MIG快。

●  5．激光焊接

    铝合金的激光连接发展的非常迅速和激光源不断增长的能量平行发展。一方面是二氧化碳的激光高达20KW甚至更多，Nd:YAG激光器的激光达到6瓦甚至更多。二氧化碳的激光束的方向是有限的，但Nd:YAG激光器激光的光纤准许激光束直接到焊接区。这特别是给焊接机器人很高的灵活性。铝的高反射率，使它在单独的地方有必要安装一个激光设备，在设备运行期间，没有人没有足够的视力保护这个入口。传感器发射信号需要运动控制激光束，反射受到的干扰很有效。加工主要用在薄的材料里（1–4mm），要加入工件必须非常合适，在汽车行业生产被剪裁的空白处。

    焊接速度的实现高达12m/min厚度接近1毫米并且厚度在1.5和3mm之间速度是1-3m/min，与标准的弧形焊接相比较，激光焊接给予产品的组件减少几何变形和残余的压力，以及更窄的热影响区，直接导致高的工作效率，因此热量输入很低。激光焊接过程，对于铝合金来说能更好地填充金属丝。

●  6．激光MIG焊接

    结合标准的弧形焊接加工和激光焊接，准许从两个加工过程的优势中获益。过程稳定，高焊接速度，增强桥接的能力。激光束运行比MIG弧形提前，但二者都集中在金属表面的同一点上。MIG火炬提供保护气体，比较好的氦的混合气体(70%)和氩(30%)被使用。这一过程对连续自动的焊接来说是理想的，在通道厚度高达10毫米，要求适合最多的工件被加入，纯焊接相对来说比较宽松。

    相同的安全措施，就激光焊接来说应该被应用。

●  7.电阻焊

    关于电阻焊技术，它虽然在汽车行业的应用比较广泛，但是在商用车行业内并不常见。因此，我们在这里并不为大家做过多的介绍，有兴趣的读者，可以查阅www.eaa.net/aam。

●  8.搅拌摩擦焊（FSW)

    搅拌摩擦焊技术目前是摩擦焊领域的一大创新，目前于TWI（焊接研究所）开发，并且在欧洲、美国和澳大利亚进行了专利保护，因此任何人在使用这种技术时，必须从TWI取得许可证。整个焊接过程中，待焊金属获得能量升高达到的温度并没有达到其熔点，指状物形成工具，通过旋转和转动进入金属，转动的速度和重合的线一样在加入的两部分之间。供应的金属工具的摩擦需要热的能量提供温度。通过旋转，工具材料在焊接区的译文市创建焊接的塑料变形。加工可以使用焊接，重叠焊接，T区和角焊接。对于这些结合具体几何工具的设计是有必要的。加工可以使用在全部过程中，即纵向、横向、架空以及轨道摩擦焊。该工艺可以同时将被焊物的同一侧面制造为100mm跟50mm两种不同的效果。

    工艺优势：

    *生产效率高，即低的成本潜力

    *不容易变形，即使焊接时间长

    *通过疲劳，拉伸，弯曲的测试，有出色的机械性能

    *无烟

    *无孔隙

    *无飞溅

    *低收缩

    *可以在任何条件下进行此工艺技术

    *高效节能

    *无耗材工具（一种工具通常可用于高达6000系列合金焊，焊接缝长度可达1000米）

    *无填充线

    *无气体屏蔽

    *无需焊工认证

    *耐受性强--可以承受具有薄氧化层的焊接

    *批量生产中无需研磨，涂刷或酸洗

    通过不断的研究和开发，搅拌摩擦焊功能的局限性在不断的缩小。然而，目前仍存在着工艺的局限性，主要表现在为了实现节约成本，将大量投资用在了高度可重复性上。为节省材料潜在的成本。工件必须除严格夹紧。背衬栏的要求（除了自动适应工具或直接对抗的工具除外）。在每个焊接的最后不能加入锁孔，需要金属沉积（例如角缝焊）。知道现在尺寸最大的设备可以处理长达20米以上的工件。

●  9.焊接前的表面处理

    为了保证焊缝的质量，建议在对板材边缘进行用水喷射工序后再焊接，可以采用等离子或激光切割，这样既可以去除物质表面的粗糙，如较厚的氧化层和微裂纹，也可以避免焊接缺陷，如裂缝和氧化物夹杂的现象。当然，对于厚度超过10mm的钢板也应该做同样的处理。有一个极大的挑战就是针对很短的横面方向的缝隙处理，当然通过研磨去除2mm的缝隙，工艺加工是可以达到的。焊接金属必须保持在干燥的并没有任何油脂或其他产品的污染的环境下，蒸发掉在操作中的弧形。想要做到这一点，必须在生产前两天，将焊接件纳入生产车间。当存储区域的温度可能会低于生产车间时，可能会凝结。在焊接前，要对其边缘及周围使用脱脂溶剂，如丙酮或工业酒精，避免在形成弧的条件下产生有毒气体造成损失。当焊接物表面上的溶剂蒸发时，需要进行清理推荐用不锈钢钢丝（手工操作或旋转），室外焊接是不可取的，如果没有办法避免，那么必须对环境进行筛选。

●  10.质量监控

    质量监控使得制造商要判断他们制造的产品的质量，有关焊接接头的等级质量更多的细节针对明确的缺陷的可接受的等级。

    可接受缺陷的等级，有如下定义：

    类型和负荷的方向（静态的和动态的）

    登记和压力的变化

    可能危害到的人

    技术和财政冲击失败影响焊接结构

    常规操作的检查和控制的可能性

    10.1. 审批程序

    程序在客户和供应商或加工商的自我管理之间具有合同性。焊工必须通过认证，符合EN ISO 9606-2的资格。焊接程序的说明必须依据EN ISO 15609-1, EN ISO 15612, EN ISO 15613和EN ISO15614-2。测试样品必须提交拉伸度和弯曲度的测试报告。弯曲测试很重要，因为他们发觉在非破坏性的测试上连接很难被识别，帮助实现一个很好的平衡参数是为了防止这些缺陷。

    10.2. 检查焊接接头

    检查焊接接头样式是理所当然的，这取决于焊接的工作率。

    在制造车间，除了视觉检查外，可以进行以下的非破坏性测试(NDT)：

    染料渗透测试对鉴定泄漏物和突然出现的泄漏物是最有效的

    焊接形状测试（几何形状）

    放射线照相术，通常检测接头内部的缺陷（孔隙，裂缝，杂物）

    超声波测试

    这也许是在参考样书上检查一些破坏性的测试

    检验方案包括：

    焊接前检验的范围

    检验的范围和非破坏性测试

    非破坏性测试使用方法

    根据EN ISO 10042的验收标准（质量等级）

    10．3. 焊接缺陷和审批条件

    EN ISO 10042中给出了焊接缺陷和质量等级。

    EN 1090-3中给出了质量等级选择的指导意见。

    关于缺陷的国际系统命名已建立，EN ISO 6520-1中列出了六类不完善的：

    100组：裂缝

    200组：洞和“虫洞”

    300组：固体夹杂物

    400组：缺乏熔合并渗透

    500组：形状的缺陷

    600组：各种个样的缺陷

●  11.设计并防止变形

    11.1. 变形的原因

    在机器焊接结构，引起变形的原因：

    11.1.1. 焊接的方向

    众所周知的事实是大部分在焊接底部的珠子都会紧缩，这就是为什么大部分变形都会发生在底部。到目前为止，它是必不可少的方位焊接，有助于外面的焊接，以便尽可能释放相同的压力。否则，焊接面对的中间的组件，压力的收缩是被“困”的，变形将成为一个很大的结果。焊接结束防止裂缝造成的危险。

    11.1.2. 冲压的效果

    这通常是由于设计的错误。如果我们举一个隔离壁内部的一个槽的例子，隔离壁是必不可少的，无论是伸长的或旋转的。有一个向下的凸缘静止的平放的对着槽体，隔离壁被焊接在上面。这种方法应防止出现冲压的问题，由于焊接的收缩应该尽量减少变形。（图VIII.4）

    同样的，槽体变硬，那就必须在加强筋和槽的外壳之间放一个支撑板防止变形，由于焊接的收缩，影响冲压。（图VIII.5）在有强大的压力下，没有支撑板的情况下会变形。

    11.2.解决方案

    有很多解决方法解决上述问题。

    11.2.1.挤压的应用

    制造底盘使用挤压的方式是有价值得的，这对以下所述有帮助：

    在装配的低压部分

    使焊接消除变形

    底盘的侧面通常是从两个挤压形成的法兰被制造的出来的。

    图VIII.6显示组装可以是自动的，带有两个焊接火炬的MIG焊接同时操作。

    可能有两种对接方法，例如，同侧垂直或水平的。位置的选择将主要被规定通过焊接台的设计。当以测试水平支撑的需要对抗偏转角。

    11.2.2 最后一步

    这些位置必须固定的，这样才方便在焊接过程中装配可以自由伸长。“压缩”焊接，即防止其进行未预定的伸展，很好的增加了收缩工艺，从而为随后的变形奠定了基础。

    11.2.3 预变形

    一些焊接变形是可以移动的通过焊接在预变形区域，焊接后在这样一种方式下组装是正确的。如果通过夹紧金属在弹性区只有预变形，那么结果会很不稳定。因此建议通过在弹性区将金属弯曲在进行预变形。在这种形势下，结果将是可预见的，可重复的。

●  1. 粘接

    1.1. 定义

    粘接被定义为连接部分使用非金属物质（粘合剂）部分的过程，经历了物理或化学的硬化。导致接入部分通过表面力量（粘合）和内部力量（粘和）。

    粘合是在黏合剂和金属表面的物理吸引。粘合剂分子和金属原子或机械联锁之间，粘合剂和金属的粗糙表面之间是真正的化学粘接。造成粘合是粘合剂本身的内部强度的原因是黏合剂成分之间物理或化学的力量。

    1.2. 优势与劣势

    优势：1.负载均与分布在正确角度的负载方向上、2.微观结构不受影响、3.自由变形的连接、4.不同材料的连接、5.极端薄弱地方的连接、6.轻量化、7.热敏性材料的连接、8.金属不同电气化学的连接（黏合剂的绝缘效果）、9.其他方式的高强度连接（拧，焊接。。。）、10.高疲劳强和很好的减震

    劣势：1.时间对加工属性的影响、2.连接表面的预处理是必要的、3.有限的稳定形式、4.加工参数必须要控制在很小的范围、5.及时改变属性（黏合剂的老化）、6.控制过程复杂、7.去皮强度低、8.粘合剂低的强度需要大量的连接区域、9.有限的修复潜力、10．强度计算难

    1.3. 黏合剂的类型

    结合粘合剂粘合连接和机械连接（如铆接或螺栓）可以消除一些上面所列出的劣势。黏合剂可以分为三类，取决于他们形成反应和聚合物的结构：

    聚合：单体链接在放热过程中共同形成大分子（聚合物）。热塑性塑料像methylacrylates，乙烯聚合物的氯化物，聚醋酸乙烯酯，橡胶聚合物属于这类。

    缩聚作用：作为化学反应水是被生产出来的。热塑性塑料像聚酰胺和聚砜相当于duromers，像苯酚甲醛树脂，尿素树脂，三氯氰胺树脂，polymides是缩聚制成的。

    加聚：在这过程中氢气原子是被重新排列的。常见的粘接金属的黏合剂像环氧树脂，聚氨酯是通过加聚制成的。

    1.4.黏合剂的应用

    用黏合剂粘接是表面的力量，好的运用黏合剂连接的先决条件是：

    A）结合材料本身选择合适的黏合剂

    B）存在于适当的材料表面

    合适的表面意味着表面需要很大的空间足够转移应用的力量，有能力确保粘接点合适。这能通过合适的热处理完成目标。任何残留的污垢像水气，油，灰尘等必须远离之前黏合剂的应用。通过使用化学洗涤剂完成，洗涤剂或蚀刻作用剂或机械的磨。在任何情况下，胶水粘合前表面必须绝对干净。通过黏合这可能是有利于金属表面更好湿润的漆底。

    联合建造是与黏合剂相关的过程，它要有更大的粘接范围。要避免去皮和割开黏合剂的连接力量并且弯曲力应减到最小。

    黏合剂可以被手工应用或更大范围的自动机器应用。在干的地方黏结并处于通风处。严格的服从制造商的规则来完成工作。生产参数例如树脂/硬化比例，在粘合剂固化期间，持续的时间和压力部件装置，固化温度等必须合理控制。

    1.5. 渐渐产生并成熟

    粘结的耐久性取决于像适当预处理，粘结的化学成分和服务条件这样的因素。服务条件是指像重力，温度，湿度和紫外线的曝光（聚合物对这种紫外线很敏感，趋向于失去其机械性能）。

    在压力下渐渐产生粘接接头老化会。（渐渐产生可被定义为在弹性物质的长度下增加时间依赖性是恒久不变的拉伸负载。）

    粘结接头应该做常规检查防止受损，使之前的修复有可能失败。

●  2.螺丝钉和螺栓的紧固

    螺栓创建一个可以被打开的连接，闭合一样是有必要的。它除了连接金属使用焊接这种最传统的方法外，不用焊接也可以使不同的金属连接上。在商用车上最多的是铝和钢的连接。（例如，底盘，油箱和车身之间的连接）特别是应该避免流电所产生的腐蚀，请参考第XI章。几何固定的选择应取决于实用重力的计算结果。连接带有钢制螺栓的铝合金板材，流电腐蚀的风险要考虑：绝缘垫圈应放置在金属接触的附近。

●  3.铆钉

    铆钉是现在工业用于不同部门连接使用最广泛的一种方法，包括商用车的制造。作为一个非常安全和容易应用的技术，铆钉成为连接装配的很普遍的方法，例如，制造冷藏挂车车体。

    机器铆钉有一些优势：

    高速：机器铆焊准许快速运行，并使用充气液力工具

    易于控制：夹紧的力量总是被系统担保，因为它小于所需的力量

    外观视觉：机器铆焊可结合封顶的塑料铆接

    不要求熟练的操作

    混合连接时可能的：不同的金属，塑料，三明治状物或蜂窝板

    铆接可以分为2个主要的子类别：自穿孔铆接，传统的铆接需要有洞，要在钻之前铆接

    常规可分为两类：

    锁螺栓，视觉上看他们像是创建同一类型的连接作为一个传统的螺栓，但不像传统的螺母和螺栓；即使在极度的震动下，它们也不会松动。当两边的连接都易获得时他们可以使用。锁螺栓包含一个针，被插在洞里，一个项圈，放在相反一端的针上。工具放置在紧固的针尾并且是有活性的，针头拉过来对着材料，工具铁砧，推动项圈与连接相反。在这个阶段产生初始嵌。工具后项圈进入到针内。针的尾部之后装置是完整的。（图IX.2）

    所螺栓强度的特点

    夹紧力量和预负荷：圆锥形洞的装置是被迫放在项圈的位置之前。在安装过程中，作为工具使用，把针尾拉在一起，连接在一起。逐渐被锁在硬针的槽里。针和项圈在一起的形式被固定安装。

    挤压的行为减少了项圈的直径，增加它的长度，转而使针伸展，在连接上产生夹紧的力量。

    剪切力量锁螺栓的变化根据材料的强度和紧固件的最小直径。通过直径的增加或材料的等级，紧固件的剪切力量可以被增加。

    锁螺栓的拉伸强度是独立于抗剪切的项圈材料上，充满数量槽。

    抽芯的铆钉，当一边可通的时候能使用。抽芯铆钉的特点紧固连接后分离铆钉，铆接变形。（因此他们经常被称为“打破铆接”）（图IX.3）

    自穿孔铆接不要求以前的钻孔。通过金属片焊接部分螺栓被穿孔。进一步停止操作工具，连接特别形状固定柜台导致形成铆钉头的一种方式，穿孔片覆盖到连接区域。（图IX-4）

●  4.金属环和剪裁

    金属环的设计是为使用锯齿部件很容易的制作组装。

    金属环的设计准许侧面有凹线，锁定场所不能对着钉子。

    压力分布在轮廓的整个长度，不只是集中在机械的固定点上。（钢性）

●  1.前言

    虽然铝用于没有表面保护并使整个拖车自然，他很可能使用不同表面处理的方法来优化吸引力使拖车的外观视觉得到很好的效果。保护不受恶劣的干扰，为公司的logo或广告一些空间。

●  2.铝的潜在能力

    有很多装饰的方法进一步完善铝的表面。虽然用于其他材料的所有方法都是可用的，特别要关注的是铝特殊的属性。在每一种情况下，特别是表面的柔软度和氧层的存在要注意考虑。有两个主要的方法来修饰和完善：

    机械完善

    -刷光

    -抛光（或“擦光”）

    化学完善

    -阳极氧化

    -油漆

    现在，油漆是最常见的方法来装潢卡车和拖车。

●  3.机械完善

    3.1. 刷光

    刷光是修饰卡车和拖车最少使用的方法。它大多是出现在运输大量液体的游轮上。像刷光，抛光是在刷光的表面和铝表面之间，基于在耐磨效果上的。由于刷光是很艰难的一部分，摩擦的效果与铝的表面无关。使用旋转的刷光工具和机器来刷光。通常情况下，没有额外的刷光化合物或化学制品使用。

    就像铝要处理的每一个表面，应用刷光过程之前要刷的部分需要清理要有适当的脱脂。清洁是移走多余的灰尘，污垢，油，乳液，刷光之前从压制过程中留下的残留物。防止在刷光过程中挤压表面的颗粒。确保外表相同，它有很大的优势，使用带有刷光的自动的过程并同时控制。

    3.2. 抛光/擦光

    抛光或擦光在北美市场是很常见的方法改善装饰表面。3个主要的方法供应：

    ·使用铝制镜和板材滚动在磨坊

    ·抛光/擦光的磨坊改善所期望的外观

    ·手工抛光

    利用镜制的板材或使用已经磨光的或抛光表的优势，现场制作减少手工抛光的焊接缝或区域，再制造过程中已损害。当处理这些表时要非常注意，每个跟踪机器的缺陷是由于制造必须是手工打磨的。

    镜子完成是在轧机中完成的通过使用特殊的轧制程序表面几乎不粗糙。这使得它的过程要求很高，必须十分小心采取可靠的措施和质量恒定。

    抛光或擦光的的板材需要自动的生产线，带旋转抛光的表面被抛光，在同样的时间跨越整个版图的宽度。旋转抛光机有特殊的垫在它表面上，在抛光铝成分的帮助下抛光铝表面。抛光成分作为轻微磨练，移走铝顶层的表面，在表面粗糙的范围内被生产通过磨坊。

    抛光的结果完全取决于合金的类型和韧度，表面坚硬，抛光粘贴的类型，机器的放置。（像衬垫的转速，压力和类型）。这是一个“反复试验”寻找按规范正确放置的方法。

    在一些案例中，抛光之前，铝制板材应该被脱脂并清除一些灰尘油垢，防止磨损的颗粒到铝的表面。

    相同的规则应用于手工的抛光。这个过程很难应用，大而广的经验达到满意和可再生的结果。在移除表面的灰尘或油脂后，手工过程开始和旋转抛光机并使用切割研磨。垫子应该是羊毛复合类型。抛光机的速度必须限制阻止表面的燃烧。抛光机应该被来回上下移动，确保表面磨损统一。由于垫子突然变黑，（由抛光残留物引起）。注意要进行常规的清理或更换垫子。粗糙的表面第一次抛光后，粘贴的类型要改变降低磨损。之前应用最后的抛光步骤，对再一次清理移动黑色残留物很有用，那些残留物可能被留在表面。手动抛光最后的结果因该像一个镜子，有一致性，有旋转标志，有黑色斑点，有发光的表面。

    保持镜像表面始终是一个漫长的过程。使用清理系统是合乎情理的，曝光正常空气，导致抛光表面漂白。

●  4. 化学装饰

    4.1. 阳极氧化是一个电化学过程，加强在铝表面的自然氧化薄膜。阳极氧化是在含有电流的硫酸溶液里完成的。自然氧化膜是因此形成的。达到一定厚度的氧化层这一过程是可以控制的。（范围在氧化膜的1000次之内）。阳极氧化不仅产生在最频繁的银色亚光表面，而且在同一时间可以增加厚度，抗腐蚀度和耐磨损能力。过程被应用在不间断的元件上，像铸造，挤压，板材或不间断的在卷板上。

    阳极氧化膜的结构是在过程中参数被决定的（池铁桨的类型，气流的应用等）包括六角形细胞。该细胞的中心包括带有微米直径的微孔。这些微孔的是密封的，确保突出抗腐蚀性。这是完成在使用密封剂下的沸水里的。（图X.1）

    4.2. 油漆

    4.2.1. 简介

    油漆是商用车最常用的装修方式。由于铝表面的自然氧化膜，它是至关重要的对于粘接和耐久的有机物的涂层使用表面高效制备剂。因此不足以清洁裸铝的表面，脱脂之前喷漆。关键是移走自然氧化层，因为它妨碍油漆过程中粘合。

    完成这个需要两个步骤：

    化学预处理通过蚀刻（脱脂后或结合脱脂或蚀刻的过程）

    铝合金脱脂表面使用液体脱脂溶液供应才能完成，比如，被涂料生产者。清理和脱脂的目的是：

    ·移除任何带脂的或带油的残留物，来自表面的泥土和灰尘的痕迹

    ·防静电

    正确的使用脱脂液，需要用新鲜的蘸布先擦拭表面，然后用新鲜的，干的布擦拭它。铝具有两面的性质，意味着它能溶解在酸性和碱性的环境中。蚀刻商用车是应用蚀刻喷雾剂。碱性蚀刻是建立在腐蚀性，纯碱，硅酸盐，磷酸盐，碳酸盐和氢氧化钠的基础上的。集中氢氧化钠和蚀刻的温度在速度和速率上有很大的影响。蚀刻也可以以磷酸硝酸溶液为基础来完成。蚀刻树叶粗糙和水分多的表面。因此，必须用清水仔细清洗过后再进行蚀刻。（大约需要20分钟）

    机械处理辅助的摩擦或爆破

    完成削磨要在一个清洁并且脱脂的表面，防止油在铝上导致出现油漆的粘接问题。纹理的磨盘应该有120-180的大小。

    爆破准许车辆有更多一致性的处理，到达的区域不能通过削磨机器的手册而完成。使用铁爆破研磨料是有必要的，像回收利用的金刚砂，由于铁能导致腐蚀问题的出现。爆破期间磨损率很低，在0.1毫米以下，因此和蚀刻有着同样的范围。

    消磨或爆破后（也使焊缝角变得扁平，平面出现划痕）有必要通过空气压缩移动磨具的痕迹并在之后再次清理表面。

    4.2.2. 底层涂料的应用

    底层涂料应该被直接应用，之后进行表面的预处理防止氧化薄膜的重建或防止吸来任何灰尘在车辆较长的等待时间。底层涂料（或“清洗底层涂料”）被用来作为黏合剂保持必要的粘接力量在培养基（铝的表面）和油漆之间。他们也作为腐蚀抑制剂，当他们防止水蒸气扩散通过与铝直接接触表面的涂料。底层涂料制成的环氧基树脂非常适合前处理铝的材料，但需要彻底处理纯裸金属的表面。底层涂料通常被喷枪应用，洗涤涂层的厚度，或反映底层涂料层大约10μm。

    4.2.3. 最终的涂层

    完成最终涂层的应用有不同的方法，但是不管怎么说都不是特定的铝。在任何情况下，使用带有协调属性的油漆系统是至关重要的。油漆供应商的技术规则要严格执行。

    最后的图层可分为2-3个层，带有或不带有填充料的使用。填充料需要不规则的平坦或增加涂层系统的厚度。

    表面得配置，底层涂料表面是一个带有光滑研磨盘的地面。（粗糙度300-400）应用夹大衣前填充料也被地面应用。

    油漆通常只适用于喷漆。要控制干燥时间和温度。它可能需要应用一个中间削磨的单一涂层。一个仓筒油箱拖车的典型油漆程序可以有：

    ·蚀刻/脱脂内部或外部通过在磷酸的基础上带有拘谨蚀刻的喷雾。

    ·清水冲洗残渣大概需要20分钟

    ·车辆的最终配置

    ·用手动消磨机器削磨油箱的表面，移动小范围表面的损害

    ·用除油剂和有机硅塑料清理和脱脂

    ·清洗油箱外部的底料涂层的使用。表层厚度8-10μm。

    ·在温室下烘干油箱(20°C)或将温度上升至80°C以上

    ·移动不对称的填充料；削磨填充料层

    ·用湿布擦拭去除污垢和灰尘

    ·应用第一层涂料（底漆或湿的填充料）合并为两层厚度为60-70μm。特别值得注意的是石头碎屑的区域。

    ·在最多2小时后底漆的应用在所需的颜色。最终底层的厚度是50-60μm。

    ·干燥顶层

    轮廓挤压使用，例如，给拖车喷漆有两种方式：整体来说，拖车也可以着色或者轮廓分别被着色然后被组装。一般装潢规则提到的对这些建筑物的类型也是有效的。在任何情况下，充足的是必不可少的长期持续涂料装饰在表面运用好的制备作为对之前的提醒。油漆装潢问题经常涉及油漆或铝本身，但更不足的是前处理。

●  1．腐蚀的定义

    腐蚀是电气化学在金属和它环境的反应，导致金属性质的改变，会经常导致金属功能的损害，环境，技术系统这些部分的形成。（定义在ENISO8044）腐蚀可以发生在局部（“蚀损斑”），或它可以拓展宽度产生全面的退化。

●  2．铝的腐蚀

    2.1．自然氧化层

    一个干净的铝表面很容易起化学反应，将自发的与空气和水形成氧化铝。这种氧化物在每个铝的表面构建了一个天然保护层。厚度约1–10nm。氧化层是化学的非常稳定，具有良好的附着在金属表面的能力，自我修复能力，进一步防止铝被腐蚀。（图XI.1）

    氧化层会在强酸强碱的环境下被破坏或出现侵略性的离子。侵略性离子能摧毁局部氧化层，造成局部被侵蚀（“蚀损斑”）。这个反应的一个典型的例子是`铝和氯离子之间的接触，出现在海水和公路用盐上。

    一些合金元素也许增强了氧化铝的抗腐蚀性，其他的可以削弱它。

    车辆制造商或车队制造商应该在任何关键条件的工作情况下接触铝的供应商，像升温或侵略性的负荷。

    2.2．商用车铝受腐蚀的类型

    虽然在它的氧化膜中有很高的抗腐蚀性，发生在商用车结构和运行当中腐蚀的类型有：

    ·流电腐蚀

    ·裂纹腐蚀

    ·点状腐蚀

    ·丝状腐蚀

    2.2.1．流电腐蚀

    当两种不同的金属直接或间接的接触每一个存在的电解质时，会发生流电和双金属腐蚀。这类腐蚀发生的原因不同于两个金属的电化学的反应。铝是一个带负电的金属并因此该受到特别的关注使用铝的时候结合其他金属下存在的电解质。（例如水）在电化学反应中，铝作为阳性的被溶解，同时其他金属保留它的完整性。

    在这种情况下，铝离子与氧的水氧化物反应，在铝的表层构建一个白色的层。

    对流电腐蚀来说有三个前提：

    ·2种不同的金属在电化学上有不同的潜力

    ·电解质的存在

    ·两金属间的直接和间接接触

    电解质使2金属间的电子流动。如果金属（水包含盐）潮湿出现在电子或电解质那么这可以发生。商用车，这种类型的腐蚀发生，钢或铝制部件是被螺栓栓的，铆接或宁在一起了。雨水或道路溅的水会与金属部件接触。（图XI.2）

    避免两金属间的直接接触，防止水包封。有必要用绝缘材料（例如，氯丁二烯橡胶或其他人造橡胶），在金属和使用密封剂密封缺口。（图XI.3）

    2.2.2.腐蚀裂缝

    裂缝腐蚀出现在小型建设的壁凹。在缺口中，有积水的可能，由于毛细管力量和存放的侵略性。因此，特别是在公路的溅水区，建设的缺口应该是中尽可能的关闭，因为水有侵略性。（比如，来自路上的盐）缺口腐蚀的腐蚀进度通常非常低，由于腐蚀产品-氧化铝-非常稳定并建立缺口的密封。

    2.2.3.蚀损斑腐蚀

    蚀损斑腐蚀是铝上最常见的腐蚀形式，局部表面的蚀损斑的发展特点。直径和凹点深度的变化取决于不同的参数，涉及到铝本身（合金类型，冷加工的比率，热处理）或它周围的环境（积极离子的存在）。蚀损斑的腐蚀发生的地点自然氧化膜被损坏或不完善由于不同的原因所导致，像制造涉及到的环境问题。（地面上焊接中断等）凹点的形成速度很快，形成后增长就减慢了。这是由于腐蚀产品-氧化铝-不溶于水，因此金属内侧的凹点依附于表面。在铝的表面和腐蚀性介质阻止直接接触氧化铝，这样会减慢腐蚀速度。（图XI.5）

    这减慢了腐蚀凹点的速度用事实解释了，铝设备可以在十年间用于一些环境在没有任何保护的情况下。（国家空运，海洋运输，海水等）

    换句话说，凹点腐蚀是一个正常并不影响车的耐久性。

    2.2.4.预防腐蚀的建设性措施

    一些常用防腐蚀的规则（大多数情况下会出现积水的区域）：

    ·建设性的缺口应该避免，如果不能，应密封处理。（图XI.6）

    ·应避免积水。装配的应向下打开。

    ·焊接将中断，关于其他问题像压力，疲劳等，应严格的被避免。（图XI.8）

    ·材料有不同的电化学潜能是涂层和绝缘材料可以彼此分开。

    2.2.5.丝状腐蚀

    丝状腐蚀的发生在油漆或搪瓷层下。大部分依靠环境因素，表面质量的处理应先于油漆。腐蚀细丝有一个蠕虫状的外观，很容易见。丝状腐蚀不侵袭金属表面，但影响表面的外形。

    腐蚀模式与侵袭凹点上面的很相似，通过水分渗入表面层。导致氧气集中，起到阳极的作用。丝状腐蚀主要是审美效果，但可能会导致某些建设部件表面层脱层。

    防止这类型的腐蚀发生，至关重要的是按照油漆供应商的指示，特别是关于适当的表面处理在使用合适的底层涂料的情况下。

    2.2.6.合金5000系列和上升的温度

    长时间在高温下焊接（65°C到200°C之间），铝镁合金含有3%以上的镁经受冶金的变化，可以导致晶粒间的腐蚀，如果两个条件都满足的情况下：

    ·连续沉淀出Al8Mg5的水珠，金属间化合物有界限（感光度增强）。这些Al8Mg5沉淀出的是阳性散装材料。

    ·存在一个积极的媒介，例如，材料刚好可以露出盐水的表面。

    这个现象被研究多次为测量参数对感光度的影响：

    ·镁含量和生产过程在很大程度决定合金5000系列动力学上的感光度。适当的路线降低感受性被建立在供应商上。

    ·制造过程像形成，热量的加入（焊接）也许会减少最终产品感受性的抵抗性。

    ·热量负荷（温度乘以曝光次数）比温度这个条件要重要。例如，如果65°C是目录或手册中被限制的值，他将需要两年的时间使合金5086在这个温度下易于感光。与此同时，在100°C，很多个月都需要这样。最快的易于感光的被大体上实测到的是在130°C到200°C之间。

    但即使材料是易于感光的腐蚀将仅仅发生在积极的环境下，如，当腐蚀性电解质与金属表面接触。经验已证实了这一点。

    有重燃料油的公路油槽车，有20年甚至更长时间的服务，一天工作长达8到10小时，在65-70°C至少累计运转50,000小时。

    作为一般准则，使用合金，强烈建议，镁含量最大可达3%，长时间曝光在75°C。当时用合金5000含有很高的镁是必要时，建议咨询材料生产人，它们的适用性必须被详细评估。考虑到热曝光的部分在它整个的寿命中。

    2.2.7.其他形式的腐蚀

    其他形式的腐蚀是存在的，但合金和韧度目前使用在商用车上不被倾于这些类型的腐蚀。

    2.3.进一步参考

    ·铝的腐蚀性

    C．Vargel,ed.Elsevier

    ·www.corrosion-aluminium.com

●  1.引言

    正常清洗铝制商用车是确保使用时长的先决条件。任何一种污垢都是可以处理的，保持视觉的吸引力和关键部分，像车轮，车轴，制动系统和液压系统可以更好的视觉控制。由于机械摩擦力防止腐蚀和损害在移动部件之间。

    防备油箱拖车，有关于运输食物的严格的法律规定或其他清洗车辆的严格要求当运输不同的化学物时可能会干扰之前其他的货物运输。在一些情况下，铝不能被用于建设材料，由于清洗说明，制定使用坚固的酸性或碱性化学品。

    一般情况下，清洗铝制车辆不同于清洗其他材质的车辆。可以自动洗涤等同于手动使用高压喷枪，刷子和布料。

●  2.自然条件下变污

    商用车变污也许有以下原因：

    ·燃料引起的：柴油耗尽，煤烟

    ·公路引起的：水泥，沥青，粉笔，农业产品的残留物等等

    ·环境引起的：空气污染及灰尘的影响

    所有的这些元素，结合湿度会导致局部腐蚀，褪色或破坏粉刷层。

    这方面，先前运输物品的残留物的新负载，也可能被视为致污物并需要大量的清洗。

●  3.洗涤剂的选择

    用于清洗铝制车辆的洗涤剂必须是可以和铝相容的，意味着它不能太积极。

    一般情况下，洗涤剂必须：

    ·对各种污染物都有很强的去污能力

    ·高效去除污染物

    ·创造一个明亮的视觉外观

    ·在顶部油漆逐步建立保护膜

    ·符合特定的规则

    ·生物降解

    ·对用户没有害处

    洗涤剂是很复杂的混合物有高达20种成分同时提供不同的功能：脱脂，轻微蚀刻，洗涤，保存等。

●  4.洗涤剂的应用

    清洗车辆时应避免直接被太阳照射。每个洗涤剂应该在铝的表面先进行测试。

    洗涤剂既可以被自动清洗线使用也可以被手动的高压喷枪，刷子，抹布使用。主要的清洗效果有：

    ·化学：一些洗涤剂的元素溶解污垢或矿物盐不攻击表面。

    ·物理：清除污迹通过对表面的张力进行脱脂。因此洗涤剂包含湿润的元素。

    ·机械：通过喷雾去除污迹用加压洗涤剂或当使用刷子时通过磨损

    ·温度：更高的温度，或在洗涤剂和污渍之间即使通过增加化学反应的速度使得水蒸气增加洗涤效果。

    应该由车的底部至顶部喷洒从而防止快速移动。喷洒时间要足够长从而解决这个污渍。洗涤剂不应该使车辆的表面是干的并且清洗应该用电离子水集中冲洗。

●  1．前言

    修理商用车应该同样关注其新的构造。一般情况下，新构造使用的所有规则，材料，方法应被列入到修理的原因当中。

    修理是由情况而定的，没有拆解结构的部件的小损坏也是可以修理的或受损成分（板材，挤压），要被裁剪并完全被取代。

    在任何情况下，损害应该从不只是“焊接”。这种方法并不反映合理的维修方法。任何部分被裁剪都是由于损害，要用同一类型的合金取代作为初使用。这个应用是为了确保安全，使整个车辆的压力的偏差保持恒定，防止削弱结构。需要考虑到的是，在欧洲压力容器条例97/23/EU中，特别是油槽车和藏筒拖车作为加压的容器。维修和监管需要额外的测试方式通过测试监督团体。（像TUV）

    修理应该被执行通过原始车辆制造商或在认证的修理车间：根据国家技术发展水平需要有适当的组织工作，有资格的焊工，工作方法。

●  2．修理

    成熟的修复铝制车辆要根据以下步骤：

    ·损害的鉴定

    -多少金属被破坏？

    -第一次检查时无法用肉眼看见的进一步的损害

    ·剪裁出被破坏的成分

    ·最初鉴定使用材料的规格

    ·根据监测规范订购替换材料

    ·订购合适的焊接填充焊丝（根据规范或具体规则）

    ·焊接期间热萎缩过程中考虑准备裁剪的替换部分

    ·如有必要，预先形成替换材料

    ·在修理区去除原有涂层

    ·固定更换车辆部件；如有需要额外构成车辆外形，焊接期间防止形成更多的压力

    ·通过适合的焊接方法连接车辆结构更换的部件

    ·可见的焊接质量的控制

    ·如果有必要或强制的（压力容器），之后进行焊接的非破坏式测试（超声波，X射线）

    ·焊缝的研磨或压扁

    ·涂层的修理

    ·最终控制；检查所有维修步骤，通过监督组织

●  3．铝制底盘的维修

    铝制底盘的实例值得特别关注，静态能力和疲劳强度的非专业维修也许会导致情况恶化。

    避免这种问题的发生，请看第VI章，第8部分，关于疲劳的部分。

    从疲劳的理论出发，那章也说明了良好穿孔的做法，焊接可以延长车辆的寿命。

●  4．MIG和TIG焊接修理

    道路车辆可承受损坏并需要修理。修理由铝合金制成的商用车比修理钢制车辆难度更多，但应根据适合车间的步骤严格执行，通过操作熟练的官方监督团体或社团种类，如果车辆有这方面的要求。

    没有维修工作应该着手于不知道货物的类型（液体，粉末等）通常用于运输的车辆或之前适用的安全预防措施：清洁，排气，测爆炸性气体检测仪器，去灰尘等，如有需要。

    4.1．合金的选择

    半成品的合金用于修理工作（兼容）与制造商手册原始合金的指示相同。

    4.2．筹备工作

    这是最重要的阶段，因为它会测定质量和修理的强度：

    ·剪裁，偏爱等离子火炬或碳化物切割轮比钢化轮速度快，磨损的轮子也许包含焊接缝

    ·很仔细的墨虽被焊接的地方，去除所有涂料的痕迹以及各种残留物

    ·用合适的作用剂仔细脱脂

    4.3.焊接

    修理规则的构成在第VII章描述的很详细，焊接那一章也有描述。当维修是必不可少的时候：

    ·适用组件，像油箱，底盘等，稳固在它们的相对位置。夹紧应被调整准许扩张，然而，太多的限制可能会加剧收缩不利的影响。痕迹的结构是很有用的，可能遭受最大的压力，如果这些都是可用的那么涉及到制造商的设计预算

    ·支持建成的部分控制间隙

    ·特别注意的是焊接的方向。这样做的目的是限制极限变形，最大限度的减少热裂变的风险。焊接水珠容量的收缩约为6%，周围温度处于液体状态和固态状态之间时。这个现象引起的裂变风险，

    ·为避免回转到初始的焊接而改变焊接的路径（图VIII.7）

    ·执行一些必要的测试，像X光线照相术，燃料渗透，等等

    ·选择正确的焊接过程(TIG或MIG).TIG焊接更适合较小的修理从后面入口是不可能的，因为它更容易使用。比MIG焊接有更好的渗透控制

    称重紧凑型TIG焊接机器比当前市场上可用的160A提供焊接的要轻20千克。这些机器很容易搬运并很理想，局限性的修理。

    小的修理，像破坏油箱的外壳，补丁必须与破坏的外形完全匹配，但通过锤打焊接的收缩应轻微扩大。没有预防措施剩下的压力也许更好，造成有规则的裂变。这种现象更容易出现在更小的补丁上。