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探秘凯迪拉克CT6 车讯实验室访上汽通用

2016年03月10日 13:33 来源:车讯网 作者:车讯实验室
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车讯网 报道】与《拆车坊》相同,在过去的几年中,《车讯实验室》对数款车型进行了较为全面的解析。解析的主要内容,是通过拆解,探秘车辆的结构、材质与做工。事实上,如果能够走进厂家,把从钢板到汽车的各个制造环节从头到尾看一遍的话,就能得到更为全面的认知。不过,多数汽车厂并不对外开放,有些工厂虽然允许参观,但只能坐在电瓶车上,匆匆一瞥,根本看不清楚。这次,我们有幸来到投产仅1个月的上汽通用金桥工厂,围着凯迪拉克CT6的生产线,里里外外看了个够。

  2004年,当凯迪拉克CTS第一次进入中国时,以独树一帜的风格给人们留下了深刻印象——宽大的车身,强劲的动力,刀削斧砍般的前脸造型。档次和售价与其接近的车不止一辆,但凯迪拉克那种专属于它自己的风格,恐怕谁也无法取代。也许,这就是凯迪拉克的诱人之处。10余年后,更高一级的CT6国产,无论是2.0T的后驱,还是3.0T的四驱,8款车型的装备之新颖、配置之丰盛,令所有喜欢它的人怦然心动。不过,在光彩夺目的外表背后,内部结构能否保障安全,材质选用是否存在不应有的节约,组装工序靠什么实现品质控制,这便是《车讯实验室》走进上汽通用生产线时,最希望了解的内容。

  生产凯迪拉克CT6的工厂是一所刚刚落成、投入使用只有1个月的全新工厂,位于上海浦东的金桥。今后,凯迪拉克将有数个车型进入我国,全部在这里生产。除了发动机与变速器,汽车制造通常由4个部分组成——冲压、焊接、喷涂、总装。为了提高效率,新工厂没有设立冲压车间,冲压工作在上汽通用的原有厂区进行,而后运输过来,所以,我们的探访,是从焊接车间开始的。

  多种材质组成的凯迪拉克CT6

  将冲压成型的一块块金属件,焊接在一起,形成白车身,这就是焊接车间的工作。在这里,我们看到了一份结构图,得知,在凯迪拉克CT6的白车身中,有57.72%是铝材质,这种情况显然与众不同,目前市场上的汽车,几乎都是全钢结构,即使有些车型用到了铝,也只是个位数的一些部件,比如机仓盖、前后防护杠、悬架横臂。大范围应用铝部件的车型,并不多见,曾有制造商推出过全铝车身,但因价格过于昂贵,敢于问津者寥寥无几。

  一些对汽车不够了解的人们,往往会把重量与安全划等号,这是个天大的误解。事实上,用铝材制造车身,可以降低重量,对节能、减排以及提高动力性能大有好处。数年来,利用各种方法,让汽车轻量化,是各大汽车制造商的工程师们,孜孜以求的目标。至于安全,早已交给各种电子设备去保障。就拿凯迪拉克CT6来说,它的高配车型拥有主动刹车、车道偏离预警、自适应巡航,有些车型甚至拥有夜视系统。

  如果采用全钢车身的话,像凯迪拉克CT6这样的块头,白车身重量至少得500公斤,由于采用了超过半数的铝材,使得它的白车身重量降为370-380公斤,削掉了120公斤的赘肉。别小看这120公斤,在不考虑载荷的前提下,2.0T的凯迪拉克CT6的比功率为0.12,这是个很优秀的成绩,因为同级车的比功率一般在0.08左右。2.0T的凯迪拉克CT6百公里加速仅需6.6秒(3.0T是5.7秒),毫无疑问,这是个很棒的成绩。假设没有减肥,比功率会下降到0.11,与0.08相比,尽管也很不错,但毕竟不如轻量化之后,动力性更强。

  不过,车身轻量化首先建立在整车强度不降反升的前提下,为了达到这个目标,凯迪拉克CT6的车身由多种材料构成,包括,冲压铝板、高压铸铝、挤出铝材、热成型高强度钢以及普通钢材。其中,图中黑色部分是热成型高强度钢,白色部分是冲压铝板(分为铝镁硅合金、铝镁合金两种材质),红色部分为高压铸铝,蓝色部分为挤出铝材(分为铝镁硅合金、铝锌合金两种材质),黄色部分为普通钢材(分为低碳钢、双相钢、中强度钢、高强度钢等4种材质)。

  凯迪拉克CT6的车身连接——铝电阻点焊、铝激光钎焊、自冲铆接、自攻螺接。

  如果是全钢结构,利用焊接就能做出一个车身,比如,车身结构用点焊,车顶与边框用激光焊。这已经是司空见惯的事了。但是,凯迪拉克CT6的车身既有钢材,也有铝材,用常规的点焊或激光焊都不行,因为这些焊接的前提是材质相同,两种不同特性的材质,是无法可靠地把它们焊在一起的。所以,这里的焊接车间,采用了4种连接工艺。其中,铝材与钢材之间的连接依靠铆接和螺接,铝材与铝材之间的连接靠电阻焊和激光焊,其中,激光焊分为激光钎焊和激光熔焊。

  第一种,自冲铆接工艺。

  自冲铆接简单理解的话,就是打铆钉。这种工艺最为常见的地方是航空或航天的飞行器,比如飞机、火箭。以往的飞行器主要用铝材,而铝材焊接之后的强度会大幅下降,所以,铆接工艺多年来一直应用在飞行器的制造上。不过,飞行器的铆接是先打孔,再施铆。凯迪拉克CT6采用的是自冲铆接,它采用一种高强度铆钉,靠高压刺穿板材之后,铆钉末端膨胀自锁,采用铆接可以实现不同种类板材之间(可以是铝板,也可以是钢板,甚至可以是塑料板)的连接。而且,连接强度较高。

  2,自攻螺接工艺。

  虽然可以将这种工艺理解为拧螺丝,但它与日常生活中所见的自攻螺丝并不相同,它的硬度非常高,在快速旋转作用下,可以瞬间在铝板和钢板上钻出一个孔,并在孔壁上攻出螺纹,螺钉旋入后再经互锁,由此连接的板材,具备不错的气密性与水密性。

  3,铝电阻焊工艺。

  铝焊与钢焊并不相同,前者性质较为活跃,材质表面有氧化层,所以,此前最为常见的铝焊是氩弧焊。凯迪拉克CT6铝材之间的焊接,采用的是通用汽车自有的专利,焊枪头部的电极帽上有环环花纹,增大了接触面积,在300公斤的压力下,将材质表面的氧化层去除,再加上3万、4万甚至5万伏的电流,形成一个焊点范围内、铝材快速熔化的过程。

  4,激光钎焊工艺。

  为了简化工艺流程,提高制造效率,一些表层板材采用激光焊连接,已经不是什么新鲜事了。但在凯迪拉克CT6中,激光焊分为两种,第一是激光钎焊,第二是激光熔焊。其中,车顶与车身的连接、后仓盖总成的连接采用的是铝激光钎焊工艺。车门边框等部位数层铝材,采用的是激光熔焊。

  激光钎焊是在两层材质之间,添加一层用于铝焊接的特殊焊丝,然后对焊接部分施以激光,靠高温熔化得以连接。据介绍,这种工艺得到的焊缝非常平整,焊接完成后,仅需在车顶焊缝上用胶液刮平即可。而后仓盖无需打磨就能直接进入喷涂程序。

  除了激光钎焊,在车门等部位采用的是激光熔焊。与激光钎焊相比,这种焊接工艺没有事先在材料之间填充焊丝,而是直接施以激光,从而实现了熔化+连接。

  双管齐下——结构胶的大量使用

  对科技感兴趣的朋友或许知道,传统飞行器虽然一直采用铆接工艺,但现如今已经出现了更为新颖的连接方式,其中,甚至有靠粘合剂装配而成的飞行器。在凯迪拉克CT6上,不少材料在进行铆接、螺接之前,同样进行了事先涂抹结构胶,然后再施以铆钉或螺丝,双管齐下,使车身结构更为牢固,同时,车内静音效果也会更好。据介绍,全车使用结构胶的地方,总长312米,而全钢车身用到结构胶的地方一般在20米到30米之间。

  全自动——兼容性很强的焊接生产线

  参观过多家汽车厂的焊接车间,人来人往,热火朝天,搬运、装件、操枪,火花四溅,景色壮观。走进凯迪拉克CT6的焊接车间,大多数工位上不见人影,只有一个个黄色的机器人手臂在忙碌着,除了螺接工位有撞击声之外,整个车间里几乎没有什么声音,一片寂静,就连焊接时必不可少的火花四射的辉煌画面,也极少见到。与印象中的焊接车间全然有别。原来,这是一家实现了车身连接技术100%自动化的车间,共有机器人386台。抓举部件、上装工位、焊前处理、涂抹结构胶、焊接或螺接或铆接、品质监控、成品传送,全靠这些机器人完成。工人只有30多位,负责车门与前后盖的安装、部分工位的上料以及设备维护。

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