Technologia wyprzedzająca swoje czasy. Od miękkiej do ultrawysokiej wytrzymałości - ewolucja stali w karoserii samochodowej

Nadwozie pierwszych modeli VAZ, tak zwany „klasyczny” układ, spełniał wymagania swoich czasów i był konstrukcją składającą się z kilku dużych części (dach, maska, panele podłogowe, przegroda) i dużej liczby spawanych zespołów , w tym stosunkowo proste małe części. Projekt określał zarówno wymagania dotyczące materiałów, jak i technologii tłoczenia i spawania.

Tak więc większość części została wykonana ze stali walcowanej na zimno w kategoriach rysunku 08Yu SV, OSV, a najprostsze części zostały wykonane ze stali 08kp i 08ps, kategorie rysunku VG. Produkty walcowane pierwszej grupy wykończeń powierzchni, odpowiadające kategoriom osłon OSV i VOSV do przednich części nadwozia, kupowane były głównie za granicą.

Kompleks do zgrzewania karoserii klasycznych modeli (VAZ-2101 - VAZ-2107) składał się z linii produkcyjnych opartych na zgrzewarkach wielopunktowych i ręcznych stanowiskach spawalniczych. Czyli sprzęt przeznaczony do spawania stali gołej. Wyróżniał się wysoką wydajnością, względną zwartością, niezawodnością w działaniu, dobrą konserwacją, a jednocześnie niewystarczającą elastycznością, co nie przyczyniło się do zmiany konstrukcji części w procesie modernizacji samochodu lub zmiany gamy modeli i miał ograniczenia dotyczące spawania części wykonanych ze stali ocynkowanej. W szczególności w tym ostatnim przypadku znacznie zmniejszyła swoją wydajność ze względu na konieczność postojów na okresowe ręczne czyszczenie elektrod maszyn stykowych.

Do czasu wprowadzenia do produkcji rodziny samochodów VAZ-2108 wymagania dotyczące nadwozia uległy zmianie. W związku z tym podejście do jego projektowania również uległo zmianie. Na przykład korpus VAZ-2108, w przeciwieństwie do korpusu VAZ-2101, nie ma części i zespołów zainstalowanych w procesie wykańczania czarnego nadwozia. Składa się z ramy i zdejmowanych jednostek (drzwi, maska, błotniki), a rama składa się z pięciu głównych jednostek: podłogi, prawej i lewej ściany bocznej, ramy przedniej szyby i dachu. W efekcie projekt stał się bardziej zaawansowany technologicznie, zmniejszyła się liczba części i zespołów. Na przykład, jeśli nadwozie samochodu VAZ-21013 składało się z 536 części, to nadwozie VAZ-2108 składało się z 368. Dzięki temu udało się zmniejszyć zarówno liczbę operacji montażu i spawania, jak i liczbę punkty spawania. (Na przykład ten ostatni z 7300 do 4300.) Jednocześnie udział spawania w liniach automatycznych wzrósł z 45 do 96%. W efekcie pracochłonność produkcji nadwozi spadła z 9,89 do 6,7 roboczogodzin, liczba pracowników spawalni o 350 osób.

Samochody z rodziny VAZ-2108 były pierwszymi wśród pojazdów krajowych, w których zastosowano części wykonane ze stali ocynkowanej elektrolitycznie w celu zwiększenia odporności na korozję nadwozia. W sumie jest 16 takich części, a ich waga to ~11% całkowitej masy ciała.

Pojawienie się nowego rodzaju materiału poważnie wpłynęło na technologię produkcji karoserii. Faktem jest, że tłoczenie części ze stali ocynkowanej jest znacznie trudniejsze: powłoka znacząco wpływa na współczynnik tarcia w strefie styku przedmiotu obrabianego ze stemplem, a tym samym na warunki przepływu metalu podczas formowania i ciągnienia; warstwa wierzchnia ma skłonność do łuszczenia się i łuszczenia w warunkach plastycznego odkształcenia metalu rodzimego i działania stykowego od strony narzędzia tłoczącego.Dzięki tym cechom tłoczenie stali ocynkowanej elektrolitycznie wymaga dodatkowych kosztów i hartowania dyscypliny technologicznej. Na przykład przy cięciu wykrojów, aby uniknąć rozwarstwienia powłoki w strefie cięcia i ich późniejszego przeniesienia z krawędzi wykrojów do lustra stempla, konieczne jest bardzo dokładne utrzymanie szczelin w narzędziu skrawającym. W przeciwnym razie podczas procesu stemplowania, gdy naciski styku są bardzo duże, zeskrobane mikrocząstki cynku przyspawają się do powierzchni stempla, stopniowo koagulują i gromadzą się w postaci dość dużych narośli metalowych, które uszkadzają powierzchnię blachy pozostawiając wady w postaci wybrzuszeń, co jest całkowicie nie do zaakceptowania dla przednich części nadwozia...

Druga grupa cech stali ocynkowanych jest ich najgorsza w porównaniu z gołym metalem, spawalnością i zwiększonym zużyciem elektrod spawalniczych. Ponieważ powłoka cynkowa zwiększa rezystancje styku w parach „elektroda – część” i „część – część”. W konsekwencji zmniejsza prąd spawania i ilość ciepła w obszarze spawanego złącza. Aby skompensować to zjawisko należy zwiększyć prąd spawania w zależności od rodzaju powłoki o 5-15%. Ale w warunkach wysokich prądów, temperatur i ciśnień materiał elektrody zaczyna aktywnie oddziaływać z cynkiem, tworząc niskotopliwe eutektyki (mosiądz). W efekcie elektroda bardzo „chętnie” zgrzewa się z powierzchnią blachy wzdłuż mikronierówności, a otwarcie styku powoduje wzmożoną erozję powierzchni styku. W tym przypadku zwiększa się masa tego pola powierzchni, co oznacza, że ​​zmniejsza się gęstość prądu w styku i średnica rdzenia punktu zgrzewania. Ponadto stopniowo tworząca się warstwa mosiądzu na powierzchni styku elektrody zwiększa jej oporność elektryczną, a tym samym zmniejsza ilość wydzielanego ciepła w spoinie, co również zmniejsza średnicę rdzenia miejsca zgrzewania.

Było oczywiste, że istnieje tylko jeden sposób rozwiązania wymienionych problemów - przejście na sprzęt zdolny do automatycznej regulacji prądu spawania i okresowego czyszczenia powierzchni roboczej elektrod. I tak właśnie zrobili: VAZ przeszedł na automatyczne linie i stanowiska wyposażone w zrobotyzowane systemy, stworzone we współpracy z firmami „Siaki” i „Cook”.

Kolejnym etapem ewolucji nadwozia był rozwój i produkcja samochodów z rodziny VAZ-2110. Na tym etapie w dużej mierze przyjęto najlepsze rozwiązania techniczne przetestowane na rodzinie VAZ-2108. Na przykład całkowita liczba części nadwozia, pomimo bardziej złożonej konstrukcji, zmniejszyła się o 20 sztuk w porównaniu z VAZ-2108, a liczba punktów spawania wzrosła tylko o 478 (10%). Jednak konieczność sprostania współczesnym wymaganiom gospodarki wymusiła poprawę aerodynamiki samochodu, a w efekcie skomplikowanie kształtu części. Doprowadziło to do wzrostu wykorzystania zaawansowanych technologicznie stali tłoczonych, jeszcze większego zaostrzenia wymagań dotyczących sprzętu i sprzętu do tłoczenia. W związku z tym do realizacji projektu konieczne było zakupienie i zainstalowanie pięciu nowych automatycznych linii do wykrawania i tłoczenia, w tym unikatowej dla Rosji sześciostanowiskowej prasy automatycznej o sile 32 tys. kN z hydrauliczną płytą rynnową w pierwszej pozycji, produkcji firmy niemieckiej firmy Erfurt i przeznaczonej do tłoczenia elementów wielkogabarytowych... Ponadto pod kierunkiem technicznym VAZ, krajowe zakłady metalurgiczne OJSC NLMK (Lipieck), Severstal (Cherepovets), MMK (Magnitogorsk), AO LMZ (Lysva), wraz z TsNIICHM im. Bardina (Moskwa), opanowały produkcję nowoczesnych auto- blachy stalowe, w tym z powłokami cynkowymi, co pozwoliło w pełni zaspokoić obecne zapotrzebowanie krajowego przemysłu motoryzacyjnego na wysokiej jakości wyroby walcowane. W tym prawie całe zapotrzebowanie VAZ na blachę zimnowalcowaną pierwszej grupy wykańczania powierzchni (-155 tysięcy ton rocznie, z czego 41 tysięcy ton to stal ocynkowana), cynkowana ogniowo (-9 tysięcy ton rocznie) i elektro -stal ocynkowana (-76 tys. ton rocznie).

Obecnie w celu poprawy jakości wytłoczek prowadzone są w zakładach metalurgicznych prace nad zastosowaniem nowej generacji smarów konserwujących i technologicznych do blach, wprowadzeniem specjalnych myjek do szczególnie krytycznych części przednich karoserii. Opracowywane są środki mające na celu wykluczenie wnikania dodatkowych zanieczyszczeń na powierzchnię produktu walcowanego podczas przetwarzania (cięcie wykrojów, przechowywanie, transport i stemplowanie).

Objętość zastosowania stali ocynkowanej w korpusie VAZ-2110 osiągnęła 52% jego masy. To w połączeniu z dodatkową obróbką obszarów niebezpiecznych specjalnymi związki ochronne a wysokiej jakości lakier gwarantuje ochronę jego części przed przez korozję do sześciu lat. Jednak wzrost liczby części wykonanych ze stali ocynkowanej dodatkowo pogorszył problem zapewnienia jakości tłoczenia. W szczególności w celu zmniejszenia adhezji cynku wymagana jest dodatkowa operacja ręcznego okresowego czyszczenia zwierciadła matrycy. To oczywiście wpływa na pracochłonność wytwarzania części i wydajność sprzętu. Dlatego VAZ prowadzi prace przygotowawcze nad zakupem licencji i opracowaniem technologii chromowania powierzchni formujących wykrojniki, co, jak wiadomo, pozwala rozwiązać problem na nowoczesnym poziomie.

Powszechne stosowanie stali ocynkowanych wymagało przyjęcia nowych rozwiązań w odniesieniu do całego kompleksu spawalniczego, w tym znacznego skomplikowania zarówno mechaniki, jak i systemów sterowania liniami spawalniczymi: obecnie łączna liczba używanych robotów spawalniczych osiągnęła 220 sztuk. W skład linii automatycznych oprócz tradycyjnych stanowisk spawalniczych wchodziły stanowiska do smarowania karoserii mastyksami przed spawaniem oraz nakładania kleju o dużej wytrzymałości na styk maski przed jej wywinięciem. W liniach spawalniczych, po raz pierwszy w naszym kraju, w dużych ilościach (~50 szt/korpus) zastosowano półautomatyczne i automatyczne łukowe spawanie stykowe śrub, zastępujące tradycyjne zgrzewanie garbowe, które wymaga wykrawania otworów w blasze .

Samochód VAZ-1118 to kolejny krok w kierunku poprawy bezpieczeństwa i odporności na korozję nadwozia. I chociaż objętość zastosowania stali ocynkowanych pozostała tutaj na poziomie nadwozia samochodu VAZ-2110, struktura tej objętości znacznie się zmieniła: znacznie wzrósł udział stali ocynkowanej ogniowo, a udział elektro - przeciwnie, zmniejszyła się stal ocynkowana, co pozwoliło znacznie zwiększyć powierzchnię części chronionych powłoką cynkową. Tak więc, jeśli korpus VAZ-2110 miał ocynkowaną powierzchnię 29%, to dla VAZ-2118 było to już 52%.

Przejście na stal ocynkowaną ogniowo jest również korzystne ekonomicznie: koszt technologiczny produkcji tej stali jest o 10-15% niższy niż w przypadku stali ocynkowanej elektrolitycznie. Ponadto jest bardziej zaawansowany technologicznie pod względem tłoczenia. Po pierwsze, opiera się na stali o bardzo niskiej zawartości węgla i wysokiej ciągliwości (stale IF); po drugie, powłoka z bardziej miękkiego metalu działa tak samo jak smar stały, to znaczy w pewnym stopniu ułatwia proces tłoczenia, poprawiając warunki płynięcia metalu.

Problem zapewnienia spawalności stali ocynkowanej ogniowo rozwiązywany jest poprzez zastosowanie robotów spawalniczych z nowoczesnymi systemami sterowania cyklem zgrzewania i automatycznym czyszczeniem elektrod. Aby obniżyć koszty materiałów elektrodowych, stosuje się elektrody typu cap z wewnętrznym stożkiem do lądowania.

Drugą cechą nadwozia VAZ-1118 jest szersze zastosowanie stali niskostopowych i dwufazowych (ferrytyczno-martenzytycznych) o zwiększonej wytrzymałości niż w VAZ-2110, które zostały opanowane przez krajowy przemysł metalurgiczny (NLMK i CherMK ). Takie przejście po pierwsze zwiększa siłę i poziom bezpieczeństwo bierne po drugie, nadwozie zmniejsza zużycie materiału (masa własna) i ma pozytywny wpływ na charakterystykę dynamiczną, wydajność paliwową i inne właściwości użytkowe samochodu.

To prawda, że ​​stale te mają nieco niższą plastyczność niż tradycyjne, a w rezultacie ograniczone możliwości ciągnienia, zwiększone sprężynowanie, rozwój Ciężki ładunek do urządzeń do tłoczenia itp. Wszystko to zostało wzięte pod uwagę przy opracowywaniu zarówno konstrukcji nadwozia samochodu VAZ-2118, jak i technologii jego produkcji. Na przykład technologia oparta jest na systemach zrobotyzowanych, pierwotnie zaprojektowanych w celu znacznego zwiększenia wykorzystania stali ocynkowanej ogniowo. Co więcej, liczba robotów wzrosła do 360, tj. o 64% w porównaniu z kompleksem spawalniczym samochodów VAZ-2110. Jednocześnie znacząco zmieniło się podejście do budowy samych linii automatycznych. Roboty nowej generacji o nośności 150/200/300 kg umożliwiły przejście na schemat technologiczny tzw. „ogrodu robotów”, gdzie maszyny nie tylko wykonują operacje spawalnicze, ale także manipulują zespołami w trakcie wykańczania korpusu na szczypcach stacjonarnych, a także przenosić go ze stanowiska na stanowisko ... Umożliwiło to rezygnację ze skomplikowanych tradycyjnych przenośników liniowych, znacznie podnosząc elastyczność technologiczną urządzeń podczas późniejszej modernizacji pojazdów. A co najważniejsze, wykorzystanie nowoczesnych specjalistycznych pakietów do modelowania komputerowego w celu optymalizacji przepustowości linii i pojemności magazynowych, projektowanie, produkcja i certyfikacja wszystkich urządzeń technologicznych dla linii spawalniczych, z wykorzystaniem modeli matematycznych części karoserii. Docelowo – aby zapewnić montaż nadwozia i optymalną geometrię nadwozia. Ponadto optymalizacja czynności montażowych i spawalniczych, ocena wykonalności konstrukcji nadwozia pod kątem dostępu kleszczy spawalniczych do miejsca spawania są przeprowadzane już na etapie projektowania urządzeń spawalniczych, co znacznie obniża koszty i skraca czas czas przygotowania produkcji.

Przemysł motoryzacyjny jest jednym z największych konsumentów materiałów konstrukcyjnych na świecie. Jednocześnie wzrost zapotrzebowania na zasoby stwarza konkurencję między producentami różne materiały stymuluje postęp w rozwoju nowych gatunków i poprawę jakości.

Pomimo wzrostu wykorzystania nowych materiałów konstrukcyjnych w przemyśle motoryzacyjnym, stal walcowana nadal odgrywa wiodącą rolę w produkcji. Tak więc średnio na rosyjski samochód osobowy przypada 75% gotowych wyrobów walcowanych, sprzętu i stalowe rury a 25% to żeliwo, metale nieżelazne, tworzywa sztuczne, guma, szkło i inne materiały. Dzięki uplastycznieniu tworzyw sztucznych i metali lekkich pod względem ciężaru właściwego, wyroby stalowe zapewniają wyższą wytrzymałość, a co za tym idzie niezawodność i bezpieczeństwo.
W czasach sowieckich zużycie stali w przemyśle było znacznie wyższe przy porównywalnych wielkościach produkcji samochodów ze względu na stosowanie bardziej zasobożernych technologii. Tak więc w 1990 r. przy wielkości produkcji samochodów na poziomie 1,82 mln sztuk. zużycie wszystkich rodzajów walcowanych metali żelaznych wyniosło 3,64 mln ton, aw 2008 roku przy porównywalnym wolumenie produkcji (1,8 mln sztuk) zużycie wyniosło zaledwie 2,5 mln ton.
Wymagania dotyczące stali motoryzacyjnej są integralną częścią Ogólne wymagania do nowoczesnego samochodu. Z biegiem czasu ulegają one pewnym zmianom. Przede wszystkim wynika to z rosnących wymagań dotyczących masy samochodu: im jest mniejszy, tym bardziej ekonomiczne jest zużycie paliwa, zmniejsza się obciążenie środowiska i możliwe staje się dodanie większej liczby opcji i wyposażenia. Drugim kierunkiem jest poprawa standardów bezpieczeństwa, których wdrożenie wymaga maksymalnego wzmocnienia ramy nadwozia w celu ochrony ludzi i odkształcalności elementy zewnętrzne absorbować wstrząsy. Trzeci obszar to koszt produkcji, późniejszej konserwacji i utylizacji. To właśnie ten czynnik zapewnia zachowanie wiodącej pozycji stali w porównaniu z innymi materiałami, ponieważ stal poddawana jest wielokrotnemu recyklingowi: stara pojazdy można złomować, a zużytą stal można wykorzystać do produkcji nowego samochodu.

Przemysł motoryzacyjny stawia więc bardzo wysokie wymagania stali, ponieważ musi ona przede wszystkim spełniać dwa diametralnie przeciwstawne kryteria. Z jednej strony wymóg zmniejszenia masy wyrobów zakłada użycie materiałów o wysokiej wytrzymałości, z drugiej strony wzrost wymagań dotyczących technologiczności produkcji zakłada użycie materiałów wysoce plastycznych.
W zależności od stosunku wskaźników wytrzymałości i plastyczności (stabilności) istnieją obecnie trzy główne klasy stali walcowanych na zimno dla przemysłu motoryzacyjnego.
Po pierwsze, jest miękkie stale(Stale miękkie), które praktycznie nie różnią się markami od tych, które zostały opanowane i wyprodukowane w czasach ZSRR, tylko z bardziej rygorystycznymi wymaganiami dotyczącymi składu chemicznego i tak zwanym IF (czysty niskowęglowy) i Stale IS (izotropowe). Są łatwe do tłoczenia i używane do wykonywania paneli zewnętrznych. Kategoria stali miękkich jest nadal najbardziej powszechna w rosyjskim przemyśle motoryzacyjnym. Stale miękkie są stosowane w drzwiach, maskach, dachach, gdzie wymagane jest bardzo głębokie tłoczenie metalu. Główną wadą konwencjonalnych stali niskowęglowych są ich zmniejszone wskaźniki wytrzymałości: w wypadku samochód wykonany z takich stali jest bardzo zdeformowany, a prawdopodobieństwo obrażeń jest wysokie.
Po drugie, jest stale o wysokiej wytrzymałości(Stale o wysokiej wytrzymałości, HSS). Wytrzymałość w nich osiąga się nie dzięki odmiennemu składowi chemicznemu, ale w wyniku zmian w sieci krystalicznej metalu (przemiany fazowe), które zachodzą w wyniku bardziej złożonej obróbki technologicznej. W rosyjskich samochodach stale o wyższej kategorii wytrzymałości są używane głównie do części ramy napędowej maszyny, ponieważ muszą wytrzymać zwiększone obciążenia.
Z początek XXI wieki, tzw stale o bardzo wysokiej wytrzymałości(Zaawansowana stal o wysokiej wytrzymałości, AHSS). W przeciwieństwie do stali o wysokiej wytrzymałości, wytrzymałość i odkształcalność w tej klasie uzyskuje się dzięki obecności dwóch lub więcej rodzajów kryształów (faz) o różnej twardości. Osiąga się to poprzez jeszcze bardziej złożoną obróbkę mechaniczną i termiczną.
Od niedawna jest też czwarta klasa - stale o bardzo wysokiej wytrzymałości(Stale ultrawytrzymałe, UHSS). Obejmuje stale nowej generacji, które w porównaniu z trzema pierwszymi klasami charakteryzują się większą wytrzymałością przy znacznie lepszych właściwościach tłoczenia.

Struktura materiałów użytych do produkcji samochodu średnio na świecie w 2007,%

Źródło: Ducker na całym świecie.

Przykładem zastosowania stali o wysokiej i ekstrawytrzymałości w samochodzie jest Model Audi P5. Udział standardowych stali miękkich w korpusie tego crossovera wynosi 31% (z czego wykonane są z elementów szczególnie trudnych do tłoczenia, a także części zewnętrznych pochłaniających energię przy uderzeniu), o wysokiej wytrzymałości - ponad 44% ( prawie cała rama mocy, która chroni pasażerów), zwłaszcza o wysokiej wytrzymałości - prawie 25% (z czego 9,1% to ultra wysokowytrzymałe stale nowej generacji, które są stosowane w najbardziej krytycznych obszarach).

Zastosowanie stali o wysokiej wytrzymałości: Audi Q5

Źródło: MMK.

W porównaniu z samochodami zagranicznymi stale o podwyższonej wytrzymałości nie są szeroko stosowane w samochodach rosyjskich marek. Wszystkie części karoserii rosyjskich producentów samochodów są nadal wykonane z gatunków stali niskowęglowych. Wysoka wytrzymałość trafia do systemu bezpieczeństwa (części wewnętrzne). W modelach Lada samara i Łada Kalina zawierają odpowiednio około 5% i 18% części wykonanych ze stali o wysokiej wytrzymałości. Dla porównania w Europie, USA i Japonii karoseria zawiera średnio 40% części z takich stali. Metal klasy AHSS nie jest używany przez krajowe fabryki samochodów.

Materiały ramy ciała Łada Kalina,%

Źródło: UAB AWTOWAZ.

Przyczyny niskiego poziomu rozwoju stali o wysokiej wytrzymałości związane są z trudnościami finansowymi fabryk samochodowych, zmuszającymi je do szukania wszelkich sposobów na obniżenie kosztów materiałów i komponentów, a także niemożnością rozwiązania problemy techniczne związane z przejściem na nowe materiały. Każdą istotną zmianę w strukturze zużycia komplikuje konieczność znalezienia środków na towarzyszącą jej modernizację sprzętu i wyposażenia technicznego.
Dla krajowego przemysłu motoryzacyjnego zwiększenie wykorzystania stali o wysokiej wytrzymałości jest pilnym zadaniem. Na tle rosnącej konkurencji ze strony zagranicznych producentów samochodów AVTOWAZ i inni producenci tradycyjnych rosyjskich marek są zainteresowani rozszerzeniem zastosowania stali o wysokiej wytrzymałości.

Dostawcy stali dla przemysłu motoryzacyjnego

Przemysł motoryzacyjny zużywa następujące typy wyroby stalowe: wyroby płaskie bez powłok, wyroby długie, wyroby ocynkowane, rury.
Wyroby płaskie dzielą się na walcowane na zimno (70% w strukturze zużycia stali przez przemysł motoryzacyjny), z których wykonywane są części karoserii samochodowych oraz walcowane na gorąco trawione, przeznaczone do produkcji części ramowych, bazowych i dennych samochód.
Głównymi dostawcami blach dla przemysłu motoryzacyjnego są dwa zakłady metalurgiczne: OJSC MMK i OJSC Severstal. Ich udziały w całkowitym wolumenie dostaw do rosyjskiego przemysłu motoryzacyjnego w okresie styczeń-sierpień 2010 r. wyniosły odpowiednio 29% i 28%. Wraz z tymi zakładami dawnym strategicznym dostawcą dla przemysłu motoryzacyjnego była OJSC Novolipetsk Metal Plant (NLMK). Jednak w ostatnich latach znacznie zmniejszył się udział jej dostaw dla rosyjskiego przemysłu motoryzacyjnego. Jeśli za okres 2006-2010. wyniósł 8,94%, następnie w okresie styczeń-sierpień 2010 r. spadł do 1,54%. Powód znacznego ograniczenia dostaw NLMK do przedsiębiorstw Przemysł samochodowy Rosyjska stal wysokie ceny dla produktów - 13-15% wyższy niż w przypadku wszystkich rosyjskich.

Źródło: Biuletyn Metalurgiczny, analiza Rosyjskiego Badania Rynku Motoryzacyjnego (NAPI).

Według danych za pierwsze 8 miesięcy 2010 r. dostawy do AVTOWAZ, przedsiębiorstw Grupy GAZ, KAMAZ i Sollers w strukturze wszystkich dostaw do rosyjskiego przemysłu motoryzacyjnego wyniosły 89,27%.
Siewierstal wysłał 156,4 tys. ton walcówki (42% potrzeb Awtowazu) do Wołżskiego Zakładu Samochodowego, 65,6 tys. ton (29,8%) do Grupy GAZ i 29,9 tys. ton do Sollers. ton (60,3%).
W pierwszych 8 miesiącach 2010 roku MMK dostarczyło 137 tys. %).

Bezpośrednie dostawy kolejowe do głównych fabryk samochodowych w Rosji 2006-2010, t

Źródło: Biuletyn Metalurgiczny.

Jednym z największych dostawców wyrobów długich dla przemysłu motoryzacyjnego jest Grupa Kapitałowa Mechel. Sekcje dostarczane są do produkcji podwozia, silnika, skrzyni biegów, układu kierowniczego i innych części pracujących pod dużymi zmiennymi obciążeniami, agresywnymi środowiskami i trudnymi warunkami. W strukturze grupy OJSC Chelyabinsk Metallurgical Plant (ChMK) i OJSC Izhstal specjalizują się w dostawach dla przemysłu motoryzacyjnego. W pierwszych 8 miesiącach 2010 r. wielkość ich dostaw do przemysłu motoryzacyjnego wyniosła odpowiednio 14141 ton i 23541 ton walcówki.
Klientami ChMK są AVTOVAZ, GAZ Group, UAZ, KAMAZ, UralAZ, a także producenci autobusów i części samochodowych. Ponadto realizowane są dostawy walcówki do Republiki Białoruś - do MAZ i BelAZ.
ChMK jest wyposażony w nowoczesny sprzęt do obróbki pozapiecowej i odlewania metali. Stale unowocześnia się wyposażenie stalowni, uruchamiane są nowe jednostki do opróżniania i pozapiecowej obróbki metalu w celu uzyskania światowych wskaźników jakości stali.

Zastosowanie metalu ocynkowanego do produkcji samochodów w Rosji

Wielkość użycia stali ocynkowanej w produkcji części karoserii światowych producentów samochodów przekroczyła już średnio 90% masy całej karoserii. W Rosji do produkcji najczęściej używa się stali ocynkowanej skorodowane części samochodowe: podwozie i dolne części karoserii.
Obecnie w przemyśle motoryzacyjnym stosowane są dwa główne rodzaje powłok – cynkowanie elektrolityczne (jednostronne i dwustronne) oraz zanurzanie na gorąco (w tym powłoka cynkowo-żelazowa).
W krajach europejskich do 2000 r. stosowano głównie metal ocynkowany elektrolitycznie (EC). Jednak od połowy lat 90-tych. XX wiek zaczęto ją zastępować stalą ocynkowaną ogniowo (HZ), aw 2008 r. stal HZ zaczęła zajmować 70% masy karoserii samochodu, podczas gdy udział stali EC zmniejszył się do 11%. Wzrost wykorzystania wyrobów walcowanych GC jest związany przede wszystkim z niższymi kosztami produkcji w porównaniu do wyrobów walcowanych EC, a co za tym idzie niższą ceną. Jednak stal ocynkowana elektrolitycznie ma kilka zalet w porównaniu ze stalą ocynkowaną ogniowo.
Metoda cynkowania elektrolitycznego pozwala szeroki zasięg bardzo precyzyjnie do regulacji grubości i właściwości osadzanej warstwy cynku. W ten sposób można nakładać powłokę jednostronną lub dwustronną, grubość cynku może być nakładana zróżnicowana, co jest niemożliwe przy zastosowaniu metody cynkowania ogniowego. Powłoka jest drobnokrystaliczna, niezawodnie przylega do podłoża stalowego, co jest trudne do uzyskania przy cynkowaniu ogniowym stali o wysokiej wytrzymałości. EC praktycznie nie zmienia właściwości mechanicznych podłoża stalowego cienkich blach walcowanych na zimno - pozwala to na stosowanie tańszych stali konstrukcyjnych w przemyśle motoryzacyjnym do produkcji skomplikowanych części, ponieważ pozostaje wysoka ciągliwość podłoża metalowego. Zaleca się stosowanie stali IF jako podstawy metalowej dla podobnych części wykonanych z produktów walcowanych HZ. Do zalet metody EC należy fakt, że przyczepność wyrobów walcowanych z metali EC i wyrobów żelaznych jest o jeden lub dwa punkty wyższa niż w przypadku cynku na gorąco. Ponadto wyroby walcowane EC mają bardzo dobrą przyczepność - na takim metalu będą się długo trzymać lakier.
Na rynku rosyjskim producentami stali ocynkowanej są Severstal, NLMK, MMK i Polistil. Wszyscy są dostawcami stali ocynkowanej dla przemysłu motoryzacyjnego. Jednak jedynym producentem stali ocynkowanej elektrolitycznie jest JSC „Polistil”. Wszystkie inne fabryki są wykonane ze stali ocynkowanej ogniowo.
Produkty Polistil są dostarczane do firmy AVTOWAZ (dla modeli Priora, Kalina). Klientami zakładu są również GM-AVTOVAZ (Chevrolet Niva), Zaporoskie Zakłady Samochodowe (Lanos), PAZ; trwają prace nad aprobatą techniczną z fabryką Volkswagena w Kałudze, wysłano do Avtoframos propozycję współpracy w zakresie produkcji samochodów Marki Renault, a także do Grupy Spółek Sollers.
Produkty Polisteel służą do tłoczenia zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych części samochodowych. Wynika to z faktu, że główny konsument stali ocynkowanej - AVTOVAZ - używa jednostronnie ocynkowanej stali do produkcji przednich części karoserii.
Wzrost zużycia bardziej ekonomicznych wyrobów walcowanych HC wiąże się z pewnymi trudnościami. Cały sprzęt w AVTOVAZ jest wyspecjalizowany do pracy z wypożyczalnią EC. Powłoka HZ na matrycach rośliny złuszcza się, złuszcza. Aby wyeliminować te niedociągnięcia, konieczne jest chromowanie części roboczych matryc. Chromowanie odbywa się w Holandii, gdzie znajduje się specjalna instalacja... Pojawiają się również problemy przy spawaniu gorących korpusów cynkowych.
Ogólnie rzecz biorąc, udział powlekanego metalu w karoserii krajowych samochodów Łada ze starej gamy modeli nie przekracza 7%. W nowych modelach rodziny samochodów Łada Priora, Chevrolet Niva, Kalina zastosowanie stali ocynkowanej sięga 50%. W przyszłości, według samych producentów samochodów, udział ten będzie tylko rósł.
Obecnie tylko AVTOWAZ może pracować ze stalami powlekanymi. We wszystkich innych fabrykach samochodów, w których produkowane są rosyjskie marki, praktycznie nie stosuje się stali ocynkowanej. Jest to całkiem zrozumiałe: w technologii produkowanej przez pozostałych Rosyjskie fabryki modele samochodów oparte są na wykorzystaniu stali niepowlekanych.

Udział masowy stali ocynkowanej w nadwoziach samochodów VAZ-2170 (Lada Priora), VAZ-1118 (Lada Kalina)

Źródło: UAB AWTOWAZ.

Powierzchnia ocynkowanej powierzchni karoserii VAZ-2170 (Lada Priora), VAZ-1118 (Lada Kalina)

Źródło: UAB AUTOWAZ

Zużycie stali ocynkowanej, w tym wyrobów walcowanych EC i GC, w rosyjskim przemyśle motoryzacyjnym nie przekracza 100 tys. ton rocznie. Jednocześnie udział stali ocynkowanej ogniowo wynosi obecnie tylko 20%. Potencjał tego segmentu rynku jest kilkakrotnie wyższy niż poziom jego konsumpcji ze względu na otwarcie zakładów produkcyjnych w Rosji dla Forda, Renault, Toyoty, Nissana, Volkswagena, GM itp.
Wszystkie przednie części samochodów zagranicznych wykonane są ze stali ocynkowanej, obecnie następuje przejście z gatunków stali głębokotłocznych w kierunku jej wzrostu. W związku z tym wymagania dotyczące walcowanego metalu od zagranicznych producentów są wyższe.
W przeciwieństwie do producentów zagranicznych, rosyjskie zakłady samochodowe nie są jeszcze w stanie przetworzyć produktu z powłokami w produkcja masowa... Tymczasem w projektach nowych samochodów zostały włączone te nowe typy.
Tak więc w nadchodzących latach w Rosji można przewidzieć zwiększony popyt na stal ocynkowaną ze strony producentów samochodów. Jeśli chodzi o metodę cynkowania, największym zainteresowaniem cieszą się wyroby walcowane HZ. Stale ocynkowane ogniowo wśród stali powlekanych stanowią kompromis techniczny i ekonomiczny dla przemysłu motoryzacyjnego. Zastosowanie tego typu pozwala na uzyskanie wysokich właściwości antykorozyjnych przy niższych kosztach całkowitych w porównaniu z dotychczas stosowanymi produktami walcowanymi.

Rury dla motoryzacji

W konstrukcji samochodu rury wykorzystywane są w układach wydechowych, przednim zawieszeniu, układzie kierowniczym, podwoziu, na części układu hamulcowego, m.in. sprzęt paliwowy silniki wysokoprężne, do podnoszenia części kabiny, wału napędowego, chłodnicy, zbiornika paliwa itp.
W zależności od przeznaczenia tych systemów stosuje się rury wlotowe, wylotowe, wylotowe, perforowane i inne. W zależności od technologii produkcji rury stosowane w przemyśle motoryzacyjnym dzielą się na gorącowalcowane, stalowe bezszwowe, zimnowalcowane z gatunków stali węglowej i niskostopowej o średnich i dużych rozmiarach, ciągnione, ulepszane cieplnie i hartowane, łożyskowe itp. .
W drugiej połowie 2010 r. zamówienia na rury dla przemysłu motoryzacyjnego mają tendencję do ożywienia po okresie sprzed kryzysu.
Rury dla przemysłu motoryzacyjnego w Rosji są dostarczane przez Volzhsky Pipe Plant, United Metallurgical Company i inne przedsiębiorstwa, ale największą grupą firm specjalizujących się w dostawach produktów rurowych dla rosyjskiego przemysłu motoryzacyjnego jest Grupa Firm ChTPZ. Rury i produkty rurowe ChTPZ są używane do produkcji wszystkich modeli samochodów VAZ, dla marek GAZ, URAL, KAMAZ, SAAZ, MAZ itp. W strukturze grupy rury dla przemysłu motoryzacyjnego dostarcza firma OJSC Chelyabinsk Pipe -Zakłady walcownicze (ChTPZ) i OJSC Pervouralsk Novotrubny Plant (PNTZ). W ciągu pierwszych 8 miesięcy 2010 roku PNTZ dostarczyło 6908 ton rur dla przemysłu motoryzacyjnego. Grupa ChTPZ planuje zwiększenie wolumenu dostaw dla przemysłu motoryzacyjnego i podejmuje działania w celu modernizacji swoich obiektów, przede wszystkim w celu zapewnienia dokładności wymiary geometryczne rur, a także uzyskanie wymaganych właściwości mechanicznych i jakości powierzchni.
Fabryki samochodów nakładają na rury wymagania techniczne, które określają poziom jakości produktu. Według tego kryterium wyróżnia się trzy grupy wskaźników:
... geometryczny (dla przemysłu motoryzacyjnego - zwiększona dokładność wymiarów geometrycznych, znormalizowana prostopadłość końców rur);
... stan zewnętrzny powierzchni (dla przemysłu motoryzacyjnego zwiększone wymagania dotyczące jakości powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych: powierzchnia lekka, brak zgorzeliny, brak pozostałości powłok smarnych, brak śladów napraw, z konserwacją);
. fizyczne i chemiczne właściwości(dla przemysłu motoryzacyjnego - ograniczony zakres wskaźników właściwości mechanicznych i technologicznych). Dodatkowo dla wielu rur przewidziano nieniszczące badania ciągłości powierzchni rur (metodą prądów wirowych).

Produkcja tłoczonych komponentów samochodowych w Rosji przez przedsiębiorstwa rosyjskie i zagraniczne

Niedawno w Rosji otwarto kilka producentów wytłoczonych części samochodowych do samochodów zagranicznych.
W St. Petersburgu, na terenie zakładu w Kolpinie, w listopadzie br. ZAO Interkos-IV, członek Grupy Przedsiębiorstw MMK, planuje oddanie do użytku pierwszego etapu centrum serwisowego oraz zakładu do produkcji elementów tłoczonych. Wykroje blaszane, elementy tłoczone i elementy tłoczone-spawane przeznaczone są m.in. do produkcji karoserii w trakcie budowy i eksploatacji fabryki samochodów takich jak Ford Motor Company, General Motors Company, Nissan Motor, Hyundai Motor Company, Renault Group itp.
Cosym otworzył również dwa nowe zakłady produkcyjne w St. Petersburgu - wspólne przedsięwzięcie założona w 2006 roku przez Cosym International w ramach Magna International i Shin Young Metal Ind. Co., główny południowokoreański dostawca części tłoczonych, spawów i oprzyrządowania. Zakład Cosym w strefie przemysłowej Shushary produkuje części karoserii do podwozi i elementy metalowe systemy bezpieczeństwa biernego dla producentów samochodów takich jak Hyundai, General Motors, Nissan i Volkswagen. Drugi zakład Cosym w Kamence montuje części do karoserii Hyundaia.
Ponadto koreański producent samochodów Hyundai Motor Company oficjalnie uruchomił Hyundai Motor Manufacturing Rus (HMMP) w Sankt Petersburgu. Jego uruchomienie nastąpiło we wrześniu 2010 roku. Przedsiębiorstwo stało się pierwszym zagranicznym producentem samochodów, który posiadał własną tłocznię w Federacji Rosyjskiej.
W kwietniu 2009 roku we Wsiewołożsku oddano do użytku nowy zakład OOO Stadko produkujący części do Forda. Przeprowadzono wstępne negocjacje z Nissanem i Toyotą.
Ponadto 13 lipca 2010 r. w parku przemysłowym Grabtsevo w regionie Kaługa otwarto zakład tłoczni Gestamp-Severstal-Kaluga oraz centrum serwisowe Severstal-Gonvarri-Kaluga, których głównymi odbiorcami będą Volkswagen, PSA Peugeot Citroën, Renault-Avtoframos. Service metal center Severstal-Gonvarri-Kaluga to rosyjsko-hiszpańskie joint venture dwóch światowych liderów w dziedzinie produkcji i obróbki metali, Severstal i Gonvarri. Produkcja tłoczni JV "Gestamp-Severstal-Kaluga" jest wspólnym hiszpańsko-rosyjskim przedsiębiorstwem produkcyjnym, którego głównymi uczestnikami są hiszpańskie Gestamp Automocion i Severstal.

Perspektywy rozwoju przemysłu metalurgicznego dla motoryzacji

Do tej pory w zakresie zużycia metali przez przemysł motoryzacyjny rozwinął się następna sytuacja.
Krajowy przemysł motoryzacyjny zużywa głównie tradycyjne miękkie stale, zaopatrując swoje potrzeby w produkty z rosyjskich zakładów metalurgicznych, niemniej jednak udział stali o wysokiej wytrzymałości w obiecujących modelach samochodów będzie wzrastał.
Rosyjski zakłady montażowe zagraniczne modele samochodów osobowych już teraz aktywnie zużywają stal o wysokiej wytrzymałości. Pomimo otwarcia zakładów tłoczenia w Rosji, zagraniczni producenci nadal zaspokajają większość swoich potrzeb, importując metal w postaci gotowych zestawów samochodowych. Możliwość lokalizacji tłoczenia karoserii w Rosji komplikuje praktyczny brak wysokiej jakości wyrobów walcowanych wymaganego asortymentu w rosyjskich przedsiębiorstwach metalurgicznych.
Tak więc, zarówno ze strony rosyjskich, jak i zagranicznych fabryk samochodowych, można stwierdzić zwiększone zapotrzebowanie na stale o podwyższonych kategoriach wytrzymałościowych.
Jednak obecnie w Rosji wielkość produkcji stali o wysokiej wytrzymałości jest bardzo mała, nie produkuje się stali ekstra i ultrawytrzymałych, a opanowanie produkcji takich produktów wymaga natychmiastowych wysiłków.
Zdając sobie sprawę, że w kraju istnieje duże zapotrzebowanie na nowe gatunki stali, zakłady metalurgiczne rozwijają się w zakresie poprawy jakości wyrobów walcowanych i opanowania produkcji nowych obiecujących gatunków stali.
Na przykład w Zakładzie Metalurgicznym Cherepovets, który jest częścią Grupy Severstal, w ramach programu zorientowanego na klienta, rozpoczęto budowę nowej linii do cięcia blach samochodowych do stali walcowanej na zimno. całkowity koszt 570 milionów rubli Decyzja o realizacji tego projektu została podjęta w celu dalszej poprawy jakości produkowanej blachy samochodowej, głównie pierwszej grupy powierzchniowej oraz zwiększenia udziału dostaw dla przemysłu motoryzacyjnego, w tym do firm zagranicznych, które lokalizują produkcję samochodów komponenty w Rosji. Osiągnięcie tych celów zapewni zestaw wyposażenia, który zostanie dodany do jednostki. W szczególności jednostka zawiera sekcję kontroli taśmy, w której powierzchnia taśmy będzie stale monitorowana od strony górnej i dolnej pod kątem wad. Gwarantuje to 100% jakość automatycznego arkusza w rolce. Jednostka będzie ciąć blachę walcowaną na zimno o grubości od 0,45 mm do 2,0 mm, z przeznaczeniem do produkcji przednich części samochodowych. Uruchomienie bloku o rocznej wydajności 200 tys. ton planowane jest na I kwartał 2011 roku.
W MMK wdrażane są obecnie znacznie bardziej ambitne innowacje. Dla rozwoju rozwijającego się rynku stali o wysokiej i bardzo wysokiej wytrzymałości, w Magnitogorsku realizowany jest projekt inwestycyjny „Budowa kompleksu walcowania na zimno” o wartości 1,5 mld USD. -jakościowa stal zimnowalcowana i ocynkowana z zastosowaniem zaawansowanych technologii do produkcji zewnętrznych i wewnętrznych części samochodów... Kompleks walcowania na zimno przeznaczony jest do produkcji i przetwarzania stali niskowęglowej, wysokowęglowej i wysokowytrzymałej, głównie dla przemysłu motoryzacyjnego. Będzie to produkt zastępujący import - arkusz samochodowy tej jakości nie jest jeszcze produkowany w Rosji. Przybliżony wolumen wyrobów produkowanych w nowym kompleksie do walcowania na zimno wyniesie: 700 tys. ton/rok wyrobów ocynkowanych w kręgach, 400 tys. ton/rok wyrobów zimnowalcowanych w kręgach, 900 tys. obrobione produkty w kręgach.
Pierwszy etap kompleksu (linia do ciągłego wytrawiania połączona z 5-stanowiskową walcownią zimną) o wydajności 2100 tys. ton/rok zostanie oddany do użytku w lipcu 2011 roku. linia do cynkowania zanurzeniowego wraz z linią ciągłego wyżarzania, linią przewijania taśm i inspekcją, liniami pakującymi) zostanie uruchomiona w 2012 roku.
Uruchomienie tej huty pozwoli natychmiast zaoferować rosyjskim producentom samochodów pełną gamę blach zimnowalcowanych ze stali o wysokiej wytrzymałości, która jest niezbędna do organizacji produkcji nowych modeli. Nowy kompleks walcowania na zimno MMK jest w stanie całkowicie pokryć wszystkie rodzaje artykułów towarowych wymaganych przez rosyjskie fabryki samochodów, zarówno pod względem składu gatunku i właściwości mechanicznych, jak i rozmiaru. Asortyment, który można wyprodukować na tym sprzęcie, zaspokoi również większość potrzeb światowych producentów samochodów działających w Federacji Rosyjskiej.
MMK rozpoczęło już aktywne konsultacje w sprawie akceptacji wyrobów walcowanych z największymi producentami samochodów i podzespołów działającymi w Federacji Rosyjskiej. MMK jest gotowe dostarczać produkty z nowego kompleksu walcowania na zimno już w 2011 roku. Początkowo będzie eksportowane. Potencjalnymi partnerami są teraz Stadco (tłoczone części dla Forda), Matador (tłoczone dla Volkswagena), Benteler (akcesoria) i Hayes Lemmerz (koła tłoczone z gorącowalcowanej blachy). Według prognoz MMK za kilka lat rynek rosyjski będzie gotowy do konsumpcji tych produktów w nie mniejszych ilościach.
Głównym instytutem, który we współpracy z zakładami metalurgicznymi prowadzi prace badawcze nad tworzeniem i rozwojem produkcji nowych, a także poprawą jakości istniejących materiałów metalowych dla przemysłu motoryzacyjnego w Rosji, jest TsNIIchermet im. I.P. Bardeen.
Obecnie TsNIIchermet prowadzi prace badawcze w kierunku wytworzenia blach ze stali walcowanych na gorąco i na zimno o podwyższonej wytrzymałości i odporności na korozję. W rosyjskich przedsiębiorstwach hutniczych, przy udziale TsNIIchermet, opanowano technologię produkcji walcowanej na gorąco, a także walcowanej na zimno niepowlekanej i powlekanej wysoko kutej stali z dwufazowych stali ferrytyczno-martenzytycznych o podwyższonej wytrzymałości. TsNIIchermet wraz z firmą Severstal opanowuje technologię produkcji walcowanej na gorąco dwufazowej stali ferrytyczno-martenzytycznej w walcowni 2000. Przeprowadzono pomyślne eksperymenty dotyczące produkcji walcowanej na gorąco stali dwufazowej w warunkach NLMK. Pokazano możliwości produkcji stali dwufazowych walcowanych na gorąco w walcowni 2000 MMK.
W TsNIIchermet trwają również prace nad poprawą odporności stali na korozję. Instytut opracował i opanował technologię cynkowania anodami nierozpuszczalnymi, która umożliwia podwojenie intensyfikacji procesu, zmniejszenie zużycia energii podczas powlekania, wyeliminowanie energochłonnej pracy topienia anod oraz poprawę jakości i odporności na korozję Powłoka. Szybki proces cynkowania został wprowadzony na linii cynkowania elektrolitycznego PFK Promindustriya LLC. Do zalet tej metody należą: wysoka wydajność, niskie koszty eksploatacji, wysoka jakość powłok na taśmie, a także uniwersalność i łatwość nakładania powłok jednostronnych i dwustronnych, powłok ze stopów cynku.
Ponadto TsNIIchermet stworzył całkowicie nowe podejście do procesu cynkowania ogniowego. Wraz z SMS Demag TsNIIchermet opracowano proces „Pionowy”, który nie ma odpowiednika na świecie. Polega na zastosowaniu uszczelnienia magnetohydrodynamicznego do zatrzymywania ciekłego stopionego metalu podczas procesu powlekania na gorąco z pionowym przejściem taśmy przez kąpiel z ciekłym stopem. W module „Vertical” na pasek stopionego cynku, aluminium i ich stopów nakładana jest ochronna powłoka antykorozyjna bez tradycyjnego sprzętu zanurzalnego. Taśma stalowa biegnie pionowo przez szczelinę w dnie wanny z powłoką stopionego metalu, której wypływu zapobiega uszczelka magnetohydrodynamiczna. Proces „Pionowy” umożliwia uzyskanie wysokiej jakości blachy samochodowej o podwyższonych właściwościach plastycznych powłoki poprzez skrócenie czasu cynkowania. Technologia zapewnia możliwość szybkiego przejścia z jednego rodzaju powłoki na inny (cynkowanie, aluminiowanie, pokrywanie stopami Zn-Al itp.). Inne zalety tego procesu to eliminacja zatapialnych urządzeń ze stali nierdzewnej o wysokim zużyciu, wzrost wydajności procesu o 10-15% oraz poprawa wskaźników jakości produktów.
Ponadto TsNIIchermet wraz z AVTOVAZ opracowuje i doskonali produkcję ekonomicznie stopowych gatunków stali konstrukcyjnych o ulepszonych właściwościach technologicznych i operacyjnych w celu zwiększenia efektywności wykorzystania długich produktów do części silników i przekładni. W celu zmniejszenia masy i zwiększenia niezawodności tych zespołów pojazdów TsNIIchermet opracował skład ekonomicznie stopowych stali konstrukcyjnych o wymaganym poziomie wytrzymałości i marginesu lepkości (mikrostopowanie stali żelazostopami, azotkami i pierwiastkami węglikotwórczymi o 30- 50% niższa zawartość niklu). Unikalna kombinacja właściwości fizycznych, mechanicznych i korozyjnych właściwych stali nierdzewnych nie może być osiągnięta w przypadku stopów innych systemów stopowych.
Inne obszary pracy TsNIIchermet obejmują następujące obszary studiów:
... opracowanie i opanowanie technologii otrzymywania nanostruktur w objętości i na powierzchni wyrobów metalowych ze stali konstrukcyjnych i stopów;
... rozwój ekonomicznie stopowych stali nierdzewnych i stopów do układów wydechowych pojazdów;
... rozwój stali i stopów żaroodpornych na części silników pracujące w wysokich temperaturach.
Według prognozy MMK zapotrzebowanie rosyjskiego przemysłu motoryzacyjnego na blachy zimnowalcowane, które stanowi około 70% Rosyjski przemysł samochodowy walcówki, w 2015 roku wyniesie 2 183 tys. ton, zapotrzebowanie na stal ocynkowaną przekroczy poziom 1 mln ton.

Krótki opis na temat Wielarider + Schill InvertaSpot GT

Zadowala wszystkich nowoczesne wymagania producenci samochodów i warsztaty blacharsko-lakiernicze pod kątem niezawodności i wydajności. Urządzenie z technologią inwertorową wysokiej częstotliwości przeznaczone jest do spawania nowoczesnych stali ultrawytrzymałych i zawierających bor (UHSS, USIBor). Częstotliwość pracy urządzenia wynosi 10 000 Hz, nominalny prąd spawania 13 000 A, ciśnienie w miejscu zgrzewania 650 daN. Homologowane przez wielu producentów samochodów. Główną cechą urządzenia jest transformator spawalniczy w kształcie litery C. Przy zastosowaniu tego typu cęgów straty mocy są minimalne, ponieważ konwersja odbywa się w samej cęgach, a pobierany przez nie prąd nie powoduje nadmiernego nagrzewania się kabla. Inteligentna kontrola proces technologiczny spawanie gwarantuje wytwarzanie punktów spoin podobnych do tych powstających podczas produkcji samochodów. Wszystkie dane spawania są zapisywane na karcie pamięci (format SD). Możliwa jest rejestracja danych o parametrach 100 000 punktów zgrzewania, co pozwala na późniejszy monitoring jakości naprawy. Możliwa jest praca z oryginalnymi danymi producenta (OEM - program). Jeśli użytkownik nie może określić jakości spawanych stali, istnieje unikalny i opatentowany program testowania materiałów. Istnieje możliwość aktualizacji oprogramowania urządzenia za pomocą karty pamięci SD. Wyświetlacz graficzny pokazuje parametry spawania w czasie rzeczywistym według parametrów głównych (kA, ms, daN). Pełna kontrola mikroprocesorowa pozwala na kompleksową kontrolę procesu spawania.

Inne cechy urządzenia:

Indywidualny dobór i ustawienie parametrów spawania;
- automatyczna naprawa zły ruch spawalniczy;
- możliwość zgłoszenia konieczności serwisowania dysz elektrod;
- wyświetlanie komunikatów o błędach w formie tekstowej;
- wyświetlanie rodzaju końcówek elektrod, które można zastosować;
- wydruk wyników w formacie A4; ...
- obecność centralnego złącza do łączenia różnych narzędzi spawalniczych.

Pole magnetyczne tego sprzętu ma poziom znacznie niższy od dopuszczalnego limitu, dlatego InvertaSpot GT działa z możliwie najmniejszym wpływem na organizm człowieka.

Dostępna jest wersja do spawania aluminium prądem spawania 20 000 amperów.

Urządzenie może być wykorzystywane nie tylko w naprawach blacharskich, ale również w produkcji, gdzie konieczne jest wykonanie spawania wysokiej jakości. Sprzęt może być wykorzystany w produkcji autobusów, do jednostronnego zgrzewania paneli nadwozia.

Komentarze specjalistów

Spawanie to jedna z metod łączenia części karoserii, stosowana dziś obok innych np. klejenie i nitowanie. I przeszła dość długą drogę doskonalenia, śledzenia, czasem z opóźnieniem, modernizacji konstrukcji samochodu i odnowienia materiałów użytych do jego produkcji.

Do niedawna spawanie było właściwie jedynym sposobem łączenia części karoserii bez użycia opcji mocowania gwintowego. Czemu? Powód jest dość pragmatyczny i jasny: jest szybki, technologiczny i prosty. Jest to również możliwe w przypadkach, gdy warunki nie pozwalają na pracę, mając dostęp do części z obu stron.

Wady spawania ujawniły się już w pierwszej generacji maszyn do korzystanie z usługi- gaz. To korozja wzdłuż szwu, szorstki, zauważalny ślad pracy, osłabienie materiału. Problemy są poważne i trzeba było je rozwiązać. W stopniu wystarczającym na swoje czasy było to możliwe dzięki wprowadzeniu nowego typu maszyn MIG/MAG, które wykonują spawanie w środowisku gazu obojętnego lub nieobojętnego. Szwy są schludne, a odporność na korozję poprawiona. A mistrzowie przez chwilę odetchnęli z ulgą.

Nie trwało to długo – bo producenci samochodów wkroczyli w nową fazę walki o klienta. Niezbędne stało się uczynienie samochodu coraz lżejszym, bardziej dynamicznym, oszczędniejszym i bardziej przyjaznym dla środowiska. Oznacza to przejście na stosowanie zaawansowanych materiałów, które nie są zaprojektowane i w niewielkim stopniu na stare technologie spawalnicze.

invertaSpot GT, jego szczęki typu C i zdjęcia z ekranu.

Przede wszystkim mówimy o stalach o wysokiej wytrzymałości. Podczas pracy z nimi spawanie szwów straciło wszelką atrakcyjność. W końcu ujawniła się jego nowa, krytycznie niebezpieczna wada: zmiana struktury metalu w strefie narażenia na wysokie temperatury, prowadząca do jego przejścia z kategorii stali o wysokiej wytrzymałości do grupy zwykłych stali. A to jest osłabienie konstrukcji auta, przez co jego dalsza eksploatacja po kapitalnym remoncie jest niebezpieczna.

Zgrzewarki punktowe stały się krokiem w kierunku rozwiązania problemu, minimalizacji niebezpiecznych uderzeń i utrzymania wysokiej i niezawodnej wytrzymałości połączenia. Oznacza to, że w rzeczywistości nastąpiło przejście od zwykłego i znanego spawania do bardziej złożonego procesu łączenia pod połączonym wpływem ciśnienia i prądu. Innym rozwiązaniem jest wprowadzenie alternatywnych technologii mocowania: klejenia i nitowania. Nie tylko bardziej złożona i czasochłonna praca, ale także zasadniczo odmienna od fabrycznego cyklu technologicznego. To znowu celowo nie jest idealne.

Ale ten kompromis był nieunikniony.

Przecież dzisiaj mechanicy mają do czynienia nie tylko ze stalami wysokowytrzymałymi – czyli np. z oznaczeniem HSS – niskowęglowymi z dodatkiem takich składników stopowych jak mangan, niob, krzem. Ale także z bardziej „poważnymi” produktami, przypisywanymi grupie stali ultrawytrzymałych, czyli zawierających bor.

Od lewej do prawej: postępy w technologii spawania, które zmniejszają strefę osłabionego stopu

Jeśli komuś ten problem nie wystarczy, jest jeszcze jeden. Jest to potrzeba połączenia co najmniej trzech warstw różnych materiałów w integralny monolit. Cienki, mocny, sprężysty, o złożonym profilu i ponoszący pełną odpowiedzialność za życie i zdrowie pasażerów w zderzeniu bocznym. Przeczytaj tutaj: w przypadku napraw niskiej jakości odpowiedzialność ta może łatwo spaść na barki, a raczej na budżet centrum nadwozia. I okazuje się! Póki co najczęściej – w Europie, ale krajowe zakłady ubezpieczeń dokładnie analizują wszystkie możliwości obniżenia swoich kosztów. A więc - sklej, nituj, gotuj z nieuniknionym lękiem przed niezbyt często uzasadnionymi i trudnymi do odparcia zarzutami.

Albo weź za pewnik, że musisz zapłacić raz, aby przyspieszyć proces naprawy i swój spokój finansowy, dołączając do grona użytkowników urządzenia czwartej generacji. To samo dossier, które przedstawiliśmy na początku tego artykułu.

W rzeczywistości nie naśladuje już technologii fabrycznych, ale wdraża je w całości, umożliwiając uzyskanie związku identycznego z przemysłowym. I nie tylko otrzymywać, ale także mieć pełna informacja zgodnie z rzeczywistą oceną jakości każdego punktu. W końcu urządzenie testuje swoją pracę i zapisuje raport. Kompletny, wystarczający dowód dla firmy ubezpieczeniowej. A powód, dla którego szef warsztatu lub zmiana ma zabrać samochód, bez obawy o złapanie nowego lub zmęczonego na zmianę mistrza.

Technologia

Na rysunku (na górze tej strony) widać przykład tego, co może zaobserwować użytkownik nowego urządzenia. To jest wykres. Pokazuje nam materiały, które są połączone w ta sprawa... I ciągła kontrola aparatu, która jest niezbędna do działania parametrów - na przykład zmian rezystancji. Dla każdego materiału dostępne są statystyki i algorytm, które pozwalają nie tylko określić temperaturę topnienia, ale także „przesunąć” ją w czasie. Tak więc dla wszystkich trzech materiałów proces ten rozpoczyna się praktycznie w tym samym czasie. Oznacza to, że z jednej strony okres ekspozycji na wysokie temperatury został skrócony do minimum, a z drugiej spawanie okazało się najbardziej udane i niezawodne. Do tej pory było to praktycznie nieosiągalne.

Ale to nie wszystko. Jak już wspomniano w „dossier”, urządzenie samodzielnie testuje jakość każdego „soczewki” i ocenia ją punktowo, zachowując pełną informację w pliku raportu. Oznacza to, że tworzy wiarygodny i obiektywny obraz jakości wykonanej naprawy i jej zgodności z normami fabrycznymi. Precyzyjnie fabrycznie, ponieważ urządzenie posiada homologację czołowych producentów samochodów oraz posiada wbudowany program OEM, który pozwala na wykorzystanie przez warsztat pełnej informacji o materiałach w strefie spawania z bazy danych urządzenia. konkretna marka i model samochodu.

Umożliwia to pracę z pełnym wsparciem technicznym. Intercolor jest jedynym certyfikowanym dystrybutorem firmy Wielander + Schill w Rosji. Intercolor prowadzi szkolenia na tego typu sprzęcie oraz przeprowadza konserwację i, w razie potrzeby, naprawy.

Zdjęcie obok wykresów przedstawia typowy przykład działania InvertaSpot GT. To jedna z rozpórek - przednich, środkowych lub tylnych. Dwie warstwy stali Uzi-Bor, a trzecia to bardziej standardowa stal o wysokiej wytrzymałości. Grubość również jest typowa, około 1,5 mm. Zespawanie ich ze sobą jest dość trudne, ponieważ konieczne jest zapewnienie połączenia monolitycznego dla różnych składów stopów i warunków ogrzewania.

Warstwa środkowa otrzyma zupełnie inny efekt niż skrajne.

Jak osiągnąć wysokiej jakości „obiektyw”, czyli obszar połączenia? Spróbuj wybrać siłę ściskającą materiałów, prąd i czas ekspozycji, które są najbardziej odpowiednie dla danego przypadku.

W urządzeniach z kleszczami w kształcie litery X problemy „zaczynają się” od momentu wybrania trybu. W końcu siła docisku w miejscu zgrzewania nie jest oczywiście stała i zależy, co wynika z zasad mechaniki elementarnej, od ramienia, czyli od długości elektrod. A dostarczany prąd nie jest stabilny.

Nawet wysoko wykwalifikowany brygadzista nie jest w stanie w każdym konkretnym przypadku określić jakości miejsca spoiny wykonanej przez spawarkę. Siłę zrywającą punktu można określić tylko za pomocą niezbędnych badań, co nie jest dostępne w warsztatach blacharskich. InvertaSpot GT przeprowadza niezależną kontrolę procesu zgrzewania, a tym samym wskaźników jakości miejsca.

A trudności występują w różnych przypadkach na różne sposoby, ale równie nieprzyjemne. Tutaj i masywny transformator, „wydający” do 60 000 A, zużywany przez pięć szóstych (!) Na straty, oraz kable zasilające, które nagrzewają się i zbierają wszystkie metalowe szczątki w pomieszczeniu. I pola magnetyczne o ogromnej mocy, które nie są przydatne dla ludzkiego zdrowia.

InvertaSpot GT rozwiązuje większość tych problemów. Na przykład przed pojawieniem się urządzenia Meredes w wielu modelach dozwolone było tylko klejenie i nitowanie w naprawie najbardziej krytycznych obszarów (regałów) z punktu widzenia bezpieczeństwa. Teraz sytuacja się zmieniła, spawanie za pomocą określonego urządzenia jest dozwolone.

Co więcej, wielu producentów zamierza teraz poważnie zrewidować wymagania dotyczące wyposażenia sekcji nadwozia w celu ich dokręcenia, ponieważ bezpieczeństwo i życie pasażerów jest dla nich niekwestionowanym priorytetem. Z tego punktu widzenia naprawy, które nie stwarzają potencjalnych zagrożeń w dalszej eksploatacji, są godną wizytówką każdej firmy, która deklaruje styl szacunku wobec klienta.

Edycja: PRAWY SERWIS SAMOCHODOWY
Oksana DEMCHENKO

Gdy myślimy o bezpieczeństwie biernym pasażerów w nowoczesnym samochodzie, przedstawiamy pas z napinaczem, poduszkami powietrznymi i poduszkami kurtynowymi, mało kto wymieni karoserię, a raczej jego konstrukcję. To właśnie nadwozie samochodu musi zapewnić ochronę pasażerom w wypadku, przyjąć cały cios i pozostawić nienaruszoną przestrzeń życiową załogi.

Do lat 40. nadwozie (rama) uważano przede wszystkim za nośnik jednostek i zespołów, a sztywność nadwozia przyczyniła się do zachowania samochodu, a dopiero później w latach 50. ubiegłego wieku, kiedy prędkość samochodów znacznie wzrosła, projektanci pomyśleli o bezpieczeństwie pasażerów. Naukowcy sugerowali nowy koncept budowa samochodu, w którym nadwozie zostało podzielone na kilka stref, zmiażdżone przednie i tylne części oraz centralna kapsuła bezpieczeństwa, czyli przedział pasażerski. W razie wypadku te pierwsze uległy deformacji, pochłaniając energię uderzenia, co pozwala zmniejszyć przeciążenia, których mogą doświadczyć pasażerowie, a jednocześnie uniknąć obrażeń związanych z deformacją przedziału pasażerskiego.

Z biegiem czasu, na podstawie analizy licznych testów zderzeniowych, projektanci poważnie zmienili konstrukcję stref bezpieczeństwa i stref zgniotu, zaczęli badać i wykorzystywać nowe materiały oraz łączyć różne właściwości stali w jednej części. Szeroko stosowane są stale ultrawytrzymałe, wysokowytrzymałe i zwykłe, aluminium i materiały kompozytowe.

Coraz częściej konstruktorzy samochodów stosują stale o wysokiej wytrzymałości, które są kilkakrotnie mocniejsze od konwencjonalnych wyrobów walcowanych, ich udział
osiąga 20-35%.

STAL

Biorąc pod uwagę karoserie nowoczesnych samochodów, możesz studiować metaloznawstwo. Wszystko w nowych samochodach więcej szczegółów wykonane z wysokowytrzymałej, ultrawytrzymałej stali formowanej na gorąco, specjalne wyroby walcowane, aluminium z inna treść krzem lub magnez. Kombinacje właściwości metalu pozwalają na zwiększenie wytrzymałości niektórych elementów lub nadanie innym zaprogramowanego zgniatania.

Bardzo rzadko technologie produkcyjne mogą być stosowane w warunkach remontowych

Ulepszając konstrukcję nadwozia i zwiększając bezpieczeństwo pasażerów, projektanci stawiają nowe zadania nie tylko producentom samochodów, ale także licznym warsztatom blacharsko-lakierniczym, do których auta wpadają po różnych wypadkach, aby nabrać nieskazitelnego kształtu i wyglądu. Przede wszystkim stale o wysokiej wytrzymałości są bardzo trudne do obróbki, cięcia i gotowania, czasem to wymaga Specjalne narzędzie, który ma nie mniej właściwości o wysokiej wytrzymałości, które nie pozostają w tyle za nową rzeczywistością. Przy spawaniu wszystko jest bardziej skomplikowane, technologia produkcji stali specjalnych nie pozwala na przegrzanie części, co powoduje zniekształcenie produktu lub całkowity zanik pierwotnych właściwości. Producenci samochodów poszli różnymi drogami, polecając do napraw stosowanie technologii i metod stosowanych w produkcji.

Spawanie - lutowanie

Tak więc większość japońskich koncernów stosuje metodę półautomatycznego lutowania stali o wysokiej wytrzymałości w niskich temperaturach topnienia drutu ze stopu miedzi z cynkiem. Np. spawanie drutem stalowym w środowisku gazu osłonowego CO2 odbywa się w temperaturze 1500-1600 stopni Celsjusza, co całkowicie niszczy wszystkie właściwości stali specjalnej. Spawanie lutospawaniem odbywa się w temperaturach poniżej 900 stopni Celsjusza, w zakresie od 860 do 890 stopni, podczas gdy spoina taka mieści się w zakresie wytrzymałości spawania konwencjonalnego, a cynk będący częścią drutu jest połączony z ocynkowanym korpusem, chroniącym stal i spaw przed korozją.

Spawanie kontaktowe za pomocą szczypiec

Standard łączenia części karoserii zawsze był uważany za spawanie kontaktowe, na którym doświadczeni kierowcy mogli ogłosić, czy samochód uległ wypadkowi i które części zostały wymienione. Jednak wraz z użyciem nowych stali zmieniły się metody zgrzewania oporowego. Jeśli całkiem niedawno do spawania części wystarczało konwencjonalne urządzenie transformatorowe do zgrzewania oporowego do 5-6 tysięcy amperów, teraz warunki dyktują nowe zasady. Spawarka stykowa musi mieć napędzane pneumatycznie szczypce, które wytwarzają określoną siłę, prąd spawania co najmniej 11-13 tysięcy, specjalny kabel o określonym przekroju, o minimalnej rezystancji i wymuszonym chłodzeniu cieczą. Tylko w tym przypadku możliwe jest łączenie części nowoczesnych nadwozi wykonanych ze stali o wysokiej wytrzymałości.

MATERIAŁY ALUMINIOWE I KOMPOZYTOWE

Wiosną 1991 roku Honda dostarczyła na rynek niemiecki partię samochodów osobowych. Samochody Hondy NSX z całkowicie aluminiowym korpusem. Jednak wtedy nie tyle samochodów zostało wyprzedanych, ponieważ chodziło o modele sportowe z nadwoziem coupe. Niemniej jednak pojawienie się masowo produkowanych samochodów osobowych z aluminiową karoserią zasygnalizowało początek nowej ery w motoryzacji.

Przykładami pojazdów całkowicie aluminiowych są Audi A8 i Jaguar XK. Kuszące jest, aby uzyskać, podobnie jak w przypadku A8, samochód klasy wyższej o takiej samej wadze, jak Audi A6, sedan z niższej klasy. Ale budowanie aluminiowego nadwozia jest podobne do budowania samolotu. Problemów jest tu znacznie więcej, niż mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. Stopy aluminium są słabo wytłoczone, spawane tylko w środowisku gazu obojętnego i przenoszą wibracje znacznie lepiej niż analogi stali. Spawanie argonem, nitowanie, klejenie, a nawet skręcanie można wykorzystać do połączenia ich w tym samym samochodzie. Dodatkowo, aluminiowe skrzydło, pogniecione w wyniku wypadku, często jest niemożliwe do ustawienia, a malowanie części ze stopów lekkich ma wiele niuansów technologicznych. W przeciwieństwie do konstrukcji stalowych, nadwozi aluminiowe wykorzystuje nie tylko blachy, ale również wszelkiego rodzaju profile (rury prostokątne, narożniki), a także szeroką gamę specjalnych części odlewanych.

Koncern Audi jako pierwszy zastosował aluminium w seryjnej produkcji nadwozia. Nadwozia jego modeli A8 i późniejszych A2 wykonane są w całości ze stopów aluminium.

Nadwozie aluminiowe AUDIA8, stworzone przez Technologia Audi Space Frame (ASF), waży tylko 231 kg. Detale łączą 1847 nitów, 632 śruby, 202 punkty spawania, 25 metrów gazu i 6 metrów spawania laserowego oraz 44 metry połączeń klejonych.

Systemy nitowania

W produkcji samochodów coraz częściej stosuje się stale o wysokiej wytrzymałości, aluminium, magnez i materiały kompozytowe.

Aby osiągnąć określone parametry, wielu projektantów projektuje nadwozia, które łączą części z różnych materiałów. Pozwala to na ich użycie pozytywne cechy i ominąć ich nieodłączne wady. Przykładem takiej hybrydowej konstrukcji jest karoseria Mercedes-Benz CL, w której zastosowano stal, aluminium, magnez i plastik. Stal trafia do ramy komory silnika i dolnej części bagażnika, a także do poszczególnych elementów ramy. Wiele paneli zewnętrznych i części ramy wykonano z aluminium. Rama drzwi wykonana jest ze stopu magnezu. Błotniki przednie, klapa bagażnika wykonane są z tworzywa sztucznego. Alternatywnie możliwa jest konstrukcja nadwozia, w której rama wykonana jest ze stali i aluminium.

Technologie spawania metali o różnych właściwościach elektrochemicznych, w tym przypadku stali i aluminium. Honda Motor twierdzi, że był w stanie osiągnąć silne połączenie między dwoma metalami dzięki specjalnemu mechanizmowi spawalniczemu. Polega na „wkręceniu” stalowej części części pod ciśnieniem w część aluminiową. To poprostu ogólny opis zasada – firma nie podaje wyczerpujących szczegółów. Tak więc stal i aluminium nie są ze sobą spawane, zwłaszcza w warunkach naprawy, ponadto metale są połączone ze sobą tylko specjalną izolacją, głównie za pomocą nitów i połączeń gwintowanych. Jeśli jakikolwiek inny metal wejdzie w bezpośredni kontakt z aluminium, ze względu na różne potencjały elektryczne, powstaje między nimi para galwaniczna, która prowadzi do korozji aluminium. Do łączenia stali i aluminium stosuje się specjalne kleje zapobiegające chemicznemu zniszczeniu materiału.

XPress 800 - nitownica pneumohydrauliczna o sile nacisku do 50 kN, do nitowania i nitowania: nity samowtłaczające, nity FFR, nity zrywalne, nitonakrętki oraz tłoczenia

05.02.2014 - 12:17

WorldAutoSteel, motoryzacyjne ramię World Steel Association, ujawniło wyniki swojego programu FutureSteelVehicle (FSV) w ramach projektu Steel Solutions in the Green Economy. Program ma na celu opracowanie lekkiej stalowej karoserii pojazdu, która może zmniejszyć masę pojazdu nawet o 40% i obniżyć emisje CO2 o 70% w całym okresie eksploatacji pojazdu.

Zielony samochód dla zielonej gospodarki

Projekt WorldAutoSteel o nazwie FutureSteelVehicle („samochód ze stali przyszłości”) został uruchomiony w 2007 roku, ale najbardziej intensywne prace nad nim rozpoczęły się dopiero w ostatnich latach. Wszyscy członkowie WorldAutoSteel - 17 dużych firm metalurgicznych, w tym Anshan Steel, Arcelor Mittal, Baosteel, Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation, ThyssenKrupp, U.S. Steel, Severstal, POSCO i inne.

Głównym celem programu jest opracowanie specjalnych gatunków stali, dzięki którym masa karoserii może zostać zmniejszona o 35-40% w stosunku do nowoczesne maszyny... Zmniejszy to całkowitą emisję zanieczyszczeń w całym okresie eksploatacji pojazdu o 70%. Jednocześnie wszystkie wymagania dotyczące bezpieczeństwa wstrząsów awaryjnych maszyn (pięć gwiazdek zgodnie z wynikami testów zderzeniowych) i trwałości kadłuba muszą być w pełni spełnione, a zmniejszenie masy kadłuba nie powinno pociągać za sobą znacznych nakładów finansowych i inne koszty.

Głównymi powodami zachęcania producentów do zmniejszania masy pojazdów są przepisy amerykańskie i europejskie wymagające samochodów zużywających mniej paliwa, co można osiągnąć właśnie poprzez zmniejszenie masy. Po raz pierwszy zużycie paliwa zostało ograniczone przez amerykański standard Corporate Average Fuel Economy (CAFE), przyjęty w 1975 r. z powodu kryzysu naftowego. Od tego czasu standardy są stale zaostrzane, a inne regiony, przede wszystkim UE, również zaczęły wprowadzać podobne przepisy.

Po przyjęciu Protokołu z Kioto zmniejszenie zużycia paliwa nabrało znaczenia dla środowiska. Transport odpowiada dziś za około 20% emisji gazów cieplarnianych, a jeśli weźmiemy pod uwagę emisje związane z produkcją paliw i energii elektrycznej zużywanej przez przemysł motoryzacyjny, udział ten jest jeszcze wyższy. Jednocześnie zmniejszenie masy pojazdu zmniejsza zużycie paliwa, a tym samym wszelkie koszty zasobów związane z jego produkcją i użytkowaniem.

W ramach programu FSV opracowano zoptymalizowane elementy nadwozia ze stali o wysokiej wytrzymałości (AHSS) dla czterech modeli pojazdów, które mają trafić do sprzedaży w latach 2015-2020. Należą do nich w szczególności akumulatorowe pojazdy elektryczne (BEV) i hybrydowe pojazdy elektryczne typu plug-in (PHEV) klasy A i B, a także pojazdy typu PHEV oraz pojazdy elektryczne z ogniwami paliwowymi (Fuel Cell Electric Vehicle - FCEV) klasy C i D.

Zastosowanie stali AHSS pozwala na zmniejszenie masy przy jednoczesnym zwiększeniu wytrzymałości takich głównych elementów karoserii jak progi, słupki B, boczne i przednie podłużne elementy dachu, tylne podłużnice i podłużnice przedziału przedniego, nadkola usztywniacze, a także elementy komory baterii (pojazdy elektryczne i samochody hybrydowe), które pochłaniają energię w przypadku zderzenia czołowego. Elementy nadwozia ze stali o wysokiej wytrzymałości grają ważna rola w tzw „crash management”, określający, jak pojazd powinien zachowywać się w razie wypadku.

Ważna dla wytrzymałości jest również technologia łączenia poszczególnych części karoserii. Wymiana zgrzewania punktowego nowoczesne technologie Połączenia, w tym spawanie laserowe i klejenie (a także połączenie klejenia i zgrzewania punktowego) pozwalają na wykonanie zarówno sztywniejszych, jak i lżejszych konstrukcji. Według jednego z autorów projektu FutureSteelVehicle Rona Krupitzera z Amerykańskiego Instytutu Żelaza i Stali (AISI), więcej firmy samochodowe badają możliwości wykorzystania tych technologii do łączenia stali o wysokiej wytrzymałości.

„Wdrażając program FutureSteelVehicle, mieliśmy na celu efektywne wykorzystanie wszystkich zalet stali w ogóle, a w szczególności zaawansowanej stali o wysokiej wytrzymałości. niska cena i niskie emisje przemysłowe. Podczas gdy technologia i rozwój FSV skupiają się głównie na pojazdach elektrycznych, dziś dysponujemy szeroką gamą gatunków stali, które można wykorzystać do zmniejszenia masy ciała i zmniejszenia emisji w przypadku każdego rodzaju pojazdu ”- mówi Jody Shaw, dyrektor działu marketingu technicznego i badań w USA Steel Corporation, która nadzoruje projekt FutureSteelVehicle.

Główne zalety

Według niego można wyróżnić siedem kluczowych wyników, które osiągnięto podczas realizacji projektu FSV:

Pojazdy FSV są lekkie i bardzo wydajne pod względem zużycia paliwa i niższych emisji. Udało się to osiągnąć poprzez optymalizację kształtów i rozmiarów części nadwozia dzięki zastosowaniu nowych gatunków stali.

Masa ciała pojazdu elektrycznego z akumulatorem (BEV), wykonanego w technologii FSV, nie przekracza 188 kg, podczas gdy masa ciała nowoczesnego samochodu osobowego wynosi co najmniej 290 kg, czyli jest o 35% cięższa od obiecującej nowości .

Projekt FutureSteelVehicle przewiduje zastosowanie ponad 20 nowych gatunków zaawansowanej stali o wysokiej wytrzymałości, które będą produkowane masowo i będą dostępne na rynku w latach 2015-2020.

Nowe portfolio materiałów FSV obejmuje najnowsze gatunki stali, takie jak stal dwufazowa, stal TRIP o ciągliwości z przemianą martenzytyczną (TRIP), stal TWIP o ciągliwości podwójnie indukowanej, stal złożona, stal do formowania na gorąco (stal formowana na gorąco) i inne. W porównaniu ze stalami konwencjonalnymi (konstrukcyjnymi niskostopowymi) charakteryzują się zwiększoną wytrzymałością, a jednocześnie plastycznością, co zapewnia im zalety w procesie tłoczenia i formowania. W największym stopniu te właściwości są poszukiwane we współczesnym przemyśle motoryzacyjnym, ponieważ zapewniają inżynierom większą swobodę przy wyborze projektu, optymalizacji (zmniejszeniu) masy i ogólnej technologii produkcji pojazdów.

Nadwozia samochodów wykonane w technologii FSV spełniają najbardziej rygorystyczne, akceptowane na świecie wymagania dotyczące odporności na uderzenia samochodów, a w niektórych przypadkach nawet je przewyższają. Nic więc dziwnego, że pojazdy FSV otrzymują najwyższą ocenę w testach zderzeniowych – pięć gwiazdek.

Produkcja elementów nadwozia ze stali klasy AHSS do pojazdów elektrycznych może zmniejszyć całkowitą emisję zanieczyszczeń do atmosfery przez cały cykl życia pojazdu zgodnie z amerykańskimi standardami energetycznymi o 56%. W Europie, gdzie ten system i jego źródła są bardziej efektywne, liczba ta może sięgać nawet 70%.

Osiągnięto znaczną redukcję masy ciała bez znaczącego wzrostu kosztów produkcji samochodów w porównaniu do nowoczesnych samochodów.

"Wszystkie te postępy, zwłaszcza w zakresie znacznego zmniejszenia masy pojazdu i optymalizacji rozwiązań projektowych, wyznaczają nowy standard w projektowaniu samochodów przyszłości. Ponadto realizacja projektu FutureSteelVehicle daje możliwość znacznego zmniejszenia emisji zanieczyszczeń do atmosferę, która jest szczególnie ważna, biorąc pod uwagę rozwój i wdrożenie wkrótce nowość Norm środowiskowych w większości krajów rozwiniętych ”- mówi Siz ten Brock, dyrektor WorldAutoSteel.

W ostatnich latach nacisk na zmniejszenie masy pojazdu koncentrował się na wykorzystaniu elementów aluminiowych, powiedział. Jednak zastosowanie szczególnie wysokowytrzymałej stali (Advanced High-Strength Steel) w niczym nie ustępuje aluminium, ponieważ ten gatunek metalu może być wytwarzany w bardzo, bardzo cienkie grubości przy zachowaniu wytrzymałości miękkiej stali miękkiej, która jest znacznie wyższa niż w przypadku konwencjonalnej stali używanej w produkcji samochodów w ciągu ostatnich dwóch dekad. Wszystko to sprawia, że ​​konstruktorzy samochodów osobowych mogą zastąpić zwykłą blachę samochodową stalą AHSS, jednocześnie znacznie zmniejszając ilość materiału i wagę nadwozia.

„Zastosowanie AHSS umożliwia zmniejszenie masy samochodu w porównaniu z nowoczesnymi samochodami ogólnie o 39%, podczas gdy użycie aluminium - tylko 11%, chociaż wielu twierdzi, że liczba ta jest znacznie wyższa i sięga 50%. Jednak nasze obliczenia i praktyczne Badania pokazują pełna korzyść AHSS nad aluminium, nawet jeśli to drugie zostało użyte do produkcji poszczególnych części ciała w celu zmniejszenia masy. Ponadto aluminium jest znacznie droższe od stali, więc jego zastosowanie znacznie podnosi koszt samochodu, co wpływa w pierwszej kolejności na użytkownika końcowego – wyjaśnia Brock.

Według niego powszechne stosowanie zaawansowanej stali o wysokiej wytrzymałości, jak pokazują badania i eksperymenty przeprowadzone w ramach projektu FutureSteelVehicle, umożliwia znaczne zmniejszenie ogólnej emisji gazów cieplarnianych w całym cyklu życia pojazdu. Ponadto projekt FutureSteelVehicle to znaczący krok w kierunku Zielonej Gospodarki, czyli nowej polityki gospodarczej opartej na ścisłym przestrzeganiu zasad bezpieczeństwa środowiskowego.

Według dyrektora WorldAutoSteel Sis ten Brock, znaczna redukcja emisji dwutlenku węgla z pojazdów zbudowanych w technologii FSV przy użyciu zaawansowanej stali o wysokiej wytrzymałości stworzy globalną flotę „zielonych pojazdów” w dającej się przewidzieć przyszłości, której priorytetem jest radykalna poprawa efektywności energetycznej. - Rusmet