传统车身制造要经过冲压、焊装、涂装、总装四大环节,一辆车的白车身由300-500个零部件组成,焊接点位高达4000-6000个。引入铝合金后,由于铝合金表面氧化层熔点较高,传统焊接工艺无法满足其连接要求,必须改用新型焊接与连接技术——奥迪A8曾采用14种连接方式进行整车组合,工艺难度和制造成本大幅上升,这在一定程度上限制了铝合金的推广。真正的关键拐点出现在2019年:特斯拉提出一体压铸技术,并成功应用于Model Y的前机舱与后地板总成,使零部件数量减少169个、焊接点位减少超过1600个,大幅降低了生产线成本与人力成本,铝合金连接由此从“多工艺拼装”转向“一次成型”。
拐点一:铝合金上车,暴露传统焊接的短板
铝合金是汽车轻量化最理想的材料:相比高强度钢,它密度更小、减重潜力更大;相比镁合金,它成本较低、成型工艺和连接方式更成熟;相比碳纤维,它又有价格优势。但铝合金表面的氧化层熔点高,传统焊接难以胜任,只能依赖多种新型连接工艺组合,工序多、成本高,这正是铝合金应用长期受限的原因。
拐点二:一体压铸登场,用“一次成型”替代“多点焊接”
2020年9月22日,马斯克在特斯拉电池日发布会上介绍,Model Y将采用一体式压铸后地板总成,车身结构稳定性和轻量化得到大幅优化,同时减少近1000次焊接工序,节省约20%的生产成本。其核心逻辑是:将原本多个单独、分散的铝合金零部件重新设计、高度集成,用大吨位压铸机一次压铸成完整大部件,从而省去焊接与组装流程。
从经济性看,按广发证券的测算,铝一体化压铸的全车身底板综合成本已接近钢制焊接车身,并低于钢铝混合焊接车身。这一测算支撑了一个判断:一体化压铸是汽车制造环节的重要趋势。
拐点三:从一家车企到全行业跟进
特斯拉之后,造车新势力率先跟进,传统主机厂因原有产线投入大、沉没成本高,切换相对较慢。蔚来开发了可用于制造大型压铸件的免热处理材料,ET5车身后地板相关部件采用一体式铸造成型;小鹏在武汉工厂加入一体化压铸工艺车间,布局一体化前舱总成、一体化后地板总成和一体化电池托盘等项目;沃尔沃投资70亿元改造Torslanda工厂,引入铝制车身部件一体式压铸工艺。总体来看,一体化压铸会率先在新能源汽车上应用。
常见问题
一体化压铸为什么能减少焊点?
因为它把原本分散的多个铝合金零部件高度集成,用大吨位压铸机一次成型为完整大部件,焊接和组装流程被大幅省略。以特斯拉Model Y的前机舱与后地板总成为例,零部件减少169个,焊接点位减少超过1600个。
铝合金为什么不能沿用传统焊接?
铝合金表面氧化层熔点比较高,传统焊接工艺无法满足铝合金的连接要求,因此需要采用新型焊接和连接技术。奥迪A8曾用14种连接方式完成整车组合,工艺难度和制造成本都明显上升。
一体化压铸目前进展到哪一步?
特斯拉已实现后地板一体化压铸批量生产,前机舱也已成熟,前地板还需要2-3年时间,白车身一体化压铸的实现预计要5-8年。国内蔚来、小鹏等新势力以及沃尔沃、大众等传统主机厂也在陆续布局。