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本田2008年10月全面改进的“奥德赛(Odyssey)”,其A柱采用了液压成型(HydroForm)品(图1)。依与乘客的视野垂直的方向测量,将原来125mm的宽度减到了85mm,减少了约30%。另外,将A柱的末端向乘客移近了80mm,进一步扩大了下方视野。

图1:橘黄色的为液压成型品
材料采用980MPa的高张力钢。由钢材厂商制成2mm厚的电焊钢管后供应加工厂商丸顺。丸顺将其液压成型并焊接后供给本田的埼玉制作所。
液压成型采用将钢管放在模具内,向内部施加水压使工件紧贴模具的工艺。一般多进行沿轴方向只压缩周长伸长部分的“轴压”。由于工件是钢管,因此两端为开放状态,但以该轴压可对两端进行塑性加工使之紧贴模具,从而实现无漏水加工。
而此次的加工不像普通液压成型那样使工件发生大的变形。产品几乎为直线状,周长也不大幅伸长。因此不进行轴压。这样就难以密封两端,但似在合闭模具时使两端变形,从而实现无漏水。丸顺从1999年开始着手开发该技术,2004年在北美、2006年在日本获得了“车身门开口部周围结构”的专利。两端变形的部分只有作为边角料切掉,成品率达不到100%。为减少这种边角料,采取了在左右柱一体液压成型之后,最后再切断的方法。
然后在周围焊接托架。焊接采用弧焊结合激光的“电弧激光混合焊接”。虽然基本上是弧焊,但通过照射激光增加了焊接线能量。通过缩短加工时间、加深熔透深度,减少了热变形。A柱由于要支撑车门,因此避免热变形对该部件而言尤为重要。
将该部件运至埼玉制作所后,进行12~13处点焊与车身构件连接。这里使用的是单面点焊(Indirect Spot Welding,本田内部称为“单侧接触点焊”)。点焊一般是在两个焊头夹着工件的方式焊接。但像液压成型品这样的中空构件,需要其中一个焊头伸入钢管的内侧,因此无法夹住。
而单面点焊就是能够解决这一问题的技术。估计是从上下两个方向用焊头夹住。使用钢管时,钢管本身就是一种障碍,因此无法从下方夹住。下侧的焊头具有接受反作用力及施加电力两种功能。该技术将两种功能分开使用。在下方设置只接受反作用力的夹具,以绝缘材料夹住。在钢管侧面配置只施加电力的焊头。由于是钢管,因此从上下夹住时就会上下挤压而向左右扩展,从而使工件推向侧面的焊头,施加电力。
普通点焊由于用两个焊头夹住工件,因此力在钳爪间是相对称的,不会给焊接机器人带来影响。而单面点焊不同,机器人只将一个焊头压向工件,因此其反作用力直接施加给机器人,会使车身变形。另外,如果无法适当控制电流及时间等,侧面的焊头就会与工件焊接。因此是一种高难度的加工。
此次是埼玉制作所首次在该A柱上采用单面点焊,但本田还打算今后将该技术应用于其它构件。原来在管材无法从下方夹住时,采取开孔使焊头伸出的做法,因此很多时候存在应力集中使强度下降的情况。
此次凭借着高张力化及液压成型化使强度得以提高,使车柱变细。另外,还将车柱的末端向乘客移近了80mm。这样,便可通过前窗看到以前透过三角窗看到的部分,有助于改善视野。因此,将以前位于车身侧面的三角窗移到了车门一侧(图2、3)。

图2:新款。车柱与车门前端的位置一致,三角窗位于车门内

图3:老款。车柱比车门前端靠前(右),三角窗在车身上
在不改变车柱上端位置的情况下后移末端,意味着车柱立起。由于冲撞时的冲击力几乎是水平进入的,因此车柱立起后,车柱承受的轴力会由此增加。而且,不只是轴力,还会增加弯曲应力。这一设计的实现,可以说也得益于高张力化及液压成型。
由于车身的中央线与原来完全相同,因此并不是将整个玻璃竖起。由加深下方玻璃的弯曲,同时兼顾了与原来一样的中心部分和车柱竖起部分的实现。
另外,奥德赛也在广州本田生产,但广州丸顺尚不具备生产该构件的能力,因此将由日本丸顺供应。
来源:技术在线