随着社会经济水平和人民生活水平的提高，人们对汽车技术也有了更高的要求。因此，环境保护和汽车安全特性以及人工智能技术已成为未来汽车技术发展的关键方向。近年来，随着人们对环境问题的关注度逐渐提高，提高汽车的环境性能和安全性以及人工智能能力的研究也成为汽车专家发展的一个重要课题。特别是对于汽车轻量化的研究，它降低了汽车的整体质量，有效地降低了能源消耗，也有效地减少了汽车尾气的污染，从而降低了汽车对环境的污染程度。

1汽车轻量化研究和分析

1.1汽车轻量化研究

车辆轻质化研究是目前汽车行业技术研发的重点问题，传统的车辆轻质化并不能单纯地改善其车型。首先，在轻质化设计的过程中，实现的车辆安全性没有发生一定的影响，因此科学、合理地减轻车辆的质量。然后保持车辆建造成本减少的不变，防止因为提高车辆建造的成本，使得车辆销量上升，减少了车辆的销售量。车辆轻质化技术是一项完整的技术，大致由如下两个方面构成：一是车辆结构的选择；二是轻质化材料的正确应用。这项技术不仅仅注重车辆的外观，最关键的是增加了对车辆安全性的关注程度。目前，为车辆设计的轻化结构大多通过前轮驱动、多刚度设计、超悬设计等来实现车辆轻化的目的。在汽车对轻化资源的合理利用中，也可选用一些较轻量化的复合材料来取代原先的塑料，以实现车辆轻化的效果。

1.2车身材料的应用，对车辆轻量化具有决定性意义

汽车的轻量化设计不仅可以降低汽车的整体重量，还可以有效降低汽车发动机能量的总产生量。因此，轻型汽车建造和生产中使用的材料主要包括以下类型：①在汽车设计和生产过程中，选择了一些低密度、高硬度的轻型车身材料，如碳纤维材料，高强度钢板等也可用于生产具有良好热密度和加工效率的高强度钢通过加工新材料形成的轻质建筑材料，以及金属基复合材料。

2汽车轻量化材料研究

要进行车辆轻量化制造，首先要采用轻质化的材质，采用轻质化材质可以让公司制造出自重较小的车辆，而且也可以降低车辆发动机的效率。所以，在研究汽车轻化的工程中应注重研究轻的结构，并尽可能选择那些体积较低、自重较低、质量较好的钢材。

2.1高强度钢材料

钢材是当前车辆生产中应用较为普遍的材质之一，不管钢材的品种或者规模，都有大量的使用。高强度钢有很大的硬度，在确保车辆行驶安全性的同时，也可以降低车辆的载重。钢材料的生产成本很低廉，能达到车辆轻质化生产的经济性要求。高强度钢的屈服强度和抗拉强度都很适合于车辆轻质化生产，不过由于钢材硬度的提高，在生产中成形和焊接都很难保证，生产稳定性较差，因此选用高强度钢必须重视这些方面。

2.2铝合金材料

和高强度钢质材料比较，铝合金材质的汽车体积较小，本身重量轻，导热性能较好，耐腐蚀性好，是进行车辆轻量化生产的理想材质。另外，由于采用了铝合金材质，因此拥有很大的减重潜力。而采用了铝合金材质的汽车比较其他材质而言所释放的高温气体也较小，在当前铝合金冶炼工艺完善的情况下，也大大促进了车辆上制造铝合金材质的应用。目前，在车辆悬挂框架、轮毂、整车壳体、车厢、盖板等主要构件上，均有铝合金材质的运用。不过铝合金材质也具有相应的弊端，一是铝合金的加工硬度差，二是铝合金生产成本较高，三是铝合金焊接技术低，因此为大范围普及铝合金材质在产品轻量化生产上的使用，就必须改善金属冶炼工艺，以减少材料的生产成本，并提高成型技术。

2.3镁合金材料

与高强度钢和ld铝合金材比较，铝合金材的质量很小，而且强度和硬度均较高，它也是当前汽车普遍采用的金属板材中质量最轻的，在车辆轻量化生产中也具有一定优越性。此外铝镁材质还具备了较好地散热性能和降噪性，在车辆仪表盘骨架和座椅骨架生产过程中的使用也更加普遍。按照生产工序的不同，可分成变形铝镁料和压铸镁合金，压铸镁合金的生产成本相对较低。由于铝镁料在中国使用时间较晚，所以要在汽车轻量化生产中应用，还必须加强技术研发的力量。

2.4塑料和复合材料

和金属比较，塑料和复合材料的密度和质量都更小，成形工艺上也具有较大的优越性，是汽车轻量化生产的优选材料。受强度和其他特性的影响，目前我国大多广泛应用在车辆内外装饰制作中，要在车辆构造中广泛应用，还必须加大对塑料及其复合材料的研发。

3汽车轻量化制造工艺

车辆的轻质化设计不但要选择合适的材质，而且一定要具备领先的轻质化制作技术，有助于车辆更好更高效地完成轻质化造型。车辆轻量化设计技术的运用，不但要实现了车辆的轻量化设计，而且有助于改善车辆的综合性能，提高车辆的安全与环境性能。

3.1激光拼焊制造工艺

所有轻量化材料的使用都一定要实现焊接，所以，一定要提高车辆生产中的焊接技术水平。通过激光拼焊技术可以将一些材料不同以及厚薄差异的钢材焊接开来，可以降低车辆生产过程中的资源耗费。同时还可以将汽车的车门、底板、车体外围等进行有效的连接，增强车辆的安全性能和整体性。与车辆生产过程中所用的钢材实现无缝的连接，可以极大程度地降低汽车车身的总体重量，同时还可以缩短车辆生产的加工过程，降低车辆的成本，增强车辆的总体机械性能，实现车辆的轻量化发展[4]。所以，一定要注重于对激光拼焊技术的研发和运用，并持续地对这项技术加以提升和完善，以推动车辆轻量化的发展趋势。

3.2热成型制造工艺

热成型技术一般是指在生产和生产过程中，对高强度钢金属进行热生产前的加工和加工。同时，在进行热生产之前，钢必须转化为奥氏体。热成型技术可以极大地提高金属材料的性能。热成型生产技术也有很多优点。首先，由于该技术的热反射方法相对较小，可以准确评估热加工零件的精确尺寸；其次，由于该技术具有较高的热延展性和塑性，可以实现对一些复杂汽车零部件结构的热加工；同时，由于该技术中使用的汽车零部件通常相对较薄和较轻，因此也可以显著减少汽车零部件的数量；最后，这种材料还可以帮助公司节省成本，实现轻型汽车生产。

4汽车轻量化材料的新材料结构研究

4.1高强度钢板，是汽车最轻量化材料的主体结构之一

对于汽车制造公司来说，汽车制造过程中所需的主要材料是钢材。大多数中国汽车公司在汽车制造中使用传统钢材。在制造和组装汽车的过程中使用高强度钢材不仅可以大大提高汽车的抗冲击性，还可以降低自身负载。随着中国汽车工业的发展，高强度钢在汽车生产领域的应用越来越普遍。根据中国政府相关部门的统计，可以注意到，2015年，中国汽车销量达到3000万辆，与2014年相比有了显著增长。目前，中国的汽车销量仍处于世界前列。同时，从中国汽车销量年报中，我们也可以注意到，尽管中国汽车销量呈逐步上升的趋势，但随着中国汽车销量的逐渐增加，不仅在汽车生产过程中消耗了大量的财政资源，而且对环境也有相应的负面影响。通过分析中国汽车制造企业的财务资源，我们还可以看到，汽车的任何百分比的减重都可以减少约0.7%的资本消耗，而汽车尾气的排放与汽车本身的材料质量直接相关。与普通低合金钢材料相比，高强度钢需要大于210兆帕且小于810兆帕的强度，而拉伸硬度需要大于270兆帕且小于700兆帕。

4.2铝合金型材，是现代汽车轻量化结构的重要组成形式之一

与普通钢相比，与相同重量的铝ld合金相比，钢的总份额约为普通钢的30%。在相同的弯曲条件下，铝合金的总硬度相当于普通钢的厚度，约为143%。在相同的高度下，铝合金的重量减轻可达40%。在同样的条件下，如果用铝合金代替普通钢材作为汽车的基本框架，汽车的总重量可以减少不到15克的废气排放。因此，目前中国绝大多数汽车都使用铝合金作为基本安装框架。随着国内工业的发展，铝合金的应用范围越来越普遍。在中国未来经济社会发展的背景下，铝合金材料将逐渐取代普通钢材。但与此同时，随着我国铝合金生产能力和生产技术的提高，以及国际铝合金生产技术的提升，铝合金的应用宽度逐渐扩大。

就目前铝合金的实际应用情况来看，阻碍铝合金进一步推广和使用的最重要因素正是使用铝合金的成本高，而铝合金焊接技术含量低。因此，要进一步促进铝合金的实用化，有必要从铝合金生产工艺技术入手，改进铝合金生产技术。这降低了铝合金生产成本，进一步促进了其实际应用，从而减轻了汽车的重量，减少了汽车发动机的废气排放。第二辆车轻型产品生产工艺分析。

4.3激光拼焊板成型技术

激光拼焊板成形工艺在轻量化的制造流程中运用非常普遍，当前在车辆的尾门内面、底板、轮胎罩等汽车零件的制造成形的工艺中主要采用激光拼焊板成形工艺。激光拼焊板成形工艺在使用的过程中可以使各种材料的纵向截面积的实现高效的连接，同时由于激光拼焊板成形工艺的应用也可以极大地极大地减少由于搭边问题造成的材料不良性消耗，激光拼焊板成形工艺的应用极大地提高了材料的利用效果。而总体来说，激光拼焊板成型工艺相对于常规的连接工艺，激光拼焊板成型工艺所具备的优势大致上能够分为如下几个层面：其一，通过激光拼焊板成型工艺的应用可以把汽车各种材料的特性完全地激发出来，从而改善了汽车的物理性能，在提高了车辆效率的同时减轻了车辆的本身负荷。其二，通过激光拼焊板成型工艺的应用可以极大地极大地减少了车辆的模具数量，从而减少了车辆的成本。其三，通过激光拼焊板成型工艺的应用可以减少了钢铁等基础材料的损耗量，从而提高了基础材料的生产效率。其五，通过激光拼焊板成型工艺的应用可以更给力提升了工艺的工艺化，从而提升了车辆本身的耐腐蚀性能。

4.4热成型技术

热成形工艺也是汽车研究和进行汽车轻量化开发与使用中不可或缺的技术之一，热成形工艺在汽车衡量、加强板和汽车制造方面的应用也十分广泛。热成型技术在汽车车辆实际的运用实践中，主要运用了对汽车的材料加分处理工艺，将汽车材料的自然形态转变为人奥氏体形态，这样就极大提高了汽车材料的热发展性，为汽车材料的模型建立提供了极大的便利，这就使采用热成型技术生产的汽车零件具有了更高的热硬度性和扩散性，而且采用热成型技术工艺生产的汽车其材质也更轻薄、抗击打性更为优秀。下面介绍热成型技术的大致工艺特点：

5热成型技术的工艺原理：

热成型技术相对于常规生产方法存在着很大的差异，其区别主要体现在以下几点：其一，由于热成型技术的回弹力比较小，要求所制造的汽车的形状也比较精确。其二，热成型技术生产的汽车零件也比较纤薄，从而减轻了汽车产品的自身质量。其三，热成形工艺佳通的零部件拥有更大的延展性和可塑性。其四，通过热成形工艺的应用使得所制造的组件表面坚韧度更加出色，其可达五十HRC。

6总结

综上所述，在开展车辆轻质化设计的过程中，不但要对轻质化材料加以深入研究，还一定要注意轻质化的制作工序，分为激光拼焊制作工艺、热成型制造工序二个制作工序。为了增强汽车行业在国际市场中的竞争力，就一定要进行车辆的轻化发展，以改善车辆工作的总体特性，并且还必须提高车辆工作的稳定性，以降低对环境污染的危害。所以，汽车应该结合轻化材料和轻量化应用等生产工艺，以完成汽车行业的轻化发展。

参考文献

[1]“汽车轻量化技术与产品巡展－北汽福田站”成功举办[J].汽车工程，2017，39(7)：848.

[2]郑晖，赵曦雅.汽车轻量化及铝合金在现代汽车生产中的应用[J].锻压技术，2016，41(2)：1-6.

[3]苏海彤.汽车轻量化的设计与制造新工艺[J].大科技，2017，(18)：211-212.

[4]郭玉琴，朱新峰，杨艳，等.汽车轻量化材料及制造工艺研究现状[J].锻压技术，2015，40(3)：1-6.