Stal nadal w cenie
Konstruktorzy nadwozi pojazdów coraz częściej odchodzą od stosowania w nich stali, zastępując ją przede wszystkim znacznie lżejszym aluminium, a także włóknami syntetycznymi i węglowymi. Pomimo niewątpliwych zalet, komponenty te są jednak bardzo drogie, co przy współczesnych wymogach ekonomicznych sprawia, iż stal będzie jeszcze długo wykorzystywana jako podstawy składnik w budowie karoserii samochodowych. Za tym rodzajem materiału przemawia jeszcze jeden fakt: stal jest łatwa w obróbce, poszczególne elementy wykonane z tego materiału można również łączyć na różne sposoby.
Stal = same zalety?
Tak przynajmniej twierdzą fachowcy podkreślając, iż jednymi z najważniejszych są wysoki moduł elastyczności oraz szeroki zakres wytrzymałości, mieszczący się w szerokich granicach od 70 do nawet 1800 Mpa. Stal cechuje również duża wytrzymałość na rozciąganie, na poziomie nawet 320 MPa. Kolejne zalety to niskie koszty i powszechna dostępność, przy jednocześnie wysokiej użyteczności. Nie bez znaczenia jest również zachowanie dobrych właściwości stali w zakresie produkcji wielkoseryjnej oraz napraw poszczególnych elementów karoserii samochodowej.
Cienko, coraz cieniej
Podstawową przesłanką do stosowania komponentów z aluminium lub z tworzyw, jest „odchudzanie” nadwozia, czyli ograniczenie jego masy własnej. Tymczasem okazuje się, iż można to robić również przy użyciu ... tradycyjnej stali. Już obecnie powszechnie stosowane arkusze blachy o grubości 0,7 mm, zastępuje się cieńszymi w przedziałach od 0,5 do 0,4 mm. Prawdopodobnie już niedługo da się stosować jeszcze bardziej „odchudzoną” stal, sięgając do granicznej grubości 0,34 mm. Już i tak dobre parametry stali można dodatkowo podwyższyć poprzez jej tłoczenie i hartowanie. Sam proces tłoczenia przeprowadza się w podwyższonej temperaturze nawet 960 st. C, po którym stal jest studzona czyli hartowana. Dzięki temu daje się zwiększyć wytrzymałość poszczególnych arkuszy nawet do 1700 Mpa.
Spawane czy klejone?
W przypadku nowoczesnych karoserii samochodowych wykonanych z wysokogatunkowych hartowanych stali, łączenie poszczególnych elementów odbywa się nie przy zastosowaniu spawów, ale metodą klejenia. Dlaczego? Chodzi o to, iż podczas tradycyjnego spawania samo miejsce położenia spawu nie utwardza się tak, jak całe powierzchnie łączonych ze sobą elementów, przez co nie zachowuje takiej twardości i sprężystości. Dlatego też lepiej zastosować metodę polegającą na klejeniu, ponieważ dzięki temu udaje się zachować bezpieczną rezerwę w zakresie różnych rozszerzalności liniowych poszczególnych elementów nadwozia (w przedziałach temperaturowych od – 50 st. C do nawet + 90 st. C).
Gdy niezbędne jest zgrzanie
Okazuje się jednak, iż nawet w przypadku najnowocześniejszych konstrukcji nadwozi, nie zawsze można zastosować metodę klejenia. W wielu przypadkach, poza spawaniem i wspomnianym wyżej klejeniem, zachodzi konieczność łączenia poszczególnych elementów za pomocą zgrzewania. W takich przypadkach w zależności od grubości łączonych z sobą blach, dobierane są parametry prądowo-czasowe zgrzewarki. Ponadto w najnowocześniejszych typach zgrzewarek, stosowana jest również tzw. dynamiczna regulacja procesu. O co chodzi? Dzięki czujnikom umieszczonym w pistolecie zgrzewalniczym, mierzona jest grubość poszczególnych blach oraz napięcie zgrzewania. Odbywa się to zarówno przed rozpoczęciem samego procesu zgrzewania, jak również w jego trakcie. Zapewnia to wykonanie odpowiedniej zgrzeiny, bez nadmiernego i niepożądanego nagrzewania się powierzchni blach w miejscach ich styku ze sobą, co mogłoby doprowadzić do osłabienia ich struktury i zmniejszenia sprężystości.