当代汽车用拼焊产品发展现状

介绍了近年来世界先进钢铁公司汽车用拼焊产品及生产现状,重点对世界拼焊产品产量位居前两位的蒂森克虏伯钢铁公司和安赛乐米塔尔公司的拼焊产品主要生产技术及产品品种、市场的全球化发展战略进行了系统介绍。此外,也阐述了我国汽车用拼焊产品生产现状,并对未来发展趋势进行了展望。

热成形淬火对QP1180/22MnB5激光拼焊板组织与性能的影响

目的对QP1180和22MnB5激光拼焊板进行热成形试验,以解决超高强钢板材焊后的软化问题。方法选择QP1180和22MnB5异种高强钢作为母材进行激光自熔焊,对焊后的激光拼焊板进行热成形试验,通过体式显微镜、扫描电子显微镜、液压拉伸试验机和维氏硬度计等手段,分析热成形前后激光拼焊板微观组织和力学性能的变化。结果与焊态拉伸试样相比,热成形试样抗拉强度提高了135%,断后伸长率降低了55%,拉伸试样都在22MnB5母材处断裂,均为塑性断裂。在热成形后,对焊接接头进行组织分析,发现QP1180母材区马氏体含量增加,22MnB5母材区和临界热影响区组织由珠光体和铁素体转变为马氏体,焊接接头热影响区各亚区的组织均转变为大小不同的板条马氏体。硬度测试结果表明,焊态试样焊接接头的QP1180临界区存在软化现象,硬度值最低为335HV,22MnB5侧硬度值由母材处向焊缝升高,母材硬度最低为170HV;而在热成形后,QP1180临界区软化现象消失,硬度值趋于平缓,22MnB5母材处硬度比焊态试样硬度高了2倍。结论与焊态试样相比,经热成形后激光拼焊板的焊后软化问题得到了解决。

低碳视野下无镀层热成形钢的激光拼焊研究

研究了低碳足迹的无镀层热成形钢激光拼焊及其与铝硅镀层热成形钢之间的激光拼焊,结果表明:无镀层热成形钢可在没有预剥离或填丝的条件下与自身或铝硅镀层热成形钢焊接获得高质量的激光拼焊焊缝,在单向拉伸试验中,拉伸断裂均发生在远离焊缝位置;在缺口冲击试验中,无镀层钢与铝硅镀层钢之间的焊缝冲击功维持在基材冲击功的86%。无镀层钢与铝硅镀层钢之间焊缝的微观组织主要为马氏体和少量因铝硅熔入焊缝形成的铁素体。焊缝硬度与铝硅镀层钢基材相当,未发现软区。最后,结合热力学及相转变动力学计算,分析了无镀层钢与铝硅镀层钢之间获得高质量激光拼焊焊缝的机理:无镀层热成形钢稀释了熔入焊缝中铝硅的浓度,避免因高温形成大量富铝硅的脆性铁素体;无镀层钢中添加的合金元素Cr可以提高焊缝的淬透性,在热冲压冷却过程中获得全马氏体微观组织,保证焊缝强度。

不等厚拼焊管轴向压缩变形的数值模拟研究

采用两种焊缝建模方法对拼焊管的轴向变形进行了数值模拟和实验研究,分析了不同建模方法和料厚比对拼焊管轴向变形的影响。研究结果表明,随着料厚比的增加,差厚同材拼焊管和传统等厚管的载荷-位移曲线形貌、折叠铰数量和折叠波长存在差别;焊缝位置和料厚比适当的拼焊管轴向力学性能优于等厚管。正确估算不等厚紧排折叠铰的折叠波长,设计适当的料厚比和焊缝位置,对于差厚同材拼焊型吸能管结构设计具有较为重要的意义。

重卡侧围内板不等厚激光拼焊板应用研究

研究不等厚激光拼焊板(DC04/0.8-1.5mm)的力学、硬度、金相、杯突及焊缝性能,同时基于某重卡驾驶室侧围内板制定不等厚激光拼焊板方案,对其进行冲压成型性仿真、零件试制验证和台架可靠性试验。结果表明:不等厚激光拼焊板材料力学性能、成型性能和焊接质量满足要求;不等厚激光拼焊侧围内板零件力学性能、尺寸精度满足要求;零件数量由2件集成为1件,可实现单件减重1.26 kg/件,坯料成本降低2.4元/件,工装投入减少75万元,生产费用减少7.9元/件。相关设计经验可为后续驾驶室零件轻量化及工艺设计提供参考。

激光拼焊板技术

激光拼焊板技术，即将经不同表面处理、不同钢种、不同厚度的两块或多块钢板通过一种焊接方法，自由组合使之成为一个毛坯件，汽车厂直接使用此毛坯件冲压成零部件。20世纪80年代，拼焊板技术在汽车工业得到应用，当时主要是为了解决钢厂轧机轧出的钢板宽度不够的问题，通过拼焊技术从而满足汽车工业对宽板的需求。

拼焊技术在汽车车身制造中的应用

介绍了拼焊技术及其在汽车车身制造中的应用情况,给出了拼焊的方法和工艺步骤,分析了拼焊工艺的研究方向和应用前景。

轻量化高强钢激光拼焊板热成形性能试验及仿真研究

研究了高温下拼焊板与母材的流变力学行为,将拼焊板母材与带有焊缝的拼焊板切割成拉伸试件,焊缝方向垂直于拉伸方向。试件在600~800℃分别以0.01,0.05和0.10 s^(-1)的应变速率进行等温单向拉伸实验,得到相应实验条件下的真应力-应变曲线。采用井上胜郎本构方程模型描述了流变应力方程,该模型能准确描述不同变形条件下的流变应力-应变曲线,与实验数据吻合度较好。通过ABAQUS进行盒型件的热成形仿真,并对拼焊板成形性进行研究。

差厚激光拼焊板门内板的成形性能研究

门内板是激光拼焊板在汽车车身上应用的典型零件之一。推导了单向拉伸下差厚拼焊板的应力、应变与厚度关系的公式;通过数值模拟和实冲试验,研究0.8mm×1.2mm和0.8mm×1.5mm两种不同厚度组合对拼焊板应力、应变、厚度和焊缝移动量等成形性能的影响。模拟和试验的结果与推导的公式吻合:随着板厚比增大,薄侧板材承受的应力、应变变大,破裂的危险也相应增加,而厚侧板材的应力、应变随板厚比的增大而减小。

拼焊板在车身覆盖件冲压成形中的研究进展

概括了拼焊板在车身覆盖件冲压成形中应用所涉及的技术环节，综述了在这些技术领域中的研究进展；简要介绍了国内外在拼焊板冲压成形应用研究方面的最新成果；讨论了在应用研究中仍存在的问题和进一步的研究发展方向。

汽车用钢加工过程中激光拼焊工艺现状及发展

1.激光拼焊板工艺 在钢板激光焊接工业中采用了各种各样的制造工艺，激光拼焊开始于20世纪80年代，已发展成为目前甚至未来一段时间内，车身设计中不可缺少的技术。

不等厚拼焊板材的成形性实验研究

不等厚拼焊板由于焊缝的存在及其方位影响 ,又由于坯料强弱不均 ,可以引起坯料的冲压变形性能发生显著变化。本文通过焊接工艺对比 ,比较了激光焊、滚压电阻焊和氩弧焊工艺对拼焊板塑性变形性能的影响 ;对拼焊板试件进行拉伸实验 ,确定了焊缝方位和薄厚板比例对试件塑性变形的影响 ;进行了不等厚拼焊板件的半球拉深实验和方盒件拉深实验 。

拼焊板方盒件拉深非均匀变形的计算机模拟研究

拼焊板越来越多地应用在汽车制造业及其他工业中。方盒件是工业应用中的一种典型件。因此对拼焊板方盒件拉深过程中非均匀变形的研究是非常重要的 ,比如法兰区起皱和焊缝的移动等。本文对拼焊板方盒件拉深过程的非均匀变形进行了计算机模拟和实验研究。用显式有限元软件DYNAFORM进行了模拟分析 ,考虑了各向异性和加工硬化。为了适应板厚的不同 ,在凹模上设置了台阶 ,并且在台阶处为焊缝移动做出了补偿 ,分析了焊缝移动和法兰区的起皱。为了验证模拟结果 ,做了相应实验 。

拼焊板在车身覆盖件制造中的应用

阐述了拼焊板的基本概念及其优点 ,介绍了拼焊板在车身制造领域的应用现状 ,综述了拼焊板的研究成果 ,并重点介绍了拼焊板冲压成形过程中的焊缝移动控制技术和数值模拟的有限元建模技术。以轿车后门内板为例说明如何应用数值模拟技术来预测和控制焊缝移动量 ,最后分析了拼焊板应用中的主要研究发展方向。

拼焊板弯曲回弹的理论与试验研究

在平断面假设、纯弯曲假设、拼焊板不考虑焊缝等一系列较为合理的假设条件下,推导了拼焊板弯曲回弹 解析模型。推导考虑材料有指数硬化特性和中性层的移动及应力应变中性层的不重合性等问题,但没有考虑包辛 格效应的影响和中性层的转动问题。针对这个弯曲回弹公式,编程计算差厚(1．6mm／0．8mm)拼焊板的回弹值,并 采用75°V形自由弯曲试验进行了验证;对拼焊板的弯曲回弹进行了理论分析,提出了拼焊板相对弯曲半径的概念。

拼焊板方盒件拉深成形的实验研究

本文对拼焊板方盒件的拉深成形进行了试验研究。试验中采用了整体压边圈和分瓣压边圈。凹模表面和型腔加工了台阶以补偿坯料的厚度差值。对压边力的控制采用了弹性橡胶控制法和刚性直接控制法。对压边力的分布采用了均匀压边力和局部改变压边力。通过调整模具结构和压边方法及压边力分布 ,对坯料不均匀变形规律及焊缝的移动规律、坯料的起皱规律及控制坯料不均匀变形的方法进行了探讨研究。

拼焊板覆盖件成形过程中的焊缝移动和成形性能

焊缝移动以及与此相关的成形性能下降是拼焊板覆盖件零件成形过程中需要解决的难题。推导了横向受拉情况下拼焊板焊缝移动量的计算公式;在分析汽车门内板零件特点的基础上,确定拼焊板材料和焊缝位置,提出“阶梯压边圈”和“阶梯压边圈+焊缝夹紧柱”两种控制焊缝移动的工艺方案;应用动力显式数值模拟软件,分析了阶梯压边圈和焊缝夹紧柱对焊缝移动量的影响;通过减少焊缝移动量,在成形极限图、应力分布、应变分布和厚度减薄率这四个方面改善拼焊板的成形性能。

基于正交试验和灰色系统理论的拼焊板前纵梁成形优化

影响拼焊板冲压成形的工艺参数较多,难以精确建立工艺参数与成形质量之间的关系。以压边力、拉延筋高度、凸筋圆角半径、凹筋圆角半径为自变量,进行四因素四水平正交试验,模拟拼焊板前纵梁拉延成形过程,获得最大减薄率和最大焊缝移动量的数据。利用灰色系统理论,分别计算成形工艺参数对单目标函数的关联系数和多目标函数的关联度,将多目标转换为以关联度为目标的单目标。进一步计算各成形工艺参数的平均关联度,将优化的压边力、拉延筋截面几何参数进行有限元模拟验证,指导设计、试模,成形的质量得到明显提高。

拼焊板冲压成形中的焊缝移动分析

将拼焊板盒形件分解成包含横向或纵向焊缝的U形件拼焊板,从分析简单U形件拼焊板出发,考虑压边圈类型及压边力大小和分布、焊缝位置和方向等因素的作用,研究盒形件拼焊板金属流动规律和焊缝移动原因及移动趋向。研究结果表明:横向焊缝移动是由于厚薄两侧的负载能力和负载差异引起的;纵向焊缝移动是由于侧壁主应变的差异引起的;盒形件底部的焊缝具有U形件横向焊缝的移动特征,盒形件裙边和侧壁上的焊缝移动的原因不同于U形件的纵向焊缝,且移动方向也不尽相同。

激光拼焊板成形极限图的理论建立方法

由变形不均引起的颈缩或破裂是激光拼焊板的成形难题,工程中迫切需要了解拼焊板的成形性能。成形极限图是一种评价板料成形性能的有效手段,通常可以由试验法和理论计算法获得。目前试验法成本高,费时费工;理论计算法尚不完善,需进一步研究改进。提出一种新的拼焊板成形极限图理论计算模型,结合HOSFORD屈服准则,获得了高强度IF钢等厚激光拼焊板的成形极限图,计算结果与试验数据吻合较好,证实拼焊板成形极限图的理论建立方法的正确性。基于拼焊板成形极限图的理论建立方法,可在已知拼焊板焊接区材料性能参数的条件下快速获得拼焊板成形极限图。