曲線焊縫差厚高強(qiáng)度鋼激光拼焊板的成形性能基礎(chǔ)研究

高強(qiáng)度鋼板與普通低碳鋼板相比焊接困難、成形性差，而曲線焊縫差厚高強(qiáng)度鋼激光拼焊板因母材厚度不同以及焊縫為曲線形狀，呈現(xiàn)出焊接和成形更加困難的特點(diǎn)。本項(xiàng)目研究應(yīng)用二氧化碳激光焊接技術(shù)進(jìn)行差厚高強(qiáng)度鋼板的曲線焊接方法，探索焊縫及熱影響區(qū)組織成分在不同焊接工藝影響下的形成機(jī)理；研究差厚高強(qiáng)度鋼激光拼焊板的基本成形性能、拉延成形性能、脹形成形性能；建立差厚高強(qiáng)度鋼激光拼焊板的成形極限圖理論；探究高強(qiáng)度鋼激光拼焊板不同厚度組合方式、曲線焊縫布置方式影響成形件焊縫移動(dòng)量、應(yīng)力應(yīng)變分布和厚度變化的規(guī)律，建立差厚高強(qiáng)度鋼激光拼焊板曲線焊縫的布置理論。.曲線焊縫差厚高強(qiáng)度鋼激光拼焊板在車身制造輕量化中極具優(yōu)勢(shì)，但其成形性能比母材明顯下降。進(jìn)行曲線焊縫差厚高強(qiáng)度鋼激光拼焊板的成形性能基礎(chǔ)研究，可以為其在車身制造中的應(yīng)用提供理論和技術(shù)指導(dǎo)。

德國(guó)蒂森克虜伯激光拼焊板有限公司從1985年開始生產(chǎn)拼焊板，激光拼焊技術(shù)的出現(xiàn)使得汽車生產(chǎn)制造從整車制造商向材料供應(yīng)商轉(zhuǎn)移。目前，激光拼焊板主要應(yīng)用于汽車制造業(yè)。在激光焊接中，材料是對(duì)接而不是搭接，這將帶來如下焊縫特性：

（1）降低焊縫區(qū)域的體積，例如，焊縫寬度不超過0.5～1mm；

（2）不增加焊縫高度；

（3）對(duì)沖壓成形性能影響較??；

（4）在焊縫上附加鍍鋅后，可保持其陰極保護(hù)功能；

（5）焊接過程中，熱影響區(qū)小。

完成焊接后，焊縫區(qū)域的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)強(qiáng)度是非常重要的指標(biāo)，因此，還需對(duì)焊縫區(qū)域抽樣，進(jìn)行破壞性抗拉強(qiáng)度測(cè)試（杯突測(cè)試），以檢驗(yàn)焊縫區(qū)的拉伸成形性能。一般來說，焊縫的拉伸強(qiáng)度比母材的強(qiáng)度要高。

激光拼焊板工藝與傳統(tǒng)點(diǎn)焊搭接工藝的產(chǎn)品相比有諸多優(yōu)勢(shì)：不僅降低了整車的制造成本、物流成本、整車重量、裝配公差、油耗和廢品率，而且減少了外圍加強(qiáng)件數(shù)量，簡(jiǎn)化了裝配步驟及工藝，同時(shí)使車輛的碰撞能力增強(qiáng)，沖壓成型率及抗腐能力提高。此外，由于避免使用密封膠，也為環(huán)保帶來利益。

激光拼焊板技術(shù)是汽車車身設(shè)計(jì)制造中出現(xiàn)的一個(gè)嶄新的概念。1985年，德國(guó)Thys—sen Steel Co．建立了第一套激光焊接板材定制系統(tǒng)，開始用于生產(chǎn)奧迪汽車底板，采用激光拼焊板對(duì)于汽車的輕量化、減少模具種類和數(shù)量等成效顯著。因此，現(xiàn)在幾乎所有的著名汽車制造商都已在汽車生產(chǎn)中大量使用激光拼焊板，并且已經(jīng)出現(xiàn)了為汽車制造商提供激光拼焊板的供應(yīng)商。

術(shù)語(yǔ)定義

焊接術(shù)語(yǔ)——焊縫成形系數(shù) [form factor (of the weld）]，GB/T3375-1994中定義為：

熔焊時(shí)，在單道焊縫橫截面上焊縫寬度（B）與焊縫計(jì)算厚度（H）的比值（φ=B/H），見圖13。

焊縫成形系數(shù)小時(shí)形成窄而深的焊縫，在焊縫中心由于區(qū)域偏析會(huì)聚集較多的雜質(zhì)，抗熱裂紋性能差，所以形成系數(shù)值不能太小，如自動(dòng)埋弧焊時(shí)焊縫的成形系數(shù)要大于 1.3，即焊縫的寬度至少為焊縫計(jì)算厚度的1.3倍。2100433B