汽車激光拼焊門內板焊縫問題研究

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1、汽車激光拼焊門內板焊縫問題研究　　摘要門內板是激光拼焊板應用于汽車車身的主要零件之一，通常由差厚板激光拼焊后經沖壓成型。由于存在焊縫，且焊縫兩側的板料性能、厚度存在差異，在靠近焊縫的薄板側很容易發(fā)生開裂，即隨著板厚比例增大，破裂危險也相應增加，反之亦然。重要的是，門內板開裂問題會嚴重影響汽車質量，所以我們必須深入分析并解決問題。關鍵詞激光；拼焊；門內板；開裂中圖分類號：U463文獻標識碼：A文章編號：1671-7597（2013）14-0098-02近年來，汽車制造是頗具競爭力的行業(yè)，汽車商需要不斷提高生產工藝降低生產成本，使性能達到最高、重量降至最低，而激光拼焊板技術的出現(xiàn)為解決此類問題

2、提供了可能。關于激光拼焊板，主要指在沖壓成形前焊接薄板（兩塊或兩塊以上），焊接成形以后，即可滿足各部位零件性能要求，而且焊接的薄板可以具有不同厚度、力學性能和電鍍層。因此，針對激光拼焊門內板開裂的研究，本文主要分析沖壓工藝設定、模具設計、激光拼焊過程、板料選取等調整因素，從而使汽車門內板減少開裂，提高激光拼焊差厚門內板的沖壓合格率。1簡述激光拼焊板技術定義及其焊縫開裂原因分析61.1激光拼焊板技術的定義激光拼焊板技術主要指的是將不同厚度、材質及不同表面涂層的鋼板拼接在一起，隨后進行沖壓成形的一種新技術方法。為提高車身強度、減輕汽車重量、降低汽車制造和運行成本提供了條件，所以激光拼焊板技術已

3、經廣泛應用于汽車行業(yè)。1.2激光拼焊板焊縫開裂原因分析對于激光拼焊門內板來講，由于其焊接部位熱影響區(qū)、焊縫兩邊母材的厚度以及強度都不盡相同，所以焊縫在塑性變形中向厚板側不均勻移動，引起薄板側產生過量減薄變形，容易開裂；同時焊縫在移動過程中焊縫及熱影響區(qū)組織成分與母材相比會發(fā)生變化。由此一來，整個沖壓成型過程將導致拼焊板成形性能不但下降，而且困難。另外，在差厚拼焊板的沖壓成形過程中也會出現(xiàn)一些不容忽視的問題，比如薄厚兩側板材存在強度差異，以至于薄側板材的承載能力相當弱。隨著成形時變形增加而增大，也會相應增大薄側板材的破裂概率。反之，厚側板材具有較強的承受能力，當板厚比增大時，則成形時變形量減

4、小、板材變形也不充分、嚴重影響沖壓件的剛性；相對應的薄側板材產生過量減薄變形而更易開裂這種狀況。6因此，我們需要不斷地研究使用不同板厚組合拼焊板在門內板零件沖壓時的成形性能，進一步調整激光拼焊板技術在實際工作中的應用方法，關鍵是采取最佳工藝措施或最佳工藝參數有效控制焊縫的不均勻移動變形。2激光拼焊門內板開裂調整分析在現(xiàn)代汽車制造中，內板采用激光拼焊板的形式比較常見，而在模具加工制造過程中，厚薄板的過渡通常會被設計在下模上。大體地講，上模一般為平面（如圖1），首先會通過計算機進行模擬分析，然后拉延后厚薄板相對位置處（在下模加工處臺階），以這樣的方式進行操作會出現(xiàn)層次分明的預期結果，即厚板料和

5、薄板料都有各自的料厚區(qū)。從理論上說，拉伸后的最佳位置是從焊縫走到模具的臺階位置，因為在這這個位置的焊縫平整，且過渡均勻。然而，實際生產情況表明，基于不同材料性能，厚板料與薄板料的走料經常處于不均勻的狀態(tài)，所以它和和理論分析結果存在一定差別。6一般情況下，當厚板料流入薄板料時，很容易產生焊縫開裂或凸起的現(xiàn)象，這是因為下模臺階阻止了厚板料的走料進程。在這個時候，如果薄板料成型失敗，焊縫就會開裂（如圖2），要是上模研配不到位未壓死，只要厚板料流入薄板料區(qū)域，焊縫也會凸起。除此以外，一旦薄板料流入厚板料，因為厚板料處的料厚間隙非常大，而薄板料的下部又無型面支撐，由此會造成焊縫凹陷的現(xiàn)象（如圖2）。

6、總的來說，上面所提到的所有缺陷主要集中在焊縫的R角位置。2.1現(xiàn)場調整方案經過分析激光拼焊門內板開裂問題，我們可以針對這類典型常見的缺陷問題做現(xiàn)場調整方案并上機實施具體操作。2.1.1關于解決焊縫開裂和凸起問題具體方案：當厚板料流入薄板料區(qū)域后，為減少厚板料向薄板料的流入量，可以將拉延模定位向厚板料區(qū)域移動；為增加壓邊力后減少厚板料向薄板料的流入量，可以采取在厚板料處平衡塊抽墊片。2.1.2關于如何解決焊縫凹陷的問題具體方案：當薄板料流入厚板料區(qū)域后，為減少薄板料向厚板料的流入量，可以將拉延模定位向薄板料區(qū)域移動。盡管如此，無論應用哪種方案，對于有公差范圍的材料來講，不同批次的材料性能都存

7、在不同的數值。在生產的過程中，由于走料不均勻而產生焊縫問題，這種情況下要求工作人員上機進行定位調整，毫無疑問，調整需要很長時間，這在一定程度上降低了生產效率。2.1.3修正拉延模凸模焊縫的位置臺階6通過走料狀態(tài)及產生缺陷的原因研究，有必要將拉延模凸模焊縫的位置臺階修正成大約5°的斜面過渡區(qū)（因為通過這個過渡區(qū)，走料過程中遇到到阻力逐漸增大，而在逐漸增加的同時，材料也會進一步進行拉伸，整個過程完全可以避免開裂現(xiàn)象的產生；另