拼焊板沖壓成型

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1、拼焊板沖壓成型摘要：傳統(tǒng)工藝中汽車車身零件有兩種成形方法：分離成形和整體成形。分離成形方法是將大型零件分成小型單個(gè)件分別成形，然后焊接成部件，其優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)各部位的要求選擇不同材質(zhì)、不同厚度的材料；缺點(diǎn)是需要更多的工裝模具和設(shè)備的投入，制造成本較高，同時(shí)焊接總成的配合精度和整車質(zhì)量也有所下降。整體成形法是用整體板料直接成形大型零件。主要的優(yōu)點(diǎn)是工裝模具和設(shè)備的投入大大減少，制造成本相對(duì)較低，產(chǎn)品質(zhì)量得到了提高；缺點(diǎn)是必須對(duì)零件所有部位采用相同材質(zhì)和相同厚度的材料，難以很好的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的需要。本文介紹了激光拼焊板沖壓技術(shù)的發(fā)展歷史，以及該技術(shù)的特點(diǎn)應(yīng)用，最后介紹了目前國內(nèi)外激光拼焊板沖壓

2、技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。關(guān)鍵詞：拼焊板、沖壓、成型一、拼焊板沖壓的發(fā)展歷史拼焊板是20世紀(jì)60年代日本本田汽車公司利用邊角料做車身內(nèi)測版而采用的一項(xiàng)技術(shù)。20世紀(jì)70年代中期，美國福特公司采用激光焊接技術(shù)進(jìn)行車身鋼板的拼焊，但是未商業(yè)化。20世紀(jì)80年代初，歐洲沃爾沃、奔馳、大眾等汽車廠首批使用激光焊接拼焊板制作卡車的前板、底板、加強(qiáng)柱等。奧迪是較早在汽車中應(yīng)用拼焊板技術(shù)的公司之一。奧迪公司需要為他的一輛新型轎車制造一種沖壓件，而那時(shí)板材供應(yīng)商不能提供足夠大的板材，故只能通過激光焊接將兩塊板料焊接在一起然后再去沖壓成型。當(dāng)時(shí)的板料供應(yīng)商開始認(rèn)識(shí)到這種先進(jìn)制造技術(shù)具有很大的發(fā)展前景，于是開始為其他的

3、汽車公司提供專用的拼焊板。20世紀(jì)80年代中期，隨著人們對(duì)環(huán)保、節(jié)省能源、提高駕駛速度和安全性能的要求以及千瓦級(jí)連續(xù)二氧化碳激光器的發(fā)現(xiàn)，為汽車拼焊板開辟了廣闊的天地。德國鋼鐵公司成為了歐洲較早大規(guī)模采用激光生產(chǎn)拼焊板的鋼鐵公司。該公司設(shè)計(jì)和建造的第一代拼焊板激光焊接生產(chǎn)線是光束移動(dòng)、工件固定系統(tǒng)，并于20世紀(jì)80年代末開發(fā)了工件移動(dòng)、光束不動(dòng)的第二代拼焊板激光系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代，美國鋼鐵協(xié)會(huì)和國際鋼鐵協(xié)會(huì)組織了一項(xiàng)由全球18個(gè)國家鋼鐵廠參與的超輕鋼新材料和設(shè)計(jì)制造技術(shù)等，激光拼焊板則是其中的一項(xiàng)主要課題，由保時(shí)捷工程公司負(fù)責(zé)車型設(shè)計(jì)生產(chǎn)第一輛樣車，在該樣車上共采用了16拼焊板沖壓件，

4、與原來車身相比，車身零件數(shù)量約減少了25%。目前，由拼焊板生產(chǎn)的汽車零件已被成功用于車身骨架件、外覆蓋件、內(nèi)覆蓋件。主要有位于車門兩側(cè)的立柱，車門內(nèi)板、縱梁、底板、輪罩、內(nèi)后擋板、橫梁緩沖器等。如圖所示：一、拼焊板沖壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)采用拼焊板的優(yōu)勢在于可將厚板或高強(qiáng)度板用于關(guān)鍵部位，以提高整塊板的局部強(qiáng)度。拼焊板的使用也可以使汽車結(jié)構(gòu)在不降低強(qiáng)度的情況下，減輕車身重量，降低材料損耗。因此，拼焊板應(yīng)用于汽車制造業(yè)可以：3.1減少車身零件的數(shù)量由于拼焊板可以一次成型，減少大量沖壓加工的設(shè)備和工序，縮減了模具的安裝過程，簡化車身制造過程。3.2節(jié)省材料在材料方面，可以節(jié)省板材的使用大約25%~40%

5、，并可以利用廢料，提高板材的使用率。3.3縮短設(shè)計(jì)與開發(fā)周期滿足汽車各部分對(duì)材質(zhì)、厚度以及性能的需求，將不同性能、涂層和厚度的版聊啊拼焊在一起，提高車身設(shè)計(jì)的靈活性，縮短了設(shè)計(jì)和開發(fā)周期。3.4為生產(chǎn)寬體車提供可能由于受軋機(jī)的限制不可能生產(chǎn)太寬的鋼板，而汽車隊(duì)寬板的要求日趨緊迫，采用拼焊板，不失為一種有效而經(jīng)濟(jì)的工藝方法。3.5根據(jù)車身不同部位強(qiáng)度的要求，合理使用一些輕質(zhì)復(fù)合材料，而不需要焊接加強(qiáng)筋，從而減輕車身的重量，例如采用拼焊板后，車身的側(cè)板重量減輕了10%，而車身的耐撞性能和剛性沒有降低。3.6提高車輛結(jié)構(gòu)的整體性能和安全性能，提高整體剛性，簡化車輛的整體結(jié)構(gòu)，提高零部件的裝配精度

6、。3.7車身采用拼焊板，在撞機(jī)的過程中可以吸收更多的能量，從而增強(qiáng)耐撞性能。一、激光拼焊板沖壓的概念激光拼焊板技術(shù)是基于成熟的激光焊接技術(shù)發(fā)展起來的現(xiàn)代加工工藝技術(shù)，是通過高能量的激光將幾塊不同材質(zhì)、不同厚度、不同涂層的鋼材焊接成一塊整體板再?zèng)_壓生產(chǎn)，以滿足零部件不同部位對(duì)材料不同性能的要求。拼焊板工藝的出現(xiàn)解決了由傳統(tǒng)單一厚度材料所不能滿足的超寬板及零件不同部位具有不同工藝性能要求的工藝問題。圖1為分別成形、整體成形和激光拼焊成形生產(chǎn)轎車側(cè)圍外板的示意圖。圖1轎車側(cè)圍外板成形方法比較二、激光拼焊板的優(yōu)勢采用激光拼焊板有著巨大的優(yōu)勢，可以給汽車制造業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益，主要體現(xiàn)在：使整車零

7、件數(shù)量大大減少，簡化了點(diǎn)焊工藝，提高了車身尺寸精度減少了質(zhì)量問題，材料厚度的可變性保證了對(duì)重要位置的強(qiáng)化等方面。圖2所示為東風(fēng)中型車駕駛室整體頂蓋采用激光拼焊板成功進(jìn)行生產(chǎn)的實(shí)例，圖3所示為東風(fēng)重型車分離成形后焊接的頂蓋總成示意圖。拼焊整體沖壓比分件沖壓取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益：模具投資由原先的490萬元減少到360萬元；減少了設(shè)備占用面積和操作人員數(shù)量；零件重量由于搭接面的減少而降低了0.55kg，材料利用率達(dá)到了相對(duì)最高