汽車激光拼焊門內(nèi)板焊縫問題研究

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1、汽車激光拼焊門內(nèi)板焊縫問題研究　　摘要門內(nèi)板是激光拼焊板應(yīng)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(jīng)沖壓成型。由于存在焊縫，且焊縫兩側(cè)的板料性能、厚度存在差異，在靠近焊縫的薄板側(cè)很容易發(fā)生開裂，即隨著板厚比例增大，破裂危險也相應(yīng)增加，反之亦然。重要的是，門內(nèi)板開裂問題會嚴(yán)重影響汽車質(zhì)量，所以我們必須深入分析并解決問題。關(guān)鍵詞激光；拼焊；門內(nèi)板；開裂中圖分類號：U463文獻標(biāo)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(chǎn)工藝降低生產(chǎn)成本，使性能達到最高、重量降至最低，而激光拼焊板技術(shù)的出現(xiàn)為解決此類問題

2、提供了可能。關(guān)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(xué)性能和電鍍層。因此，針對激光拼焊門內(nèi)板開裂的研究，本文主要分析沖壓工藝設(shè)定、模具設(shè)計、激光拼焊過程、板料選取等調(diào)整因素，從而使汽車門內(nèi)板減少開裂，提高激光拼焊差厚門內(nèi)板的沖壓合格率。1簡述激光拼焊板技術(shù)定義及其焊縫開裂原因分析61.1激光拼焊板技術(shù)的定義激光拼焊板技術(shù)主要指的是將不同厚度、材質(zhì)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(shù)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(shù)已

3、經(jīng)廣泛應(yīng)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(nèi)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(cè)不均勻移動，引起薄板側(cè)產(chǎn)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(dǎo)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(cè)板材存在強度差異，以至于薄側(cè)板材的承載能力相當(dāng)弱。隨著成形時變形增加而增大，也會相應(yīng)增大薄側(cè)板材的破裂概率。反之，厚側(cè)板材具有較強的承受能力，當(dāng)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(yán)重影響沖壓件的剛性；相對應(yīng)的薄側(cè)板材產(chǎn)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(nèi)板零件沖壓時的成形性能，進一步調(diào)整激光拼焊板技術(shù)在實際工作中的應(yīng)用方法，關(guān)鍵是采取最佳工藝措施或最佳工藝參數(shù)有效控制焊縫的不均勻移動變形。2激光拼焊門內(nèi)板開裂調(diào)整分析在現(xiàn)代汽車制造中，內(nèi)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(shè)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(yù)期結(jié)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(chǎn)情況表明，基于不同材料性能，厚板料與薄板料的走料經(jīng)常處于不均勻的狀態(tài)，所以它和和理論分析結(jié)果存在一定差別。6一般情況下，當(dāng)厚板料流入薄板料時，很容易產(chǎn)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(diào)整方案經(jīng)過分析激光拼焊門內(nèi)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(diào)整方案并上機實施具體操作。2.1.1關(guān)于解決焊縫開裂和凸起問題具體方案：當(dāng)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(guān)于如何解決焊縫凹陷的問題具體方案：當(dāng)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(yīng)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(shù)值。在生產(chǎn)的過程中，由于走料不均勻而產(chǎn)生焊縫問題，這種情況下要求工作人員上機進行定位調(diào)整，毫無疑問，調(diào)整需要很長時間，這在一定程度上降低了生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生；另