车门内板用激光拼焊板开裂问题研究

车门内板是汽车上典型使用激光拼焊板的拉延件,国内某汽车厂生产的知名SUV在生产过程中使用牌号为DC56D+Z的材料冲压车门内板时出现了批量开裂现象,本文通过分析激光拼焊板表明粗糙度、钢板的力学性能、两种不同板材焊接的焊缝强度以及生产过程中冲压工艺的方法确定了车门内板冲压开裂的原因,并根据各项分析数据提出了有效的整改措施,通过对改善后的工艺进行激光拼焊板冲压,使开裂比例保持在千分之三以内,完全满足现有生产条件.另外,进行网格试验进一步明确冲压后零件的各项性能满足设计要求.     

激光拼焊板破裂判据的建立及成形极限预测

为准确判断差厚高强钢激光拼焊板何时、何处发生破裂,在失效行为研究的基础上建立一种新的破裂判据.该破裂判据为:在建立拼焊板左半边成形极限图时,凸模载荷达到最大值时拼焊板发生破裂;在建立拼焊板右半边成形极限图时,拼焊板应变路径向平面应变状态漂移时破裂发生.基于该破裂判据,结合对高强钢拼焊板成形极限试验的仿真,建立其成形极限图.预测结果与试验数据吻合较好,验证了拼焊板破裂判据的正确性和有效性.基于建立的破裂判据,结合对拼焊板成形极限试验的有限元仿真,能够准确、快速获得差厚高强钢激光拼焊板的成形极限图.     

拼焊板技术在汽车覆盖件中的应用

拼焊板成形汽车覆盖件具有安全、节能、减重等优点而符合国内外汽车工业发展的方向.对拼焊板的焊接方法、材料应用、冲压成形性能分析、拼焊板成形极限图的建立方法和有限元分析焊缝建模方式进行了综述.针对我国汽车工业拼焊发展现状,提出了当前需要解决的主要问题.     

激光焊接技术在汽车工业中的应用

激光焊接技术已经在国际上被广泛认可和采用,尤其是在汽车行业中,它的发展速度最快。国外汽车行业的激光焊接技术在激光切割、激光焊接以及激光表面处理等方面有了很大的发展。同时,国外汽车业已经开始应用了最具潜力的激光拼焊。针对国外汽车行业对激光焊接技术的应用,可以得出激光焊接技术已经大大推动了汽车工业的发展。在我国,激光焊接技术在汽车业中也应深入研究和产业化,从而推动我国汽车工业的发展。     

激光拼焊板圆锥形件拉深成形影响因素分析

以激光拼焊板圆锥形件为研究对象,基于Dynaform软件平台建立了拼焊板圆锥形件拉深成形的有限元预测模型,利用恒定不等的分块压边实验验证了有限元模型的预测精度,利用该模型分析了拼焊板圆锥形件拉深成形的特点及主要缺陷形式,得出了不同工艺参数对拼焊板圆锥形件的极限成形深度的影响规律以及侧壁起皱和焊缝移动两种主要缺陷形式的影响规律,该研究对拼焊板圆锥形件拉深成形工艺制定和参数选取具有一定指导意义。     

高强钢激光拼焊板热冲压材料模型的构建及实验验证

为了能够采用数值方法准确模拟高强钢激光拼焊板热冲压过程,研究了热冲压过程的相变转化模型、传热模型及激光拼焊板的热力学模型,包括2种母材及焊缝区域热力学模型的建立,并建立了完整的数值仿真模型.选取1.6 mm的硼钢B1500HS和1.2 mm的低合金高强钢B340LA进行激光拼焊,对其进行热冲压成形实验,并对热冲压件B柱加强件进行厚度分布分析及微观组织测试,通过与数值模拟结果的比对验证了材料模型的可靠性.     

离焦量对激光拼板焊缝显微形貌的影响

本文通过对DC04钢板激光拼焊工艺参数进行优化,研究了拼焊参数中离焦量对焊接接头成形质量、显微组织影响的情况。研究表明,离焦量的数值对于焊缝整体形貌有着不同程度的影响,离焦量的值为板厚的1/4左右,焊后可获得理想的形貌;同时离焦量的正负会影响激光照射位置,照射位置不同,焊缝的熔融位置、金属熔化量以及结晶过程均不同,因此也会影响到焊缝的整体形貌。     

差厚拼焊板拉延成形工艺研究

为了减轻车身重量和加强汽车安全性，差厚拼焊板在车身覆盖件制造中已得到越来越广泛的应用．笔者分析了采用普通工艺对差厚拼焊板进行拉延成形时发生的主要问题——薄侧材料的起皱和焊缝的移动等，给出了消除或控制上述问题的方法．采用Ls．dyna求解器，以矩形盒件为例，对其应用差厚拼焊板成形的过程进行数值模拟，比较不同的拉延工艺，得到了差厚拼焊板拉延成形的一种有效工艺措施，验证了笔者所提方法的有效性．     

热处理对B1500HS钢激光拼焊板力学性能的影响

利用单轴拉伸试验机、扫描电子显微镜、能量色散谱仪、光学显微镜、维氏硬度仪等研究了热处理前后B1500HS钢激光拼焊板的淬火性能.结果表明:热处理前B1500HS钢拼焊板焊缝强度远高于母材区,硬度分布极不均匀;热处理后,B1500HS钢拼焊板的元素分布几乎没有变化,整体强度有了大幅的提高,但塑性下降程度较大,其中横向塑性最差,经维氏硬度测试,发现焊缝至母材区的硬度过渡平滑.硬度值平滑过渡使得应力和应变分布更加均匀,保证了母材和焊缝力学性能的良好连续性,可以显著提高B1500HS钢拼焊板的成形性能.     

基于压边力的差厚拼焊板U形件回弹及控制

通过试验和仿真,对具有纵向焊缝的拼焊板在不同压边力作用下的弯曲回弹特性进行研究,并与光板进行对比.研究拼焊板回弹机制,考察压边力分布对拼焊板回弹的影响及拼焊板回弹与焊缝移动的关系.结果表明,拼焊板及其光板回弹都随着压边力增加先增加,后明显减小;压边力较小时,拼焊板的回弹介于对应的两光板之间,随着压边力增加,拼焊板的回弹量在对应的光板之上.总压边力的增大,带来双重效应,一方面随总压边力的增大拼焊板回弹降低,另一方面随总压边力的增大拼焊板焊缝移动增加.总压边力不变,通过调整压边力分布,消除焊缝移动,同时回弹也达到最小值.     

铝拼焊板在车身覆盖件冲压成形中的应用研究

介绍了国内外铝合金拼焊板技术的应用和研究成果，重点论述了铝合金拼焊板的材料选择、焊接技术、冲压成形及其变形特点、有限元分析技术和生产技术，剖析了铝合金拼焊板应用于车身覆盖件存在的主要问题．研究认为，影响铝合金拼焊板成形性的最关键因素是焊接，拼焊板材料、焊缝冶金质量、主应变方向、拼焊板厚度比值、强度比值、焊缝位置、焊缝移动等都是必须考虑的因素；铝合金拼焊板具有与钢拼焊板不同的特点和成形规律，比钢拼焊板更难成形；铝合金拼焊板技术还存在许多问题，如成形极限、起皱、回弹、焊缝位移、焊接质量等有待研究；同时，还应发展新的铝合金和降低铝合金拼焊板的成本。通过分析，提出了解决问题的基本思路，并预测了铝合金拼焊板的发展前景和趋势。     

基于纹理特征的激光拼焊等厚拼缝跟踪点识别方法

针对激光拼焊等厚拼缝间隙窄、仅基于结构光条纹检测时特征点不明显的问题,提出一种基于纹理特征的激光焊接等厚拼缝跟踪点识别方法,首先采用Laws纹理能量滤波方法对原始拼缝图像进行纹理滤波处理,然后采用Canny边缘算子提取板材边缘,再次采用阈值分割方法提取出结构光条纹,最后融合纹理特征和结构光条纹信息识别焊缝跟踪点.实验结果表明,所提出的方法能够实现不同速度下等厚拼缝跟踪点的自动识别,识别精度高且可避免图像灰度值变化带来的识别误差.     

拼焊板V形自由弯曲回弹控制影响因素分析

回弹是影响弯曲件最终形状和精度的关键因素。拼焊板在弯曲过程中,影响回弹过程的因素比单板更为复杂。材料性能、工艺参数及板料与模具的几何参数微小的变化,都会引起回弹的较大变化。本文以横向拼焊板V形自由弯曲为研究对象,采用试验方法对拼焊板弯曲及回弹过程进行了研究,分析了影响横向拼焊板回弹的主要因素,为进一步研究拼焊板V形自由弯曲回弹控制技术奠定了基础。     

基于Profibus总线的镀锌生产线激光焊机控制系统

针对镀锌生产线的特点,介绍镀锌生产线中激光焊机的总体结构及工艺流程.镀锌生产线主站采用S7-400PLC作为控制器,通过Profibus-DP总线通信,实现主站与远程IO总线、交流变频伺服驱动系统、HMI人机界面系统的通信.其中远程IO总线主要负责焊前准备和焊后处理;其交流变频伺服驱动系统极其复杂,包含14个伺服电机,完成带钢间隙生产线方向调整、激光架生产线方向移动、带钢手动对中调整、带钢入(出)口对中调整、激光架过程梁方向移动、焊接头和剪切头竖直方向移动、压轮过程梁方向移动、带钢中性层调整;HMI人机界面主要负责焊机工艺参数的设定、焊机运行时的状态监视和焊接工作历史数据的查询.     

三坐标测量机测量验证汽车焊装夹具的技巧

以检测上汽通用五菱汽车股份有限公司的N300L后车架焊合总成拼台夹具为例,介绍利用三坐标测量机的CAD数模功能来实现空间尺寸的测量,从而完成对汽车焊装夹具的调试和验证的一些技巧和体会。     

变压边力对差厚拼焊板方盒形件拉深成形质量的影响

与单板相比,由于料厚比(或强度比)、焊缝性能以及成形过程中焊缝移动的影响,使拼焊板成形更为复杂。拼焊板拉深是拼焊板冲压成形中最典型成形工艺,影响拼焊板拉深成形质量的主要因素有压边力、模具几何参数、料厚比和摩擦条件等。其中,压边力的大小及加载方式对拉深成形极限及焊缝移动有着显著影响。本文采用数值模拟技术,研究了拼焊板方盒形件拉深成形过程中变压边力方案对焊缝移动及成形极限的影响规律。研究表明可以通过调整焊缝两侧板料压边力的大小,使得在尽可能满足成形深度的同时减少焊缝移动,从而提高拼焊板方盒形件的成形质量。     

铝合金拼焊板盒形件拉深中压边力分析及优化

利用焊缝模型、单元类型、材料的本构关系,建立铝合金拼焊板盒形件拉深成形有限元模型.以有限元数值模拟为主要方法分析了压边力对拼焊板拉深成形质量的影响、焊缝的移动规律和焊缝附近金属的变形情况;针对不等厚拼焊板的成形特点,采用薄、厚测不同压边力对成形过程进行优化.研究结果表明,压边力对拼焊板拉伸成形中焊缝及附近区域变形有明显影响,采用不同压边力技术能够在一定程度上提高拼焊板盒形拉深件成形质量.     

异厚度铝锂合金激光焊接温度场数值模拟研究

对异厚度铝锂合金激光拼焊的温度场进行ANSYS三维瞬态有限元分析。用过渡网格划分网格以保证焊缝处网格足够细小,从而提高计算精度和效率。热源模型选取高斯函数分布,移动热源的加载则利用ANSYS软件的APDL语言编写程序实现,同时利用多步循环来实现对激光焊接过程的模拟,得到相应的温度场分布。从模拟结果可看出,激光焊接过程温度场呈椭圆分布,焊件上形成了准稳态温度场。薄厚两板温度场存在差异,薄板温度场范围、熔池尺寸、熔化范围均大于厚板。为研究材料在激光加工过程的性能改变提供参考。     

拼焊板锥盒形件拉深成形压边力控制研究

以拼焊板锥盒形件为研究对象,基于有限元数值模拟软件LS-DYNAFORM,建立了拼焊板锥盒形件拉深成形的有限元数值模拟模型。综合考虑破裂、起皱和焊缝移动等问题,研究了不同压边力控制方案对拼焊板锥盒形件拉深成形的影响。以获得满足特定成形深度要求下焊缝移动量最小的锥盒形件为目标,提出了拼焊板锥盒形件拉深成形过程中较优的压边力控制方案,为进一步开展拼焊板锥盒形件拉深成形过程控制技术的研究奠定了基础。     

曲面冲压件的拼焊内压快速成形法研究

提出曲面冲压件的薄板微元拼焊内高压法快速成形方法.阐述离散化曲面片方法和利用高压介质成形的原理;建立拼焊平板之间的几何关系模型和单个拼焊板变形前后之间的关系模型,运用应力平衡方程、屈服准则计算成形力;利用自行设计的拼焊毛坯内高压成形试验系统,对不同厚度、不同拼焊方式的毛坯以及不同压力介质进行成形试验.结果表明,利用该方法能够得到与理想冲压制件基本一致的原型件,制造成本比较低,基本达到金属板料快速原型件的质量和成本要求.