拼焊板成形性及其焊縫移動控制對策研究.pdf

1、基于未來汽車的環(huán)保和安全因素方面的考慮，除了發(fā)動機性能和汽車車身空氣動力學特性的改善外，降低車身重量已經(jīng)成為汽車制造業(yè)的重要發(fā)展目標，即在提高汽車結(jié)構(gòu)安全性的同時降低車重，就這樣一種結(jié)合傳統(tǒng)材料和新型生產(chǎn)工藝的拼焊板沖壓成形技術(shù)迅速地發(fā)展起來了。激光拼焊板是將兩塊或多塊具有相同或不同厚度、機械性能、表面狀態(tài)的鋼板使用激光焊接的方法連接成毛坯件,然后進行整體沖壓成形轎車結(jié)構(gòu)件。拼焊板以其高質(zhì)量、高效益、低成本倍受汽車和鋼鐵工業(yè)界的關(guān)注，并

2、且被廣泛應用于汽車工業(yè)。
　　本文闡述了激光拼焊技術(shù)在轎車上的應用現(xiàn)狀，并介紹了拼焊板沖壓成形的發(fā)展、特點、優(yōu)勢及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，以及分析了對拼焊板成形性影響比較大的幾個因素：不同的板厚差比、不同力學性能組合，拉延筋。針對汽車覆蓋件形狀復雜、成形性難以憑經(jīng)驗估計的問題，本文采用有限元數(shù)值模擬方法，運用有限元板料分析軟件eta/Dynaform，對激光拼焊板拉深工序進行成形性預測。
　　首先，以盒形件這一板材成形中的典型拉深沖

3、壓件為例進行拼焊板的拉深模擬，研究差厚拼焊板的成形性能和焊縫移動規(guī)律。作者運用有限元數(shù)值模擬軟件Dynaform，研究了盒形件分別在有拉延筋和沒有拉延筋兩種情況下，相同材料不同板厚差、不同材料不同板厚差和相同板厚比不同強度組合對拼焊板盒形件成形性的影響，根據(jù)模擬試驗結(jié)果建議薄板與厚板厚度比值取0.5以上，兩側(cè)材料強度比值大于3.0，拼焊板的成形極限趨于基本穩(wěn)定。同時也分析了拉延筋對焊縫移動最大拱形高度以及對焊縫移動量的影響，焊縫移動最大

4、拱形高度 hmax隨著拉延筋單邊減少寬度w的增加而降低，w在[0，1.556]之間，為影響最敏感區(qū)，w在(1.556，8.556]之間，為影響不敏感區(qū)，w>8.556為影響較敏感區(qū)；拉延筋在很大程度上降低了拼焊板的成形性能，同時也減少了焊縫的移動量，盒形件法蘭處相對于底部焊縫移動量減少明顯。為此，提出了一種減少焊縫移動的新方法，即在垂直焊線方向布置一條加強筋能減少焊縫的移動。
　　其次，把盒形件得到的結(jié)論應用于轎車拼焊板零件前地板

5、的生產(chǎn)實踐中，選擇合理的板厚比和強度比，對拼焊板前地板拉深成形工序進行成形性預測和焊縫移動分析，并在垂直焊線方向設置一條加強筋，減少了焊縫的移動量。
　　最后，研究了坯料平移法和曲線焊縫補償法這兩種方案，控制焊縫移動及保證最終零件焊縫線在整車裝配中的裝配位置。最終得到合格的拼焊板前地板零件。
　　本文采用數(shù)值模擬仿真方法來研究形狀復雜的轎車前地板，確保其裝配位置的對策，不僅對生產(chǎn)具有指導意義，而且對提高我國汽車車身輕量化，促