拼焊板成形性及其焊縫移動(dòng)控制對(duì)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(dòng)機(jī)性能和汽車車身空氣動(dòng)力學(xué)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(biāo)，即在提高汽車結(jié)構(gòu)安全性的同時(shí)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(jī)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(jìn)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(yīng)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(yīng)用現(xiàn)狀，并介紹了拼焊板沖壓成形的發(fā)展、特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，以及分析了對(duì)拼焊板成形性影響比較大的幾個(gè)因素：不同的板厚差比、不同力學(xué)性能組合，拉延筋。針對(duì)汽車覆蓋件形狀復(fù)雜、成形性難以憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)的問題，本文采用有限元數(shù)值模擬方法，運(yùn)用有限元板料分析軟件eta/Dynaform，對(duì)激光拼焊板拉深工序進(jìn)行成形性預(yù)測(cè)。
　　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(jìn)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(dòng)規(guī)律。作者運(yùn)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(qiáng)度組合對(duì)拼焊板盒形件成形性的影響，根據(jù)模擬試驗(yàn)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(qiáng)度比值大于3.0，拼焊板的成形極限趨于基本穩(wěn)定。同時(shí)也分析了拉延筋對(duì)焊縫移動(dòng)最大拱形高度以及對(duì)焊縫移動(dòng)量的影響，焊縫移動(dòng)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(shí)也減少了焊縫的移動(dòng)量，盒形件法蘭處相對(duì)于底部焊縫移動(dòng)量減少明顯。為此，提出了一種減少焊縫移動(dòng)的新方法，即在垂直焊線方向布置一條加強(qiáng)筋能減少焊縫的移動(dòng)。
　　其次，把盒形件得到的結(jié)論應(yīng)用于轎車拼焊板零件前地板

5、的生產(chǎn)實(shí)踐中，選擇合理的板厚比和強(qiáng)度比，對(duì)拼焊板前地板拉深成形工序進(jìn)行成形性預(yù)測(cè)和焊縫移動(dòng)分析，并在垂直焊線方向設(shè)置一條加強(qiáng)筋，減少了焊縫的移動(dòng)量。
　　最后，研究了坯料平移法和曲線焊縫補(bǔ)償法這兩種方案，控制焊縫移動(dòng)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(fù)雜的轎車前地板，確保其裝配位置的對(duì)策，不僅對(duì)生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義，而且對(duì)提高我國(guó)汽車車身輕量化，促