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汽車製造

激光拚焊衝壓技術正在穩步推進

星之球科技 來源:鍛壓世界2018-02-04 我要評論(0 )   

隨著汽車行業(ye) 規模的不斷擴大,很多和汽車製造相關(guan) 的新技術進入了國人視野,如激光拚焊板在車身上的應用、鋁材車身、連續焊接車身

隨著汽車行業規模的不斷擴大,很多和汽車製造相關的新技術進入了國人視野,如激光拚焊板在車身上的應用、鋁材車身、連續焊接車身等一批新名詞逐漸被大家所熟知。其中激光拚焊板是最早被國內汽車行業引進的新技術,其在不降低車身強度的前提下,大幅減輕了車身重量,降低了汽車油耗。但衝壓成形過程中激光拚焊板拉深工序的開裂問題一直困擾著各主機廠。
 
激光拚焊板技術是利用激光能源將不同材質、板厚、鍍層的板材拚合並焊接而形成一塊整體板材的技術。拚焊板技術的出現解決了超寬板及不同部位不同工藝性能要求的問題,對減輕車身重量、降低整車成本、節能環保等都有著重要的作用。
 
目前主要應用在側圍、門、縱梁、底板等車身部品上。國內主機廠內做的激光拚焊件基本都由板材廠家提供板材,激光拚焊廠進行拚焊後送到主機廠進行衝壓加工取得。日係整車企業的門內板90%以上使用的是激光拚焊板。
 
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激光拚焊板拉深成形開裂問題成因及解決方案
 
 
在使用激光拚焊板製作門內板時,經常在調試階段零件無開裂情況,但在量產一段時間後頻繁出現拚焊部位開裂的情況。此開裂一般出現在拚焊線靠近薄板側2~3mm的區域,對材料及拚焊加工過程進行調查都沒有發現問題。但實際加工時開裂現象時有發生,對比開裂材和良材的性能數據也沒有存在差異較大的地方。零件在衝壓加工過程中出現了缺陷,一般查找方向為模具、材料(板材及拚焊)、自動化、設備等四個方麵。
 
 
 
成形理論分析。模具穩定性是非常高的,拉深模具在調整好穩定生產一段時間後,零件出現批量性異常的情況比較少。但拚焊板因為特殊的物理性質導致了拉深加工的不穩定。
 
大家都知道拉延模區別於成形模的主要特點是成形時有壓料,首先壓邊圈和凹模壓緊材料後,凸凹模進行材料成形。普通材料在成形過程隨著閉合高度的降低,拉深力逐漸增大,材料內部應力也隨之變大,應變會由彈性變形進入屈服塑性變形至均勻塑性變形個別甚至會出現頸縮(暗裂)及開裂。
 
 
 
材質理論分析。造成開裂的主要原因是拚焊線部位的材質及工藝情況。我們知道材料分為脆性材料和塑性材料。脆性材料為斷裂時伸長率較小的材料,如建築材料中磚瓦、玻璃、金屬材料中鑄鐵等,拚焊板焊縫屬於脆性材料。塑性材料為斷裂時伸長率及斷麵收縮率均較大的材料,一般低碳鋼屬於塑性材料,車身冷衝壓零件的材料都是塑性材料。
 
在拉深成形過程中塑性材料產生塑性變形有一定延展伸長,脆性材料則基本無延展伸長。焊縫附近材料的物理特性為脆性材料和塑性材料相接,因拚焊線部材料為脆性材料基本無伸長,且其存在一定程度上阻斷了厚板材料的延展。使得拉深成形過程中焊縫外側薄板區域的材料受到應力伸長時,在焊縫側會產生明顯的延展阻斷,無法獲得原本應該來自焊縫側材質的延展補充,從而造成了開裂發生,這是在車型調試階段拚焊線部容易產生開裂的原因。
 
拚焊線開裂解決。從材料角度可以通過控製薄板側材料的材料性能來減少開裂的發生。材料的屈服強度及伸長率盡量選高值,這樣材料不容易出現開暗裂示。但因廠家生產此鋼板的基板性能的不變,隻能通過鍍鋅的過程進行1%~2%調整。如果要求廠家材料伸長率和屈服強度一定要達到某數值以上,會很大降低廠家材料的成品率,即廠家會有很多生產出來的鋼板因性能不達標被轉用,造成成本上升和材料浪費。
 
通常采用的方法是將影響局部材料流動的R角進行拋光處理,盡量減小此處的摩擦力,使危險區域周邊的材料能夠盡快補充進去,減小拚焊線附近薄板材料受到的應力值。
 
 
 
拚焊部平麵
 
 
 
 
測量部位
 
拚焊板的板材一般以冷軋板為母板,冷軋板雖然號稱無時效,但在生產實踐中,如果長期放置時還是會有時效性的影響。鋼材中碳原子在晶格會逐步擴散,這稱作鋼板的固溶強化,鋼板硬度會略有提升,塑性會略有下降,這部分性能的變化對拚焊板的開裂防止是有利的。當拚焊板的開裂狀態處在臨界狀態,板件長期存放帶來性能上的輕微改變,造成了開裂現象的消失。

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