汽車激光拼焊板的熱沖壓成形性能分析

汽車激光拼焊板的熱沖壓成形性能分析

車身輕量化與提高汽車安全性和舒適性是汽車制造商面臨的主要挑戰。通過增加部件負載強度較大處的厚度、減小部件負荷強度較小處的厚度、優化白車身部件的厚度分布，則能夠有效地實現汽車的輕量化。對此，出現了激光拼焊技術，該技術能夠將兩塊或兩塊以上具有不同厚度和強度的板件通過激光焊接的方式連接起來，并將焊接后的板件稱之為激光拼焊板。將激光拼焊板用于白車身的制造過程中，則能夠實現對白車身部件厚度分布的優化。在應用激光拼焊板時，由于焊縫的存在以及材料性能的差異，因而可能使激光拼焊板的沖壓成形性能低于單一板材。對此，需要對激光拼焊板的沖壓成形性能進行分析，確保其具有足夠的成形性能，以便在汽車行業中推廣。

常用的激光拼焊板件原料為高強度合金鋼22MnB5硼鋼。將不同厚度、無涂層的22MnB5硼鋼通過激光拼焊連接在一起。為防止沖壓后成形板件出現裂紋、模具出現不正常磨損，因而采用了熱沖壓成形工藝。采用德國IPG光纖激光器將厚度1.2mm和1.6mm的22MnB5硼鋼焊接，焊接時通過K形電偶記錄母材和焊接處的溫度變化。對焊接試樣進行模擬熱沖壓處理。處理時，先將焊接試樣在950℃的環境下保溫5min，之后按照30℃/s的速度將焊接試樣冷卻至室溫，實現淬火。利用光學顯微鏡觀察母材及焊接處的微觀結構，并采用顯微硬度計測量母材及焊接處的維氏硬度分布。

對焊接件進行熱沖壓處理的結果表明：①兩種不同厚度的22MnB5硼鋼能夠平滑過渡，且焊接處晶粒的排列十分致密，保證了激光拼焊板良好的成形性能；②熱沖壓過程中的淬火過程使焊接件原本分布不均勻的顯微硬度變得均勻，保證了焊接處的強度。

刊名：The International Journal of Advanced

Manufacturing Technology（英）

刊期：2016年第10期

作者：Liyana Tajul et al

編譯：陳丁躍