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基于數(shù)字成像的激光焊接接頭對整體和局部變形表現(xiàn)的評價方法

近年來，激光拼焊技術(shù)已是汽車行業(yè)公認(rèn)的一種輕量化零部件有效生產(chǎn)方法，該技術(shù)是采用激光能源可將若干不同材質(zhì)、不同厚度、不同涂層的鋼材、不銹鋼材、鋁合金材等進(jìn)行自動拼合和焊接而形成一塊整體板材、型材、夾芯板等，以滿足零部件對材料性能的不同要求，用最輕的質(zhì)量、最優(yōu)的結(jié)構(gòu)和最佳的性能實現(xiàn)裝備輕量化。采用激光拼焊板工藝不僅能夠降低整車的制造成本、減輕整車質(zhì)量，而且可以減少外圍加強(qiáng)件的數(shù)量，簡化裝配步驟，同時使車輛的碰撞能力、沖壓成形率和抗腐蝕能力提高。在汽車白車身生產(chǎn)車間，沖壓能力和板材密度控制一直是一個重要問題。然而，由于不同材料的厚度和強(qiáng)度都不相同，因此采用這種拼焊技術(shù)得到的產(chǎn)品在變形表現(xiàn)上比只使用原材料制成的產(chǎn)品更差。利用該焊接技術(shù)得到的產(chǎn)品在變形能力和變形量上的表現(xiàn)受到工程制造領(lǐng)域的關(guān)注。激光拼焊產(chǎn)生的焊縫受到材料屬性、材料厚度、焊接接頭厚度、材料變形性、焊縫的位置和方向等多種因素的影響。

提出了一種評價激光拼焊產(chǎn)生焊縫對產(chǎn)品整體和局部變形影響的方法。采用5級激光單軸拉伸焊接接頭，通過光學(xué)測量校準(zhǔn)儀器，在90°、60°、45°、30°和0°這5個方向進(jìn)行激光拼接，并記錄每個角度下產(chǎn)品的應(yīng)力和應(yīng)變的分布規(guī)律，同時對材料的相關(guān)力學(xué)性能進(jìn)行檢測記錄，并對激光焊接接頭尺寸進(jìn)行記錄，得到整個焊接過程中不同因素對產(chǎn)品整體和局部變形的影響效果。

Li Yanhua et al. SAE 2014-01-0832.

編譯：張?zhí)K鐵