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(zhàn)。通過增加部件負(fù)載強(qiáng)度較大處的厚度、減小部件負(fù)荷強(qiáng)度較小處的厚度、優(yōu)化白車身部件的厚度分布，則能夠有效地實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化。對(duì)此，出現(xiàn)了激光拼焊技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)蓧K或兩塊以上具有不同厚度和強(qiáng)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?qū)崿F(xiàn)對(duì)白車身部件厚度分布的優(yōu)化。在應(yīng)用激光拼焊板時(shí)，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(duì)此，需要對(duì)激光拼焊板的沖壓成形性能進(jìn)行分析，確保其具有足夠的成形性能，以便在汽車行業(yè)中推廣。

常用的激光拼焊板件原料為高強(qiáng)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(xiàn)裂紋、模具出現(xiàn)不正常磨損，因而采用了熱沖壓成形工藝。采用德國(guó)IPG光纖激光器將厚度1.2mm和1.6mm的22MnB5硼鋼焊接，焊接時(shí)通過K形電偶記錄母材和焊接處的溫度變化。對(duì)焊接試樣進(jìn)行模擬熱沖壓處理。處理時(shí)，先將焊接試樣在950℃的環(huán)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(shí)現(xiàn)淬火。利用光學(xué)顯微鏡觀察母材及焊接處的微觀結(jié)構(gòu)，并采用顯微硬度計(jì)測(cè)量母材及焊接處的維氏硬度分布。

對(duì)焊接件進(jìn)行熱沖壓處理的結(jié)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(qiáng)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