轻量化拼焊板构件塑性成形研究进展

拼焊板构件因容易实现轻量化、低成本、短周期成形制造而被广泛应用于飞机、汽车工业中,但在这类构件的塑性成形中,焊缝引入的材料、几何、边界条件非线性显著增加了成形复杂性,导致成形质量及成形极限下降,尤其是在具有强烈不均匀变形特征的弯曲、旋压等局部加载塑性成形中表现得更加明显,极大制约了轻量化拼焊板构件的精确塑性成形。为此,国内外学者在拼焊板构件弯曲及旋压变形机理与成形规律方面开展了大量研究。从焊接材料不均匀力学行为表征、拼焊板构件弯曲及旋压成形有限元建模、焊缝特征对变形行为影响及工艺设计等方面综述了相关研究进展,最后提出了拼焊板构件塑性成形仍面临的关键难题与挑战,对认识和发展轻量化拼焊板构件塑性成形具有重要指导意义和参考价值。     

激光拼焊板拉延成形焊缝移动优化控制

针对不同材料种类、厚度、强度、镀层焊接的拼焊板存在的成形问题,采用有限元仿真技术准确预测了拼焊板拉延成形工序的金属流动,在此基础上开展了拉深筋优化工艺研究.研究结果表明:由于纵梁前端和后端变形不均匀,拼焊板焊缝在拉延过程中随着拉深筋设置的不同产生不同的流向;当纵梁后端两侧拉延筋阻力系数分别设置为0.35和0.15时,零件内部焊缝移动量最小,更有利于拼焊板的成形质量控制.     

不锈钢外板对 2219 铝合金拼焊板胀形性能的影响

目的现有2219铝合金板材宽度不能满足大型复杂曲面件整体流体高压成形需要,仍需采用焊接方法制备成形坯料,焊缝的存在导致铝合金拼焊板整体性能不均匀,影响成形性能及壁厚分布。方法提出2219铝合金拼焊板的双层板流体高压成形方法,采用1.8 mm厚铝合金拼焊板作为内层板,1mm厚不锈钢板作为外层板,进行双层板胀形实验研究。对比分析了单层板与双层板条件下2219铝合金拼焊板的成形极限、应变及壁厚分布。结果外层板的存在能够使板材的极限成形高度和极限应变增加,同时使壁厚分布更加均匀。结论双层板之间存在界面摩擦,可以提高内层拼焊板的成形极限、改善壁厚分布。     

高强度钢-普通钢拼焊板热冲压成形机理研究

目的 研究高强度钢-普通钢拼焊板热冲压成形机理.方法 对高强度22MnB5钢-Q235钢拼焊板高温力学性能及U形热弯曲件的微观组织和力学性能进行实验研究,对高温下拼焊板协调变形进行数值分析,研究拼焊板高温力学性能和热弯曲件微观组织、力学性能的影响机制及拼焊板热变形协调机制.结果 焊缝与拉伸方向平行时,800℃下拼焊板伸...     

双相钢激光拼焊板温成形拉深性能分析研究

板料的温塑性成形方法已经得到广泛使用,可以运用到双相钢激光拼焊板成形中以提高其成形性能。以盒形件为分析对象对双相钢激光拼焊板的温拉深性能进行了研究,通过温单拉实验、盒形件温拉深过程的有限元模拟与实冲实验以及金相实验,分析了双相钢激光拼焊板由常温到500℃各个温度下的力学性能与拉深性能。结果表明:成形温度对双相钢激光拼焊板温拉深影响比较显著,在400～500℃温度范围内进行温成形,能获得较好的成形性能。     

焊缝对拼焊板成形性能的影响

采用激光焊接技术对冷轧薄钢板进行拼焊,通过对拼焊板进行拉伸试验和模拟成形性能试验,研究分析了焊缝对拉伸性能参数和成形性能参数的影响,比较了拼焊板与母材性能的差异,分析了强度比和厚度比对塑性变形的影响及应变分布。     

不等厚拼焊板的塑性拉伸变形性能试验分析

通过拉伸试验对拼焊板的塑性变形能力进行了测试和分析研究,针对焊缝处于拉伸试件的不同方向、不同位置进行了拉伸试验,给出了拼焊板的主要机械性能参数.讨论了焊缝方向、焊缝位置和薄厚比例对拼焊板塑性拉伸变形性能的影响,提出了冲压件中优化焊缝方向和位置的建议以获得较高的拼焊板整体塑性变形能力.     

拼焊板焊缝方向对其单向拉伸性能的影响研究

为提高拼焊板成形性,用单拉实验来研究拼焊板焊缝方向对其拉伸性能的影响.采用解析、实验和有限元法研究了拼焊板焊缝方向对其综合延伸率、失效模式的影响.结果表明,当焊缝角度较小时,失效表现为焊缝开裂;随着焊缝角度增大,平均延伸率非线性减小,且变化速率逐渐减小.当焊缝角度超过一定值后,失效变为薄侧母材开裂,并随着焊缝角度增大拼焊板综合延伸率逐渐增大,且增大的速率逐渐减小.在失效模式转换时,焊缝角度相应存在一个临界点,这一临界角度大小主要依赖于焊缝和薄侧母材性能.适当的焊缝角度有利于拼焊板成形性能的提高和失效模式的控制.     

热成形淬火对QP1180/22MnB5激光拼焊板组织与性能的影响

目的 对QP1180和22MnB5激光拼焊板进行热成形试验,以解决超高强钢板材焊后的软化问题。方法 选择QP1180和22MnB5异种高强钢作为母材进行激光自熔焊,对焊后的激光拼焊板进行热成形试验,通过体式显微镜、扫描电子显微镜、液压拉伸试验机和维氏硬度计等手段,分析热成形前后激光拼焊板微观组织和力学性能的变化。结果 与焊态拉伸试样相比,热成形试样抗拉强度提高了135%,断后伸长率降低了55%,拉伸试样都在22MnB5母材处断裂,均为塑性断裂。在热成形后,对焊接接头进行组织分析,发现QP1180母材区马氏体含量增加,22MnB5母材区和临界热影响区组织由珠光体和铁素体转变为马氏体,焊接接头热影响区各亚区的组织均转变为大小不同的板条马氏体。硬度测试结果表明,焊态试样焊接接头的QP1180临界区存在软化现象,硬度值最低为335HV,22MnB5侧硬度值由母材处向焊缝升高,母材硬度最低为170HV;而在热成形后,QP1180临界区软化现象消失,硬度值趋于平缓,22MnB5母材处硬度比焊态试样硬度高了2倍。结论 与焊态试样相比,经热成形后激光拼焊板的焊后软化问题得到了解决。     

拼焊板焊接工艺及其对拼焊板塑性变形影响的试验研究

通过拼焊板试件拉伸试验对拼焊板的塑性变形性能进行了分析研究 ,讨论了拼焊板的几种实用焊接技术 ,给出了拼焊板的机械性能参数 ,比较了焊缝处于拉伸试样不同位置时拼焊板与母材的拉伸试验结果 .分析了焊缝分布对拼焊板塑性变形性能的影响 ,以及如何优化焊缝位置以提高拼焊板的整体塑性变形能力 .     

铝合金热成形晶粒异常长大现象研究进展

汽车轻量化技术的快速发展,使铝合金得到了广泛应用。在铝合金成形过程中,往往会出现热成形晶粒异常长大现象。为解决目前普遍存在的铝合金热成形晶粒异常长大问题。研究了铝合金拼焊热成形晶粒异常长大的理论基础,基于晶粒异常长大的影响因素,重点探讨了铝合金拼焊热成形晶粒异常长大的原因。着重介绍了铝合金热锻造临界变形粗晶现象、控制方法以及数值仿真模拟进展。最后提出了铝合金热成形晶粒异常长大的问题和发展方向。     

拼焊板在盒形件拉伸过程中的焊缝移动研究

分析了激光拼焊板在冲压成形过程中焊缝移动的基本原理,推导了单向拉伸情况下焊缝移动的基本公式;概述了拼焊板数值模拟建模的基本方法,并运用商业有限元软件AutoForm对盒形件拉伸过程中的焊缝移动进行了预测,将分析结果与国外实验结果进行对比,得出初始焊缝位置对焊缝移动的影响的基本规律.     

拼焊板结构件拉弯成形工艺参数的正交试验研究

工艺参数对拼焊板拉弯成形结构件的外形精度有着重要的影响,针对所研究的拼焊板零件的结构形式,其外侧线轮廓、内侧线轮廓、筋部面轮廓等都是评价成形质量的重要指标。通过正交试验,研究了拉弯成形过程中的夹头各阶段的旋转角α1~α4,以及夹头沿坯料轴线方向的引伸力F等工艺参数,对构件外侧线轮廓、内侧线轮廓、筋部面轮廓、外侧面轮廓及内侧面轮廓等外形精度的影响,获得了影响拼焊板拉弯件成形外形精度的影响因素的主次顺序。研究结果表明,影响外侧线轮廓与筋部面轮廓因素的主次顺序为:引伸力F、旋转角α4、旋转角α3、旋转角α2、旋转角α1;内侧线轮廓各个影响因素的极差值均很小,且测量值均匀,可认为内侧线轮廓基本不受工艺参数影响;影响外侧面轮廓与内侧面轮廓因素的主次顺序为:旋转角α3、旋转角α4、旋转角α2、旋转角α1、引伸力F。     

大面积拼焊复板爆炸焊接的研究

本文对拼焊而成的大面积复板爆炸焊接参数的特殊性进行了分析;叙述了爆炸焊接参数的选择原则和方法。在此基础上,对大面积拼焊复板爆炸焊接时产生的诸多缺陷,如:裂边、波纹粗大,表面穿孔及成棱、拼焊缝开裂、局部不复合等进行了初步分析,阐述了产生这些缺陷的可能原因,对制定合理的大面积拼焊复板的爆炸焊接工艺具有参考价值。     

变压边力控制对拼焊板成形性能的影响研究

分析了控制焊缝移动的拼焊板薄厚两侧所需的压边力关系式,并据此提出了变压边力控制方案。通过数值模拟对比分析了不同方案的冲压结果,验证了:减少厚侧压边力可有效的降低焊缝向薄侧的移动量,从而降低薄侧材料应力集中,改善应力状态,大大提高了拼焊板的成形性能。     

双相钢拼焊板温拉伸力学性能及组织分析

为了揭示温变形工艺参数对双相钢拼焊板宏观力学性能及组织演变的影响规律,在不同变形温度和应变速率条件下对DP590双相钢拼焊板进行温拉伸试验和微观组织观察,将变形温度和应变速率对材料温成形过程的综合影响统一为Zener-Hollomon(Z)参数来研究材料宏观力学性能和微观组织演变.实验结果表明,随着Z参数的降低,材料越容易发生动态再结晶,流变应力-应变曲线越低,断后延伸率逐渐提高,平均晶粒尺寸有长大的趋势.本研究对于通过Z参数优化DP590双相钢拼焊板温变形宏观力学性能和微观组织具有一定的参考价值.     

拼焊板车门内板冲压成形工艺研究

采用数值模拟软件Dynaform5.5对某拼焊板车门内板的拉深成形工艺进行研究,探讨不同压边力和拉延筋对该复杂曲面零件成形性能以及焊缝移动的影响规律。通过调整压边力和拉延筋等工艺参数得到了成形性能较好且焊缝移动趋势较小的车门内板零件。     

激光拼焊板前纵梁拉延成形数值模拟研究

在分析激光拼焊板汽车前纵梁成形工艺的基础上,基于DYNAFORM软件平台对前纵梁零件的拉延成形过程及不同工艺参数对成形结果的影响进行了数值模拟研究。针对模拟结果中零件出现的缺陷,提出了初步的工艺改进方案。     

船用高强钢薄板焊接成形研究

探究了不同焊接工艺对3 mm船用高强钢薄板焊接成形质量的影响.结果表明:3 mm对接试板经不同方法焊接后均呈马鞍形变化.焊条电弧焊和手工气保焊焊接的试板变形严重,且两者变形量和残余应力基本相当,药芯焊丝CMT(cold metal transfer)自动焊接试板的焊缝内部存在夹渣缺陷.利用实心焊丝CMT自动焊接试板的焊缝均匀、内部无缺陷,焊缝中心残余应力明显降低,其变形量平均值比焊条电弧焊减小37.8%,且线能量仅为焊条电弧焊的22.4%.焊接试板变形量与其线能量大小的变化趋势一致.     

拼焊板材冲压成形技术(工)

详细介绍和总结了拼焊板的研究现状,讨论了拼焊板的材料和焊接技术的研究成果及其相关技术问题.