拼焊板盒形件充液拉深的数值模拟

随着汽车行业对能源消耗和汽车尾气排放的要求,应用拼焊板成形技术显得越来越重要.以差厚拼焊板拉深方盒件为研究对象,采用板料成形分析软件DYNAFORM对充液拉深和传统拉深工艺进行分析和对比.研究发现,盒形件不同部位其焊缝有不同的移动趋势,传统拉深最大焊缝移动量发生在盒形件底部中心处,充液拉深件焊缝移动最大量发生在侧壁顶部,增大充液拉深凹模油腔的压力,可以有效地减少焊缝移动量和坯料的减簿量.     

激光拼焊板方盒件及其板料优化设计分析

成形性能的提高对拼焊板车身覆盖件以及结构件冲压成形有重要意义。通过对激光拼焊板方盒件及其板料对成形过程的影响研究,并采用基于板料厚度比、坯料形状和尺寸等板料参数正交设计的成形优化方法,提高激光拼焊板方盒件冲压成形性能。研究和冲压试验表明：当厚度比较小时,破裂出现在薄侧圆角处,而厚度比较大时,破裂出现在薄侧焊缝处;方形坯料拼焊板的成形性能明显低于圆形坯料形状的拼焊板;板料正交设计方法对拼焊板方盒件冲压成形优化是有效可行的。     

压边力分布对差厚拼焊板盒形件焊缝移动的影响

采用有限元数值模拟技术,对不同的压边力分布对拼焊板盒形件拉深成形中焊缝移动的影响规律进行了研究。通过调整压边力的大小和随位置的分布,实现对拼焊板盒形件成形过程中焊缝移动的控制。研究表明:不同的压边力大小和分布对拼焊板盒形件焊缝移动有很大影响,增大薄侧板料的压边力以及减小厚侧板料的压边力能有效控制焊缝移动量。利用随位置变化的多点控制的分块压边力更能有效控制拼焊板盒形件的焊缝移动,有利于控制板料在凹模中的流动,有效提高拼焊板盒形件的冲压成形性能。     

拼焊板方盒件冲压成形压边力数值模拟分析

用有限元分析软件Dynaform对拼焊板方盒件成形进行数值模拟,研究不同压边力对拉深过程中破裂危险点应变路径和焊缝移动的影响规律。通过调整压边力的大小和变化方式,可以实现对拼焊板方盒件薄板破裂危险点处应变路径的控制以及减小焊缝移动,从而提高拼焊板方盒件冲压成形性能。     

基于应变路径的拼焊板盒形件成形性能研究

利用Dyanform对拼焊板盒形件进行冲压成形数值模拟,研究不同压边力对拼焊板盒形件拉深过程中破裂危险点应变路径和成形性能的影响规律;同时,提出台阶式变压边力控制方法.结果表明:通过调整压边力的大小和变化方式,可以实现对拼焊板盒形件破裂危险点处应变路径的控制以及减小焊缝移动,从而提高拼焊板盒形件的冲压成形性能.     

拼焊板盒形件无模充液拉深工艺及数值模拟

基于Dynaform有限元模拟软件,就差厚拼焊板方盒形件的无模充液拉深工艺进行数值仿真与研究.结果表明,合理地控制液体的预胀形压力和工作压力可以有效地提高拼焊板料的成形性能和成形件质量、减少焊缝移动量.通过与传统拉深工艺对比发现,板料在无模充液拉深工艺中高压液体的摩擦保持效应会大大地促进成形件壁厚分布的均匀性,且盒形件底部的焊缝移动量仅为传统拉深工艺的7.98%.这一工艺的研究将对拼焊板成形具有现实的指导意义.     

差厚拼焊板充液拉深焊缝移动及厚度的研究

基于Dynaform分析软件,建立了差厚拼焊板充液拉深盘形件的有限元模型,对相同材料、不同差厚比的板料充液拉深盒形件进行了数值模拟.结果表明,针对不同差厚比的拼焊板,合理控制薄、厚板两侧压边力的大小及分布规律可有效地改善盒形件拉深过程中的焊缝移动量以及减小盒形件各变形区域厚度变化量,这对提高拼焊板的成形性以及对拉深工艺参数的优化提供了理论依据.     

拼焊板方盒件拉深非均匀变形的计算机模拟研究

拼焊板越来越多地应用在汽车制造业及其他工业中。方盒件是工业应用中的一种典型件。因此对拼焊板方盒件拉深过程中非均匀变形的研究是非常重要的 ,比如法兰区起皱和焊缝的移动等。本文对拼焊板方盒件拉深过程的非均匀变形进行了计算机模拟和实验研究。用显式有限元软件DYNAFORM进行了模拟分析 ,考虑了各向异性和加工硬化。为了适应板厚的不同 ,在凹模上设置了台阶 ,并且在台阶处为焊缝移动做出了补偿 ,分析了焊缝移动和法兰区的起皱。为了验证模拟结果 ,做了相应实验 ,实验结果与模拟结果吻合较好     

差厚高强钢激光拼焊板拉伸失稳行为研究

对0.7mm/1.0mm厚度组合的B170P1钢激光拼焊板试件进行半球凸模胀形试验,分析不同应变状态下拼焊板的变形、失稳特点及应变分布情况,研究其拉伸失稳规律。研究表明,拼焊板试件的变形失稳主要发生于薄侧母材,且随应变状态由单拉向平面等双拉的转变,应变分布趋于均匀,失稳位置向焊缝靠近;在变形过程中,靠近焊缝的薄侧母材在平行于焊缝方向的变形受到厚侧母材及焊接区的影响,其应变路径快速向平面应变漂移,达到成形极限状态,降低了拼焊板的成形性能。焊缝的存在导致差厚激光拼焊板各部分变形不均匀,在差厚激光拼焊板的实际应用中,应采取适当措施抑制薄侧母材的局部变形,增加厚侧母材塑性变形的比例,提高差厚拼焊板的冲压成形性。     

拼焊板充液拉深的数值模拟研究

以差厚拼焊板拉深方盒件为例，采用板料成形分析软件Dynaform对充液拉深和传统拉深工艺进行研究和对比，发现采用充液拉深时，焊缝移动量仅为传统拉深时的3％，与传统拉深相比板料厚度增大了10．4％，且能大大提高拉深比。研究表明拼焊板充液拉深技术对实际生产具有一定的意义。     

Formability Enhancement of Galvanized IF-Steel TWB by Modification of Forming Parameters

Tailor-welded blanks (TWBs) have numerous advantages over traditional blanks used in manufacturing, such as energy conservation and environment protection. Low formability and weld line movement during forming operation are main limitations of these blanks. In this research, the effects of forming parameters including thickness ratio (TR), rolling direction with respect to the weld line and direction of major stress with respect to the weld line, on formability and weld line movement of TWBs made of galvanized Interstitial-Free (IF) steel were investigated experimentally. Also the effect of application of non-uniform blankholder force on weld line movement was studied by FEM simulation. By utilization of ABAQUS software, blankholders with different geometries, namely one-piece and two-pieces were modeled and forming process was simulated. The results revealed that formability maximized when the major stress and rolling direction were along the weld line. The results showed applying different blankholder forces, by application of the two-pieces blankholder, leads to more uniform strain distribution and correspondingly less weld line movement in TWBs with TR greater than 1. It was also concluded that the effect of geometric discontinuities on reducing formability was greater than the effect of the weld region.     

Influence of weld geometry and mismatch on formability of aluminium tailor welded blanks: numerical and experimental analysis

Abstract

The forming behaviour of tailor welded blanks (TWBs) has been widely studied since its development. In the numerical simulation studies, the TWBs are modelled as blanks composed of two different materials, and often, the presence of the weld bead is neglected in its finite element discretisation. In the present work, the influence of the weld bead shape on the formability of friction stir welded TWBs, is analysed. Several finite element meshes were constructed in order to represent different weld bead geometries and numerical simulations of the cylindrical cup drawing were performed. Strong influence of the weld bead shape on the formability of the TWBs was observed when the weld was in overmatch relatively to the base material, and little influence when the weld was in undermatch condition. Comparison of the numerical results with experimental ones shows that the numerical analysis is able to preview the formability of the TWBs.     

镀锌薄板TIG拼焊的焊缝组织及成形性能

采用钨极惰性气体焊对镀锌薄板 SGCC 实施等厚拼焊,测试分析了拼焊板焊接接头的金相组织、显微硬度,并对拼焊板和母材试样进行杯突试验.结果表明,在拼焊过程中,母材的散热情况不同会造成焊缝金相组织在靠近母材的局部区域有很大差异.焊缝熔合区组织为粗的片状与块状先共析铁素体沿柱状晶界分布,晶内为魏氏体组织和片状珠光体,热影响区为块状的珠光体和铁素体,导致了焊缝及其热影响区的硬度均高于母材,对拼焊板的整体成形性能产生负面影响;同时,焊缝杯突值较母材有一定程度的降低,揭示其焊缝深冲性能低于母材.

Abstract：

The microstructure and micro-hardness of welded joint of SGCC by tungsten inert-gas (TIG) welding are studied, and the cupping test of Tailor-welded blank and base metal are studied.The results show that in the welding process, the microstructure of weld will have great diversity at local region closing parent metal because of the different cooling condition of the parent metal. The microstructure of welding fusion zone is massive sheet proeutectoid ferrite distribution along the columnar grain boundaries, intragranular organizations are Widmanstatten and sheet pearlite structure, and the microstructure in HAZ is massive pearlite and ferrite, which make the micro-hardness value of welding seam and HAZ higher than that of base metal and lead negative influence to the formability of Tailorwelded blank. The cupping value of weld seam reduces to some extent compared with that of base metal, which indicates that the formability of weld seam is not good as that of base metal.     

差厚拼焊板成形性的单向拉伸试验

拼焊板的成形性能不同于单一材料的板料,研究其成形性能有利于改进拼焊板的成形工艺.单向拉伸试验作为一种有效和实用的材料性能测试方法被用于研究拼焊板的成形性能.针对拉伸试验设计了母材和拼焊板的试样并进行了相关试验,获得了不同拼焊板的强度和塑性性能并对结果进行了讨论.试验结果表明,拼焊板的单向拉伸强度介于较高强度母材与较低强...     

基于弧压反馈的薄板GTAW智能熔透控制

薄板GTAW的熔透控制是保障其焊接质量的关键,而焊接熔透的智能传感与识别是其中的核心难题. 传统的焊缝背面直接视觉传感可以有效提取熔透控制信息,但是往往因为可达性受限而不能使用. 因此,文中对基于GTAW弧压电信号的传感焊接熔透进行研究,基于弧压反馈提取焊接熔透信号,进而调节焊接电流波形保证焊缝均匀熔透而不发生烧穿. 试验采用4 mm厚热轧钢板、3 mm厚冷轧钢板进行表面堆焊. 结果表明,在不同电流形式下堆焊试验中验证了控制原理,反馈智能调节,变散热条件以及变间隙试验均可得到较美观的焊缝.     

拼焊板盒形件冲压成形失效及应变路径分析

采用自制液压机和分瓣压边圈模具,通过模拟仿真和实冲试验,变化各工艺参数,研究分析拼焊板方盒件冲压成形的应变路径、焊缝移动和成形极限,以提高其成形性能。研究表明,厚/薄侧压边力的大小和分布对破裂危险点的应变路径和成形裕度有很大的影响,合理的压边力分布可调节失效破裂的位置,减少焊缝移动和提高成形极限深度;凹模圆角半径的增大,对薄侧侧壁圆角处破裂危险点应变路径影响较大,拼焊板盒形件成形极限深度逐渐增大;厚度比较小时,破裂出现在薄侧圆角处,而厚度比较大时,焊缝移动量大,破裂易出现在薄侧焊缝处;板料毛坯形状和尺寸对失效破裂的位置和成形性能影响显著。因此,以薄侧侧壁圆角处和薄侧焊缝位置附近为破裂危险点,通过优化压边力、凹模圆角半径、板料厚度比、板料毛坯形状和尺寸等工艺参数,改变危险点的应变路径,调节失效破裂的位置,减小其焊缝移动量,可有效地提高拼焊板方盒件的冲压成形性能。     

不等厚高强钢激光拼焊板焊缝组织及胀形性能分析

采用激光焊接方法,针对1.8mm厚的SAPH440与2.2mm厚的DP600高强钢实施激光拼焊.测试了不等厚拼焊板焊接接头的金相组织以及显微硬度,然后通过杯突试验对所得到的不等厚高强钢拼焊板的胀形性进行了研究,进一步与母材的胀形性相比较.结果表明,焊缝的金相组织为针状铁素体和板条马氏体,焊缝两侧硬度分布不同,焊缝处的硬度要高于母材.拼焊板的杯突值低于任何一侧母材的杯突值,焊缝的位置对不等厚拼焊板的胀形性有一定的影响,薄板所占比例越大拼焊板的胀形性越好,在胀形成形过程中焊缝向厚板侧移动.     

镁合金拼焊板焊接性能及覆盖件冲压成形

采用钨极交流氩弧焊的焊接方法成功制备0.8mm厚的AZ31和AZ80镁合金拼焊板,确定了钨极交流氩弧焊接工艺参数。经过300℃×60min退火热处理后,使镁合金拼焊板焊接接头平均晶粒度从23μm细化到16μm。对0.8mm厚的AZ31、AZ80镁合金拼焊板冲压成形,当AZ31薄板的温度范围在190℃～210℃,AZ80薄板的温度范围在310℃～350℃时的成形效果良好。在成形件底部,焊缝向塑性较差的AZ80材料侧偏移,最大移动距离为0.55mm。     

随行程变化变压边力拼焊板盒形件成形性能研究

焊缝两侧材料变形不均匀引起的焊缝移动和成形性能下降是拼焊板成形过程中需要解决的难题,变压边力技术可以增大成形工艺调整范围、提高冲压件成形质量。本文在拼焊板成形过程中加载随行程线性渐增变化的变压边力,并应用动力显式数值模拟软件模拟差厚拼焊板盒形件的成形过程,研究变压边力控制对拼焊板成形性能的影响。结果表明,在相同的焊缝移动量下,线性渐增变压边力与定常压边力相比增大了引起焊缝移动的薄侧变形区域材料的长度,缓解了薄侧材料的应变集中,提高了拼焊板成形性能。     

Nd:YAG激光焊接800 MPa TRIP钢的接头组织与性能

采用Nd:YAG激光对强度为800MPa,厚度为1.2mm的TRIP钢板进行焊接.研究焊接速度对焊缝外观和截面成形的影响及接头的组织特点、硬度、强度和成形能力.激光功率相同,焊接速度较低时焊缝易产生气孔,速度较高时易发生飞溅;焊接速度对焊缝熔深及熔宽也有影响.焊缝组织主要由马氏体构成,从焊缝、热影响区到母材,组织中马氏体含量下降,接头的最高硬度出现在焊缝或热影响区.在平行于焊缝方向,焊接接头的抗拉强度高于母材,垂直于焊缝方向,接头的抗拉强度与母材相当.由于焊缝中出现马氏体,接头的塑性和韧性降低,板材的冲压成形能力下降.