高强钢-铝合金异质薄板无铆成形连接试验

针对性能差异较大的异质材料6061-T6铝合金和HC340/590DP双相钢的无损伤连接问题,对基于无铆成形连接的钢铝混合车身连接技术进行研究,通过试验研究了钢-铝无铆连接的成形规律以及不同搭接形式下的连接质量。分别对上钢下铝和上铝下钢两种无铆连接接头形式的连接质量进行研究,利用成形截面颈部厚度、自锁值、底部厚度等重要工艺参数,分析了成形力对接头质量的影响规律。通过拉剪试验研究了无铆接头的强度和能量吸收值。分析和试验结果表明,采用上钢下铝的连接方式,成形力为40 kN时无铆接头质量较好,其强度与安全性均符合设计指标的要求。     

车身轻量化与钢铝一体化结构新技术的研究进展

综述现代车身轻量化技术的研究进展,包括新型钢板与铝合金的应用、采用框架结构车身、零部件整合与结构优化及新的制造工艺与成形技术等.基于先进的车身骨架结构与轻质材料相结合的思想,提出钢铝一体化车身框架结构车身.在现有钢制车身骨架结构上,应用部分铝材替代钢材,通过合理的结构组合实现一体化承载,充分发挥铝合金板材在减重及强度刚度方面的优势,实现车身结构的整体优化.提出这种车身结构的研究内容、关键技术及建立精确计算机辅助工程(Computer aided engineering, CAE)分析模型的技术路线.研究内容包括如何确定钢铝的比例、铝合金替代钢的部位、钢与铝合金结构的形状和尺寸以及零件的合理布局,钢与铝的连接机理及铝合金成形理论的研究,不同钢铝比例与不同替代部位框架结构车身对整车强度、刚度、振动、噪声、可靠性、平顺性及操纵稳定性等性能的影响规律以及整车开发规范.关键技术包括新的成形工艺技术、拓扑结构优化、连接技术、电化学腐蚀问题及基于安全的轻量化车身技术.     

钢铝一体化车身框架结构关键技术及最新进展

综述应用钢铝一体化车身框架结构实现车身轻量化的最新进展及关键技术难点。在传统的车身骨架钢制结构中,有些构件或组件用铝合金代替,且通过优化设计和性能模拟方法确定钢铝的比例和以铝代钢的部位,可实现车身轻量化和高强度。但铝和钢可焊接性差、存在电化学腐蚀等问题,成为结构设计的难点。同时必须保证车辆发生碰撞时,车身结构的指定部位能够吸能碰撞能量。因此关键技术涉及钢铝连接技术、电化学腐蚀、碰撞安全、新的成型工艺技术、拓扑结构优化。     

一种新型钢铝连接技术的疲劳耐久性能研究

介绍了一种新型钢铝连接技术IW(Intelligence Welding),该技术通过将特制钢钉冲压铆入铝板和特制钢钉与钢板进行点焊两步工艺完成钢板与铝板的连接。为了完善基于连接强度的接头疲劳耐久性能数据,通过疲劳耐久性能试验获取此种钢铝连接技术的接头疲劳耐久性能。结果表明:相同载荷条件下,钢铝IW连接接头的剪切疲劳寿命远高于十字拉伸疲劳耐久寿命。     

钢铝混合铆接式车体组装工艺

中车株洲电力机车有限公司生产的五模块储能式有轨电车为钢铝混合铆接车体结构,车体截面为鼓型,与普通低地板车体结构相比变化较大;钢铝混合铆接车体组装时无法通过点焊固定,且车体大部件组装顺序发生了变化。文中结合五模块项目,对车体结构及工艺难点进行分析,详细介绍了一种钢铝混合铆接式车体组装工艺。     

高速上钢设备日常维护与精度组装

高棒高速上钢设备主要包括倍尺剪、夹尾器及转毂上钢装置等单体设备,棒材在最大45m/s的终轧速度下通过高速上钢设备区域时经常放生推钢事故,通过对上钢系统设备结构的拆分、日常维护项目与周期的制定、线下精度组装技术要求的研究,来保证高速上钢设备稳定运行,减少小规格带肋钢筋切分轧制后常规上冷床时轧件容易缠绕在一起的缺陷,降低轧线的事故率。     

钢铝混合车身连接工艺的应用与发展

在节能减排的背景下,汽车轻量化成为大势所趋。综合考虑成本、性能及轻量化效果,钢铝混合车身是未来重要的发展趋势,但钢铝异种材料的连接成为发展的难点。详细介绍3种现阶段钢铝异种材料的连接工艺,包括原理、应用、高强钢带来的挑战以及最新进展,为钢铝混合车身的设计与制造提供参考。     

大型客车车身骨架轻量化设计研究

建立了某全承载式客车车身骨架有限元模型,对车身骨架结构进行了静态分析与模态分析。在保证车身强度和刚度的条件下,提出钢铝一体化轻量化结构方案。以轻量化为目标计算铝合金型材的截面尺寸,完成客车车身骨架的轻量化设计。对轻量化后的钢铝一体化车身骨架进行了校核,并与原车身骨架进行了质量、静态、动态性能的比较分析。分析结果表明,轻量化后的强度和固有频率与之前相当,轻量化效果明显。     

不同强度钢铝板材压力连接匹配规律与优化

为解决钢铝混合车身结构中钢和铝异种材料间的连接问题,以厚度均为1.5mm的铝合金和高强度钢板为研究对象,对其压力连接的可行性进行了数值模拟与实验研究。在实验验证仿真模型正确的基础上,对不同强度等级钢铝板材压力连接的特点进行了仿真分析,结果表明,板料放置顺序对连接点的形成有重要影响,应以屈服强度较低的板料为上板料,且钢铝板材的屈服强度应尽量接近,以保证得到高质量的连接点。通过对连接点颈厚值和自锁值近似模型的多目标优化,得到了材料类型及厚度组合匹配的优化解集。     

采用Process Designer的白车身焊装生产线工艺规划研究

白车身焊装生产线工艺规划是决定汽车整车生产周期的重要环节。以先进的数字化工厂技术软件——ProcessDesigner为平台,通过创建制造信息模型和工艺过程模型,实现对白车身焊装生产线的生产信息管理和工艺过程规划,构建了白车身焊装生产线工艺规划系统,并详细描述了其工艺规划实现的具体方法和步骤,最后以某型白车身底板焊装线为例,生成了基于规划系统的数字化三维工厂,对规划结果进行了验证。结果表明,利用该系统进行焊装工艺规划能显著缩短工艺规划时间,提高工艺规划的准确性。     

热融自攻连接工艺技术及其在车身轻量化上的应用

热融自攻连接工艺是一种使用热融紧固设备和专用的热融自攻钉通过摩擦生热穿透板材然后攻丝螺接紧固的工艺。由于其可以连接钢板、铝合金、复合材料等不同种类的材料,可以实现单面连接,连接强度高,气密性水密性好,工作环境清洁环保,优点非常突出,热融自攻连接工艺在钢铝混合的轻量化车身制造的应用上有着特殊的优势。     

铝合金与高强钢激光-电弧焊铆复合连接机制研究

为实现6061铝合金和Q460高强钢的优质连接,采用激光诱导电弧复合热源对已通过阶梯型铆钉实现预连接的6061铝合金板和Q460高强钢板进行搭接焊试验。分析焊铆复合连接方法下接头的力学性能,断裂模式以及横截面的宏观和微观形貌。结果表明,在铆钉和复合热源的共同作用下,焊铆复合连接接头由3个承载区域组成,分别为钢板和铆钉形成的对接接头,钢板,铆钉以及铝合金板形成的铝-钢连接区以及铆钉侧壁和铝合金板侧壁形成的铝-钢界面。铝-钢连接区的金属间化合物以富Fe的Fe Al相和Fe3Al相为主。在最佳工艺参数下,焊铆复合连接接头的拉剪载荷达到6.2 k N。拉伸断口呈现出纽扣式断裂、母材基体断裂以及拉拔式断裂3种断裂模式,后两种断裂具有更高的韧性和塑性。阶梯型铆钉和激光-电弧复合热源的协同作用可以实现铝合金和高强钢的优质连接。     

基于旁路耦合电弧的铝钢MIG熔钎焊研究

实现铝钢良好连接的关键是有效控制焊接热输入,尽量降低中间层铝铁金属间化合物的厚度,一般认为中间层金属间化合物厚度小于10μm时铝钢接头质量良好。提出旁路耦合电弧熔钎焊方法,通过调节旁路电弧电流的大小来控制焊接热输入。在优化控制系统和工艺参数的基础上采用脉冲旁路耦合电弧焊方法将铝镁合金ER5356堆焊到304不锈钢板上,获得结合良好的焊缝。对焊接接头进行扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、能量色散光谱仪(Energy dispersive spectrometry,EDS)分析,结果表明:铝与不锈钢焊接接头中间层金属间化合物平均厚度约为8μm,小于10μm的临界厚度;脉冲旁路耦合电弧焊方法能够实现铝钢的连接,是一种新型低成本低热输入电弧焊方法。     

基于试制白车身生产线柔性能力改造研究

为解决试制白车身生产线实现两种车型白车身的共线生产问题,展开对该生产线柔性能力的分析研究,通过改造优化白车身BOP制造工艺,调整各焊合零件的工艺流向,调整焊接设备和拼装夹具的布置,提高焊钳的通用性,提高夹具平台柔性化,实现生产场地利用率最大化,生产设备利用率最大化,最大限度发挥白车身生产线的柔性生产能力,实现最大化的低成本样车制造工作。     

激光深熔焊工艺在铝车身上的集成应用

铝和铝合金材料应用于汽车车身的关键在于连接技术,而连接技术的选择则取决于铝和铝合金材料的应用路径.车身连接工艺常用的有电阻焊、自冲铆接、旋转攻丝铆接、激光束焊、熔化极惰性气体保护焊等.激光深熔焊技术具有热量密度集中、受热对母材损伤较小、焊缝熔深与焊缝宽度的比值较大、热影响区小等优点,且在焊接工艺实施中易于高集成度、智能...     

汽车钢铝车身的快速试制及其质量控制

基于钢铝零部件产品的成型工艺与连接工艺特点,以及样车试制短周期低成本的要求,探索了钢铝车身快速试制的流程,很好地保障了新车型的开发验证,支持后续的优化设计。     

焊装生产线组成及其传输系统

焊装生产线组成及其传输系统属于焊装车间的基本架构。按工位来分,焊装生产分为主线和分线;按功能可分为完成线、焊装线及调整线。线与线连接或工位间部件传输需安排设计合理的输送方案,这是现代大工业生产机械化、自动化生产的要求。1车身焊装生产线的组成车身焊装生产线是汽车白车身BIW(BODYINWHITE)装配生产     

铝-钢异种金属搅拌摩擦焊研究现状及展望

搅拌摩擦焊作为一种新型的固相连接技术,具有优质、高效、节能、环境友好等优点,广泛应用于航空航天、船舶、轨道交通、汽车等工业领域。为了实现车体轻量化,铝-钢异种金属的搅拌摩擦焊研究得到越来越多的重视。从搅拌摩擦焊的工艺、组织及性能三个方面,对铝-钢异种金属搅拌摩擦焊的国内外研究现状进行综述。研究现状表明,通过控制界面金属间化合物的生成量,可得到高质量的铝-钢异种金属的搅拌摩擦对焊、搭焊及点焊接头,优化工艺参数下其拉伸性能可与母材相当,然而在铝-钢界面的精细结构表征和复杂应力状态下接头的力学性能方面还需要进一步的深入研究。此外,对未来铝-钢异种金属搅拌摩擦焊的研究方向进行展望。     

铜箔中间层对铝/钢异种金属激光对接焊接头质量的影响

采用添加铜箔中间层方式对08Al钢与5083铝合金进行激光对接焊试验,试验过程中将光斑偏向钢一侧。以焊缝成形质量为标准,获得了最优的焊接工艺参数组合。采用金相显微镜和扫描电镜分析铜箔中间层对界面处熔合情况、元素分布及焊缝各区域微观组织结构的影响。研究结果表明,当光束偏移距离为0.4 mm,离焦量为0 mm,激光功率为2 kW,焊接速度为10 mm/s,保护气He流量为15 L/min时焊缝表面连续、平整,无飞溅、夹杂和咬边等缺陷,背部熔透均匀,焊缝成形质量最佳。添加的铜箔中间层形成铝和钢之间的过渡桥梁,使对接面处铝/钢物理性质过渡平缓,有效降低了界面处液态金属的温度梯度和热传递速度,液态熔池的高温停留时间延长使得下部金属获得更多的有效热量,熔化量显著增加。焊缝截面形状从T形转变为两头宽中间窄的近似X形,界面处熔合线呈现不规则的弯曲状,铝/钢相互咬合,连接紧密。铜箔中间层抑制了Al元素向钢侧焊缝的扩散,铁素体晶粒内第二相粒子明显减少。铝/铜/钢接头断裂形式为解理断裂和准解理断裂相混合,界面处生成了(Fe,Cu)4Al13、(Fe,Cu)2Al5和CuAl2脆性相,是限制接头强度提升的主要原因。     

一种新式双高速线材生产线翻钢式分线装置

针对进口高速线材双生产线粗轧坯料翻钢式分线装置所存在的结构性缺陷,设计了一种新的摆动式分线装置,并应用于生产工艺中。这种新的分线装置解决了之前存在于双高线生产中的工艺断点、堆钢、窜钢等问题。经过5年多的生产使用,获得了极为可观的经济效益。