曲线焊缝差厚高强度钢激光拼焊板的成形性能基础研究

高强度钢板与普通低碳钢板相比焊接困难、成形性差，而曲线焊缝差厚高强度钢激光拼焊板因母材厚度不同以及焊缝为曲线形状，呈现出焊接和成形更加困难的特点。本项目研究应用二氧化碳激光焊接技术进行差厚高强度钢板的曲线焊接方法，探索焊缝及热影响区组织成分在不同焊接工艺影响下的形成机理；研究差厚高强度钢激光拼焊板的基本成形性能、拉延成形性能、胀形成形性能；建立差厚高强度钢激光拼焊板的成形极限图理论；探究高强度钢激光拼焊板不同厚度组合方式、曲线焊缝布置方式影响成形件焊缝移动量、应力应变分布和厚度变化的规律，建立差厚高强度钢激光拼焊板曲线焊缝的布置理论。.曲线焊缝差厚高强度钢激光拼焊板在车身制造轻量化中极具优势，但其成形性能比母材明显下降。进行曲线焊缝差厚高强度钢激光拼焊板的成形性能基础研究，可以为其在车身制造中的应用提供理论和技术指导。

德国蒂森克虏伯激光拼焊板有限公司从1985年开始生产拼焊板，激光拼焊技术的出现使得汽车生产制造从整车制造商向材料供应商转移。目前，激光拼焊板主要应用于汽车制造业。在激光焊接中，材料是对接而不是搭接，这将带来如下焊缝特性：

（1）降低焊缝区域的体积，例如，焊缝宽度不超过0.5～1mm；

（2）不增加焊缝高度；

（3）对冲压成形性能影响较小；

（4）在焊缝上附加镀锌后，可保持其阴极保护功能；

（5）焊接过程中，热影响区小。

完成焊接后，焊缝区域的静态、动态强度是非常重要的指标，因此，还需对焊缝区域抽样，进行破坏性抗拉强度测试（杯突测试），以检验焊缝区的拉伸成形性能。一般来说，焊缝的拉伸强度比母材的强度要高。

激光拼焊板工艺与传统点焊搭接工艺的产品相比有诸多优势：不仅降低了整车的制造成本、物流成本、整车重量、装配公差、油耗和废品率，而且减少了外围加强件数量，简化了装配步骤及工艺，同时使车辆的碰撞能力增强，冲压成型率及抗腐能力提高。此外，由于避免使用密封胶，也为环保带来利益。

激光拼焊板技术是汽车车身设计制造中出现的一个崭新的概念。1985年，德国Thys—sen Steel Co．建立了第一套激光焊接板材定制系统，开始用于生产奥迪汽车底板，采用激光拼焊板对于汽车的轻量化、减少模具种类和数量等成效显著。因此，现在几乎所有的著名汽车制造商都已在汽车生产中大量使用激光拼焊板，并且已经出现了为汽车制造商提供激光拼焊板的供应商。

术语定义

焊接术语——焊缝成形系数 [form factor (of the weld）]，GB/T3375-1994中定义为：

熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度（B）与焊缝计算厚度（H）的比值（φ=B/H），见图13。

焊缝成形系数小时形成窄而深的焊缝，在焊缝中心由于区域偏析会聚集较多的杂质，抗热裂纹性能差，所以形成系数值不能太小，如自动埋弧焊时焊缝的成形系数要大于 1.3，即焊缝的宽度至少为焊缝计算厚度的1.3倍。2100433B