汽车激光拼焊门内板焊缝问题研究

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1、汽车激光拼焊门内板焊缝问题研究　　摘要门内板是激光拼焊板应用于汽车车身的主要零件之一，通常由差厚板激光拼焊后经冲压成型。由于存在焊缝，且焊缝两侧的板料性能、厚度存在差异，在靠近焊缝的薄板侧很容易发生开裂，即随着板厚比例增大，破裂危险也相应增加，反之亦然。重要的是，门内板开裂问题会严重影响汽车质量，所以我们必须深入分析并解决问题。关键词激光；拼焊；门内板；开裂中图分类号：U463文献标识码：A文章编号：1671-7597（2013）14-0098-02近年来，汽车制造是颇具竞争力的行业，汽车商需要不断提高生产工艺降低生产成本，使性能达到最高、重量降至最低，而激光拼焊板技术的出现为解决此类问题

2、提供了可能。关于激光拼焊板，主要指在冲压成形前焊接薄板（两块或两块以上），焊接成形以后，即可满足各部位零件性能要求，而且焊接的薄板可以具有不同厚度、力学性能和电镀层。因此，针对激光拼焊门内板开裂的研究，本文主要分析冲压工艺设定、模具设计、激光拼焊过程、板料选取等调整因素，从而使汽车门内板减少开裂，提高激光拼焊差厚门内板的冲压合格率。1简述激光拼焊板技术定义及其焊缝开裂原因分析61.1激光拼焊板技术的定义激光拼焊板技术主要指的是将不同厚度、材质及不同表面涂层的钢板拼接在一起，随后进行冲压成形的一种新技术方法。为提高车身强度、减轻汽车重量、降低汽车制造和运行成本提供了条件，所以激光拼焊板技术已

3、经广泛应用于汽车行业。1.2激光拼焊板焊缝开裂原因分析对于激光拼焊门内板来讲，由于其焊接部位热影响区、焊缝两边母材的厚度以及强度都不尽相同，所以焊缝在塑性变形中向厚板侧不均匀移动，引起薄板侧产生过量减薄变形，容易开裂；同时焊缝在移动过程中焊缝及热影响区组织成分与母材相比会发生变化。由此一来，整个冲压成型过程将导致拼焊板成形性能不但下降，而且困难。另外，在差厚拼焊板的冲压成形过程中也会出现一些不容忽视的问题，比如薄厚两侧板材存在强度差异，以至于薄侧板材的承载能力相当弱。随着成形时变形增加而增大，也会相应增大薄侧板材的破裂概率。反之，厚侧板材具有较强的承受能力，当板厚比增大时，则成形时变形量减

4、小、板材变形也不充分、严重影响冲压件的刚性；相对应的薄侧板材产生过量减薄变形而更易开裂这种状况。6因此，我们需要不断地研究使用不同板厚组合拼焊板在门内板零件冲压时的成形性能，进一步调整激光拼焊板技术在实际工作中的应用方法，关键是采取最佳工艺措施或最佳工艺参数有效控制焊缝的不均匀移动变形。2激光拼焊门内板开裂调整分析在现代汽车制造中，内板采用激光拼焊板的形式比较常见，而在模具加工制造过程中，厚薄板的过渡通常会被设计在下模上。大体地讲，上模一般为平面（如图1），首先会通过计算机进行模拟分析，然后拉延后厚薄板相对位置处（在下模加工处台阶），以这样的方式进行操作会出现层次分明的预期结果，即厚板料和

5、薄板料都有各自的料厚区。从理论上说，拉伸后的最佳位置是从焊缝走到模具的台阶位置，因为在这这个位置的焊缝平整，且过渡均匀。然而，实际生产情况表明，基于不同材料性能，厚板料与薄板料的走料经常处于不均匀的状态，所以它和和理论分析结果存在一定差别。6一般情况下，当厚板料流入薄板料时，很容易产生焊缝开裂或凸起的现象，这是因为下模台阶阻止了厚板料的走料进程。在这个时候，如果薄板料成型失败，焊缝就会开裂（如图2），要是上模研配不到位未压死，只要厚板料流入薄板料区域，焊缝也会凸起。除此以外，一旦薄板料流入厚板料，因为厚板料处的料厚间隙非常大，而薄板料的下部又无型面支撑，由此会造成焊缝凹陷的现象（如图2）。

6、总的来说，上面所提到的所有缺陷主要集中在焊缝的R角位置。2.1现场调整方案经过分析激光拼焊门内板开裂问题，我们可以针对这类典型常见的缺陷问题做现场调整方案并上机实施具体操作。2.1.1关于解决焊缝开裂和凸起问题具体方案：当厚板料流入薄板料区域后，为减少厚板料向薄板料的流入量，可以将拉延模定位向厚板料区域移动；为增加压边力后减少厚板料向薄板料的流入量，可以采取在厚板料处平衡块抽垫片。2.1.2关于如何解决焊缝凹陷的问题具体方案：当薄板料流入厚板料区域后，为减少薄板料向厚板料的流入量，可以将拉延模定位向薄板料区域移动。尽管如此，无论应用哪种方案，对于有公差范围的材料来讲，不同批次的材料性能都存

7、在不同的数值。在生产的过程中，由于走料不均匀而产生焊缝问题，这种情况下要求工作人员上机进行定位调整，毫无疑问，调整需要很长时间，这在一定程度上降低了生产效率。2.1.3修正拉延模凸模焊缝的位置台阶6通过走料状态及产生缺陷的原因研究，有必要将拉延模凸模焊缝的位置台阶修正成大约5°的斜面过渡区（因为通过这个过渡区，走料过程中遇到到阻力逐渐增大，而在逐渐增加的同时，材料也会进一步进行拉伸，整个过程完全可以避免开裂现象的产生；另