弯曲轴线薄壁焊管内高压成形壁厚与变形规律的研究.pdf

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1、第52卷第22期2016年11月机械工程学报JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGV01．52NOV．NO．222016DoI：10．3901／JME．2016．22．078弯曲轴线薄壁焊管内高压成形壁厚与变形规律的研究木谢文才1苑世剑2(1．一汽轿车股份有限公司长春130012；2．哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001)摘要：为了揭示焊缝对弯曲轴线类管件内高压成形的影响及缺陷产生的机制，采用试验和数值模拟的方法研究弯曲轴线焊管内高压成形的主要缺陷及壁厚分布规律，并分析焊缝在不同工序间的综合影响。结果表明，即使焊缝远离圆角区域，焊缝仍然是缺陷易发部位，弯曲使

2、焊缝塑性下降，并导致在后续的工序中发生起皱甚至开裂。对于弯曲轴线薄壁焊管内高压成形，壁厚主要受弯曲和高压整形工序的影响，预成形工序对壁厚影响不大，而且焊缝的壁厚变化量始终小于其他区域。由此可知，焊缝是导致弯曲轴线薄壁焊管内高压成形缺陷产生的重要影响因素，将焊缝置于轻微压缩变形部位，是克服焊接接头性能下降导致的成形能力不足和避免缺陷产生的有效手段。关键词：内高压成形；焊管；焊缝；弯曲中图分类号：TG394ThicknessandDeformationCharactersofSeamedTubeHydroformingwithTwistedAxisXIEWencailYUANShijian2(1．

3、FAWCARCo．，Ltd．，Changchun130012；2．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001)Abstract：Experimentandnumericalsimulationareconductedtostudythedeformationcharactersandthicknessdistribuffonduringseamedtubehydroformingtodisclosetheeffectofweld-seamonformingandthegenera

4、tionmechanismofdefects．Meanwhile，thecomprehensiveeffectofweldisanalyzedindifferentprocesses．Theresultsshowthattheweld—seamisoneofthemostpredilectionsitesofburstingdefectsduetotheweldplasticdropwhenbendingandleadstowrinklingandburstinginthesubsequentprocesseveniftheweld-seamisfarawayfromthecomerzone．

5、Thewallthicknessismainlyaffectedbybendingandhydroformingcalibrationprocesses．Thepreformingprocesshaslittleeffectonthethickness．Deformationamountofweld—seamisbiggerthanthatofotherzonesforitshighflowstress，asaresultwhichinducesaslightnouniformitythicknessdistribution．Therefore，theweld-seamistheimporta

6、ntfactorsleadingtodefectsduringseamedtubehydroforming．Itishelpfultominimizetheeffectsofpoorplasticityforweld-seamandpreventburstingdefectsbyplacingtheweld-seaminthepositionofslightcompressingdeformationarea．Keywords：hydroforming；seamedtube；weld·seam；bending0前言焊管由于壁厚均匀性好、塑性高和成本低等优点，在汽车底盘及车身内高压成形制造中应用

7、得越+中央高校基本科研业务费专项资金资助项目fHIT．NSRIF．2016093)。20151205收到初稿，20160906收到修改稿来越多¨。J。特别是，近年来随着焊管接头性能的提高，其成为很多车型使用的产品【4J。相比无缝管内高压成形，焊缝处材料性能差异对管坯的屈服、流动及成形极限等均带来了很大影响【5J。开裂是管材内高压成形最关心的问题。文献[6】研究了焊管和无缝管的开裂压力差异，提出了仅