变压边力控制对拼焊板成形性能的影响研究

分析了控制焊缝移动的拼焊板薄厚两侧所需的压边力关系式,并据此提出了变压边力控制方案。通过数值模拟对比分析了不同方案的冲压结果,验证了：减少厚侧压边力可有效的降低焊缝向薄侧的移动量,从而降低薄侧材料应力集中,改善应力状态,大大提高了拼焊板的成形性能。     

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。     

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。     

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。     

基于Dynaform的拼焊板冲压成形压边方法研究

拼焊板技术是板料成形的先进制造技术,具有减少生产成本、降低车重、降低油耗、提高整体性能等优势,已经广泛应用于汽车行业中,但拼焊板成形时存在的破裂、起皱及焊缝移动等问题也相当严重,合理施加压边力可以改善和解决拼焊板成形中的这些问题.本文基于Dynaform平台采用有限元模拟的方法研究拼焊板冲压成形压边方法及其对模具受力、焊缝移动及工件成形质量的影响;基于不破裂前提,从合理压边间隙控制中获得常压边力控制所需的恒定压边力.模拟结果表明:固定压边间隙方式较恒定压边力作用方式有利于板料的冲压成形、减小焊缝的移动和改善模具的受力情况,同时有助于获得拼焊板恒定压边力控制值,提高效率,固定压边间隙法是拼焊板冲压成形中一种有效的压边方法.     

差厚激光拼焊板焊缝移动与回弹控制

研究具有纵向焊缝的拼焊板在不同压边力作用下的回弹与焊缝移动及其相互关系,为拼焊板的回弹控制找到切入点.基于厚/薄侧变形均匀的思想,采用拼焊板两侧的截面应力相等的方法,理论推导了控制焊缝移动的公式,以此计算控制焊缝移动和拼焊板回弹所需要的拼焊板两侧压边力分布值.研究表明,总压边力的增大,带来双重效应:一方面随总压边力的增大拼焊板回弹降低;另一方面随总压边力的增大拼焊板焊缝移动增加,焊缝移动增加回弹增加.维持总压边力不变,通过调整压边力分布,消除焊缝移动,同时回弹也达到最小值.采用足够高的压边力的同时,对拼焊板厚/薄侧施加不均匀压边力,降低焊缝移动,这为拼焊板回弹控制提出了新的理论和方法.     

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。     

压边力对双焊缝差厚拼焊板拉延成形焊缝移动的影响

拼焊板在拉延成形时焊缝移动受多方面因素的影响,本文模拟分析了不同压边力值和分段压边力对具有两道焊缝的差厚激光拼焊板汽车后纵梁在拉延成形过程中焊缝移动的影响。通过分析在不同压边力下两条焊缝的移动量得出了焊缝最大移动量随压边力的增大而增大的规律。为了减小两条焊缝的移动量,成形过程中在保证总压边力不变的情况下对差厚拼焊板的不同板厚部分设置不同的压边力。通过模拟分析得出了焊缝最大移动量随着薄侧压边力的增大和厚侧压边力的减小而减小。合理的增大薄侧板料压边力,减小厚侧板料压边力可以减小焊缝移动量,提高成形质量。     

拼焊板柱面扁壳成形焊缝移动与回弹研究

建立柱面(X向)和曲面方向(Y向)焊缝的柱面扁壳有限元模型,改变压边力、板厚比,研究拼焊板拉深切边成形时的焊缝移动、曲面方向回弹及其相互关系,并与光板对比。结果表明:压边力大小影响焊缝移动,曲面方向回弹随压边力增加而减小;Y向焊缝拼焊板回弹最大,光板及X向焊缝拼焊板厚侧次之,薄侧最小;板厚比不低于0.5时,板料成形性能平稳且焊缝偏移量、回弹随板厚比减小而增加,在实际应用中得到验证。     

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.     

汽车侧壁上外板冲压成形过程仿真及实验

针对汽车侧壁上外板成形过程中的缺陷问题,研究了冲压成形过程仿真技术。以一种汽车侧壁上外板为对象,对冲压成形过程和结果进行分析,发现零件发生了较不均匀的变形和局部破裂现象。针对成形缺陷,对工艺参数和条件进行改进,增设14段拉延筋,调整合理的拉延筋阻力,将压边力增加至100 k N,并改善模具的润滑条件。建立冲压成形改进模型,重新进行仿真分析,破裂和起皱缺陷被消除,厚度变化比较均匀,通过实验验证了工艺方案的可行性。研究结果表明,所提出冲压成形过程仿真技术具有较高的实用性。     

热冲压过程中压边力对工件成形质量的影响行为CAE分析

应用三维有限元模型和PAM-STAMP软件对汽车地板纵梁的热冲压成形过程进行了数值模拟,通过模拟地板纵梁在不同压边力作用下的热成形过程,着重考察了压边力对工件成形质量的影响.研究发现：压边力增大到一定值后,继续增大压边力导致工件成形质量下降,其中压边力在200kN时,工件成形质量最好,为热冲压工艺的制定提供良好的理论依据.     

不等厚拼焊板材的成形性实验研究

不等厚拼焊板由于焊缝的存在及其方位影响，又由于坯料强弱不均，可以引起坯料的冲压变形性能发生显著变化。本文通过焊接工艺对比，比较了激光焊、滚压电阻焊和氩弧焊工艺对拼焊板塑性变形性能的影响；对拼焊板试析进行拉伸实验，确定了焊缝方位和薄厚板比例对试件塑性变形的影响；进行了不等厚拼焊板件的半球拉深实验和方盒件拉深实验，总结了拼焊板材的冲压成形性能和不均匀变形规律。     

基于激光视觉的机器人中厚板焊接规划

针对中厚板机器人自动焊接出现的易形变、定位误差大等问题,基于激光视觉的机器人中厚板焊接规划系统,提出了一种不同角度自适应的多层多道焊接规划方法.以PLC作为中继,在接收机器人位置信息等信号后,计算机获取激光传感器采集的点位信息,并按照预定算法进行系列规划处理,进而控制机器人完成空间位置及姿态调整,实现中厚板自动焊接.以...     

热轧厚板件冲压成形与回弹分析

考虑到热轧厚板的材料力学性能、成形方式和板材精度均与薄板存在一定差异,且常用冲压分析软件无法准确模拟厚板成形与回弹,因此,以某车型纵梁为例,采用Autoform,Dynaform以及MARC进行成形与回弹仿真分析对比,依据分析结果判定何种软件更适合热轧厚板冲压仿真分析。首先,分析厚板成形特点以及与薄板的差异性,梳理出3种软件分析厚板时的差异;其次,通过3种软件对同一纵梁外板进行模拟分析对比。为获得真实可靠的实测值,成形前在板料上利用激光绘制基圆,依据成形后基圆尺寸变化计算主次应变,并选取断面及检测点,测量回弹尺寸与厚度变化,与3种软件分析结果进行对比。结果表明:MARC的实体单元对厚度和主次应变分析最为准确;对于回弹,Dynaform计算更为准确,Autoform和MARC回弹结果均与实测值产生较大偏离。     

基于激光视觉的薄板焊缝跟踪方法研究北大核心

由于示教型焊接机器人在进行汽车薄板件连续焊工艺时存在装夹误差和热变形等问题,导致焊缝实际轨迹与示教轨迹存在较大误差。为提高焊接质量,基于焊接机器人构建激光视觉焊缝检测跟踪系统,提出基于目标估计准则的焊缝跟踪算法,实时跟踪焊缝中心点三维位置变化。以传统图像处理法提取初始帧焊缝特征点,通过改进的孪生神经网络对强干扰下的焊缝特征点进行跟踪提取。通过坐标转换得到机器人基坐标系下的焊缝中心特征点三维坐标。结果表明:该算法能精确提取跟踪焊缝特征点,平均误差为0.48 mm,平均帧率为90帧/s,优于传统图像处理方法和基于相关滤波的方法,能够实现快速准确的跟踪。     

单面双点和单面点焊接形式对电阻点焊焊点强度的影响

采用外界铜板作为导电体的点焊,有单面双点和单面单点两种形式.用一台并列双电极式加辅助电极形式的焊接设备焊接三种搭接接头形式的试件,试件搭接方式分别是:薄板在铬锆铜乎台接触,厚板在电极侧,完成单面双点和单面单点的焊接;厚板在铬锆铜平台侧,薄板在电极侧,用单面双点方式进行焊接焊接电流、压力、时间相同的条件下,对三种形式的焊接试样分别进行拉伸试验和金相试验,分析拉伸力、熔核中的气孔尺寸和熔核尺寸,得出在表面不涂装的不锈钢车辆的侧墙、端墙生产中的焊接影响因素.     

多束流电子束薄板焊接应力变形数值模拟

为了减小薄板结构的焊接变形,基于电子束高频偏转扫描技术在焊缝两侧添加辅助扫描热源实现了多束流电子束焊接及焊前预热. 建立了矩形均匀加热辅助热源模型,采用热弹塑性有限元分析方法对1.5 mm厚304不锈钢薄板进行多束流电子束焊接数值模拟,并进行了试验验证. 结果表明,焊后残余应力和变形的实测结果与模拟结果吻合良好,多束流电子束焊接方法不仅可以改变熔池前方材料的受力状态,而且可以减小熔池形成瞬间熔池前方材料的压应力峰值,有利于减小熔池的前方压缩塑性应变,进而减小薄板结构的焊接变形.