单点渐进成形工艺参数对激光拼焊板圆锥台件回弹影响研究

激光拼焊板单点渐进成形回弹是影响成形精度的重要因素。使用回弹角来度量板料回弹大小,并使用正交试验设计对工具头直径、成形高度、下压量、半顶角等因素进行实验研究,得到各因素对回弹的影响程度。得出影响板料回弹因素的大小依次为:成形高度、下压量、半顶角和工具头直径;工具头直径变化对回弹影响不大;成形高度对回弹影响显著,成形高度越高,回弹量越小;在一定范围内,回弹角的大小取决于下压量的大小,下压量越大回弹角越小;过大或过小的半顶角都会导致显著的回弹现象,合适的半顶角设计能够有效减少回弹的出现,从而保证成形精度。最后通过实验验证了正交试验得出的最优工艺参数。     

差厚高强钢激光拼焊板拉伸失稳行为研究

对0.7mm/1.0mm厚度组合的B170P1钢激光拼焊板试件进行半球凸模胀形试验,分析不同应变状态下拼焊板的变形、失稳特点及应变分布情况,研究其拉伸失稳规律。研究表明,拼焊板试件的变形失稳主要发生于薄侧母材,且随应变状态由单拉向平面等双拉的转变,应变分布趋于均匀,失稳位置向焊缝靠近;在变形过程中,靠近焊缝的薄侧母材在平行于焊缝方向的变形受到厚侧母材及焊接区的影响,其应变路径快速向平面应变漂移,达到成形极限状态,降低了拼焊板的成形性能。焊缝的存在导致差厚激光拼焊板各部分变形不均匀,在差厚激光拼焊板的实际应用中,应采取适当措施抑制薄侧母材的局部变形,增加厚侧母材塑性变形的比例,提高差厚拼焊板的冲压成形性。     

焊接理论——一般问题

差厚拼焊板盒形件成形影响因素及焊缝移动规律 研究了拼焊板厚度组合、强度组合及成形过程中焊缝移动问题。通过数值模拟技术,建立了有拉延筋和没有拉延筋情况下的有限元模型,分析了不同板厚组合和不同强度组合对拼焊板成形性的影响,同时分析了拉延筋对焊缝移动量的影响,揭示这些因素影响成形性能的一般规律,提出一种减少焊缝移动的方法。研究结果表明：差厚板薄板与厚板的厚度比值取不低于0．5时,有利于成形极限的提高;     

焊接理论——一般问题

差厚拼焊板盒形件成形影响因素及焊缝移动规律 研究了拼焊板厚度组合、强度组合及成形过程中焊缝移动问题。通过数值模拟技术,建立了有拉延筋和没有拉延筋情况下的有限元模型,分析了不同板厚组合和不同强度组合对拼焊板成形性的影响,同时分析了拉延筋对焊缝移动量的影响,揭示这些因素影响成形性能的一般规律,提出一种减少焊缝移动的方法。研究结果表明：差厚板薄板与厚板的厚度比值取不低于0．5时,有利于成形极限的提高;     

ST14钢激光拼焊板焊缝组织及成形性能分析

对1.5mm和0.8mm两种规格的ST14钢等厚激光拼焊板焊缝部位进行杯突试验,比较焊缝与母材杯突值;再对由这两种规格组合拼焊的不等厚激光拼焊板进行单向拉伸试验,检验拼焊板经拉伸后的断裂部位;分析焊缝区组织及其硬度变化,研究激光焊接参数变化对ST14钢拼焊板成形性能的影响.结果表明,焊缝深冲性能低于母材,焊缝杯突值受焊接速度影响,随焊接速度增加而增加;激光焊缝抗拉强度高于母材;对于1.5 mm拼焊板,提高焊接速度,加快焊缝冷却,有利于生成细小的针状铁素体,可提高激光拼焊板的成形性能;而0.8 mm板焊缝生成晶粒细小的粒状贝氏体组织,可使焊缝区材料成形性能接近母材;焊缝及其热影响区的硬度高于母材硬度.     

摩擦对汽车零件拼焊板成形行为影响

为了提高拼焊板成形性能,通过改变成形过程中模具与板料之间的摩擦以控制其成形特征。以极限胀形高度试验为研究对象,采用理论方法分析了摩擦系数对拼焊板成形行为影响的力学机制。结合试验和有限元法研究了摩擦系数对拼焊板极限胀形高度、焊缝移动及应变分布等的影响。结果表明:摩擦系数对拼焊板成形行为有显著影响,随着摩擦系数的增大,极限胀形高度先增大后逐渐减小,而焊缝移动量则一直减小,拼焊板主应变分布逐渐变得均匀;当摩擦系数增大到一定值时,极限应变位置突然从焊缝临近位置转变为距焊缝约30.0mm位置的薄侧母材上,拼焊板失效模式发生了变化。     

母材板厚差异对直线焊缝拼焊板成形能力的影响规律

通过Dynaform数值模拟仿真技术,在验证了仿真模型可靠性的基础上,对同材差厚拼焊板的胀形过程进行了研究。在板料胀形过程中,分析了两侧母材厚度变化对极限成形高度、最大焊缝移动量及应变分布的影响,并运用遗传算法(GA)对仿真数据进行拟合,获得了母材厚度与极限成形高度、最大焊缝移动量之间的数学关系式。利用MATLAB的GUIDE模块设计人机交互界面。研究表明:在固定薄侧母材厚度时,拼焊板极限成形高度与板厚比成负相关关系,最大焊缝移动量与板厚比成正相关关系;但在固定厚侧母材厚度时,这些规律已不再适用,此时薄侧板厚和平均板厚对成形有很大影响。此外,随着板厚比的增大,应力集中在薄侧,且破裂位置逐渐向焊缝处靠近,当板厚比超过1.7后,成形过程变得不稳定。因此在拼焊板成形过程中应合理选择板厚搭配,进而提高拼焊板的成形能力。     

多道次单点渐进成形工艺参数优化研究

使用数值模拟方法和实验手段对下压量、工具头直径、摩擦系数、进给量等因素对多道次单点渐进成形零件厚度均匀性的影响进行研究。结果表明,影响成形零件厚度均匀性因素的大小依次为:工具头直径、进给量、摩擦系数和下压量。工具头直径对成形零件厚度均匀性影响最为明显,工具头直径越大,成形零件厚度均匀性越好;合适的摩擦系数和进给量能够加工出厚度较为均匀的零件;下压量对成形零件厚度均匀性影响不大。     

多道次单点渐进成形工艺参数优化研究

使用数值模拟方法和实验手段对下压量、工具头直径、摩擦系数、进给量等因素对多道次单点渐进成形零件厚度均匀性的影响进行研究。结果表明,影响成形零件厚度均匀性因素的大小依次为:工具头直径、进给量、摩擦系数和下压量。工具头直径对成形零件厚度均匀性影响最为明显,工具头直径越大,成形零件厚度均匀性越好;合适的摩擦系数和进给量能够加工出厚度较为均匀的零件;下压量对成形零件厚度均匀性影响不大。     

摩擦对汽车零件拼焊板成形行为影响

为了提高拼焊板成形性能,通过改变成形过程中模具与板料之间的摩擦以控制其成形特征.以极限胀形高度试验为研究对象,采用理论方法分析了摩擦系数对拼焊板成形行为影响的力学机制.结合试验和有限元法研究了摩擦系数对拼焊板极限胀形高度、焊缝移动及应变分布等的影响.结果表明:摩擦系数对拼焊板成形行为有显著影响,随着摩擦系数的增大,极限胀形高度先增大后逐渐减小,而焊缝移动量则一直减小,拼焊板主应变分布逐渐变得均匀;当摩擦系数增大到一定值时,极限应变位置突然从焊缝临近位置转变为距焊缝约30.0 mm位置的薄侧母材上,拼焊板失效模式发生了变化.     

曲线焊缝激光拼焊板胀形成形性研究

拼焊板成形技术是目前汽车车身轻量化的重要手段之一,焊缝形状及位置是影响拼焊板成形极限的两个重要因素,针对此,该文利用圆球胀形试验,对厚度比、焊缝形状对激光拼焊板极限成形高度的影响进行了研究,并对影响规律进行了分析,从而为拼焊板的设计开发开阔了思路。     

液压夹紧装置在差厚激光拼焊板冲压中的研究

破裂和焊缝移动是差厚激光拼焊板成形中存在的两个主要问题.利用塑性力学,对焊缝移动进行了力学分析.为提高激光拼焊板的成形性能,设计了液压夹紧装置,并解释了装置的原理.通过门内板拼焊板的冲压成形实验,比较了使用液压缸前后拼焊板的焊缝移动变化和板厚变化情况.实验表明,夹紧装置能有效地控制差厚拼焊板成形中焊缝的移动,能减少薄侧板材的变薄,从而提高拼焊板的整体成形性能.     

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。     

拼焊板盒形件的成形性能与焊缝移动的研究

通过数值模拟技术,结合正交实验设计,研究拼焊板盒形件在不同板厚比、不同强度比、不同焊缝位置、不同压边力、不同拉深筋阻力以及不同摩擦系数的情况下的成形极限与焊缝移动。研究表明：板厚比与强度比对拼焊板盒形件的焊缝移动量影响很大,板厚差不宜过大;焊缝位置对拼焊板盒形件的焊缝移动量影响较为显著,建议将焊缝位置设计在偏向厚板一侧。在此基础上,选择合理的压边力和拉深筋阻力分布可以减小焊缝移动,从而保证拼焊板的成形质量,并在某车型门内板的实际生产中得到应用和证实。     

激光拼焊板冲压成形性能研究

对由同种材质不等厚度母材制成的拼焊板进行了杯突试验和成形极限图试验,发现拼焊板焊缝处材料强度增强,但是抵抗继续变形能力减弱,材料发生失稳、破裂多在薄板侧.并应用AutoForm软件对某轿车前地板零件的成形性进行研究,仿真分析结果表明,虽然在零件设计时薄板侧所占面积较大,使得焊缝未发生移动,但较易破裂位置、板料变薄最大位置仍发生在拼焊板焊缝薄板侧.在分析拼焊板材料制成的零件时,对焊缝附近进行材料成形性分析尤为重要.     

基于响应面法的多道次单点渐进成形径向尺寸的控制

为了控制多道次单点渐进成形中零件的径向尺寸误差,利用响应面法研究了主要成形工艺参数对零件的径向尺寸误差的影响规律,分析了各个参数及其交互作用对目标影响的显著性,并进一步对试验数据的适应度进行了分析,进而建立了多道次单点渐进成形径向尺寸误差的预测模型。同时利用最小化算法,结合此类工艺的加工效率,得到较优的工艺参数组合,从而实现多道次单点渐进成形径向尺寸的精确控制。结果表明:成形工具的二次项对径向尺寸误差的影响非常显著,下压量、进给速率及其与成形工具的交互作用对径向尺寸误差的影响较为显著,此外,利用最小化算法得到了4组较优的工艺参数组合。多道次单点渐进成形中,应选择下压量为0. 32 mm、工具直径为Φ12 mm及进给速率为1188 mm·min-1的配置作为较优的工艺参数组合来改善零件的径向尺寸误差。     

基于高强度拼焊板的B柱内板工艺参数研究

高强度激光拼焊板具有减轻车身重量、节能环保、改善车身安全性能等优点。研究了工艺参数对差厚高强度激光拼焊板B340/590DP成形汽车B柱的影响规律,设定了冲压速度、压边力、模具间隙、摩擦系数4个工艺参数的正交试验方案,利用有限元软件Dynaform对B柱内板成形过程进行模拟,得到关于最小减薄率的最优参数。利用软件中回弹补偿模块进行拉延模具修正,利用优化的工艺参数,进行了工艺试验。试验结果与模拟结果一致,即制件成形良好,焊缝没有破裂,回弹量小于1mm,最小减薄率小于20%。采用有限元方法与工艺试验相结合的方法,减少了修模次数,得到了合格的零件。     

差厚拼焊板拉深方盒形件成形极限及焊缝移动

采用Dynaform专业板料成形软件,对差厚异质激光拼焊板拉深方盒形件的成形过程进行了研究.结果表明:母材厚度差对压边力的合理范围以及盒形件的成形极限和焊缝移动量有很大的影响;两种母材所占比例不同(焊缝位置变化)时,比例差别越大,成形极限越小,薄侧材料所占比例越大,焊缝移动量也越大.并根据两种母材在成形过程中的应力状态和应变状态分析了这些现象.     

基于BP人工神经网络模型的激光焊缝宽度预测方法

激光焊缝宽度是考核激光拼焊板质量的重要指标之一,直接影响到拼焊板的成形性能.因此,通过对激光焊缝宽度进行预测可以达到焊接工艺参数优化的目的,以提高拼焊板的焊接质量与成形性能.本文利用BP人工神经网络技术建立了焊缝宽度预测模型,该模型可以实现对焊缝宽度的有效预测,预测精度达到96%以上,具有较好的工业实用价值.     

正十二边形锥件单点渐进成形工艺参数研究

影响正十二边形锥件多道次单点渐进成形壁厚均匀度的因素有很多,其中工艺参数的影响较显著。在确定冷却润滑方式的基础上,采用数值模拟与物理试验相结合的方法,对下压量、工具头直径、进给量等因素对成形制件壁厚均匀度的影响进行分析,得出了各影响因素对正十二边形锥件壁厚均匀度的影响大小依次为:工具头直径、进给量、下压量。通过试验验证了正交试验所得最优工艺参与数值模拟结果的一致性。