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为什么拼焊板的成形性确定很困难

已有 672 次阅读 2021-1-31 22:22 |系统分类:科研笔记

现代汽车车身设计追求轻量化。车身设计工程师喜欢选择激光拼焊板,因为这样能够“好钢用在刀刃上”。在需要用高强度保安全承重载的地方,用高强度的钢板,在能减少重量省汽油的地方,用更薄的钢板。但是,由于拼焊板中焊缝的存在,能够扰乱原来的整体应变分布的连续性,平衡性和均匀性,导致局部突然的高应变梯度。

所以,理想很丰满,现实很骨感。越来越多地使用拼焊板,给冲压工艺过程带来了一系列的问题,冲压工程师不得不面对这些新的挑战。他们发现,拼焊板的成形性的确定有一些困难。拼焊板的成形性是个三不管的无人区。钢厂只管钢板拼焊前的成形性;拼焊厂只管焊缝的机械强度和载荷承受能力,没有人管拼焊板的成形性。

确定拼焊板的成形性主要有两个困难。

(1)无穷多种的强度厚度组合数。拼焊板焊缝两边的材料,理论上有成千上万种强度厚度组合。所以焊缝材料模型也有成千上万种。今天世界上的冲压工程师只能采取用什么拼焊板,就做什么成形性试验的策略。

拼焊板两边的材料强度可能不一样;厚度可能不一样;中间还有一道比较硬的焊缝。当材料强度比较高的时候,忽略中间焊缝的力学性质和成形性,会使数值模拟的结果可信度变差,无法准确地预测出焊缝附近的真实位移和应变以及预报成型破裂的风险。

(2)焊缝中随机分布的缺陷。焊缝中的缺陷是个很令人讨厌的东西,你不知道它什么时候,出现在什么地方,你不知道它是不是出现在对成形性很关键的地方,或者说会不会出现在高应变的地方出现并且导致开裂。有时候你在高速大批量冲压生产中,连着几百个件都是合格的,突然阴错阳差,有一个件在焊缝处开裂了。这就逼着你对冲压件进行100%的人工视力检查。因为人工比较贵,肉眼检查容易漏检,美国冲压工厂的厂长非常恨这种生产方式。可惜,目前还没有看到一种可靠的非破坏性的检查焊缝金属成型性的在线评估方法。




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