【文章內(nèi)容簡介】 起來了。 技術特點 拼焊板是將幾塊不同材質(zhì)、不同厚度、不同涂層的鋼材焊接成一塊整體板，以滿足零部件不同部位對材料不同性能的要求。 以車門內(nèi)板為例：為了保證功能的需要，車門內(nèi)板的主體必須有一定的柔性，而門板的前、后部需要有一定的強度。如果采用傳統(tǒng)的沖壓成形方法就需要另外設計加強板，而采用拼焊技術，可先將三塊不同厚度的鋼板拼焊成一塊整板（如圖 1），即可沖壓成形。 激光拼焊板技術是基于成熟的激光焊接技術發(fā)展起來的現(xiàn)代加工工藝技術。激光焊接的高能密度、無填料、無搭接、深熔、速度快等特點，使得激光拼焊板技術具有以下特點： 焊縫處的熱應變值較低，熱影響區(qū)小，通過激光束的聚焦給焊接邊緣提供需要的高能量，聚焦點的直徑可以達到零點幾個毫米，保留良好的材料成形性能； 焊縫較狹窄且平整，消除成形過程的不利影響，避免了破壞工具、模具的危險； 焊接生產(chǎn)效率高，能夠?qū)崿F(xiàn)高度自動化。 激光拼焊板生產(chǎn)設備主要有：傳送裝置、激光焊接設備、機械手、在線無損檢測設備等。一般根據(jù)產(chǎn)量的不同，可以采用不同的設備組合。 激光焊接的主要工藝流程：卷料開平 →落料 →激光焊接 →沖窩（如果需要） →堆垛包裝 技術優(yōu)勢 采用激光拼焊板可以給汽車制造業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益，如車身裝配中的大量點焊，把兩個焊頭夾在工件邊緣上進行焊接，凸緣寬度需要 16mm，而激光拼焊板無需搭接，點焊改為激光拼焊技術可以節(jié)省鋼材，節(jié)省的用量視采用拼焊板的數(shù)量而定；用傳統(tǒng)點焊焊接兩片 的鋼板沖壓件，平均是 20 點 /min，焊距是 25mm，速度則為 ，這會耗費相當?shù)臅r間，采用激光拼焊板替代點焊工藝后所需要的時間可以得到大量節(jié)省、焊接質(zhì)量得到質(zhì)的提高。如此例子不勝枚舉。其優(yōu)勢如 下： 零件數(shù)量的減少，以及隨之而來的生產(chǎn)設備和制造工藝簡化，大大提高了生產(chǎn)效率，降低整車制造及裝配成本； 由于產(chǎn)品的不同零件在成形前即通過激光連續(xù)焊接工藝焊接在一起，因而提高了產(chǎn)品的精度，大大降低了零部件的制造及裝配公差； 通過部件的優(yōu)化減輕了重量，從而降低油耗，處于環(huán)保時代，這一點非常重要； 由于不再需要加強板，也沒有搭接接縫，大大提高了裝配件的抗腐蝕性能； 通過消除搭接提高部件的耐腐蝕能力，大大減少了密封措施的使用； 通過對材料厚度以及質(zhì)量的嚴格篩選，在材料強度和抗沖擊性方面給零部件帶來本質(zhì)的 飛躍，同時改良了結(jié)構(gòu)，在撞擊過程中，可以控制更多的能量得到吸收，從而改良車身部件的抗擊沖撞能力，提高車身的被動安全性； 實現(xiàn)對材料性能的最充分的利用，達到最合理的材料性能組合； 材料厚度的可變性以及其可靠的質(zhì)量，保證了在對某些重要位置的強化改進可以順利進行； 對產(chǎn)品的設計者而言增加了產(chǎn)品設計的靈活性。 應用現(xiàn)狀 從 20 世紀 80 年代中期開始，拼焊板作為新技術在歐洲、美國、日本得到了廣泛的關注。拼焊板工藝主要是為汽車行業(yè)進行配套服務，尤其在車身零部件生產(chǎn)、制造和設計方面，拼焊板的使用有著巨大的優(yōu)勢。目 前，無論實驗室還是汽車制造廠的實踐經(jīng)驗，均證明了拼焊板可以成功地應用于汽車車身的制造。 1985 年德國蒂森鋼鐵公司與德國大眾汽車公司合作，在 Audi100 車身上成功采用了全球第一塊激光拼焊板。 90 年代歐洲、北美、日本各大汽車生產(chǎn)廠開始在車身制造中大規(guī)模使用激光拼焊板技術，近年來該項技術在全球新型鋼制車身設計和制造上獲得了日益廣泛的應用。奔馳、寶馬、通用等各大汽車生產(chǎn)廠相繼在車身中采用了激光拼焊板技術。目前，由拼焊板生產(chǎn)的汽車零部件主要有前后車門內(nèi)板、前后縱梁、側(cè)圍、底板、車門內(nèi)側(cè)的 A、 B、 C 立柱、輪罩、尾 門內(nèi)板等。 中國的激光拼焊板技術應用現(xiàn)在剛剛起步。 2020 年 10 月 25 日，中國第一條激光拼焊板專業(yè)化商業(yè)生產(chǎn)線正式投入運行，作為全球最大拼焊板制造供應商的德國蒂森克虜伯集團拼焊板有限公司在海外的第八家公司（在亞洲的第一家），武漢蒂森克虜伯中人激光拼焊有限公司引進蒂森克虜伯公司生產(chǎn)的 8kWCO2 直線連續(xù)激光焊接生產(chǎn)線 (Linear laser welding lines)（如圖 4），并采用蒂森克虜伯拼焊板公司的全套專有技術和質(zhì)量控制體系進行生產(chǎn)和工藝開發(fā)，該線最小工件間距為 50mm，焊接速度可達 10m/min，年生產(chǎn)能力可達 20,000 噸（一條線）。公司目前已為國內(nèi)各大汽車生產(chǎn)企業(yè)提供配套服務。激光拼焊板不再依賴進口，給中國汽車制造 2mm 工程帶來直接的好處，使完美的車身制造質(zhì)量成為可能，將大大促進中國汽車零部件制造水平的提高。 汽車沖壓 (焊接 )材料的合理選擇 問題的提出 一般來說，產(chǎn)品設計和工藝人員遇到下列情況時，都會涉及材料選用問題。 a．設計新產(chǎn)品時，就要根據(jù)產(chǎn)品的技術經(jīng)濟指標、對零部件的作用、受力情況和工作條件以及工藝要求選用材料。 ，可在原產(chǎn)品和仿制品的基礎上提出改進方案，根據(jù)改制和仿制的要求選用合適的材料。 ，要對其樣品進行技術分析和性能試驗，提出性能與之相當?shù)男虏牧稀? ，原材料難于適應而進行材料代用。在生產(chǎn)過程中，采用新材料、新工藝、新技術和節(jié)支降耗都涉及材料的變更問題。 ，為確保生產(chǎn)的順利進行，需要進行臨時的或長久的材料變更。 因此，為產(chǎn)品合理選用材料，選擇適用性的材料是保證產(chǎn)品使用性、工藝性、經(jīng)濟性的基礎。據(jù)德國統(tǒng)計局統(tǒng)計，生產(chǎn) 1 輛汽車的費用按比例分配為原材料占53%、制造占 30%、設計開發(fā)占 5%、其他占 12% 。由此可以看出，原材料的選擇直接決定了汽車性能和經(jīng)濟性。 汽車生產(chǎn)中采用了大量的冷沖壓工藝，該工藝不僅生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且非常適合汽車工業(yè)多品種、大批量生產(chǎn)的需要。在中、重型汽車中，大部分覆蓋件如車身外板等，及一些承重和支撐件如車架、車廂等零部件都是沖壓件。用于冷沖壓的鋼材主要是鋼板和鋼帶，占整車鋼材消耗量的 %,冷沖壓材料與沖壓生產(chǎn)的關系十分密切，材料的好壞不僅決定產(chǎn)品的性能，更直接影響到?jīng)_壓工藝的過程設計，影響到?jīng)_壓產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、使用壽命和生產(chǎn)組織，因此合理選用汽車沖壓件材料是 一個重要而復雜的工作。 在汽車沖壓件中，一部分沖壓件經(jīng)沖壓后直接成為汽車零部件，另一部分沖壓件經(jīng)沖壓后還需經(jīng)過焊接、或機械加工、或油漆等工藝加工后才能成為汽車零部件。因此，沖壓材料的選用既要符合產(chǎn)品使用性能的要求，也要滿足沖壓工藝要求及后續(xù)加工（如焊接、機械加工等）要求。 通常在選擇沖壓材料時應遵循以下原則： ； b:所選材料要有較好的工藝性能； 。 下面從零件使用性能、不同加工工藝對汽車沖壓材料的要求來試論述沖壓件選材的原則及注意事項。 汽車沖壓件的使用性能對沖壓材料性能的要求 所謂使用性能，是指機械零件在服役條件下所表現(xiàn)出來的力學性能、物理和化學性能。使用性能是選材時要考慮的最主要因素。不同的零件所要求的使用性能也不一樣，在選材時，首要的任務就是準確地判定零件所要求的主要使用性能。 汽車沖壓件主要以車身覆蓋件、車架縱梁和橫梁、車廂、車輪及發(fā)動機用的覆蓋件為主，還有一些支撐件與連接件。每個具體的汽車零部件的使用和工作條件不同，承受的負荷不同，因此對用材的要求也有很大的差異。 2． 1 汽車駕駛室零部件對材料性能的要求 汽車駕駛室零部件 大都是覆蓋件，外形復雜，成形復雜，但受力不大，采用模具成形工藝，材料的成形性能就成了主要矛盾，因此要求材料具有成形性、張緊剛性、延伸性、抗凹性、耐腐性和焊接性等。產(chǎn)品設計時，通常根據(jù)板制零件受力情況和形狀復雜程度來選擇鋼板品種。一般選用拉延性能優(yōu)良的低碳冷軋鋼板、超低碳冷軋鋼板。近幾年，成形性優(yōu)異、強度更高的含磷冷軋鋼板、高弓童度冷軋鋼板、冷軋雙相鋼板、烘烤硬化冷軋鋼板、超低碳鋼高強度冷軋鋼板以及其他種類鋼板如涂鍍層鋼板、拼焊鋼板和 TRIP 鋼板等，也被大量應用到車門外板、車門內(nèi)板、車門加強板、車頂蓋、行李箱 蓋板和保險杠等汽車車身零件上。東風重型汽車車身目前常用的材料牌號及拉延級別如表 1。 汽車車廂零件對材料性能的要求 汽車車廂零件形狀不太復雜，大都采用輥壓成形工藝，對材料的成形性、剛性、耐腐蝕性和焊接性都有一定的要求。一般選用成形性能和焊接性較好的高強度鋼板。通常，采用強度級別為 300600 MPa 高強 度鋼板和超細晶粒鋼。東風重型汽車車廂常用的材料牌號及強度要求如表 2 汽車車架零件對材料性能的要求 車架、車廂中板及一些用于支撐和連接的零部件，都是重要的承載件，大都采用模具成形工藝，要求材料有較高的強度和較好的塑性，以及疲勞耐久性、碰撞能量吸收能力和焊接性等。一般選用成形性能較好的高強度鋼板、超細晶 粒鋼板（強度級別在 300610 MPa）和超高強度板（強度級別在 6101000 MPa）。東風重型汽車車架及一些用于支撐和連接的零部件常用的材料牌號及強度要求如表 3. 沖壓工藝對沖壓材料性能的要求 沖壓工藝一般分為分離工序和成形工序，按加工工序沖壓件大致可分為沖裁件、彎曲件、拉延件、成形件和冷擠壓件。 沖壓件的結(jié)構(gòu)類型不同，對材料的力學性能要求是不同的，如表 4。在選擇沖壓材料時，首先根據(jù)沖壓件類型和使用特點，來選擇具有不同力學性能的金屬材料，以達到既能保證產(chǎn)品質(zhì)量，又能節(jié)約材料的目的。 分離工序 分離工序一般包括剪裁、落料、沖孔、切邊和整修等，主要以沖裁件為主，沖裁件的材料主要以滿足使 用要求為前提，工藝對材料沒有特別的要求。只是在采用抗拉強度大于 600 MPa 以上時要考慮模具的強度。 成形工序 成形工藝主要以彎曲件、拉延件、成形件和冷擠壓件為主。 彎曲件對材料的要求 彎曲件的材料主要以滿足使用要求為前提，工藝對材料一般有兩個要求。材料抗拉強度小于 600 MPa 時，可以垂直于軋制方向作 180 度彎曲或平行于軋制方向作 90 度彎曲；抗拉強度大于 600 MPa 以上時，應盡可能采用垂直于軋制方向的壓彎方式，避免出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。 拉延件對材料的要求 拉延件對材 料的工藝性要求較高。一般汽車上使用的拉延件都是料厚在 mm 以下的冷軋鋼板，要求材料不僅要有良好的成形性能，同時要有良好的抗凹能力、足夠的結(jié)構(gòu)剛度及優(yōu)良的表面形貌，如表 5. 成形件對材料的要求 汽車上使用的成形件大都以拉延成形、彎曲成形和翻邊成形等復合工藝為主。料厚為 ~ mm，有 冷軋鋼板和熱軋板，要求材料具有以下條件。 有適宜的屈服強度，低的屈服強度可以保證零件成形后的彈性回復小和零件形狀穩(wěn)定性，但對于汽車梁類零件需要采用高屈服強度的材料來保證零件有較高的安全預警性能。 （一般 A 20%）滿足順利成形的需要。 強比（一般 ），有利于沖壓成形，減少材料的起皺趨勢，提高極限變形程度。 焊接工藝對沖壓材料的要求 金屬材料的焊接性主要決定于化學成分，也決定于焊接工藝條件及結(jié)構(gòu)的剛性。不同的焊接工藝對材料的性能及焊接規(guī)范有不同的要求。因此，對于需要進行焊接加工的沖壓件選材時，應考慮材料的焊接性。表 6 列出了幾種鋼材的焊接性及焊接規(guī)范。 表 7 列出了主要金屬材料常用的焊接方法，供產(chǎn)品設計及工藝人員選擇時參考。 機械加工工藝對沖壓材料性能的要求 汽車沖壓件中有少部分零件在沖壓成形以后還需要進行機械加工，如傳動軸上的儲油筒座、底盤．用的制動盤以及發(fā)動機上、用一些部件等，因此對這些零件選材時應考慮機械加工對材料的要求。表 8 列出了常用材料的加工性能。 涂漆工藝 對沖壓材料的要求 汽車的涂裝質(zhì)量直接影響到汽車的外觀質(zhì)量和汽車產(chǎn)品檔次的提升，汽車的涂裝質(zhì)量除了涂裝材料本身的影響外，鋼板的涂裝性能也是涂裝工藝不可忽視的因素。一般來說，影響鋼板涂裝性能的主要因素有鋼板表面狀態(tài)、鋼板清潔度和鋼板表面粗糙度。 鋼板表面狀態(tài)和鋼板清潔度的好壞直接影響到油漆的附著力和油漆外觀質(zhì)量，而鋼板的表面粗糙度主要影響其面的鮮映性。一般的汽車沖壓件涂漆要求鋼板表面無明顯劃傷、凹坑、麻點等表面缺陷，通常要求采用 03 表面的鋼板；車身外表面件要求鋼板表面均勻，不允許有氣孔、凹坑、劃傷影響使用的缺陷 ，通常要求采用 05 表面的鋼板，同時要求表面粗糙度 Ra 林 m。 結(jié)束語 沖壓材料選擇的合理與否，直接影響到?jīng)_壓產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和制造成本，還決定沖壓工藝過程及繼續(xù)加工的復雜程度，所以合理選材是十分重要的。 通過對汽車沖壓件工作條件及不同加工工藝對材料性能的要求分析可以看出，在選擇汽車沖壓材料時一般應遵循以下原則。 、沖壓工藝以及繼續(xù)加工的要求：材料應具有光潔均勻、平整和無缺陷損傷的表面質(zhì)量；材料應具有優(yōu)良的力學性能；材料應具有良好的成形性、剛性、延伸性、抗凹性、耐腐性和焊 接性等工藝性能；材料應對機械結(jié)合及繼續(xù)加工如焊接、油漆、電鍍、機械加工和鉚接等有良好的適應性能。 ，盡量減少品種規(guī)格，以便于組織生產(chǎn)。 第三章：汽車的焊接現(xiàn)狀 汽車工業(yè)所用的焊接方法及零部件的應用情況 汽車制造業(yè)是焊接應用面最廣的行業(yè)之一，所用的焊接方法也種類繁多，其應用情況如下： 電阻 (1)點焊 主要用于車身總成、地板、車門、側(cè)圍、后圍、前橋和小零部件等。 (2)多點焊 用于車身底板、載貨車車廂、車門、發(fā)動機蓋和行李箱蓋等。 (3)凸焊及滾凸焊 用于車 身零部件、減震器閥桿、制動蹄、螺釘、螺