【文章內(nèi)容簡介】 則是一種較新的方法[7]。⑴.光信號檢測,檢測對象為激光焊接過程中的等離子體（包括工件上方和小孔內(nèi)部）光輻射和熔池光輻射等。 ⑵.聲音信號檢測,檢測對象主要為焊接過程中等離子體的聲振蕩和聲發(fā)射。 ⑶.等離子體電荷信號,檢測對象為焊接噴嘴和工件表面等離子體的電荷。利用光電傳感器檢測激光焊接過程中等離子體光輻射強度的變化是激光焊接過程監(jiān)測與控制的重要方法之一。國內(nèi)外研究工作表明，利用光電傳感器可以自動檢測出焊接過程中因激光功率、焊接速度、焦點位置、噴嘴至工件表面距離、對接間隙等工藝條件的波動引起的焊縫熔深和成形質(zhì)量的變化，不僅可以診斷出諸如咬邊、燒穿、駝峰等焊縫成形缺陷，而且在一定工藝條件下還可以檢測焊縫內(nèi)部質(zhì)量，例如，氣孔傾向的嚴(yán)重程度[28]。 論文研究主要內(nèi)容⑴. SP252590PQ鋼在激光束偏心距r=0；焊接功率控制3kw時，；在激光束偏心距r=0；焊接速率控制3m/min時。⑵. SP252590PQ鋼在控制速率與功率時材料焊縫熱影響區(qū)硬度變化規(guī)律，采用維式顯微硬度計測量，選取熱影響區(qū)附近9個點，獲得8組數(shù)據(jù)，得到焊縫熱影響區(qū)母材硬度呈拋物線變化的規(guī)律。⑶. 利用SP252590PQ鋼焊縫制作金相試樣，在金相顯微鏡下觀察了組織變化，獲取了金相照片，分析焊接區(qū)出現(xiàn)的組織形態(tài)，研究組織影響對焊接區(qū)高強度、高沖壓成形性的原因。 論文研究目的及意義在汽車白車身結(jié)構(gòu)件中，越來越多的典型結(jié)構(gòu)件諸如縱梁、門內(nèi)板、保險扛、加強板在沖壓工序均使用激光拼焊板。據(jù)統(tǒng)計，在目前的新車身結(jié)構(gòu)件設(shè)計中平均每輛車有2件或3件使用激光拼焊技術(shù)。尤其對于那些價格比較昂貴的轎車，在其車身設(shè)計中使用了更多的拼焊板。通過使用激光拼焊板，整車的抗碰撞性能得到大大提高。由于汽車設(shè)計師和汽車生產(chǎn)廠家已經(jīng)意識到在汽車結(jié)構(gòu)件中使用激光拼焊板可以大大簡化生產(chǎn)工序、降低生產(chǎn)成本、提高整車的性能，從而在更多、更新的車身結(jié)構(gòu)件中運用激光拼焊板[9]。為此，對拼焊板的研究，對于更加深入了解現(xiàn)階段國內(nèi)的汽車生產(chǎn)制造有著相當(dāng)大的輔助作用。由于與傳統(tǒng)工藝方法相比，激光拼焊技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢，汽車生產(chǎn)廠對激光拼焊板在沖壓過程中所表現(xiàn)的性能便更加關(guān)注。對激光拼焊板性能的研究目前已成為一個熱點。激光拼焊板與母材相比，呈現(xiàn)出不同的性能特點。研究表明激光對接焊縫具有較高的強度和硬度值，這是由于在小的焊接熔池中激光焊縫得到了快速冷卻。在大多數(shù)的激光焊接接頭中，熱影響區(qū)組織是由細(xì)晶、等軸晶過渡組成，這就能夠較好的預(yù)測激光拼焊板焊縫在沖壓過程中的流動規(guī)律[18]。 本章小結(jié)以上章節(jié)簡單介紹了SP252590PQ鋼種特征、厚差板激光拼焊焊縫的研究、發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用，并針對即將要研究的SP252590PQ鋼種的力學(xué)性能、化學(xué)組分、工藝參數(shù)及研究發(fā)展等方面做出了相關(guān)闡述。同時也介紹了現(xiàn)代汽車拼焊板的應(yīng)用程度和研究現(xiàn)狀和論文研究內(nèi)容，為論文實驗的開展起到了理論上的鋪墊。研究方向的選擇，材料的選定和實驗方向、內(nèi)容的選定都有了一個規(guī)范的指導(dǎo)，比較清楚的了解了過去的研究歷史和當(dāng)今的研究現(xiàn)狀，以此明確研究的內(nèi)容和研究開展的方向，起到了一個開篇點題的作用，為整個整個論文和實驗的展開做鋪墊；為整體把握實驗和開展下一步的實驗材料準(zhǔn)備、實驗方法的設(shè)計提供了相關(guān)的理論依據(jù)；為本課題的引題、介紹和開題章節(jié)[3]。第二章 材料和實驗方法 材料的制備 SP252590PQ鋼種成分的確定參考激光拼焊板材料使用狀況以及普低合金鋼國內(nèi)外報道的鋼種成分，選定日產(chǎn)牌號SP252590PQ作為研究對象，根據(jù)日產(chǎn)材料的實測得到成分如表222所示：表21列出了SP252590PQ鋼板的成分及力學(xué)性能。表21 SP252590PQ鋼板的成分 (%)[13]元素CMPSMoCr含量%%%%%%表22 SP252590PQ鋼板的力學(xué)性能[2]性能板厚屈服點延伸率彎曲度內(nèi)半徑板厚公差抗拉強度數(shù)值420MPa29mm180176。177。590MPa410MPa30mm180176。177。590MPa 拼焊板試樣的制備⑴ 鋼板及鋼種的選擇企業(yè)內(nèi)具備焊接中立柱CTR所需的異厚板材，通過激光拼焊的方式按照設(shè)定的參數(shù)將拼焊板對焊成一塊完整的鋼板，以此拼焊板作為主要研究對象展開系列試驗測試，獲取所需試驗數(shù)據(jù)。⑵ 試樣制作 試驗在選定研究材料后，本文采用控制變量法分別對其不同功率與速率下分析單變量對材料使用性能進(jìn)行研究，使用H＆。獲得樣板后先使用手動氬弧焊槍對板材進(jìn)行切割切取焊縫周邊區(qū)域材料，使用此材料分別截取杯突樣品、使用萬能切割機切取小片焊縫區(qū)樣品以作金相分析材料。主要試樣制作方法如下：拼焊CTR厚差板激光焊焊槍切割切割機鑲嵌機拋磨機金相試驗試樣焊縫區(qū)杯突試樣顯微硬度試樣試驗機維氏硬度計焊縫力變形曲線杯突值及變化曲線精拋金相試樣顯微硬度變化曲線金相顯微鏡100組織過渡分析200倍金相組織比較400組織成分分析激光拼焊在激光束保持對焦，功率與速率變化的情況下機械性能（深沖）的變化規(guī)律；得到硬度變化原因及其機械性能變化規(guī)律；分析組織差異解釋其硬度變化。使用電子式微機伺服萬能試樣機將杯突樣品進(jìn)行杯突試驗，分別獲取杯突值數(shù)據(jù)以及力變形曲線；圖21試驗方案流程全局示意圖將金相材料進(jìn)行切成小片后使用金相鑲嵌機鑲嵌成初步的金相試樣，然后開始制作金相樣品，鑲嵌完樣品后進(jìn)行以下工序：金相預(yù)磨、精磨、拋光后使用4%硝酸酒精進(jìn)行腐蝕，腐蝕過程中以焊縫區(qū)顏色改變?yōu)榛鶞?zhǔn)，一般為46秒。經(jīng)過以上步驟制得基本的金相分析樣品8個，分別使用金相數(shù)碼顯微鏡獲得顯微組織在第二步中制作的金相樣品獲取相片后，使用該樣品進(jìn)行顯微硬度測試，獲得印度變化值。上面用流程圖21的模式將本實驗過程表現(xiàn) H＆F MotoMan25607激光拼焊設(shè)備的介紹 H＆F MotoMan25607激光拼焊機的特點H＆F MotoMan 25607是日本日立造船株式會社（Hitachi zosen fukui corporation）生產(chǎn)的自動化激光拼焊設(shè)備。焊接全部過程由機器人完成，設(shè)備運轉(zhuǎn)由計算機控制。設(shè)備主要工作要點如下：首先，使用機器人把預(yù)先放置在工作區(qū)的板料通過真空吸盤吸起，使用或不使用打孔等工序，并將板料從左側(cè)門送料進(jìn)入至激光焊接室；其次，激光焊接室感應(yīng)到材料到達(dá)后，由計算機啟動激光發(fā)生器，機器人操作激光焊槍按照設(shè)定的參數(shù)對拼焊板進(jìn)行焊接；最后焊接完成后右側(cè)門打開，等待在右側(cè)的機器人將焊接好的板材通過真空吸盤提至板材堆放區(qū)擺放好。全程自動或流程高，焊接效率很高，焊縫質(zhì)量高，熱影響區(qū)小。圖23顯示了設(shè)備的運行過程：圖22 激光拼焊設(shè)備運行示意圖這套設(shè)備可以滿足現(xiàn)代汽車板拼焊成形的要求標(biāo)準(zhǔn)，焊接控制精度在≤；不僅可以對高強度鋼板進(jìn)行拼焊，對冷軋鋼板、熱軋鋼板、熱鍍鋅板也能滿足；其設(shè)備主要加工參數(shù)如表23所示：表23 Hamp。F 25607激光拼焊機主要加工參數(shù)適用材質(zhì)冷軋壓延鋼板、熱軋壓延鋼板、鍍鋅鋼板、高強度鋼板焊接線長度MAX 2000mm材料端面加工精度毛柸尺寸 （X方向*Y方向）厚板MAX2000*MAX550 薄板MAX2000*MAX1330毛柸質(zhì)量MAX25KG/毛柸堆垛高度MAX350mm堆垛質(zhì)量MAX5000KG/堆垛焊接毛柸尺寸 （X方向*Y方向）MAX2000mm*MAX1880mm焊合毛柸質(zhì)量MAX25KG/毛柸 H＆F MotoMan拼焊機的控制功能⑴拼焊成形。把不同材質(zhì)不同需求的材料焊接成一整張大的汽車板材提供沖壓成形， 如汽車前門內(nèi)板、前蓋板、前門地板、中立柱、邊梁等材料。有兩件拼焊也有多件焊裝，采用的厚差板樣品如圖所示。試樣中兩件板厚不同的材料一面焊成平面而另外一面則保留端面差。本次試驗采用的是東風(fēng)汽車中立柱（CTR）拼焊，、。拼焊板焊接接頭40下的形貌如圖23所示：圖23 厚差板焊接接頭示意圖⑵在線監(jiān)測。設(shè)備配套安裝了全程監(jiān)控焊縫質(zhì)量的超聲波探傷檢測器TEMATE激光焊接在線檢測系統(tǒng)，能夠在焊接的同時按照設(shè)定的參數(shù)對焊縫進(jìn)行檢測，當(dāng)出現(xiàn)超過標(biāo)準(zhǔn)焊接缺陷時自動報警并生成報告文件，進(jìn)一步提高了成套激光拼焊過程中的全自動化流程，也印證了花都寶鋼三井公司體系化管理、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。TEMATE結(jié)構(gòu)示意圖以及焊接界面示意圖如下： a結(jié)構(gòu)示意圖 b在線檢測示意圖圖24 激光焊接在線檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)及焊接過程示意圖 杯突實驗杯突試驗是一種常用的力學(xué)試驗方法，常被用來測試機械深沖壓能力及金屬流動方式，進(jìn)而分析金屬制品的成形過程及受力變化。杯突試驗因試樣準(zhǔn)備非常簡單、測試反映效果非常明顯而廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個方面，特別是汽車板零部件沖壓行業(yè)更是必不可少的一個檢測環(huán)節(jié)，是一種非常方便的成型性測試方法。杯突試驗，作為一種沖壓工藝性能試驗，代表衡量材料的深沖性能的試驗方法。試驗設(shè)備簡介： ⑴.用規(guī)定的鋼球或球形沖頭頂壓在模內(nèi)的試樣板材 ，直至試樣產(chǎn)生第一條裂紋為止，其壓入深度（mm）即杯突深度，通常稱之為IE值，以此大小來判定金屬材料沖壓性能大小，其深度不小于規(guī)定時為合格 ⑵.按照國家標(biāo)準(zhǔn)，“試驗采用端部為球形的沖頭，將夾緊的試樣壓入壓模內(nèi)，直至出現(xiàn)穿透裂縫為止，所測量的杯突深度即為試驗結(jié)果?！边@種試驗通?？梢栽诒辉囼灆C上進(jìn)行，也可以在兼容杯突試驗機的萬能試驗機上進(jìn)行。試樣因在試驗完成后就外觀如沖壓成的杯子而得名，鋼板深沖性能好壞與之成直接關(guān)系，杯突值大則沖壓件在沖壓過程中可以得到理想的沖壓成平，反之則沖壓件在制作過程中就很容易開裂。⑶.本實驗采用電子式微機伺服萬能試驗機進(jìn)行聯(lián)接計算機測試材料杯突值以及力變形曲線。設(shè)備主要參數(shù)為：表24 GP GPTS2000M微機伺服材料萬能試驗機主要參數(shù)工藝類別技術(shù)指標(biāo)最大試驗力：　　　100KN　　試驗機等級（精度等級）　　　　　試驗力測量范圍　　　%100%　　傳感器類型　　　高精度負(fù)荷式測力傳感器　　試驗力分辨力　　　滿量程的+1/300000