【正文】 模具壓邊圈4：試樣圖25 杯突試驗(yàn)壓頭工作示意圖為了使軟硬不同的各種材料有一個(gè)連續(xù)一致的硬度指標(biāo)，制定了維氏硬度試驗(yàn)法。試樣因在試驗(yàn)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。試驗(yàn)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(shí)為合格 ⑵.按照國家標(biāo)準(zhǔn)，“試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果。杯突試驗(yàn)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(gè)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(gè)檢測環(huán)節(jié)，是一種非常方便的成型性測試方法。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(shí)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(shí)自動報(bào)警并生成報(bào)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)。本次試驗(yàn)采用的是東風(fēng)汽車中立柱（CTR）拼焊，、。有兩件拼焊也有多件焊裝，采用的厚差板樣品如圖所示。F 25607激光拼焊機(jī)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(qiáng)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(jī)的控制功能⑴拼焊成形。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。焊接全部過程由機(jī)器人完成，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)由計(jì)算機(jī)控制。經(jīng)過以上步驟制得基本的金相分析樣品8個(gè)，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。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(jī)鑲嵌機(jī)拋磨機(jī)金相試驗(yàn)試樣焊縫區(qū)杯突試樣顯微硬度試樣試驗(yàn)機(jī)維氏硬度計(jì)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(jī)械性能（深沖）的變化規(guī)律；得到硬度變化原因及其機(jī)械性能變化規(guī)律；分析組織差異解釋其硬度變化。⑵ 試樣制作 試驗(yàn)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＆。177。177。第二章 材料和實(shí)驗(yàn)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(bào)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(shí)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。同時(shí)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(shí)驗(yàn)的開展起到了理論上的鋪墊。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]。激光拼焊板與母材相比，呈現(xiàn)出不同的性能特點(diǎn)。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。由于汽車設(shè)計(jì)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(yùn)用激光拼焊板[9]。尤其對于那些價(jià)格比較昂貴的轎車，在其車身設(shè)計(jì)中使用了更多的拼焊板。 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(xiǎn)扛、加強(qiáng)板在沖壓工序均使用激光拼焊板。⑵. SP252590PQ鋼在控制速率與功率時(shí)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(jì)測量，選取熱影響區(qū)附近9個(gè)點(diǎn)，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。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(diǎn)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]。 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。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。國外自動化程度較高的先進(jìn)檢測方法有利用各種傳感器對激光焊接過程中產(chǎn)生的等離子體進(jìn)行檢測的方法。但無論從哪個(gè)角度來說，激光拼焊技術(shù)將會是未來車身焊接技術(shù)的發(fā)展方向！ 激光拼焊焊縫組織性能的研究方法研究材料激光拼焊焊縫組織性能時(shí)通常要借助一些基本的實(shí)驗(yàn)方法，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法主要有：金相組織觀察分析法、杯突值強(qiáng)度測試法、焊縫熱影響區(qū)硬度分析法、焊縫工程應(yīng)力分析法、焊縫拉力測試法、超聲波無損探傷測試法、射線檢測法等[5]。但也有不足之處：高強(qiáng)度壓力和快速自轉(zhuǎn)要求必須要很好地固定住金屬零件。它的優(yōu)勢是只需能夠焊接兩個(gè)零件必要的低能量輸入即可，而熱量變形較低。當(dāng)一個(gè)配置的焊接正在運(yùn)行時(shí),另一個(gè)配置處處理頭向下一個(gè)焊接位置移動，在這以后激光將轉(zhuǎn)至另一個(gè)焊接配置，這項(xiàng)技術(shù)已由蒂森克虜伯引進(jìn)。另一種是在一些以電阻螺柱焊接為主的地區(qū)介紹的激光焊接方式——“交替龍門焊接”，當(dāng)焊接時(shí)間超過50%的工作時(shí)間時(shí)，激光焊接裝置更為節(jié)省。大功率纖維激光的另一個(gè)好處在于模件建造，許多功率大約為300～500W的纖維諧振器，如果發(fā)生技術(shù)漏洞，更換一個(gè)合適的模塊非常容易。國內(nèi)已形成成熟便捷的激光拼焊板供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)的各個(gè)公司情況如下[21]：表12 國內(nèi)部分汽車企業(yè)使用拼焊產(chǎn)品部件一覽 （截止2010年12月）[22]廠家零件名上海通用前后門內(nèi)板、中立柱 、縱梁一汽大眾前后門內(nèi)板、前后地板、前圍擋板、前地板 長安福特前后門內(nèi)板、縱梁 、中立柱上海大眾前后門內(nèi)板、縱梁、側(cè)圍、地板、中立柱 長安鈴木前后門內(nèi)板、中立柱 天津一汽前后門內(nèi)板 、縱梁東風(fēng)日產(chǎn)地板、縱梁 、邊梁、門板、中立柱一汽轎車側(cè)圍、門內(nèi)板 、縱梁、中立柱奇瑞縱梁、中立柱南汽后門內(nèi)板、頂、縱梁、輪罩內(nèi)板 昌河前后門內(nèi)板 激光拼焊技術(shù)趨勢與未來展望[23]未來激光焊接技術(shù)將會采用哪種方式？答案有兩個(gè)：一種是演變, 改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)。目前國內(nèi)主要具備生產(chǎn)激光拼焊板的企業(yè)有長春一汽寶友鋼材加工配送中心、武漢蒂森克虜伯激光拼焊有限公司、上海寶鋼阿賽洛激光拼焊有限公司、廣州花都寶井激光拼焊板有限公司，他們大都設(shè)置在汽車產(chǎn)業(yè)周邊地區(qū)為汽車生產(chǎn)廠家提供激光拼焊板，國內(nèi)的專業(yè)激光拼焊板生產(chǎn)已初具規(guī)模。盡管時(shí)間雖短，但是近年來激光拼焊板的技術(shù)的應(yīng)用和其發(fā)展的速度確實(shí)讓人嘆為觀止，而一輛成品輕質(zhì)車，更是可以將其分拆成各個(gè)拼焊件的組合，見圖[18]：圖12 現(xiàn)代汽車拼焊部件示意圖[19]激光拼焊板在國內(nèi)轎車上的應(yīng)用：目前，國內(nèi)已經(jīng)有一些轎車車身上已廣泛地應(yīng)用激光拼焊板。這些看不到摸不著的設(shè)計(jì)和選材不但能降低車輛的制造成本和重量，還能在關(guān)鍵時(shí)刻最大限度地保護(hù)乘客的生命安全[17]。新奧迪A6L經(jīng)過強(qiáng)化的車身，其抗扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度提高了34%。重量降低、生產(chǎn)工藝得到優(yōu)化，則必然使成本下降[16]。激光拼焊板的采用，不僅提高了車門部件制成品質(zhì)量的穩(wěn)定性，使車門部件的調(diào)校不再是個(gè)難題，同時(shí)可降低部件的重量，而且原有接縫處密封措施的省略，也使其更具有環(huán)保性。拼焊板已被廣泛的應(yīng)用于車身部位，ULSAB（世界輕質(zhì)鋼制車身協(xié)會）的最新研究結(jié)果表明：最新型的鋼制車身結(jié)構(gòu)中，50％采用了拼焊板制造，當(dāng)激光拼焊技術(shù)應(yīng)用于車身側(cè)圍的制造，不再需要任何加強(qiáng)桿、加強(qiáng)筋及附屬的生產(chǎn)工藝，則重量和部件數(shù)量都會得到減少，而高延展性材料的應(yīng)用也會使抗撞擊能力得到改進(jìn)。激光拼焊板工藝與傳統(tǒng)點(diǎn)焊搭接工藝的產(chǎn)品相比有諸多優(yōu)勢：不僅降低了整車的制造成本、物流成本、整車重量、裝配公差、油耗和廢品率，而且減少了外圍加強(qiáng)件數(shù)量，簡化了裝配步驟及工藝，同時(shí)使車輛的碰撞能力增強(qiáng)，沖壓成型率及抗腐能力提高。完成焊接后，焊縫區(qū)域的靜態(tài)、動態(tài)強(qiáng)度是非常重要的指標(biāo)，因此，還需對焊縫區(qū)域抽樣，進(jìn)行破壞性抗拉強(qiáng)度測試（杯突測試），以檢驗(yàn)焊縫區(qū)的拉伸成形性能。德國蒂森克虜伯激光拼焊板有限公司從1985年開始生產(chǎn)拼焊板，激光拼焊技術(shù)的出現(xiàn)使得汽車生產(chǎn)制造從整車制造商向材料供應(yīng)商轉(zhuǎn)移。目前，使用領(lǐng)域較普遍的是連接兩個(gè)零件的長縫，這能夠在越來越多的車身空白處發(fā)現(xiàn)[12]。激光光束的小光點(diǎn)尺寸引起的另一個(gè)問題是切邊質(zhì)量，如果在兩個(gè)零件中間有要進(jìn)行焊接的接縫，激光束要保證通過材料時(shí)不會與其相接觸并將其融化。為減少接縫的硬化，小心調(diào)整焊接的速度參數(shù)、激光功率、冷卻比率和焦點(diǎn)位置是非常重要的。然而，如何提高焊接速度和減少低能量輸入是目前面臨的挑戰(zhàn)。在焊接減少熱變形的同時(shí)，也減少了輸入的熱能量。在激光束作用以后，溶化的材料將迅速冷卻。對于已被使用數(shù)年的傳統(tǒng)焊接工藝來說，很難再對其工藝過程、焊接速度和質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)；但對于激光拼焊來說，卻有著極大的提升空間[9]。在汽車工業(yè)中，焊接是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，采用恰當(dāng)?shù)暮附臃绞骄哂锌梢蕴岣哕嚿砜古鲎材芰?，降低車身的重量、造車成本和油耗以及簡化總裝工序等優(yōu)勢。拼焊板源于20 世紀(jì)80 年代,出現(xiàn)在汽車工業(yè),當(dāng)時(shí)主要是為了解決鋼廠軋機(jī)軋出的鋼板板寬不夠的問題,通過拼焊技術(shù)從而滿足汽車工業(yè)對寬板的需求,故以將相同厚度的鋼板進(jìn)行拼焊為主。 激光拼焊研究現(xiàn)狀拼焊技術(shù),即可將經(jīng)不同表面處理、不同或相同鋼種、不同厚度的兩塊或多塊鋼板通過一種焊接方法,自由組合使之成為一個(gè)毛坯件,汽車廠直接使用此毛坯件沖壓成零部件。 　　耐蝕用鋼 這類鋼對大氣、海水、硫化氫等環(huán)境有一定程度的抗蝕能力,如10MnPNbRE鋼耐海洋大氣和海水腐蝕,用于船舶、板樁、井架；12MoAlV鋼適于制造煉油廠高溫硫化氫設(shè)備。通過提高鋼的純凈度和降低