基于數字成像的激光焊接接頭對整體和局部變形表現的評價方法

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基于數字成像的激光焊接接頭對整體和局部變形表現的評價方法

近年來，激光拼焊技術已是汽車行業公認的一種輕量化零部件有效生產方法，該技術是采用激光能源可將若干不同材質、不同厚度、不同涂層的鋼材、不銹鋼材、鋁合金材等進行自動拼合和焊接而形成一塊整體板材、型材、夾芯板等，以滿足零部件對材料性能的不同要求，用最輕的質量、最優的結構和最佳的性能實現裝備輕量化。采用激光拼焊板工藝不僅能夠降低整車的制造成本、減輕整車質量，而且可以減少外圍加強件的數量，簡化裝配步驟，同時使車輛的碰撞能力、沖壓成形率和抗腐蝕能力提高。在汽車白車身生產車間，沖壓能力和板材密度控制一直是一個重要問題。然而，由于不同材料的厚度和強度都不相同，因此采用這種拼焊技術得到的產品在變形表現上比只使用原材料制成的產品更差。利用該焊接技術得到的產品在變形能力和變形量上的表現受到工程制造領域的關注。激光拼焊產生的焊縫受到材料屬性、材料厚度、焊接接頭厚度、材料變形性、焊縫的位置和方向等多種因素的影響。

提出了一種評價激光拼焊產生焊縫對產品整體和局部變形影響的方法。采用5級激光單軸拉伸焊接接頭，通過光學測量校準儀器，在90°、60°、45°、30°和0°這5個方向進行激光拼接，并記錄每個角度下產品的應力和應變的分布規律，同時對材料的相關力學性能進行檢測記錄，并對激光焊接接頭尺寸進行記錄，得到整個焊接過程中不同因素對產品整體和局部變形的影響效果。

Li Yanhua et al. SAE 2014-01-0832.

編譯：張蘇鐵