汽车激光拼焊板的热冲压成形性能分析

车身轻量化与提高汽车安全性和舒适性是汽车制造商面临的主要挑战。通过增加部件负载强度较大处的厚度、减小部件负荷强度较小处的厚度、优化白车身部件的厚度分布，则能够有效地实现汽车的轻量化。对此，出现了激光拼焊技术，该技术能够将两块或两块以上具有不同厚度和强度的板件通过激光焊接的方式连接起来，并将焊接后的板件称之为激光拼焊板。将激光拼焊板用于白车身的制造过程中，则能够实现对白车身部件厚度分布的优化。在应用激光拼焊板时，由于焊缝的存在以及材料性能的差异，因而可能使激光拼焊板的冲压成形性能低于单一板材。对此，需要对激光拼焊板的冲压成形性能进行分析，确保其具有足够的成形性能，以便在汽车行业中推广。

常用的激光拼焊板件原料为高强度合金钢22MnB5硼钢。将不同厚度、无涂层的22MnB5硼钢通过激光拼焊连接在一起。为防止冲压后成形板件出现裂纹、模具出现不正常磨损，因而采用了热冲压成形工艺。采用德国IPG光纤激光器将厚度1.2mm和1.6mm的22MnB5硼钢焊接，焊接时通过K形电偶记录母材和焊接处的温度变化。对焊接试样进行模拟热冲压处理。处理时，先将焊接试样在950℃的环境下保温5min，之后按照30℃/s的速度将焊接试样冷却至室温，实现淬火。利用光学显微镜观察母材及焊接处的微观结构，并采用显微硬度计测量母材及焊接处的维氏硬度分布。

对焊接件进行热冲压处理的结果表明：①两种不同厚度的22MnB5硼钢能够平滑过渡，且焊接处晶粒的排列十分致密，保证了激光拼焊板良好的成形性能；②热冲压过程中的淬火过程使焊接件原本分布不均匀的显微硬度变得均匀，保证了焊接处的强度。

刊名：The International Journal of Advanced

Manufacturing Technology（英）

刊期：2016年第10期

作者：Liyana Tajul et al

编译：陈丁跃