基于数字成像的激光焊接接头对整体和局部变形表现的评价方法



基于数字成像的激光焊接接头对整体和局部变形表现的评价方法

近年来，激光拼焊技术已是汽车行业公认的一种轻量化零部件有效生产方法，该技术是采用激光能源可将若干不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材、不锈钢材、铝合金材等进行自动拼合和焊接而形成一块整体板材、型材、夹芯板等，以满足零部件对材料性能的不同要求，用最轻的质量、最优的结构和最佳的性能实现装备轻量化。采用激光拼焊板工艺不仅能够降低整车的制造成本、减轻整车质量，而且可以减少外围加强件的数量，简化装配步骤，同时使车辆的碰撞能力、冲压成形率和抗腐蚀能力提高。在汽车白车身生产车间，冲压能力和板材密度控制一直是一个重要问题。然而，由于不同材料的厚度和强度都不相同，因此采用这种拼焊技术得到的产品在变形表现上比只使用原材料制成的产品更差。利用该焊接技术得到的产品在变形能力和变形量上的表现受到工程制造领域的关注。激光拼焊产生的焊缝受到材料属性、材料厚度、焊接接头厚度、材料变形性、焊缝的位置和方向等多种因素的影响。

提出了一种评价激光拼焊产生焊缝对产品整体和局部变形影响的方法。采用5级激光单轴拉伸焊接接头，通过光学测量校准仪器，在90°、60°、45°、30°和0°这5个方向进行激光拼接，并记录每个角度下产品的应力和应变的分布规律，同时对材料的相关力学性能进行检测记录，并对激光焊接接头尺寸进行记录，得到整个焊接过程中不同因素对产品整体和局部变形的影响效果。

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

编译：张苏铁