1 宝钢集团汽车用钢开发与应用技术国家重点试验室, 上海 201900
2 上海交通大学上海市激光制造与材料改性重点试验室, 上海 200240
采用光纤激光和铝硅焊丝对2.5 mm厚6013铝合金和镀锌低碳钢的异种金属对接接头进行了激光填丝熔钎焊。采用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）分析了熔钎焊对接接头的微观组织，采用拉伸试验测试了接头强度，并研究了热输入对钢/焊缝界面处金属间化合物和接头强度的影响。试验结果表明，在适当焊接参数下可以获得成形良好和具有一定抗拉强度的钢/铝对接接头。进一步分析表明，钢/焊缝界面处主要生成了FeAl2和FeAl3金属间化合物。随着热输入量的增加，金属间化合物的厚度随之增加。焊缝中的组织则为α-Al基体晶界上均匀分布着条状Al-Si共晶组织。在钢板采用30°坡口时可以获得的最大抗拉强度为88 MPa，采用45°坡口时强度可以达到135 MPa。
光学制造 钢/铝异种金属 对接接头 激光填丝焊 熔钎焊 金属间化合物
上海交通大学材料与工程学院 上海市激光制造与材料改性重点实验室(筹), 上海 200240
采用15 kW CO2激光器对1.8 mm厚的热镀锌薄板B450LAD进行了高功率激光焊接。对工艺优化后所得到的4组焊接工艺规范参数的焊接接头进行宏观与微观组织分析、显微硬度试验以及拉伸力学性能试验。结果表明,在激光功率5.8～12.9 kW以及焊接速度3～7 m/min参数下,1.8 mm厚B450LAD镀锌钢板均可获得成形良好、无缺陷的焊缝; 焊缝截面呈上宽下窄的倒梯形,热影响区(HAZ)相当窄; 焊缝熔化区组织均为马氏体、细晶区组织为少量马氏体和铁素体; 其焊缝中心显微硬度约为母材(BM)的2倍; 焊接接头具有良好的拉伸力学性能,且4种拉伸试样均断于母材处。实验的4组工艺参数可作为此钢材不同应用场合下高功率激光焊接的工艺参考。
激光技术 高功率激光焊接 B450LAD高强度镀锌钢板 焊缝组织 力学拉伸
汽车工业一直致力于在不降低轿车结构稳定性的同时减轻车重，最成功的一项新技术是激光拼焊技术的应用。激光拼焊技术具有显著的特点及优势在汽车白车身内部结构件中得到了广泛应用，其中激光拼焊门内板以具有显著减重的优势在国内汽车厂各种新车型中得到推广。而门内板是典型的汽车覆盖件，形状复杂，对激光拼焊门内板的典型特征进行了分析与抽取，进行了激光拼焊门内板比例件的实验与研究。对激光拼焊门内板冲压过程建立了有限元模型，基于有限元数值仿真模拟技术和实冲实验方法对激光拼焊门内板比例件在冲压成形过程中表现的行为进行了研究。研究表明对激光拼焊门内板在冲压成形过程中，激光焊缝会有显著的流动现象。
激光技术 激光拼焊板 门内板 有限元分析 仿真
1 上海交通大学,材料科学与工程学院,上海,200030
2 宝山钢铁股份有限公司研究院,上海,201900
对不同厚度的汽车用冷轧钢板进行了激光焊接试验,并对激光焊接板进行了成形极限图性能有限元仿真分析及试验研究.结果显示通过有限元仿真分析,可以预测差厚激光拼焊板成形极限图性能试验过程,与试验获得的激光拼焊板成形极限图性能较为接近.同时试验结果表明激光拼焊板的成形极限图性能与母材相比,有所降低.
激光技术 激光拼焊板 成形极限图 仿真
对汽车用冷轧钢板进行了激光切割工艺试验,研究了激光切割速度与激光功率对切缝宽度、表面粗糙度、挂渣等切割质量的影响.结果显示在相同的条件下,切缝宽度随切割速度的增加而有一定的变化,随激光功率的增加而显著增加.切割速度及激光功率对切割表面粗糙度的影响是一抛物线规律,随切割速度的变化,切割边部形貌存在分形现象.金属材料激光切割后其热影响区非常小,受激光切割工艺参数的影响不大.
冷轧钢板 激光切割 工艺
1 清华大学机械系激光加工研究中心, 北京 100084
2 宝山钢铁股份有限公司技术中心,上海 201900
研究了在三维激光切割过程中，激光束姿态(“切割倾角”和“切割方向”)对切割质量的影响。结果表明,当激光束偏离重力方向达45°时，保证切割质量合格的工艺参量范围将发生变化:三维上坡切割的范围略大于二维切割，而三维下坡切割的范围则明显小于二维切割。指出了在三维切割中，应尽量采用上坡切割方式，在必须采用下坡切割方式的时候应控制其最高切割速度小于二维切割的速度。
激光技术 三维切割 切割质量 激光束姿态
液压成形技术被汽车用超轻车体计划列为重点发展的三大技术之一.管件液压成形技术是一种加工空心轻体件的先进制造技术,其原理是在封闭的成形模具里面,通过内部施加高的水压从而将金属管胀形成所需要的形状.液压成形件具有复杂的外形和特殊的性能,在汽车零部件上得到广泛的应用.液压成形技术中使用的原材料为钢管,近年来利用激光焊管作为液压成形的原材料,得到了迅速发展.激光焊管可以用不同的材料制成,可以为不同的形状,如柱状,锥状等.通过激光焊接技术拼裁制管从而使焊管在不同部位可以具有不同的机械强度,同时无毛刺边,灵活性很强.本文阐述了激光焊管作为液压成形原材料在汽车零部件上的广泛应用，并对激光焊管与直缝电阻焊管作了比较.
激光焊管 液压成形 tailor welded tubes hydroforming
激光拼焊技术是将两块或多块具有相同或不同机械性能、不同表面状态的钢板使用激光焊接的方法连接成毛坯件 ,然后进行整体冲压成轿车结构件。近几年 ,激光拼焊技术在欧美等国得到迅速发展 ,其运用的重点也逐渐从最初解决板宽发展到主要解决降低车身重量、降低油耗和减少污染排放。这对减少加工工序、降低成本 ,提高生产效率、减少材料消耗都有十分重要的作用。通过激光拼焊技术减少了原先多道冲压工序次数 ,现改为一次冲压成形 ,对控制板材冲压成形废品率起到一定的作用。激光拼焊板以其高质量、高效益、低成本备受汽车和钢铁工业界的极大关注。本文详细阐述了激光拼焊技术在轿车上应用的情况 ,并就国内激光拼焊技术的发展和研究作了介绍。
激光拼焊板 轿车 安全 tailor welded blanks automobile safety
在本研究中,对汽车用冷轧钢板在激光焊接后成形性能进行了细致的分析.杯突试验表明,被焊钢板厚度的差异对杯突值降低的影响较大;极限拱顶高和扩孔试验表明,随被焊钢板厚度差异和强度差异的增加,成形性能会有较大程度的降低.成形极限图试验研究同样表明,冷轧钢板激光焊接后,其成形性能较母材有所降低,激光焊接的成形位置应避开零部件变形的复杂部位.
激光焊接 成形性能 laser welding formability
