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近年来,随着汽车行业的迅猛发展,车身轻、耗油少、安全性高的汽车越来越受青睐,由于激光拼焊板的应用减轻了车身重量,降低了生产成本,被越来越多的使用在汽车制造厂。但是,长期以来,各种高性能激光拼焊板的研发工作均局限于实验观察和一般性理论探讨,很少能给出定量的工艺模拟及其预测结果,由此大大增加了生产周期以及拼焊板性能误差。若能在激光焊接领域引入先进的计算机模拟和预测技术,建立完善的拼焊板材质控制系统,较好地预测出激光拼焊板的性能并实现相应的工艺优化控制,对激光拼焊板的研发及生产使用具有十分重要的指导意义。然而,此类研究的相关成果在国内外均鲜见报道。
为此,本研究在国家自然基金面上项目及江苏大学模具科技创新团队项目的资助下,充分利用前期工作的成果,以典型深冲钢等常用激光拼焊钢板为研究对象,探索建立了一套具有自主知识产权的基于组织定量分析的激光拼焊板材质控制系统。
本文主要研究内容及创新点:
(1)通过对典型深冲钢拼焊板接头组织的微观定量分析和屈服强度、抗拉强度、应变硬化指数、塑性应变比等性能分析,探索得到了焊接接头组织-拼焊板性能变化规律,得出了影响这些性能的首要组织因素为接头低碳马氏体含量,继而得到了提高拼焊板力学及成形性能的优化工艺方案。
(2)以提高典型深冲钢种激光拼焊板的耐腐蚀性能为目标,分析研究了焊接接头组织与拼焊板耐腐蚀性能变化规律,得出了影响激光拼焊板耐腐蚀性能的首要组织因素为接头铁素体含量,继而得到了提高拼焊板耐蚀性能的优化工艺方案。
(3)以上述研究成果为基础,根据企业用户的目标性能需求,设计出了基于偏最小二乘回归方法的激光拼焊板材质控制系统。该系统依据企业用户不同的目标性能需求,分别进行了相应的工艺优化控制和目标性能预测。经工程实践应用表明,该系统具有较好的工程适用性,可以推广应用于各种板材的激光焊接领域。