CN111075807A - 一种提升成形性能的激光拼焊板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提升成形性能的激光拼焊板,包括第一试板和第二试板:所述第一试板的前表面一侧涂覆有第一试板第一镀层,所述第一试板的前表面另一侧涂覆有第一试板第二镀层,所述第二试板的前表面一侧涂覆有第二试板第一镀层;通过在第一试板的前表面设置第一试板第一镀层和第一试板第二镀层,在第二试板的前表面设置第二试板第一镀层和第二试板第二镀层,且第一试板第一镀层和第一试板第二镀层均为锌铝镁镀层,第二试板第一镀层和第二试板第二镀层均为热镀锌,利用锌铝镁镀层摩擦系数低的特点,增强激光拼焊板整体冲压过程中厚板/高强钢一侧材料的流动,降低冲压过程中焊缝的移动,从而避免或者降低拼焊板的冲压开裂风险。
Description
技术领域
本发明属于激光拼焊板技术领域,具体涉及一种提升成形性能的激光拼焊板。
背景技术
激光拼焊板是采用激光能源,将若干不同材质、不同厚度的材料进行焊接而形成一块整体板材,后续对激光拼焊板进行整体冲压。激光拼焊板的优势包括:(1)降低车身的重量,从而提高燃料的利用率,使汽车的性能提高,同时降低尾气的排放,减小对环境的影响;(2)产品的不同零件在成形前已经通过连续的焊接工艺焊接在一起,因而提高了零件的装配精度;(3)在材料方面,使用拼焊板可以节约材料的25%-40%,提高设计废料的利用率,降低成本;(4)采用连续激光焊接,由于没有搭接处,可减少许多原来需要采取密封措施的地方,使腐蚀性和防锈性得到改善,也使车身结构大大简化;(5)减少模具数量、减少零件装配数量,缩减模具处理和安装过程,从而简化生产流程;(6)汽车安全性试验显示,车身采用拼焊板,在撞击的过程中可以吸收更多的能量,从而增强耐撞击性能。目前激光拼焊技术已经被广泛的运用在纵梁、保险杠、门内板、底板等结构件中,成为车身轻量化的重要途径。
通常情况下,拼焊板的设计过程中:依据不同的承载需求选取不同厚度、不同种类的材质;依据不同的耐蚀要求,选取不同的镀层。从而,实现了适合的材料用在合适的部位。然而,激光拼焊板在后续冲压过程中,由于不同厚度、不同材质的材料成形特性不同,易造成局部的冲压开裂问题,为此,我们提出一种提升成形性能的激光拼焊板。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提升成形性能的激光拼焊板,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种提升成形性能的激光拼焊板,包括第一试板和第二试板:所述第一试板的前表面一侧涂覆有第一试板第一镀层,所述第一试板的前表面另一侧涂覆有第一试板第二镀层,所述第二试板的前表面一侧涂覆有第二试板第一镀层,所述第二试板的前表面另一侧涂覆有第二试板第二镀层,所述第一试板和所述第二试板通过焊缝固定连接。
本发明作为进一步优选的:所述第一试板第一镀层和所述第一试板第二镀层均为锌铝镁镀层。
本发明作为进一步优选的:所述第二试板第一镀层和所述第二试板第二镀层为热镀锌、合金化镀锌或者电镀镀层中的任意一种。
本发明作为进一步优选的:所述第一试板第一镀层和所述第一试板第二镀层中含有总质量1-4%的Mg、质量1-4%的Al、质量0.01-0.1%的Ca和/或0.01-0.1%的Ba、0.1-0.4%的Li。
本发明作为进一步优选的:所述第二试板第一镀层和所述第二试板第二镀层中含有总体积0.1-10%的Zn-Mg相和/或Zn-Al-Mg相,所述Mg的质量百分比大于或等于Al的质量百分比,所述Li的含量小于或等于Mg含量的10%。
本发明作为进一步优选的:所述第二试板的延伸率大于第一试板的延伸率。
本发明作为进一步优选的:所述第二试板的厚度小于第一试板的厚度。
本发明作为进一步优选的:所述第一试板的上下两侧对称固定连接有两个固定机构,所述固定机构位于靠近所述第二试板的一侧。
本发明作为进一步优选的:所述固定机构包括第一固定板、螺纹通孔、螺纹杆、转把、轴承和第二固定板,所述第一固定板与所述第一试板焊接,所述螺纹通孔开设于所述第一固定板的一侧,所述第一固定板内螺纹连接有螺纹通孔,所述螺纹通孔的一端远离所述第一试板的一侧固定连接有所述转把,所述螺纹通孔的另一端与所述轴承的内圈固定连接,所述轴承的外圈与所述第二固定板固定连接。
本发明的技术效果和优点:本发明提出的一种提升成形性能的激光拼焊板,与现有技术相比,具有以下优点:
通过在第一试板的前表面设置第一试板第一镀层和第一试板第二镀层,在第二试板的前表面设置第二试板第一镀层和第二试板第二镀层,且第一试板第一镀层和第一试板第二镀层均为锌铝镁镀层,第二试板第一镀层和第二试板第二镀层均为热镀锌,利用锌铝镁镀层摩擦系数低的特点,增强激光拼焊板整体冲压过程中厚板/高强钢一侧材料的流动,降低冲压过程中焊缝的移动,从而避免或者降低拼焊板的冲压开裂风险。
图中:1、第一试板;2、第一试板第一镀层;3、第一试板第二镀层;4、第二试板;5、第二试板第一镀层;6、第二试板第二镀层;7、焊缝;8、固定机构;81、第一固定板;82、螺纹通孔;83、螺纹杆;84、转把;85、轴承;86、第二固定板。
附图说明
图1为本发明实施例中提升成形性能的激光拼焊板的结构示意图;
图2为本发明实施例中提升成形性能的激光拼焊板固定机构的结构示意图;
图3为本发明实施例中提升成形性能的激光拼焊板去掉固定机构的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-2所示的一种提升成形性能的激光拼焊板,包括第一试板1和第二试板4:所述第一试板1的前表面一侧涂覆有第一试板第一镀层2,所述第一试板1的前表面另一侧涂覆有第一试板第二镀层3,所述第二试板4的前表面一侧涂覆有第二试板第一镀层5,所述第二试板4的前表面另一侧涂覆有第二试板第二镀层6,所述第一试板1和所述第二试板4通过焊缝7固定连接。
本发明具体的:所述第一试板第一镀层2和所述第一试板第二镀层3均为锌铝镁镀层。
通过采用上述方案,可以利用锌铝镁镀层摩擦系数低的特点,增强激光拼焊板整体冲压过程中厚板/高强钢一侧材料的流动。
本发明具体的:所述第二试板第一镀层5和所述第二试板第二镀层6均为热镀锌。
本发明具体的:所述第一试板第一镀层2和所述第一试板第二镀层3中含有总质量1%的Mg、质量1%的Al、质量0.01%的Ca和0.01%的Ba、0.1%的Li。
本发明具体的:所述第二试板第一镀层5和所述第二试板第二镀层6中含有总体积0.1%的Zn-Mg相和Zn-Al-Mg相,所述Mg的质量百分比大于或等于Al的质量百分比,所述Li的含量小于或等于Mg含量的10%。
通过采用上述方案,可以确定第二试板第一镀层5和第二试板第二镀层6中元素的含量。
本发明具体的:所述第二试板4的延伸率大于第一试板1的延伸率。
通过采用上述方案,可以使第二试板4比第一试板1延伸的效果更好
本发明具体的:所述第二试板4的厚度小于第一试板1的厚度。
通过采用上述方案,可以确定第二试板4的厚度。
本发明具体的:所述第一试板1的上下两侧对称固定连接有两个固定机构8,所述固定机构8位于靠近所述第二试板4的一侧。
通过采用上述方案,通过在第一试板1的上下两侧设置两个固定机构8,可以在焊接完成后,使用两个固定机构8对焊缝7进行限位,提高焊缝7的稳定性。
本发明具体的:所述固定机构8包括第一固定板81、螺纹通孔82、螺纹杆83、转把84、轴承85和第二固定板86,所述第一固定板81与所述第一试板1焊接,所述螺纹通孔82开设于所述第一固定板81的一侧,所述第一固定板81内螺纹连接有螺纹通孔82,所述螺纹通孔82的一端远离所述第一试板1的一侧固定连接有所述转把84,所述螺纹通孔82的另一端与所述轴承85的内圈固定连接,所述轴承85的外圈与所述第二固定板86固定连接。
通过采用上述方案,在使用两个固定机构8对焊缝7进行限位时,转动转把84,转把84带动螺纹杆83在螺纹通孔82内转动,螺纹杆83在螺纹通孔82内转动时,顶动轴承85,轴承85顶动第二固定板86,使第二固定板86贴紧焊缝7,提高焊缝7的稳定性,螺纹通孔82可以使螺纹杆83在第一固定板81内转动。
工作原理:与第一试板1相比较,第二试板4在冲压过程中更易开裂,通过在第一试板1的前表面设置第一试板第一镀层2和第一试板第二镀层3,在第二试板4的前表面设置第二试板第一镀层5和第二试板第二镀层6,且第一试板第一镀层2和第一试板第二镀层3均为锌铝镁镀层,第二试板第一镀层5和第二试板第二镀层6均为热镀锌,利用锌铝镁镀层摩擦系数低的特点,增强激光拼焊板整体冲压过程中厚板/高强钢一侧材料的流动,降低冲压过程中焊缝的移动,从而避免或者降低拼焊板的冲压开裂风险,在使用两个固定机构8对焊缝7进行限位时,转动转把84,转把84带动螺纹杆83在螺纹通孔82内转动,螺纹杆83在螺纹通孔82内转动时,顶动轴承85,轴承85顶动第二固定板86,使第二固定板86贴紧焊缝7,提高焊缝7的稳定性,螺纹通孔82可以使螺纹杆83在第一固定板81内转动。
实施例二
本发明还提供了如图1所示的一种提升成形性能的激光拼焊板,与实施例一不同的是:
所述第二试板第一镀层5和所述第二试板第二镀层6均为合金化镀锌。
所述第一试板第一镀层2和所述第一试板第二镀层3中含有总质量2.5%的Mg、质量2.5%的Al、质量0.05%的Ca和0.05%的Ba、0.25%的Li。
所述第二试板第一镀层5和所述第二试板第二镀层6中含有总体积5%的Zn-Mg相和Zn-Al-Mg相,所述Mg的质量百分比大于或等于Al的质量百分比,所述Li的含量小于或等于Mg含量的10%。
工作原理:与第一试板1相比较,第二试板4在冲压过程中更易开裂,通过在第一试板1的前表面设置第一试板第一镀层2和第一试板第二镀层3,在第二试板4的前表面设置第二试板第一镀层5和第二试板第二镀层6,且第一试板第一镀层2和第一试板第二镀层3均为合金化镀锌,第二试板第一镀层5和第二试板第二镀层6均为热镀锌,利用锌铝镁镀层摩擦系数低的特点,增强激光拼焊板整体冲压过程中厚板/高强钢一侧材料的流动,降低冲压过程中焊缝的移动,从而避免或者降低拼焊板的冲压开裂风险。
实施例三
本发明还提供了如图1所示的一种提升成形性能的激光拼焊板,与实施例一不同的是:
所述第二试板第一镀层5和所述第二试板第二镀层6均为电镀镀层。
所述第一试板第一镀层2和所述第一试板第二镀层3中含有总质量4%的Mg、质量4%的Al、质量0.1%的Ca和0.1%的Ba、0.4%的Li。
所述第二试板第一镀层5和所述第二试板第二镀层6中含有总体积10%的Zn-Mg相和Zn-Al-Mg相,所述Mg的质量百分比大于或等于Al的质量百分比,所述Li的含量小于或等于Mg含量的10%。
工作原理:与第一试板1相比较,第二试板4在冲压过程中更易开裂,通过在第一试板1的前表面设置第一试板第一镀层2和第一试板第二镀层3,在第二试板4的前表面设置第二试板第一镀层5和第二试板第二镀层6,且第一试板第一镀层2和第一试板第二镀层3均为合金化镀锌,第二试板第一镀层5和第二试板第二镀层6均为热镀锌,利用锌铝镁镀层摩擦系数低的特点,增强激光拼焊板整体冲压过程中厚板/高强钢一侧材料的流动,降低冲压过程中焊缝的移动,从而避免或者降低拼焊板的冲压开裂风险。
实施例四
本发明还提供了如图1所示的一种提升成形性能的激光拼焊板,与实施例一不同的是:
第一试板1为厚度1.4mm的DC56D+ZM,延伸率45%,第一试板第一镀层2和第一试板第二镀层3的重量为35g/m2,镀层成分为:质量2%的Mg;质量2%的Al;质量0.08%的Ca;Mg含量10%的Li;体积10%的Zn-Mg相和/或Zn-Mg-Al相;其余为Zn和杂质。
第二试板4为厚度0.7mm的DC56D+Z,延伸率45%,第二试板第一镀层5和第二试板第二镀层6为重量50g/m2的Gl镀层。
精剪切边后,对第一试板1和第二试板4进行激光拼焊,最终形成的0.7mmDC56D+Z/1.4mmDC56D+ZM激光拼焊板用于车门内板的冲压,冲压2000件,合格率100%。
最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种提升成形性能的激光拼焊板,其特征在于,包括第一试板(1)和第二试板(4):所述第一试板(1)的前表面一侧涂覆有第一试板第一镀层(2),所述第一试板(1)的前表面另一侧涂覆有第一试板第二镀层(3),所述第二试板(4)的前表面一侧涂覆有第二试板第一镀层(5),所述第二试板(4)的前表面另一侧涂覆有第二试板第二镀层(6),所述第一试板(1)和所述第二试板(4)通过焊缝(7)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种提升成形性能的激光拼焊板,其特征在于:所述第一试板第一镀层(2)和所述第一试板第二镀层(3)均为锌铝镁镀层。
3.根据权利要求1所述的一种提升成形性能的激光拼焊板,其特征在于:所述第二试板第一镀层(5)和所述第二试板第二镀层(6)为热镀锌、合金化镀锌或者电镀镀层中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的一种提升成形性能的激光拼焊板,其特征在于:所述第一试板第一镀层(2)和所述第一试板第二镀层(3)中含有总质量1-4%的Mg、质量1-4%的Al、质量0.01-0.1%的Ca和/或0.01-0.1%的Ba、0.1-0.4%的Li。
5.根据权利要求4所述的一种提升成形性能的激光拼焊板,其特征在于:所述第二试板第一镀层(5)和所述第二试板第二镀层(6)中含有总体积0.1-10%的Zn-Mg相和/或Zn-Al-Mg相,所述Mg的质量百分比大于或等于Al的质量百分比,所述Li的含量小于或等于Mg含量的10%。
6.根据权利要求1所述的一种提升成形性能的激光拼焊板,其特征在于:所述第二试板(4)的延伸率大于第一试板(1)的延伸率。
7.根据权利要求1所述的一种提升成形性能的激光拼焊板,其特征在于:所述第二试板(4)的厚度小于第一试板(1)的厚度。
8.根据权利要求1所述的一种提升成形性能的激光拼焊板,其特征在于:所述第一试板(1)的上下两侧对称固定连接有两个固定机构(8),所述固定机构(8)位于靠近所述第二试板(4)的一侧。
9.根据权利要求8所述的一种提升成形性能的激光拼焊板,其特征在于:所述固定机构(8)包括第一固定板(81)、螺纹通孔(82)、螺纹杆(83)、转把(84)、轴承(85)和第二固定板(86),所述第一固定板(81)与所述第一试板(1)焊接,所述螺纹通孔(82)开设于所述第一固定板(81)的一侧,所述第一固定板(81)内螺纹连接有螺纹通孔(82),所述螺纹通孔(82)的一端远离所述第一试板(1)的一侧固定连接有所述转把(84),所述螺纹通孔(82)的另一端与所述轴承(85)的内圈固定连接,所述轴承(85)的外圈与所述第二固定板(86)固定连接。
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