「锻造与冲压」激光拼焊板热冲压工艺关键技术参数随着我国《国家第六阶段机动车污染物排

随着我国《国家第六阶段机动车污染物排放标准》的逐步实施和以整车整备质量来确定耗油量且增加正面25%偏置碰撞的《乘用车燃料消耗限制》的颁布。当前汽车工业发展的重点是在确保安全的前提下，尽可能减轻车身自重。
自2007年安赛乐米塔尔公司推出半消融铝硅镀层板激光拼焊技术以来，铝硅镀层热成形激光拼焊板最大程度上发挥了激光拼焊板和热冲压工艺的轻量化的优点。该方案在现今汽车行业主要应用有等强差厚热冲压激光拼焊板、差强等厚热冲压激光拼焊板和差强差厚热冲压激光拼焊板的设计方案。等强差厚热冲压激光拼焊板因使用同一种材质的基板，所以热冲压工艺即根据该基板材质的热冲压工艺制定调试热冲压工艺参数即可。而差强热冲压激光拼焊板由硬区基板和软区基板采用激光拼焊工艺焊接在一起，热冲压工艺就需要同时考虑两种基板的热冲压特性制定工艺参数区间。铝硅镀层激光拼焊板硬区基板（22MnB5）在国内供货的主要钢厂有安赛乐米塔尔、蒂森克虏伯钢铁、新日铁、宝钢股份；而软区基板（6Mn6）原材料在国内供货的主要钢厂有安赛乐米塔尔、蒂森克虏伯钢铁，宝钢股份和新日铁也在2019年先后推出了软区基板。
铝硅镀层激光拼焊板在中国地区2019年之前一直被安赛乐米塔尔公司垄断供应，因此对于低强基板的热冲压工艺参数很少被安赛乐米塔尔公司外的人员熟知。这就给国内的热冲压生产厂家造成了一定的障碍，据厂家生产现场人员反馈，目前铝硅镀层激光拼焊板热冲压过程中多数情况是低强基板机械性能不合格。
案例准备以下是尝试在生产现场未完全取得软区基板热冲压指导资料的前提下快速优化差强铝硅镀层热冲压激光拼焊板的工艺关键参数，以使热冲压后激光拼焊板符合设定检测标准。
本次案例硬区基板采用1.50mm×180mm×360mm的22MnB5AS150 ，软区基板采用1.40mm×180mm×360mm的6Mn6AS150 ，采用本司的填丝激光拼焊工艺。激光拼焊板在热冲压前须检测确保试板合格，热冲压后试板测试须到以下设定检测标准。
热冲压前激光拼焊板检测方法及要求如下。
⑴激光拼焊板平面向上使用φ20mm直径球杯突测试机使用10kN和20mm/min速度向上顶凸，开裂位置不能平行位于焊缝上。具体杯突测试位置如图1所示。

文章图片
图1杯突测试位置及设备示意图

文章图片
图2焊缝剖面金相取样位置及焊缝凸起要求示意图
⑵在指定位置取焊缝剖面金相检测焊缝区域无气孔、夹杂、凹陷、穿孔等缺陷，焊缝凸起≤0.21mm 。焊缝剖面检测具体取样位置如图2所示。
热冲压后激光拼焊板检测方法及要求如下。
⑴1.50mm22MnB5AS150区域：抗拉强度1300～1650MPa ，屈服强度1000～1400MPa ，延伸率A50≥6% ，硬度410～520HV 。取样位置如图3所示。
⑵1.40mm6Mn6AS150区域：抗拉强度520～700MPa ，屈服强度340～470MPa ，延伸率A50≥17% ，硬度161～215HV 。取样位置如图3所示。
⑶取包含焊缝位置的试样拉伸测试，断裂位置不在焊缝区域。取样位置如图3所示。
根据材质证书整理基板的化学成分如表1所示。
表1基板的化学成分（%）

文章图片

文章图片
图3拉伸试样和金相试样取样位置示意图
首次试生产及结果首次试生产根据热冲压生产厂家推荐采用三段式加热，热冲压工艺为辊底炉加热至930℃ ，保温300s ， 10s内由辊底炉转移至模腔内， 800t压力机保压8s后移出模腔。