随着拼焊板在汽车工业中大量应用，人们对于这些技术问题也给予越来越多关注和重视。 拼焊板虽然有很多优点，但同时也存在着很多技术问题，这其中最主要的就是由焊缝区组织 变化和焊缝移动等因素而造成的成形性能下降[4]。69386

1 拼焊板冲压成形性能和焊缝移动控制的研究

国外许多研究人员对半球形件的焊缝位移和坯料的焊接问题进行了研究。Junhe Si[5],Brade Lee Kinsey[6]等人研究了横向焊缝移动，Young Moo Heo[7]等研究了存在拉延筋的半 球形件的焊缝移动，Saunders FI[8]研究了焊缝位置、焊缝两侧板料强度和厚度比对焊缝移动的 影响。Radlymayr 和 Szinyur[9]用直径 100mm 的半球拉深分析了焊速对成形的影响，并使用了 双相等拉试验。Wagoner 等[10]对拼焊板成形进行了探讨，在焊接工艺对成形影响方面已取得 重要结果。德国的斯图加特大学通过一系列的基础实验探讨了拼焊板的成形性能，并在此基 础上研发了一套与拼焊板成形配套的分段模具设计。美国 New Hampshire 大学研究人员使用 有限元的研究方法讨论出了一种减少拼焊板起皱的措施。但是这种措施只在计算机模拟中得 到了证实[11]。

国内研究人员姜方银等用 100mm 半球形拱顶拉伸试验和单向拉伸试验来研究拼焊板的 成形特性[12]。童隆长[13]表示拼焊板的成形性能主要影响因素是焊缝移动距离、焊缝移动影响 变形方式、应变和破坏位置。董怀湘等人探讨了拼焊板的冲压成形性能[14-15]。张峻、柯映林 运用响应面和空间映射技术的优化方法得出拼焊板成形控制参数设置的最佳组合[16]。陈锡荣 等从研究半球形件成形入手，分析了坯料焊缝移动规律，得出合理设计焊缝位置及加拉深筋 和使用分瓣式压边圈等措施减少焊缝移动的结论[17]；张士宏等讨论了拼焊板的焊接方式、一 般拼焊件成形性能存在的差异性及对其限制、数值模拟，总结出一些提高拼焊技术的实例和 成绩[18]；张福祥、陈炜等研究了焊缝移动的基本原理，对照国外实验结果，总结出初始焊缝 设定对焊缝移动的影响规律[19]。香港科技大学的 S.M.Chan, L.C.Chan 分析了拼焊板的板厚差 率对 FLC 图的影响[20]。上海交通大学模具 CAD 国家研究中心讨论出了板料成形前的板料式 样及几何模型的优化设计方案[21]。

2 拼焊板冲压成形数值模拟技术的研究

模具在拼焊板成形性能试验中扮演着重要的角色，但是模具的制造周期长、制造成本高。 为了减少试模的时间和成本，有些学者利用有限元数值模拟仿真的方法，对拼焊板的成形性 能进行了研究。K.M.Zhao 等人比较了各种不同的有限元模型，得到的分析结果是：不考虑 HAZ 区的三维壳单元模型，模拟拼焊板成形过程的结果较好，因为焊缝处的板料具有高屈服 强度和高弹性模量的特点，对回弹有相反作用。Ulrich Draugelates 等人将材料参数作为有限

元边界条件，对板材拉深进行有限元分析，其输入非常重要。在模拟的过程中，对于拼焊板 来说，焊缝和 HAZ 区是一种单一的、高强度的材料。而 Saunders 等人则表示，对于拼焊板 来说，如果有足够小宽度的样品来进行单轴拉伸试验，就可以直接得到焊缝处的材料参数。 Saunders 采用和 Ulrieh Draugelates 类似的方法来确定具有更加狭窄的焊缝的激光拼焊板的应 力——应变关系，先在焊缝处设置同样参数，由基体金属硬化准则得到它所承受载荷，进而 估算出焊缝处的板料的承受载荷。根据 Voice 硬化规律，焊缝处的材料性质可以通过拉伸试 验来获得。Keum 等人用有限元分析法，研究了拼焊板典型零件——门内板的成形过程，在 成形过程中，用焊接单元来模拟 HAZ 区的成形特点。Berg[22]等用 Diek A 软件对直径 500mm 拼焊板 LDH 试验过程进行了模拟，Choi[23]和其他人也进行了类似的工作。论文网