1. 實驗材料

本次實驗所采用的材料為冷軋鋼板，實驗材料的厚度為0.8mm 與0.8mm 的等厚板激光拼接。

2. 實驗方法

2.1 激光拼焊

對上述0.8mm 與0.8mm 的等厚材料進行激光拼焊，在本研究中采用激光切割對其邊部進行準備，其質(zhì)量經(jīng)檢驗可以滿足激光拼焊時對邊部質(zhì)量的要求。在本次實驗中采用PRC CO2 激光器對實驗材料進行激光焊接。激光焊接功率采用4000W，焊接保護氣體為氦氣，試樣激光焊接速度為4500mm/min，聚焦焦距為220mm。激光拼焊毛坯件的試樣尺寸為1980×1960mm。

2.2 實沖和實驗方案

對基板和激光拼焊板進行成形極限圖實驗，按GB/T 15825.8－1995 標準進行。同時將激光拼焊板毛坯件在汽車廠進行沖壓，最終形成汽車零部件，將沖壓后的零件進行應變測量分析。在本研究中，采用網(wǎng)格應變分析技術，在實驗板中前部同一區(qū)域印制直徑5 毫米的圓形相切網(wǎng)格，在正常生產(chǎn)條件下沖制成汽車零部件，用透明軟片網(wǎng)格園進行測量，測量位置為焊縫邊。

3. 結果與討論

3.1 基板和激光拼焊板成形極限圖

根據(jù)實驗條件，在實驗材料上印制網(wǎng)格，成形后用工具顯微鏡測量變形網(wǎng)格的長短軸，繪制出成形極限圖，見圖1。

成形極限圖實驗表明，在成形時，激光拼焊板由于焊縫較基板硬度高，焊縫處成形傳遞受阻，較快失穩(wěn)、開裂，成形極限明顯比基板低，主應變最小處（平面應變）為30％，而基板主應變最小處為44％。

3.2 激光拼焊板零部件應變測量

根據(jù)沖制的零部件形狀特征，取四個變形較大區(qū)域進行應變測量，測量位置見圖2 所示。測量結果見圖3 所示。

結果表明，該激光拼焊板零件變形方式主要為平面應變，每個區(qū)域最大變形量情況為：1 號為14％、2 號7％、3 號11％、4 號6％。

從實驗板沖制汽車零部件的應變分析可以看出，由于焊縫面積和整個沖壓件相比非常小，因此在同一區(qū)域應變似乎變化不大，從應變合成圖看（圖4），實驗板最大應變?yōu)?4％。

將基板、激光拼焊板的成形極限圖和激光拼焊板沖壓成的零件在焊縫處的應變結果移入同一座標，見圖5，結果表明，激光拼焊板零件焊縫處最大危險主應變?yōu)?4％，該應變路徑下的最小極限應變拼焊板為30％，故拼焊板最小裕度Δemin＝16％。因此在焊縫區(qū)域激光拼焊板完全滿足汽車零部件的成形要求。

3.3 結論

(1) 激光拼焊板由于焊縫的硬化，導致成形性能的下降。
(2) 成形極限圖和激光拼焊零件應變測量試驗表明，激光焊縫處的應變安全裕度能夠滿足汽車零部件對沖壓成形的要求。