一家专注流体压力成形技术
【作 者】蒋磊;李十全;王龙;王大鹏;马培兵;张雄飞
随着“碳达峰和碳中和”发展目标的提出，轻量化已成为我国乃至全球汽车产业的必然趋势。拼焊板(tailo-welded blalll，TWB)作为一种集材料轻量化和工艺简单化两大优点的技术，不仅能够在保证车身结构强度的同时降低车身装备质量，还能提高材料利用率，因而被广泛应用于汽车覆盖件的生产制造。TwB技术是根据车身强度和刚度需求，将不同厚度的同一种材质或不同材质通过激光拼焊的方式连接成一个整体坯料，然后进行冲压成形以加工出所需要的形状的技术[1-2]。应用TWB技术可以实现同一零件不同部位材料厚度和性能的柔性定义，使多个零件化零为整成为可能，从而有效减少了冲压模具数量，降低了零件焊接装配成本。
上述研究主要针对压边力、摩擦系数和拉延筋等易于调整的常规工艺参数进行优化，而对于坯料尺寸、工艺切口等调整难度大的工艺参数优化研究较少，因此，为了更加全面地了解TWB板汽车覆盖件成形规律以及工艺参数对其成形过程的影响，本文以东风本田某TWB前门内板为研究载体，综合考虑压边力、摩擦系数、拉延筋、皮料尺寸和工艺切口对拉延成形的影响，通过成形工艺设计和有限元分析，识别零件拉延成形缺陷，基于正交试验法快速确定影响TWB前门内板成形开裂的主要工艺参数，并利用极差分析得出成形工艺参数的最优组合，利用方差分析验证了影响TWB前门内板成形开裂的主要因素的显著性。最后，将最优工艺参数组合用于TWB前门内板成形仿真和试模验证，获得了吻合度较高且成形质量良好的成形件。
【结 论】
(1)通过设计拉延成形正交试验方案以及极差、方差分析，得出影响TWB前门内板焊缝区域最大减薄率的因素主次顺序为压边力B.H.F.>摩擦系数μ>薄板宽度W>第二刺破高度H2>第一刺破刀高度H1，并确定了成形工艺参数最优组合为压边力B.H.F.取值1 000KN、摩擦系数μ取值0．13、薄板宽度形取值1 044 mm、第二刺破高度H2取值11 mm、第一刺破刀高度H1取值10mm。
(2)采用优化后的成形工艺参数组合进行TWB前门内板拉延成形仿真，消除了焊缝区域的开裂风险，零件获得了足够的安全裕度。基于优化后的工艺方案和成形仿真结果进行模具制造调试以及试模验证，得到成形性良好，无开裂、起皱等缺陷的合格样件。试模结果与成形仿真保持着较高的一致性，证明了正交试验和有限元分析的准确性。
(3)研究结果表明，将正交试验应用于成形仿真能够有效解决TWB前门内板焊缝区域拉延开裂问题、提高TWB前门内板的成形裕度，减少零件量产阶段的质量缺陷，对于同类汽车覆盖件成形工艺的开发和冲压生产具有一定指导意义。
以下是正文：
