万方数据 模具工业2015年第4l卷第7期2开裂情况与原因排除汽车门内板为激光拼焊板材质DC56D+Z,厚度为0.7 mm和1.4 mm 2种,为提高生产效率、节约成本,采用1模2件生产。由于制件成形困难,且存在0.7 mm料厚差,对模具结构要求较高,生产过程中制件易开裂。实际生产过程中的8个开裂制件,其中2件在焊缝处开裂(见图1),6件沿焊缝开裂(见图2),取剩余冲压余料进行检测分析。『图2薄板侧开裂进行原因排除:(1)模具压边圈采用氮气缸为压力源,压边力恒定,取消了原来以机床顶杆为压力源的方式。(2)模具凸模、凹模与压边圈均已进行表面电镀处理,表面粗糙度值小。3开裂分析3.1在焊缝处开裂分析通过图1可以看出制件开裂的裂纹源在焊缝位置,经过撕裂扩散到母材。焊接质量良好的焊缝强度要比母材高500/'0.-60%,开裂源一般位于近焊缝处的较薄的母材一侧。图1所示制件中在变形量较大位置出现焊缝开裂,可能是焊缝处存在咬边、未熔合、杂质等缺陷。3.2沿焊缝开裂的分析3.2.1力学性能分析采用线切割取现场剩余板料(Dx56D+z材质),分别对薄、厚板进行力学性能分析,2个母材金属的试验样条规格和要求按照GB/T 2975执行,拉伸试验方法按照GB/T 228执行。应变硬化指数n值的测定按照GB/T 5028执行,分析结果如表l所示。由表l可以看出,所取材料DC56D+Z的综合力学性能较好,排除因板料力学性能不足导致焊缝开裂。表1 DX56D+Z材质剩余板料力学性能分析厚度轧向屈服强度 抗拉强度 延伸率,l r/mm ,MPa ,MPa 腻1.4 O 138 282 47.0 O.24 1.65O.7 0 139 279 48.0 0.24 2.40O.7 45。 145 283 51.5 0.23 2.00O.7 90。 146 276 50.O O.23 2.603.2.2焊缝杯突试验金属杯突试验检测方法依据《GB厂r 4156.2007金属材料薄板和薄带埃里克森杯突试验》,对制件取样焊缝进行杯突试验测试焊接性能,试验采取涂油和不涂油2种表面状态进行测试,测量结果见表2,其试验结果如图3所示。表2汽车前门内板拼焊板杯突值杯突值/mm序号 涂油状态试验值 平均值l 7.44不涂油 7.472 7.503 7.924 涂油 7.77 7.90‘8 02 ’图3杯突试验结果万方数据 70 模具工业2015年第41卷第7期由图3可以看出制件杯突开裂位置位于0.7mm薄料一侧,与焊缝平行且距离焊缝约2~3 mill,说明拼焊板的焊接质量合格。对涂油与不涂油2种状态进行比较,涂油状态的杯突值明显高于不涂油状态,因此建议后续的制件冲压过程中,在合理范围内尽可能加大涂油量。3.2.3金相分析对制件取样进行金相分析,观察热影响区范围,0.7 mm和1.4 mm料厚侧的热影响区的金相组织分别如图4、图5所示。通过金相图可以测得0.7mm料厚侧的热影响区宽度为0.2~0.25 mm,1.4 mm料厚侧的热影响区宽度为0.15~o.2 mm,略小于0.7mm料厚侧的热影响区。而制件冲压开裂的位置位于焊缝3~4 mm处,已经远离热影响区。由此可以说明制件冲压开裂与焊缝的焊接质量无关。图6所示为制件焊缝区域的显微硬度测试结果,可以看出在制件焊缝及热影响区内并未发现软化点和脆性点,表明焊缝焊接质量合格。憋淄3.3料厚减薄分析通过超声波检测仪对制件料厚进行检测(见图7),通过计算分析可知(制件料厚/板料厚度)薄板侧减薄率22.9%,厚板侧减薄率6.5%,薄板侧达到成形极限有产生开裂风险,同CAE分析结果(见图8)。