【作 者】蔣磊;李十全;王龍;王大鵬;馬培兵;張雄飛

　　隨著“碳達峰和碳中和”發(fā)展目標的提出，輕量化已成為我國乃至全球汽車產(chǎn)業(yè)的必然趨勢。拼焊板(tailo-welded blalll，TWB)作為一種集材料輕量化和工藝簡單化兩大優(yōu)點的技術，不僅能夠在保證車身結構強度的同時降低車身裝備質量，還能提高材料利用率，因而被廣泛應用于汽車覆蓋件的生產(chǎn)制造。TwB技術是根據(jù)車身強度和剛度需求，將不同厚度的同一種材質或不同材質通過激光拼焊的方式連接成一個整體坯料，然后進行沖壓成形以加工出所需要的形狀的技術[1-2]。應用TWB技術可以實現(xiàn)同一零件不同部位材料厚度和性能的柔性定義，使多個零件化零為整成為可能，從而有效減少了沖壓模具數(shù)量，降低了零件焊接裝配成本。

　　上述研究主要針對壓邊力、摩擦系數(shù)和拉延筋等易于調整的常規(guī)工藝參數(shù)進行優(yōu)化，而對于坯料尺寸、工藝切口等調整難度大的工藝參數(shù)優(yōu)化研究較少，因此，為了更加全面地了解TWB板汽車覆蓋件成形規(guī)律以及工藝參數(shù)對其成形過程的影響，本文以東風本田某TWB前門內板為研究載體，綜合考慮壓邊力、摩擦系數(shù)、拉延筋、皮料尺寸和工藝切口對拉延成形的影響，通過成形工藝設計和有限元分析，識別零件拉延成形缺陷，基于正交試驗法快速確定影響TWB前門內板成形開裂的主要工藝參數(shù)，并利用極差分析得出成形工藝參數(shù)的最優(yōu)組合，利用方差分析驗證了影響TWB前門內板成形開裂的主要因素的顯著性。最后，將最優(yōu)工藝參數(shù)組合用于TWB前門內板成形仿真和試模驗證，獲得了吻合度較高且成形質量良好的成形件。

　　【結 論】

　　(1)通過設計拉延成形正交試驗方案以及極差、方差分析，得出影響TWB前門內板焊縫區(qū)域最大減薄率的因素主次順序為壓邊力B.H.F.>摩擦系數(shù)μ>薄板寬度W>第二刺破高度H2>第一刺破刀高度H1，并確定了成形工藝參數(shù)最優(yōu)組合為壓邊力B.H.F.取值1 000KN、摩擦系數(shù)μ取值0．13、薄板寬度形取值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)采用優(yōu)化后的成形工藝參數(shù)組合進行TWB前門內板拉延成形仿真，消除了焊縫區(qū)域的開裂風險，零件獲得了足夠的安全裕度?；趦?yōu)化后的工藝方案和成形仿真結果進行模具制造調試以及試模驗證，得到成形性良好，無開裂、起皺等缺陷的合格樣件。試模結果與成形仿真保持著較高的一致性，證明了正交試驗和有限元分析的準確性。

　　(3)研究結果表明，將正交試驗應用于成形仿真能夠有效解決TWB前門內板焊縫區(qū)域拉延開裂問題、提高TWB前門內板的成形裕度，減少零件量產(chǎn)階段的質量缺陷，對于同類汽車覆蓋件成形工藝的開發(fā)和沖壓生產(chǎn)具有一定指導意義。

　　以下是正文：