文/張春雨·一汽解放汽車有限公司

近年來，隨著國(guó)內(nèi)、國(guó)際局勢(shì)日趨復(fù)雜，客戶對(duì)防護(hù)型車輛的需求逐漸增多，而防護(hù)型車輛車身內(nèi)外表面多為特種鋼板（圖1）。早期特種車體結(jié)構(gòu)普遍為特種鋼板焊接拼接結(jié)構(gòu)，但是焊縫部位為防護(hù)薄弱環(huán)節(jié)，因此使用折彎一體化減少焊縫的設(shè)計(jì)逐漸替代了原有的焊接拼接式結(jié)構(gòu)。一般特種系列鋼板材料抗拉強(qiáng)度為常規(guī)鋼板的3～5倍（1500～2100 MPa），材料性能特殊，易開裂，回彈大、硬度大，普通加工工藝及刀具在結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度上均無法滿足特種鋼板的加工（圖2）。本文主要以料厚為3mm的特種鈑金類產(chǎn)品為例，著重闡述對(duì)此類板材的加工工藝。

特種鈑金產(chǎn)品的折彎工藝

特種鋼板極其堅(jiān)硬而又兼有韌性，通過優(yōu)化合金成分，結(jié)合特有的直接淬火工藝，獲得高硬度和高韌性，延伸率僅為7%左右，硬度普遍達(dá)到550HBW，普通折彎模具的結(jié)構(gòu)、硬度、折彎參數(shù)都無法滿足其加工需求，回彈大，易開裂，外表面容易產(chǎn)生壓痕。一般加工制造企業(yè)采用的是V形及U形折彎模具，下模R角部位為固定結(jié)構(gòu)，V口寬度一般為料厚的4～6倍，上模R角通常取1～1.5倍料厚，如圖3所示。

針對(duì)特種鈑金類產(chǎn)品，我們主要討論自由折彎，我司重新開發(fā)了特種鈑金的專用折彎模具，如圖4所示。下模R角部位采用可拆換、可滾動(dòng)的LD材質(zhì)滾軸結(jié)構(gòu)，上模、下模R角、V口寬度及角度重新設(shè)計(jì)，此處必須考慮到特種鈑金類產(chǎn)品回彈較大的因素，比如上模R角可選3～6倍料厚，下模R角可選4～8倍料厚，V口寬度可選6～12倍料厚，這對(duì)于控制折彎回彈、開裂、外表面壓痕都有著很好的作用。另外，折彎時(shí)有以下問題需要注意：(1)要注意與軋制方向成直角折彎，折彎前打磨去除所有瑕疵，剪切邊緣也應(yīng)打磨平。(2)折彎力和回彈會(huì)隨特種鈑金強(qiáng)度的增加而增加，板材硬度越高，折彎力越大且回彈也越大。

基于成本及維修方面考慮，上模R角、下模R角、上下模本體均可以采用可拆換結(jié)構(gòu)，方便維修，又可降低成本。采用特種鈑金折彎工藝具有柔性化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，便于產(chǎn)品升級(jí)調(diào)整，同時(shí)可以有效配合焊接的精度需求。前期投入小，投資周期短，對(duì)設(shè)備人員的要求相對(duì)較低，有利于降低企業(yè)成本。

特種鈑金產(chǎn)品的切割工藝

針對(duì)特種鈑金產(chǎn)品的切割工藝，主要有以下幾種方式。

(1)水刀。該工藝可用于所有特種鈑金產(chǎn)品下料，并且為首選方法，因?yàn)樵摴に嚥淮嬖跓嵊绊憛^(qū)，可徹底消除裂紋風(fēng)險(xiǎn)。

(2)激光切割。對(duì)于較厚的特種鈑金產(chǎn)品下料，可采用這種工藝進(jìn)行切割，這種工藝所產(chǎn)生的切口較窄，熱影響區(qū)也較窄，一般小于3mm。

(3)等離子切割。特種鈑金產(chǎn)品的下料也可采用這種工藝進(jìn)行切割。這種工藝產(chǎn)生的切口一般寬3～4mm，熱影響區(qū)寬度不超過5mm。并且等離子切割可以在水下進(jìn)行，這樣可以減少變形，產(chǎn)生的熱影響區(qū)也更窄。

(4)氣割。該工藝可用于厚達(dá)60mm的特種鋼板，這種工藝會(huì)產(chǎn)生寬2～5mm的切口，熱影響區(qū)一般寬4～10mm。值得一提的是，對(duì)高硬度的特種鋼板采用不受控氣割可能導(dǎo)致氫致裂紋（也稱為冷裂紋），而板厚超過20～30mm時(shí)也可能產(chǎn)生這種情況，板材越厚，對(duì)開裂的敏感性也越高。而要避免在切割過程中或切割后產(chǎn)生裂紋，最有效的方法是對(duì)鋼板進(jìn)行預(yù)熱，隨后對(duì)切割部件進(jìn)行高溫保溫。預(yù)熱包括在開始切割前，將整張鋼板或目標(biāo)切口兩側(cè)至少100mm寬的區(qū)域加熱到規(guī)定的最低溫度，可以通過使用恒溫加熱爐、加熱毯等方式實(shí)現(xiàn)，而在某些情況下也可使用燃?xì)饧訜釥t在整個(gè)過程中保持溫度（可使用相同設(shè)備對(duì)切割部件進(jìn)行高溫保溫）。只有當(dāng)切割部件足夠?qū)?，能夠消耗過多熱量時(shí)，才能采用低速切割。

(5)砂輪。該工藝一般用于管材和圓鋼的切割，也可用于特種鈑金產(chǎn)品的直線切割。切口寬度與砂輪厚度相等，幾乎沒有熱影響區(qū)。

特種鈑金產(chǎn)品的焊接工藝

一般特種鈑金合金含量低，這些鋼板可采用任何常規(guī)的焊接方法進(jìn)行焊接，適用的焊材包括鐵素體和不銹鋼類型的焊材，而建議類型取決于鋼材等級(jí)。其焊接流程如下。

(1)邊緣準(zhǔn)備。工件之間的良好配合是降低應(yīng)力的關(guān)鍵，由此可降低裂紋風(fēng)險(xiǎn)。焊接前必須清除焊接邊緣及其周圍的各種雜質(zhì)，如鐵屑、鐵銹、油污、油漆和水分等。

(2)定位焊。進(jìn)行定位焊時(shí)，建議每段定位焊縫的長(zhǎng)度不小于50mm，其原因是為了避免接頭處出現(xiàn)氫致裂紋。

(3)焊材的選擇。建議使用鐵素體和不銹鋼類型的焊材，可用類型取決于鋼材等級(jí)和接頭處的板材厚度。以下推薦一些適用于所有類型的焊材：為使焊接接頭的強(qiáng)度和韌性達(dá)到完美平衡，在滿足接頭強(qiáng)度要求的前提下應(yīng)盡量選擇強(qiáng)度低的焊材，而使用低強(qiáng)度焊材可帶來一些好處，例如提高焊縫金屬的韌性，提高抗氫裂性能和減少接頭中的殘余應(yīng)力。因此,設(shè)計(jì)人員應(yīng)盡量將焊縫定位在低應(yīng)力區(qū)。

(4)無合金和低合金鐵素體焊材。如選用無合金或低合金鐵素體焊材，則焊材適當(dāng)?shù)那?qiáng)度可以高達(dá)500MPa，建議使用最大氫含量為5ml/100g的焊縫金屬。比如可以使用實(shí)心焊絲的MAG熔化極氣體保護(hù)焊，以及TIG鎢極惰性氣體焊的焊材都能滿足這一要求。而對(duì)于其他焊接方法，以下幾種類型的耗材有可能滿足氫含量要求：①使用藥芯焊絲的MAG熔化極氣體保護(hù)焊，基本類型的焊絲和金紅石焊絲。②使用金屬芯焊絲的MAG熔化極氣體保護(hù)焊，特定品牌的焊絲。③SAW埋弧焊，焊絲要與基本類型助焊劑結(jié)合。

(5)奧氏體不銹鋼焊材。建議使用符合AWS 307或AWS 309標(biāo)準(zhǔn)的奧氏體不銹鋼焊材，并且推薦將AWS 307焊材作為第一選，AWS 309焊材作為第二選。原因是該類焊材在所有焊縫金屬中的屈服強(qiáng)度約500MPa，而AWS 307焊材的承受熱裂紋性能要優(yōu)于AWS 309。此外，對(duì)于不銹鋼類型的焊材，并未規(guī)定最大氫含量標(biāo)準(zhǔn)，其原因在于氫對(duì)該類焊材性能的影響并不像在無合金和低合金焊材中那樣明顯。

特種鈑金產(chǎn)品的機(jī)加工藝

對(duì)于特種鈑金產(chǎn)品的機(jī)加工藝，可使用高速合金鋼鉆頭或硬質(zhì)合金鉆頭進(jìn)行鉆孔，在搖臂/柱式鉆床上使用高速鋼鉆頭對(duì)鋼板進(jìn)行鉆孔時(shí)，首選小螺旋角、硬心的含鈷（8%的鈷）高速鋼鉆頭，單個(gè)孔可使用普通高速鋼鉆頭。

而針對(duì)減少振動(dòng)、延長(zhǎng)鉆頭壽命筆者在這里建議。

(1)盡量減小懸臂長(zhǎng)度以及鉆頭到工件之間的距離，使用穩(wěn)固結(jié)實(shí)的工作臺(tái)距離。另外，使用冷卻液。

(2)使用盡可能短的鉆頭，鉆透之前，先抬起鉆頭1s以便降低進(jìn)給速度，否則間隙竄動(dòng)和彈性會(huì)卡住鉆頭，等間隙竄動(dòng)和彈性現(xiàn)象消失之后，再重恢復(fù)到所需的進(jìn)給速度。

(3)一定要使用金屬支架。

(4)牢固夾緊工件。

結(jié)束語(yǔ)

綜上，本文簡(jiǎn)要介紹了特種鈑金的一些特殊加工工藝，如折彎、切割、焊接、機(jī)加等工藝，并給出一些我司在生產(chǎn)過程中總結(jié)的一些經(jīng)驗(yàn)和方法，希望可以對(duì)特種鈑金材料的加工提供一些可借鑒的幫助。

中國(guó)歷史十大傲骨詩(shī)詞人

4

劉禹錫

（唐朝時(shí)期）

傲骨指數(shù)：★★★☆☆

傲骨精髓：山不在高，有仙則名；水不在深，有龍則靈

史海遺珠：《劉夢(mèng)得文集》、《劉賓客文集》

上榜理由：滿滿正能量的詩(shī)豪。敢言不畏懼、不妥協(xié)，堅(jiān)持真理，守望夢(mèng)想